JP2924246B2 - 内燃機関の出力制御装置 - Google Patents
内燃機関の出力制御装置Info
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- JP2924246B2 JP2924246B2 JP6467991A JP6467991A JP2924246B2 JP 2924246 B2 JP2924246 B2 JP 2924246B2 JP 6467991 A JP6467991 A JP 6467991A JP 6467991 A JP6467991 A JP 6467991A JP 2924246 B2 JP2924246 B2 JP 2924246B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の出力トルク
が、車両の運転条件に適した値である目標空燃比トルク
となるように、制御する、内燃機関の出力制御装置に関
する。
が、車両の運転条件に適した値である目標空燃比トルク
となるように、制御する、内燃機関の出力制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車に搭載される内燃機関
（以後単にエンジンと記す）の機関出力（以後単に出力
と記す）は人為的操作部材であるアクセルペダルやスロ
ットルレバー等（以下アクセルペダルで代表させる）と
アクセルレータケーブルで連結されたスロットル装置に
よって機械的に制御される。ところが、アクセルペダル
とスロットル装置が１：１で作動する場合、運転者の技
量不足や不注意により過大な出力を発生させ、発進時に
スリップを生じたり、凍結路走行時等にスピン等を招い
たり、急加速時にタイヤのスキッド（空転）を生じるよ
うなことがあった。
（以後単にエンジンと記す）の機関出力（以後単に出力
と記す）は人為的操作部材であるアクセルペダルやスロ
ットルレバー等（以下アクセルペダルで代表させる）と
アクセルレータケーブルで連結されたスロットル装置に
よって機械的に制御される。ところが、アクセルペダル
とスロットル装置が１：１で作動する場合、運転者の技
量不足や不注意により過大な出力を発生させ、発進時に
スリップを生じたり、凍結路走行時等にスピン等を招い
たり、急加速時にタイヤのスキッド（空転）を生じるよ
うなことがあった。
【０００３】そこで、スロットル装置内に主スロットル
バルブと副スロットルバルブを併設して、副スロットル
バルブ側を電子制御するデュアルスロットルバルブ方式
や、アクセルペダルとスロットルバルブとをアクセルレ
ータケーブルで連結せず、アクセルペダルの踏み込み量
はポテンショメータ等のセンサで、検出し、スロットル
バルブはステップモータ等で駆動する、いわゆるドライ
ブバイワイヤ方式を用いたトラクションコントロール
（駆動力制御）が提案されている。
バルブと副スロットルバルブを併設して、副スロットル
バルブ側を電子制御するデュアルスロットルバルブ方式
や、アクセルペダルとスロットルバルブとをアクセルレ
ータケーブルで連結せず、アクセルペダルの踏み込み量
はポテンショメータ等のセンサで、検出し、スロットル
バルブはステップモータ等で駆動する、いわゆるドライ
ブバイワイヤ方式を用いたトラクションコントロール
（駆動力制御）が提案されている。
【０００４】これらの方式のトラクションコントロール
では、通常、アクセルペダル等の、踏み込み量以外に前
後輪の回転状態のデータから、ＥＣＵ（エンジンコント
ロールユニット）を用いて副スロットルバルブやスロッ
トルバルブの最適開度（即ち要求機関出力）を演算し、
車輪の駆動トルクを空転しない範囲に抑えるべく制御す
る（減少させる）ようにしている。
では、通常、アクセルペダル等の、踏み込み量以外に前
後輪の回転状態のデータから、ＥＣＵ（エンジンコント
ロールユニット）を用いて副スロットルバルブやスロッ
トルバルブの最適開度（即ち要求機関出力）を演算し、
車輪の駆動トルクを空転しない範囲に抑えるべく制御す
る（減少させる）ようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】処で、エンジンの要求
出力情報はアクセルペダルの開度等に応じて適宜設定さ
れており、トラクションコントロールの場合には、上述
したように、エンジンの要求出力をＥＣＵが演算・設定
し、この要求出力が得られるように副スロットルバルブ
や主スロットルバルブを駆動制御するのであるが、この
