JP2010007528A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Naoto Kato
直人 加藤
Keisuke Kawai
圭助 河井
Hiroyuki Tanaka
宏幸 田中
Isato Nakada
勇人 仲田
Shinichi Soejima
慎一 副島
Iku Otsuka
郁 大塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the control accuracy of an actuator while preventing the occurrence of hunching in control over the actuator by an operation influence of the actuator on a predetermined physical amount when controlling the operation of the actuator according to the predetermined physical amount related to an engine output such as an air volume. <P>SOLUTION: The operation of a variable valve timing mechanism (VVT) is controlled according to first target valve timing (first target VT) which is set based on a target air volume (target KL). Actual valve timing (actual VT) as the control result thereof is obtained, and a difference (VT deviation) between the actual VT and a second target valve timing (second VT) set based on the actual KL is calculated. A target VT correction amount is calculated by the integration of VT deviation, and the first target VT is corrected by the target VT correction amount. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、機関出力に関わる所定の物理量に応じて動作を制御されるアクチュエータであって、その動作が前記の物理量に影響するアクチュエータを備えた内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to an actuator that is controlled in operation according to a predetermined physical quantity related to engine output, and that includes an actuator whose operation affects the physical quantity. Relates to the device.

内燃機関にはEGR装置、可変バルブタイミング機構或いはスワール制御弁等の複数のアクチュエータが備えられている。これらアクチュエータを適宜に動作させることで燃費の向上や排気エミッションの低減といった各種機能を実現することができる。また、これらアクチュエータの動作を制御するための情報としては、空気量や吸気圧等の機関出力に関わる所定の物理量が用いられている。   The internal combustion engine is provided with a plurality of actuators such as an EGR device, a variable valve timing mechanism, or a swirl control valve. By appropriately operating these actuators, various functions such as improvement of fuel consumption and reduction of exhaust emission can be realized. Further, as information for controlling the operation of these actuators, a predetermined physical quantity related to the engine output such as the air amount and the intake pressure is used.

しかし、アクチュエータの種類によってはその動作の影響によって前記の物理量が変化することがある。例えば、可変動弁機構によってバルブタイミングを変更したときには空気量(筒内吸入空気量)にも変化が生じる。バルブタイミングの目標値が実際の空気量に基づいて設定されているときには、空気量の変化に応じて目標値が変更されることになって再びバルブタイミングを変更しなければならなくなる。   However, depending on the type of actuator, the physical quantity may change due to the influence of its operation. For example, when the valve timing is changed by the variable valve mechanism, the air amount (cylinder intake air amount) also changes. When the target value of the valve timing is set based on the actual air amount, the target value is changed according to the change in the air amount, and the valve timing must be changed again.

このような制御系を2重制御系といい、その全体の構成をブロック図で表したものが図4である。図4に示す構成を前述の可変バルブタイミング機構の制御系に当てはめると、制御対象1が空気量であり、制御対象2がバルブタイミングとなる。そして、目標値決定部では空気量に基づいてバルブタイミングの目標値が決定されることになる。2重制御系では、制御対象1の入力が変化すると、制御対象1が変化し、制御対象2の目標値が変化する。そして、目標値の変化に応じて制御対象2が変化することで、制御対象1の入力が変化し、再び制御対象1が変化する。このような動作が繰り返されるため、2重制御系では制御対象2の動作にハンチングが生じてしまう。   Such a control system is called a double control system, and FIG. 4 shows a block diagram of the entire configuration. When the configuration shown in FIG. 4 is applied to the control system of the aforementioned variable valve timing mechanism, the controlled object 1 is the air amount and the controlled object 2 is the valve timing. Then, the target value determination unit determines the target value of the valve timing based on the air amount. In the dual control system, when the input of the control object 1 changes, the control object 1 changes and the target value of the control object 2 changes. Then, when the controlled object 2 changes according to the change of the target value, the input of the controlled object 1 changes, and the controlled object 1 changes again. Since such an operation is repeated, hunting occurs in the operation of the controlled object 2 in the dual control system.

このような問題に関して、特開2002−332884号公報には、実際の空気量ではなく目標空気量から各アクチュエータの目標動作量を決定する技術が開示されている。例えば、目標空気量からEGR装置の目標EGR開度を決定し、また、同目標空気量から可変バルブタイミング機構(VVT)の目標VVT進角値を決定している。これによれば、実際の空気量の変動によってアクチュエータの動作にハンチングが生じてしまうのを回避することができる。
特開2002−332884号公報
Regarding such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-332884 discloses a technique for determining a target operation amount of each actuator from a target air amount instead of an actual air amount. For example, the target EGR opening degree of the EGR device is determined from the target air amount, and the target VVT advance value of the variable valve timing mechanism (VVT) is determined from the target air amount. According to this, it is possible to avoid the occurrence of hunting in the operation of the actuator due to the actual fluctuation of the air amount.
JP 2002-332884 A

しかしながら、内燃機関の制御において実際の空気量と目標空気量とは必ずしも一致しない。目標空気量に基づいてスロットル開度を算出する際の計算誤差や、スロットルの経年変化や個体差、空気量の算出に使用するセンサの誤差等の影響により、実際の空気量と目標空気量との間に定常的な誤差が生じる場合がある。   However, in the control of the internal combustion engine, the actual air amount does not necessarily match the target air amount. Due to the effects of calculation errors when calculating the throttle opening based on the target air volume, aging of the throttle, individual differences, sensor errors used to calculate the air volume, etc. There may be a steady error during the period.

