JP4185078B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

この発明は、内燃機関への吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段を備えた内燃機関用制御装置において、気筒の吸気弁が閉じきった時点の筒内圧力および筒内に吸引された吸入空気量を、燃料噴射を開始するよりも前に推定するようにした内燃機関用制御装置に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine control device including an intake air amount control means for controlling an intake air amount to an internal combustion engine, and the in-cylinder pressure at the time when the intake valve of the cylinder is fully closed and the intake air sucked into the cylinder The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that estimates an air amount before starting fuel injection.

内燃機関の筒内への吸入空気量算出の方法として、従来より、圧力センサやエアフローセンサなどを設置し、その検出値から吸入空気量を算出することが知られている。
この場合、センサ類具備によるコストがかかる。特に気筒毎にスロットルを設置した多連スロットルシステムにおいては、センサ類も気筒毎に設置することとなり、よりコスト高となる。
そこで、圧力センサやエアフローセンサなどを使用すること無しに筒内への吸入空気量を推定し、燃料量制御を実施するものとして、例えば、特開平5−222998号公報(以下、特許文献1という。)に示される内燃機関の吸気状態検出装置が提案されている。
この特許文献1に記載のものは、スロットル弁、吸気弁、排気弁をオリフィスとみなすことで、オリフィスの流路面積とオリフィスの上流、下流の圧力から流体力学の式に基づいて、オリフィス部を通過する空気量(オリフィス通過流量)を推定する。推定したスロットル部通過流量と吸気弁通過流量から新たなスロットル下流圧力を、吸気弁通過流量と排気弁通過流量から新たな筒内圧力を推定し、次回各通過流量推定に使用する。これをクランク角に従って逐次実施することでスロットル下流圧力、筒内圧力、そして筒内への吸気流入出量積算による吸入空気量を推定する。これにより圧力センサやエアフローセンサなどを使用すること無しに、筒内への吸入空気量を推定し燃料量制御を実施することが出来ると記載されている。
As a method of calculating the amount of intake air into the cylinder of an internal combustion engine, it is conventionally known to install a pressure sensor, an air flow sensor, etc. and calculate the amount of intake air from the detected value.
In this case, there is a cost due to the provision of sensors. In particular, in a multiple throttle system in which a throttle is installed for each cylinder, sensors are also installed for each cylinder, resulting in higher costs.
Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-222998 (hereinafter referred to as Patent Document 1) estimates the amount of intake air into the cylinder without using a pressure sensor or an airflow sensor, and implements fuel amount control. An intake state detecting device for an internal combustion engine shown in FIG.
In this publication, the throttle valve, the intake valve, and the exhaust valve are regarded as orifices, and the orifice portion is determined based on the fluid dynamics equation based on the flow area of the orifice and the pressure upstream and downstream of the orifice. Estimate the amount of air passing through (orifice passage flow rate). A new throttle downstream pressure is estimated from the estimated throttle portion passage flow rate and intake valve passage flow rate, and a new in-cylinder pressure is estimated from the intake valve passage flow rate and the exhaust valve passage flow rate, and is used for each next passage flow rate estimation. By performing this sequentially according to the crank angle, the throttle downstream pressure, the in-cylinder pressure, and the intake air amount by integrating the intake inflow / outflow amount into the cylinder are estimated. Thus, it is described that the amount of intake air into the cylinder can be estimated and the fuel amount control can be performed without using a pressure sensor, an air flow sensor, or the like.

特開平5−222998号公報JP-A-5-222998

一般的に内燃機関の当該気筒の燃料噴射を開始する時期はシリンダへの吸引時間、燃料の霧化に掛かる時間を考慮して、当該気筒の吸気弁が閉じきる時点に対して2行程程度前までに設定されており、このことは当該気筒の燃料噴射を開始する時期に対して2行程程度先の筒内への吸入空気量を推定する必要があることを示している。
しかし上記特許文献1の従来技術では、クランク角に従ってリアルタイムでのスロットル下流圧力、筒内圧力、筒内への吸気流入出量の推定を実施するので、燃料噴射制御に使用する吸入空気量は、当該気筒が吸気行程を完了する2行程前に吸気行程を完了した他気筒の吸入空気量を使用する等しなければならない。
In general, the timing of starting fuel injection of the cylinder of the internal combustion engine is about two strokes before the time when the intake valve of the cylinder is fully closed in consideration of the suction time to the cylinder and the time required for atomization of the fuel. This indicates that it is necessary to estimate the amount of intake air into the cylinder about two strokes ahead of the timing at which fuel injection of the cylinder starts.
However, in the prior art of Patent Document 1 described above, the throttle downstream pressure, the cylinder pressure, and the intake air inflow / outflow amount into the cylinder are estimated in real time according to the crank angle, so the intake air amount used for fuel injection control is: For example, the intake air amount of another cylinder that has completed the intake stroke must be used two strokes before the cylinder completes the intake stroke.

前記制御を、図1を参照して説明する。
図1は、4気筒エンジンにおける各気筒の行程表(横軸:時間、縦軸:気筒ナンバー)を示している。図1内の記号等は、図1の右側に記載している凡例のとおりである。
第4気筒の燃料噴射時期αを例にとって前記制御を説明する。
第4気筒の燃料噴射時期αで噴射する燃料は、第4気筒の吸気行程βで筒内に吸引されるので、第4気筒の吸気行程βでの吸入空気量を基に燃料制御を実施するのが望ましい。しかし、図1から分かるとおり、第4気筒の吸気行程βよりも前に第4気筒の燃料噴射時期αがくるので、第4気筒の燃料噴射時期αで第4気筒の吸気行程βを基に燃料制御ができない。よって、従来技術では第1気筒の吸気行程γで推定した吸入空気量を基に、第4気筒の燃料噴射時期αでの燃料制御を実施している。
The control will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a stroke table (horizontal axis: time, vertical axis: cylinder number) of each cylinder in a 4-cylinder engine. Symbols and the like in FIG. 1 are as shown in the legend on the right side of FIG.
The control will be described by taking the fuel injection timing α of the fourth cylinder as an example.
Since the fuel injected at the fuel injection timing α of the fourth cylinder is sucked into the cylinder during the intake stroke β of the fourth cylinder, fuel control is performed based on the intake air amount during the intake stroke β of the fourth cylinder. Is desirable. However, as can be seen from FIG. 1, since the fuel injection timing α of the fourth cylinder comes before the intake stroke β of the fourth cylinder, the fuel injection timing α of the fourth cylinder is based on the intake stroke β of the fourth cylinder. Fuel control is not possible. Therefore, in the prior art, the fuel control is performed at the fuel injection timing α of the fourth cylinder based on the intake air amount estimated by the intake stroke γ of the first cylinder.

この場合、特に過渡運転時でスロットル流路面積が急激に変化する等すれば、図2に示すように、実際の吸入空気量と燃料量算出で使用する吸入空気量とのずれが大きくなり、排ガスや燃費、ドライバビリティ等に悪影響を与えてしまう。
また、上記従来技術では、スロットル下流圧力、筒内圧力、筒内への吸気流入出量の推定に際しスロットル弁、吸気弁、排気弁の計3箇所の通過流量推定を実施するため、その際に実施する計算負荷が大きい。内燃機関回転数が大きくなれば各部通過流量推定のための計算の許容時間が減少していくので計算負荷が大きいと推定が間に合わなくなり、それを回避するためにより高機能のコントロールユニットを設置する必要が生じる。これによりコストが高くなってしまう問題がある。
In this case, especially if the throttle flow path area changes abruptly during transient operation, as shown in FIG. 2, the difference between the actual intake air amount and the intake air amount used in the fuel amount calculation increases. Exhaust gas, fuel consumption, drivability, etc. will be adversely affected.
In addition, in the above prior art, when estimating the downstream pressure of the throttle, the in-cylinder pressure, and the intake inflow / outflow amount to the in-cylinder, the passage flow rate is estimated at three locations of the throttle valve, the intake valve, and the exhaust valve. The calculation load to be implemented is large. If the internal combustion engine speed increases, the allowable calculation time for estimating the flow rate through each part will decrease, so if the calculation load is large, the estimation will not be in time, and it is necessary to install a more sophisticated control unit to avoid it. Occurs. This causes a problem that the cost is increased.

このような問題点を解消するものとして、発明者等は、上記特許文献1のように、クランク角に従ってリアルタイムでのスロットル下流圧、筒内圧力、吸入空気量を推定するだけでなく、当該気筒の燃料噴射を開始する時期までにクランク角に先駆けて当該気筒の吸気弁が閉じきった時点のスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量を予測推定することで、推定した当該気筒への吸入空気量を使用して高精度な燃料噴射制御を実施する方法(以下、吸入空気量推定手段1と称す。)を別途提案している。   In order to solve such problems, the inventors have not only estimated the throttle downstream pressure, in-cylinder pressure, and intake air amount in real time according to the crank angle as described in Patent Document 1, but also the cylinder concerned. By predicting and estimating the throttle downstream pressure, in-cylinder pressure, and intake air amount when the intake valve of the cylinder is fully closed prior to the crank angle by the time when the fuel injection is started, the intake into the estimated cylinder is estimated. A method of performing highly accurate fuel injection control using the air amount (hereinafter referred to as intake air amount estimating means 1) is separately proposed.

しかし、吸入空気量推定手段1においては、流体力学の式に基づいてスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量をクランク角に先駆けて予測推定する際に、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間での、実際のスロットル流路面積変化を考慮してはいないものである。
従って、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間で、実際のスロットル流路面積が大きく変化するような過渡状態では、吸入空気量推定手段1であっても、実際の吸入空気量と燃料量算出で使用する吸入空気量とのずれが生じ(図2参照)、排ガスや燃費、ドライバビリティ等に悪影響を与える恐れがある。
However, in the intake air amount estimation means 1, when predicting and estimating the throttle downstream pressure, the cylinder pressure, and the intake air amount prior to the crank angle based on the hydrodynamic equation, the intake valve is estimated from the timing when the prediction estimation is started. The actual change in the throttle flow path area is not taken into consideration until the point at which the valve fully closes.
Therefore, in the transient state where the actual throttle flow path area changes greatly from the time when the prediction estimation is started until the time when the intake valve is fully closed, even the intake air amount estimation means 1 does not perform the actual intake. There is a possibility that a deviation between the amount of air and the amount of intake air used in calculating the amount of fuel occurs (see FIG. 2), which may adversely affect exhaust gas, fuel consumption, drivability, and the like.

この発明は、上記のような問題点を解消するものであり、流路面積を制御するスロットルを具備した内燃機関制御用装置において、スロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量をクランク角に先駆けて予測推定する際に、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間のスロットル流路面積変化を考慮する必要をなくして、吸入空気量をより高精度に推定することのできる内燃機関用制御装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, and in an internal combustion engine control device equipped with a throttle for controlling the flow passage area, the throttle downstream pressure, the in-cylinder pressure, and the intake air amount precede the crank angle. Therefore, it is possible to estimate the intake air amount with higher accuracy by eliminating the need to consider the change in the throttle flow path area from the time when the prediction estimation is started to the time when the intake valve is fully closed. An object is to provide a control device for an internal combustion engine.

この発明に係わる内燃機関用制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関の各気筒の吸気弁に一端が導通し、他端が各気筒の集合部に導通する独立吸気管の各々に、流路面積を制御することで当該気筒への吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段を配設し、排気行程噴射を行うポート噴射式の内燃機関用制御装置において、吸入空気量制御手段の流路面積を検出する流路面積検出手段と、吸入空気量制御手段の下流の圧力を検出する下流圧力検出手段と、内燃機関回転数検出手段を具備し、吸入空気量制御手段の上流圧力と下流圧力と、吸入空気量制御手段の流路面積と、内燃機関回転数と、筒内容積と、吸入空気温度を用いて、今回噴射される燃料が当該気筒へ吸引されたあとに当該気筒の吸気弁が閉じきった時点の筒内圧力及び筒内に吸引された吸入空気量を、今回の燃料噴射を開始する時期までに推定する内燃機関用制御装置であって、前記推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間で、吸入空気量制御手段の流路面積を固定すべく制御するよう構成したものである。 A control device for an internal combustion engine according to the present invention has a flow path in each of the independent intake pipes, one end of which is connected to the intake valve of each cylinder of the internal combustion engine having a plurality of cylinders, and the other end is connected to a collecting portion of each cylinder. In a control device for an internal combustion engine of a port injection type in which an intake air amount control means for controlling the amount of intake air to the cylinder by controlling the area is provided to perform exhaust stroke injection, the flow path of the intake air amount control means A passage area detecting means for detecting the area; a downstream pressure detecting means for detecting a pressure downstream of the intake air amount control means; and an internal combustion engine speed detecting means, wherein the upstream pressure and the downstream pressure of the intake air amount control means are provided. And the intake valve of the cylinder after the fuel to be injected this time is sucked into the cylinder using the flow area of the intake air amount control means, the internal combustion engine speed, the in-cylinder volume, and the intake air temperature. In-cylinder pressure when the The intake air amount, a time for the internal combustion engine control device that estimates by the time to start the fuel injection, in between time the intake valve as possible and close timing of starting the estimated intake air amount control The flow path area of the means is controlled to be fixed.