際には現状の実トルクに基づいて演算を行なうことが望
ましい。つまり、要求トルクと実トルクの偏差を演算
し、この偏差をゼロにするようにリアルタイム制御を行
なえば、過制御や応答性の悪化を防止できからである。
処が、エンジンの実トルクを検出することはシャーシダ
イナモメータ等を用いたベンチテストでは可能である
が、車載用としては装置の重量、大きさ、コストの点で
現実的にその装着が難しいばかりでなく、出力（エネル
ギー）ロスを招くという重大な問題点があった。
出力情報はアクセルペダルの開度等に応じて適宜設定さ
れており、トラクションコントロールの場合には、上述
したように、エンジンの要求出力をＥＣＵが演算・設定
し、この要求出力が得られるように副スロットルバルブ
や主スロットルバルブを駆動制御するのであるが、この
際には現状の実トルクに基づいて演算を行なうことが望
ましい。つまり、要求トルクと実トルクの偏差を演算
し、この偏差をゼロにするようにリアルタイム制御を行
なえば、過制御や応答性の悪化を防止できからである。
処が、エンジンの実トルクを検出することはシャーシダ
イナモメータ等を用いたベンチテストでは可能である
が、車載用としては装置の重量、大きさ、コストの点で
現実的にその装着が難しいばかりでなく、出力（エネル
ギー）ロスを招くという重大な問題点があった。
【０００６】そこで、従来の制御システムを用いて実ト
ルクを吸入空気量情報に基づいて算出し出力制御の精度
を改善できると推測される。これに付随して、スロット
ルバルブ下流のブースト圧、あるいは、単に、吸入空気
量よりトルク推定をして目標トルクを算出し、スロット
ル制御を行なうようにしたとしても、ＥＧＲ量が多いと
トルク推定そのものが成立しなくなるり、あるいは、空
燃比を考慮していないとリーン運転等に対応出来ないと
いうような不具合が生じる。そこで、現空燃比を特に考
慮した上で出力制御を行なうことが、制御精度及び応答
性を改善できると推測される。本発明の目的は、出力制
御の精度及び応答性の向上を図れる内燃機関の出力制御
装置を提供することにある。
ルクを吸入空気量情報に基づいて算出し出力制御の精度
を改善できると推測される。これに付随して、スロット
ルバルブ下流のブースト圧、あるいは、単に、吸入空気
量よりトルク推定をして目標トルクを算出し、スロット
ル制御を行なうようにしたとしても、ＥＧＲ量が多いと
トルク推定そのものが成立しなくなるり、あるいは、空
燃比を考慮していないとリーン運転等に対応出来ないと
いうような不具合が生じる。そこで、現空燃比を特に考
慮した上で出力制御を行なうことが、制御精度及び応答
性を改善できると推測される。本発明の目的は、出力制
御の精度及び応答性の向上を図れる内燃機関の出力制御
装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は内燃機関の吸気系に設けられ、人為的操
作部材の操作と独立して駆動される吸入空気量制御手段
と、上記吸気系に流入する吸入空気量を検出する吸入空
気量検出手段と、上記内燃機関の空燃比情報を出力する
空燃比検出手段と、上記吸入空気量検出手段の検出結果
及び上記空燃比情報に基づき上記内燃機関の現状の理論
空燃比相当の実トルクを算出する実トルク算出手段と、
この理論空燃比相当の実トルクと適宜要求されている要
求トルクとのトルク偏差を算出するトルク偏差算出手段
と、上記トルク偏差と上記要求トルクより目標トルク相
当の吸入空気量を算出する目標吸入空気量算出手段と、
上記目標トルク相当の吸入空気量を現空燃比での目標ト
ルク相当の吸入空気量に修正する修正吸入空気量算出手
段と、上記トルク偏差が無くなるように上記現空燃比相
当の吸入空気量を確保すべく上記吸入空気量制御手段を
駆動制御する駆動制御手段とを備えたこ
めに、本発明は内燃機関の吸気系に設けられ、人為的操
作部材の操作と独立して駆動される吸入空気量制御手段
と、上記吸気系に流入する吸入空気量を検出する吸入空
気量検出手段と、上記内燃機関の空燃比情報を出力する
空燃比検出手段と、上記吸入空気量検出手段の検出結果
及び上記空燃比情報に基づき上記内燃機関の現状の理論
空燃比相当の実トルクを算出する実トルク算出手段と、
この理論空燃比相当の実トルクと適宜要求されている要
求トルクとのトルク偏差を算出するトルク偏差算出手段
と、上記トルク偏差と上記要求トルクより目標トルク相
当の吸入空気量を算出する目標吸入空気量算出手段と、
上記目標トルク相当の吸入空気量を現空燃比での目標ト
