JP4403122B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP4403122B2
JP4403122B2 JP2005269139A JP2005269139A JP4403122B2 JP 4403122 B2 JP4403122 B2 JP 4403122B2 JP 2005269139 A JP2005269139 A JP 2005269139A JP 2005269139 A JP2005269139 A JP 2005269139A JP 4403122 B2 JP4403122 B2 JP 4403122B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
flow rate
cylinder
air flow
air amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005269139A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007077935A (en
Inventor
康平 鈴木
慎吾 木村
茂美 大野
守 根本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2005269139A priority Critical patent/JP4403122B2/en
Publication of JP2007077935A publication Critical patent/JP2007077935A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4403122B2 publication Critical patent/JP4403122B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、目標トルクに基づいて、空気量、燃料噴射量、点火時期等を制御するトルクベース制御方式の内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine of a torque base control system that controls an air amount, a fuel injection amount, an ignition timing, and the like based on a target torque.

内燃機関(以下、エンジンと云うことがある)の制御装置として、内燃機関の目標出力トルクを算出し、算出した目標出力トルクと機関回転速度とに基いて設定空燃比を算出し、目標出力トルクと設定空燃比とに基いて目標シリンダ空気量を算出し、目標シリンダ空気量と機関回転速度に基いて目標吸入空気量を算出し、その目標吸入空気量に対して所定の進み特性のフィルタ処理を施した目標吸入空気量に基いて吸入空気量の制御を行なうものがある(例えば、特許文献1)。   As a control device for an internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as an engine), a target output torque of the internal combustion engine is calculated, a set air-fuel ratio is calculated based on the calculated target output torque and the engine rotational speed, and the target output torque is calculated. The target cylinder air amount is calculated based on the air-fuel ratio and the set air-fuel ratio, the target intake air amount is calculated based on the target cylinder air amount and the engine speed, and the predetermined advance characteristic is filtered with respect to the target intake air amount. Some control the intake air amount on the basis of the target intake air amount subjected to the above (for example, Patent Document 1).

吸入空気量を変化させる制御要素としては、バルブリフトの特性等が挙げられ、可変バルブ機構、バルブリフト量(およびバルブ作動角)を制御することによって吸入空気量を制御するものがある(例えば、特許文献2)。   Examples of the control element that changes the intake air amount include the characteristics of the valve lift and the like, and there is a variable valve mechanism, and an element that controls the intake air amount by controlling the valve lift amount (and the valve operating angle) (for example, Patent Document 2).

また、新しいロジックのエンジン制御方式として、トルクベース(トルクデマンド)制御方式が実用化されている。このエンジン制御方式の開発背景としては、車両用エンジンにおけるトラクションコントロール等のように、エンジン外部からエンジン側へ要求されるトルクが増え、その処理部が必要となったこと、キーデバイスである電制スロットルが実用化したこと等がある。   As a new logic engine control system, a torque base (torque demand) control system has been put into practical use. The background of the development of this engine control system is that the torque required from the outside of the engine to the engine side has increased as in the case of traction control in a vehicle engine, and that the processing unit has become necessary. The throttle has been put into practical use.

具体的な制御内容としては、ドライバのアクセル操作の他、アイドル要求トルクや車体制御等の外部要求トルクを総合的に判断して目標エンジントルクを設定し、それを達成するように燃料噴射量および吸入空気量を制御するものである。   Specifically, in addition to the driver's accelerator operation, external control torque such as idle request torque and vehicle body control is comprehensively determined to set the target engine torque, and the fuel injection amount and It controls the amount of intake air.

エンジントルクは、燃料噴射量に大きく依存するため、目標エンジントルクの実現には燃料制御が重要である。同時に排気ガス浄化触媒の高効率利用の観点より、空燃比を所望値に合わせることも必須の要求である。   Since the engine torque largely depends on the fuel injection amount, fuel control is important for realizing the target engine torque. At the same time, it is an essential requirement to adjust the air-fuel ratio to a desired value from the viewpoint of highly efficient use of the exhaust gas purification catalyst.

すなわち、トルクベース制御においては、燃料制御と空燃比制御の制御精度の両立が重要となる。トルクベース制御として提案されている方式は、燃料噴射量の決定方法により、次の2種類が存在する。   That is, in torque-based control, it is important to achieve both control accuracy of fuel control and air-fuel ratio control. There are the following two types of methods proposed as torque-based control depending on the method of determining the fuel injection amount.

その一つは、実吸入空気量を計測した後に燃料噴射量を決定する空気主導(先行)型のものであり(例えば、特許文献3)、もう一つは、目標トルク演算結果を基に直接燃料噴射量を決定する燃料主導(先行)型である(例えば、特許文献4)。   One of them is an air-driven (preceding) type that determines the fuel injection amount after measuring the actual intake air amount (for example, Patent Document 3), and the other is based directly on the target torque calculation result. This is a fuel-driven (preceding) type that determines the fuel injection amount (for example, Patent Document 4).

空気主導型のトルクベース制御では、目標トルクの演算結果を基に目標空気量を演算し、目標空気量を得るべく電制スロットルの駆動部へ目標スロットル開度の指令信号を送信し、それに応じてシリンダ(燃焼室)内に吸入される実空気量をエアフローセンサ等の空気量センサにより計測し、計測した実空気量と目標空燃比に基づいて燃料噴射量を決定する。   In air-driven torque-based control, the target air amount is calculated based on the target torque calculation result, and the target throttle opening command signal is sent to the electric throttle drive unit to obtain the target air amount. The actual air amount sucked into the cylinder (combustion chamber) is measured by an air amount sensor such as an air flow sensor, and the fuel injection amount is determined based on the measured actual air amount and the target air-fuel ratio.

空気主導型のトルクベース制御では、実空気量を基に燃料噴射量を決定することから、空燃比精度は保証される特徴がある。しかし、トルクを決める燃料噴射量は空気量を介して決定されるため、空気量制御の精度如何では、発生トルクが目標トルクから大きく外れることがある。   The air-driven torque-based control has a feature that air-fuel ratio accuracy is guaranteed because the fuel injection amount is determined based on the actual air amount. However, since the fuel injection amount that determines the torque is determined via the air amount, the generated torque may greatly deviate from the target torque depending on the accuracy of the air amount control.

一方、燃料主導型のトルクベース制御においては、目標トルク演算結果を基に、所望の空燃比となるように目標燃料噴射量と目標空気量を決定し、それぞれ燃料噴射を行うインジェクタと電制スロットルに対応する指令信号が送信される。   On the other hand, in fuel-driven torque-based control, based on the target torque calculation result, the target fuel injection amount and the target air amount are determined so as to achieve a desired air-fuel ratio, and the injector and the electric throttle that respectively perform fuel injection A command signal corresponding to is transmitted.

燃料主導型のトルクベース制御では、燃料噴射量、空気量それぞれが、目標値どおりに実現されない場合、所望の空燃比が得られない欠点がある。特に、吸入空気量については、目標空気量と実空気量を一致させるのが困難であり、空気量制御の精度向上が大きな課題となる。
特開平11−22511号公報 特開2004−044549号公報 特開平10−89140号公報 特開平1−313636号公報
In the fuel-driven torque-based control, there is a drawback that a desired air-fuel ratio cannot be obtained if the fuel injection amount and the air amount are not realized as target values. In particular, with respect to the intake air amount, it is difficult to make the target air amount and the actual air amount coincide with each other, and improving the accuracy of air amount control becomes a major issue.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-22511 JP 2004-045549 A JP-A-10-89140 JP-A-1-313636

従来の技術では、空気量センサの出力をもとに内燃機関に装着された各種アクチュエータを、予め決められた運転状態に応じて制御を実施している。しかし、空気量センサは、可変吸気バルブ等、内燃機関に装備されている各種アクチュエータの上流側に位置しているため、各種アクチュエータの動作後の空気流量しか測定できない。このため、特に、過運転時におけるシリンダへの吸入空気量を正確に計測することができない。このため、燃料噴射量、点火時期を最適に制御することができない。   In the prior art, various actuators mounted on an internal combustion engine are controlled based on the output of an air amount sensor according to a predetermined operating state. However, since the air amount sensor is located upstream of various actuators mounted on the internal combustion engine, such as a variable intake valve, it can measure only the air flow after operation of the various actuators. For this reason, in particular, the amount of intake air to the cylinder during overrun cannot be measured accurately. For this reason, the fuel injection amount and the ignition timing cannot be optimally controlled.

本発明は、前記点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、過渡運転時に各種アクチュエータの動作に応じて変化するシリンダ内空気量を正確に推定し、燃料噴射量、点火時期を最適に制御する内燃機関の制御装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to accurately estimate the amount of air in the cylinder that changes according to the operation of various actuators during transient operation, It is an object to provide a control device for an internal combustion engine that optimally controls the timing.

本発明による内燃機関の制御装置は、スロットルバルブによって内燃機関への空気量を制御するスロットル制御装置と、吸気バルブを所定の位置に動作させる吸気バルブ制御装置と、前記吸気バルブの動作状態を検出する吸気バルブセンサと、燃料供給を行う燃料噴射装置と、点火を行う点火装置とを有する内燃機関の制御装置において、前記吸気バルブセンサの出力に応じて吸気バルブ通過空気量を推定する吸気バルブ通過空気量推定モデル部と、前記吸気バルブセンサの出力に応じてシリンダ内残留ガス量を推定するシリンダ内残留ガス推定モデル部と、前記吸気バルブ通過空気量推定モデル部によって推定された吸気バルブ通過空気量に応じてシリンダ内吸気圧力を推定するシリンダ内吸気圧力推定モデル部と、前記シリンダ内吸気圧力推定モデル部によって推定されたシリンダ内吸気圧力と前記シリンダ内残留ガス推定モデル部によって推定されたシリンダ内残留ガス量に応じてシリンダ内空気量を推定するシリンダ内空気量推定モデル部とを有し、前記シリンダ内空気量推定モデル部によって推定されたシリンダ内空気量に基づいて前記燃料噴射装置による燃料噴射と前記点火装置による点火時期の少なくとも何れか一方の制御する。   An internal combustion engine control device according to the present invention includes a throttle control device that controls the amount of air to the internal combustion engine using a throttle valve, an intake valve control device that operates the intake valve to a predetermined position, and an operating state of the intake valve. In an internal combustion engine control device having an intake valve sensor that performs fuel supply, a fuel injection device that supplies fuel, and an ignition device that performs ignition, an intake valve passage that estimates an intake valve passage air amount according to an output of the intake valve sensor An air amount estimation model unit, a cylinder residual gas estimation model unit that estimates a cylinder residual gas amount according to the output of the intake valve sensor, and an intake valve passage air estimated by the intake valve passage air amount estimation model unit A cylinder intake pressure estimation model unit for estimating the cylinder intake pressure according to the amount, and the cylinder intake pressure An in-cylinder intake air pressure estimated by the estimation model unit and an in-cylinder air amount estimation model unit for estimating the cylinder air amount according to the cylinder residual gas amount estimated by the cylinder residual gas estimation model unit Then, at least one of fuel injection by the fuel injection device and ignition timing by the ignition device is controlled based on the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、燃料タンクの蒸発ガスを機関吸気系にパージするパージ装置によるパージ空気流量を算出するパージ空気流量演算部を有し、前記パージ空気流量演算部によって算出されたパージ空気流量によって、前記シリンダ内空気量推定モデル部により推定されたシリンダ内空気量を燃焼寄与空気量として補正する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably has a purge air flow rate calculation unit that calculates a purge air flow rate by a purge device that purges the evaporated gas of the fuel tank into the engine intake system, and the purge air flow rate calculation unit Based on the calculated purge air flow rate, the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit is corrected as a combustion contributing air amount.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、排気ガス再循環装置によるEGR空気流量を算出するEGR空気流量演算部を有し、前記EGR空気流量演算部によって算出されたEGR空気流量によって、前記シリンダ内空気量推定モデル部により推定されたシリンダ内空気量を燃焼寄与空気量として補正する。   The control device for an internal combustion engine according to the present invention preferably has an EGR air flow rate calculation unit for calculating an EGR air flow rate by the exhaust gas recirculation device, and the EGR air flow rate is calculated by the EGR air flow rate calculation unit. The cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit is corrected as the combustion contributing air amount.