上記公報に記載の技術では、アクチュエータの目標動作量は目標空気量に基づいて決定される。このため、目標動作量に従って実際に実現されたアクチュエータの動作量が必ずしも実際の空気量にとって最適な動作量になっているとは限らない。例えば、可変バルブタイミング機構の場合であればバルブタイミングが誤った位相に制御されてしまう可能性がある。つまり、上記公報に記載の技術は、ハンチングの回避という点では有効であるものの、アクチュエータの制御精度の点において改善の余地が有った。   In the technique described in the above publication, the target operation amount of the actuator is determined based on the target air amount. For this reason, the operation amount of the actuator actually realized according to the target operation amount is not necessarily the optimum operation amount for the actual air amount. For example, in the case of a variable valve timing mechanism, the valve timing may be controlled to an incorrect phase. That is, although the technique described in the above publication is effective in avoiding hunting, there is room for improvement in the control accuracy of the actuator.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、空気量等の機関出力に関わる所定の物理量に応じてアクチュエータの動作を制御する場合に、その動作が前記物理量に与える影響によってアクチュエータの動作にハンチングが生じることを防止しつつ、アクチュエータの制御精度を向上させることができるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. When the operation of the actuator is controlled in accordance with a predetermined physical quantity related to the engine output such as the air quantity, the influence of the operation on the physical quantity. Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the control accuracy of the actuator while preventing hunting from occurring in the operation of the actuator.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、機関出力に関わる所定の物理量(以下、出力関連量)に応じて動作を制御されるアクチュエータであって、その動作が前記出力関連量に影響するアクチュエータを備えた内燃機関の制御装置において、
前記出力関連量の目標値を取得する目標出力関連量取得手段と、
前記目標出力関連量に基づいて前記アクチュエータの仮の目標動作量を設定する仮目標動作量設定手段と、
前記仮目標動作量に従って前記アクチュエータの動作を制御する制御手段と、
前記アクチュエータの実際の動作量を取得する実際動作量取得手段と、
前記出力関連量の実際値を取得する実際出力関連量取得手段と、
前記実際出力関連量に基づいて前記アクチュエータの目標動作量を設定する目標動作量設定手段と、
前記目標動作量と前記実際動作量との偏差から、前記仮目標動作量と前記目標動作量とのずれを補正するための動作補正量を学習する動作補正量学習手段と、
前記動作補正量によって前記仮目標動作量を補正する仮目標動作量補正手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the first invention is an actuator whose operation is controlled in accordance with a predetermined physical quantity (hereinafter referred to as output-related quantity) related to engine output, and the action affects the output-related quantity. In an internal combustion engine control device including an actuator for
Target output related quantity acquisition means for acquiring a target value of the output related quantity;
A temporary target operation amount setting means for setting a temporary target operation amount of the actuator based on the target output related amount;
Control means for controlling the operation of the actuator according to the temporary target operation amount;
Actual operation amount acquisition means for acquiring the actual operation amount of the actuator;
Actual output related quantity acquisition means for acquiring an actual value of the output related quantity;
Target operation amount setting means for setting a target operation amount of the actuator based on the actual output related amount;
An operation correction amount learning means for learning an operation correction amount for correcting a deviation between the temporary target operation amount and the target operation amount from a deviation between the target operation amount and the actual operation amount;
Temporary target motion amount correction means for correcting the temporary target motion amount by the motion correction amount;
It is characterized by having.

第2の発明は、第1の発明において、
前記目標動作量を前記アクチュエータの応答遅れ時間によって遅延処理する遅延処理手段
をさらに備えることを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The apparatus further comprises delay processing means for delaying the target operation amount by the response delay time of the actuator.

第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記制御手段は、
比例要素、積分要素及び微分要素のうち前記動作補正量学習手段が有する要素とは異なる要素からなるフィードバック制御回路を有し、前記仮目標動作量と前記実際動作量との差を前記フィードバック制御回路で処理したものを前記アクチュエータの操作量として設定する操作量設定手段と、
前記操作量によって前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、
を備えることを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
The control means includes
A feedback control circuit comprising an element different from an element of the motion correction amount learning means among a proportional element, an integral element, and a derivative element; and a difference between the temporary target motion amount and the actual motion amount is determined by the feedback control circuit. An operation amount setting means for setting the operation amount of the actuator as the operation amount of the actuator;
Actuator driving means for driving the actuator according to the operation amount;
It is characterized by having.

第4の発明は、第3の発明において、
前記動作補正量学習手段は積分要素を有し、
前記フィードバック制御回路は比例要素と微分要素とからなることを特徴としている。
According to a fourth invention, in the third invention,
The motion correction amount learning means has an integral element,
The feedback control circuit is characterized by comprising a proportional element and a differential element.