この発明の内燃機関用制御装置によれば、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル流路面積を固定すべく制御した上で、当該気筒の燃料噴射を開始する時期までにクランク角に先駆けて当該気筒の吸気弁が閉じきった時点の吸入空気量を推定するので、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間のスロットル流路面積変化の影響を受けることなく、特に内燃機関の過渡運転時において、高精度な燃料噴射制御を実施することができる。   According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the control is performed so as to fix the throttle flow path area from the time when the prediction estimation is started to the time when the intake valve is fully closed, and then the fuel injection of the cylinder is started. Since the intake air amount at the time when the intake valve of the cylinder is completely closed is estimated ahead of the crank angle by the time, the change in the throttle flow area from the time when the prediction estimation is started until the time when the intake valve is fully closed is estimated. Without being affected, highly accurate fuel injection control can be performed particularly during transient operation of the internal combustion engine.

また、スロットル部、吸気弁、排気弁の計3箇所の通過流量推定を実施するのではなく、スロットル部通過流量のみを計算して、スロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量を推定するので、計算負荷が小さくなり、低コストの演算装置での吸入空気量推定が実施できる。   Also, instead of estimating the flow rate of the throttle part, intake valve, and exhaust valve in total, only the throttle part flow rate is calculated to estimate the throttle downstream pressure, cylinder pressure, and intake air amount. The calculation load is reduced, and the intake air amount can be estimated with a low-cost computing device.

この発明は、流路面積を制御するスロットルを具備した内燃機関用制御装置であって、吸入空気量推定手段1によってスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量をクランク角に先駆けて予測推定する際に、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間で、スロットル流路面積を固定すべく制御することによって、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間のスロットル流路面積の変化を考慮する必要をなくしたものである。以下、前述の吸入空気量推定手段1とあわせて説明する。   The present invention is a control device for an internal combustion engine having a throttle for controlling a flow passage area, and the intake air amount estimation means 1 predicts and estimates the throttle downstream pressure, the cylinder pressure, and the intake air amount ahead of the crank angle. In this case, by controlling to fix the throttle flow path area from the time when the prediction estimation is started to the time when the intake valve is fully closed, the time between the time when the prediction estimation is started and the time when the intake valve is fully closed is controlled. This eliminates the need to consider the change in the throttle flow area. Hereinafter, it will be described together with the intake air amount estimation means 1 described above.

吸入空気量推定手段1では、従来技術のように流体力学の式を基にクランク角に従って所定周期毎にリアルタイムでのスロットル下流圧、筒内圧力、吸入空気量を推定する制御(以下、リアルタイム推定制御と称す。)を実施するだけでなく、クランク角に先駆けて燃料噴射を開始する時期までに、吸気弁が閉じきった時のスロットル下流圧、筒内圧力、吸入空気量を予測推定する制御(以下、予測推定制御と称す。)も実施する。
リアルタイム推定制御及び予測推定制御での任意のクランク角におけるスロットル下流圧力は、例えば下記の式(1)のような漸化式で推定される。
The intake air amount estimation means 1 performs control for estimating the throttle downstream pressure, in-cylinder pressure, and intake air amount in real time at predetermined intervals according to the crank angle based on a fluid dynamic equation as in the prior art (hereinafter, real time estimation). Control that predicts and estimates the throttle downstream pressure, in-cylinder pressure, and intake air amount when the intake valve is fully closed by the time fuel injection starts before the crank angle. (Hereinafter referred to as predictive estimation control) is also performed.
The throttle downstream pressure at an arbitrary crank angle in the real-time estimation control and the prediction estimation control is estimated by a recurrence formula such as the following formula (1).

Figure 0004185078
Figure 0004185078

つまり、任意のクランク角CA―ΔCAでのスロットル下流圧力は、CAでのスロットル下流圧力を推定するための基礎となる。
予測推定制御は、燃料噴射を開始する時期より前の所定時期(以下、所定時期Aと称す)から吸気弁が閉じきった時点のスロットル下流圧、筒内圧力、吸入空気量を即座に推定することを目的とし、スロットル上流圧力と下流圧力、スロットル流路面積、筒内容積、内燃機関回転数、吸入空気温度から流体力学の式に基づいた式1のような漸化式を、クランク角に先駆けて吸気弁が閉じきる時点に達するまで繰り返すことで、吸気弁が閉じきった時点のスロットル下流圧、筒内圧力、吸入空気量の推定を完了させる。
以降では、便宜上、予測推定制御でのスロットル下流圧力と筒内圧力を、それぞれ予測推定下流圧、予測推定筒内圧力と称し、さらに吸気弁が閉じきった時点の予測推定下流圧、予測推定筒内圧力を燃料制御用下流圧、燃料制御用筒内圧力と称す。そして、燃料制御用筒内圧力と吸気弁が閉じきった時点の筒内容積と吸入空気温度から推定される吸入空気量を、燃料制御用吸入空気量と称す。また、リアルタイム推定制御でのスロットル下流圧力と筒内圧力を、それぞれ推定下流圧、推定筒内圧力と称す。
That is, the throttle downstream pressure at an arbitrary crank angle CA-ΔCA is a basis for estimating the throttle downstream pressure at CA.
Predictive estimation control immediately estimates the throttle downstream pressure, the in-cylinder pressure, and the intake air amount when the intake valve is fully closed from a predetermined time (hereinafter referred to as a predetermined time A) before the fuel injection start time. For this purpose, a recurrence formula such as Formula 1 based on a fluid dynamic formula from the throttle upstream pressure and downstream pressure, the throttle flow path area, the cylinder volume, the internal combustion engine speed, and the intake air temperature is used as the crank angle. By repeating until reaching the time when the intake valve is fully closed, the estimation of the throttle downstream pressure, the in-cylinder pressure, and the intake air amount when the intake valve is fully closed is completed.
Hereinafter, for convenience, the throttle downstream pressure and the in-cylinder pressure in the predictive estimation control will be referred to as the predicted estimated downstream pressure and the predicted estimated in-cylinder pressure, respectively, and the predicted estimated downstream pressure and the predicted estimated cylinder when the intake valve is fully closed. The internal pressure is referred to as fuel control downstream pressure and fuel control cylinder pressure. The intake air amount estimated from the in-cylinder volume at the time when the fuel control in-cylinder pressure and the intake valve are fully closed and the intake air temperature is referred to as a fuel control intake air amount. Further, the throttle downstream pressure and the in-cylinder pressure in the real-time estimation control are referred to as an estimated downstream pressure and an estimated in-cylinder pressure, respectively.

この発明では、予測推定制御の際に所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間のスロットル流路面積変化を考慮する必要をなくすために、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間のスロットル流路面積を固定すべく制御する。
なお、スロットル流路面積はスロットル開度に依存するので、スロットル開度を固定すべく制御(以下、スロットル開度固定制御と称す)することでスロットル流路面積を固定すべく制御する。前記制御により、スロットル開度が急激に大きくなる過渡時でも、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間のスロットル開度が固定されるので、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間にスロットル流路面積が大きく変化して、実際の吸入空気量と燃料制御用吸入空気量にずれが生じるといったことがなくなる。
In the present invention, in the predictive estimation control, in order to eliminate the need to consider the change in the throttle flow path area from the predetermined time A to the time when the intake valve is fully closed, the time from the predetermined time A to the time when the intake valve is fully closed is eliminated. It controls to fix the throttle flow area between.
Since the throttle channel area depends on the throttle opening, the throttle channel area is controlled to be fixed by controlling the throttle opening (hereinafter referred to as throttle opening fixing control). The throttle opening between the predetermined time A and the time when the intake valve is fully closed is fixed by the above control even during a transient time when the throttle opening suddenly increases. During this period, the throttle flow path area changes greatly, and there is no longer a difference between the actual intake air amount and the intake air amount for fuel control.

図23に、この発明における目標スロットル開度と実スロットル開度の関係のイメージ図(横軸:時間、縦軸:スロットル開度)を示す。
図23に示すように、目標スロットル開度に追随しようとして実スロットル開度は変化していくが、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル開度固定制御により実スロットル開度は固定される。
また、実際のスロットル下流圧力と推定下流圧と予測推定下流圧の関係をイメージ図にしたものを図3に示す。
FIG. 23 shows an image diagram (horizontal axis: time, vertical axis: throttle opening) of the relationship between the target throttle opening and the actual throttle opening in the present invention.
As shown in FIG. 23, the actual throttle opening changes in an attempt to follow the target throttle opening, but the actual throttle opening is controlled by the throttle opening fixing control from the predetermined timing A to the time when the intake valve is fully closed. Is fixed.
Further, FIG. 3 shows an image of the relationship between the actual throttle downstream pressure, the estimated downstream pressure, and the predicted estimated downstream pressure.

図3は多連スロットルシステムを想定しており、上段図はクランク角と実際のスロットル下流圧力の関係、中段図はクランク角とNサイクルにおける推定下流圧及び予測推定下流圧の関係、そして下段図はクランク角とN+1サイクルにおける推定下流圧の関係を示したものである。
なお、上段図にスロットル開度固定制御区間を示している。
図3に示されるように、リアルタイム推定制御により所定周期毎に推定下流圧力を推定する一方で、所定時期Aから燃料噴射を開始する時期までに予測推定制御によって燃料制御用下流圧を推定する。
そして、予測推定制御を開始するために所定時期Aでのスロットル下流圧力が必要であるが、これは図3で示したようにリアルタイム推定制御で推定する、もしくは各気筒のスロットル下流部に圧力センサを具備したものであって、クランク角が当該気筒の所定時期Aに到達したときに圧力センサ等から取得したスロットル下流圧力値を使用する。
そして従来技術ではスロットル弁、吸気弁、排気弁の3箇所の通過流量を推定してスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量等を推定していたのに対して、吸入空気量推定手段1ではスロットル部通過流量のみを推定してスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量等を推定することで計算負荷を小さくする。
FIG. 3 assumes a multiple throttle system, the upper diagram shows the relationship between the crank angle and the actual throttle downstream pressure, the middle diagram shows the relationship between the crank angle and the estimated downstream pressure and the estimated estimated downstream pressure in the N cycle, and the lower diagram. Shows the relationship between the crank angle and the estimated downstream pressure in the N + 1 cycle.
The upper diagram shows the throttle opening fixing control section.
As shown in FIG. 3, the estimated downstream pressure is estimated for each predetermined period by the real-time estimation control, while the fuel control downstream pressure is estimated by the prediction estimation control from the predetermined time A to the time when fuel injection is started.
The throttle downstream pressure at the predetermined time A is required to start the predictive estimation control. This is estimated by the real time estimation control as shown in FIG. 3, or the pressure sensor is installed in the throttle downstream portion of each cylinder. The throttle downstream pressure value acquired from the pressure sensor or the like when the crank angle reaches the predetermined timing A of the cylinder is used.
In the prior art, the passage downstream flow rate, the in-cylinder pressure, the intake air amount, and the like are estimated by estimating the passage flow rates of the throttle valve, the intake valve, and the exhaust valve, whereas the intake air amount estimation means 1 Then, the calculation load is reduced by estimating only the throttle-passage flow rate and estimating the throttle downstream pressure, in-cylinder pressure, intake air amount, and the like.

