JP2019065821A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device of an internal combustion engine.
内燃機関の吸気系構成要素である吸気弁、スロットル弁やこれらの近傍の吸気管内壁には、デポジットが付着または堆積することが知られている。デポジットは、潤滑油成分や燃焼生成物に由来する。吸気系構成要素にデポジットが付着または堆積すると、内燃機関の吸気特性に経時変化をもたらし、燃料噴射制御等に悪影響を及ぼすことになる。そのため、デポジットの付着または堆積についての診断を行うと共に、診断結果に応じた適切な対策を講ずることが重要となる。 It is known that deposits adhere or accumulate on an intake valve, a throttle valve, and an inner wall of an intake pipe in the vicinity thereof, which are intake system components of an internal combustion engine. Deposits are derived from lubricating oil components and combustion products. If deposits adhere to or accumulate on the intake system components, the intake characteristics of the internal combustion engine will change over time, which will adversely affect fuel injection control and the like. Therefore, it is important to diagnose the deposition or deposition of the deposit and to take appropriate measures according to the diagnostic result.
特開2006−312890号公報は、アイドル運転中のエアフロメータ、吸気管圧センサおよびスロットル開度センサの各検出値を用いて、デポジットの堆積を診断する装置を開示する。この従来の診断装置は、吸入空気量の検出値に経時変化がなく、その一方で、吸気管圧の検出値が経時的に上昇した場合に、吸気弁にデポジットが堆積していると診断する。また、この従来の診断装置は、吸入空気量と吸気管圧の検出値に経時変化がなく、その一方で、スロットル開度の検出値に経時変化がある場合に、スロットル弁にデポジットが堆積していると診断する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-312890 discloses an apparatus for diagnosing deposition of deposits using detection values of an air flow meter, an intake pipe pressure sensor, and a throttle opening degree sensor during idle operation. This conventional diagnostic device diagnoses that deposits are accumulated on the intake valve when the detected value of intake air amount does not change with time, while the detected value of intake pipe pressure increases with time. . Further, in this conventional diagnostic device, when the detected values of the intake air amount and the intake pipe pressure do not change with time, and when the detected values of the throttle opening change with time, deposits accumulate on the throttle valve. To diagnose.
特開2006−312890号公報では言及されていないが、アイドル運転では、吸入空気量を一定に保つためにスロットル弁の開度が調整されるのが一般的である。アイドル運転では、例えば、吸入空気量が低下した場合、この低下分を補うべくスロットル弁の開度が開き側に調整される。スロットル弁の開度が開き側に調整されると、吸気管圧が上昇する。 Although not mentioned in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-312890, in idle operation, it is general to adjust the opening degree of the throttle valve in order to keep the intake air amount constant. In idle operation, for example, when the amount of intake air decreases, the degree of opening of the throttle valve is adjusted to the open side so as to compensate for this decrease. When the opening degree of the throttle valve is adjusted to the open side, the intake pipe pressure rises.
吸気弁にデポジットが堆積した場合、吸入空気量が低下する。そのため、アイドル運転によれば、吸気弁にデポジットが堆積した場合、吸気管圧が上昇することになる。従って、アイドル運転中の吸気管圧の検出値が経時的に上昇することになる。但し、スロットル弁にデポジットが堆積した場合も、吸入空気量が低下する。そのため、アイドル運転によれば、スロットル弁にデポジットが堆積した場合にも、アイドル運転中の吸気管圧の検出値が経時的に上昇することになる。 If deposits accumulate on the intake valve, the amount of intake air decreases. Therefore, according to the idle operation, when deposits are accumulated on the intake valve, the intake pipe pressure is increased. Therefore, the detection value of the intake pipe pressure during idle operation will increase with time. However, even if deposits are accumulated on the throttle valve, the amount of intake air decreases. Therefore, according to the idle operation, even when deposits are accumulated on the throttle valve, the detected value of the intake pipe pressure during the idle operation will increase with time.
上記従来の診断装置は、吸入空気量の検出値に経時変化がなく、その一方で、吸気管圧の検出値が経時的に上昇した場合、吸気弁にデポジットが堆積していると診断する。そのため、上記従来の診断装置は、吸気弁とスロットル弁の両方にデポジットが堆積した場合であっても、吸気弁にデポジットが堆積していると診断してしまう。このように、アイドル運転でのスロットル弁の開度調整を考慮すると、上記従来の診断装置では、両方のバルブにデポジットが堆積していることを診断することができない。 The above-mentioned conventional diagnostic device does not change with time in the detected value of the intake air amount, and on the other hand, when the detected value of the intake pipe pressure increases with time, it diagnoses that deposits are accumulated on the intake valve. Therefore, even if deposits are accumulated on both the intake valve and the throttle valve, the above-described conventional diagnostic device diagnoses that the deposits are accumulated on the intake valve. As described above, in consideration of the adjustment of the opening of the throttle valve in the idle operation, the above-described conventional diagnostic device can not diagnose that deposits are accumulated on both valves.