第5の発明は、第1乃至第4の何れか1つの発明において、
前記出力関連量は空気量であることを特徴としている。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The output related quantity is an air quantity.

第6の発明は、第5の発明において、
前記アクチュエータは可変バルブタイミング機構であることを特徴としている。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The actuator is a variable valve timing mechanism.

第1の発明によれば、出力関連量の実際値ではなく目標値に基づいてアクチュエータの仮目標動作量が設定され、その仮目標動作量に基づいてアクチュエータの動作が制御されるので、アクチュエータの動作によって出力関連量の実際値が変化したとしても、それによりアクチュエータの動作にハンチングが生じることは回避される。   According to the first invention, the temporary target operation amount of the actuator is set based on the target value, not the actual value of the output-related amount, and the operation of the actuator is controlled based on the temporary target operation amount. Even if the actual value of the output-related quantity changes due to the operation, it is possible to avoid the occurrence of hunting in the operation of the actuator.

さらに、第1の発明によれば、出力関連量の実際値に基づいた目標動作量と仮目標動作量とのずれは、目標動作量と実際動作量との偏差から学習される動作補正量によって補正される。また、アクチュエータの実際動作量と出力関連量の実際値との間で生じる相互干渉の影響は動作補正量の計算にも及ぶが、その影響は動作補正量の学習過程において吸収されるので、相互干渉の影響が動作補正量を介してアクチュエータの制御に及ぶことは防止されている。したがって、第1の発明によれば、アクチュエータの実際動作量と出力関連量の実際値との間の相互干渉の影響でアクチュエータの動作にハンチングが生じることを防止しつつ、出力関連量の実際値に応じた制御結果を得ることができる。   Further, according to the first invention, the deviation between the target motion amount and the temporary target motion amount based on the actual value of the output-related amount is determined by the motion correction amount learned from the deviation between the target motion amount and the actual motion amount. It is corrected. In addition, the influence of mutual interference that occurs between the actual movement amount of the actuator and the actual value of the output-related amount extends to the calculation of the movement correction amount, but the influence is absorbed in the learning process of the movement correction amount. The influence of interference is prevented from affecting the control of the actuator via the operation correction amount. Therefore, according to the first invention, the actual value of the output-related amount is prevented while preventing hunting in the operation of the actuator due to the influence of mutual interference between the actual operation amount of the actuator and the actual value of the output-related amount. The control result according to can be obtained.

第2の発明によれば、アクチュエータの動作が実際動作量に反映されるのと同じ応答速度で目標動作量が設定される。これによれば、過渡的にアクチュエータの応答に遅れが生じた場合でも、目標動作量と実際動作量との間に大きなずれが生じてしまうことは回避されるので、過渡時におけるアクチュエータの制御の安定性を確保することができる。   According to the second invention, the target operation amount is set at the same response speed as the operation of the actuator is reflected in the actual operation amount. According to this, even when there is a transient delay in the response of the actuator, it is possible to avoid a large deviation between the target operation amount and the actual operation amount. Stability can be ensured.

第3の発明によれば、アクチュエータの実際動作量を仮目標動作量に近づけるためのフィードバック制御と、仮目標動作量を目標動作量に近づけるためのフィードバック制御との間で制御干渉が生じることを防止することができる。   According to the third aspect of the invention, control interference occurs between feedback control for bringing the actual motion amount of the actuator closer to the temporary target motion amount and feedback control for bringing the temporary target motion amount closer to the target motion amount. Can be prevented.

第4の発明によれば、アクチュエータの実際動作量を仮目標動作量に素早く収束させつつ、仮目標動作量と目標動作量とのずれを学習によってゆっくりと吸収していくことができる。   According to the fourth invention, it is possible to slowly absorb the deviation between the temporary target motion amount and the target motion amount by learning while quickly converging the actual motion amount of the actuator to the temporary target motion amount.

第5の発明によれば、空気量に応じて動作を制御されるアクチュエータに関し、アクチュエータの動作によって空気量が変化したとしても、それによりハンチングが生じることを回避しつつ、その制御精度を向上させることができる。   The fifth aspect of the invention relates to an actuator whose operation is controlled in accordance with the amount of air, and even if the amount of air changes due to the operation of the actuator, the control accuracy is improved while avoiding the occurrence of hunting. be able to.

第6の発明によれば、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの制御精度を向上させることができる。   According to the sixth aspect of the invention, the control accuracy of the valve timing by the variable valve timing mechanism can be improved.

実施の形態1.
本発明の実施の形態1について図を参照して説明する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態1としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、吸気バルブの駆動系に設けられた可変バルブタイミング機構(以下、VVT)の動作を制御する制御装置として構成されている。以下、図1を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine as the first embodiment of the present invention. The control device of the present embodiment is configured as a control device that controls the operation of a variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as VVT) provided in the drive system of the intake valve. Hereinafter, the configuration of the control device of the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施の形態の制御装置は、VVTの動作を制御するための目標バルブタイミング(以下、目標VT)を実際の空気量(以下、実KL)に基づいて設定するのと同時に、目標空気量(以下、目標KL)にも基づいて設定する。以下、目標KLから定めた目標VTを第1目標VTと表記し、実KLから定めた目標VTを第2目標VTと表記する。本実施の形態の制御装置は、実際にVVTを動作させるための基本の目標VTとしては、目標KLから定めた第1目標VTを用いる。   The control device of the present embodiment sets the target valve timing (hereinafter referred to as target VT) for controlling the operation of the VVT based on the actual air amount (hereinafter referred to as actual KL), and at the same time, Hereinafter, it is also set based on the target KL). Hereinafter, the target VT determined from the target KL is referred to as a first target VT, and the target VT determined from the actual KL is referred to as a second target VT. The control device of the present embodiment uses the first target VT determined from the target KL as the basic target VT for actually operating the VVT.