具体的には多連スロットルシステムにおいて、スロットル上流から吸気弁までの吸気通路をモデル化した吸気弁閉モデルと、スロットル上流から容積変化を考慮した筒内までの吸気通路をモデル化した吸気弁開モデル、の2つの吸入空気量推定モデルを使用する。
吸気弁閉モデルは吸気弁が閉じているときの、そして吸気弁開モデルは吸気弁が開いているときのスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量等を推定するために使用する。
また、燃料制御用下流圧、燃料制御用筒内圧力、燃料制御用吸入空気量推定時等で使用する大気圧、吸入空気温度をセンサから取得し、その値を使用することにより、より高精度の燃料制御用下流圧、燃料制御用筒内圧力、燃料制御用吸入空気量推定を実施できる。
以下、実施の形態に基づき詳細に説明する。
Specifically, in a multiple throttle system, an intake valve closed model that models the intake passage from the throttle upstream to the intake valve, and an intake valve open that models the intake passage from the upstream of the throttle to the cylinder in consideration of volume changes. Two intake air quantity estimation models are used.
The intake valve closed model is used to estimate the throttle downstream pressure, the cylinder pressure, the intake air amount, etc. when the intake valve is closed, and the intake valve open model when the intake valve is open.
In addition, by acquiring the downstream pressure for fuel control, the in-cylinder pressure for fuel control, the atmospheric pressure and intake air temperature used when estimating the intake air amount for fuel control, etc. from the sensor, and using those values, higher accuracy is achieved. The fuel control downstream pressure, the fuel control cylinder pressure, and the fuel control intake air amount can be estimated.
Hereinafter, it demonstrates in detail based on embodiment.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1は、気筒毎にスロットルを設置した多連スロットルシステムに適用した場合の一例を示すものである。
実施の形態1では、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル流路面積を固定すべく制御した上で、リアルタイム推定制御による所定時期Aでの推定下流圧の推定と、所定時期Aでの推定下流圧を基にした予測推定制御による燃料制御用吸入空気量の推定を行う。
なお、スロットル流路面積はスロットル開度に依存するので、スロットル開度固定制御を実施することでスロットル流路面積を固定すべく制御する。
また実施の形態1では、推定下流圧や燃料制御用吸入空気量の推定において、スロットル上流から吸気弁までの吸気通路をモデル化した吸気弁閉モデルと、スロットル上流から容積変化を考慮した筒内までの吸気通路をモデル化した吸気弁開モデルを使用する。
吸気弁閉モデルと吸気弁開モデルは、スロットル上流圧力と下流圧力及び筒内圧力、スロットル流路面積、筒内容積、内燃機関回転数、吸入空気温度から流体力学の式に基づいてスロットル通過流量を推定し、推定したスロットル通過流量と筒内容積変化から新たなスロットル下流圧力及び筒内圧力を推定する計算を実施する。
つまり、従来技術のようにスロットル部、吸気弁部、排気弁部の3ヶ所の通過流量を計算するのではなく、スロットル部のみの通過流量を計算することで計算負荷を小さくする。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention shows an example when applied to a multiple throttle system in which a throttle is installed for each cylinder.
In the first embodiment, control is performed so as to fix the throttle flow path area from the predetermined time A to the time when the intake valve is completely closed, and then the estimated downstream pressure is estimated at the predetermined time A by real-time estimation control, The intake air amount for fuel control is estimated by predictive estimation control based on the estimated downstream pressure at time A.
Since the throttle flow path area depends on the throttle opening, control is performed to fix the throttle flow path area by performing throttle opening fixing control.
In the first embodiment, in the estimation of the estimated downstream pressure and the intake air amount for fuel control, the intake valve closed model that models the intake passage from the upstream of the throttle to the intake valve, and the in-cylinder that takes into account the volume change from the upstream of the throttle The intake valve open model that models the intake passage up to is used.
The intake valve closed model and intake valve open model are the throttle upstream flow rate, downstream pressure, cylinder pressure, throttle channel area, cylinder volume, internal combustion engine speed, and intake air temperature based on the fluid dynamics formula. And a calculation for estimating new throttle downstream pressure and in-cylinder pressure from the estimated throttle passage flow rate and in-cylinder volume change is performed.
That is, the calculation load is reduced by calculating the passage flow rate of only the throttle part, instead of calculating the passage flow rate of the throttle part, the intake valve part, and the exhaust valve part as in the prior art.
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図4は、この発明の実施の形態1の全体構成図の一例を示すものである。図4は、多連スロットルシステムであり、代表的に第1気筒のみ示したが、エンジンの第2〜4気筒も同様に構成されている。
エンジンには、気筒毎に吸気量を制限するスロットル弁1、燃料噴射弁2、吸気弁3、排気弁4、エンジン本体部にクランク角センサ5が設けられている。
スロットル弁1は、スロットル弁1毎に設置されたスロットルアクチュエータ6で駆動し、スロットルコントロールユニット7により、スロットルアクチュエータ6へスロットル開度制御信号を送ることでスロットル弁1は電子制御される。
スロットルアクチュエータ6には、スロットル開度を検出するセンサ(以下、TPSと称す)が具備され、スロットル開度検出信号をスロットルコントロールユニット7へ送信する。なお、実施の形態1において、スロットルコントロールユニット7は各スロットルアクチュエータ6毎に設置され、各スロットル弁1は個別に制御されるものとする。
FIG. 4 shows an example of an overall configuration diagram of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 shows a multiple throttle system, where only the first cylinder is representatively shown, but the second to fourth cylinders of the engine are similarly configured.
The engine is provided with a throttle valve 1, a fuel injection valve 2, an intake valve 3, an exhaust valve 4, and a crank angle sensor 5 in the engine body for limiting the intake amount for each cylinder.
The throttle valve 1 is driven by a throttle actuator 6 installed for each throttle valve 1, and the throttle valve 1 is electronically controlled by sending a throttle opening control signal to the throttle actuator 6 by the throttle control unit 7.
The throttle actuator 6 is provided with a sensor (hereinafter referred to as TPS) that detects the throttle opening, and transmits a throttle opening detection signal to the throttle control unit 7. In the first embodiment, it is assumed that the throttle control unit 7 is installed for each throttle actuator 6 and each throttle valve 1 is individually controlled.

スロットルコントロールユニット7には、スロットルアクチュエータ6からスロットル開度検出信号、そしてエンジンコントロールユニット8からエンジン回転数信号、クランク角信号、目標吸入空気量信号が入力される。
そして、スロットルコントロールユニット7からスロットルアクチュエータ6へスロットル開度制御信号、エンジンコントロールユニット8へ燃料制御用吸入空気量信号が出力される。
スロットルコントロールユニット7では、スロットル開度検出信号と、燃料制御用吸入空気量と、目標吸入空気量信号から目標スロットル開度の決定と、エンジン回転数信号と、クランク角信号等から燃料制御用吸入空気量等の推定処理が実施される。
なお、図4において、スロットル下流圧とはスロットル下流部9の圧力、筒内圧力とはシリンダ10内の圧力のことである。
A throttle opening detection signal is input from the throttle actuator 6 to the throttle control unit 7, and an engine speed signal, a crank angle signal, and a target intake air amount signal are input from the engine control unit 8.
A throttle opening control signal is output from the throttle control unit 7 to the throttle actuator 6, and a fuel control intake air amount signal is output to the engine control unit 8.
In the throttle control unit 7, the throttle opening detection signal, the intake air amount for fuel control, the determination of the target throttle opening degree from the target intake air amount signal, the engine speed signal, the crank angle signal, etc., the intake for fuel control An estimation process such as the amount of air is performed.
In FIG. 4, the throttle downstream pressure is the pressure in the throttle downstream portion 9, and the in-cylinder pressure is the pressure in the cylinder 10.

エンジンコントロールユニット8には、アクセルポジションセンサからアクセル踏み込み量検出信号、クランク角センサ5からクランク角検出信号が入力される。
そして、エンジンコントロールユニット8から各気筒の燃料噴射弁2へ燃料噴射制御信号が出力される。なお、燃料噴射弁2は気筒別に独立で噴射するものとする。
エンジンコントロールユニット8では、クランク角検出信号からエンジン回転数とクランク角の検出、アクセル踏み込み量と燃料制御用吸入空気量等から目標吸入空気量の決定、燃料制御用吸入空気量と目標空燃比等から燃料噴射量の決定がなされる。
The engine control unit 8 receives an accelerator depression amount detection signal from the accelerator position sensor and a crank angle detection signal from the crank angle sensor 5.
Then, a fuel injection control signal is output from the engine control unit 8 to the fuel injection valve 2 of each cylinder. The fuel injection valve 2 is injected independently for each cylinder.
The engine control unit 8 detects the engine speed and crank angle from the crank angle detection signal, determines the target intake air amount from the accelerator depression amount and the intake air amount for fuel control, the intake air amount for fuel control and the target air-fuel ratio, etc. From this, the fuel injection amount is determined.

ところで、従来技術では、スロットル弁、吸気弁、排気弁の3箇所の通過流量を推定して、スロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量等を推定していたのに対して、この発明では、スロットル部通過流量のみを推定して、スロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量等を推定することで計算負荷を小さくすることを達成するために、多連スロットルシステムにおいて、スロットル上流から吸気弁までの吸気通路をモデル化した吸気弁閉モデル(図5)と、スロットル上流から容積変化を考慮した筒内までの吸気通路をモデル化した吸気弁開モデル(図6)の2つの吸入空気量推定モデルを吸気弁の状態を判断して切り替えて使用する。
そこで、実施の形態1で使用する吸気弁閉モデル(図5)、吸気弁開モデル(図6)について図を参照して説明する。
By the way, in the prior art, the flow rate of the throttle valve, the intake valve, and the exhaust valve is estimated to estimate the downstream pressure of the throttle, the in-cylinder pressure, the intake air amount, and the like. In order to reduce the calculation load by estimating only the throttle flow rate and estimating the throttle downstream pressure, cylinder pressure, intake air amount, etc. Two intake air models, an intake valve closed model (Fig. 5) that models the intake passage to the valve, and an intake valve open model (Fig. 6) that models the intake passage from the upstream side of the throttle to the cylinder in consideration of volume changes The quantity estimation model is used after judging the state of the intake valve.
Therefore, the intake valve closing model (FIG. 5) and the intake valve opening model (FIG. 6) used in the first embodiment will be described with reference to the drawings.

図5に示す吸気弁閉モデルは、吸気弁が閉じている状態におけるスロットル通過流量の推定とスロットル下流圧力、吸入空気量等の推定を実施するためのモデルで、スロットル上流部とスロットル開口部、そしてスロットル部〜吸気弁までのスロットル下流部から形成され筒内は考慮しない。
スロットル上流部は、スロットル上流圧力Pと吸入空気温度Tで構成される。
スロットル開口部は、スロットル流路面積ATから構成され、スロットル開口部を通過する吸入空気は、スロットル上流圧力P1とスロットル下流圧力P2から圧力を受ける。
スロットル下流部は、スロットル下流圧力P2とスロットル下流容積V2と吸入空気温度T1から構成される。
なお、スロットル上流圧力Pは略大気圧として取り扱い、吸入空気温度Tは全域で一定として取り扱う。
この吸気弁閉モデルにおけるスロットル通過流量の推定は、流体力学の式を基に以下の式から推定される。
The intake valve closed model shown in FIG. 5 is a model for estimating the throttle flow rate when the intake valve is closed and estimating the throttle downstream pressure, intake air amount, etc. It is formed from the throttle downstream part from the throttle part to the intake valve, and the inside of the cylinder is not considered.
Throttle upstream section is composed of the throttle upstream pressure P 1 and the intake air temperature T 1.
The throttle opening is composed of a throttle flow path area AT, and the intake air passing through the throttle opening receives pressure from the throttle upstream pressure P 1 and the throttle downstream pressure P 2 .
Throttle downstream portion is configured as a throttle downstream pressure P 2 and the throttle downstream volume V 2 from the intake air temperature T 1.
Incidentally, the throttle upstream pressure P 1 is handled as a substantially atmospheric pressure, intake air temperature T 1 of the treated as constant across.
The estimation of the flow rate through the throttle in this intake valve closing model is estimated from the following equation based on the fluid dynamic equation.

Figure 0004185078
Figure 0004185078

式(2)、(3)は、スロットルを通過する吸入空気の速度が、音速となるか否かの指標であるスロットル上流と下流の圧力比から場合分けしており、式(2)は、スロットルを通過する吸入空気の速度が音速未満となる条件のときの、式(3)は、音速となる条件のときの単位時間当りスロットル通過流量である。
上記の単位時間当りスロットル通過流量と、所定周期と、スロットル下流圧力P2と、スロットル下流容積V2と、吸入空気温度T1から、気体の状態方程式を使って所定周期後のスロットル下流圧力を推定する。推定したスロットル下流圧力は、さらに所定周期後のスロットル下流圧力を推定する際の基礎とする。
上記の処理を所定周期毎に実施して、吸気弁が開き始める時点に達したところで吸気弁開モデルに切り替える。
Equations (2) and (3) are divided into cases based on the pressure ratio between the upstream and downstream of the throttle, which is an index as to whether or not the speed of the intake air passing through the throttle becomes the speed of sound. Equation (3) when the speed of the intake air passing through the throttle is less than the sonic speed is the throttle passage flow rate per unit time when the sonic speed is satisfied.
From the throttle flow rate per unit time, the predetermined period, the throttle downstream pressure P 2 , the throttle downstream volume V 2, and the intake air temperature T 1 , the throttle downstream pressure after the predetermined period is calculated using the gas state equation. presume. The estimated throttle downstream pressure is further used as a basis for estimating the throttle downstream pressure after a predetermined period.
The above processing is performed at predetermined intervals, and when the intake valve starts to open, the intake valve opening model is switched.