また、上記従来の診断装置は、吸気管圧の検出値の経時変化に基づいてデポジットの堆積を診断している。そのため、診断時の標高によっては気圧の影響を受けてデポジットの診断を誤る可能性がある。例えば、低地での1回目の診断後の高地への移動中に吸気弁にデポジットが堆積した場合、吸気管圧が下がる高地での2回目の診断において、その検出値に経時変化が認められない可能性がある。そうすると、吸気弁にデポジットが堆積していないと誤診断してしまう。また、高地での1回目の診断後の低地への移動中にスロットル弁にデポジットが堆積した場合、吸気管圧が上がる低地で2回目の診断において、その検出値が経時的に上昇する可能性がある。そうすると、吸気弁にデポジットが堆積していると誤診断してしまう。 Further, the above-described conventional diagnostic device diagnoses the deposition of deposits based on the temporal change of the detected value of the intake pipe pressure. Therefore, depending on the altitude at the time of diagnosis, there is a possibility that the diagnosis of deposit may be mistaken due to the influence of atmospheric pressure. For example, if deposits are accumulated on the intake valve during movement to the high ground after the first diagnosis at low ground, no change in detected value over time is found in the second diagnosis at high ground where the intake pipe pressure decreases there is a possibility. As a result, it is misdiagnosed that deposits have not accumulated on the intake valve. In addition, if deposits are accumulated on the throttle valve during movement to the low ground after the first diagnosis at high ground, the detection value may increase over time in the second diagnosis on the low ground where the intake pipe pressure rises. There is. As a result, it is misdiagnosed that deposits have accumulated on the intake valve.
また、上記従来の診断装置は、エアフロメータ、吸気管圧センサおよびスロットル開度センサの検出値を用いて診断を行う。そのため、これらの車載センサにかかるコストの面からも改良の余地がある。 Further, the above-described conventional diagnostic device performs diagnosis using detection values of an air flow meter, an intake pipe pressure sensor, and a throttle opening degree sensor. Therefore, there is room for improvement also in terms of the cost of these on-vehicle sensors.
この発明は、上述した課題の少なくとも1つに鑑みてなされたものであり、吸気弁やスロットル弁へのデポジットの付着または堆積についての診断を高精度かつ低コストで実現することのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of at least one of the above-described problems, and provides a technology capable of realizing diagnosis of adhesion or deposition of deposits on the intake valve and the throttle valve with high accuracy and at low cost. The purpose is to
本発明は、上記目的を達成するための内燃機関の制御装置であり、次の特徴を有する。
前記内燃機関は、吸気弁と、スロットル弁と、吸気管圧センサと、スロットル開度センサと、回転速度センサと、を備える。前記吸気管圧センサは、前記スロットル弁よりも下流側の実吸気管圧を検出する。前記スロットル開度センサは、前記スロットル弁の実開度を検出する。前記回転速度センサは、前記内燃機関の実回転速度を検出する。
前記制御装置は、吸気弁マップとスロットル弁マップを用いて、前記内燃機関を制御するように構成されている。前記吸気弁マップは、前記吸気弁を通過する空気量と前記スロットル弁よりも下流側の吸気管圧との関係を規定したマップである。前記スロットル弁マップは、前記スロットル弁を通過する空気量と前記スロットル弁よりも下流側の吸気管圧との関係を規定したマップである。
前記制御装置は、吸気弁判定部を備える。前記吸気弁判定部は、前記実開度が所定値よりも大きい場合に、前記吸気弁にデポジットが付着または堆積しているか否かを判定する。前記吸気弁判定部は、前記実回転速度と前記実開度を用いて推定した第1推定吸気管圧を、前記実吸気管圧から減じることで算出した第1圧力差が第1判定値よりも大きい場合に、前記吸気弁にデポジットが付着または堆積していると判定する。
前記制御装置は、吸気弁マップ修正部を備える。前記吸気弁マップ修正部は、前記吸気弁にデポジットが付着または堆積していると判定された場合、前記吸気弁マップを修正する。前記吸気弁マップ修正部は、第1空気量と、第2空気量との差分を用いた学習により前記吸気弁マップを修正する。前記第1空気量は、前記吸気弁マップに前記第1推定吸気管圧を適用することで算出される。前記第2空気量は、前記スロットル弁マップに前記実吸気管圧を適用することで算出される。
前記制御装置は、スロットル弁判定部を備える。前記スロットル弁判定部は、前記吸気弁マップの修正に関する所定条件が成立し、尚且つ、前記実開度が前記所定値よりも小さい場合に、前記スロットル弁にデポジットが付着または堆積しているか否かを判定する。前記スロットル弁判定部は、前記実回転速度と前記実開度を用いて推定した第2推定吸気管圧から、前記実吸気管圧を減じることで算出した第2圧力差が第2判定値よりも大きい場合に、前記スロットル弁にデポジットが付着または堆積していると判定する。
前記制御装置は、スロットル弁マップ修正部を備える。前記スロットル弁マップ修正部は、前記スロットル弁にデポジットが付着または堆積していると判定された場合、前記スロットル弁マップを修正する。前記スロットル弁マップ修正部は、前記スロットル弁に前記第2推定吸気管圧を適用することで算出される第3空気量と、前記所定条件の成立後の最新の前記吸気弁マップに前記実吸気管圧を適用することで算出される第4空気量と、の差分を用いた学習により前記スロットル弁マップを修正する。
The present invention is a control device for an internal combustion engine to achieve the above object, and has the following features.
The internal combustion engine includes an intake valve, a throttle valve, an intake pipe pressure sensor, a throttle opening degree sensor, and a rotational speed sensor. The intake pipe pressure sensor detects an actual intake pipe pressure downstream of the throttle valve. The throttle opening degree sensor detects an actual opening degree of the throttle valve. The rotational speed sensor detects an actual rotational speed of the internal combustion engine.
The control device is configured to control the internal combustion engine using an intake valve map and a throttle valve map. The intake valve map is a map that defines the relationship between the amount of air passing through the intake valve and the intake pipe pressure downstream of the throttle valve. The throttle valve map is a map that defines the relationship between the amount of air passing through the throttle valve and the intake pipe pressure downstream of the throttle valve.