本発明による内燃機関の制御装置は、更に、目標燃焼トルクに基づいて目標シリンダ内空気量を算出する目標シリンダ内空気量算出モデル部を有し、前記スロットル制御装置と前記吸気バルブ制御装置は、前記目標シリンダ内空気量推定モデル部によって算出された目標シリンダ内空気量と前記シリンダ内空気量推定モデル部によって推定されたシリンダ内空気量との差が減少するように動作する。   The control device for an internal combustion engine according to the present invention further includes a target cylinder air amount calculation model unit that calculates a target cylinder air amount based on the target combustion torque, and the throttle control device and the intake valve control device include: The operation is performed so that the difference between the target cylinder air amount calculated by the target cylinder air amount estimation model unit and the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit is reduced.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記各推定モデル部による推定モデルを、吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧力あるいは空燃比センサ検出される空燃比に応じて修正する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably corrects the estimation model by each of the estimation model units according to the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor or the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記推定モデル部による推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部の圧力と前記吸気管圧力センサの圧力との偏差が小さくなるように推定モデルを修正する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably corrects the estimation model so that a deviation between the pressure of the intake collector calculated from the result of the estimation model by the estimation model unit and the pressure of the intake pipe pressure sensor becomes small. To do.

本発明による内燃機関の制御装置は、吸気バルブを所定の位置に動作させる吸気バルブ制御装置と、前記吸気バルブの動作状態を検出する吸気バルブセンサと、燃料供給を行う燃料噴射装置と、点火を行う点火装置とを有する内燃機関の制御装置において、前記吸気バルブセンサの出力に応じて吸気バルブ通過空気量を算出する吸気バルブ空気流量演算手段と、前記吸気バルブ空気流量演算部によって算出された吸気バルブ空気流量に応じてシリンダ内吸気圧力を算出するシリンダ内吸気圧演算手段と、前記シリンダ内吸気圧演算手段によって算出されたシリンダ内吸気圧力に応じてシリンダ内空気流量を算出するシリンダ内空気流量演算手段と、燃料タンクの蒸発ガスを機関吸気系にパージするパージ装置によるパージ空気流量を算出するパージ空気流量演算手段と、排気ガス再循環装置によるEGR空気流量を算出するEGR空気流量演算手段と、前記吸気バルブセンサの出力に応じてバルブオーバラップによるシリンダ内残留ガス流量を算出するシリンダ内残留ガス流量演算手段と、前記シリンダ内空気流量演算手段によって算出されたシリンダ内空気流量と前記パージ空気流量演算手段によって算出されたパージ空気流量と前記EGR空気演算手段によって算出されたEGR空気流量とシリンダ内残留ガス流量演算手段によって算出されたシリンダ内残留ガス流量とから燃焼寄与空気量を算出する燃焼寄与空気量演算手段とを有し、前記燃焼寄与空気量演算手段によって算出された燃焼寄与空気量に基づいて前記燃料噴射装置による燃料噴射と前記点火装置による点火時期の少なくとも何れか一方の制御する。   An internal combustion engine control device according to the present invention includes an intake valve control device that operates an intake valve to a predetermined position, an intake valve sensor that detects an operation state of the intake valve, a fuel injection device that supplies fuel, and ignition. In an internal combustion engine control device having an ignition device to perform, an intake valve air flow rate calculation means for calculating an intake valve passing air amount according to an output of the intake valve sensor, and an intake air calculated by the intake valve air flow rate calculation unit In-cylinder intake pressure calculating means for calculating the intake pressure in the cylinder according to the valve air flow rate, and in-cylinder air flow rate for calculating the in-cylinder air flow rate according to the in-cylinder intake pressure calculated by the in-cylinder intake pressure calculation means Calculates the purge air flow rate by the calculation means and the purge device that purges the fuel tank evaporative gas to the engine intake system An air flow rate calculating means, an EGR air flow rate calculating means for calculating an EGR air flow rate by the exhaust gas recirculation device, and an in-cylinder residual gas flow rate by a valve overlap according to the output of the intake valve sensor A residual gas flow rate calculating means; a cylinder air flow rate calculated by the cylinder air flow rate calculating means; a purge air flow rate calculated by the purge air flow rate calculating means; and an EGR air flow rate calculated by the EGR air calculating means. Combustion contribution air amount calculation means for calculating the combustion contribution air amount from the cylinder residual gas flow rate calculated by the cylinder residual gas flow rate calculation means, and the combustion contribution air calculated by the combustion contribution air amount calculation means The fuel injection by the fuel injection device and the ignition timing by the ignition device based on the quantity At least one to one control.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、インテークコレクタ部の圧力を推定するインテークコレクタ部圧力推定演算手段と、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサとを有し、前記インテークコレクタ部圧力推定演算手段によって推定されたインテークコレクタ部推定圧力と前記吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、前記吸気バルブ空気流量演算手段による吸気バルブ空気流量の演算に用いる吸気バルブ開口面積を補正する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably includes an intake collector pressure estimation calculating means for estimating the pressure of the intake collector and an intake pipe pressure sensor for detecting the intake pipe pressure, and the intake collector pressure Used for calculation of the intake valve air flow rate by the intake valve air flow rate calculation means so that the deviation between the intake collector estimated pressure estimated by the estimation calculation means and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor becomes small. Correct the intake valve opening area.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、インテークコレクタ部の圧力を推定するインテークコレクタ部圧力推定演算手段と、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサとを有し、前記インテークコレクタ部圧力推定演算手段によって推定されたインテークコレクタ部推定圧力と前記吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、前記EGR空気流量演算部によるEGR空気流量の演算に用いるEGRバルブ開口面積を補正する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably includes an intake collector pressure estimation calculating means for estimating the pressure of the intake collector and an intake pipe pressure sensor for detecting the intake pipe pressure, and the intake collector pressure An EGR valve used for the calculation of the EGR air flow rate by the EGR air flow rate calculation unit so that the deviation between the intake collector estimated pressure estimated by the estimation calculation means and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor becomes small. Correct the opening area.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、インテークコレクタ部の圧力を推定するインテークコレクタ部圧力推定演算手段と、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサとを有し、前記インテークコレクタ部圧力推定演算手段によって推定されたインテークコレクタ部推定圧力と前記吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、前記シリンダ内残留ガス流量演算手段によるシリンダ内残留ガス流量の演算に用いるバルブオーバラップ開口面積を補正する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably includes an intake collector pressure estimation calculating means for estimating the pressure of the intake collector and an intake pipe pressure sensor for detecting the intake pipe pressure, and the intake collector pressure Calculation of the residual gas flow rate in the cylinder by the residual gas flow rate calculation means in the cylinder so that the deviation between the intake collector estimated pressure estimated by the estimation calculation means and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor becomes small. The valve overlap opening area used for the correction is corrected.

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、インテークコレクタ部の圧力を推定するインテークコレクタ部圧力推定演算手段と、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサとを有し、前記インテークコレクタ部圧力推定演算手段によって推定されたインテークコレクタ部推定圧力と前記吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、前記パージ空気流量演算手段によるパージ空気流量の演算に用いるパージ開口面積を補正する。   The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention preferably includes an intake collector pressure estimation calculating means for estimating the pressure of the intake collector and an intake pipe pressure sensor for detecting the intake pipe pressure, and the intake collector pressure The purge opening used for calculating the purge air flow rate by the purge air flow rate calculation means so that the deviation between the intake collector estimated pressure estimated by the estimation calculation means and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor becomes small. Correct the area.

本発明は、上記各種推定モデルをエンジンモデルとし、エンジン制御装置にエンジン動作をシミュレートするエンジンモデルを実装し、このエンジンモデルにより所定時間経過後の各パラメータを予測し、この予測結果が目標値になるように各アクチュエータを制御するものであり、各種アクチュエータの動作状態が急激に変化する過渡運転時におけるシリンダ内空気量を、エンジンモデルを用いたシリンダ内空気量推定モデルにより決定されるシリンダ流入空気量により、燃料噴射量や点火時期を求めることにより、過渡運転時のトルク変動や排気悪化等を防止できる。   The present invention uses the above-described various estimation models as engine models, and implements an engine model that simulates engine operation in the engine control device, predicts each parameter after a predetermined period of time using the engine model, and the prediction result is a target value. The cylinder inflow is determined by the cylinder air amount estimation model using the engine model during transient operation where the operating state of each actuator changes rapidly. By obtaining the fuel injection amount and the ignition timing based on the air amount, it is possible to prevent torque fluctuation and exhaust deterioration during transient operation.

本発明の内燃機関の制御装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一つの実施形態の制御装置が適用される燃料噴射式の内燃機関のシステム構成を示している。
An embodiment of a control device for an internal combustion engine of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a system configuration of a fuel injection type internal combustion engine to which a control device of one embodiment of the present invention is applied.

本実施形態の内燃機関10は、V型エンジンとして構成されている。内燃機関10は、エンジンブロック11に形成されたシリンダボア12内にピストン13を有し、各バンクにおいて複数個の燃焼室(シリンダ室)14を画定している。ピストン13はコネクティングロッド43によってクランク軸44に駆動連結されている。   The internal combustion engine 10 of the present embodiment is configured as a V-type engine. The internal combustion engine 10 has a piston 13 in a cylinder bore 12 formed in the engine block 11, and defines a plurality of combustion chambers (cylinder chambers) 14 in each bank. The piston 13 is drivingly connected to the crankshaft 44 by a connecting rod 43.

エンジンブロック11にはクランク軸44の回転角度(クランク角)を検出するクランク角センサ45と、冷却水温度を検出する水温センサ46が取り付けられている。   A crank angle sensor 45 that detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 44 and a water temperature sensor 46 that detects the coolant temperature are attached to the engine block 11.

エアークリーナ15には、吸入空気量を計測する空気量センサ16と、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ17が設けられている。   The air cleaner 15 is provided with an air amount sensor 16 for measuring the amount of intake air and an intake air temperature sensor 17 for detecting the temperature of the intake air.

空気は、エアークリーナ15より取り入れられ、吸入空気量を制御するスロットルバルブ18を備えた絞り弁組立体、すなわちスロットルボディ19と吸気管20Aを通り、インテークコレクタ(サージタンク)20に入る。スロットルバルブ18は燃焼室14への空気量を制御する電動式のスロットル制御装置、いわゆる電制スロットルである。   Air is taken in from the air cleaner 15 and passes through a throttle valve assembly having a throttle valve 18 for controlling the amount of intake air, that is, a throttle body 19 and an intake pipe 20A, and enters an intake collector (surge tank) 20. The throttle valve 18 is an electric throttle control device that controls the amount of air to the combustion chamber 14, a so-called electric throttle.

スロットルボディ19にはスロットルバルブ18の開度を検出するスロットルセンサ21が取り付けられている。吸気管20Aには吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ49が取り付けられている。   A throttle sensor 21 that detects the opening of the throttle valve 18 is attached to the throttle body 19. An intake pipe pressure sensor 49 for detecting the intake pipe pressure is attached to the intake pipe 20A.

インテークコレクタ20には内燃機関10の各気筒(燃焼室14)に空気を分岐供給する吸気分岐管22が接続されている。吸気分岐管22には、燃料供給を行う燃料噴射装置として、各気筒毎に燃料噴射弁23が取り付けられている。   An intake branch pipe 22 is connected to the intake collector 20 to supply air to each cylinder (combustion chamber 14) of the internal combustion engine 10. A fuel injection valve 23 for each cylinder is attached to the intake branch pipe 22 as a fuel injection device that supplies fuel.

内燃機関10の吸気側には、吸気ポート24を開閉する吸気バルブ25、吸気バルブ25を所定の位置に動作させる吸気バルブ制御装置として吸気バルブ25を可変動作できる吸気可変動弁機構26が設けられている。なお、図1では図示を省略しているが、機関吸気側には吸気バルブ25の動作状態を検出する吸気バルブセンサ48(図3参照)が設けられている。   On the intake side of the internal combustion engine 10, an intake valve 25 that opens and closes the intake port 24, and an intake variable valve mechanism 26 that can variably operate the intake valve 25 as an intake valve control device that operates the intake valve 25 to a predetermined position are provided. ing. Although not shown in FIG. 1, an intake valve sensor 48 (see FIG. 3) for detecting the operating state of the intake valve 25 is provided on the engine intake side.

内燃機関10の排気側には、排気ポート27を開閉する排気バルブ28、排気バルブ28を可変動作できる排気可変動弁機構29が設けられている。排気ポート27には途中に触媒コンバータ30を取り付けられている排気管31が接続されている。触媒コンバータ30の上流側には空燃比センサ41が、触媒コンバータ30の下流側には酸素センサ42が各々取り付けられている。   On the exhaust side of the internal combustion engine 10, an exhaust valve 28 that opens and closes an exhaust port 27 and an exhaust variable valve mechanism 29 that can variably operate the exhaust valve 28 are provided. An exhaust pipe 31 to which a catalytic converter 30 is attached is connected to the exhaust port 27 on the way. An air-fuel ratio sensor 41 is attached upstream of the catalytic converter 30, and an oxygen sensor 42 is attached downstream of the catalytic converter 30.