ルク相当の吸入空気量に修正する修正吸入空気量算出手
段と、上記トルク偏差が無くなるように上記現空燃比相
当の吸入空気量を確保すべく上記吸入空気量制御手段を
駆動制御する駆動制御手段とを備えたこ
【０００８】
【作用】実トルク算出手段が吸入空気量及び空燃比情報
に基づき内燃機関の現状の理論空燃比相当の実トルクを
算出し、トルク偏差算出手段が理論空燃比相当の実トル
クと適宜要求されている要求トルクとのトルク偏差を算
出し、目標吸入空気量算出手段がトルク偏差と要求トル
クより目標トルク相当の吸入空気量を算出し、修正吸入
空気量算出手段が目標トルク相当の吸入空気量を現空燃
比での目標トルク相当の吸入空気量に修正し、駆動制御
手段が現空燃比相当の吸入空気量を確保すべく吸入空気
量制御手段を駆動制御するので、現状の運転状況に最適
なトルクを内燃機関が出力出来るように制御できる。
に基づき内燃機関の現状の理論空燃比相当の実トルクを
算出し、トルク偏差算出手段が理論空燃比相当の実トル
クと適宜要求されている要求トルクとのトルク偏差を算
出し、目標吸入空気量算出手段がトルク偏差と要求トル
クより目標トルク相当の吸入空気量を算出し、修正吸入
空気量算出手段が目標トルク相当の吸入空気量を現空燃
比での目標トルク相当の吸入空気量に修正し、駆動制御
手段が現空燃比相当の吸入空気量を確保すべく吸入空気
量制御手段を駆動制御するので、現状の運転状況に最適
なトルクを内燃機関が出力出来るように制御できる。
【０００９】
【実施例】図１には本発明による内燃機関の出力制御装
置を採用したガソリンエンジンシステム（以後単に、エ
ンジンシステムと記す）の概略構成が示されている。図
１に示すように、このエンジンシステムは電子制御燃料
噴射式４サイクル型であり、燃料を噴射するインジェク
タ１や点火をおこなう点火プラグ２等、種々の装置がＥ
ＣＵ３の制御下におかれている。以下、エンジンシステ
ムの全体構成を空気の流れに沿って簡略に述べる。エア
クリーナエレメント５から吸引された吸入気は直後に吸
入空気量検出手段たるカルマン渦式のエアフローセンサ
６によりその流量が計測され、吸気管７を経由してスロ
ットルボデー８に流入する。尚、エアクリーナボデー４
内には、エアフローセンサ６の他、大気圧センサや大気
温度センサ等の装置が設けられており、吸入気に関する
各種のデータが計測されて、ＥＣＵ３に入力されるとい
う周知の構成を採っている。
置を採用したガソリンエンジンシステム（以後単に、エ
ンジンシステムと記す）の概略構成が示されている。図
１に示すように、このエンジンシステムは電子制御燃料
噴射式４サイクル型であり、燃料を噴射するインジェク
タ１や点火をおこなう点火プラグ２等、種々の装置がＥ
ＣＵ３の制御下におかれている。以下、エンジンシステ
ムの全体構成を空気の流れに沿って簡略に述べる。エア
クリーナエレメント５から吸引された吸入気は直後に吸
入空気量検出手段たるカルマン渦式のエアフローセンサ
６によりその流量が計測され、吸気管７を経由してスロ
ットルボデー８に流入する。尚、エアクリーナボデー４
内には、エアフローセンサ６の他、大気圧センサや大気
温度センサ等の装置が設けられており、吸入気に関する
各種のデータが計測されて、ＥＣＵ３に入力されるとい
う周知の構成を採っている。
【００１０】スロットルボデー８内に流入した吸入気は
バタフライ型のスロットルバルブ９によりその通過量を
制御される。スロットルバルブ９は運転者が踏むアクセ
ルペダル１０でなく、アクチュエータ（本実施例では、
ステップモータ）１１によって開閉駆動される。本実施
例では、このアクチュエータ１１がＥＣＵ３により制御
される、いわゆるＤＢＷ（ドライブ バイ ワイヤ）方
式が採用されている。図中、符号１２はスロットルバル
ブ９の開度を検出するスロットルポジションセンサ（以
下、スロットルセンサ）であり、その検出信号はＥＣＵ
３に入力されている。尚、アクセルペダル１０にはポテ
ンショメータ方式のアクセル開度センサ１３が取付けら
れており、その踏み込み量は電気信号に変換されてＥＣ
Ｕ３に入力する。
バタフライ型のスロットルバルブ９によりその通過量を
制御される。スロットルバルブ９は運転者が踏むアクセ
ルペダル１０でなく、アクチュエータ（本実施例では、
ステップモータ）１１によって開閉駆動される。本実施
例では、このアクチュエータ１１がＥＣＵ３により制御
される、いわゆるＤＢＷ（ドライブ バイ ワイヤ）方
式が採用されている。図中、符号１２はスロットルバル