The control device includes an intake valve determination unit. The intake valve determination unit determines whether deposits adhere or accumulate on the intake valve when the actual opening degree is larger than a predetermined value. The intake valve determination unit calculates a first pressure difference calculated by subtracting the first estimated intake pipe pressure estimated using the actual rotation speed and the actual opening degree from the actual intake pipe pressure from the first determination value. If the value is too large, it is determined that deposits are attached or accumulated on the intake valve.
The control device includes an intake valve map correction unit. The intake valve map correction unit corrects the intake valve map when it is determined that deposits adhere or accumulate on the intake valve. The intake valve map correction unit corrects the intake valve map by learning using a difference between the first air amount and the second air amount. The first air amount is calculated by applying the first estimated intake pipe pressure to the intake valve map. The second air amount is calculated by applying the actual intake pipe pressure to the throttle valve map.
The control device includes a throttle valve determination unit. The throttle valve determination unit determines whether or not deposits adhere or deposit on the throttle valve when a predetermined condition regarding correction of the intake valve map is satisfied and the actual opening degree is smaller than the predetermined value. Determine if The throttle valve determination unit calculates a second pressure difference calculated by subtracting the actual intake pipe pressure from a second estimated intake pipe pressure estimated from the actual rotational speed and the actual opening degree from a second determination value. If it is too large, it is determined that deposits are deposited or accumulated on the throttle valve.
The controller includes a throttle valve map correction unit. The throttle valve map correction unit corrects the throttle valve map when it is determined that deposits are deposited or accumulated on the throttle valve. The throttle valve map correction unit is configured to calculate the third amount of air calculated by applying the second estimated intake pipe pressure to the throttle valve, and the actual intake to the latest intake valve map after the establishment of the predetermined condition. The throttle valve map is corrected by learning using the difference between the fourth air amount calculated by applying the tube pressure and the fourth air amount.
本発明によれば、スロットル弁の実開度が所定値よりも大きい場合に、吸気弁にデポジットが付着または堆積しているか否かの判定が行われる。スロットル弁の実開度がある程度大きければ、スロットル弁にデポジットが付着または堆積していたとしても、このデポジットによる実吸気管圧への影響が小さくなる。従って、この所定値を適切な値に設定することで、スロットル弁に付着または堆積するデポジットの影響を排除して、吸気弁にデポジットが付着または堆積しているか否かを高精度に判定できる。 According to the present invention, when the actual opening degree of the throttle valve is larger than a predetermined value, it is determined whether the deposit adheres or deposits on the intake valve. If the actual opening degree of the throttle valve is large to a certain extent, even if deposits adhere to or accumulate on the throttle valve, the influence of the deposits on the actual intake pipe pressure decreases. Therefore, by setting the predetermined value to an appropriate value, it is possible to determine with high accuracy whether or not the deposit is attached to or accumulated in the intake valve by eliminating the influence of the deposit attached or accumulated on the throttle valve.
また、本発明によれば、吸気弁マップの修正に関する所定条件の成立後、スロットル弁の実開度が所定値よりも小さい場合に、スロットル弁にデポジットが付着または堆積しているか否かの判定が行われる。所定条件の成立後であれば、吸気弁のデポジットが付着または堆積しているか否かの判定が少なくとも行われており、判定結果によっては吸気弁マップの修正が行われている。従って、スロットル弁に付着または堆積するデポジットによる実吸気管圧への影響のみを考慮して、スロットル弁にデポジットが付着または堆積しているか否かを高精度に判定できる。このように、本発明によれば、吸気弁とスロットル弁の両方にデポジットが付着または堆積していることを高精度に判定できる。 Further, according to the present invention, after the predetermined condition for correcting the intake valve map is satisfied, when the actual opening degree of the throttle valve is smaller than a predetermined value, it is determined whether deposit adheres or deposits on the throttle valve. Is done. After the predetermined condition is established, it is at least determined whether deposit of the intake valve is attached or accumulated, and depending on the determination result, correction of the intake valve map is performed. Therefore, it is possible to determine with high accuracy whether or not the deposit is adhered to or accumulated in the throttle valve, taking into consideration only the influence on the actual intake pipe pressure by the deposit adhered to or accumulated in the throttle valve. As described above, according to the present invention, it can be determined with high accuracy that deposits adhere or accumulate on both the intake valve and the throttle valve.
上記従来の診断装置では、吸気弁やスロットル弁にデポジットが堆積しているか否かの診断が、吸気管圧の検出値の経時変化に基づいて行われる。これに対し、本発明では、吸気弁やスロットル弁にデポジットが付着または堆積しているか否かの判定が、回転速度センサ、吸気管圧センサおよびスロットル開度センサの検出値を用いて行われる。つまり、本発明では、吸気管圧の検出値の経時変化に基づくことなく、上記判定を行うことができる。従って、本発明によれば、診断時の標高に左右されることなく、上記判定を行うことができる。 In the above-described conventional diagnostic device, the diagnosis of whether deposits are accumulated on the intake valve or the throttle valve is performed based on the temporal change of the detected value of the intake pipe pressure. On the other hand, in the present invention, it is determined whether deposits adhere or deposit on the intake valve or the throttle valve using the detection values of the rotational speed sensor, the intake pipe pressure sensor, and the throttle opening sensor. That is, in the present invention, the above determination can be performed without being based on the temporal change of the detected value of the intake pipe pressure. Therefore, according to the present invention, the above determination can be performed regardless of the altitude at the time of diagnosis.