本実施の形態の制御装置には、目標KLを設定する目標KL設定部2、目標KLに基づいて第1目標VTを設定する第1目標VT設定部4、第1目標VTに従ってVVTを制御するVVT制御部6が設けられている。目標KL設定部2は内燃機関への要求トルクに基づいて目標KLを設定している。第1目標VT設定部4は予め用意されたマップを用いて目標KLに応じたVTを算出し、それを第1目標VTとして設定する。マップに規定されているKLとVTとの関係は、燃費や排気エミッション等の内燃機関の各種機能に関する観点から決定されている。VVT制御部6は第1目標VTからVVTの操作量(例えばOCVの駆動デューティ)を計算し、その操作量によってVVTを動作させる。   The control device according to the present embodiment controls the VVT according to the target KL setting unit 2 that sets the target KL, the first target VT setting unit 4 that sets the first target VT based on the target KL, and the first target VT. A VVT control unit 6 is provided. The target KL setting unit 2 sets the target KL based on the required torque for the internal combustion engine. The first target VT setting unit 4 calculates a VT corresponding to the target KL using a map prepared in advance, and sets it as the first target VT. The relationship between KL and VT defined in the map is determined from the viewpoint of various functions of the internal combustion engine such as fuel efficiency and exhaust emission. The VVT control unit 6 calculates a VVT operation amount (for example, OCV drive duty) from the first target VT, and operates the VVT according to the operation amount.

目標KL設定部2で設定された目標KLは吸気制御システム18でも用いられている。吸気制御システム18では、実KLが目標KLになるようにスロットルの動作を制御している。上述のVVTの動作によって実現されたバルブタイミング(以下、実VT)は吸気制御システム18の制御に反映されている。   The target KL set by the target KL setting unit 2 is also used in the intake control system 18. In the intake control system 18, the operation of the throttle is controlled so that the actual KL becomes the target KL. The valve timing (hereinafter, actual VT) realized by the operation of the VVT described above is reflected in the control of the intake control system 18.

実VTの変化は実KLに影響する。吸気制御システム18によって実KLが目標KLになるような吸気制御が行われているものの、実VTが変化したときには実KLにも過渡的な変化が生じる。このため、目標VTが実KLに基づいて設定されているのであれば、実KLの変化と実VTの変化とが相互に影響しあうことになってVVTの動作にハンチングが生じることになる。この点に関して本実施の形態の制御装置が採用している構成によれば、実KLではなく目標KLに基づいて設定された第1目標VTによってVVTの動作を制御するので、VVTの動作によって実KLが変化したとしても、それによりVVTの動作にハンチングが生じることは回避される。   The change in the actual VT affects the actual KL. Although intake control is performed by the intake control system 18 so that the actual KL becomes the target KL, when the actual VT changes, a transitional change also occurs in the actual KL. For this reason, if the target VT is set based on the actual KL, a change in the actual KL and a change in the actual VT will affect each other, resulting in hunting in the operation of the VVT. In this regard, according to the configuration adopted by the control device of the present embodiment, the operation of the VVT is controlled by the first target VT set based on the target KL instead of the actual KL. Even if KL changes, it is avoided that hunting occurs in the operation of VVT.

ところで、吸気制御システム18の制御誤差に起因して、目標KLと実KLとの間には定常的な誤差が生じている場合がある。このような場合、目標KLに基づいて設定された第1目標VTでは、必ずしも実KLに応じた最適なバルブタイミングを実現できるとは限らない。バルブタイミングが誤った位相に制御されるのを防止するためには、目標KLと実KLとの間の定常誤差によるバルブタイミングのずれを何らかの方法によって補償する必要がある。   By the way, due to the control error of the intake control system 18, there may be a steady error between the target KL and the actual KL. In such a case, with the first target VT set based on the target KL, it is not always possible to realize the optimum valve timing according to the actual KL. In order to prevent the valve timing from being controlled to an incorrect phase, it is necessary to compensate for a deviation in valve timing due to a steady error between the target KL and the actual KL by some method.