ブ９の開度を検出するスロットルポジションセンサ（以
下、スロットルセンサ）であり、その検出信号はＥＣＵ
３に入力されている。尚、アクセルペダル１０にはポテ
ンショメータ方式のアクセル開度センサ１３が取付けら
れており、その踏み込み量は電気信号に変換されてＥＣ
Ｕ３に入力する。
【００１１】吸入気はスロットルボデー８から、サージ
タンク１４を介して、インテークマニホールド１５に流
入する。吸入気はインテークマニホールド１５の下流側
で、ＥＣＵ３の指令によりインジェクタ１から燃料が噴
射され、混合気となる。そして、エンジンＥの吸気弁Ｅ
2が開くことにより、燃焼室Ｅ3内にこの混合気が吸引さ
れ、圧縮上死点付近でＥＣＵ３の指令により点火プラグ
２により点火される。爆発・膨張行程が終了して排気ガ
スとなった混合気は、次に排気弁Ｅ4が開くことによ
り、排気マニホウルド１６に流入し、図示しない排気ガ
ス浄化装置を経由して有害成分が除去された後、図示し
ないマフラーから大気中に放出されている。 尚、排気
マニホウルド１６あるいはその下流で排気ガス浄化装置
の上流域の排気路２０には空燃比検出装置としての空燃
比センサ２１が配設され、この空燃比センサ２１が空燃
比Ａ／Ｆ情報をＥＣＵ３に出力するように構成されてい
る。
タンク１４を介して、インテークマニホールド１５に流
入する。吸入気はインテークマニホールド１５の下流側
で、ＥＣＵ３の指令によりインジェクタ１から燃料が噴
射され、混合気となる。そして、エンジンＥの吸気弁Ｅ
2が開くことにより、燃焼室Ｅ3内にこの混合気が吸引さ
れ、圧縮上死点付近でＥＣＵ３の指令により点火プラグ
２により点火される。爆発・膨張行程が終了して排気ガ
スとなった混合気は、次に排気弁Ｅ4が開くことによ
り、排気マニホウルド１６に流入し、図示しない排気ガ
ス浄化装置を経由して有害成分が除去された後、図示し
ないマフラーから大気中に放出されている。 尚、排気
マニホウルド１６あるいはその下流で排気ガス浄化装置
の上流域の排気路２０には空燃比検出装置としての空燃
比センサ２１が配設され、この空燃比センサ２１が空燃
比Ａ／Ｆ情報をＥＣＵ３に出力するように構成されてい
る。
【００１２】一方、符号１７はトラクションコントロー
ルの制御装置たるトラクションコントロールユニット
（以後ＴＣＬと称す）であり、前車輪速度センサ１８と
後車輪速度センサ１９からの信号が入力される。ＴＣＬ
１７は後述の要求トルク発生手段をなし、この手段内で
は直進や旋回時における車輪の空転状態を検出し、制御
マップ等に基づきＥＣＵ３に適正な要求トルク（即ち機
関出力）を指示する。ＥＣＵ３では、アクセル開度セン
サ１３からの入力信号とＴＣＬ１７からの入力信号とを
勘案してスロットル開度を決定し、アクチュエータ１１
によるスロットルバルブ９の駆動制御を行なう。
ルの制御装置たるトラクションコントロールユニット
（以後ＴＣＬと称す）であり、前車輪速度センサ１８と
後車輪速度センサ１９からの信号が入力される。ＴＣＬ
１７は後述の要求トルク発生手段をなし、この手段内で
は直進や旋回時における車輪の空転状態を検出し、制御
マップ等に基づきＥＣＵ３に適正な要求トルク（即ち機
関出力）を指示する。ＥＣＵ３では、アクセル開度セン
サ１３からの入力信号とＴＣＬ１７からの入力信号とを
勘案してスロットル開度を決定し、アクチュエータ１１
によるスロットルバルブ９の駆動制御を行なう。
【００１３】以下、本実施例における制御を、図２の制
御フローチャートと、図３のＡ／Ｆ−推定トルクマップ
と、図４のＡ／Ｆ−スロットル弁開度マップと、図５の
制御ブロックダイヤグラムとを参照して説明する。本実
施例のエンジンシステムでは、図示しないイグニッショ
ンキーを操作することによってエンジン本体Ｅが始動す
ると、図１、図５に示すＥＣＵ３内での制御も開始され
る。尚、フローチャートにおける制御ステップ段を示す
記号をｓとして説明する。制御が開始すると、ＥＣＵ３
にはまずエアフローセンサ６が検出した吸気量（Ａ／
Ｎ）情報Ｑ1iが入力する（ステップＳ１参照）。尚、記
号Ｑ1iはｉ番目の検出値を示す。
御フローチャートと、図３のＡ／Ｆ−推定トルクマップ
と、図４のＡ／Ｆ−スロットル弁開度マップと、図５の
制御ブロックダイヤグラムとを参照して説明する。本実
施例のエンジンシステムでは、図示しないイグニッショ
ンキーを操作することによってエンジン本体Ｅが始動す
ると、図１、図５に示すＥＣＵ３内での制御も開始され
る。尚、フローチャートにおける制御ステップ段を示す