上記従来の診断装置では、吸気弁やスロットル弁にデポジットが堆積しているか否かの診断が、エアフロメータ、吸気管圧センサおよびスロットル開度センサの検出値を用いて行われる。これに対し、本発明では、吸気弁やスロットル弁にデポジットが付着または堆積しているか否かの判定が、回転速度センサ、吸気管圧センサおよびスロットル開度センサの検出値を用いて行われる。つまり、本発明では、上記従来の診断装置では必要とされたエアフロメータの検出値を用いることなく、上記判定を行うことができる。従って、本発明によれば、エアフロメータを車両から外して車載センサの総数を減らし、車載センサにかかるコストを削減することが可能になる。 In the above-mentioned conventional diagnostic device, the diagnosis of whether deposits are accumulated on the intake valve or the throttle valve is performed using the detection values of the air flow meter, the intake pipe pressure sensor and the throttle opening degree sensor. On the other hand, in the present invention, it is determined whether deposits adhere or deposit on the intake valve or the throttle valve using the detection values of the rotational speed sensor, the intake pipe pressure sensor, and the throttle opening sensor. That is, in the present invention, the above-described conventional diagnostic device can perform the above determination without using the detection value of the air flow meter required. Therefore, according to the present invention, it is possible to remove the air flow meter from the vehicle and reduce the total number of on-board sensors, thereby reducing the cost of on-board sensors.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1に係るシステムの構成を説明する概略図である。図1に示すシステムは、車両に搭載される内燃機関(以下、「エンジン」ともいう。)10を備えている。エンジン10は火花点火式エンジンである。エンジン10の気筒数および気筒配置は特に限定されない。エンジン10の各気筒は、燃焼室12を備えている。燃焼室12の頂部には、点火装置の点火プラグ14が取り付けられている。エンジン10のピストン16は、コネクティングロッド18を介してクランクシャフト20に連結されている。クランクシャフト20には、エンジン回転速度NEの計測に用いられるクランク角センサ42が設けられている。
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a system according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine (hereinafter also referred to as "engine") 10 mounted on a vehicle. The
燃焼室12には、吸気ポート22が連通している。吸気ポート22には、吸気ポート22を開閉する吸気弁24が設けられている。吸気ポート22には、また、吸気ポート22内に燃料を噴射するポートインジェクタ26が設けられている。なお、図1ではポートインジェクタ26のみを開示するが、ポートインジェクタ26の代わりに、燃焼室12内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタが燃焼室12に設けられていてもよい。ポートインジェクタ26と筒内インジェクタの両方が、燃焼室12に設けられていてもよい。
An
吸気ポート22には、サージタンクが一体化された吸気マニホールド28が接続されている。吸気マニホールド28には、吸気管圧Pmを計測するための吸気管圧センサ44が取り付けられている。吸気マニホールド28には、外部から空気を吸入する吸気管30が接続されている。吸気管30における吸気マニホールド28の近傍には、電子制御式のスロットル弁32が設けられている。スロットル弁32の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットル開度センサ46が取り付けられている。
An
図1に示すシステムは、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40は、入出力インターフェースと、メモリと、演算処理装置(CPU)と、を備えている。入出力インターフェースは、エンジン10または車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むと共に、エンジン10を制御するための各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。メモリには、エンジン10を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。CPUは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。
The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 40 as a control device. The
[燃料噴射制御の説明]
ECU40が行うエンジン10の制御には、ポートインジェクタ26の燃料噴射制御が含まれる。燃料噴射制御において、ECU40は、吸気弁マップMiまたはスロットル弁マップMtと、実吸気管圧Pmrとに基づいて、吸入空気量Gaを推定する。また、ECU40は、推定した吸入空気量Gaに基づいて、ポートインジェクタ26からの燃料噴射量tauを算出する。吸気弁マップMiは、吸気弁24を通過する空気量(即ち、筒内に吸入される空気量)miと、吸気管圧Pmとの関係を規定したマップである。スロットル弁マップMtは、スロットル弁32を通過する空気量mtと、吸気管圧Pmとの関係を規定したマップである。
[Description of fuel injection control]
The control of the
図2は、空気量miと吸気管圧Pmの関係を表した吸気弁特性の一例と、空気量miと吸気管圧Pmの関係を表したスロットル弁特性の一例と、を説明する図である。図2に示す吸気弁特性から、吸気管圧Pmが高くなるほど空気量miが多くなることが分かる。吸気弁マップMiは、このような吸気弁特性に基づいて作成されている。図2に示すスロットル弁特性から、吸気管圧Pmがある圧力値よりも低いときには空気量mtが一定となること、および、吸気管圧Pmがこの圧力値よりも高いときには、吸気管圧Pmが高くなるほど空気量miが少なくなることが分かる。スロットル弁マップMtは、このようなスロットル弁特性に基づいて作成されている。 FIG. 2 is a view for explaining an example of an intake valve characteristic representing the relationship between the air amount mi and the intake pipe pressure Pm and an example of a throttle valve characteristic representing the relationship between the air amount mi and the intake pipe pressure Pm. . From the intake valve characteristics shown in FIG. 2, it can be seen that the air amount mi increases as the intake pipe pressure Pm increases. The intake valve map Mi is created based on such an intake valve characteristic. From the throttle valve characteristics shown in FIG. 2, when the intake pipe pressure Pm is lower than a certain pressure value, the air quantity mt is constant, and when the intake pipe pressure Pm is higher than this pressure value, the intake pipe pressure Pm is It can be seen that the air amount mi decreases as the value increases. The throttle valve map Mt is created based on such throttle valve characteristics.