図6に示す吸気弁開モデルは、吸気弁が開いている状態におけるスロットル通過流量の推定とスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量等の推定を実施するためのモデルで、スロットル上流部とスロットル開口部、スロットル部〜吸気弁までのスロットル下流部と、クランク角に従って容積が変化する筒内から形成される。
スロットル上流部とスロットル開口部とスロットル下流部に関しては、スロットル吸気弁閉モデルと同じ構成であり、吸入空気温度も同様に全域で一定とする。
筒内は筒内圧力P3と筒内容積V3と吸入空気温度T1から構成され、筒内容積V3はクランク角に従って変化する。そして、筒内圧力P3は吸気弁が開き始める時点を除いてスロットル下流圧力と平衡(P23(P2=P3))しているものとする。
The intake valve opening model shown in FIG. 6 is a model for estimating the throttle passage flow rate when the intake valve is open and estimating the throttle downstream pressure, in-cylinder pressure, intake air amount, and the like. It is formed from the throttle opening, the throttle downstream from the throttle to the intake valve, and the cylinder whose volume changes according to the crank angle.
The throttle upstream portion, the throttle opening portion, and the throttle downstream portion have the same configuration as that of the throttle intake valve closed model, and the intake air temperature is also constant throughout the entire area.
The in-cylinder is composed of in-cylinder pressure P 3 , in-cylinder volume V 3, and intake air temperature T 1 , and the in-cylinder volume V 3 changes according to the crank angle. It is assumed that the in-cylinder pressure P 3 is in equilibrium with the throttle downstream pressure (P 23 (P 2 = P 3 )) except when the intake valve starts to open.

吸気弁が開き始める時点のスロットル通過流量を推定する場合、まず、吸気弁が開き始める時点のスロットル下流圧力と筒内圧力が平衡したときの圧力を推定する必要がある。この理由は、吸気弁が開く直前は排気行程なので筒内は略大気圧であり、この状態で吸気弁が開くと、略大気圧の筒内と負圧になっているスロットル下流部が連通状態となり、下流圧と筒内圧力が平衡状態になるからである。
圧力平衡後のスロットル下流圧力及び筒内圧力は、気体の状態方程式を基に以下の式から推定される。
When estimating the throttle passage flow rate at the time when the intake valve begins to open, first, it is necessary to estimate the pressure when the throttle downstream pressure and the in-cylinder pressure at the time when the intake valve starts to open are balanced. The reason for this is that the exhaust stroke is just before the intake valve opens, so the cylinder is at approximately atmospheric pressure. When the intake valve is opened in this state, the cylinder downstream at approximately atmospheric pressure communicates with the throttle downstream that is at negative pressure. This is because the downstream pressure and the in-cylinder pressure are in an equilibrium state.
The throttle downstream pressure and the in-cylinder pressure after pressure equilibrium are estimated from the following equations based on the gas equation of state.

Figure 0004185078
Figure 0004185078

なお、吸気弁が開き始める時点の筒内圧力は略大気圧となっているので、P3_IVOの値はスロットル上流圧力Pと等しいものとする。
また、吸気弁開モデルでスロットル通過流量の推定を実施するにあたり、吸気弁閉モデルと扱いが異なるところは、筒内容積の変化によりスロットル下流圧力及び筒内圧力が変化するので、それを考慮する必要があることである。
そこで、スロットル通過流量の推定の際に、まず所定周期の間にスロットルからの流量がないと仮定した上で、筒内容積の変化したときのスロットル下流圧力及び筒内圧力を推定(下記の式(5))し、推定したスロットル下流圧力及び筒内圧力を基にスロットル通過流量を推定(下記の式(6)、(7))する。
Since the in-cylinder pressure when the intake valve starts to open is substantially atmospheric pressure, the value of P 3 —IVO is assumed to be equal to the throttle upstream pressure P 1 .
In addition, when estimating the flow rate through the throttle with the intake valve open model, the difference between the intake valve close model and the intake valve closed model is that the throttle downstream pressure and in-cylinder pressure change due to changes in the in-cylinder volume. It is necessary.
Therefore, when estimating the flow rate through the throttle, it is assumed that there is no flow rate from the throttle during a predetermined period, and the throttle downstream pressure and in-cylinder pressure when the in-cylinder volume changes are estimated (the following formula (5)) and the throttle flow rate is estimated based on the estimated throttle downstream pressure and in-cylinder pressure (the following formulas (6) and (7)).

Figure 0004185078
Figure 0004185078

上記式(6)、(7)は、前出の式(2)、(3)と同様の式である。なお、吸気弁が開き始める時点では式(4)でP23_IVOを推定した上で、それを式(5)におけるP23_oldとして単位時間当りスロットル通過流量の推定する。上記の単位時間当りスロットル通過流量と、所定周期と、現時点(スロットルからの流量がないと仮定したとき)のスロットル下流圧力及び筒内圧力P’23_oldと、スロットル下流容積V2と現時点の筒内容積V3_newの和と、吸入空気温度T1から、気体の状態方程式を使って現時点のスロットル下流圧力及び筒内圧力を推定する。推定したスロットル下流圧力及び筒内圧力は、さらに所定周期後のスロットル下流圧力及び筒内圧力を推定する際の基礎とする。
上記の処理を所定周期毎に実施して、吸気弁が閉じきる時点に到達したところで、筒内
圧力と筒内容積と吸入空気温度から気体の状態方程式を使って筒内への吸入空気量を推定
後、吸気弁閉モデルに切り替える。
The above formulas (6) and (7) are the same formulas as the above formulas (2) and (3). Incidentally, at the time the intake valve starts to open on estimating the P 23_IVO by formula (4), it is estimated per unit time passing through the throttle flow rate as the P 23_Old in equation (5). The throttle flow rate per unit time, the predetermined period, the current throttle downstream pressure and cylinder pressure P ′ 23_old (assuming that there is no flow rate from the throttle), the throttle downstream volume V 2, and the current cylinder content From the sum of the products V 3 — new and the intake air temperature T 1 , the current throttle downstream pressure and in-cylinder pressure are estimated using the gas equation of state. The estimated throttle downstream pressure and in-cylinder pressure are further used as a basis for estimating the throttle downstream pressure and the in-cylinder pressure after a predetermined period.
When the above processing is performed at predetermined intervals and the intake valve reaches the point where it closes, the amount of intake air into the cylinder is calculated from the cylinder pressure, cylinder volume, and intake air temperature using the gas equation of state. After estimation, switch to the intake valve closed model.

次にスロットルコントロールユニット7で行われる吸入空気量推定フロー1について説明する。図7〜図14は、吸入空気推定フロー1のフローチャートを示している。
吸入空気量推定フロー1では、上記に記載したとおり図5、図6の吸気弁閉モデル、吸気弁開モデルを使用することとする。
またスロットルコントロールユニット7に、スロットル上流圧力P1(=定数)、吸気温度T(=定数)値、さらにクランク角をパラメータとした吸気弁のバルブタイミングマップ(図15:吸気弁開閉の判定に使用)を組み込んでおく。
Next, an intake air amount estimation flow 1 performed by the throttle control unit 7 will be described. 7 to 14 show flowcharts of the intake air estimation flow 1. FIG.
In the intake air amount estimation flow 1, as described above, the intake valve closing model and the intake valve opening model of FIGS. 5 and 6 are used.
In addition, the throttle control unit 7 is connected to the throttle upstream pressure P 1 (= constant), the intake air temperature T 1 (= constant) value, and the valve timing map of the intake valve using the crank angle as parameters (FIG. 15: for determining whether the intake valve is opened or closed). Use).

吸入空気量推定フロー1は、クランク角基準の所定周期ΔCA毎にエンジンコントロールユニット8からスロットルコントロールユニット7へ送られるトリガーを受けたときに実施し、予測推定制御によって、予測推定下流圧及び予測推定筒内圧力と燃料制御用吸入空気量の推定、リアルタイム推定制御によって、推定下流圧及び推定筒内圧力の推定、そして、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル開度固定制御を実施する。
吸入空気量推定フロー1は、予測推定制御を実施する制御ロジック(図12〜図14)と、リアルタイム推定制御を実施する制御ロジック(s1、s2、s4〜s20ステップの制御ロジック(図7、図8))、そしてスロットル開度固定制御の開始、終了をおこなう制御ロジック(s23、s26ステップ(図9))から構成される。
The intake air amount estimation flow 1 is performed when a trigger sent from the engine control unit 8 to the throttle control unit 7 is received every predetermined cycle ΔCA based on the crank angle, and the predicted estimated downstream pressure and the predicted estimation are performed by the predicted estimation control. Estimating in-cylinder pressure and intake air amount for fuel control, estimation of estimated downstream pressure and estimated in-cylinder pressure by real-time estimation control, and throttle opening fixing control from a predetermined time A until the intake valve is fully closed To implement.
The intake air amount estimation flow 1 includes control logic (FIGS. 12 to 14) for performing predictive estimation control and control logic (steps s1, s2, and s4 to s20) for performing real-time estimation control (FIG. 7, FIG. 8)) and control logic (steps s23 and s26 (FIG. 9)) for starting and ending the throttle opening fixing control.

スロットル開度固定制御は、一旦開始すると、s26ステップでスロットル開度固定制御を終了するまでスロットル開度を固定すべく制御する。
予測推定制御及びリアルタイム推定制御では、上記式(2)〜(7)と気体の状態方程式を使用して、予測推定下流圧や燃料制御用吸入空気量等を算出する。
吸入空気量推定フロー1内では、上記式(2)、(3)、(6)、(7)で示した単位時間当りスロットル通過流量と気体の状態方程式を基に、ΔCA前から現時点までのスロットル通過流量により変化するスロットル下流圧力を下記の式から算出する。
Once started, the throttle opening fixing control is controlled to fix the throttle opening until the throttle opening fixing control is finished in step s26.
In the prediction estimation control and the real-time estimation control, the estimated estimated downstream pressure, the intake air amount for fuel control, and the like are calculated using the above equations (2) to (7) and the gas state equation.
In the intake air amount estimation flow 1, based on the throttle passage flow rate per unit time and the gas state equation shown in the above equations (2), (3), (6), and (7), from before ΔCA to the present time The throttle downstream pressure that changes depending on the throttle flow rate is calculated from the following equation.

Figure 0004185078
Figure 0004185078

また、上記式(4)で説明したように、吸気弁が開き始める時点のスロットル通過流量を推定する場合、まず吸気弁が開き始める時点のスロットル下流圧力と筒内圧力が平衡したときの圧力を推定する必要がある。
吸入空気量推定フロー1内では、式(4)を基にした下記の式から平衡したときの圧力を算出する。
Further, as explained in the above equation (4), when estimating the throttle passage flow rate when the intake valve starts to open, first, the pressure when the throttle downstream pressure and the in-cylinder pressure when the intake valve starts to open is balanced. It is necessary to estimate.
In the intake air amount estimation flow 1, the pressure at equilibrium is calculated from the following formula based on the formula (4).

Figure 0004185078
Figure 0004185078

さらに式(5)で示したように、吸気弁開モデルでスロットル下流圧力及び筒内圧力などを算出する際に、ΔCA間でスロットルからの流量がないと仮定した上で、筒内容積が変化した後のスロットル下流圧力及び筒内圧力を算出する必要がある。
吸入空気量算出フロー1では筒内容積が変化した後のスロットル下流圧力及び筒内圧力を下記の式(10)により算出する。
Furthermore, as shown in equation (5), when calculating the throttle downstream pressure and in-cylinder pressure in the intake valve opening model, the in-cylinder volume changes assuming that there is no flow rate from the throttle between ΔCA. After that, it is necessary to calculate the throttle downstream pressure and the cylinder pressure.
In the intake air amount calculation flow 1, the downstream pressure of the throttle and the in-cylinder pressure after the in-cylinder volume is changed are calculated by the following equation (10).

Figure 0004185078
Figure 0004185078

上記の式(8)〜(10)を吸気弁閉モデル(式(8)のみ)と吸気弁開モデル(式(8)、
(10)、そして吸気弁開き始め時点で式(9))で使い分けて、スロットル下流圧力及び吸気弁が開いている時の筒内圧力を推定、または予測推定する。
なお、予測推定により推定される燃料制御用筒内圧力と筒内容積と吸入空気温度から、気
体の状態方程式を使って吸気弁が閉じきった時点で筒内に吸引した吸入空気量を予測推定
することが出来る。
The above formulas (8) to (10) are converted into an intake valve closed model (formula (8) only) and an intake valve open model (formula (8),
(10) Then, when the intake valve starts to open, formula (9)) is used properly to estimate or predict the throttle downstream pressure and the in-cylinder pressure when the intake valve is open.
The estimated amount of intake air sucked into the cylinder when the intake valve is fully closed using the gas equation of state from the cylinder pressure, cylinder volume and intake air temperature estimated by predictive estimation I can do it.