本実施の形態の制御装置では、バルブタイミングのずれを補償するための方法として、実KLから設定される第2目標VTを真の目標VTとし、この第2目標VTと実VTとの偏差を用いて計算される補正量によって第1目標VTを補正することにした。つまり、真の目標VTである第2目標VTと第1目標VTとのずれを第2目標VTと実VTとの偏差から学習することによって、仮の目標VTである第1目標VTを真の目標VTに近づけるようにした。このような方法を実施するため、本実施の形態の制御装置には、実KL算出部8、第2目標VT設定部10、VT偏差算出部12、I制御部14及び目標VT補正部16が設けられている。   In the control device of the present embodiment, as a method for compensating for the deviation of the valve timing, the second target VT set from the actual KL is set as the true target VT, and the deviation between the second target VT and the actual VT is calculated. It was decided to correct the first target VT by the correction amount calculated using it. That is, by learning the deviation between the second target VT, which is the true target VT, and the first target VT from the deviation between the second target VT and the actual VT, the first target VT, which is the temporary target VT, is It was made to approach the target VT. In order to implement such a method, the control device of the present embodiment includes an actual KL calculation unit 8, a second target VT setting unit 10, a VT deviation calculation unit 12, an I control unit 14, and a target VT correction unit 16. Is provided.

実KL算出部8はスロットル開度に基づいて実KLを算出している。実KLの計算には、スロットルの動作に対する空気量の応答を数式等によってモデル化したエアモデルが用いられる。このエアモデルではエアフローセンサの出力値、機関回転数、実VT等がパラメータとして用いられている。   The actual KL calculation unit 8 calculates the actual KL based on the throttle opening. For calculating the actual KL, an air model in which the response of the air amount to the operation of the throttle is modeled by a mathematical formula or the like is used. In this air model, the output value of the air flow sensor, the engine speed, the actual VT, etc. are used as parameters.

第2目標VT設定部10は予め用意されたマップを用いて実KLに応じたVTを算出し、それを第2目標VTとして設定する。第2目標VT設定部10と第1目標VT設定部4とは入力のみが異なっており、そこで用いられているマップは両者で共通している。   The second target VT setting unit 10 calculates a VT corresponding to the actual KL using a map prepared in advance, and sets it as the second target VT. The second target VT setting unit 10 and the first target VT setting unit 4 are different only in input, and the maps used there are common to both.

VT偏差算出部12は第2目標VT設定部10で設定された第2目標VTと実VTとの差(VT偏差)を算出する。実VTはVVTに設けられた回転角センサの出力値に基づいてVVT制御部6で計算されている。   The VT deviation calculation unit 12 calculates a difference (VT deviation) between the second target VT set by the second target VT setting unit 10 and the actual VT. The actual VT is calculated by the VVT control unit 6 based on the output value of the rotation angle sensor provided in the VVT.

I制御部14は積分要素(I項)からなるフィードバック制御回路であり、VT偏差算出部12から入力されるVT偏差を積分する。そして、その積分値に所定のFBゲインを乗じた値を目標VT補正量として出力する。   The I control unit 14 is a feedback control circuit including an integration element (I term), and integrates the VT deviation input from the VT deviation calculation unit 12. Then, a value obtained by multiplying the integrated value by a predetermined FB gain is output as a target VT correction amount.

目標VT補正部16は第1目標VT設定部4とVVT制御部6との間に設けられ、第1目標VT設定部4で設定された第1目標VTにI制御部14から入力される目標VT補正量を加算する。VVT制御部6には目標VT補正量が加算された補正後の第1目標VTが入力される。   The target VT correction unit 16 is provided between the first target VT setting unit 4 and the VVT control unit 6, and is input from the I control unit 14 to the first target VT set by the first target VT setting unit 4. Add the VT correction amount. The corrected first target VT to which the target VT correction amount is added is input to the VVT controller 6.

以上のような構成によれば、目標KLから設定される第1目標VT(仮の目標VT)と実KLから設定される第2目標VT(真の目標VT)とのずれは、実VTと第2目標VTとの偏差から学習される目標VT補正量によって補正することができる。このようにして補正された第1目標VTに従いVVTを制御することによって、実VLに応じた最適な実VTを実現することができるようになる。   According to the above configuration, the deviation between the first target VT (provisional target VT) set from the target KL and the second target VT (true target VT) set from the actual KL is It can correct | amend by the target VT correction amount learned from the deviation with respect to 2nd target VT. By controlling the VVT in accordance with the first target VT corrected in this way, an optimum actual VT corresponding to the actual VL can be realized.

また、第2目標VTには実VLの変動が反映されているので、実VTと第2目標VTとの偏差であるVT偏差は、実VTと実VLとの間で生じる相互干渉の影響によって変動する。しかし、目標VT補正量はVT偏差の積分値であるので、相互干渉の影響による変動は積分処理によって平滑化して吸収されてしまい、相互干渉の影響によって目標VT補正量が変動することはない。つまり、上述の構成によれば、実VTと実VLとの相互干渉の影響が目標VT補正量を介してVVTの制御に及ぶことは防止されている。   In addition, since the fluctuation of the actual VL is reflected in the second target VT, the VT deviation that is the deviation between the actual VT and the second target VT is caused by the influence of mutual interference generated between the actual VT and the actual VL. fluctuate. However, since the target VT correction amount is an integral value of the VT deviation, the fluctuation due to the influence of mutual interference is smoothed and absorbed by the integration process, and the target VT correction quantity does not fluctuate due to the influence of mutual interference. That is, according to the above-described configuration, the influence of the mutual interference between the actual VT and the actual VL is prevented from reaching the control of the VVT via the target VT correction amount.