内燃機関10には排気ガス再循環通路32が設けられている。排気ガス再循環通路32にはEGRバルブ33が取り付けられている。EGRバルブ33は排気ガスの一部を吸気系に戻すEGR量を制御する。   An exhaust gas recirculation passage 32 is provided in the internal combustion engine 10. An EGR valve 33 is attached to the exhaust gas recirculation passage 32. The EGR valve 33 controls the amount of EGR that returns a part of the exhaust gas to the intake system.

燃料噴射弁23には、燃料タンク34の燃料が燃料ポンプ35によって加圧され、プレッシャレギュレータ47によって調圧されて供給される。燃料タンク34には、燃料タンク34の蒸発ガスを機関吸気系にパージするパージ装置として、燃料タンク34内の蒸発ガスを吸着するキャニスタ36が設けられている。   The fuel in the fuel tank 34 is pressurized by the fuel pump 35, and regulated and supplied by the pressure regulator 47 to the fuel injection valve 23. The fuel tank 34 is provided with a canister 36 that adsorbs the evaporated gas in the fuel tank 34 as a purge device for purging the evaporated gas in the fuel tank 34 to the engine intake system.

キャニスタ36に吸着された燃料は、燃料タンク34の蒸発ガスを機関吸気系にパージするパージ装置として設けられているパージ通路37、パージバルブ38を通って吸気系に戻される。   The fuel adsorbed by the canister 36 is returned to the intake system through a purge passage 37 and a purge valve 38 provided as a purge device for purging the evaporated gas in the fuel tank 34 to the engine intake system.

内燃機関10には、点火装置として、各燃焼室14毎に点火プラグ39が取り付けられている。点火プラグ39は点火コイル40によって放電電圧を印加され、火花放電によって燃焼室14の燃料と空気との混合気の点火を行う。   An ignition plug 39 is attached to the internal combustion engine 10 for each combustion chamber 14 as an ignition device. The spark plug 39 is applied with a discharge voltage by the ignition coil 40 and ignites a mixture of fuel and air in the combustion chamber 14 by spark discharge.

内燃機関10は、制御装置として、電子制御式のエンジン制御装置100(以下、ECUと云う)を有する。ECU100は、空気量センサ16、吸気温センサ17、スロットルセンサ21、空燃比センサ41、酸素センサ42、クランク角センサ45、水温センサ46、の各々よりセンサ信号を入力し、演算処理を行い、スロットルバルブ18、燃料噴射弁23、プレッシャレギュレータ47、点火コイル40、吸気可変動弁機構26、排気可変動弁機構29、EGRバルブ33、パージバルブ38の各々に対して制御指令信号を出力する。   The internal combustion engine 10 has an electronically controlled engine control device 100 (hereinafter referred to as ECU) as a control device. The ECU 100 receives sensor signals from the air amount sensor 16, the intake air temperature sensor 17, the throttle sensor 21, the air-fuel ratio sensor 41, the oxygen sensor 42, the crank angle sensor 45, and the water temperature sensor 46, performs arithmetic processing, and performs throttle processing. Control command signals are output to each of the valve 18, fuel injection valve 23, pressure regulator 47, ignition coil 40, intake variable valve mechanism 26, exhaust variable valve mechanism 29, EGR valve 33, and purge valve 38.

ECU100は、図2に示されているように、入力回路101、A/D変換部102、CPU(中央演算部)103、ROM104、RAM105、出力回路106を含んだコンピュータにより構成されいる。   As shown in FIG. 2, the ECU 100 is constituted by a computer including an input circuit 101, an A / D conversion unit 102, a CPU (central processing unit) 103, a ROM 104, a RAM 105, and an output circuit 106.

入力回路101は上述のセンサ類より出力された信号を入力信号として取り込む。この入力信号がアナログ信号(スロットルセンサ21、水温センサ46からの信号)の場合には、入力回路101は、該信号からノイズ成分の除去等を行い、当該信号をA/D変換部102に出力する。   The input circuit 101 takes in signals output from the above-described sensors as input signals. When this input signal is an analog signal (a signal from the throttle sensor 21 or the water temperature sensor 46), the input circuit 101 removes a noise component from the signal and outputs the signal to the A / D converter 102. To do.

CPU103は、入力回路101およびA/D変換部102によってA/D変換されたセンサ信号を入力し、ROM104に記憶された制御ロジック(プログラム)を実行することによって制御、診断等を実行する。   The CPU 103 inputs sensor signals A / D converted by the input circuit 101 and the A / D converter 102 and executes control logic (program) stored in the ROM 104 to execute control, diagnosis, and the like.

CPU103で演算された演算結果及びA/D変換結果は、RAM105に一時的に記憶されると共に、演算結果による制御指令信号は、出力回路106より燃料噴射弁23、点火コイル40等のアクチュエータ類に出力され、これらアクチュエータ類の制御に用いられる。   The calculation result and A / D conversion result calculated by the CPU 103 are temporarily stored in the RAM 105, and a control command signal based on the calculation result is sent from the output circuit 106 to actuators such as the fuel injection valve 23 and the ignition coil 40. Is output and used to control these actuators.

ECU100は、図3に示されているように、CPU103がコンピュータプログラムを実行することによるソフトウェア処理により、スロットル通過空気量推定モデル部201、吸気バルブ通過空気量推定モデル部202、シリンダ内吸気圧力推定モデル部203、シリンダ内残留ガス推定モデル部204、シリンダ内空気量推定モデル部205、燃料噴射制御モデル部206、点火時期制御モデル部207、目標シリンダ内空気量算出モデル部208、スロットル制御モデル部209、吸気バルブ制御モデル部210によるエンジンモデルを構成する。   As shown in FIG. 3, the ECU 100 performs the throttle passage air amount estimation model unit 201, the intake valve passage air amount estimation model unit 202, and the cylinder intake air pressure estimation by software processing by the CPU 103 executing a computer program. Model unit 203, cylinder residual gas estimation model unit 204, cylinder air amount estimation model unit 205, fuel injection control model unit 206, ignition timing control model unit 207, target cylinder air amount calculation model unit 208, throttle control model unit 209, an engine model by the intake valve control model unit 210 is configured.

スロットル通過空気量推定モデル部201は、スロットルセンサ21の出力に基づいてスロットル制御装置51(スロットルバルブ18)の前後圧力と、スロットル通過空気量を、数学的演算によって推定する。   The throttle passage air amount estimation model unit 201 estimates the front-rear pressure of the throttle control device 51 (throttle valve 18) and the throttle passage air amount by mathematical calculation based on the output of the throttle sensor 21.

吸気バルブ通過空気量推定モデル部202は、吸気バルブセンサ48の出力に基づいて吸気バルブ制御装置52(吸気バルブ25)の前後圧力と、吸気バルブ通過空気量を、数学的演算によって推定する。   The intake valve passing air amount estimation model unit 202 estimates the front-rear pressure of the intake valve control device 52 (intake valve 25) and the intake valve passing air amount by mathematical calculation based on the output of the intake valve sensor 48.

シリンダ内吸気圧力推定モデル部203は、吸気バルブ通過空気量推定モデル部202によって推定された吸気バルブ通過空気量に基づいてシリンダ内吸気圧力を、数学的演算によって推定する。   The cylinder intake pressure estimation model unit 203 estimates the cylinder intake pressure by mathematical calculation based on the intake valve passage air amount estimated by the intake valve passage air amount estimation model unit 202.

シリンダ内残留ガス推定モデル部204は、吸気バルブセンサ48の出力に基づいてシリンダ内残留ガス量を、数学的演算によって推定する。   The cylinder residual gas estimation model unit 204 estimates the cylinder residual gas amount by mathematical calculation based on the output of the intake valve sensor 48.

シリンダ内空気量推定モデル部205は、シリンダ内吸気圧力推定モデル部203によって推定されたシリンダ内吸気圧力と、シリンダ内残留ガス推定モデル部204によって推定されたシリンダ内残留ガス量に基づいてシリンダ内吸入空気量を、数学的演算によって推定する。   The cylinder air amount estimation model unit 205 is configured to determine whether the cylinder interior air pressure is estimated based on the cylinder intake air pressure estimation model unit 203 and the cylinder residual gas amount estimated by the cylinder residual gas estimation model unit 204. The intake air amount is estimated by mathematical calculation.

シリンダ内空気量推定モデル部205によって推定されたシリンダ内吸入空気量は、燃料噴射制御モデル部206と点火時期制御モデル部207に渡され、点火時期と燃料噴射量の算出に用いられる。換言すると、点火時期と燃料噴射量は、少なくともシリンダ内空気量推定モデル部205によって推定されたシリンダ流入空気量を用いて算出される。   The in-cylinder intake air amount estimated by the in-cylinder air amount estimation model unit 205 is passed to the fuel injection control model unit 206 and the ignition timing control model unit 207, and is used to calculate the ignition timing and the fuel injection amount. In other words, the ignition timing and the fuel injection amount are calculated using at least the cylinder inflow air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit 205.

燃料噴射制御モデル部206は、燃料噴射制御装置53(燃料噴射弁23)へ制御指令信号(駆動信号)を出力し、点火時期制御モデル部207は、点火時期制御部54(点火コイル40)へ制御指令信号(駆動信号)を出力する。   The fuel injection control model unit 206 outputs a control command signal (drive signal) to the fuel injection control device 53 (fuel injection valve 23), and the ignition timing control model unit 207 transfers to the ignition timing control unit 54 (ignition coil 40). A control command signal (drive signal) is output.

本実施形態では、このように、各種推定モデルをエンジンモデルとし、ECU100にエンジン動作をシミュレートする上記エンジンモデルを実装し、このエンジンモデルにより所定時間経過後の各パラメータを予測し、この予測結果が目標値になるように各アクチュエータを制御する。   In this embodiment, in this way, various estimation models are used as engine models, and the engine model for simulating engine operation is mounted on the ECU 100, and each parameter after a predetermined time has been predicted by the engine model. Each actuator is controlled so that becomes a target value.

目標シリンダ内空気量算出モデル部208は、目標燃焼トルクに基づいて目標シリンダ内空気量を算出する。   The target cylinder air amount calculation model unit 208 calculates the target cylinder air amount based on the target combustion torque.

スロットル制御モデル部209は、シリンダ内空気量推定モデル部205によって推定されたシリンダ内空気量と目標シリンダ内空気量算出モデル部208によって算出された目標燃焼トルクに基づく目標シリンダ内空気量との偏差を算出し、この偏差が減少(零)するように、スロット制御装置51に操作量信号を出力する。   The throttle control model unit 209 has a deviation between the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit 205 and the target cylinder air amount based on the target combustion torque calculated by the target cylinder air amount calculation model unit 208. And an operation amount signal is output to the slot control device 51 so that the deviation decreases (zero).

吸気バルブ制御モデル部210は、シリンダ内空気量推定モデル部205によって推定されたシリンダ内空気量と目標シリンダ内空気量算出モデル部208によって算出された目標燃焼トルクに基づく目標シリンダ内空気量との偏差を算出し、この偏差が減少(零)するように、吸気バルブ制御装置52(吸気可変動弁機構26)に操作量信号を出力する。   The intake valve control model unit 210 calculates the difference between the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit 205 and the target cylinder air amount based on the target combustion torque calculated by the target cylinder air amount calculation model unit 208. A deviation is calculated, and an operation amount signal is output to the intake valve control device 52 (intake variable valve mechanism 26) so that the deviation decreases (zero).

上述したエンジンモデルの誤差は、各種センサの結果に基づき修正される。この実施形態では、各種推定モデルは、吸気管圧力センサ49、空燃比センサ41、吸気温センサ17、水温センサ46の出力に応じて修正される。また、各種推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ20の圧力と吸気管圧力センサ49の圧力の偏差が小さくなるように推定モデルを修正する。   The engine model error described above is corrected based on the results of various sensors. In this embodiment, various estimation models are corrected according to the outputs of the intake pipe pressure sensor 49, the air-fuel ratio sensor 41, the intake air temperature sensor 17, and the water temperature sensor 46. Further, the estimation model is modified so that the deviation between the pressure of the intake collector 20 calculated from the results of various estimation models and the pressure of the intake pipe pressure sensor 49 becomes small.

次に、燃焼寄与空気量の演算処理の詳細を、図4に示されている演算処理ブロック図と、図5に示されているフローチャートを参照して説明する。   Next, details of the calculation processing of the combustion contribution air amount will be described with reference to the calculation processing block diagram shown in FIG. 4 and the flowchart shown in FIG.