記号をｓとして説明する。制御が開始すると、ＥＣＵ３
にはまずエアフローセンサ６が検出した吸気量（Ａ／
Ｎ）情報Ｑ1iが入力する（ステップＳ１参照）。尚、記
号Ｑ1iはｉ番目の検出値を示す。
【００１４】次に、ＥＣＵ３は下式を用いて、吸気量情
報Ｑ1iからエンジンＥの燃焼室Ｅ3に吸入される実吸気
量（推定値）Ｑ2iを算出する。この演算は、Ｌジェトロ
方式におけるサージタンク１４等の容積による遅れを回
避するために行なわれ、吸気タイミングに同期させてい
る。 Ｑ2i＝αＱ2i-1＋（１−α）Ｑ1i ここで、Ｑ2i-1は一回前の演算値であり、αは定数であ
る。αは下式により求められる。 α＝１／｛１＋Ｖ／（Ａ＋Ｖ）｝ ここで、 Ｖ：１気筒当りの工程体積 Ａ：サージタンク１４等を含む吸気系の容積をそれぞれ
示しており、この（１−α）は実吸気量Ｑ2iとして今回
の吸気量情報Ｑ1iが反映される比率を示している。
報Ｑ1iからエンジンＥの燃焼室Ｅ3に吸入される実吸気
量（推定値）Ｑ2iを算出する。この演算は、Ｌジェトロ
方式におけるサージタンク１４等の容積による遅れを回
避するために行なわれ、吸気タイミングに同期させてい
る。 Ｑ2i＝αＱ2i-1＋（１−α）Ｑ1i ここで、Ｑ2i-1は一回前の演算値であり、αは定数であ
る。αは下式により求められる。 α＝１／｛１＋Ｖ／（Ａ＋Ｖ）｝ ここで、 Ｖ：１気筒当りの工程体積 Ａ：サージタンク１４等を含む吸気系の容積をそれぞれ
示しており、この（１−α）は実吸気量Ｑ2iとして今回
の吸気量情報Ｑ1iが反映される比率を示している。
【００１５】実吸気量Ｑ2iの算出を終えると、ＥＣＵ３
は空燃比センサ２１よりの空燃比λ（理論空燃比に対す
る現空燃比の比率）を取り込み、同空燃比λで実吸気量
Ｑ2iを除算し、理論空燃比相当の実吸気量Ｑ2iλに変換
する（ステップＳ３参照）。次に、理論空燃比相当の実
吸気量Ｑ2iλ（＝Ａ／Ｎλ）に基づき、図３のマップか
らエンジンＥの実トルクの推定値（以後、推定トルクと
記す）Ｔiの検索を行なう。このマップは理論空燃比相
当の実吸気量Ｑ2iλに基づき推定トルクＴiを検索する
もので、ベンチテスト等により得られたものである。
は空燃比センサ２１よりの空燃比λ（理論空燃比に対す
る現空燃比の比率）を取り込み、同空燃比λで実吸気量
Ｑ2iを除算し、理論空燃比相当の実吸気量Ｑ2iλに変換
する（ステップＳ３参照）。次に、理論空燃比相当の実
吸気量Ｑ2iλ（＝Ａ／Ｎλ）に基づき、図３のマップか
らエンジンＥの実トルクの推定値（以後、推定トルクと
記す）Ｔiの検索を行なう。このマップは理論空燃比相
当の実吸気量Ｑ2iλに基づき推定トルクＴiを検索する
もので、ベンチテスト等により得られたものである。
【００１６】尚、ここでマップによらずに、下式を用い
て推定トルクＴiの近似値を求めてもよい。 Ｔi＝ａＱ2iλ＋ｂ ここで、式中のａ，ｂは定数であるが、図３に示す如
く、理論空燃比相当の実吸気量Ｑ2iλと推定トルクＴi
とは略リニアな関係にあるため、得られる値に大きな差
異は生じない。
て推定トルクＴiの近似値を求めてもよい。 Ｔi＝ａＱ2iλ＋ｂ ここで、式中のａ，ｂは定数であるが、図３に示す如
く、理論空燃比相当の実吸気量Ｑ2iλと推定トルクＴi
とは略リニアな関係にあるため、得られる値に大きな差
異は生じない。
【００１７】推定トルクＴiが得られたら、ＥＣＵ３は
次にトルクのサイクル遅れを補正すべく、下式によって
現状の推定トルク（以降、現状トルクと記す）Ｔeを算
出する（ステップＳ５参照）。 Ｔe＝Ｔi-3 上式は６気筒エンジンの場合、３サイクル前の吸気量情
報Ｑ1i-3が現状の燃焼に供されている吸気に対する値で
あると見做されるからである。尚、このサイクル遅れに
よる誤差は、スロットルバルブ９の下流の容積（サージ
タンク１４等）による遅れによる誤差と比較して無視さ
れる小さな値であるため、このステップっは省略しても
良い。なお、推定トルクＴi乃至現状トルクＴeの算出ま
でが実トルク算出手段としての機能に相当する（ステッ
プＳ４，５，６参照）。
次にトルクのサイクル遅れを補正すべく、下式によって
現状の推定トルク（以降、現状トルクと記す）Ｔeを算
出する（ステップＳ５参照）。 Ｔe＝Ｔi-3 上式は６気筒エンジンの場合、３サイクル前の吸気量情
報Ｑ1i-3が現状の燃焼に供されている吸気に対する値で
あると見做されるからである。尚、このサイクル遅れに
よる誤差は、スロットルバルブ９の下流の容積（サージ