エンジン10の運転状態が定常の場合、吸気弁マップMiから求められる空気量miと、スロットル弁マップMtから求められる空気量mtとが一致する。図2に示す吸気弁特性とスロットル弁特性の交点は、この一致点を表している。エンジン10の運転状態が定常の場合、例えば、スロットル開度TAの変化率が概ね一定の場合、吸気弁マップMiから求められる空気量mi、または、スロットル弁マップMtを用いて求められる空気量mtが、吸入空気量Gaとなる。一方、エンジン10の運転状態が定常でない場合、例えば、この変化率が一定でない場合は、空気量mtも一定とならない。そのため、この場合は、吸気弁マップMiから求められる空気量miが吸入空気量Gaとなる。
When the operating state of the
[吸気弁マップMiおよびスロットル弁マップMtの修正]
1.吸気弁24またはスロットル弁32にデポジットが付着または堆積したときの問題点
吸気弁24にデポジットが付着または堆積すると、吸気弁特性に経時変化をもたらす。同様に、スロットル弁32にデポジットが付着または堆積すると、スロットル弁特性に経時変化をもたらす。これらの特性に経時変化が起こると、吸気弁マップMiまたはスロットル弁マップMtと、実吸気管圧Pmrとに基づいて求められる吸入空気量Gaの推定精度が下がる。そうすると、燃料噴射量tauの算出精度が下がり、エミッションや運転性が悪化する。
[Correction of intake valve map Mi and throttle valve map Mt]
1. Problems when deposit adheres to or deposits on the
2.吸気弁24のデポジット判定
そこで、本実施の形態では、ECU40において、吸気弁24またはスロットル弁32にデポジットが付着または堆積しているか否かの判定(以下、「デポジット判定」ともいう。)を行う。但し、吸気弁24とスロットル弁32の両方にデポジットが付着または堆積する場合がある。そこで、本実施の形態では、先ず、吸気弁24に対してデポジット判定を行う。吸気弁24のデポジット判定を先に行うのは、次の理由による。即ち、吸気弁24にデポジットが付着または堆積していると、スロットル開度TAが一定であったとしても、吸気管圧Pmが高くなり、空気量mtや空気量miが低下する。ところが、スロットル弁32にデポジットが付着または堆積していても、スロットル開度TAがある程度大きければ、空気量mtが変化しない。このように、スロットル開度TAの条件が満たされれば、スロットル弁32に付着または堆積するデポジットによる吸気弁特性への影響を無視して、吸気弁24による吸気弁特性への影響のみを調査できる。
2. Therefore, in the present embodiment, the
以上の理由により、本実施の形態では、吸気弁24のデポジット判定を先に行う。ECU40は、スロットル開度TAが所定の開度TA1よりも大きい場合に(但し、エンジン10の運転状態は定常であるとする)、吸気弁24のデポジット判定を行う。吸気弁24のデポジット判定は、実吸気管圧Pmrと推定吸気管圧Pmeの関係が、下記式(1)の条件を満たすか否かに基づいて行われる。
Pmr−Pme>閾値TH1 ・・・(1)
推定吸気管圧Pmeは、スロットル開度TAおよびエンジン回転速度NEを変数とする物理モデルまたは実験式モデルを用いて算出される吸気管圧Pmの推定値である。
For the above reasons, in the present embodiment, the deposit determination of the
Pmr-Pme> threshold TH1 (1)
The estimated intake pipe pressure Pme is an estimated value of the intake pipe pressure Pm calculated using a physical model or an empirical formula model with the throttle opening degree TA and the engine rotational speed NE as variables.
3.吸気弁マップMiの修正
式(1)の条件が成立する場合、ECU40は、吸気弁24にデポジットが付着または堆積していると判定する。吸気弁24にデポジットが付着または堆積していると判定した場合、ECU40は、デポジットによる空気量miの低下を学習する。つまり、ECU40は、吸気弁特性の経時変化を学習する。図3は、吸気弁マップMiの修正手法を説明する図である。本実施の形態では、図3に示す推定空気量mieと実空気量mtrの差分Dmiを用いて吸気弁特性の経時変化を学習する。推定空気量mieは、最新の吸気弁マップMiと、推定吸気管圧Pmeとに基づいて算出される。実空気量mtrは、最新のスロットル弁マップMtと、実吸気管圧Pmrとに基づいて算出される。
3. When the condition of the correction formula (1) of the intake valve map Mi is satisfied, the
なお、説明の便宜上、以下においては、今回の吸気弁24のデポジット判定以前に行われた吸気弁24のデポジット判定の回数kを基準として、最新の吸気弁マップMiを吸気弁マップMi(k)ともいう。また、最新のスロットル弁マップMtをスロットル弁マップMt(k)ともいう。
For convenience of explanation, in the following, the latest intake valve map Mi is referred to as an intake valve map Mi (k) with reference to the number k of deposit determinations of the
吸気弁24にデポジットが付着または堆積した場合、吸気弁マップMi(k)を構成する空気量miのデータ値は、真の空気量miよりも小さな値を示すことになる。但し、既に述べたように、エンジン10の運転状態が定常の場合、吸気弁マップMiから求められる空気量miと、スロットル弁マップMtから求められる空気量mtとが一致する。そのため、スロットル弁マップMt(k)から求められる実空気量mtrは、真の空気量miに近いと推測される。このような仮定の下、本実施の形態では、差分Dmiを算出する。スロットル開度TAまたはエンジン回転速度NEが変われば、推定吸気管圧Pmeも変わる。そのため、ECU40は、スロットル開度TAまたはエンジン回転速度NEが変わるたびに差分Dmiを算出する。なお、スロットル開度TAが開度TA1よりも小さいときの推定吸気管圧Pmeについては、算出済みの差分Dmiを用いて推測する。
When deposits adhere to or accumulate on the
差分Dmiの算出または推測の後、ECU40は、これらの差分Dmiを用いて、吸気弁マップMi(k)を構成する空気量miのデータ値を修正する。図3に示す破線は、修正後の吸気弁マップMi(k)を構成する空気量miのデータ値と、吸気管圧Pmの関係、つまり、経時変化の学習が完了した後の吸気弁特性を表している。
After calculation or estimation of the difference Dmi, the
4.スロットル弁32のデポジット判定