燃焼寄与空気量の演算処理は、図4に示されているように、シリンダ内空気量推定モデル部205による空気量推定の演算処理は、シリンダ内空気流量演算部2051(シリンダ内空気量推定モデル部205)と、吸気バルブ空気流量演算部2052(吸気バルブ通過空気量推定モデル部202)と、スロットル空気流量演算部2053(スロットル通過空気量推定モデル部201)と、インテークコレクタ部推定圧力演算部2054と、EGR空気流量演算部2055と、残留ガス空気流量演算部2056(シリンダ内残留ガス推定演算部204)と、燃焼寄与空気量演算部2057と、排気管空気流量演算部2058と、パージ空気流量演算部2059と、シリンダ内吸気圧力演算部2060(シリンダ内吸気圧力推定モデル部203)と、排気管圧力演算部2061により行われる。   As shown in FIG. 4, the calculation process of the combustion contribution air amount is performed by the cylinder air flow rate calculation unit 2051 (cylinder air amount estimation model). Unit 205), intake valve air flow rate calculation unit 2052 (intake valve passage air amount estimation model unit 202), throttle air flow rate calculation unit 2053 (throttle passage air amount estimation model unit 201), intake collector unit estimated pressure calculation unit 2054, EGR air flow rate calculation unit 2055, residual gas air flow rate calculation unit 2056 (in-cylinder residual gas estimation calculation unit 204), combustion contribution air amount calculation unit 2057, exhaust pipe air flow rate calculation unit 2058, purge air Flow rate calculation unit 2059 and in-cylinder intake pressure calculation unit 2060 (in-cylinder intake pressure estimation model unit 203) , It is performed by an exhaust pipe pressure calculation unit 2061.

上述したシリンダ内空気量推定モデル部205の各演算部が行う具体的な演算内容については、以下に説明する演算処理フロー(図5)の説明で明らかにする。   The specific calculation contents performed by each calculation unit of the cylinder air amount estimation model unit 205 described above will be clarified in the description of the calculation processing flow (FIG. 5) described below.

まず、各種変数の初期化を実施する(ステップS501)。空気量関連の変数は、初期値を0とし、圧力関係の変数は初期値を大気圧とする。温度関係の変数は、初期値を所定の値に設定する。   First, various variables are initialized (step S501). The initial value of the air quantity related variable is 0, and the initial value of the pressure related variable is atmospheric pressure. The initial value of the temperature related variable is set to a predetermined value.

変数の初期化処理後、エンジンの空気量算出に必要な基本情報であるエンジン回転数NDATAを取り込む(ステップS502)。   After the variable initialization process, the engine speed NDATA, which is basic information necessary for calculating the air amount of the engine, is fetched (step S502).

つぎに、シリンダ内空気流量演算部2051によってエンジンが吸入する空気量であるシリンダ内空気流量QEXTVを算出する(ステップS503)。シリンダ内空気流量QEXTVを算出する計算式は、内燃機関の文献をもとに簡略化した下式に従って求める。
QEXTV=ETAV・VL・NDATA
但し、ETAV:吸入効率、VL:エンジン排気量、NDATA:エンジン回転数
Next, the in-cylinder air flow rate calculation unit 2051 calculates the in-cylinder air flow rate QEXTV that is the amount of air taken in by the engine (step S503). The calculation formula for calculating the in-cylinder air flow rate QEXTV is obtained according to the following simplified formula based on the literature of the internal combustion engine.
QEXTV = ETAV / VL / NDATA
However, ETAV: suction efficiency, VL: engine displacement, NDATA: engine speed

エンジン回転数NDATAは、クランク角センサ45の出力信号より求められる。
吸入効率ETAVは、下式で求める。
ETAV=PCYL/(84800+173・TCYL)・K1−PEXTUB/(84800+173・TCYL)・0.87・K2
但し、PCYL:シリンダ内吸気圧力、TCYL:シリンダ内空気推定温度、PEXTUB:エンジン排気管圧力、K1=ε/(ε−1)、K2=1/(ε−1)、 ε:エンジンの圧縮比
The engine speed NDATA is obtained from the output signal of the crank angle sensor 45.
The inhalation efficiency ETAV is obtained by the following formula.
ETAV = PCYL / (84800 + 173 · TCYL) · K1-PEXTUB / (84800 + 173 · TCYL) · 0.87 · K2
Where, PCYL: cylinder intake pressure, TCYL: cylinder air estimated temperature, PEXTUB: engine exhaust pipe pressure, K1 = ε / (ε-1), K2 = 1 / (ε-1), ε: engine compression ratio

エンジン始動時は、シリンダ内吸気圧力PCYLは大気圧相当、シリンダ内空気推定温度TCYLは外気温度相当で、スタータでエンジンが回転し、エンジン回転数NDATAが決まり、シリンダ内空気流量演算部2051の処理によってエンジンの吸入空気量QEXTVが決まる。   When the engine is started, the cylinder intake pressure PCYL is equivalent to atmospheric pressure, the cylinder air estimated temperature TCYL is equivalent to the outside air temperature, the engine is rotated by the starter, the engine speed NDATA is determined, and the process of the cylinder air flow rate calculation unit 2051 is performed. Thus, the intake air amount QEXTV of the engine is determined.

次に、吸気バルブセンサ48より吸気バルブ開口面積AINTVを取り込み(ステップS504)、下式より吸気バルブを通過する吸気バルブ空気流量QINTVを求める(ステップS05)。
QINTV=AINTV・CINTV・KAIRD・CPMINTV・SONIC
但し、
AINTV:吸気バルブ開口面積
CINTV:吸気バルブ部流量係数
KAIRD:空気密度
CPMINTV:吸気バルブ部圧力比
SONIC:空気の音速
Next, the intake valve opening area AINTV is taken from the intake valve sensor 48 (step S504), and the intake valve air flow rate QINTV passing through the intake valve is obtained from the following equation (step S05).
QINTV = AINTV / CINTV / KAIRD / CPMINTV / SONIC
However,
AINTV: Intake valve opening area CINTV: Intake valve flow coefficient KAIRD: Air density CPMINTV: Intake valve pressure ratio SONIC: Sound velocity of air

ここで、空気密度KAIRDは、下式に従って求める。
KAIRD=1.293・273/(273+TINTV)・PATM
TINTV:吸気バルブ部空気推定温度
PATM:大気圧
吸気バルブ部圧力比CPMINTVは下式に従って求める。
Here, the air density KAIRD is obtained according to the following equation.
KAIRD = 1.293 ・ 273 / (273 + TINTV) ・ PATM
TINTV: Intake valve portion estimated air temperature PATM: Atmospheric pressure The intake valve portion pressure ratio CPMINTV is obtained according to the following equation.

Figure 0004403122
但し、Cp1:圧力比、k:気体の比熱比
Figure 0004403122
However, Cp1: Pressure ratio, k: Specific heat ratio of gas

圧力比Cp1は、下式に従って求める。
Cp1=PCYL/PM
但し、PCYL:シリンダ内吸気圧力、PM:インテークコレクタ部推定圧力(初期値は大気圧)
The pressure ratio Cp1 is obtained according to the following formula.
Cp1 = PCYL / PM
However, PCYL: In-cylinder intake pressure, PM: Intake collector estimated pressure (initial value is atmospheric pressure)

ここで、シリンダ内吸気圧力PCYLについては、流出量と流入量の差分が圧力変化分となることから、シリンダ内吸気圧力演算部2060によって下式に従って求めることができる。
PCYL=KPCYL・(QINTV−QEXTV)+PCYL[Z]
但し、
KPCYL:圧力勾配係数
QINTV:吸気バルブ空気流量(初期値は0)
QEXTV:エンジン吸入空気量
PCYL[Z]:PCYLの前回計算値(初期値は大気圧)
Here, the in-cylinder intake pressure PCYL can be obtained by the in-cylinder intake pressure calculation unit 2060 according to the following expression because the difference between the outflow amount and the inflow amount becomes the pressure change.
PCYL = KPCYL ・ (QINTV-QEXTV) + PCYL [Z]
However,
KPCYL: Pressure gradient coefficient QINTV: Intake valve air flow rate (initial value is 0)
QEXTV: Engine intake air amount PCYL [Z]: Previously calculated value of PCYL (initial value is atmospheric pressure)

次に、スロット空気流量演算部2053によってスロットル空気流量QTVOを算出する(ステップS506)。本実施形態では、空気量センサ16が、スロットルバルブ18より上流側に配置されているから、図8に示す処理フローによって直接スロットル空気流量QTVOを算出する。   Next, the throttle air flow rate QTVO is calculated by the slot air flow rate calculation unit 2053 (step S506). In the present embodiment, since the air amount sensor 16 is arranged on the upstream side of the throttle valve 18, the throttle air flow rate QTVO is directly calculated by the processing flow shown in FIG.

ここで、スロットル空気流量QTVOの算出処理について、図8に示されているフローチャートを参照して説明する。   Here, the calculation process of the throttle air flow rate QTVO will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図8に示すスロットル空気量算出フローにおいて、まず、エアフローセンサ(空気量センサ16)の電圧値を検出し(ステップS801)、電圧から流量への変換を行い(ステップS802)、スロットル空気流量QTVOへ代入する。   In the throttle air amount calculation flow shown in FIG. 8, first, the voltage value of the air flow sensor (air amount sensor 16) is detected (step S801), the voltage is converted into a flow rate (step S802), and the throttle air flow rate QTVO is obtained. substitute.

図5のフローチャートに戻り、次に、インテークコレクタ20の圧力(インテークコレクタ部推定圧力)PMを下式に従って算出する(ステップS507)。
PM=KPM・(QTVO+QPRG+QEGR+QREM−QINTV)+PM[Z]
但し、
KPM:インテークコレクタ内圧力勾配係数
QTVO:スロットル空気流量(初期値は0)
QPRG:パージ空気流量
QEGR:EGR空気流量
QREM:残留ガス空気流量
QINTV:吸気バルブ空気流量
PM[Z]:PMの前回計算値(初期値は大気圧)
Returning to the flowchart of FIG. 5, next, the pressure (intake collector portion estimated pressure) PM of the intake collector 20 is calculated according to the following equation (step S507).
PM = KPM ・ (QTVO + QPRG + QEGR + QREM-QINTV) + PM [Z]
However,
KPM: Intake collector pressure gradient coefficient QTVO: Throttle air flow rate (initial value is 0)
QPRG: Purge air flow rate QEGR: EGR air flow rate QREM: Residual gas air flow rate QINTV: Intake valve air flow rate PM [Z]: Previously calculated value of PM (initial value is atmospheric pressure)

次に、EGRバルブ33の開口面積AEGRを取り込み(ステップS508)、EGR空気流量演算部2055によってEGRバルブ部を流れるEGR空気流量QEGRを下式に従って求める(ステップS509)。
QEGR=AEGR・CEGR・KAIRD・CPMEGR・SONIC
但し、
AEGR:EGR開口面積
CEGR:EGRバルブ部流量係数
KAIRD:空気密度
CPMEGR:EGRバルブ部圧力比
SONIC:空気の音速
Next, the opening area AEGR of the EGR valve 33 is taken in (step S508), and the EGR air flow rate calculation unit 2055 obtains the EGR air flow rate QEGR flowing through the EGR valve unit according to the following equation (step S509).
QEGR = AEGR, CEGR, KAIRD, CPMEGR, SONIC
However,
AEGR: EGR opening area CEGR: EGR valve part flow coefficient KAIRD: Air density CPMEGR: EGR valve part pressure ratio SONIC: Sound velocity of air

ここで、EGRバルブ部圧力比CPMEGRは下式に従って求める。   Here, the EGR valve part pressure ratio CPMEGR is obtained according to the following equation.

Figure 0004403122
但し、
Cp2:EGR部圧力比
k:気体の比熱比
Figure 0004403122
However,
Cp2: EGR part pressure ratio k: Specific heat ratio of gas

EGR部圧力比Cp2は、下式に従って求める。
Cp2=PM/PEXTUB
PM:インテークコレクタ部推定圧力
PEXTUB:排気管圧力
The EGR part pressure ratio Cp2 is obtained according to the following equation.
Cp2 = PM / PEXTUB
PM: Intake collector estimated pressure PEXTUB: Exhaust pipe pressure

次に、バルブオーバーラップ(バルブOL)開口面積AVOLを読み取り(ステップS510)、残留ガス空気流量演算部2056によってシリンダ内の残留ガス空気流量QREMを求める(ステップS511)。シリンダ内の残留ガス空気流量QREMは、エンジン回転数NDATAと、シリンダ内圧力PCYLと、吸気バルブセンサ48の出力信号より求められたバルブオーバラップ開口面積AVOLと、クランク角センサ45によるクランク位置をもとに算出する。   Next, the valve overlap (valve OL) opening area AVOL is read (step S510), and the residual gas air flow rate QREM in the cylinder is obtained by the residual gas air flow rate calculation unit 2056 (step S511). The residual gas air flow rate QREM in the cylinder includes the engine speed NDATA, the cylinder pressure PCYL, the valve overlap opening area AVOL obtained from the output signal of the intake valve sensor 48, and the crank position by the crank angle sensor 45. And calculate.