以下、ステップ毎に説明する。なお、吸入空気量算出フロー1内では式(8)〜(10)における現時点のクランク角をCA1、計算周期をΔCA1とおいてCA1、ΔCA1に値を代入するものとする。
まず、図7において、s1ステップにて、エンジンが作動中か如何かを確認し、作動中ならばs2ステップへ、停止しているならばs3ステップへ進む。
エンジンが停止している場合、スロットルを介して吸気流量がスロットル下流容積にたまるので、スロットル下流圧力が大気圧まで回復する。よって、s3ステップでは、スロットル上流圧力が略大気圧なので「P2_old=P1」を実施したあと、吸入空気量算出フロー1を終了し、次のトリガーを受けるまで待機する。
s1ステップからs2ステップに進んだ場合、エンジンコントロールユニット8からクランク角、エンジン回転数、スロットルアクチュエータ6からスロットル開度を読み込み、s4ステップへ進む。
Hereinafter, each step will be described. In the intake air amount calculation flow 1, it is assumed that the current crank angle in equations (8) to (10) is CA1, the calculation cycle is ΔCA1, and values are substituted into CA1 and ΔCA1.
First, in FIG. 7, in step s1, it is confirmed whether the engine is operating. If it is operating, the process proceeds to step s2. If it is stopped, the process proceeds to step s3.
When the engine is stopped, the intake flow rate is accumulated in the throttle downstream volume via the throttle, so that the throttle downstream pressure is recovered to the atmospheric pressure. Therefore, in step s3, since the throttle upstream pressure is substantially atmospheric pressure, “P 2_old = P 1 ” is executed, and then the intake air amount calculation flow 1 is terminated and the process waits until the next trigger is received.
When the process proceeds from the s1 step to the s2 step, the engine control unit 8 reads the crank angle, the engine speed, and the throttle opening from the throttle actuator 6, and the process proceeds to the s4 step.

s4ステップでは、吸気弁のバルブタイミングマップ(図15)を参照することにより、現時点(クランク角CA)で吸気弁が閉じているか否かを判定する(以下、吸気弁が開き始める時点をIVO、吸気弁が閉じきった時点をIVCと称す)。
吸気弁が閉じている場合はs5ステップへ進み、吸気弁が開いている場合はs12ステップへ進む。
s5ステップへ進んだ場合、s4ステップと同様にして前サイクル(=CA−ΔCA)で吸気弁が閉じていたか如何かを判定する。
閉じていればs6ステップへ、開いていればs8ステップへ進む。
s6ステップに進んだ場合、s7ステップまでで吸気弁閉モデルを使ってリアルタイム推定制御により推定下流圧を算出する。
まずs6ステップにて、ΔCA1=ΔCAとCA1=CAを実施して、s7ステップに進む。
s7ステップでは、吸気弁閉モデル計算を実施する。
In step s4, it is determined whether or not the intake valve is closed at the present time (crank angle CA) by referring to the valve timing map (FIG. 15) of the intake valve (hereinafter, the time when the intake valve starts to open is IVO, The time when the intake valve is fully closed is called IVC).
If the intake valve is closed, the process proceeds to step s5. If the intake valve is open, the process proceeds to step s12.
When the process proceeds to step s5, it is determined whether the intake valve is closed in the previous cycle (= CA−ΔCA) in the same manner as in step s4.
If closed, go to step s6, and if open, go to step s8.
When the process proceeds to step s6, the estimated downstream pressure is calculated by real-time estimation control using the intake valve closing model up to step s7.
First, in step s6, ΔCA1 = ΔCA and CA1 = CA are performed, and the process proceeds to step s7.
In step s7, intake valve closing model calculation is performed.

吸気弁閉モデル計算は、図10に示しているとおり、s27〜s32ステップで構成される。
まず、s27ステップでエンジン回転数とΔCA1から時間Sを算出する。その後、s28ステップで体積項V=V2を実施し、s29ステップへ進む。
s29ステップでは、(P2_old/P1)と速度項マップから速度項Hを算出、s30ステップではスロットル開度と面積項マップから面積項Dを算出して、s31ステップへ進む。
s31ステップでは、式(8)からCA1での推定下流圧を算出する。その後、s32ステップで、P2_old=P2_new を実施して、s21ステップへ進む。
The intake valve closing model calculation is composed of s27 to s32 steps as shown in FIG.
First, in step s27, time S is calculated from the engine speed and ΔCA1. Thereafter, the volume term V = V 2 is implemented in step s28, and the process proceeds to step s29.
In step s29, the speed term H is calculated from (P 2_old / P 1 ) and the speed term map. In step s30, the area term D is calculated from the throttle opening and the area term map, and the process proceeds to step s31.
In step s31, the estimated downstream pressure at CA1 is calculated from equation (8). Thereafter, in step s32, P 2_old = P 2_new is executed, and the process proceeds to step s21.

前サイクル(=CA−ΔCA)で吸気弁が開いていて現時点(=CA)で吸気弁が閉じている、つまりs5ステップからs8ステップ進んだ場合は、まずs9ステップまでで吸気弁開モデルを使ってリアルタイム推定制御によりIVCでの推定下流圧及び推定筒内圧力を算出する。
それから、s10ステップからs11ステップを経てs7ステップまでで、リアルタイム推定制御によりIVC以降の推定下流圧を算出する。
s8ステップでは、IVCでの推定下流圧及び推定筒内圧力を算出するためにΔCA1=IVC−(CA−ΔCA)とCA1=IVCを実施して、s9ステップに進む。
If the intake valve is open in the previous cycle (= CA-ΔCA) and the intake valve is closed at the present time (= CA), that is, if the s5 step is advanced from the s5 step, the intake valve open model is used until the s9 step. Then, the estimated downstream pressure and estimated in-cylinder pressure at IVC are calculated by real-time estimation control.
Then, the estimated downstream pressure after IVC is calculated by real-time estimation control from step s10 to step s7 through step s11.
In step s8, ΔCA1 = IVC− (CA−ΔCA) and CA1 = IVC are performed to calculate the estimated downstream pressure and estimated in-cylinder pressure in IVC, and the process proceeds to step s9.

s9ステップでは、吸気弁開モデル計算を実施する。吸気弁閉モデル計算は図11に示しているとおりs33〜s41ステップで構成される。
まず、s33ステップで、エンジン回転数とΔCA1から時間項Sを算出する。
その後、s34ステップでCA1と筒内容積マップからCA1での筒内容積V3_newを算出して、体積項Vを算出する。
s35ステップでは、式(10)を使用して吸気弁開モデルでCA1での(スロットルからの流量がないと仮定したときの)推定下流圧及び推定筒内圧力を算出する。
s36ステップでは、P2_old=P2_newを実施、s37ステップでは、(P2_old/P1)と速度項マップから速度項Hを算出、s38ステップでは、スロットル開度と面積項マップから面積項Dを算出して、s39ステップへ進む。
s39ステップでは、式(8)からCA1での推定下流圧及び推定筒内圧力を算出する。
その後、s40ステップで、V3_old=V3_newを実施、s41ステップで、P2_old=P2_newを実施してs10ステップへ進む。
In step s9, intake valve opening model calculation is performed. The intake valve closing model calculation is composed of steps s33 to s41 as shown in FIG.
First, in step s33, a time term S is calculated from the engine speed and ΔCA1.
Thereafter, in step s34, the in-cylinder volume V 3_new at CA1 is calculated from CA1 and the in-cylinder volume map, and the volume term V is calculated.
In step s35, the estimated downstream pressure and the estimated in-cylinder pressure at CA1 (assuming that there is no flow rate from the throttle) are calculated using the equation (10) in the intake valve opening model.
In step s36 , P 2_old = P 2_new is executed. In step s37 , the speed term H is calculated from (P 2_old / P 1 ) and the speed term map. In step s38, the area term D is calculated from the throttle opening and the area term map. Calculate and go to step s39.
In step s39, the estimated downstream pressure and estimated in-cylinder pressure at CA1 are calculated from equation (8).
Thereafter, in s40 step, implementing the V 3_old = V 3_new, in s41 step, proceed to s10 steps performed P 2_old = P 2_new.

s10ステップでは、所定時期Aの算出を実施する。これは、エンジン回転数と所定時期Aマップ(図19:エンジン回転数をパラメータとしたマップ)から算出される。
なお、図19から分かるとおり、所定時期Aは、内燃機関回転数が増加するにつれて、推定処理時間確保のため予測推定制御の開始が早まる方へ所定周期ΔCAずつシフトさせるようにしている。所定時期Aを算出後、s11ステップへ進む。
s11ステップでは、ΔCA1=CA−IVCとCA1=CAを実施し、IVC以降の推定下流圧算出に備える。
その後、s7ステップで、吸気弁閉モデル計算を実施してCA1での推定下流圧を算出して、s21ステップへ進む。
In step s10, the predetermined time A is calculated. This is calculated from the engine speed and a predetermined time A map (FIG. 19: a map using the engine speed as a parameter).
As can be seen from FIG. 19, the predetermined time A is shifted by a predetermined period ΔCA toward the direction where the start of the predictive estimation control is advanced in order to secure the estimated processing time as the rotational speed of the internal combustion engine increases. After calculating the predetermined time A, the process proceeds to step s11.
In step s11, ΔCA1 = CA−IVC and CA1 = CA are performed to prepare for the calculation of the estimated downstream pressure after IVC.
Thereafter, in step s7, the intake valve closing model calculation is performed to calculate the estimated downstream pressure in CA1, and the process proceeds to step s21.

現時点(=CA)で吸気弁が開いている、つまりs4ステップからs12ステップへ進んだ場合、まずs12ステップにて、前サイクル(=CA−ΔCA)ですでに吸気弁が開いていたか否かを判定する。
開いていればs13ステップへ進み、閉じていればs15ステップへ進む。
s13ステップへ進んだ場合ΔCA1=ΔCAとCA1=CAを実施し、s14ステップでは、s9ステップで説明した吸気弁開モデル計算を実施して、CA1での推定下流圧及び推定筒内圧力を算出後、s21ステップへ進む。
前サイクル(=CA−ΔCA)で吸気弁が閉じていて現時点(=CA)で吸気弁が開いている、つまりs12ステップからs15ステップへ進んだ場合、s16ステップまででIVOでの推定下流圧を算出する。そして、s17〜s20ステップを経てs14ステップまででIVO以降の推定下流圧及び推定筒内圧力を算出する。
When the intake valve is open at the present time (= CA), that is, when the process proceeds from step s4 to step s12, first, in step s12, it is determined whether the intake valve has already been opened in the previous cycle (= CA−ΔCA). judge.
If it is open, the process proceeds to step s13, and if it is closed, the process proceeds to step s15.
When the process proceeds to step s13, ΔCA1 = ΔCA and CA1 = CA are performed. In step s14, the intake valve opening model calculation described in step s9 is performed, and the estimated downstream pressure and estimated in-cylinder pressure in CA1 are calculated. , Go to step s21.
When the intake valve is closed in the previous cycle (= CA−ΔCA) and the intake valve is open at the present time (= CA), that is, when the process proceeds from step s12 to step s15, the estimated downstream pressure at IVO is increased up to step s16. calculate. Then, the estimated downstream pressure after IVO and the estimated in-cylinder pressure are calculated through steps s17 to s20 and up to step s14.