吸気弁マップMi(k)を構成する空気量miのデータ値の修正に関する処理が完了した後、ECU40は、スロットル開度TAが開度TA1よりも小さい場合に(但し、エンジン10の運転状態は定常であるとする)、スロットル弁32のデポジット判定を行う。スロットル弁32のデポジット判定は、実吸気管圧Pmrと推定吸気管圧Pmeの関係が、下記式(2)の条件を満たすか否かに基づいて行われる。
Pme−Pmr>閾値TH2 ・・・(2)
4. Determination of Deposit of
Pme−Pmr> threshold TH2 (2)
ここで、「空気量miのデータ値の修正に関する処理が完了した」としているのは、2つの理由がある。第1の理由は、吸気弁24のデポジット判定の結果によっては、空気量miのデータ値の修正を行わない場合があるためである。即ち、吸気弁24にデポジットが付着または堆積していないと判定した場合、ECU40は、この判定結果をもって、「空気量miのデータ値の修正に関する処理が完了した」と判断する。第2の理由は、エンジン回転速度の全領域において空気量miのデータ値の修正を完了するにはそれなりに時間を要するためである。即ち、ECU40は、エンジン回転速度NEの領域NE1(例えば1000rpm近傍の領域)の修正が完了したら、別の領域NE2(例えば2000rpm近傍の領域)の修正が未完了でも、「空気量miのデータ値の修正に関する処理が完了した」と判断する。そして、領域NE2に対しては、修正に関する処理を継続しつつ、領域NE1に対しては、スロットル弁32のデポジット判定に進む。
Here, there are two reasons that the process regarding correction of the data value of the air amount mi is completed. The first reason is that the data value of the air amount mi may not be corrected depending on the result of the deposit determination of the
5.スロットル弁マップMtの修正
式(2)の条件が成立する場合、ECU40は、スロットル弁32にデポジットが付着または堆積していると判定する。スロットル弁32にデポジットが付着または堆積していると判定した場合、ECU40は、デポジットによる空気量mtの低下を学習する。つまり、ECU40は、スロットル弁特性の経時変化を学習する。図4は、スロットル弁マップMtの修正手法を説明する図である。本実施の形態では、図4に示す推定空気量mteと実空気量mirの差分Dmtを用いてスロットル弁特性の経時変化を学習する。推定空気量mteは、スロットル弁マップMt(k)と、推定吸気管圧Pmeとに基づいて算出される。実空気量mirは、修正後の吸気弁マップMi(k)と、実吸気管圧Pmrとに基づいて算出される。
5. When the condition of the correction formula (2) of the throttle valve map Mt is satisfied, the
スロットル弁32にデポジットが付着または堆積した場合、スロットル弁マップMt(k)を構成する空気量mtのデータ値は、真の空気量mtよりも小さな値を示すことになる。但し、既に述べたように、エンジン10の運転状態が定常の場合、吸気弁マップMiから求められる空気量miと、スロットル弁マップMtから求められる空気量mtとが一致する。また、吸気弁マップMiは、先に説明した処理により修正されている。そのため、修正後の吸気弁マップMi(k)から求められる実空気量mirは、真の空気量mtに近いと推測される。このような仮定の下、本実施の形態では、差分Dmtを算出する。スロットル開度TAまたはエンジン回転速度NEが変われば、推定吸気管圧Pmeも変わる。そのため、ECU40は、スロットル開度TAまたはエンジン回転速度NEが変わるたびに差分Dmtを算出する。なお、スロットル開度TAが開度TA1よりも大きいときの推定吸気管圧Pmeについては、算出済みの差分Dmtを用いて推測する。
When deposits adhere to or accumulate on the
差分Dmtの算出または推測の後、ECU40は、これらの差分Dmtを用いて、スロットル弁マップMt(k)を構成する空気量mtのデータ値を修正する。図4に示す破線は、修正後のスロットル弁マップMt(k)を構成する空気量mtのデータ値と、吸気管圧Pmの関係、つまり、経時変化の学習が完了した後のスロットル弁特性を表している。
After calculating or estimating the difference Dmt, the
スロットル弁マップMt(k)を構成する空気量mtのデータ値の修正に関する処理が完了した後、ECU40は、吸気弁24のk+1回目のデポジット判定に進む。なお、「空気量mtのデータ値の修正に関する処理が完了した」としている理由については、上述した「空気量miのデータ値の修正に関する処理が完了した」としている理由と基本的に同じである。
After the process related to the correction of the data value of the air amount mt constituting the throttle valve map Mt (k) is completed, the
[具体的処理]
図5は、本実施の形態において、ECU40が上述した機能を実現するために行う処理ルーチンの一例を示したフローチャートである。なお、本図に示す処理ルーチンは、所定の制御周期で繰り返し実行されるものとする。
[Specific processing]
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a processing routine performed by the
図5に示す処理ルーチンにおいて、ECU40は、先ず、スロットル開度TAが開度TA1よりも大きいか否かを判定する(ステップS10)。本ステップの判定結果が肯定的な場合、ECU40は、ステップS12の処理に進む。本ステップの判定結果が否定的な場合、ECU40は、ステップS20の処理に進む。
In the processing routine shown in FIG. 5, the
ステップS12において、ECU40は、Pmr−Pme>TH1を満たすか否かを判定する。即ち、ECU40は、吸気弁24のデポジット判定として、式(1)の条件が成立するか否かを判定する。式(1)の条件が成立する場合、ECU40は、吸気弁24にデポジットが付着または堆積したと判定して、ステップS14の処理に進む。式(1)の条件が成立しない場合、ECU40は、吸気弁24にデポジットが付着または堆積していないと判定して、ステップS18の処理に進む。
In step S12, the
ステップS14において、ECU40は、吸気弁マップMiの修正を行う。吸気弁マップMiの修正手法については、図3で説明した通りである。
In step S14, the
ステップS14に続き、ECU40は、所定のエンジン回転速度領域において、空気量miのデータ値の修正に関する処理が完了したか否かを判定する(ステップS16)。所定のエンジン回転速度領域は、例えば、エンジン回転速度の全領域を所定間隔で区切ることで設定されるものである。空気量miのデータ値の修正に関する処理をエンジン回転速度の全領域において行うには、所定間隔で区切った後の区域の数だけ本図に示す処理ルーチンを設ければよい。本ステップの判定結果が肯定的な場合、ECU40は、ステップS18の処理に進む。本ステップの判定結果が否定的な場合、ECU40は、ステップS10の処理に戻る。