以上説明した実施の形態1では、KL(空気量)が第1の発明に係る「出力関連量」に相当し、目標KL設定部2が第1の発明の「目標出力関連量取得手段」に相当する。第1目標VT設定部4は第1の発明の「仮目標動作量設定手段」に相当し、そこで設定される第1目標VTが第1の発明に係る「仮目標動作量」に相当する。また、VVT制御部6は第1の発明の「制御手段」として、また、第1の発明の「実際動作量取得手段」として機能している。実KL算出部8は第1の発明の「実際出力関連量取得手段」に相当する。第2目標VT設定部10は第1の発明の「目標動作量設定手段」に相当し、そこで設定される第2目標VTが第1の発明に係る「目標動作量」に相当する。また、VT偏差算出部12とI制御部14とにより第1の発明の「動作補正量学習手段」が構成されている。そして、目標VT補正部16は第1の発明の「仮目標動作量補正手段」に相当する。   In the first embodiment described above, KL (air amount) corresponds to the “output related amount” according to the first invention, and the target KL setting unit 2 serves as the “target output related amount acquisition means” of the first invention. Equivalent to. The first target VT setting unit 4 corresponds to the “temporary target operation amount setting means” of the first invention, and the first target VT set there corresponds to the “temporary target operation amount” according to the first invention. The VVT control unit 6 functions as the “control unit” of the first invention and as the “actual operation amount acquisition unit” of the first invention. The actual KL calculation unit 8 corresponds to the “actual output related amount acquisition unit” of the first invention. The second target VT setting unit 10 corresponds to the “target operation amount setting means” of the first invention, and the second target VT set there corresponds to the “target operation amount” according to the first invention. The VT deviation calculation unit 12 and the I control unit 14 constitute the “motion correction amount learning means” of the first invention. The target VT correction unit 16 corresponds to the “temporary target operation amount correction means” of the first invention.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について図を参照して説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、本発明の実施の形態2としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、実施の形態1の制御装置の構成に新たな要素を追加した構成になっている。図2において実施の形態1と共通する要素は同一の符号を付している。以下、図2を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。ただし、実施の形態1と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態1と異なる構成について重点的に説明するものとする。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device for the internal combustion engine as the second embodiment of the present invention. The control device of the present embodiment has a configuration in which new elements are added to the configuration of the control device of the first embodiment. In FIG. 2, elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, the configuration of the control device of the present embodiment will be described with reference to FIG. However, the description of the configuration common to the first embodiment is omitted or simplified, and the configuration different from the first embodiment is mainly described.

本実施の形態の制御装置は、実施の形態1の制御装置の構成において、第2目標VT設定部10とVT偏差算出部12との間にVVTモデル20を追加した構成になっている。VVTモデル20は、VVTにおける入出力間の応答遅れ、具体的には、目標VTの変化に対する実VTの応答遅れをモデル化したものである。モデル化は物理モデルを用いるのでも良く、統計モデルを用いるのでもよい。或いは、無駄時間と一次遅れ要素とで表される簡単な数学モデルでもよい。第2目標VT設定部10で設定された第2目標VTは、VVTモデル20によって遅延処理された後、VT偏差算出部12に入力される。   The control device of the present embodiment has a configuration in which a VVT model 20 is added between the second target VT setting unit 10 and the VT deviation calculation unit 12 in the configuration of the control device of the first embodiment. The VVT model 20 models a response delay between input and output in the VVT, specifically, a response delay of the actual VT with respect to a change in the target VT. The modeling may use a physical model or a statistical model. Alternatively, a simple mathematical model expressed by dead time and first-order lag element may be used. The second target VT set by the second target VT setting unit 10 is delayed by the VVT model 20 and then input to the VT deviation calculating unit 12.

本実施の形態の制御装置によれば、第1目標VT設定部4で第1目標VTが設定されてから、その第1目標VTがVVT制御部6による制御を介して実VTに反映されるまでの応答速度と、第2目標VT設定部10で第2目標VTが設定されてから、その第2目標VTがVT偏差算出部12でのVT偏差の計算に反映されるまでの応答速度とを揃えることができる。これによれば、過渡的にVVTの応答に遅れが生じた場合でも、VT偏差算出部12で比較される第2目標VTと実VTとの間に大きなずれが生じてしまうことは回避される。したがって、本実施の形態の制御装置によれば、I制御部14のFBゲインを低く設定せずとも過渡時におけるVVTの制御の安定性を確保することができる。   According to the control device of the present embodiment, after the first target VT is set by the first target VT setting unit 4, the first target VT is reflected on the actual VT through the control by the VVT control unit 6. And the response speed until the second target VT is reflected in the calculation of the VT deviation in the VT deviation calculation unit 12 after the second target VT is set by the second target VT setting unit 10 Can be aligned. According to this, even when there is a transient delay in the response of the VVT, it is possible to avoid a large deviation between the second target VT compared with the VT deviation calculating unit 12 and the actual VT. . Therefore, according to the control device of the present embodiment, it is possible to ensure the stability of the VVT control during the transition without setting the FB gain of the I control unit 14 low.