次に、パージバルブ38の開口面積APRGを取り込み(ステップS512)、パージ空気流量演算部2059によってパージバルブ部を流れるパージ空気流量QPRGを下式に従って算出する(ステップS513)。
QPRG=APRG・CPRG・KAIRD・CPMPRG・SONIC
但し、
APRG:パージバルブ開口面積
CPRG:パージバルブ部流量係数
KAIRD:空気密度
CPMPRG:パージバルブ部圧力比
SONIC:空気の音速
Next, the opening area APRG of the purge valve 38 is taken in (step S512), and the purge air flow rate calculation unit 2059 calculates the purge air flow rate QPRG flowing through the purge valve unit according to the following equation (step S513).
QPRG = APRG, CPRG, KAIRD, CPMPRG, SONIC
However,
APRG: Purge valve opening area CPRG: Purge valve section flow coefficient KAIRD: Air density CPMPRG: Purge valve section pressure ratio SONIC: Speed of sound of air

ここで、パージバルブ部圧力比CPMPRGは下式に従って求める。   Here, the purge valve portion pressure ratio CPMPRG is obtained according to the following equation.

Figure 0004403122
但し、
KCp3:パージバルブ部圧力比
k:気体の比熱比
Figure 0004403122
However,
KCp3: Purge valve section pressure ratio k: Gas specific heat ratio

パージバルブ部圧力比Cp3は下式に従って求める。
Cp3=PM/PATM
PM:インテークコレクタ部推定圧力
PATM:大気圧
The purge valve portion pressure ratio Cp3 is obtained according to the following equation.
Cp3 = PM / PATM
PM: Intake collector estimated pressure PATM: Atmospheric pressure

次に、以上求めたシリンダ内空気流量QEXTV、EGR空気流量QEGR、残留ガス空気流量QREM、パージ空気流量QPRGをもとに、燃焼寄与空気量演算部2057によって燃焼寄与空気量QCYLを下式に従って求める(ステップS514)。
QCYL=QEXTV−QEGR−QREM−QPRG
Next, based on the cylinder air flow rate QEXTV, EGR air flow rate QEGR, residual gas air flow rate QREM, and purge air flow rate QPRG determined above, the combustion contribution air amount calculation unit 2057 calculates the combustion contribution air amount QCYL according to the following equation. (Step S514).
QCYL = QEXTV-QEGR-QREM-QPRG

次に、排気管圧力PEXTUBを排気管圧力演算部2061によって下式に従って求める(ステップS515)。
PEXTUB=KPEXTUB・(QEXTV−QEXTUB[Z]−QEGR−QREM)+PEXTUB[Z]
但し、
KPEXTUB:排気管圧力勾配係数
QEXTV:シリンダ内空気流量
QEXTUB[Z]:排気管空気流量の前回計算値
QEGR:EGR空気流量
QREM:残留ガス空気流量
PEXTUB[Z]:PEXTUBの前回計算値
Next, the exhaust pipe pressure PEXTUB is obtained by the exhaust pipe pressure calculation unit 2061 according to the following formula (step S515).
PEXTUB = KPEXTUB (QEXTV-QEXTUB [Z] -QEGR-QREM) + PEXTUB [Z]
However,
KPEXTUB: Exhaust pipe pressure gradient coefficient QEXTV: In-cylinder air flow rate QEXTUB [Z]: Last calculated value of exhaust pipe air flow rate QEGR: EGR air flow rate QREM: Residual gas air flow rate PEXTUB [Z]: Last calculated value of PEXTUB

次に、排気管空気流量演算部2058によって排気管空気流量QEXTUBを下式に従って求める(ステップS516)。
QEXTUB=AEXTUB・CEXTUB・KAIRD・CPMEXTUB・SONIC
但し、
AEXTUB:排気管開口面積
CEXTUB:排気管部流量係数
KAIRD:空気密度
CPMEXTUB:排気管部圧力比
SONIC:空気の音速
Next, the exhaust pipe air flow rate calculation unit 2058 obtains the exhaust pipe air flow rate QEXTUB according to the following equation (step S516).
QEXTUB = AEXTUB, CEXTUB, KAIRD, CPMEXTUB, SONIC
However,
AEXTUB: Exhaust pipe opening area CEXTUB: Exhaust pipe flow coefficient KAIRD: Air density CPMEXTUB: Exhaust pipe pressure ratio SONIC: Sound velocity of air

ここで、排気管部圧力比CPMEXTUBは下式に従って求める。   Here, the exhaust pipe pressure ratio CPMEXTUB is obtained according to the following equation.

Figure 0004403122
但し、
Cp4:排気管部圧力比
Figure 0004403122
However,
Cp4: Exhaust pipe pressure ratio

排気管部Cp4は下式に従って求める。
Cp4=PATM/PEXTUB
PATM:大気圧
PEXTUB:排気管圧力
The exhaust pipe portion Cp4 is obtained according to the following formula.
Cp4 = PATM / PEXTUB
PATM: Atmospheric pressure PEXTUB: Exhaust pipe pressure

以上の処理フローにより、一連のエンジン各部の空気流量と圧力が算出され、最終的に本フローを必要回数繰り返し実行することで、将来の燃焼寄与空気量(シリンダ内空気量推定量)を予測する。本実施形態では、1回の計算で40ms先の各部の空気量と圧力が求まるように、圧力勾配係数等があらかじめROM104に設定してある。   With the above processing flow, the air flow rate and pressure of each part of the series of engine are calculated, and the future combustion contribution air amount (cylinder air amount estimation amount) is predicted by finally repeating this flow as many times as necessary. . In this embodiment, the pressure gradient coefficient and the like are set in advance in the ROM 104 so that the air amount and pressure of each part 40 ms ahead can be obtained by one calculation.

図5に示されているフローチャートのステップS514にて算出した燃焼寄与空気量QCYLをもとに、スロットルバルブ18、吸気バルブ25の開度(開口面積)を制御する制御処理について、図6に示されているフローチャートを参照して説明する。   FIG. 6 shows a control process for controlling the opening degree (opening area) of the throttle valve 18 and the intake valve 25 based on the combustion contribution air amount QCYL calculated in step S514 of the flowchart shown in FIG. This will be described with reference to the flowchart.

始めに、アクセル開度、トラクションコントロール、クルーズコントロール、変速機等のECU100外部のデバイスからの外部要求トルクにより目標燃焼トルクTGTTRQを決める(ステップS601)。   First, a target combustion torque TGTRQ is determined based on an externally requested torque from a device outside the ECU 100 such as an accelerator opening, traction control, cruise control, and transmission (step S601).

次に、目標燃焼トルクTGTTRQに基づき、目標シリンダ内空気量TGQARを算出し(ステップS602)、燃焼寄与空気量QCYLを取り込み(ステップS603)、目標燃焼トルクTGTTRQと燃焼寄与空気量QCYLとを比較する(ステップS604)。   Next, based on the target combustion torque TGTRQ, the target cylinder air amount TGQAR is calculated (step S602), the combustion contributing air amount QCYL is captured (step S603), and the target combustion torque TGTTRQ and the combustion contributing air amount QCYL are compared. (Step S604).

目標燃焼トルクTGTTRQが燃焼寄与空気量QCYLより大きければ、エンジン出力トルクを増加させるよう、スロットルバルブ18と吸気バルブ25を動作させる(ステップS605)。これは、空気量増加制御であり、スロットルバルブ18、吸気バルブ25の開口面積を大きくする。   If the target combustion torque TGTTRQ is larger than the combustion contribution air amount QCYL, the throttle valve 18 and the intake valve 25 are operated so as to increase the engine output torque (step S605). This is air amount increase control, and increases the opening area of the throttle valve 18 and the intake valve 25.

これに対し、目標燃焼トルクTGTTRQが燃焼寄与空気量QCYLより小さければ、
大きければ、エンジン出力トルクが減少するよう、スロットルバルブ18と吸気バルブ25を動作させる。これは、空気量減少制御であり、スロットルバルブ18、吸気バルブ25の開口面積を小さくする。
On the other hand, if the target combustion torque TGTRQ is smaller than the combustion contribution air amount QCYL,
If larger, the throttle valve 18 and the intake valve 25 are operated so that the engine output torque decreases. This is air amount reduction control, and the opening areas of the throttle valve 18 and the intake valve 25 are reduced.

燃料噴射と点火時期算出の処理フロ−を、図7に示されているフローチャートを参照して説明する。   A processing flow of fuel injection and ignition timing calculation will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

始めに、燃焼寄与空気量QCYLを取り込む(ステップS701)。ここでは、燃料噴射量算出用に80ms先の予測燃焼寄与空気量QCYL80と現在の燃焼寄与空気量QCYLと取り込む。   First, the combustion contributing air amount QCYL is taken in (step S701). Here, the predicted combustion contribution air amount QCYL80 and the current combustion contribution air amount QCYL 80 ms ahead are taken in for calculation of the fuel injection amount.

次に、予め設定した目標空燃比TGABFを取り込み(ステップS702)、目標空燃比TGABFと予測燃焼寄与空気量QCYLとから、必要燃料噴射量TISETを算出する(ステップS703)。必要燃料噴射量TISETの信号は、図3に示されている燃料噴射制御モデル部206から燃料噴射弁制御装置53へ送信される。これにより、燃料噴射弁23より所定のタイミングで、必要燃料噴射量TISETによる燃料噴射が行われる。   Next, a preset target air-fuel ratio TGABF is taken in (step S702), and a required fuel injection amount TISET is calculated from the target air-fuel ratio TGABF and the predicted combustion contributing air amount QCYL (step S703). A signal of the required fuel injection amount TISET is transmitted from the fuel injection control model unit 206 shown in FIG. 3 to the fuel injection valve control device 53. As a result, fuel is injected from the fuel injection valve 23 with the required fuel injection amount TISET at a predetermined timing.

次に、燃焼寄与空気量QCYLとエンジン回転数NDATAより点火時期FADVを算出する(ステップS704)。点火時期FADVの信号は、図3に示されている点火時期制御モデル部207から点火時期制御装置54へ送信される。これにより、点火コイル40により所定のタイミングで点火プラグ39に放電電圧が印加され、点火プラグ39が点火時期FADVをもって点火動作する。   Next, the ignition timing FADV is calculated from the combustion contributing air amount QCYL and the engine speed NDATA (step S704). The ignition timing FADV signal is transmitted from the ignition timing control model unit 207 shown in FIG. Thus, a discharge voltage is applied to the spark plug 39 by the ignition coil 40 at a predetermined timing, and the spark plug 39 is ignited at the ignition timing FADV.

上述した各種推定モデル部による推定モデルは、吸気管圧力センサ49あるいは空燃比センサ41の計測値に応じて修正することができる。この推定モデルの修正は、各種推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部圧力PMと吸気管圧力センサ49により検出された吸気管圧力との偏差が小さくなるように推定モデルを修正する。   The estimation models by the various estimation model units described above can be corrected according to the measured values of the intake pipe pressure sensor 49 or the air-fuel ratio sensor 41. In the correction of the estimation model, the estimation model is corrected so that the deviation between the intake collector pressure PM calculated from the results of various estimation models and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 49 becomes small.

本実施形態では、吸気管圧力センサ49を備えた内燃機関10において、吸気管圧力センサ49による吸気管圧力の検出結果に応じて、各種推定モデルを修正する処理を、図10〜図13に示されているフローチャートを参照して以下に説明する。   In the present embodiment, in the internal combustion engine 10 including the intake pipe pressure sensor 49, processes for correcting various estimation models according to the detection result of the intake pipe pressure by the intake pipe pressure sensor 49 are shown in FIGS. This will be described below with reference to the flowchart.

図10は、吸気管圧力センサ49の検出結果に応じて、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを修正する処理フローの一例を示している。   FIG. 10 shows an example of a processing flow for correcting the estimated intake collector estimated pressure PM in accordance with the detection result of the intake pipe pressure sensor 49.

まず、吸気管圧力センサ49の電圧値を取り込み、電圧値から圧力への変換を行なったものを吸気管圧力センサ49の出力PSとする(ステップS1001)。   First, the voltage value of the intake pipe pressure sensor 49 is taken and converted from the voltage value to the pressure is set as the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 (step S1001).