Subsequently to step S14, the
ステップS18において、ECU40は、吸気弁マップMiの修正完了フラグをONに設定する。そして、ECU40は、ステップS10の処理に戻る。
In step S18, the
ステップS20において、ECU40は、吸気弁マップMiの修正完了フラグがONに設定されているか否かを判定する。本ステップの判定結果が肯定的な場合、ECU40は、ステップS22の処理に進む。本ステップの判定結果が否定的な場合、ECU40は、ステップS10の処理に戻る。
In step S20, the
ステップS22において、ECU40は、Pme−Pmr>TH2を満たすか否かを判定する。即ち、ECU40は、スロットル弁32のデポジット判定として、式(2)の条件が成立するか否かを判定する。式(2)の条件が成立する場合、ECU40は、スロットル弁32にデポジットが付着または堆積したと判定して、ステップS24の処理に進む。式(2)の条件が成立しない場合、ECU40は、スロットル弁32にデポジットが付着または堆積していないと判定して、ステップS28の処理に進む。
In step S22, the
ステップS24において、ECU40は、スロットル弁マップMtの修正を行う。スロットル弁マップMtの修正手法については、図4で説明した通りである。
In step S24, the
ステップS24に続き、ECU40は、所定のエンジン回転速度領域において、空気量mtのデータ値の修正に関する処理が完了したか否かを判定する(ステップS26)。所定のエンジン回転速度領域は、ステップS16の処理で用いた区域と同一の区域が用いられる。本ステップの判定結果が肯定的な場合、ECU40は、ステップS28の処理に進む。本ステップの判定結果が否定的な場合、ECU40は、ステップS10の処理に戻る。
Subsequently to step S24, the
ステップS28において、ECU40は、吸気弁マップMiの修正完了フラグをOFFに設定し、処理ルーチンを抜ける。
In step S28, the
以上説明した図5の処理ルーチンによれば、所定のエンジン回転速度領域において、吸気弁マップMiとスロットル弁マップMtの修正を行うことができる。従って、吸気弁マップMiまたはスロットル弁マップMtに基づいて求められる吸入空気量Gaの推定精度が下がるのを抑えることができる。従って、燃料噴射量tauの算出精度が下がり、エミッションや運転性が悪化するのを抑えることができる。 According to the processing routine of FIG. 5 described above, the intake valve map Mi and the throttle valve map Mt can be corrected in a predetermined engine rotational speed region. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the estimation accuracy of the intake air amount Ga obtained based on the intake valve map Mi or the throttle valve map Mt. Therefore, the calculation accuracy of the fuel injection amount tau is lowered, and deterioration of the emission and the drivability can be suppressed.
なお、上記実施の形態においては、ECU40がステップS10,S12の処理を実行することにより本発明の「吸気弁判定部」が実現されている。また、ステップS12の処理において用いられる実吸気管圧Pmrと推定吸気管圧Pmeの差分が、本発明の「第1圧力値」に相当し、閾値TH1が本発明の「第1判定値」に相当する。
また、ECU40がステップS14の処理を実行することにより本発明の「吸気弁マップ修正部」が実現されている。また、ステップS14の処理において用いられる推定空気量mieが本発明の「第1空気量」に相当し、実空気量mtrが本発明の「第2空気量」に相当する。
また、ECU40がステップS20,S22の処理を実行することにより本発明の「スロットル弁判定部」が実現されている。また、ステップS20において吸気弁マップMiの修正完了フラグがONに設定されていると判定された場合に、本発明の「吸気弁マップの修正に関する所定条件」が成立する。ステップS22の処理において用いられる推定吸気管圧Pmeと実吸気管圧Pmrの差分が、本発明の「第2圧力値」に相当し、閾値TH2が本発明の「第2判定値」に相当する。
また、ECU40がステップS24の処理を実行することにより本発明の「スロットル弁マップ修正部」が実現されている。また、ステップS24の処理において用いられる推定空気量mteが本発明の「第3空気量」に相当し、実空気量mirが本発明の「第4空気量」に相当する。
In the above embodiment, the “intake valve determination unit” of the present invention is realized by the
Further, the “intake valve map correction unit” of the present invention is realized by the
Further, the "throttle valve determination unit" of the present invention is realized by the
Further, the "throttle valve map correction unit" of the present invention is realized by the
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 In addition, when the number of the number, the quantity, the quantity, the range, etc. of each element is mentioned in the above embodiment, the case is mentioned except in the case where it is particularly clearly indicated or the case where the number is clearly specified in principle. The invention is not limited to a number. Further, the structures and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention, unless otherwise specified or clearly specified in principle.