以上説明した実施の形態2では、VVTモデル20は第2の発明の「遅延処理手段」に相当している。実施の形態2と本発明とのその他の対応関係に関しては、実施の形態1と本発明との対応関係に共通している。   In the second embodiment described above, the VVT model 20 corresponds to the “delay processing means” of the second invention. The other correspondence relationship between the second embodiment and the present invention is common to the correspondence relationship between the first embodiment and the present invention.

実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について図を参照して説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図3は、本発明の実施の形態3としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、実施の形態1の制御装置をベースとしつつ、VVT制御部6の内部の構成に特徴をもたせたものになっている。図3において実施の形態1と共通する要素は同一の符号を付している。以下、図3を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。ただし、実施の形態1と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態1と異なる構成について重点的に説明するものとする。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control device for the internal combustion engine as the third embodiment of the present invention. The control device according to the present embodiment is based on the control device according to the first embodiment and is characterized by the internal configuration of the VVT control unit 6. In FIG. 3, elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, the configuration of the control device of the present embodiment will be described with reference to FIG. However, the description of the configuration common to the first embodiment is omitted or simplified, and the configuration different from the first embodiment is mainly described.

図3に示すように、本実施の形態にかかるVVT制御部6は、VT偏差算出部30、PD制御部32及びVVT駆動部34から構成されている。VT偏差算出部30は、VVT制御部6に入力される第1目標VTとVVT制御部6から出力される実VTとの偏差を算出する。PD制御部32は比例要素(P項)と微分要素(D項)とからなるフィードバック制御回路であり、VT偏差算出部30から入力されるVT偏差を比例処理及び微分処理し、その算出値をVVTの操作量として出力する。VVT駆動部34はPD制御部32から入力される操作量によってVVTを駆動するとともに、その駆動結果から実VTを計算して出力する。このようなVVT制御部6の構成によれば、実VTを第1目標VT(目標VT補正量による補正後の第1目標VT)に速やかに近づけることができる。   As shown in FIG. 3, the VVT control unit 6 according to this embodiment includes a VT deviation calculation unit 30, a PD control unit 32, and a VVT drive unit 34. The VT deviation calculation unit 30 calculates a deviation between the first target VT input to the VVT control unit 6 and the actual VT output from the VVT control unit 6. The PD control unit 32 is a feedback control circuit including a proportional element (P term) and a differential element (D term). The VT deviation input from the VT deviation calculation unit 30 is subjected to proportional processing and differential processing, and the calculated value is obtained. Output as VVT manipulated variable. The VVT drive unit 34 drives the VVT by the operation amount input from the PD control unit 32, and calculates and outputs the actual VT from the drive result. According to such a configuration of the VVT control unit 6, the actual VT can be quickly brought close to the first target VT (the first target VT after being corrected by the target VT correction amount).

ところで、図3に示す構成では、第1目標VTを第2目標動VTに近づけるためのフィードバック制御系と、実VTを第1目標VTに近づけるためのフィードバック制御系とが重なっている。一般に、このような2重のフィードバック制御系では2つのフィードバック制御間での制御干渉が懸念される。しかし、本実施の形態の制御装置は、一方をI制御による低周波でのフィードバック制御とし、他方をPD制御による高周波でのフィードバック制御としているので、相互に制御干渉を与えることは回避されている。本実施の形態の制御装置によれば、実VTを第1目標VTに素早く収束させつつ、第1目標VTと第2目標VTとのずれは学習によってゆっくりと目標VT補正量に吸収させていくことができる。   In the configuration shown in FIG. 3, the feedback control system for bringing the first target VT closer to the second target dynamic VT and the feedback control system for bringing the actual VT closer to the first target VT overlap. In general, in such a double feedback control system, there is a concern about control interference between two feedback controls. However, since the control device of the present embodiment uses low frequency feedback control by I control and one side by high frequency feedback control by PD control, it is avoided to give control interference to each other. . According to the control device of the present embodiment, the actual VT is quickly converged to the first target VT, and the deviation between the first target VT and the second target VT is slowly absorbed into the target VT correction amount by learning. be able to.

以上説明した実施の形態3では、VT偏差算出部30とPD制御部32とにより第3の発明の「操作量設定手段」が構成されている。また、VVT駆動部34は第3の発明の「アクチュエータ駆動手段」に相当している。実施の形態3と本発明とのその他の対応関係に関しては、実施の形態1と本発明との対応関係に共通している   In the third embodiment described above, the VT deviation calculation unit 30 and the PD control unit 32 constitute the “operation amount setting means” of the third invention. The VVT drive unit 34 corresponds to the “actuator drive unit” of the third invention. Regarding the other correspondence relationship between the third embodiment and the present invention, it is common to the correspondence relationship between the first embodiment and the present invention.

その他.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施することもできる。
Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications can be made.

実施の形態3に係るVVT制御部6の構成は実施の形態2の制御装置の構成にも適用することができる。また、実施の形態3ではVVT制御部6に備えるフィードバック制御回路をPD制御回路としているがP制御回路でもよい。   The configuration of VVT control unit 6 according to the third embodiment can also be applied to the configuration of the control device of the second embodiment. In the third embodiment, the feedback control circuit provided in the VVT control unit 6 is a PD control circuit, but a P control circuit may be used.