次に、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを取り込み(ステップS1002)、吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差を取り、この偏差が所定範囲内に収まっているか否かを判別する(ステップS1003)。   Next, the estimated intake collector portion estimated pressure PM is taken in (step S1002), and the deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the intake collector portion estimated pressure PM is taken, and whether or not this deviation is within a predetermined range. Is determined (step S1003).

偏差が所定範囲内に収まってない場合には、外乱要因を停止する(ステップS1004)。ここでの外乱要因停止は、EGR、パージを停止し、バルブオーバーラップを所定値とすることである。   If the deviation does not fall within the predetermined range, the disturbance factor is stopped (step S1004). The disturbance factor stop here is to stop EGR and purge and to set the valve overlap to a predetermined value.

次に、上記外乱がない状態で、前記偏差を基に吸気バルブ開口面積AINTVを修正する(ステップS1005)。これに応じて吸気バルブ流量QINTVが修正される(ステップS1006)。そして、修正された吸気バルブ流量QINTVに応じてインテークコレクタ部推定圧力PMを更新する(ステップS1007)。   Next, in the absence of the disturbance, the intake valve opening area AINTV is corrected based on the deviation (step S1005). Accordingly, the intake valve flow rate QINTV is corrected (step S1006). Then, the intake collector estimated pressure PM is updated according to the corrected intake valve flow rate QINTV (step S1007).

そして、ステップS1002に戻り、ステップS1007で更新したインテークコレクタ部推定圧力PMを再度取り込み、ステップS1003で吸気管圧力センサの出力PSとの偏差をチェックし、偏差が所定範囲内に収まるまで、ステップS1002〜ステップS1007までのフローを繰り返す。   Then, the process returns to step S1002, and the intake collector estimated pressure PM updated in step S1007 is taken in again. In step S1003, the deviation from the output PS of the intake pipe pressure sensor is checked, and step S1002 is continued until the deviation falls within a predetermined range. The flow up to step S1007 is repeated.

つまり、EGR等の外乱がない状態において、吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差が所定範囲内に収まるよう、吸気バルブ開口面積AINTVを修正する。   That is, the intake valve opening area AINTV is corrected so that the deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the estimated intake collector pressure PM is within a predetermined range in the absence of disturbance such as EGR.

これにより、図14に示されているように、各種推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49によって検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、吸気バルブ開口面積AINTVが修正される。   Accordingly, as shown in FIG. 14, the intake air intake air pressure is calculated so that the deviation between the intake collector estimated pressure PM calculated from the results of various estimation models and the intake air pressure detected by the intake air pressure sensor 49 becomes small. The valve opening area AINTV is modified.

図11は、吸気管圧力センサ49の検出結果に応じて、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを修正するもう一つの処理フローの一例を示している。この処理フローは、図10に示されている処理フローによって吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差が所定範囲内に収まった後、EGR制御を実施した場合に実行する。   FIG. 11 shows an example of another processing flow for correcting the estimated intake collector estimated pressure PM in accordance with the detection result of the intake pipe pressure sensor 49. This processing flow is executed when the EGR control is performed after the deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the estimated intake collector pressure PM falls within a predetermined range by the processing flow shown in FIG. To do.

まず、吸気管圧力センサ49の電圧値を取り込み、電圧値から圧力への変換を行なったものを吸気管圧力センサ49の出力PSとする(ステップS1101)。   First, the voltage value of the intake pipe pressure sensor 49 is taken and converted from the voltage value to the pressure is set as the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 (step S1101).

次に、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを取り込み(ステップS1102)、吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差を取り、この偏差が所定範囲内に収まっているか否かを判別する(ステップS1103)。   Next, the estimated intake collector portion estimated pressure PM is taken in (step S1102), and a deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the intake collector portion estimated pressure PM is taken, and whether or not this deviation is within a predetermined range. Is discriminated (step S1103).

偏差が所定範囲内に収まってない場合には、外乱要因を停止する(ステップS1104)。ここでの外乱要因停止は、パージを停止し、バルブオーバーラップを所定値とすることである。   If the deviation does not fall within the predetermined range, the disturbance factor is stopped (step S1104). The disturbance factor stop here is to stop the purge and to set the valve overlap to a predetermined value.

次に、EGRバルブ部空気流量QEGRを取り込み(ステップS1105)、EGR制御中であれば(ステップS1106肯定)、EGR開口面積AEGRを修正する(ステップS1107)。これに応じてEGRバルブ部空気流量QEGRが修正される(ステップS1108)。そして修正されたEGRバルブ部空気流量QEGRに応じてインテークコレクタ部推定圧力PMを更新する(ステップS1109)。   Next, the EGR valve part air flow rate QEGR is taken in (step S1105), and if the EGR control is being performed (Yes in step S1106), the EGR opening area AEGR is corrected (step S1107). Accordingly, the EGR valve unit air flow rate QEGR is corrected (step S1108). Then, the intake collector portion estimated pressure PM is updated according to the corrected EGR valve portion air flow rate QEGR (step S1109).

そして、ステップS1102に戻り、ステップS1109で更新したインテークコレクタ部推定圧力PMを再度取り込み、ステップS1103で吸気管圧力センサの出力PSとの偏差をチェックし、偏差が所定範囲内に収まるまで、ステップS1102〜ステップS1109までのフローを繰り返す。   Then, returning to step S1102, the intake collector estimated pressure PM updated in step S1109 is taken in again, and in step S1103, the deviation from the output PS of the intake pipe pressure sensor is checked, and step S1102 is continued until the deviation falls within a predetermined range. The flow up to step S1109 is repeated.

つまり、吸気バルブ開口面積AINTVの修正によってインテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサの出力PSとの偏差が所定範囲内に収まった後に、EGR制御だけを実行し、インテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49の出力PSとの偏差が所定範囲内に収まっていない場合には、偏差が所定範囲内に収まるよう、EGRバルブ開口面積AEGRを修正する。   That is, after the deviation between the intake collector estimated pressure PM and the output PS of the intake pipe pressure sensor is within a predetermined range by correcting the intake valve opening area AINTV, only EGR control is performed, and the intake collector estimated pressure PM When the deviation from the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 is not within the predetermined range, the EGR valve opening area AEGR is corrected so that the deviation is within the predetermined range.

これにより、図15に示されているように、各種推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49によって検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、EGRバルブ開口面積AEGRが修正される。   As a result, as shown in FIG. 15, the EGR is such that the deviation between the intake collector estimated pressure PM calculated from the results of various estimation models and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 49 becomes small. The valve opening area AEGR is corrected.

図12は、吸気管圧力センサ49の検出結果に応じて、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを修正するもう一つの処理フローの一例を示している。この処理フローは、図11に示されている処理フローによって吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差が所定範囲内に収まった後、バルブオーバーラップ量を変化させることにより、残留ガス流量QREMが変化する場合に実行する。   FIG. 12 shows an example of another processing flow for correcting the estimated intake collector estimated pressure PM in accordance with the detection result of the intake pipe pressure sensor 49. In this processing flow, the valve overlap amount is changed after the deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the intake collector estimated pressure PM falls within a predetermined range by the processing flow shown in FIG. This is executed when the residual gas flow rate QREM changes.

まず、吸気管圧力センサ49の電圧値を取り込み、電圧値から圧力への変換を行なったものを吸気管圧力センサ49の出力PSとする(ステップS1201)。   First, the voltage value of the intake pipe pressure sensor 49 is taken and converted from the voltage value to the pressure is set as the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 (step S1201).

次に、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを取り込み(ステップS1202)、吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差を取り、この偏差が所定範囲内に収まっているか否かを判別する(ステップS1203)。   Next, the estimated intake collector estimated pressure PM is taken in (step S1202), the deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the intake collector estimated pressure PM is taken, and whether or not this deviation is within a predetermined range. Is determined (step S1203).

偏差が所定範囲内に収まってない場合には、外乱要因を停止する(ステップS1204)。ここでの外乱要因停止は、EGR、パージを停止することである。   If the deviation does not fall within the predetermined range, the disturbance factor is stopped (step S1204). The disturbance factor stop here is to stop EGR and purge.

次に、前記偏差に応じてバルブオーバーラップ開口面積AVOLを修正する(ステップS1205)。これに応じて残留ガス流量QREMが修正される(ステップS1206)。そして修正された残留ガス流量QREMに応じてインテークコレクタ部推定圧力PMを更新する(ステップS1207)。   Next, the valve overlap opening area AVOL is corrected according to the deviation (step S1205). Accordingly, the residual gas flow rate QREM is corrected (step S1206). Then, the intake collector estimated pressure PM is updated according to the corrected residual gas flow rate QREM (step S1207).

そして、ステップS1202に戻り、ステップS1207で更新したインテークコレクタ部推定圧力PMを再度取り込み、ステップS1203で吸気管圧力センサの出力PSとの偏差をチェックし、偏差が所定範囲内に収まるまで、ステップS1202〜ステップS1207までのフローを繰り返す。   Then, the process returns to step S1202, and the intake collector estimated pressure PM updated in step S1207 is taken in again. In step S1203, the deviation from the output PS of the intake pipe pressure sensor is checked, and step S1202 is continued until the deviation falls within a predetermined range. The flow up to step S1207 is repeated.

つまり、吸気バルブ開口面積AINTVの修正ならびにEGRバルブ開口面積AEGRの修正によってインテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49の出力PSとの偏差が所定範囲内に収まった後に、バルブオーバーラップを変化させ、残留ガス流量QREMが変化する場合において、インテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ出力PSとの偏差が所定範囲内に収まっていない場合は、偏差が所定範囲内に収まるよう、バルブオーバーラップ開口面積AVOLを修正する。   That is, the valve overlap is changed after the deviation between the intake collector estimated pressure PM and the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 is within a predetermined range by correcting the intake valve opening area AINTV and the EGR valve opening area AEGR. When the residual gas flow rate QREM changes, if the deviation between the intake collector estimated pressure PM and the intake pipe pressure sensor output PS is not within the predetermined range, the valve is over so that the deviation is within the predetermined range. The lap opening area AVOL is corrected.

これにより、図16に示されているように、各種推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49によって検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、バルブオーバーラップ開口面積AVOLが修正される。   Accordingly, as shown in FIG. 16, the valve is set so that the deviation between the intake collector estimated pressure PM calculated from the results of various estimation models and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 49 becomes small. The overlap opening area AVOL is corrected.

図13は、吸気管圧力センサ49の検出結果に応じて、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを修正するもう一つの処理フローの一例を示している。この処理フローは、図12に示されている処理フローによって吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差が所定範囲内に収まった後、
パージ制御を行う場合に実行する。
FIG. 13 shows an example of another processing flow for correcting the estimated intake collector estimated pressure PM in accordance with the detection result of the intake pipe pressure sensor 49. This processing flow is performed after the deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the intake collector estimated pressure PM falls within a predetermined range by the processing flow shown in FIG.
Executed when purge control is performed.

まず、吸気管圧力センサ49の電圧値を取り込み、電圧値から圧力への変換を行なったものを吸気管圧力センサ49の出力PSとする(ステップS1301)。   First, the voltage value of the intake pipe pressure sensor 49 is taken and converted from the voltage value to the pressure is set as the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 (step S1301).

次に、推定したインテークコレクタ部推定圧力PMを取り込み(ステップS1302)、吸気管圧力センサ49の出力PSとインテークコレクタ部推定圧力PMとの偏差を取り、この偏差が所定範囲内に収まっているか否かを判別する(ステップS1303)。   Next, the estimated intake collector portion estimated pressure PM is taken in (step S1302), and a deviation between the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 and the intake collector portion estimated pressure PM is obtained, and whether or not this deviation is within a predetermined range. Is determined (step S1303).

偏差が所定範囲内に収まってない場合には、外乱要因を停止する(ステップS1304)。ここでの外乱要因停止は、EGRを停止し、バルブオーバーラップを所定値とすることである。   If the deviation does not fall within the predetermined range, the disturbance factor is stopped (step S1304). The disturbance factor stop here is to stop the EGR and set the valve overlap to a predetermined value.

次に、パージ開口面積APRGを修正する(ステップS1305)。これに応じてパージ空気流量QPRGが修正される(ステップS1306)。そして、修正されたパージ空気流量QPRGに応じてインテークコレクタ部推定圧力PMを更新する(ステップS1307)。   Next, the purge opening area APRG is corrected (step S1305). Accordingly, the purge air flow rate QPRG is corrected (step S1306). Then, the intake collector estimated pressure PM is updated according to the corrected purge air flow rate QPRG (step S1307).

そして、ステップS1302に戻り、ステップS1307で更新したインテークコレクタ部推定圧力PMを再度取り込み、ステップS1303で吸気管圧力センサの出力PSとの偏差をチェックし、偏差が所定範囲内に収まるまで、ステップS1302〜ステップS1307までのフローを繰り返す。   Then, the process returns to step S1302, and the intake collector estimated pressure PM updated in step S1307 is taken in again. In step S1303, the deviation from the output PS of the intake pipe pressure sensor is checked, and step S1302 is continued until the deviation falls within a predetermined range. The flow up to step S1307 is repeated.