10 内燃機関
24 吸気弁
32 スロットル弁
40 ECU
42 クランク角センサ
44 吸気管圧センサ
46 スロットル開度センサ
Mi 吸気弁マップ
Mt スロットル弁マップ
mie,mte 推定空気量
mir,mtr 実空気量
Pme 推定吸気管圧
Pmr 実吸気管圧
10
42
Claims (1)
前記内燃機関は、吸気弁と、スロットル弁と、前記スロットル弁よりも下流側の実吸気管圧を検出する吸気管圧センサと、前記スロットル弁の実開度を検出するスロットル開度センサと、前記内燃機関の実回転速度を検出する回転速度センサと、を備え、
前記制御装置は、前記吸気弁を通過する空気量と前記スロットル弁よりも下流側の吸気管圧との関係を規定した吸気弁マップと、前記実吸気管圧と、を用いて推定される空気量、または、前記スロットル弁を通過する空気量と前記スロットル弁よりも下流側の吸気管圧との関係を規定したスロットル弁マップと、前記実吸気管圧と、を用いて推定される空気量を用いて、前記内燃機関を制御するように構成され、
前記制御装置が、
前記実開度が所定値よりも大きい場合に、前記吸気弁にデポジットが付着または堆積しているか否かを判定する吸気弁判定部であって、前記実回転速度と前記実開度を用いて推定した第1推定吸気管圧を、前記実吸気管圧から減じることで算出した第1圧力差が第1判定値よりも大きい場合に、前記吸気弁にデポジットが付着または堆積していると判定する吸気弁判定部と、
前記吸気弁にデポジットが付着または堆積していると判定された場合、前記吸気弁マップを修正する吸気弁マップ修正部であって、前記吸気弁マップに前記第1推定吸気管圧を適用することで算出される第1空気量と、前記スロットル弁マップに前記実吸気管圧を適用することで算出される第2空気量と、の差分を用いた学習により前記吸気弁マップを修正する吸気弁マップ修正部と、
前記吸気弁マップの修正に関する所定条件が成立し、尚且つ、前記実開度が前記所定値よりも小さい場合に、前記スロットル弁にデポジットが付着または堆積しているか否かを判定するスロットル弁判定部であって、前記実回転速度と前記実開度を用いて推定した第2推定吸気管圧から、前記実吸気管圧を減じることで算出した第2圧力差が第2判定値よりも大きい場合に、前記スロットル弁にデポジットが付着または堆積していると判定するスロットル弁判定部と、
前記スロットル弁にデポジットが付着または堆積していると判定された場合、前記スロットル弁マップを修正するスロットル弁マップ修正部であって、前記スロットル弁に前記第2推定吸気管圧を適用することで算出される第3空気量と、前記所定条件の成立後の最新の前記吸気弁マップに前記実吸気管圧を適用することで算出される第4空気量と、の差分を用いた学習により前記スロットル弁マップを修正するスロットル弁マップ修正部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine,
The internal combustion engine includes an intake valve, a throttle valve, an intake pipe pressure sensor that detects an actual intake pipe pressure downstream of the throttle valve, and a throttle opening degree sensor that detects an actual opening degree of the throttle valve. A rotational speed sensor for detecting an actual rotational speed of the internal combustion engine;
The control device is an air estimated using an actual intake pipe pressure and an intake valve map that defines a relationship between an amount of air passing through the intake valve and an intake pipe pressure downstream of the throttle valve. Or an amount of air estimated using the actual intake pipe pressure and a throttle valve map that defines the relationship between the amount or the amount of air passing through the throttle valve and the intake pipe pressure downstream of the throttle valve Configured to control the internal combustion engine using
The controller
An intake valve determination unit that determines whether deposits adhere or accumulate on the intake valve when the actual opening degree is larger than a predetermined value, using the actual rotation speed and the actual opening degree. When the first pressure difference calculated by subtracting the estimated first estimated intake pipe pressure from the actual intake pipe pressure is larger than the first determination value, it is determined that deposits are attached or accumulated on the intake valve An intake valve determination unit to
An intake valve map correction unit that corrects the intake valve map when it is determined that deposits adhere or deposit on the intake valve, and applying the first estimated intake pipe pressure to the intake valve map. An intake valve that corrects the intake valve map by learning using a difference between the first air amount calculated in step b and the second air amount calculated by applying the actual intake pipe pressure to the throttle valve map Map correction section,
Throttle valve determination to determine whether deposits adhere or accumulate on the throttle valve when a predetermined condition regarding correction of the intake valve map is satisfied and the actual opening degree is smaller than the predetermined value A second pressure difference calculated by subtracting the actual intake pipe pressure from the second estimated intake pipe pressure estimated using the actual rotational speed and the actual opening degree, and is larger than a second determination value And a throttle valve determination unit that determines that deposits are attached to or accumulated on the throttle valve.
A throttle valve map correction unit that corrects the throttle valve map when it is determined that deposits are deposited or accumulated on the throttle valve, and applying the second estimated intake pipe pressure to the throttle valve. By learning using the difference between the calculated third air amount and the fourth air amount calculated by applying the actual intake pipe pressure to the latest intake valve map after the establishment of the predetermined condition Throttle valve map correction unit that corrects the throttle valve map;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017195162A JP2019065821A (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017195162A JP2019065821A (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Control device of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country | Link |
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-
2017
- 2017-10-05 JP JP2017195162A patent/JP2019065821A/en active Pending
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