タンク１４等）による遅れによる誤差と比較して無視さ
れる小さな値であるため、このステップっは省略しても
良い。なお、推定トルクＴi乃至現状トルクＴeの算出ま
でが実トルク算出手段としての機能に相当する（ステッ
プＳ４，５，６参照）。
【００１８】現状トルクＴeを算出したら、ＥＣＵ３は
次に、トルク偏差算出手段として機能し、ここでは、ま
ず、ＴＣＬ１７等の入力値から演算した要求トルクＴER
と現状トルクＴeとの偏差トルクΔＴeを下式により算出
する（ステップＳ７参照）。 ΔＴe＝ＴER−Ｔe この後、偏差トルクΔＴeが得られたら、次に、目標吸
入空気量算出手段として機能し、偏差トルクΔＴe相当
の偏差吸入空気量ΔＡ／Ｎを算出し、更に、要求トルク
ＴER相当の吸入空気量Ａ／ＮERを各算出マップより算出
する（ステップＳ８参照）。ここで用いられるマップ
は、前述した図３（Ａ／Ｎ−推定トルクマップ）の逆変
換型であるため、その図は示さない。これに続き目標吸
入空気量算出手段としてのＥＣＵ３は、吸入空気量Ａ／
ＮERを補正すべくこの値に偏差吸入空気量ΔＡ／Ｎを加
算して、理論空燃比相当の基本吸入空気量Ａ／Ｎiを算
出する（ステップＳ９参照）。このようなフィードバッ
ク制御を行なうに際して、比例・微分・積分演算（いわ
ゆるＰＩＤ制御）等を行なって、基本吸入空気量Ａ／Ｎ
iを算出してもよく、この際に厳密さを求めない場合に
は、比例演算（Ｐ制御）でも十分である。
次に、トルク偏差算出手段として機能し、ここでは、ま
ず、ＴＣＬ１７等の入力値から演算した要求トルクＴER
と現状トルクＴeとの偏差トルクΔＴeを下式により算出
する（ステップＳ７参照）。 ΔＴe＝ＴER−Ｔe この後、偏差トルクΔＴeが得られたら、次に、目標吸
入空気量算出手段として機能し、偏差トルクΔＴe相当
の偏差吸入空気量ΔＡ／Ｎを算出し、更に、要求トルク
ＴER相当の吸入空気量Ａ／ＮERを各算出マップより算出
する（ステップＳ８参照）。ここで用いられるマップ
は、前述した図３（Ａ／Ｎ−推定トルクマップ）の逆変
換型であるため、その図は示さない。これに続き目標吸
入空気量算出手段としてのＥＣＵ３は、吸入空気量Ａ／
ＮERを補正すべくこの値に偏差吸入空気量ΔＡ／Ｎを加
算して、理論空燃比相当の基本吸入空気量Ａ／Ｎiを算
出する（ステップＳ９参照）。このようなフィードバッ
ク制御を行なうに際して、比例・微分・積分演算（いわ
ゆるＰＩＤ制御）等を行なって、基本吸入空気量Ａ／Ｎ
iを算出してもよく、この際に厳密さを求めない場合に
は、比例演算（Ｐ制御）でも十分である。
【００１９】ＥＣＵ３は次に、目標トルク相当の基本吸
入空気量Ａ／Ｎiを現空燃比λでの目標トルク相当の目
標吸入空気量Ａ／ＮOBJに修正する修正吸入空気量算出
手段として機能する（ステップＳ１０参照）。即ち、理
論空燃比相当の基本吸入空気量Ａ／Ｎiの算出を終える
と、同値Ａ／Ｎiに現空燃比λを乗算し、現空燃比λに
おいて目標トルクＴe0を満足する目標吸入空気量Ａ／Ｎ
OBJを算出する。
入空気量Ａ／Ｎiを現空燃比λでの目標トルク相当の目
標吸入空気量Ａ／ＮOBJに修正する修正吸入空気量算出
手段として機能する（ステップＳ１０参照）。即ち、理
論空燃比相当の基本吸入空気量Ａ／Ｎiの算出を終える
と、同値Ａ／Ｎiに現空燃比λを乗算し、現空燃比λに
おいて目標トルクＴe0を満足する目標吸入空気量Ａ／Ｎ
OBJを算出する。
【００２０】ＥＣＵ３は次に駆動制御手段として機能す
る。ここでは、まず、図４のマップからスロットルバル
ブ９の目標開度θTHを検索する（ステップＳ１１参
照）。尚、図４のマップでは目標開度θTHを求めるため
のパラメータがＡ／Ｎとエンジン回転数ＮE（ｒｐｍ）
の二つとなっており、更に、目標開度θTHはスロットル
センサ１２の出力電圧（０〜５Ｖ）で与えられる。目標
開度θTHが得られたら、ＥＣＵ３では次に、アクチュエ
ータ１１によるスロットルバルブ９を駆動する（ステッ
プＳ１２参照）。尚、この際、本実施例ではスロットル
センサ１２の出力電圧値を検出し、フィードバック制御
を行なっている。
る。ここでは、まず、図４のマップからスロットルバル
ブ９の目標開度θTHを検索する（ステップＳ１１参
照）。尚、図４のマップでは目標開度θTHを求めるため
のパラメータがＡ／Ｎとエンジン回転数ＮE（ｒｐｍ）
の二つとなっており、更に、目標開度θTHはスロットル
センサ１２の出力電圧（０〜５Ｖ）で与えられる。目標
開度θTHが得られたら、ＥＣＵ３では次に、アクチュエ