まず、s15ステップで、IVOでの推定下流圧を算出するためにΔCA1=IVO−(CA−ΔCA)とCA1=IVOを実施して、s16ステップに進む。
s16ステップでは、s7ステップで説明した吸気弁閉モデル計算を実施してIVOでの推定下流圧を算出する。
s17ステップでは、IVOと筒内容積マップからIVOでの筒内容積V3_newを算出する。
s18ステップでは、IVOでのスロットル下流圧力と筒内圧力が平衡したときの圧力を推定する。これは式(9)より算出される。
その後はs19ステップで、P2_old=P2_newを実施、s20ステップでΔCA1=ΔCAとCA1=CAを実施した上で、s14ステップにて吸気弁開モデル計算を実施して、CA1での推定下流圧及び推定筒内圧力を算出する。
その後、s21ステップへ進む。
First, in step s15, ΔCA1 = IVO− (CA−ΔCA) and CA1 = IVO are performed in order to calculate the estimated downstream pressure at IVO, and the process proceeds to step s16.
In step s16, the intake valve closing model calculation described in step s7 is performed to calculate the estimated downstream pressure at IVO.
In step s17, the in-cylinder volume V 3_new at IVO is calculated from the IVO and in-cylinder volume map.
In step s18, the pressure when the throttle downstream pressure and the cylinder pressure at IVO are balanced is estimated. This is calculated from equation (9).
After that, P2_old = P2_new is performed in step s19, ΔCA1 = ΔCA and CA1 = CA are performed in step s20, and the intake valve opening model calculation is performed in step s14, and the estimated downstream pressure in CA1 And the estimated in-cylinder pressure is calculated.
Thereafter, the process proceeds to step s21.

s21ステップから以降は、予測推定制御の実施及び「スロットル開度固定制御の開始、終了」をおこなう。
まず、s21ステップにて、CAが所定時期Aであるか否かを判定することで、予測推定制御を実施するか否かを判定する。
CA=所定時期Aであれば、スロットル開度固定制御の開始及び予測推定制御を実施するためにs23ステップに進み、そうでなければs22ステップへ進む。
After step s21, the predictive estimation control and “start and end of throttle opening fixing control” are performed.
First, in step s21, it is determined whether or not predictive estimation control is to be performed by determining whether or not CA is at a predetermined time A.
If CA = predetermined time A, the process proceeds to step s23 to start the throttle opening fixing control and predictive estimation control, and otherwise proceeds to step s22.

s23ステップに進んだ場合、スロットル開度固定制御を開始し、s24ステップへ進む。
s24ステップでは、予測推定制御による燃料制御用吸入空気量算出を実施する。
これは、図12〜図14に示されるように、s42〜s63ステップで構成される。
まず、s42、s43ステップで、予測推定制御の前準備をする。
s44〜s61ステップで、予測推定制御によりIVCでの予測推定下流圧及び予測推定筒内圧力(=燃料制御用下流圧及び燃料制御用筒内圧力)を算出する。
s62ステップで、燃料制御用筒内圧力から燃料制御用吸入空気量を算出し、s63ステップを経て吸入空気量算出フロー1を終了する。
When the process proceeds to step s23, throttle opening fixing control is started, and the process proceeds to step s24.
In step s24, calculation of the intake air amount for fuel control by predictive estimation control is performed.
This is composed of steps s42 to s63 as shown in FIGS.
First, preparations for predictive estimation control are made in steps s42 and s43.
In steps s44 to s61, a predicted estimated downstream pressure and predicted estimated in-cylinder pressure at IVC (= downstream pressure for fuel control and in-cylinder pressure for fuel control) are calculated by predictive estimation control.
In step s62, the fuel control intake air amount is calculated from the fuel control cylinder pressure, and in step s63, the intake air amount calculation flow 1 is completed.

s42ステップでは、CA’=CAを実施する。CA’は予測推定制御を実施する際に使用するクランク角である。そしてs43ステップで、P2_A=P2_oldを実施して現時点(=所定時期A)での推定下流圧を保存した上でs44ステップに進む。
s44〜s61ステップは、CA’がIVCに達するまでループする制御である。
まず、s45ステップでCA’= CA’+ΔCAを実施してCA’をΔCA分進める。
s46〜s60ステップは、フローチャートを見比べて分かるとおり、CAがCA’となっていることを除いて基本的にs4〜s20ステップと同じである。
それぞれは、下記のとおり対応するので詳しい説明は省略する。
「s4〜7ステップ(前サイクル(=CA−ΔCA)で吸気弁が閉じていて現時点(=CA)で吸気弁が閉じている状態)」と「s46〜49ステップ」
「s4、s12〜s14ステップ(前サイクル(=CA−ΔCA)で吸気弁が開いていて現時点(=CA)で吸気弁が開いている状態)」と「s46、s52〜s54ステップ」
「s4、s12、s15〜s20を経てs14ステップ(前サイクル(=CA−ΔCA)で吸気弁が閉じていて現時点(=CA)で吸気弁が開いている状態)」と「s46、s52、s55〜s60を経てs54ステップ」
In step s42, CA '= CA is performed. CA ′ is a crank angle used when performing predictive estimation control. In step s43, P 2_A = P 2_old is executed to store the estimated downstream pressure at the current time (= predetermined time A), and then the process proceeds to step s44.
Steps s44 to s61 are controls that loop until CA ′ reaches IVC.
First, in step s45, CA ′ = CA ′ + ΔCA is executed, and CA ′ is advanced by ΔCA.
Steps s46 to s60 are basically the same as steps s4 to s20, except that CA is CA ′, as can be seen by comparing the flowcharts.
Since each corresponds as follows, detailed description is abbreviate | omitted.
“Steps s4 to 7 (the state where the intake valve is closed in the previous cycle (= CA−ΔCA) and the intake valve is closed at the present time (= CA))” and “steps s46 to 49”
“Steps s4, s12 to s14 (the state where the intake valve is open in the previous cycle (= CA−ΔCA) and the intake valve is open at the present time (= CA))” and “steps s46, s52 to s54”
“After s4, s12, s15 to s20, step s14 (the state where the intake valve is closed in the previous cycle (= CA−ΔCA) and the intake valve is opened at the present time (= CA))” and “s46, s52, s55 S54 step through ~ s60 "

なお「s4、s5、s8〜s11ステップを経てs7ステップ(前サイクル(=CA−ΔCA)で吸気弁が開いていて現時点(=CA)で吸気弁が閉じている状態)」に関しては、予測推定制御でIVC以降の予測推定下流圧を算出する必要はないため、「s4、s5、s8〜s11ステップを経てs7ステップ」のうちのs7、s10、s11ステップにあたるステップを省いた「s4、s5、s8、s9ステップ」と「s46、s47、s50、s51ステップ」が対応する。   It should be noted that prediction estimation is performed for “steps s4, s5, s8 to s11, and step s7 (the intake valve is open in the previous cycle (= CA−ΔCA) and the intake valve is closed at the present time (= CA))”. Since it is not necessary to calculate a predicted estimated downstream pressure after IVC in the control, the steps corresponding to steps s7, s10, and s11 of “steps s7, s8, and s7 through steps s4, s5, and s8” are omitted. “Steps s8 and s9” correspond to “steps s46, s47, s50, and s51”.

s44〜61ステップのループ制御を実施して、IVCでの燃料制御用下流圧及び燃料制御用筒内圧力を算出した後、s62ステップへ進む。
s62ステップでは、燃料制御用筒内圧力とIVCでの筒内容積と吸入空気温度から気体の状態方程式を使って燃料制御用吸入空気量を算出する。
そして、算出した燃料制御用吸入空気量をエンジンコントロールユニット8へ送信した後、s63ステップへ進む。
s63ステップでは、P2_old=P2_Aを実施して、次のトリガーを受け取った後に行うリアルタイム推定制御に備える。
s63ステップを処理後、吸入空気量算出フロー1を終了し、次のトリガーを受け取るまで待機する。
After executing loop control of steps s44 to 61 to calculate the downstream pressure for fuel control and the in-cylinder pressure for fuel control in IVC, the process proceeds to step s62.
In step s62, the fuel control intake air amount is calculated from the fuel control cylinder pressure, the cylinder volume at IVC, and the intake air temperature using the gas state equation.
Then, after the calculated intake air amount for fuel control is transmitted to the engine control unit 8, the process proceeds to step s63.
In step s63 , P 2_old = P 2_A is executed to prepare for real-time estimation control performed after receiving the next trigger.
After processing step s63, the intake air amount calculation flow 1 is terminated, and the process waits until the next trigger is received.

s21ステップで、CAが所定時期Aであるか否かを判定し、CA=所定時期Aではないのでs22ステップへ進む場合、s22ステップでは、スロットル開度固定制御を実施中か否かの判定をして、スロットル開度固定制御を実施していなければ、吸入空気量算出フロー1を終了し次のトリガーを受け取るまで待機する。
そして、スロットル開度固定制御を実施中ならば、s25ステップへ進む。
In step s21, it is determined whether or not CA is at a predetermined time A. When CA is not predetermined time A and the process proceeds to step s22, it is determined in step s22 whether throttle opening fixing control is being performed. If the throttle opening fixing control is not performed, the process waits until the intake air amount calculation flow 1 is finished and the next trigger is received.
If the throttle opening fixing control is being performed, the process proceeds to step s25.

s25ステップでは、スロットル開度固定制御の終了判定を実施する。
スロットル開度固定制御は、CAがIVCに到達するまで実施されるので、CAがIVCに到達したならばs26ステップへ進み、スロットル開度固定制御を終了した上、で吸入空気量算出フロー1を終了し次のトリガーを受け取るまで待機する。
また、到達していないならばそのまま吸入空気量算出フロー1を終了し次のトリガーを受け取るまで待機する。
In step s25, the completion determination of the throttle opening fixing control is performed.
Since the throttle opening fixing control is performed until CA reaches IVC, if CA reaches IVC, the process proceeds to step s26, and after the throttle opening fixing control is completed, the intake air amount calculation flow 1 is performed. Wait until it finishes and receives the next trigger.
If not reached, the intake air amount calculation flow 1 is terminated as it is, and the process waits until the next trigger is received.

以上の処理をエンジン動作中に気筒毎に具備されたスロットルコントロールユニット7で実施することにより、エアフローセンサや圧力センサを具備しない実施の形態1において、所定時期Aから燃料噴射を開始する時期までに、クランク角に先駆けて当該気筒の燃料制御用吸入空気量を予測推定する際に、図23で示したように、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル開度固定制御により実スロットル開度は固定される。
前記制御により、予測推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間の実際のスロットル流路面積が変化しないので、推定される当該気筒への燃料制御用吸入空気量の精度が増して高精度な燃料噴射制御を実施することができる。
By performing the above processing with the throttle control unit 7 provided for each cylinder during engine operation, in the first embodiment that does not include an airflow sensor or a pressure sensor, the fuel injection is started from the predetermined time A to the time when fuel injection is started. When predicting and estimating the fuel control intake air amount prior to the crank angle, as shown in FIG. 23, the throttle opening fixing control is performed between the predetermined time A and the time when the intake valve is fully closed. The actual throttle opening is fixed.
The above control does not change the actual throttle flow path area from the time when prediction estimation is started until the time when the intake valve is completely closed, so that the accuracy of the estimated intake air amount for fuel control to the cylinder is increased. Highly accurate fuel injection control can be performed.

そして、この発明の実施の形態1によれば、従来技術のようにスロットル部、吸気弁、排気弁の計3箇所の通過流量計算を実施するのではなく、スロットル部通過流量のみを計算してスロットル下流圧力、筒内圧力、吸入空気量を推定することで計算負荷を小さくすることが可能である。   According to the first embodiment of the present invention, instead of calculating the passage flow rate of the throttle portion, the intake valve, and the exhaust valve in total, as in the prior art, only the throttle portion passage flow rate is calculated. It is possible to reduce the calculation load by estimating the throttle downstream pressure, the cylinder pressure, and the intake air amount.

また、上述の実施の形態1では、スロットルコントロールユニット7で吸入空気量の推定を実施し、エンジンコントロールユニット8で燃料量演算を実施したシステムを示したが、当然のことながら、これらの機能をエンジンコントロールユニット8に統合して、吸入空気量の推定をエンジンコントロールユニット8で実施してもよい。   In the first embodiment described above, a system in which the intake air amount is estimated by the throttle control unit 7 and the fuel amount calculation is performed by the engine control unit 8 is shown. The engine control unit 8 may be integrated with the engine control unit 8 to estimate the intake air amount.

実施の形態2.
実施の形態1では、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル開度を固定すべく制御した上で、スロットル下流圧力を検出するセンサを設置せず、リアルタイム推定制御により所定時期Aでのスロットル下流圧力を推定するものについて説明した。
実施の形態2では、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル開度を固定すべく制御した上で、所定時期Aでのスロットル下流圧力を圧力センサにより検出するものである。
つまり、圧力センサにより検出した所定時期Aでのスロットル下流圧力を基に、実施の形態1でも実施した予測推定制御を実施することで、燃料制御用吸入空気量の推定を行う。また、実施の形態1と同様に実施の形態2でも、推定下流圧や燃料制御用吸入空気量の推定において、計算負荷を従来技術よりも小さくするため、吸気弁閉モデルと吸気弁開モデルを使用することにより、従来技術のようにスロットル部、吸気弁部、排気弁部の3ヶ所の通過流量を計算するのではなく、スロットル部のみの通過流量を計算するようにする。そしてまた、実施の形態2では、予測推定制御の際に使用するスロットル上流圧力と吸入空気温度をセンサ値で補正する制御も合わせて実施する。
以下、図に基づいて、実施の形態2について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, control is performed to fix the throttle opening from the predetermined time A to the time when the intake valve is completely closed, and a sensor for detecting the throttle downstream pressure is not installed, and the predetermined time is determined by real-time estimation control. We explained what estimates the throttle downstream pressure at A.
In the second embodiment, the throttle downstream pressure at the predetermined time A is detected by the pressure sensor after controlling to fix the throttle opening from the predetermined time A to the time when the intake valve is completely closed.
That is, based on the throttle downstream pressure at the predetermined time A detected by the pressure sensor, the prediction estimation control performed in the first embodiment is performed, thereby estimating the intake air amount for fuel control. Similarly to the first embodiment, in the second embodiment, in order to reduce the calculation load in the estimation of the estimated downstream pressure and the intake air amount for fuel control as compared with the prior art, the intake valve closing model and the intake valve opening model are used. By using it, the flow rate of only the throttle part is calculated instead of calculating the flow rate of the throttle part, the intake valve part, and the exhaust valve part as in the prior art. In the second embodiment, the control for correcting the throttle upstream pressure and the intake air temperature used in the predictive estimation control with the sensor value is also performed.
The second embodiment will be described below with reference to the drawings.