また、上述の実施の形態では本発明をVVTの制御に適用したが、本発明はEGR装置、SCV或いは点火装置等の制御にも適用することができる。これらのアクチュエータもその目標動作量が空気量に応じて設定され、且つ、その動作が実際の空気量に影響を与える点ではVVTに共通している。また、上述の実施の形態では空気量を出力関連量としているが、トルクを出力関連量として用いても良い。トルクも空気量と同様に機関出力に関わる物理量であり、VVT等のアクチュエータの動作が影響する。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to control of VVT. However, the present invention can also be applied to control of an EGR device, SCV, ignition device, or the like. These actuators are also common to the VVT in that the target operation amount is set in accordance with the air amount and the operation affects the actual air amount. In the above-described embodiment, the air amount is used as the output-related amount, but torque may be used as the output-related amount. The torque is also a physical quantity related to the engine output like the air quantity, and is affected by the operation of an actuator such as VVT.

本発明の実施の形態1としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 3 of this invention. 2重制御系の問題について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of a double control system.

符号の説明Explanation of symbols

2 目標KL設定部
4 第1目標VT設定部
6 VVT制御部
8 実KL算出部
10 第2目標VT設定部
12 VT偏差算出部
14 I制御部
16 目標VT補正部
18 吸気制御システム
20 VVTモデル
30 VT偏差算出部
32 PD制御部
34 VVT駆動部
2 Target KL setting unit 4 First target VT setting unit 6 VVT control unit 8 Actual KL calculation unit 10 Second target VT setting unit 12 VT deviation calculation unit 14 I control unit 16 Target VT correction unit 18 Intake control system 20 VVT model 30 VT deviation calculation unit 32 PD control unit 34 VVT drive unit

Claims (6)

機関出力に関わる所定の物理量(以下、出力関連量)に応じて動作を制御されるアクチュエータであって、その動作が前記出力関連量に影響するアクチュエータを備えた内燃機関の制御装置において、
前記出力関連量の目標値を取得する目標出力関連量取得手段と、
前記目標出力関連量に基づいて前記アクチュエータの仮の目標動作量を設定する仮目標動作量設定手段と、
前記仮目標動作量に従って前記アクチュエータの動作を制御する制御手段と、
前記アクチュエータの実際の動作量を取得する実際動作量取得手段と、
前記出力関連量の実際値を取得する実際出力関連量取得手段と、
前記実際出力関連量に基づいて前記アクチュエータの目標動作量を設定する目標動作量設定手段と、
前記目標動作量と前記実際動作量との偏差から、前記仮目標動作量と前記目標動作量とのずれを補正するための動作補正量を学習する動作補正量学習手段と、
前記動作補正量によって前記仮目標動作量を補正する仮目標動作量補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
In an internal combustion engine control apparatus comprising an actuator whose operation is controlled according to a predetermined physical quantity related to engine output (hereinafter, output-related quantity), the operation of which affects the output-related quantity.
Target output related quantity acquisition means for acquiring a target value of the output related quantity;
A temporary target operation amount setting means for setting a temporary target operation amount of the actuator based on the target output related amount;
Control means for controlling the operation of the actuator according to the temporary target operation amount;
Actual operation amount acquisition means for acquiring the actual operation amount of the actuator;
Actual output related quantity acquisition means for acquiring an actual value of the output related quantity;
Target operation amount setting means for setting a target operation amount of the actuator based on the actual output related amount;
An operation correction amount learning means for learning an operation correction amount for correcting a deviation between the temporary target operation amount and the target operation amount from a deviation between the target operation amount and the actual operation amount;
Temporary target motion amount correction means for correcting the temporary target motion amount by the motion correction amount;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記目標動作量を前記アクチュエータの応答遅れ時間によって遅延処理する遅延処理手段
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising delay processing means for delaying the target operation amount by a response delay time of the actuator.
前記制御手段は、
比例要素、積分要素及び微分要素のうち前記動作補正量学習手段が有する要素とは異なる要素からなるフィードバック制御回路を有し、前記仮目標動作量と前記実際動作量との差を前記フィードバック制御回路で処理したものを前記アクチュエータの操作量として設定する操作量設定手段と、
前記操作量によって前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、
を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。
The control means includes
A feedback control circuit comprising an element different from an element of the motion correction amount learning means among a proportional element, an integral element, and a derivative element; and a difference between the temporary target motion amount and the actual motion amount An operation amount setting means for setting the operation amount of the actuator as the operation amount of the actuator;
Actuator driving means for driving the actuator according to the operation amount;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising:
前記動作補正量学習手段は積分要素を有し、
前記フィードバック制御回路は比例要素と微分要素とからなることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の制御装置。
The motion correction amount learning means has an integral element,
4. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the feedback control circuit includes a proportional element and a differential element.
前記出力関連量は空気量であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the output-related quantity is an air quantity. 前記アクチュエータは可変バルブタイミング機構であることを特徴とする請求項5記載の内燃機関の制御装置。   6. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the actuator is a variable valve timing mechanism.
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