ータ１１によるスロットルバルブ９を駆動する（ステッ
プＳ１２参照）。尚、この際、本実施例ではスロットル
センサ１２の出力電圧値を検出し、フィードバック制御
を行なっている。
【００２１】上述の実施例では、吸入空気量からトルク
を推定し、この推定トルク（現状トルクＴe）と要求ト
ルクＴERとの偏差が無くなるように、目標トルクを算出
し、その目標トルク相当の基本吸入空気量Ａ／Ｎiを算
出し、この値を現空燃比λにおいて目標トルクＴe0を満
足する目標吸入空気量Ａ／ＮOBJに修正し、その目標吸
入空気量Ａ／ＮOBJ相当の目標開度θTHでスロットルバ
ルブを駆動するようにした。
を推定し、この推定トルク（現状トルクＴe）と要求ト
ルクＴERとの偏差が無くなるように、目標トルクを算出
し、その目標トルク相当の基本吸入空気量Ａ／Ｎiを算
出し、この値を現空燃比λにおいて目標トルクＴe0を満
足する目標吸入空気量Ａ／ＮOBJに修正し、その目標吸
入空気量Ａ／ＮOBJ相当の目標開度θTHでスロットルバ
ルブを駆動するようにした。
【００２２】このように吸入空気量と空燃比を考慮して
トルク推定を行なうため、定常走行時は基より、たとえ
空燃比が急変しても応答性よく目標トルクを達成でき、
制御精度をこの場合にも向上させることができる。特
に、高ＥＧＲ運転域やリーン運転域であっても精度良く
目標トルクを達成できる。即ち、スロットルバルブ下流
のブースト圧でトルク推定をして目標トルクを算出し、
スロットル制御を行なうような場合にはＥＧＲ量が多い
とトルク推定そのものが成立しなくなるという不具合、
あるいは、空燃比を考慮していない従来装置のようにリ
ーン運転に対応出来ないというような不具合を排除でき
る。
トルク推定を行なうため、定常走行時は基より、たとえ
空燃比が急変しても応答性よく目標トルクを達成でき、
制御精度をこの場合にも向上させることができる。特
に、高ＥＧＲ運転域やリーン運転域であっても精度良く
目標トルクを達成できる。即ち、スロットルバルブ下流
のブースト圧でトルク推定をして目標トルクを算出し、
スロットル制御を行なうような場合にはＥＧＲ量が多い
とトルク推定そのものが成立しなくなるという不具合、
あるいは、空燃比を考慮していない従来装置のようにリ
ーン運転に対応出来ないというような不具合を排除でき
る。
【００２３】また、本発明の適用範囲としては、ＩＳＣ
（アイドル スピード コントロール）等、スロットル
バルブ以外の吸入空気量制御手段を有する出力制御装置
もある。特に、ＩＳＣにおいてはオルタネータやクーラ
コンプレッサの起動に伴う要求トルクの変動が大きいた
め、ＩＳＣバルブの開度を迅速に変更させる必要があ
り、本発明を採用した場合の効果は大きい。
（アイドル スピード コントロール）等、スロットル
バルブ以外の吸入空気量制御手段を有する出力制御装置
もある。特に、ＩＳＣにおいてはオルタネータやクーラ
コンプレッサの起動に伴う要求トルクの変動が大きいた
め、ＩＳＣバルブの開度を迅速に変更させる必要があ
り、本発明を採用した場合の効果は大きい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関の出力
制御装置は、吸入空気量検出手段の検出結果に基づき、
現状の実トルクを算出し、理論空燃比相当の実トルクと
適宜要求されている要求トルクとのトルク偏差を算出
し、トルク偏差と要求トルクより目標トルク相当の吸入
空気量を算出し、目標トルク相当の吸入空気量を現空燃
比での目標トルク相当の吸入空気量に修正し、現空燃比
相当の吸入空気量を確保すべく駆動制御されるので、現
状の運転状況に最適なトルクを内燃機関が出力出来、制
御精度や過渡応答性の向上が得られるという効果を奏す
る。
制御装置は、吸入空気量検出手段の検出結果に基づき、
現状の実トルクを算出し、理論空燃比相当の実トルクと
適宜要求されている要求トルクとのトルク偏差を算出
し、トルク偏差と要求トルクより目標トルク相当の吸入
空気量を算出し、目標トルク相当の吸入空気量を現空燃
比での目標トルク相当の吸入空気量に修正し、現空燃比
相当の吸入空気量を確保すべく駆動制御されるので、現
状の運転状況に最適なトルクを内燃機関が出力出来、制
御精度や過渡応答性の向上が得られるという効果を奏す
る。
【図１】本発明の内燃機関の出力制御装置を採用したエ
ンジンシステムの概略全体構成図である。
ンジンシステムの概略全体構成図である。
【図２】図１の装置で用いる制御フローチャートであ
る。
る。