図20は、この発明の実施の形態2の全体構成図を示すものである。なお、図中、図4との同一符号および同一名称は、同一部分を示すものとする。
図20において、この実施の形態2の内燃機関用制御装置も実施の形態1と同じ多連スロットルシステムであり、代表的に第1気筒のみ示したが、エンジンの第2〜4気筒も実施の形態1と同様に構成されている。
図20と実施の形態1の図4を見比べて分かるとおり、両者の違いは、各スロットル下流部9にそれぞれ圧力センサ11が具備されていることと、エアクリーナー16とスロットル弁1の間の吸気通路内に、大気圧センサ14と温度センサ15が設置されていることと、上記センサ値が各スロットルコントロールユニット12及びエンジンコントロールユニット13に入力されることである。
また実施の形態1と同様に、実施形態2でも使用する吸気弁閉モデルと吸気弁開モデルに関しては、構成、式など実施の形態1と同様のため説明は省略する。
FIG. 20 shows an overall configuration diagram of Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals and the same names as those in FIG. 4 denote the same parts.
In FIG. 20, the control device for the internal combustion engine of the second embodiment is also the same multiple throttle system as that of the first embodiment, and only the first cylinder is shown as a representative. However, the second to fourth cylinders of the engine are also implemented. The configuration is the same as in the first mode.
As can be seen by comparing FIG. 20 with FIG. 4 of the first embodiment, the difference between the two is that each throttle downstream portion 9 is provided with a pressure sensor 11 and that the intake air between the air cleaner 16 and the throttle valve 1 is different. The atmospheric pressure sensor 14 and the temperature sensor 15 are installed in the passage, and the sensor value is input to each throttle control unit 12 and engine control unit 13.
Further, as in the first embodiment, the intake valve closing model and the intake valve opening model used in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, such as the configuration and formula, and the description thereof is omitted.

次にスロットルコントロールユニット12で行われる吸入空気量推定フロー2のフローチャートについて説明する。
図21は、実施の形態2において実施する吸入空気推定フロー2のフローチャートを示している。
吸入空気量推定フロー2では、実施の形態2が実施の形態1と同様に、各スロットル弁1が個別制御の多連スロットルシステムであることから、図5、図6の吸気弁閉モデル、吸気弁開モデルを使用することとする。また、実施の形態1と同様に、スロットルコントロールユニット12にクランク角をパラメータとした吸気弁のバルブタイミングマップ(図15)を組み込んでおく。
Next, a flowchart of the intake air amount estimation flow 2 performed by the throttle control unit 12 will be described.
FIG. 21 shows a flowchart of the intake air estimation flow 2 implemented in the second embodiment.
In the intake air amount estimation flow 2, since the throttle valve 1 is an individually controlled multiple throttle system, the second embodiment is the same as the first embodiment. The valve opening model will be used. Similarly to the first embodiment, the valve timing map (FIG. 15) of the intake valve using the crank angle as a parameter is incorporated in the throttle control unit 12.

吸入空気量推定フロー2は、クランク角基準の所定周期ΔCA毎にエンジンコントロールユニット13からスロットルコントロールユニット12へ送られるトリガーを受けたときに実施し、予測推定制御から予測推定下流圧及び予測推定筒内圧力と燃料制御用吸入空気量の推定、そして、所定時期Aから吸気弁が閉じきる時点までの間でスロットル開度固定制御を実施する。
吸入空気量推定フロー2は、予測推定制御を実施する制御ロジック(s24ステップ(実施形態1の図12〜図14))と、スロットル開度固定制御の開始、終了をおこなう制御ロジック(s23、s26ステップ)から構成される。
吸入空気量推定フロー2での予測推定制御は、吸入空気量推定フロー1と同様に、実施の形態1で示した式(8)〜(10)と気体の状態方程式及び各種マップ(図15、図16、図18、図19)を使用して予測推定下流圧や燃料制御用吸入空気量等を算出する。
The intake air amount estimation flow 2 is performed when a trigger sent from the engine control unit 13 to the throttle control unit 12 is received every predetermined cycle ΔCA based on the crank angle, and the predicted estimated downstream pressure and the predicted estimated cylinder are received from the predicted estimation control. The estimation of the internal pressure and the intake air amount for fuel control, and the throttle opening fixing control between the predetermined time A and the time when the intake valve is fully closed are performed.
The intake air amount estimation flow 2 includes control logic (s24 step (FIGS. 12 to 14 in the first embodiment) shown in FIG. 12) and control logic (s23, s26) for starting and ending throttle opening fixing control. Step).
As in the intake air amount estimation flow 1, the predictive estimation control in the intake air amount estimation flow 2 includes the equations (8) to (10) shown in the first embodiment, the gas state equations, and various maps (FIG. 15, 16, 18, and 19), the estimated estimated downstream pressure, the fuel control intake air amount, and the like are calculated.

なお、式(8)の速度項を算出するために使用する速度項マップに関しては、図22に示す速度項マップを使用する。これは、実施の形態1のようにスロットル上流圧力P1と吸入空気温度T1を定数として取り扱うのではなく、センサ値を基にスロットル上流圧力P1と吸入空気温度T1を補正するので、P1及びT1も速度項Hのパラメータとして取り扱うことが必要となるからである。
図22の速度項マップは、式(8)において、P2_oldとスロットル上流圧力P1の比「P2_old/P1」と、スロットル上流圧力P1の二乗と吸入空気温度T1の比「P1 2/T1」をパラメータとした3次元マップである。図22の速度項マップはP1 2/T1を固定パラメータとしてみた場合(図22のY−Y’軸)は、実施の形態1の図17と同様の傾向となり、P2_old/P1を固定パラメータとしてみた場合(図22のX−X’軸)は比例増加となる。
また、スロットル開度固定制御は一旦開始すると、s26ステップでスロットル開度固定制御を終了するまでスロットル開度を固定すべく制御する。
Note that the speed term map shown in FIG. 22 is used for the speed term map used for calculating the speed term of Equation (8). This is because the throttle upstream pressure P 1 and the intake air temperature T 1 are corrected based on the sensor value instead of treating the throttle upstream pressure P 1 and the intake air temperature T 1 as constants as in the first embodiment. This is because P 1 and T 1 must be handled as parameters of the velocity term H.
The speed term map of FIG. 22 is obtained by using a ratio “P 2_old / P 1 ” between P 2_old and the throttle upstream pressure P 1 and a ratio “P 2 ” between the square of the throttle upstream pressure P 1 and the intake air temperature T 1. This is a three-dimensional map with “ 1 2 / T 1 ” as a parameter. In the speed term map of FIG. 22, when P 1 2 / T 1 is viewed as a fixed parameter (YY ′ axis in FIG. 22), the tendency is the same as in FIG. 17 of the first embodiment, and P 2_old / P 1 is When viewed as a fixed parameter (XX ′ axis in FIG. 22), the increase is proportional.
Further, once the throttle opening degree fixing control is started, the throttle opening degree is controlled to be fixed until the throttle opening degree fixing control is finished in step s26.

以下、ステップ毎に説明する。なお、図21のs1、s10、s21〜s26ステップに関しては、実施の形態1のs1、s10、s21〜s26ステップと同一処理を実施する。
エンジンコントロールユニット13からトリガーを受けた後、まずs1ステップにてエンジンが作動中か如何かを確認し、作動中ならばss1ステップへ、停止しているならば吸入空気量算出フロー2を終了して次のトリガーを受けるまで待機する。
ss1ステップでは、エンジンコントロールユニット13からクランク角、エンジン回転数、大気圧(スロットル上流圧力P1に代入)、吸入空気温度、スロットルアクチュエータ6からスロットル開度、圧力センサ11からスロットル下流圧力を読み込み、s21ステップへ進む。
s21ステップでは、上述のとおり実施の形態1のs21ステップと同一の処理を実施して、クランク角CAが所定時期Aではないならばs22ステップへ進み、CAが所定時期Aならばスロットル開度固定制御及び予測推定制御を実施するためs23ステップへ進む。
Hereinafter, each step will be described. In addition, regarding the s1, s10, and s21 to s26 steps in FIG. 21, the same processing as the s1, s10, and s21 to s26 steps of the first embodiment is performed.
After receiving the trigger from the engine control unit 13, first, it is confirmed in step s1 whether the engine is operating. If it is operating, the process proceeds to step ss1, and if stopped, the intake air amount calculation flow 2 is terminated. Wait until the next trigger is received.
In ss1 step, (assigned to the upstream intake air pressure P 1) from the engine control unit 13 crank angle, engine speed, atmospheric pressure, intake air temperature, reads the throttle downstream pressure from the throttle actuator 6 throttle opening, from the pressure sensor 11, Proceed to step s21.
In step s21, the same process as in step s21 of the first embodiment is performed as described above. If the crank angle CA is not the predetermined time A, the process proceeds to step s22. If CA is the predetermined time A, the throttle opening is fixed. Proceed to step s23 to implement control and predictive estimation control.

s22ステップに進んだ場合、以降は実施の形態1と同様にして、まずs22ステップでスロットル開度固定制御を実施中か否かを判定し、スロットル開度固定制御を実施していないならば、そのまま吸入空気量算出フロー2を終了して次のトリガーを受けるまで待機、スロットル開度固定制御を実施中ならば、s25ステップで、CAがIVCに到達したか否かを判定する。
IVCに到達したならば、s26ステップで、スロットル開度固定制御を終了後、吸入空気量算出フロー2を終了して次のトリガーを受けるまで待機する。
また、IVCに到達していないならば、そのまま吸入空気量算出フロー2を終了して次のトリガーを受けるまで待機する。
If the process proceeds to step s22, thereafter, in the same manner as in the first embodiment, it is first determined whether or not the throttle opening degree fixing control is being performed in step s22. If the intake air amount calculation flow 2 is finished and the control waits until the next trigger is received and the throttle opening fixing control is being performed, it is determined in step s25 whether CA has reached IVC.
If IVC is reached, in step s26, after the throttle opening fixing control is completed, the process waits until the intake air amount calculation flow 2 is completed and the next trigger is received.
If the IVC has not been reached, the intake air amount calculation flow 2 is terminated as it is, and the process waits until the next trigger is received.

s21ステップにてCAが所定時期Aでありs23ステップへ進んだ場合、実施の形態1と同様にして、スロットル開度固定制御を開始してs24ステップへ進む。
s24ステップでは、実施の形態1で説明した図12〜図14(s42〜63ステップ)に示される予測推定制御による燃料制御用吸入空気量算出を実施する。
なお、予測推定制御による燃料制御用吸入空気量算出に際し、式(8)で使用する速度項Hを算出するために使用するマップは、図22に記載の速度項マップである。
s24ステップで燃料制御用吸入空気量を算出し、エンジンコントロールユニット13に送信した後にs10ステップへ進む。
s10ステップでは、これも上述のとおり実施の形態1のs10ステップと同一の処理を実施して、所定時期Aを算出してエンジンコントロールユニット13に送信する。
s10ステップ処理後、吸入空気量算出フロー2を終了し次のトリガーを受け取るまで待機する。
When CA is the predetermined time A in step s21 and the process proceeds to step s23, the throttle opening fixing control is started in the same manner as in the first embodiment, and the process proceeds to step s24.
In step s24, the intake air amount for fuel control is calculated by the predictive estimation control shown in FIGS. 12 to 14 (steps s42 to 63) described in the first embodiment.
Note that the map used to calculate the speed term H used in Equation (8) when calculating the intake air amount for fuel control by predictive estimation control is the speed term map shown in FIG.
In step s24, the amount of intake air for fuel control is calculated and transmitted to the engine control unit 13, and then the process proceeds to step s10.
In step s10, the same process as in step s10 of the first embodiment is performed as described above, and a predetermined time A is calculated and transmitted to the engine control unit 13.
After the s10 step processing, the process waits until the intake air amount calculation flow 2 is finished and the next trigger is received.