つまり、吸気バルブ開口面積AINTVの修正ならびにEGRバルブ開口面積AEGR、バルブオーバーラップ開口面積AVOLの修正によってインテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49の出力PSとの偏差が所定範囲内に収まった後に、パージ制御だけを実行し、インテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49の出力PSとの偏差が所定範囲内に収まっていない場合には、偏差が所定範囲内に収まるよう、パージ開口面積APRGを修正する。   That is, the deviation between the intake collector estimated pressure PM and the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 is within a predetermined range by correcting the intake valve opening area AINTV and by correcting the EGR valve opening area AEGR and the valve overlap opening area AVOL. Later, when only the purge control is executed and the deviation between the intake collector estimated pressure PM and the output PS of the intake pipe pressure sensor 49 is not within the predetermined range, the purge opening is set so that the deviation is within the predetermined range. Modify area APRG.

これにより、図17に示されているように、各種推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部推定圧力PMと吸気管圧力センサ49によって検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、パージ開口面積APRGが修正される。   Accordingly, as shown in FIG. 17, the purge is performed so that the deviation between the intake collector estimated pressure PM calculated from the results of various estimation models and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 49 becomes small. The opening area APRG is corrected.

以上、説明した各種推定モデル部の演算に用いる変数(吸気に関する流路面積)を修正することにより、各種推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部の圧力PMと吸気管圧力センサとの圧力の偏差が小さくなるように、推定モデルを修正することができる。   As described above, by correcting the variable (the flow passage area related to intake air) used in the calculation of the various estimated model units described above, the deviation between the pressure PM of the intake collector unit and the pressure of the intake pipe pressure sensor calculated from the results of the various estimated models The estimated model can be modified so that becomes smaller.

上述した本実施形態(本発明)による制御動作と従来の制御動作を、図9に示されているタイムチャートを参照して説明する。このタイムチャートは、横軸を時間として、上から順に、可変動弁機構(VEL)の動作結果を示す吸気バルブ開口面積、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期、空燃比、トルクを示している。   The control operation according to the above-described embodiment (the present invention) and the conventional control operation will be described with reference to the time chart shown in FIG. This time chart shows the intake valve opening area, the intake air amount, the fuel injection amount, the ignition timing, the air-fuel ratio, and the torque indicating the operation results of the variable valve mechanism (VEL) in order from the top, with the horizontal axis as time. Yes.

従来制御では、図中実線により示されているように、吸気バルブ開口面積の動作に対して該エアフローセンサ検知空気量はエンジン吸入空気量に対し遅れを生じるので、燃料噴射量、点火時期ともに正確な制御ができない。このため、空燃比の変動を生じ、結果としてトルク変動を引き起こしている。   In the conventional control, as shown by the solid line in the figure, the air flow sensor detected air amount lags the engine intake air amount with respect to the operation of the intake valve opening area, so both the fuel injection amount and the ignition timing are accurate. Control is impossible. For this reason, fluctuations in the air-fuel ratio occur, resulting in torque fluctuations.

本発明による制御では、これまで説明した各種推定モデル部をエンジンモデルとし、エンジン制御装置100にエンジン動作をシミュレートする上記エンジンモデルを実装し、このエンジンモデルにより所定時間経過後の各パラメータを予測し、この予測結果が目標値になるように各デバイスを制御し、更には、エンジンモデルの誤差は、各種センサの結果に基づき修正されるようにしたことにより、図9に点線で示されているように、吸気バルブ開口面積の動作に応じてエンジンへの吸入空気量を正確に推定し、これに基づき燃料噴射、点火時期制御が可能となるので、無用な空燃比変動やトルク変動をなくすことが可能となる。なお、上記の各デバイスとは、スロットルバルブ18、吸気バルブ25、排気バルブ28、燃料噴射弁23、点火コイル40である。   In the control according to the present invention, the various estimation model sections described so far are used as engine models, and the engine model for simulating the engine operation is mounted on the engine control apparatus 100, and each parameter after a predetermined time is predicted by the engine model. Then, each device is controlled so that the prediction result becomes the target value, and further, the error of the engine model is corrected based on the results of various sensors, and is shown by a dotted line in FIG. As shown, the intake air amount to the engine is accurately estimated in accordance with the operation of the intake valve opening area, and fuel injection and ignition timing control can be performed based on this, thereby eliminating unnecessary air-fuel ratio fluctuations and torque fluctuations. It becomes possible. The above devices are the throttle valve 18, the intake valve 25, the exhaust valve 28, the fuel injection valve 23, and the ignition coil 40.

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。また、本発明は、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said embodiment. In the present invention, each component is not limited to the above configuration unless the characteristic functions of the present invention are impaired.

本発明による制御装置が適用される適用される燃料噴射式の内燃機関の一つの実施形態を示すシステム構成図。1 is a system configuration diagram showing one embodiment of a fuel injection type internal combustion engine to which a control device according to the present invention is applied. 本発明による内燃機関の制御装置の一つの実施形態を示すブロック図。1 is a block diagram showing an embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention. 本発明による内燃機関の制御装置が実装するエンジンモデルの一つの実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows one Embodiment of the engine model which the control apparatus of the internal combustion engine by this invention mounts. 本発明による内燃機関の制御装置によるシリンダ内空気量推定モデル部の詳細を示すブロック図。The block diagram which shows the detail of the cylinder air quantity estimation model part by the control apparatus of the internal combustion engine by this invention. 本発明による内燃機関の制御装置によるシリンダ内空気量推定モデル部の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of the cylinder air quantity estimation model part by the control apparatus of the internal combustion engine by this invention. 本発明による内燃機関の制御装置によるスロットル制御モデル部と吸気バルブ制御モデル部の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of the throttle control model part by the control apparatus of the internal combustion engine by this invention, and an intake valve control model part. 本発明による内燃機関の制御装置による燃料噴射制御モデル部と点火時期制御モデル部の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of the fuel-injection control model part by the control apparatus of the internal combustion engine by this invention, and an ignition timing control model part. 本発明による内燃機関の制御装置によるスロットル空気流量演算部によるスロットル空気流量算出の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of the throttle air flow rate calculation by the throttle air flow rate calculating part by the control apparatus of the internal combustion engine by this invention. 本実施形態による制御動作と従来の制御動作例を示すタイムチャート。The time chart which shows the control operation by this embodiment, and the conventional control operation example. 本発明による内燃機関の制御装置において吸気管圧力センサの結果に応じて吸気バルブ開口面積を修正することで推定モデルを修正する処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow which corrects an estimation model by correcting the intake valve opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor in the control apparatus of the internal combustion engine by this invention. 本発明による内燃機関の制御装置において吸気管圧力センサの結果に応じてEGR開口面積を修正することで推定モデルを修正する処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow which corrects an estimation model by correcting an EGR opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor in the control apparatus of the internal combustion engine by this invention. 本発明による内燃機関の制御装置において吸気管圧力センサの結果に応じてバルブオーバーラップ開口面積を修正することで推定モデルを修正する処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow which corrects an estimation model by correcting valve overlap opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor in the control apparatus of the internal combustion engine by this invention. 本発明による内燃機関の制御装置において吸気管圧力センサの結果に応じてパージ開口面積を修正することで推定モデルを修正する処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow which corrects an estimation model by correcting a purge opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor in the control apparatus of the internal combustion engine by this invention. 吸気管圧力センサの結果に応じて吸気バルブ開口面積を修正することで推定モデルを修正する動作例を示すタイムチャート。The time chart which shows the operation example which corrects an estimation model by correcting the intake valve opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor. 吸気管圧力センサの結果に応じてEGRバルブ開口面積を修正することで推定モデルを修正する動作例を示すタイムチャート。The time chart which shows the operation example which corrects an estimation model by correcting an EGR valve opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor. 吸気管圧力センサの結果に応じてバルブオーバーラップ開口面積を修正することで推定モデルを修正する動作例を示すタイムチャート。The time chart which shows the operation example which corrects an estimation model by correcting valve overlap opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor. 吸気管圧力センサの結果に応じてパージ開口面積を修正することで推定モデルを修正する動作例を示すタイムチャート。The time chart which shows the operation example which corrects an estimation model by correcting the purge opening area according to the result of an intake pipe pressure sensor.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
11 エンジンブロック
12 シリンダボア
13 ピストン
14 燃焼室(シリンダ室)
15 エアークリーナ
16 空気量センサ
17 吸気温センサ
18 スロットルバルブ
19 スロットルボディ
20 インテークコレクタ
20A 吸気管
21 スロットルセンサ
22 吸気分岐管
23 燃料噴射弁
24 吸気ポート
25 吸気バルブ
26 吸気可変動弁機構
27 排気ポート
28 排気バルブ
29 排気可変動弁機構
30 触媒コンバータ
31 排気管
32 排気ガス再循環通路
33 EGRバルブ
34 燃料タンク
35 燃料ポンプ
36 キャニスタ
37 パージ通路
38 パージバルブ
39 点火プラグ
40 点火コイル
41 空燃比センサ
42 酸素センサ
43 コネクティングロッド
44 クランク軸
45 クランク角センサ
46 水温センサ
47 プレッシャレギュレータ
48 吸気バルブセンサ
49 吸気管圧力センサ
51 スロットル制御装置
52 吸気バルブ制御装置
53 燃料噴射制御装置
54 点火時期制御装置
100 エンジン制御装置(ECU)
101 入力回路
102 A/D変換部
103 CPU
104 ROM
105 RAM
106 出力回路
201 スロットル通過空気量推定モデル部
202 吸気バルブ通過空気量推定モデル部
203 シリンダ内吸気圧力推定モデル部
204 シリンダ内残留ガス推定モデル部
205 シリンダ内空気量推定モデル部
206 燃料噴射制御モデル部
207 点火時期制御モデル部
208 目標シリンダ内空気量算出モデル部
209 スロットル制御モデル部
210 吸気バルブ制御モデル部
2051 シリンダ内空気流量演算部
2052 吸気バルブ空気流量演算部
2053 スロット空気流量演算部
2054 インテークコレクタ部推定圧力演算部
2055 EGR空気流量演算部
2056 残留ガス空気流量演算部
2057 燃焼寄与空気量演算部
2058 排気管空気流量演算部
2059 パージ空気流量演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 11 Engine block 12 Cylinder bore 13 Piston 14 Combustion chamber (cylinder chamber)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Air cleaner 16 Air quantity sensor 17 Intake temperature sensor 18 Throttle valve 19 Throttle body 20 Intake collector 20A Intake pipe 21 Throttle sensor 22 Intake branch pipe 23 Fuel injection valve 24 Intake port 25 Intake valve 26 Intake variable valve mechanism 27 Exhaust port 28 Exhaust valve 29 Exhaust variable valve mechanism 30 Catalytic converter 31 Exhaust pipe 32 Exhaust gas recirculation passage 33 EGR valve 34 Fuel tank 35 Fuel pump 36 Canister 37 Purge passage 38 Purge valve 39 Spark plug 40 Ignition coil 41 Air-fuel ratio sensor 42 Oxygen sensor 43 Connecting rod 44 Crankshaft 45 Crank angle sensor 46 Water temperature sensor 47 Pressure regulator 48 Intake valve sensor 49 Intake pipe pressure sensor 51 Throttle control Control device 52 Intake valve control device 53 Fuel injection control device 54 Ignition timing control device 100 Engine control device (ECU)
101 Input Circuit 102 A / D Converter 103 CPU
104 ROM
105 RAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 106 Output circuit 201 Throttle passage air amount estimation model part 202 Intake valve passage air amount estimation model part 203 In-cylinder intake pressure estimation model part 204 Cylinder residual gas estimation model part 205 Cylinder air amount estimation model part 206 Fuel injection control model part 207 Ignition timing control model unit 208 Target cylinder air amount calculation model unit 209 Throttle control model unit 210 Intake valve control model unit 2051 In-cylinder air flow rate calculation unit 2052 Intake valve air flow rate calculation unit 2053 Slot air flow rate calculation unit 2054 Intake collector unit Estimated pressure calculation unit 2055 EGR air flow rate calculation unit 2056 Residual gas air flow rate calculation unit 2057 Combustion contribution air amount calculation unit 2058 Exhaust pipe air flow rate calculation unit 2059 Purge air flow rate calculation unit

Claims (4)