【図３】Ａ／Ｎ−推定トルクの算出マップの特性線図で
ある。
ある。
【図４】Ａ／Ｎ−スロットル弁開度算出マップの特性線
図である。
図である。
【図５】図１の装置の制御ブロック図である。
Ｅ エンジン ３ ＥＣＵ ６ エアフローセンサ ７ 吸気管 ９ スロットルバルブ １０ アクセルペダル １１ アクチュエータ １４ サージチャンバー １５ インテークマニホールド ２１ 空燃比センサ
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の吸気系に設けられ、人為的操作
部材の操作と独立して駆動される吸入空気量制御手段
と、上記吸気系に流入する吸入空気量を検出する吸入空
気量検出手段と、上記内燃機関の空燃比情報を出力する
空燃比検出手段と、上記吸入空気量検出手段の検出結果
及び上記空燃比情報に基づき上記内燃機関の現状の理論
空燃比相当の実トルクを算出する実トルク算出手段と、
この理論空燃比相当の実トルクと適宜要求されている要
求トルクとのトルク偏差を算出するトルク偏差算出手段
と、上記トルク偏差と上記要求トルクより目標トルク相
当の吸入空気量を算出する目標吸入空気量算出手段と、
上記目標トルク相当の吸入空気量を現空燃比での目標ト
ルク相当の吸入空気量に修正する修正吸入空気量算出手
段と、上記トルク偏差が無くなるように上記現空燃比相
当の吸入空気量を確保すべく上記吸入空気量制御手段を
駆動制御する駆動制御手段とを備えたことを特徴とする
内燃機関の出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6467991A JP2924246B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関の出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6467991A JP2924246B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関の出力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298661A JPH04298661A (ja) | 1992-10-22 |
| JP2924246B2 true JP2924246B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=13265095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6467991A Expired - Fee Related JP2924246B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関の出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2924246B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009281339A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | エンジンの制御装置 |
| JP5536160B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-07-02 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の吸気制御装置 |
| CN115045769B (zh) * | 2022-06-30 | 2024-05-03 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种发动机负荷的控制系统、方法、电子终端及存储介质 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP6467991A patent/JP2924246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04298661A (ja) | 1992-10-22 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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