以上の処理をエンジン動作中に気筒毎に具備されたスロットルコントロールユニット7で実施することにより、圧力センサ11を使用した燃料制御用吸入空気量の推定を実施することができる。   By performing the above processing with the throttle control unit 7 provided for each cylinder during engine operation, the intake air amount for fuel control using the pressure sensor 11 can be estimated.

この発明の実施の形態2の内燃機関用制御装置によれば、実施の形態1と比較して、気筒毎に圧力センサ11を具備しているためコスト高となる。
しかし、吸入空気量推定フロー1と吸入空気量推定フロー2を見比べて分かるように、実施の形態2では、より簡単な制御ロジックで燃料制御用吸入空気量の推定を実施することができる。
According to the control apparatus for an internal combustion engine of the second embodiment of the present invention, the pressure sensor 11 is provided for each cylinder as compared with the first embodiment, so that the cost is increased.
However, as can be seen by comparing the intake air amount estimation flow 1 and the intake air amount estimation flow 2, in the second embodiment, the intake air amount for fuel control can be estimated with a simpler control logic.

そして、所定時期Aでのスロットル下流圧力を圧力センサ11で検出し、また、スロットル弁上流に大気圧センサと温度センサを設置して一定期間毎に大気圧と吸入空気温度を補正するので、実施の形態1よりもより高精度な燃料制御用吸入空気量の推定を実施することができるものである。   The throttle downstream pressure at the predetermined time A is detected by the pressure sensor 11, and the atmospheric pressure sensor and the temperature sensor are installed upstream of the throttle valve to correct the atmospheric pressure and the intake air temperature at regular intervals. This makes it possible to estimate the intake air amount for fuel control with higher accuracy than in the first embodiment.

なお、大気圧センサと温度センサによる大気圧と吸入空気温度補正は、スロットル弁上流での大気圧センサと温度センサを設置し実施の形態2と同様の補正制御を組み込むことにより、実施の形態1でも実施可能なことは勿論である。   The atmospheric pressure and intake air temperature correction by the atmospheric pressure sensor and the temperature sensor is performed by installing the atmospheric pressure sensor and the temperature sensor upstream of the throttle valve and incorporating the same correction control as in the second embodiment. But of course it can be implemented.

従来技術での4気筒エンジンにおける、燃料噴射を開始する時期と参照する吸入空気量の関係を示した各気筒の行程表である。4 is a stroke table of each cylinder showing a relationship between a timing of starting fuel injection and a reference intake air amount in a conventional four-cylinder engine. 過渡時における「燃料量算出で使用する吸入空気量」と「実際の吸入空気量」の関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between “the amount of intake air used for calculating the fuel amount” and “the actual amount of intake air” during a transition. 実際のスロットル下流圧力と推定下流圧と予測推定下流圧の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between actual throttle downstream pressure, estimated downstream pressure, and estimated estimated downstream pressure. この発明の実施の形態1による内燃機関用制御装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1における吸気弁閉モデルを表した図である。It is a figure showing the intake valve closing model in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸気弁開モデルを表した図である。It is a figure showing the intake valve opening model in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1のフローチャートである。It is a flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1の部分フローチャートである。It is a partial flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1の部分フローチャートである。It is a partial flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1の部分フローチャートである。It is a partial flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1の部分フローチャートである。It is a partial flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1の部分フローチャートである。It is a partial flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1の部分フローチャートである。It is a partial flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における吸入空気量推定フロー1の部分フローチャートである。It is a partial flowchart of the intake air amount estimation flow 1 in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1、2における吸気弁のバルブタイミングマップである。It is a valve timing map of an intake valve in Embodiments 1 and 2 of this invention. この発明の実施の形態1、2における面積項マップである。It is an area term map in Embodiment 1, 2 of this invention. この発明の実施の形態1における速度項マップである。It is a speed term map in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1、2における筒内容積マップである。It is a cylinder volume map in Embodiment 1, 2 of this invention. この発明の実施の形態1、2における所定時期Aマップである。It is the predetermined time A map in Embodiment 1, 2 of this invention. この発明の実施の形態2による内燃機関用制御装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the control apparatus for internal combustion engines by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における、吸入空気量推定フロー2のフローチャートである。It is a flowchart of the intake air amount estimation flow 2 in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2における速度項マップである。It is a speed term map in Embodiment 2 of this invention. この発明における目標スロットル開度と実スロットル開度の関係を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the relationship between the target throttle opening and actual throttle opening in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:スロットル弁 2:燃料噴射弁 3:吸気弁 4:排気弁 5:クランク角センサ
6:スロットルアクチュエータ 7、12:スロットルコントロールユニット
8、13:エンジンコントロールユニット 9:スロットル下流部 10:シリンダ
11:圧力センサ 14:大気圧センサ 15:温度センサ 16:エアクリーナ−
1: Throttle valve 2: Fuel injection valve 3: Intake valve 4: Exhaust valve 5: Crank angle sensor 6: Throttle actuator 7, 12: Throttle control unit 8, 13: Engine control unit 9: Throttle downstream part 10: Cylinder 11: Pressure sensor 14: Atmospheric pressure sensor 15: Temperature sensor 16: Air cleaner

Claims (13)

複数の気筒を有する内燃機関の各気筒の吸気弁に一端が導通し、他端が各気筒の集合部に導通する独立吸気管の各々に、流路面積を制御することで当該気筒への吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段を配設し、排気行程噴射を行うポート噴射式の内燃機関用制御装置において、
吸入空気量制御手段の流路面積を検出する流路面積検出手段と、吸入空気量制御手段の下流の圧力を検出する下流圧力検出手段と、内燃機関回転数検出手段を具備し、吸入空気量制御手段の上流圧力と下流圧力と、吸入空気量制御手段の流路面積と、内燃機関回転数と、筒内容積と、吸入空気温度を用いて、今回噴射される燃料が当該気筒へ吸引されたあとに当該気筒の吸気弁が閉じきった時点の筒内圧力及び筒内に吸引された吸入空気量を、今回の燃料噴射を開始する時期までに推定する内燃機関用制御装置であって、前記推定を開始する時期から吸気弁が閉じきる時点までの間で吸入空気量制御手段の流路面積を固定すべく制御することを特徴とする内燃機関用制御装置。
Intake into each cylinder of the internal combustion engine having a plurality of cylinders by controlling the flow area to each of the independent intake pipes, one end of which is connected to the intake valve of each cylinder and the other end is connected to the collecting portion of each cylinder In a control device for an internal combustion engine of a port injection type in which an intake air amount control means for controlling an air amount is arranged and exhaust stroke injection is performed,
A flow passage area detecting means for detecting a flow passage area of the intake air amount control means; a downstream pressure detecting means for detecting a pressure downstream of the intake air amount control means; and an internal combustion engine speed detecting means. The fuel to be injected this time is sucked into the cylinder using the upstream pressure and downstream pressure of the control means, the flow passage area of the intake air amount control means, the internal combustion engine speed, the cylinder volume, and the intake air temperature. And a control device for an internal combustion engine that estimates the in-cylinder pressure and the intake air amount sucked into the cylinder at the time when the intake valve of the cylinder is completely closed by the time when the current fuel injection is started , A control apparatus for an internal combustion engine, wherein control is performed so as to fix a flow passage area of the intake air amount control means from a time when the estimation is started to a time when the intake valve is completely closed.
吸気弁が閉じきった時点までの筒内に吸引される吸入空気量は、吸気弁が閉じきった時点の筒内圧力に基づいて推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用制御装置   2. The internal combustion engine for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the intake air amount sucked into the cylinder until the intake valve is fully closed is estimated based on the in-cylinder pressure when the intake valve is fully closed. Control device 内燃機関の燃料噴射量を算出するため燃料噴射を開始する時期までに吸気弁が閉じきった時点の筒内に吸引された吸入空気量を推定する際に、推定される吸気弁が閉じきった時点の予測推定下流圧をもって、吸気弁が閉じきった時点の筒内圧力とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関用制御装置。 When calculating the amount of intake air sucked into the cylinder at the time when the intake valve is fully closed by the time when fuel injection is started to calculate the fuel injection amount of the internal combustion engine, the estimated intake valve is completely closed 3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the estimated downstream pressure at the time is set to a cylinder pressure at the time when the intake valve is completely closed. 前回の予測推定下流圧と、吸入空気量制御手段の上流圧力と、吸入空気量制御手段の流路面積、筒内容積、内燃機関回転数、吸入空気温度から推定される前回から所定周期後の予測推定下流圧であって、前回から所定周期後の予測推定下流圧の推定を繰り返すことによって、吸気弁が閉じきった時点の予測推定下流圧を推定することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の内燃機関用制御装置   Predetermined estimated downstream pressure, upstream pressure of intake air amount control means, flow path area of intake air amount control means, in-cylinder volume, internal combustion engine speed, intake air temperature The estimated estimated downstream pressure at the time when the intake valve is fully closed is estimated by repeatedly estimating the estimated estimated downstream pressure after a predetermined period from the previous time. Item 4. The control device for an internal combustion engine according to any one of Items 3 予測推定下流圧の推定を開始する時期は燃料噴射を開始する時期より前の所定時期であり、前記所定時期は内燃機関回転数が増加するほど燃料噴射を開始する時期に対して予測推定下流圧の推定を開始する時期が早まる方へシフトさせることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関用制御装置   The timing for starting the estimation of the estimated estimated downstream pressure is a predetermined timing before the timing for starting the fuel injection, and the predetermined timing is the estimated estimated downstream pressure with respect to the timing for starting the fuel injection as the internal combustion engine speed increases. 5. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the timing for starting the estimation of the engine is shifted earlier. 入空気量制御手段上流から吸気弁までの吸気通路をモデル化した吸気弁閉モデルと、吸入空気量制御手段上流から容積変化を考慮した筒内までの吸気通路をモデル化した吸気弁開モデルの2つの吸入空気量推定モデルを有することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の内燃機関用制御装置。 An intake valve closing models the intake passage modeled from inhaled air amount control means upstream to the intake valve, the intake valve open model that models the intake passage from the intake air amount control means upstream to the cylinder in consideration of the volume change The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the two intake air amount estimation models are provided. 下流圧力は、前回推定した下流圧力と、吸入空気量制御手段の上流圧力と、吸入空気量制御手段の流路面積、筒内容積、内燃機関回転数、吸入空気温度から推定することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の内燃機関用制御装置   The downstream pressure is estimated from the previously estimated downstream pressure, the upstream pressure of the intake air amount control means, the flow passage area of the intake air amount control means, the cylinder volume, the internal combustion engine speed, and the intake air temperature. A control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6. 下流圧力の推定を、クランク角に従がって所定周期毎に実施することを特徴とする請求項7に記載の内燃機関用制御装置   The control device for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the estimation of the downstream pressure is performed at predetermined intervals according to the crank angle. 下流圧力を検出するセンサを具備し、下流圧力は前記センサの出力に基づくことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の内燃機関用制御装置   7. A control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a sensor for detecting a downstream pressure, wherein the downstream pressure is based on an output of the sensor. 吸入空気量制御手段は、スロットル弁であり、前記流路面積はスロットル開度に基づき設定されることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の内燃機関用制御装置   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, wherein the intake air amount control means is a throttle valve, and the flow passage area is set based on a throttle opening. 内燃機関回転数検出手段は、クランク角を検出できるセンサであり、内燃機関回転数を検出するとともに、クランク角に基づき設定される筒内容積を検出することを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の内燃機関用制御装置   The internal combustion engine speed detection means is a sensor capable of detecting a crank angle, and detects the internal combustion engine speed and a cylinder volume set based on the crank angle. 10. The control device for an internal combustion engine according to any one of 10 大気圧力検出手段を具備した内燃機関であって、大気圧力検出手段から検出される圧力に基づいて、吸入空気量制御手段の上流圧力を補正することを特徴とする請求項1〜求項11のいずれかに記載の内燃機関用制御装置   12. The internal combustion engine having an atmospheric pressure detection means, wherein the upstream pressure of the intake air amount control means is corrected based on the pressure detected from the atmospheric pressure detection means. The control device for an internal combustion engine according to any one of 吸入空気温度検出手段を具備した内燃機関において、吸入空気温度検出手段から検出される吸入空気温度に基づいて、吸入空気温度を補正することを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれかに記載の内燃機関用制御装置
13. The internal combustion engine having the intake air temperature detection means corrects the intake air temperature based on the intake air temperature detected from the intake air temperature detection means. Control device for internal combustion engine
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