スロットルバルブによって内燃機関への空気量を制御するスロットル制御装置と、吸気バルブを所定の位置に動作させる吸気バルブ制御装置と、前記吸気バルブの動作状態を検出する吸気バルブセンサと、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサと、燃料供給を行う燃料噴射装置と、点火を行う点火装置とを有する内燃機関の制御装置であって、
前記吸気バルブセンサの出力に応じて吸気バルブ通過空気量を推定する吸気バルブ通過空気量推定モデル部と、
該吸気バルブ通過空気量推定モデル部によって推定された吸気バルブ通過空気量に応じてシリンダ内吸気圧力を推定するシリンダ内吸気圧力推定モデル部と、
前記吸気バルブセンサの出力に応じてシリンダ内残留ガス量を推定するシリンダ内残留ガス推定モデル部と、
前記シリンダ内吸気圧力推定モデル部によって推定されたシリンダ内吸気圧力と前記シリンダ内残留ガス推定モデル部によって推定されたシリンダ内残留ガス量に応じてシリンダ内空気量を推定するシリンダ内空気量推定モデル部と、
目標燃焼トルクに基づいて目標シリンダ内空気量を算出する目標シリンダ内空気量算出モデル部と、を有し、
前記シリンダ内空気量推定モデル部によって推定されたシリンダ内空気量に基づいて前記燃料噴射装置による燃料噴射と前記点火装置による点火時期の少なくとも何れか一方を制御し、
前記目標シリンダ内空気量算出モデル部によって算出された目標シリンダ内空気量と前記シリンダ内空気量推定モデル部によって推定されたシリンダ内空気量との差が減少するように前記スロットル制御装置と前記吸気バルブ制御装置を動作させ、
前記各推定モデル部による推定モデルの結果から算出したインテークコレクタ部の圧力と前記吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように前記各推定モデルを修正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
A throttle control device that controls the amount of air to the internal combustion engine by means of a throttle valve, an intake valve control device that operates the intake valve to a predetermined position, an intake valve sensor that detects the operating state of the intake valve, and an intake pipe pressure A control device for an internal combustion engine having an intake pipe pressure sensor for detecting , a fuel injection device for supplying fuel, and an ignition device for performing ignition,
An intake valve passage air amount estimation model unit that estimates an intake valve passage air amount according to the output of the intake valve sensor;
An in-cylinder intake pressure estimation model unit that estimates an in-cylinder intake pressure according to the intake valve passage air amount estimated by the intake valve passage air amount estimation model unit;
A cylinder residual gas estimation model unit that estimates a cylinder residual gas amount according to the output of the intake valve sensor;
Cylinder air amount estimation model for estimating the cylinder air amount according to the cylinder intake pressure estimated by the cylinder intake pressure estimation model unit and the cylinder residual gas amount estimated by the cylinder residual gas estimation model unit And
A target cylinder air amount calculation model unit that calculates a target cylinder air amount based on the target combustion torque ,
Controlling at least one of fuel injection by the fuel injection device and ignition timing by the ignition device based on the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit ;
The throttle control device and the intake air so as to reduce the difference between the target cylinder air amount calculated by the target cylinder air amount calculation model unit and the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit. Operate the valve control device,
Correcting each estimated model so that a deviation between the pressure of the intake collector calculated from the result of the estimated model by each estimated model and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor is reduced. A control device for an internal combustion engine.
燃料タンクの蒸発ガスを機関吸気系にパージするパージ装置によるパージ空気流量を算出するパージ空気流量演算部を有し、前記パージ空気流量演算部によって算出されたパージ空気流量によって、前記シリンダ内空気量推定モデル部により推定されたシリンダ内空気量を燃焼寄与空気量として補正することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   A purge air flow rate calculation unit that calculates a purge air flow rate by a purge device that purges the evaporated gas of the fuel tank into the engine intake system, and the amount of air in the cylinder is determined by the purge air flow rate calculated by the purge air flow rate calculation unit The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cylinder air amount estimated by the estimation model unit is corrected as a combustion contributing air amount. 排気ガス再循環装置によるEGR空気流量を算出するEGR空気流量演算部を有し、前記EGR空気流量演算部によって算出されたEGR空気流量によって、前記シリンダ内空気量推定モデル部により推定されたシリンダ内空気量を燃焼寄与空気量として補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。   An EGR air flow rate calculation unit for calculating an EGR air flow rate by the exhaust gas recirculation device, and the cylinder air amount estimated by the cylinder air amount estimation model unit by the EGR air flow rate calculated by the EGR air flow rate calculation unit; The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the air amount is corrected as a combustion-contributing air amount. 吸気バルブを所定の位置に動作させる吸気バルブ制御装置と、前記吸気バルブの動作状態を検出する吸気バルブセンサと、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサと、燃料供給を行う燃料噴射装置と、点火を行う点火装置とを有する内燃機関の制御装置であって、
前記吸気バルブセンサの出力に応じて吸気バルブ通過空気量を算出する吸気バルブ空気流量演算手段と、
前記吸気バルブ空気流量演算部によって算出された吸気バルブ空気流量に応じてシリンダ内吸気圧力を算出するシリンダ内吸気圧演算手段と、
前記シリンダ内吸気圧演算手段によって算出されたシリンダ内吸気圧力に応じてシリンダ内空気流量を算出するシリンダ内空気流量演算手段と、
燃料タンクの蒸発ガスを機関吸気系にパージするパージ装置によるパージ空気流量を算出するパージ空気流量演算手段と、
排気ガス再循環装置によるEGR空気流量を算出するEGR空気流量演算手段と、
前記吸気バルブセンサの出力に応じてバルブオーバラップによるシリンダ内残留ガス流量を算出するシリンダ内残留ガス流量演算手段と、
前記シリンダ内空気流量演算手段によって算出されたシリンダ内空気流量と前記パージ空気流量演算手段によって算出されたパージ空気流量と前記EGR空気演算手段によって算出されたEGR空気流量とシリンダ内残留ガス流量演算手段によって算出されたシリンダ内残留ガス流量とから燃焼寄与空気量を算出する燃焼寄与空気量演算手段と、
インテークコレクタ部の圧力を推定するインテークコレクタ部圧力推定演算手段と、を有し、
前記燃焼寄与空気量演算手段によって算出された燃焼寄与空気量に基づいて前記燃料噴射装置による燃料噴射と前記点火装置による点火時期の少なくとも何れか一方制御し、
前記インテークコレクタ部圧力推定演算手段によって推定されたインテークコレクタ部推定圧力と前記吸気管圧力センサにより検出される吸気管圧力との偏差が小さくなるように、前記吸気バルブ空気流量演算手段による吸気バルブ空気流量の演算に用いる吸気バルブ開口面積と、前記EGR空気流量演算部によるEGR空気流量の演算に用いるEGRバルブ開口面積と、前記シリンダ内残留ガス流量演算手段によるシリンダ内残留ガス流量の演算に用いるバルブオーバラップ開口面積と、前記パージ空気流量演算手段によるパージ空気流量の演算に用いるパージ開口面積の少なくとも一つを補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
An intake valve control device that operates the intake valve to a predetermined position; an intake valve sensor that detects an operating state of the intake valve; an intake pipe pressure sensor that detects an intake pipe pressure ; a fuel injection device that supplies fuel; An internal combustion engine control device having an ignition device for performing ignition,
An intake valve air flow rate calculating means for calculating an intake valve passing air amount according to an output of the intake valve sensor;
In-cylinder intake pressure calculation means for calculating the intake pressure in the cylinder according to the intake valve air flow rate calculated by the intake valve air flow rate calculation unit;
An in-cylinder air flow rate calculating means for calculating an in-cylinder air flow rate according to the in-cylinder intake pressure calculated by the in-cylinder intake pressure calculating unit;
A purge air flow rate calculating means for calculating a purge air flow rate by a purge device for purging the evaporation gas of the fuel tank to the engine intake system;
EGR air flow rate calculation means for calculating an EGR air flow rate by the exhaust gas recirculation device;
In-cylinder residual gas flow rate calculating means for calculating a residual gas flow rate in the cylinder due to valve overlap according to the output of the intake valve sensor;
The cylinder air flow rate calculated by the cylinder air flow rate calculation means, the purge air flow rate calculated by the purge air flow rate calculation means, the EGR air flow rate calculated by the EGR air calculation means, and the cylinder residual gas flow rate calculation means A combustion contribution air amount calculation means for calculating a combustion contribution air amount from the residual gas flow rate in the cylinder calculated by
An intake collector section pressure estimation calculation means for estimating the pressure of the intake collector section ,
It said combustion contributes to control at least one of ignition timing by the ignition device and fuel injection by the fuel injection device based on the combustion contribution air amount calculated by the air amount calculation means,
Intake valve air flow by the intake valve air flow rate calculation means is reduced so that a deviation between the intake collector pressure estimated by the intake collector pressure estimation calculation means and the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor is reduced. Intake valve opening area used for calculating the flow rate, EGR valve opening area used for calculating the EGR air flow rate by the EGR air flow rate calculating unit, and valve used for calculating the residual gas flow rate in the cylinder by the residual gas flow rate calculating means in the cylinder A control apparatus for an internal combustion engine, wherein at least one of an overlap opening area and a purge opening area used for calculating a purge air flow rate by the purge air flow rate calculating means is corrected .
JP2005269139A 2005-09-15 2005-09-15 Control device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP4403122B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005269139A JP4403122B2 (en) 2005-09-15 2005-09-15 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005269139A JP4403122B2 (en) 2005-09-15 2005-09-15 Control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007077935A JP2007077935A (en) 2007-03-29
JP4403122B2 true JP4403122B2 (en) 2010-01-20

Family

ID=37938503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005269139A Expired - Fee Related JP4403122B2 (en) 2005-09-15 2005-09-15 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4403122B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5104474B2 (en) * 2008-03-31 2012-12-19 マツダ株式会社 Internal combustion engine control method and apparatus
JP4924693B2 (en) 2009-11-02 2012-04-25 株式会社デンソー Engine control device
JP4893802B2 (en) 2009-11-02 2012-03-07 株式会社デンソー Engine control device
JP4941536B2 (en) 2009-11-02 2012-05-30 株式会社デンソー Engine control device
JP4924694B2 (en) 2009-11-02 2012-04-25 株式会社デンソー Engine control device
JP5257479B2 (en) 2011-03-14 2013-08-07 株式会社デンソー Engine control device
JP5293766B2 (en) 2011-04-15 2013-09-18 株式会社デンソー Engine control device
CN102588129B (en) * 2012-02-07 2016-12-14 上海艾铭思汽车控制系统有限公司 Design of High Pressure Common Rail Diesel Engine nitrogen oxides and the optimization cooperative control method of particulate emission
JP5328967B1 (en) * 2012-10-25 2013-10-30 三菱電機株式会社 Cylinder intake air amount estimation device for internal combustion engine
KR102175263B1 (en) * 2019-07-19 2020-11-06 현대자동차주식회사 Method for correcting injection amount of fuel of each cylinder for vehicle comprising active purge system according to intake air characteristic
DE102019131632A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-27 Mtu Friedrichshafen Gmbh Control device for controlling a technical system with at least one controllable component, method for operating a control device and system with the control device
JP2021127734A (en) * 2020-02-14 2021-09-02 マツダ株式会社 Control device of rotation output device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007077935A (en) 2007-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4403122B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4683573B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
CN107917004B (en) Control device for internal combustion engine
JP4937075B2 (en) Intake amount estimation method and fuel injection control method for internal combustion engine, intake amount estimation device for internal combustion engine, and motorcycle
JP4114574B2 (en) Intake air amount control device and intake air amount control method for internal combustion engine
JP4380509B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5086228B2 (en) Operation control device for internal combustion engine
JP4174821B2 (en) Vehicle control device
WO2009107372A1 (en) Apparatus for controlling fuel injection amount for internal combustion engine
JP5482718B2 (en) Engine compatible equipment
JP3985746B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3901068B2 (en) In-cylinder intake air amount estimation device for internal combustion engine
JP4734312B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2001193545A (en) Method for operating internal combustion engine
JP2007218132A (en) Control device for internal combustion engine
JP5402757B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009197711A (en) Air volume estimation device of internal combustion engine
JP4211700B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP4241560B2 (en) Intake air amount estimation device for internal combustion engine
JP2006063802A (en) Air amount estimating device for internal combustion engine
JP2007278133A (en) Engine shaft torque estimation device
WO2024201975A1 (en) Internal combustion engine control device and control system for mobile object
JP4606482B2 (en) Engine control device
JP4133288B2 (en) Variable valve timing control method for internal combustion engine
JP2007063994A (en) Valve temperature estimating device of internal combustion engine and valve clearance quantity estimating device using this device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091027

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091030

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4403122

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131106

Year of fee payment: 4

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees