JP4432061B2 - Intake air amount detection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸入空気量を検出するエアフロメータを備えた内燃機関の吸入空気量検出装置に関するものである。 The present invention relates to an intake air amount detection device for an internal combustion engine provided with an air flow meter for detecting the intake air amount of the internal combustion engine.
内燃機関の吸気管内には、各気筒の吸気行程に対応して吸気脈動が発生することがあり、この吸気脈動によってエアフロメータ出力が脈動状態になると、エアフロメータで検出した吸入空気量が実際の吸入空気量からずれた値となる。そこで、エアフロメータ出力の変動幅に応じてエアフロメータで検出した吸入空気量を補正することで、検出吸入空気量と実吸入空気量との誤差を小さくするようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 An intake pulsation may occur in the intake pipe of the internal combustion engine corresponding to the intake stroke of each cylinder. When the air flow meter output pulsates due to the intake pulsation, the intake air amount detected by the air flow meter is actually The value deviates from the intake air amount. In view of this, there is a technique in which the error between the detected intake air amount and the actual intake air amount is reduced by correcting the intake air amount detected by the air flow meter in accordance with the fluctuation range of the air flow meter output (for example, patents). Reference 1).
一方、近年、車両に搭載される内燃機関においては、吸気バルブのリフト量や開閉時期等のバルブ制御量を可変する可変吸気バルブ機構を設け、アクセル開度やエンジン運転状態等に応じて吸気バルブのバルブ制御量を可変することで吸入空気量を制御できるようにしたものがある。この可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御は、吸気バルブのリフト量や開弁期間を小さくすることによって、吸気通路をスロットルバルブで絞ることなく吸入空気量を少なくすることができるので、ポンピングロスを低減して燃費を向上させることができる利点がある。
ところで、従来の一般的なスロットルバルブ制御による吸入空気量制御では、通常の運転(全負荷を除く)領域で、スロットルバルブを全開位置よりも閉じた位置に制御するが、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、スロットルバルブを全開位置付近に大きく開いたままの状態に保持する。このため、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、従来のスロットルバルブ制御による吸入空気量制御よりも、吸気脈動がスロットルバルブの上流側へ伝わり易く、スロットルバルブの上流側に配置されたエアフロメータ出力の脈動が大きくなって、吸気脈動によるエアフロメータの検出誤差(検出吸入空気量と実吸入空気量との誤差)が大きくなる傾向がある。従って、従来と同じ補正方法でエアフロメータの検出吸入空気量を補正しても、十分な精度で検出吸入空気量を補正することができず、吸入空気量の検出精度が低下してしまう。 By the way, in the conventional intake air amount control by the general throttle valve control, the throttle valve is controlled to the closed position from the fully opened position in the normal operation (except for the full load) region. In the air amount control, the throttle valve is kept in a state of being largely opened near the fully opened position. Therefore, in the intake air amount control by the variable intake valve control, the intake pulsation is more easily transmitted to the upstream side of the throttle valve than in the conventional intake air amount control by the throttle valve control, and the air flow meter disposed on the upstream side of the throttle valve. As the output pulsation increases, the detection error of the air flow meter due to the intake pulsation (error between the detected intake air amount and the actual intake air amount) tends to increase. Therefore, even if the detected intake air amount of the air flow meter is corrected by the same correction method as before, the detected intake air amount cannot be corrected with sufficient accuracy, and the detection accuracy of the intake air amount is lowered.
また、従来のスロットルバルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷になるほどスロットルバルブの開度を小さくするため、低負荷になるほど吸気脈動がスロットルバルブ上流側のエアフロメータの周辺に伝わりにくくなって、エアフロメータ出力の脈動が小さくなる傾向がある。このため、実用領域である低負荷領域では、エアフロメータの検出誤差が小さくなり、エアフロメータの検出誤差による悪影響が少ないという特徴があった。 In addition, in the intake air amount control by the conventional throttle valve control, the opening degree of the throttle valve is reduced as the load becomes lower, so that the intake pulsation is less likely to be transmitted to the periphery of the air flow meter upstream of the throttle valve, The pulsation of the air flow meter output tends to be small. For this reason, the low load region, which is a practical region, has a feature that the detection error of the air flow meter is small and the adverse effect of the detection error of the air flow meter is small.
これに対して、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷になるほど吸気バルブのリフト量や開弁期間を小さくするため、低負荷になるほど気筒間の吸気間隔が広がって吸気脈動が大きくなり、エアフロメータ出力の脈動が大きくなる傾向がある。このため、実用領域である低負荷領域で、エアフロメータの検出誤差が大きくなって吸入空気量の検出精度が低下してしまい、空燃比制御精度が低下して排気エミッションが悪化する傾向がある。 In contrast, in the intake air amount control by the variable intake valve control, the lift amount and the valve opening period of the intake valve are reduced as the load decreases, so the intake interval between the cylinders increases and the intake pulsation increases as the load decreases. Therefore, the pulsation of the air flow meter output tends to increase. For this reason, in the low load region, which is a practical region, the detection error of the air flow meter becomes large and the detection accuracy of the intake air amount is lowered, and the air-fuel ratio control accuracy is lowered and the exhaust emission tends to deteriorate.
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、エアフロメータの検出誤差が大きくなるシステムの場合でも、吸入空気量の検出精度を向上させることができて、空燃比制御精度を向上させることができる内燃機関の吸入空気量検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances. Accordingly, the object of the present invention is to improve the accuracy of detecting the intake air amount even in the case of a system in which the detection error of the air flow meter becomes large. An object of the present invention is to provide an intake air amount detection device for an internal combustion engine that can improve the accuracy of fuel ratio control.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、吸気バルブのリフト量や開閉時期等のバルブ制御量を可変することで吸入空気量を制御可能な可変吸気バルブ機構と、内燃機関の吸入空気量を検出するエアフロメータと、該内燃機関の排出ガスの空燃比又はそれに相関する情報を検出する排出ガスセンサとを備えた内燃機関の吸入空気量検出装置において、
(1)前記排出ガスセンサで検出した排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させる空燃比制御を実行する空燃比制御手段と、
(2)前記空燃比制御で用いられる目標空燃比の平均値に基づいて前記エアフロメータで検出した吸入空気量の検出誤差(以下「エアフロメータ検出誤差」という)を算出するエアフロメータ検出誤差算出手段と、
(3)前記内燃機関の気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を算出する気筒間ばらつき算出手段と、
(4)前記エアフロメータ検出誤差と前記気筒間ばらつき値とに基づいて各気筒の検出吸入空気量の誤差(以下「気筒別検出吸入空気量誤差」という)を算出する気筒別検出吸入空気量誤差算出手段と、
(5)前記エアフロメータの出力の変動状態が過渡状態のとき及び/又は前記排出ガスセンサの検出精度が保証されていない状態のときに、前記気筒別検出吸入空気量誤差を用いて各気筒毎に前記エアフロメータの検出吸入空気量を補正する気筒別検出吸入空気量補正手段とを備えた構成としたものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
(1) air-fuel ratio control means for executing air-fuel ratio control for matching the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the exhaust gas sensor with a target air-fuel ratio;
(2) Air flow meter detection error calculating means for calculating a detection error (hereinafter referred to as “air flow meter detection error”) of the intake air amount detected by the air flow meter based on an average value of the target air fuel ratio used in the air / fuel ratio control. When,
(3) Inter-cylinder variation calculating means for calculating an inter-cylinder variation value representing variation in intake air amount between cylinders of the internal combustion engine;
(4) Cylinder-specific detected intake air amount error for calculating an error in the detected intake air amount of each cylinder (hereinafter referred to as “cylinder-specific detected intake air amount error”) based on the airflow meter detection error and the inter-cylinder variation value. A calculation means;
(5) When the fluctuation state of the output of the air flow meter is a transient state and / or when the detection accuracy of the exhaust gas sensor is not guaranteed, the detected intake air amount error for each cylinder is used for each cylinder. The airflow meter includes a cylinder-specific detected intake air amount correcting unit that corrects the detected intake air amount of the air flow meter.
内燃機関の筒内に実際に吸入された実吸入吸気量に応じて排出ガスの空燃比が変化するため、排出ガスの空燃比を検出する排出ガスセンサの出力は、実吸入空気量を精度良く反映したパラメータとなる。また、排出ガスセンサで検出した排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させる空燃比フィードバック制御を実行するシステムでは、排出ガスの空燃比が目標空燃比に精度良く制御される。本発明は、これらの事情を考慮して、排出ガスセンサの出力(排出ガスの空燃比)の代わりに目標空燃比の平均値を用いてエアフロメータ検出誤差を算出するものである。このエアフロメータ検出誤差を用いれば、エアフロメータの検出吸入空気量を精度良く補正することができるので、本発明のように、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を行うシステムにおいて、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差が大きくなる場合でも、吸入空気量の検出精度を向上させることができて、空燃比制御の精度(排気エミッション)を向上させることができる。 Since the air-fuel ratio of the exhaust gas changes according to the actual intake air amount actually sucked into the cylinder of the internal combustion engine, the output of the exhaust gas sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas accurately reflects the actual intake air amount Parameter. Further, in a system that executes air-fuel ratio feedback control that matches the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the exhaust gas sensor with the target air-fuel ratio, the air-fuel ratio of the exhaust gas is accurately controlled to the target air-fuel ratio. In consideration of these circumstances, the present invention calculates the air flow meter detection error using the average value of the target air-fuel ratio instead of the output of the exhaust gas sensor (the air-fuel ratio of the exhaust gas). If this air flow meter detection error is used, the detected intake air amount of the air flow meter can be corrected with high accuracy. Therefore, in the system that controls the intake air amount by the variable intake valve control as in the present invention, the air flow caused by the intake pulsation is used. Even when the meter detection error increases, the detection accuracy of the intake air amount can be improved, and the accuracy of the air-fuel ratio control (exhaust emissions) can be improved.
一般に、空燃比センサ等の排出ガスセンサは、理論空燃比付近で検出精度が高く、理論空燃比から離れるほど検出精度が低下するという検出特性をもっている。また、高負荷領域では、出力を重視して空燃比をリッチに制御するが、実用領域である低負荷領域では、排気エミッションを重視して排出ガスの空燃比を三元触媒等の触媒の浄化ウインドである理論空燃比付近に制御するようにしている。従って、実用領域である低負荷領域では、排出ガスの空燃比が理論空燃比付近に制御されて排出ガスセンサの検出精度が高い状態に制御される。 In general, an exhaust gas sensor such as an air-fuel ratio sensor has a detection characteristic that the detection accuracy is high near the theoretical air-fuel ratio, and the detection accuracy decreases as the distance from the theoretical air-fuel ratio increases. In the high load range, the air-fuel ratio is controlled to be rich with an emphasis on the output. However, in the low load range, which is a practical range, exhaust emissions are emphasized to reduce the air-fuel ratio of the exhaust gas, such as a three-way catalyst. Control is performed in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, which is a window. Therefore, in the low load region, which is a practical region, the exhaust gas air-fuel ratio is controlled in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and the detection accuracy of the exhaust gas sensor is controlled to be high.
可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、実用領域である低負荷領域でエアフロメータの検出誤差が大きくなる傾向があるが、上述したように低負荷領域では、排出ガスの空燃比が理論空燃比付近に制御されて排出ガスセンサの検出精度が高い状態になっているため、排出ガスセンサの出力に基づいてエアフロメータ検出誤差をより精度良く算出することができ、本発明を適用する効果が大きい。 In the intake air amount control by the variable intake valve control, the detection error of the air flow meter tends to increase in the low load region which is a practical region. However, in the low load region as described above, the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio. Since the detection accuracy of the exhaust gas sensor is in the state of being controlled in the vicinity, the air flow meter detection error can be calculated more accurately based on the output of the exhaust gas sensor, and the effect of applying the present invention is great.
ところで、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷時に吸気バルブのリフト量が小さくなるため、各気筒で目標リフト量に対する実リフト量のばらつき(各気筒の部品公差や組付公差によるばらつき)の割合が大きくなって、気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなる傾向がある。 By the way, in the intake air amount control by the variable intake valve control, the lift amount of the intake valve becomes small at low load. Therefore, the variation of the actual lift amount with respect to the target lift amount in each cylinder (variation due to component tolerance or assembly tolerance of each cylinder) ) Increases, and variation in intake air amount between cylinders tends to increase.
そこで、請求項1に係る発明は、内燃機関の気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を算出して、エアフロメータ検出誤差と気筒間ばらつき値とに基づいて各気筒の検出吸入空気量の誤差(以下「気筒別検出吸入空気量誤差」という)を算出し、エアフロメータの出力の変動状態が過渡状態のとき及び/又は排出ガスセンサの検出精度が保証されていない状態のときに、気筒別検出吸入空気量誤差を用いて各気筒毎に検出吸入空気量を補正するようにしている。このようにすれば、気筒間の吸入空気量ばらつきを考慮して、各気筒毎に検出吸入空気量を補正することができるので、気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなる場合でも、各気筒毎に吸入空気量を精度良く検出することができる。
Accordingly, the invention according to
また、目標空燃比の平均値に基づいてエアフロメータ検出誤差を算出する場合、排出ガスセンサの検出精度が保証されていない状態のときには、排出ガスの空燃比を目標空燃比に精度良く制御することができず、目標空燃比の平均値に基づくエアフロメータ検出誤差の算出精度が低下するため、請求項2のように、エアフロメータの出力の変動状態が脈動状態で且つ排出ガスセンサの検出精度が保証されている状態のときに、目標空燃比の平均値に基づいてエアフロメータ検出誤差を算出するようにすると良い。このようにしても、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差を精度良く算出することができる。 Further, when calculating the air flow meter detection error based on the average value of the target air-fuel ratio , when the detection accuracy of the exhaust gas sensor is not guaranteed, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be accurately controlled to the target air-fuel ratio. However, since the calculation accuracy of the air flow meter detection error based on the average value of the target air-fuel ratio is lowered, the fluctuation state of the output of the air flow meter is pulsating and the detection accuracy of the exhaust gas sensor is guaranteed. In this state, the air flow meter detection error may be calculated based on the average value of the target air-fuel ratio. Even in this case, the air flow meter detection error due to the intake pulsation can be accurately calculated.
更に、請求項3のように、エアフロメータの出力の変動状態が過渡状態のとき及び/又は排出ガスセンサの検出精度が保証されていない状態のときに、エアフロメータ検出誤差を用いて検出吸入空気量を検出吸入空気量補正手段により補正するようにしても良い。
Further, as described in
つまり、エアフロメータの出力の変動状態が過渡状態のときや、排出ガスセンサの検出精度が保証されていない状態のときには、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差を精度良く算出できないので、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差を確実に精度良く算出できるとき(つまりエアフロメータの出力の変動状態が脈動状態で且つ排出ガスセンサの検出精度が保証されている状態のとき)に算出したエアフロメータ検出誤差を用いて検出吸入空気量を補正すれば、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差を精度良く算出することができない状態のときでも、エアフロメータの検出吸入空気量を精度良く補正することができ、吸入空気量の検出精度を向上させることができる。 In other words, when the fluctuation state of the output of the air flow meter is a transient state, or when the detection accuracy of the exhaust gas sensor is not guaranteed, the air flow meter detection error due to the intake pulsation cannot be calculated with high accuracy. Detected intake air using the air flow meter detection error calculated when the error can be calculated accurately and accurately (that is, when the fluctuation state of the output of the air flow meter is a pulsating state and the detection accuracy of the exhaust gas sensor is guaranteed) If the amount is corrected, even when the air flow meter detection error due to intake pulsation cannot be calculated accurately, the detected intake air amount of the air flow meter can be accurately corrected, improving the detection accuracy of the intake air amount. Can be made.
また、エアフロメータ検出誤差の算出方法の具体例としては、請求項4(又は請求項5)のように、排出ガスセンサの出力(又は目標空燃比)と燃料噴射量に基づいて実吸入空気量を算出し、その実吸入空気量と検出吸入空気量とを比較してエアフロメータ検出誤差を算出するようにすると良い。排出ガスセンサの出力(又は目標空燃比)と燃料噴射量とを用いるようにすれば良い。このようにすれば、実吸入空気量を精度良く算出することができるので、その実吸入空気量と検出吸入空気量とを比較すれば、エアフロメータ検出誤差を精度良く算出することができる。 Further, as a specific example of the calculation method of the air flow meter detection error, as in claim 4 (or claim 5), the actual intake air amount is calculated based on the output (or target air-fuel ratio) of the exhaust gas sensor and the fuel injection amount. The air flow meter detection error may be calculated by comparing the actual intake air amount with the detected intake air amount. The output (or target air-fuel ratio) of the exhaust gas sensor and the fuel injection amount may be used. In this way, since the actual intake air amount can be calculated with high accuracy, the air flow meter detection error can be calculated with high accuracy by comparing the actual intake air amount with the detected intake air amount.
また、請求項3に係る発明において、請求項6のように、エアフロメータ検出誤差をその時の内燃機関の運転状態に対応して学習し、検出吸入空気量を補正する際に、エアフロメータ検出誤差学習値の中からその時の内燃機関の運転状態に対応するエアフロメータ検出誤差学習値を選択して用いるようにしても良い。或は、請求項1に係る発明において、請求項7のように、気筒別検出吸入空気量誤差をその時の内燃機関の運転状態に対応して学習し、各気筒毎に検出吸入空気量を補正する際に、気筒別検出吸入空気量誤差学習値の中からその時の内燃機関の運転状態に対応する気筒別検出吸入空気量誤差学習値を選択して用いるようにしても良い。
Further, in the invention according to
このようにすれば、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差を精度良く算出することができない状態のときでも、制御システムの製造ばらつきや経時変化等の影響を受けずに、内燃機関の運転状態に対応した適正なエアフロメータ検出誤差学習値(又は気筒別検出吸入空気量誤差学習値)を用いて検出吸入空気量を補正することができ、吸入空気量の検出精度を更に向上させることができる。 In this way, even when the air flow meter detection error due to the intake pulsation cannot be accurately calculated, it is compatible with the operating state of the internal combustion engine without being affected by variations in manufacturing of the control system or changes over time. The detected intake air amount can be corrected using an appropriate air flow meter detection error learning value (or cylinder-specific detected intake air amount error learning value), and the detection accuracy of the intake air amount can be further improved.
また、気筒間ばらつき値の算出方法の具体例としては、例えば請求項8のように、各気筒の吸気行程に対応する期間毎に吸気管圧力センサにより吸気管圧力を検出し、その吸気管圧力に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。吸気管圧力は、各気筒の吸気行程で筒内に吸入される空気量に対応して変化するので、各気筒の吸気行程に対応する期間毎に検出した吸気管圧力を用いれば、各気筒の吸入空気量ばらつきを反映した気筒間ばらつき値を算出することができる。 Further, as a specific example of the method for calculating the inter-cylinder variation value, for example, the intake pipe pressure is detected by an intake pipe pressure sensor for each period corresponding to the intake stroke of each cylinder, and the intake pipe pressure is calculated. The inter-cylinder variation value may be calculated based on the above. Since the intake pipe pressure changes in accordance with the amount of air taken into the cylinder during the intake stroke of each cylinder, if the intake pipe pressure detected for each period corresponding to the intake stroke of each cylinder is used, A cylinder-to-cylinder variation value reflecting the intake air amount variation can be calculated.
或は、請求項9のように、各気筒の燃焼行程に対応する期間毎に回転変動を検出し、その回転変動に基づいて前記気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の燃焼状態が変化して各気筒の回転変動の値が変化するため、各気筒の燃焼行程に対応する期間毎に検出した回転変動を用いれば、各気筒の吸入空気量ばらつきを反映した気筒間ばらつき値を算出することができる。 Alternatively, as described in claim 9, the rotational fluctuation may be detected for each period corresponding to the combustion stroke of each cylinder, and the inter-cylinder variation value may be calculated based on the rotational fluctuation. Since the combustion state of each cylinder changes according to the intake air amount of each cylinder and the value of the rotational fluctuation of each cylinder changes, if the rotational fluctuation detected for each period corresponding to the combustion stroke of each cylinder is used, It is possible to calculate the inter-cylinder variation value reflecting the variation in the intake air amount of the cylinder.
また、請求項10のように、各気筒の排気行程に対応する期間毎に排出ガスセンサにより排出ガスの空燃比を検出し、その空燃比に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の排出ガスの空燃比が変化するため、各気筒の排気行程に対応する期間毎に検出した排出ガスの空燃比を用いれば、各気筒の吸入空気量ばらつきを反映した気筒間ばらつき値を算出することができる。 Further, as in the tenth aspect, the air-fuel ratio of the exhaust gas may be detected by the exhaust gas sensor for each period corresponding to the exhaust stroke of each cylinder, and the inter-cylinder variation value may be calculated based on the air-fuel ratio. . Since the air-fuel ratio of the exhaust gas of each cylinder changes according to the intake air amount of each cylinder, if the air-fuel ratio of the exhaust gas detected for each period corresponding to the exhaust stroke of each cylinder is used, the intake air amount of each cylinder An inter-cylinder variation value reflecting the variation can be calculated.
また、請求項11のように、内燃機関の各気筒毎に筒内圧力を検出する筒内圧力センサを設け、各気筒毎に筒内圧力センサにより筒内圧力を検出し、その筒内圧力に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の圧縮行程における筒内圧力が変化する。また、各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の燃焼状態が変化して各気筒の燃焼行程における筒内圧力が変化する。従って、各気筒の圧縮行程や燃焼行程で検出した筒内圧力を用いれば、各気筒の吸入空気量ばらつきを反映した気筒間ばらつき値を算出することができる。 Further, as in claim 11, an in-cylinder pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure is provided for each cylinder of the internal combustion engine, the in-cylinder pressure is detected by the in-cylinder pressure sensor for each cylinder, and the in-cylinder pressure is detected. The inter-cylinder variation value may be calculated based on this. The in-cylinder pressure in the compression stroke of each cylinder changes according to the intake air amount of each cylinder. Further, the combustion state of each cylinder changes according to the intake air amount of each cylinder, and the in-cylinder pressure in the combustion stroke of each cylinder changes. Therefore, if the in-cylinder pressure detected in the compression stroke or the combustion stroke of each cylinder is used, the inter-cylinder variation value reflecting the intake air amount variation of each cylinder can be calculated.
また、エアフロメータ検出誤差の算出時期は、エアフロメータの出力の変動状態が脈動状態で且つ排出ガスセンサの検出精度が保証されている状態のときに限定されず、請求項12のように、排出ガスセンサの検出精度が保証されている状態のときに、排出ガスセンサの出力の平均値に基づいてエアフロメータ検出誤差を算出するようにしても良い。この場合、請求項13のように、排出ガスセンサの検出精度が保証されていない状態のときに、エアフロメータ検出誤差を用いて検出吸入空気量を補正するようにしても良い。このようにしても、排出ガスセンサの出力の平均値に基づいてエアフロメータ検出誤差を精度良く算出することができると共に、エアフロメータ検出誤差を精度良く算出することができないときでも、エアフロメータで検出した検出吸入空気量を精度良く補正することができ、吸入空気量の検出精度を向上させて、空燃比制御精度を向上させることができる。
Further, the calculation time of the air flow meter detection error is not limited to when the fluctuation state of the output of the air flow meter is a pulsating state and the detection accuracy of the exhaust gas sensor is guaranteed, and the exhaust gas sensor as in
《実施形態(1)》
以下、本発明の実施形態(1)を図1乃至図13に基づいて説明する。まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関である例えば4気筒のエンジン11は、第1気筒#1〜第4気筒#4の4つの気筒を有し、このエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフロメータ14が設けられている。このエアフロメータ14の下流側には、DCモータ等によって開度調節されるスロットルバルブ15とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ16とが設けられている。
<< Embodiment (1) >>
Hereinafter, an embodiment (1) of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. For example, a four-cylinder engine 11 that is an internal combustion engine has four cylinders, a
更に、スロットルバルブ15の下流側には、サージタンク17が設けられ、このサージタンク17に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ18が設けられている。また、サージタンク17には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド19が設けられ、各気筒の吸気マニホールド19の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁20が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ21が取り付けられ、各点火プラグ21の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
Further, a
また、エンジン11の吸気バルブ28と排気バルブ29には、それぞれバルブリフト量を可変する可変吸気バルブリフト機構30と可変排気バルブリフト機構31が設けられている。更に、吸気バルブ28と排気バルブ29に、それぞれバルブタイミング(開閉タイミング)を可変する可変吸気バルブタイミング機構と可変排気バルブタイミング機構を設けるようにしても良い。尚、排気バルブ29には、可変排気バルブリフト機構31を設けずに、可変排気バルブタイミング機構のみを設けるようにしても良い。
Further, the
一方、エンジン11の排気管22には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を浄化する三元触媒等の触媒23が設けられ、この触媒23の上流側に、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ24(排出ガスセンサ)が設けられている。また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ25や、エンジン11のクランク軸が一定クランク角(例えば30℃A)回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ26が取り付けられている。このクランク角センサ26の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
On the other hand, the
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)27に入力される。このECU27は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁20の燃料噴射量や点火プラグ21の点火時期を制御する。
Outputs of these various sensors are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 27. The
次に、図2乃至図5に基づいて可変吸気バルブリフト機構30の構成を説明する。尚、可変排気バルブリフト機構31は、可変吸気バルブリフト機構30と実質的に同一構成であるため、説明を省略する。
Next, the configuration of the variable intake
図2に示すように、吸気バルブ28を駆動するためのカムシャフト32とロッカーアーム33との間に、リンクアーム34が設けられ、このリンクアーム34の上方に、ステッピングモータ等のモータ41で回動駆動されるコントロールシャフト35が設けられている。コントロールシャフト35には、偏心カム36が一体的に回動可能に設けられ、この偏心カム36の軸心に対して偏心した位置に、リンクアーム34が支持軸(図示せず)を介して揺動可能に支持されている。このリンクアーム34の中央部には、揺動カム38が設けられ、この揺動カム38の側面が、カムシャフト32に設けられたカム37の外周面に当接している。また、リンクアーム34の下端部には、押圧カム39が設けられ、この押圧カム39の下端面が、ロッカーアーム33の中央部に設けられたローラ40の上端面に当接している。
As shown in FIG. 2, a
これにより、カムシャフト32の回転によってカム37が回転すると、そのカム37の外周面形状に追従してリンクアーム34の揺動カム38が左右に移動して、リンクアーム34が左右に揺動する。リンクアーム34が左右に揺動すると、押圧カム39が左右に移動するため、押圧カム39の下端面形状に応じてロッカーアーム33のローラ40が上下に移動して、ロッカーアーム33が上下に揺動する。このロッカーアーム33の上下動によって吸気バブル28が上下動するようになっている。
Accordingly, when the
一方、コントロールシャフト35の回転によって偏心カム36が回転すると、リンクアーム34の支持軸の位置が移動して、リンクアーム34の押圧カム39とロッカーアーム33のローラ40との初期の接触点位置(図3、図4参照)が変化する。また、図2に示すように、リンクアーム34の押圧カム39の下端面は、左側部分にロッカーアーム33の押圧量が0(吸気バルブ28のバルブリフト量が0)となるような曲率でベース曲面39aが形成され、このベース曲面39aから右方に向かうに従ってロッカーアーム33の押圧量が大きくなる(吸気バルブ28のバルブリフト量が大きくなる)ような曲率で押圧曲面39bが形成されている。
On the other hand, when the
図3に示すように、吸気バルブ28のバルブリフト量を大きくする高リフトモードの場合には、コントロールシャフト35の回転によってリンクアーム34の押圧カム39とロッカーアーム33のローラ40との初期の接触点位置を右方に移動させる。これにより、カム37の回転によって押圧カム39が左右に移動したときに押圧カム39の下端面のうちローラ40に接触する区間が右方に移動するため、ロッカーアーム33の最大押圧量が大きくなって吸気バルブ28の最大バルブリフト量が大きくなると共に、ロッカーアーム33が押圧される期間が長くなって吸気バブル28の開弁期間が長くなる。
As shown in FIG. 3, in the high lift mode in which the valve lift amount of the
一方、図4に示すように、吸気バルブ28のバルブリフト量を小さくする低リフトモードの場合には、コントロールシャフト35の回転によってリンクアーム34の押圧カム39とロッカーアーム33のローラ40との初期の接触点位置を左方に移動させる。これにより、カム37の回転によって押圧カム39が左右に移動したときに押圧カム39の下端面のうちローラ40に接触する区間が左方に移動するため、ロッカーアーム33の最大押圧量が小さくなって吸気バルブ28の最大バルブリフト量が小さくなると共に、ロッカーアーム33が押圧される期間が短くなって吸気バブル28の開弁期間が短くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, in the low lift mode in which the valve lift amount of the
以上説明した可変吸気バルブリフト機構30では、モータ41でコントロールシャフト35を回転させてリンクアーム34の押圧カム39とロッカーアーム33のローラ40との初期の接触点位置を連続的に移動させれば、図5に示すように、全気筒の吸気バルブ28の最大バルブリフト量と開弁期間(以下単に「バルブリフト量」という)を一括して連続的に可変することができる。
In the variable intake
ECU27は、ROMに記憶された可変バルブ制御プログラム(図示せず)を実行することで、アクセル開度やエンジン運転状態等に基づいて可変吸気バルブリフト機構30を制御して、吸気バルブ28のバルブリフト量を連続的に可変して吸入空気量を制御する。尚、可変吸気バルブリフト機構30と可変吸気バルブタイミング機構を併用したシステムの場合には、バルブリフト量とバルブタイミングの両方を連続的に可変して吸入空気量を制御するようにしても良い。
The
また、ECU27は、後述する検出吸入空気量補正用の各ルーチンを実行することで、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態で且つ空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態のときに、空燃比センサ24で検出した空燃比AFに基づいてエアフロメータ14で検出した検出吸入空気量の誤差(以下「エアフロメータ検出誤差」という)ΔGを算出し、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態のときや空燃比センサ24の検出精度が保証されていない状態のときには、エアフロメータ検出誤差ΔGを用いてエアフロメータ14で検出した検出吸入空気量G0 を補正する。
以下、本実施形態(1)でECU27が実行する検出吸入空気量補正用の各ルーチンの処理内容を説明する。
Further, the
Hereinafter, processing contents of each routine for correcting the detected intake air amount executed by the
[検出吸入空気量補正ベースルーチン]
図6に示す検出吸入空気量補正ベースルーチンは、イグニッションスイッチ(図示せず)のオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、エアフロメータ14の出力Vs を読み込み、次のステップ102で、エアフロメータ14の出力Vs に応じた仮の検出吸入空気量G0 をマップ等により算出する。
[Detected intake air amount correction base routine]
The detected intake air amount correction base routine shown in FIG. 6 is executed at a predetermined cycle after an ignition switch (not shown) is turned on. When this routine is started, first, in
この後、ステップ103に進み、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態であるか否かを判定すると共に、空燃比センサ24の出力に基づく空燃比フィードバック制御(以下「空燃比F/B制御」と表記する)が不許可であるか否かを判定する。
この場合、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態であるか否かの判定は、後述する図7に示す変動状態判別ルーチンによる判別結果に基づいて判定する。
Thereafter, the routine proceeds to step 103, where it is determined whether or not the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a transient state, and air-fuel ratio feedback control (hereinafter referred to as “air-fuel ratio F / B” based on the output of the air-fuel ratio sensor 24 is determined. It is determined whether or not “control” is not permitted.
In this case, whether or not the variation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a transient state is determined based on a determination result by a variation state determination routine shown in FIG.
また、空燃比F/B制御が不許可であるか否かの判定は、空燃比センサ24が未活性状態であるか否か(例えば始動後の経過時間がセンサ活性判定時間に達する前であるか否か)や、空燃比センサ24がフェール状態(故障状態)であるか否か等によって判定する。空燃比F/B制御が許可されているときには、空燃比F/B制御により排出ガスの空燃比が理論空燃比付近に制御されて空燃比センサ24の検出精度が高い状態になっている。従って、空燃比F/B制御が許可されていれば、空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態であると判断することができる。 Further, whether or not the air-fuel ratio F / B control is not permitted is determined whether or not the air-fuel ratio sensor 24 is in an inactive state (for example, before the elapsed time after starting reaches the sensor activation determination time). Whether or not the air-fuel ratio sensor 24 is in a failed state (failure state). When the air-fuel ratio F / B control is permitted, the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled near the stoichiometric air-fuel ratio by the air-fuel ratio F / B control, and the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is high. Therefore, if the air-fuel ratio F / B control is permitted, it can be determined that the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is guaranteed.
このステップ103で、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態であると判定され、且つ、空燃比F/B制御が許可されている(つまり空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態である)と判定された場合には、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差ΔGを精度良く算出できる状態であると判断して、ステップ104に進み、後述する図9に示すエアフロメータ検出誤差算出ルーチンを実行して、空燃比センサ24で検出した空燃比AFと燃料噴射量FUELとに基づいて実吸入空気量G1 を算出し、その実吸入空気量G1 と検出吸入空気量G0 とを比較してエアフロメータ検出誤差ΔGを算出する。
In
この後、ステップ105に進み、後述する図10に示すエアフロメータ検出誤差学習ルーチンを実行して、エアフロメータ検出誤差ΔGを用いてその時のエンジン運転状態に対応するエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を更新(学習)する。 Thereafter, the routine proceeds to step 105, where an air flow meter detection error learning routine shown in FIG. 10 described later is executed, and an air flow meter detection error learning value ΔG (AREA) corresponding to the engine operating state at that time is used using the air flow meter detection error ΔG. ) Is updated (learned).
これに対して、上記ステップ103で、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態であると判定された場合、又は、空燃比F/B制御が不許可である(つまり空燃比センサ24の検出精度が保証されていない状態である)と判定された場合には、ステップ106に進み、後述する図12に示す検出吸入空気量補正ルーチンを実行して、エアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)の中からその時のエンジン運転状態に対応するエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を選択し、そのエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を用いてエアフロメータ14で検出した仮の検出吸入空気量G0 を補正して最終的な検出吸入空気量Gを求める。
On the other hand, when it is determined in
[変動状態判別ルーチン]
図7に示す変動状態判別ルーチンは、イグニッションスイッチのオン後にエンジン11の回転周期よりも十分に短い周期(例えばエンジン回転速度が1000rpmの場合には1ms)で実行され、特許請求の範囲でいう変動状態判別手段としての役割を果たす。尚、本ルーチンで用いるエアフロメータ14の出力の最大値Vmax 及び最小値Vmin 、カウンタCmax 及びカウンタCmin の値は、所定周期(例えば180℃A)で、それぞれVmax =マイナス側限界値、Vmin =プラス側限界値、Cmax =0、Cmin =0にリセットされる。
[Variation state determination routine]
The variation state determination routine shown in FIG. 7 is executed at a cycle sufficiently shorter than the rotation cycle of the engine 11 after the ignition switch is turned on (for example, 1 ms when the engine rotation speed is 1000 rpm). It plays a role as a state discriminating means. Note that the maximum value Vmax and minimum value Vmin of the output of the air flow meter 14 used in this routine, the value of the counter Cmax and the counter Cmin are Vmax = minus limit value and Vmin = plus in a predetermined cycle (for example, 180 ° C.), respectively. The side limit values are reset to Cmax = 0 and Cmin = 0.
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、エアフロメータ14の出力Vs を読み込み、その後、ステップ202に進み、エアフロメータ14の出力Vs が最大値Vmax よりも大きいか否かを判定する。エアフロメータ14の出力Vs が最大値Vmax よりも大きいと判定されれば、ステップ203に進み、最大値Vmax を現在のエアフロメータ14の出力Vs の値で更新する。
When this routine is started, first, at
そして、次のステップ204で、エアフロメータ14の出力Vs の増加状態が継続している時間をカウントするカウンタCmax を「1」だけインクリメントした後、ステップ205に進み、カウンタCmax が過渡判定値Cs 以上であるか否かを判定する。その結果、カウンタCmax が過渡判定値Cs 以上であると判定された場合には、ステップ206に進み、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態(増加状態)であると判定して本ルーチンを終了する。
Then, in the
これに対して、カウンタCmax が過渡判定値Cs 未満であると判定された場合には、ステップ212に進み、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態であると判定して本ルーチンを終了する。 On the other hand, when it is determined that the counter Cmax is less than the transient determination value Cs, the routine proceeds to step 212, where it is determined that the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a pulsation state, and this routine is terminated. To do.
一方、上記ステップ202で、エアフロメータ14の出力Vs が最大値Vmax 以下であると判定された場合には、ステップ207に進み、エアフロメータ14の出力Vs が最小値Vmin よりも小さいか否かを判定する。エアフロメータ14の出力Vs が最小値Vmin よりも小さいと判定されれば、ステップ208に進み、最小値Vmin を現在のエアフロメータ14の出力Vs の値で更新する。
On the other hand, if it is determined in
そして、次のステップ209で、エアフロメータ14の出力Vs の減少状態が継続している時間をカウントするカウンタCmin を「1」だけインクリメントした後、ステップ210に進み、カウンタCmin が過渡判定値Cs 以上であるか否かを判定する。その結果、カウンタCmin が過渡判定値Cs 以上であると判定された場合は、ステップ211に進み、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態(減少状態)であると判定して本ルーチンを終了する。
In the
これに対して、カウンタCmin が過渡判定値Cs 未満であると判定された場合には、ステップ212に進み、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態であると判定して本ルーチンを終了する。 On the other hand, when it is determined that the counter Cmin is less than the transient determination value Cs, the routine proceeds to step 212, where it is determined that the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is the pulsation state, and this routine is terminated. To do.
本ルーチンの処理により、図8(a)に示すように、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態の場合には、エアフロメータ14の出力Vs が増加と減少を交互に繰り返すので、カウンタCmax 、Cmin はいずれも過渡判定値Cs を越えることがなく、脈動状態と判定される。 By the processing of this routine, as shown in FIG. 8A, when the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a pulsation state, the output Vs of the air flow meter 14 alternately repeats increasing and decreasing. Both Cmax and Cmin do not exceed the transient determination value Cs, and are determined to be in a pulsating state.
一方、図8(b)に示すように、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態(例えば増加状態)の場合には、エアフロメータ14の出力Vs の増加に伴ってカウンタCmax がインクリメントされて過渡判定値Cs を越えるため、過渡状態と判定される。尚、図8(b)では、エアフロメータ14の出力Vs が増加する過渡状態の場合を例示したが、エアフロメータ14の出力Vs が減少する過渡状態の場合も同様にして過渡状態と判定される。 On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a transient state (for example, an increase state), the counter Cmax is incremented as the output Vs of the air flow meter 14 increases. Since the transient judgment value Cs is exceeded, it is judged as a transient state. FIG. 8B illustrates a transient state in which the output Vs of the air flow meter 14 increases. However, a transient state in which the output Vs of the air flow meter 14 decreases is similarly determined as a transient state. .
[エアフロメータ検出誤差算出ルーチン]
図9に示すエアフロメータ検出誤差算出ルーチンは、図6のステップ104で起動されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうエアフロメータ検出誤差算出手段としての役割を果たす。
[Air flow meter detection error calculation routine]
The air flow meter detection error calculation routine shown in FIG. 9 is a subroutine started in
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、エアフロメータ14で検出した仮の検出吸入空気量G0 を読み込んだ後、ステップ302に進み、燃料噴射弁20の燃料噴射時間(噴射パルス幅)TAUを読み込む。この燃料噴射時間TAUは、所定期間の平均値又はなまし値としても良い。
When this routine is started, first, at
この後、ステップ303に進み、エンジン回転速度NEを読み込む。このエンジン回転速度NEは、所定期間の平均値又はなまし値としても良い。
この後、ステップ304に進み、燃料噴射弁20の無効噴射時間TVを読み込んだ後、ステップ305に進み、燃料噴射時間TAUを燃料噴射量に変換するための変換係数KINJを読み込む。
Thereafter, the process proceeds to step 303, and the engine speed NE is read. The engine speed NE may be an average value or a smoothed value for a predetermined period.
Thereafter, the process proceeds to step 304, and after reading the invalid injection time TV of the
そして、次のステップ306で、燃料噴射時間TAU、無効噴射時間TV、エンジン回転速度NE、変換係数KINJを用いて次式により単位時間当りの燃料噴射量FUELを算出する。
FUEL=(TAU−TV)×NE/30/KINJ
In the
FUEL = (TAU-TV) × NE / 30 / KINJ
燃料噴射量FUELの算出後、ステップ307に進み、空燃比センサ24で検出した空燃比AFを読み込む。この空燃比AFは、所定期間の平均値又はなまし値としても良い。
そして、次のステップ308で、空燃比AFに単位時間当りの燃料噴射量FUELを乗算して単位時間当りの実吸入空気量G1 を求める。
G1 =AF×FUEL
After calculating the fuel injection amount FUEL, the routine proceeds to step 307, where the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 24 is read. The air-fuel ratio AF may be an average value or a smoothed value for a predetermined period.
In the
G1 = AF x FUEL
この後、ステップ309に進み、実吸入空気量G1 からエアフロメータ14で検出した仮の検出吸入空気量G0 を差し引いてエアフロメータ検出誤差ΔGを求める。
ΔG=G1 −G0
Thereafter, the process proceeds to step 309, where the provisional detected intake air amount G0 detected by the air flow meter 14 is subtracted from the actual intake air amount G1 to obtain the air flow meter detection error ΔG.
ΔG = G1-G0
[エアフロメータ検出誤差学習ルーチン]
図10に示すエアフロメータ検出誤差学習ルーチンは、図6のステップ105で起動されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうエアフロメータ検出誤差学習手段としての役割を果たす。
[Air flow meter detection error learning routine]
The air flow meter detection error learning routine shown in FIG. 10 is a subroutine started in
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ401で、図11に示すエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)のマップにおいて、現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 )が、いずれの運転領域AREAであるかを判定する。図11に示すエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)のマップは、エンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 とをパラメータとする複数の運転領域AREAに区分され、各運転領域AREA毎に、それぞれエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)が記憶されている。
When this routine is started, first, at
この後、ステップ402に進み、図9のエアフロメータ検出誤差算出ルーチンで算出したエアフロメータ検出誤差ΔGをなまし処理して現在のエンジン運転状態に対応する運転領域AREAのエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を求め、その値で該当する運転領域AREAのエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を更新する。
ΔG(AREA)=ΔG(AREA)old +K×{ΔG−ΔG(AREA)old }
ここで、ΔG(AREA)は今回のエアフロメータ検出誤差学習値、ΔG(AREA)old は前回のエアフロメータ検出誤差学習値、Kはなまし係数である。
Thereafter, the routine proceeds to step 402, where the air flow meter detection error ΔG calculated by the air flow meter detection error calculation routine of FIG. 9 is smoothed and the air flow meter detection error learning value ΔG of the operation area AREA corresponding to the current engine operating state is processed. (AREA) is obtained, and the airflow meter detection error learning value ΔG (AREA) of the corresponding operation area AREA is updated with the value.
ΔG (AREA) = ΔG (AREA) old + K × {ΔG−ΔG (AREA) old}
Here, ΔG (AREA) is the current air flow meter detection error learning value, ΔG (AREA) old is the previous air flow meter detection error learning value, and K is the smoothing coefficient.
[検出吸入空気量補正ルーチン]
図12に示す検出吸入空気量補正ルーチンは、図6のステップ106で起動されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう検出吸入空気量補正手段としての役割を果たす。
[Detected intake air amount correction routine]
The detected intake air amount correction routine shown in FIG. 12 is a subroutine started in
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ501で、図11に示すエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)のマップにおいて、現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 )が、いずれの運転領域AREAであるかを判定する。
When this routine is started, first, at
この後、ステップ502に進み、図11に示すエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)のマップを検索して、現在のエンジン運転状態に対応する運転領域AREAのエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を読み込む。 Thereafter, the process proceeds to step 502, where a map of the air flow meter detection error learning value ΔG (AREA) shown in FIG. 11 is searched, and the air flow meter detection error learning value ΔG (AREA) of the operation area AREA corresponding to the current engine operating state. ).
この後、ステップ503に進み、エアフロメータ14で検出した仮の検出吸入空気量G0 をエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)と過渡補正値GFWDとを用いて次式により補正して最終的な検出吸入空気量Gを求める。
G=G0 +ΔG(AREA)+GFWD
Thereafter, the process proceeds to step 503, where the provisional detected intake air amount G0 detected by the air flow meter 14 is corrected by the following equation using the air flow meter detection error learning value ΔG (AREA) and the transient correction value GFWD, and finally obtained. The detected intake air amount G is obtained.
G = G0 + ΔG (AREA) + GFWD
ここで、過渡補正値GFWDは、可変吸気バルブ制御やスロットル制御の過渡応答性と実吸入空気の過渡応答性との差を補正するための補正値である。
以上説明した本実施形態(1)の検出吸入空気量補正の実行例を図13に示すタイムチャートを用いて説明する。
Here, the transient correction value GFWD is a correction value for correcting the difference between the transient response of variable intake valve control or throttle control and the transient response of actual intake air.
An execution example of the detected intake air amount correction of the present embodiment (1) described above will be described with reference to the time chart shown in FIG.
エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態で且つ空燃比F/B制御が許可されている(つまり、空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態である)ときには、空燃比センサ24で検出した空燃比AFと燃料噴射量FUELとに基づいて実吸入空気量G1 を算出し、この実吸入空気量G1 とエアフロメータ14で検出した仮の検出吸入空気量G0 とを比較してエアフロメータ検出誤差ΔGを算出する。そして、このエアフロメータ検出誤差ΔGを用いてその時のエンジン運転状態に対応するエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を更新して学習する。 When the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a pulsating state and the air-fuel ratio F / B control is permitted (that is, the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is guaranteed), the air-fuel ratio sensor 24 The actual intake air amount G1 is calculated on the basis of the air-fuel ratio AF and the fuel injection amount FUEL detected in step S1, and the actual intake air amount G1 is compared with the temporarily detected intake air amount G0 detected by the air flow meter 14 to compare the air flow. A meter detection error ΔG is calculated. The air flow meter detection error ΔG (AREA) corresponding to the engine operating state at that time is updated and learned using the air flow meter detection error ΔG.
この後、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態になったときや空燃比F/B制御が不許可(つまり、空燃比センサ24の検出精度が保証されていない状態)になったときには、その時のエンジン運転状態に対応するエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を用いて仮の検出吸入空気量G0 を補正して最終的な検出吸入空気量Gを求める。 Thereafter, when the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 becomes a transient state or when the air-fuel ratio F / B control is not permitted (that is, the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is not guaranteed). The final detected intake air amount G is obtained by correcting the provisional detected intake air amount G0 using the air flow meter detection error learning value ΔG (AREA) corresponding to the engine operating state at that time.
以上説明した本実施形態(1)では、空燃比センサ24で検出した空燃比AFと燃料噴射量FUELとに基づいて算出した実吸入空気量G1 と、エアフロメータ14で検出した検出吸入空気量G0 とを比較してエアフロメータ検出誤差ΔGを算出するので、エアフロメータ検出誤差ΔGを精度良く算出することができる。そして、このエアフロメータ検出誤差ΔGを用いてエアフロメータ14の検出吸入空気量G0 を補正するので、検出吸入空気量G0 を精度良く補正ことができ、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を行うシステムのように、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差が大きくなるシステムの場合でも、吸入空気量の検出精度を向上させることができて、空燃比制御の精度(排気エミッション)を向上させることができる。 In the present embodiment (1) described above, the actual intake air amount G1 calculated based on the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 24 and the fuel injection amount FUEL, and the detected intake air amount G0 detected by the air flow meter 14 are used. And the air flow meter detection error ΔG is calculated, so that the air flow meter detection error ΔG can be calculated with high accuracy. Since the detected intake air amount G0 of the air flow meter 14 is corrected using the air flow meter detection error ΔG, the detected intake air amount G0 can be corrected with high accuracy, and the intake air amount control by the variable intake valve control is performed. As described above, even in the case of a system in which an air flow meter detection error due to intake pulsation becomes large, the detection accuracy of the intake air amount can be improved and the accuracy of the air-fuel ratio control (exhaust emission) can be improved.
また、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、実用領域である低負荷領域でエアフロメータ検出誤差が大きくなる傾向があるが、低負荷領域では、空燃比F/B制御により排出ガスの空燃比が理論空燃比付近に制御されて空燃比センサ24の検出精度が高い状態になっているため、空燃比センサ24の出力に基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGをより精度良く算出することができ、実用領域である低負荷領域で要求される空燃比制御の高精度化にも対応することができる。 In addition, in the intake air amount control by the variable intake valve control, the air flow meter detection error tends to increase in the low load region which is a practical region, but in the low load region, the air-fuel ratio of the exhaust gas by the air-fuel ratio F / B control. Is controlled in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, and the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is high, so that the air flow meter detection error ΔG can be calculated with higher accuracy based on the output of the air-fuel ratio sensor 24. It is also possible to cope with the high accuracy of air-fuel ratio control required in the low load region that is the region.
ところで、エアフロメータ出力Vs の変動状態が過渡状態のときには、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差ΔGを精度良く算出することは困難である。また、空燃比センサ24の検出精度が保証されていない状態のとき(例えば、空燃比センサ24が未活性状態やフェール状態のとき、或は空燃比センサ24の検出精度が悪い空燃比領域のとき)には、空燃比センサ24の出力に基づくエアフロメータ検出誤差ΔGの算出精度が低下する。 By the way, when the fluctuation state of the air flow meter output Vs is a transient state, it is difficult to accurately calculate the air flow meter detection error ΔG due to the intake pulsation. Further, when the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is not guaranteed (for example, when the air-fuel ratio sensor 24 is in an inactive state or a failure state, or when the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is bad) ), The calculation accuracy of the air flow meter detection error ΔG based on the output of the air-fuel ratio sensor 24 decreases.
これらの事情を考慮して、本実施形態(1)では、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態で且つ空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態のときに、空燃比センサ24の出力に基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出するようにしたので、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差ΔGを確実に精度良く算出することができる。 In consideration of these circumstances, in the present embodiment (1), when the variation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a pulsating state and the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is guaranteed, the air-fuel ratio sensor Since the air flow meter detection error ΔG is calculated based on the output of 24, the air flow meter detection error ΔG due to the intake pulsation can be reliably calculated with high accuracy.
更に、本実施形態(1)では、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態のときや空燃比センサ24の検出精度が保証されていない状態のときには、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差ΔGを精度良く算出できないので、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差ΔGを確実に精度良く算出できるとき(つまりエアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態で且つ空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態のとき)に算出したエアフロメータ検出誤差ΔGを用いて検出吸入空気量G0 を補正する。これにより、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差ΔGを精度良く算出できないときでも、エアフロメータ14の検出吸入空気量G0 を精度良く補正することができ、吸入空気量の検出精度を向上させることができる。
Further, in the present embodiment (1), when the variation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a transient state or when the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is not guaranteed, the air flow meter detection error ΔG due to the intake pulsation is calculated. Since it cannot be calculated with high accuracy, the air flow meter detection error ΔG due to intake pulsation can be calculated with high accuracy (that is, the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is pulsating and the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is guaranteed. The detected intake air amount G0 is corrected using the air flow meter detection error ΔG calculated in the state). Thereby, even when the air flow meter detection error ΔG due to the intake pulsation cannot be calculated with high accuracy, the detected intake
しかも、本実施形態(1)では、エアフロメータ検出誤差ΔGをエンジン運転状態に対応して学習し、検出吸入空気量G0 を補正する際に、エアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)の中からその時のエンジン運転状態に対応するエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を選択して用いるようにしたので、吸気脈動によるエアフロメータ検出誤差を精度良く算出することができない状態のときでも、制御システムの製造ばらつきや経時変化等の影響を受けずに、エンジン運転状態に対応した適正なエアフロメータ検出誤差学習値ΔG(AREA)を用いて検出吸入空気量G0 を補正することができ、吸入空気量の検出精度を更に向上させることができる。
Moreover, in the present embodiment (1), when the air flow meter detection error ΔG is learned corresponding to the engine operating state and the detected intake
《実施形態(2)》
ところで、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷時に吸気バルブ28のリフト量が小さくなるため、各気筒で目標リフト量に対する実リフト量のばらつき(各気筒の部品公差や組付公差によるばらつき)の割合が大きくなって、気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなる傾向がある。
<< Embodiment (2) >>
By the way, in the intake air amount control by the variable intake valve control, the lift amount of the
そこで、図14乃至図18に示す本発明の実施形態(2)では、エンジン11の気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出して、エアフロメータ検出誤差ΔGと気筒間ばらつき値ΔCYL#iとに基づいて各気筒の検出吸入空気量の誤差(以下「気筒別検出吸入空気量誤差」という)ΔG#iを算出し、その気筒別検出吸入空気量誤差ΔG#iを用いて各気筒毎に検出吸入空気量G0 を補正して最終的な気筒別検出吸入空気量G#iを求めるようにしている。ここで、例えば4気筒のエンジン11の場合は#i=#1〜#4である。 Accordingly, in the embodiment (2) of the present invention shown in FIGS. 14 to 18, the inter-cylinder variation value ΔCYL # i representing the variation in the intake air amount between the cylinders of the engine 11 is calculated, and the air flow meter detection error ΔG and the cylinder are calculated. Based on the inter-cycle variation value ΔCYL # i, an error in detected intake air amount of each cylinder (hereinafter referred to as “individual detected intake air amount error”) ΔG # i is calculated, and the detected intake air amount error ΔG # i for each cylinder is calculated. Is used to correct the detected intake air amount G0 for each cylinder to obtain the final detected intake air amount G # i for each cylinder. Here, for example, in the case of a four-cylinder engine 11, # i = # 1 to # 4.
[検出吸入空気量補正ベースルーチン]
本実施形態(2)でECU27が実行する図14に示す検出吸入空気量補正ベースルーチンでは、まず、ステップ601、602で、エアフロメータ14の出力Vs に応じた仮の検出吸入空気量G0 をマップ等により算出した後、ステップ603に進み、後述する図15に示す気筒間ばらつき算出ルーチンを実行して、吸気管圧力センサ18で検出した吸気管圧力MAPに基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出する。
[Detected intake air amount correction base routine]
In the detected intake air amount correction base routine shown in FIG. 14 executed by the
そして、次のステップ604で、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態であると判定され、且つ、空燃比F/B制御が許可されている(つまり、空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態である)と判定された場合には、ステップ605に進み、前述した図9に示すエアフロメータ検出誤差算出ルーチンを実行して、空燃比センサ24で検出した空燃比AFに基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出する。
In the
この後、ステップ606に進み、後述する図16に示す気筒別検出吸入空気量誤差算出ルーチンを実行して、エアフロメータ検出誤差ΔGと各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iに基づいて各気筒の検出吸入空気量の誤差(気筒別検出吸入空気量誤差)ΔG#iを算出する。 Thereafter, the routine proceeds to step 606, where a cylinder-specific detected intake air amount error calculation routine shown in FIG. 16, which will be described later, is executed, and based on the air flow meter detection error ΔG and the inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder. An error in detected intake air amount (detected intake air amount error for each cylinder) ΔG # i is calculated.
この後、ステップ607に進み、後述する図17に示す気筒別検出吸入空気量誤差学習ルーチンを実行して、気筒別検出吸入空気量誤差ΔG#iを用いてその時のエンジン運転状態に対応する気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)を更新して学習する。 Thereafter, the routine proceeds to step 607, where a cylinder-specific detected intake air amount error learning routine shown in FIG. 17 described later is executed, and the cylinder corresponding to the engine operating state at that time is detected using the cylinder-specific detected intake air amount error ΔG # i. The separately detected intake air amount error learning value ΔG # i (AREA) is updated and learned.
これに対して、上記ステップ604で、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態であると判定された場合、又は、空燃比F/B制御が不許可である(つまり、空燃比センサ14の検出精度が保証されていない状態である)と判定された場合には、ステップ608に進み、後述する図18に示す気筒別検出吸入空気量補正ルーチンを実行して、気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)の中からその時のエンジン運転状態に対応する気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)を選択し、その気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)を用いてエアフロメータ14で検出した仮の検出吸入空気量G0 を補正して最終的な気筒別検出吸入空気量G#iを求める。
On the other hand, if it is determined in
[気筒間ばらつき算出ルーチン]
図15に示す気筒間ばらつき算出ルーチンは、図14のステップ603で起動されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう気筒間ばらつき算出手段としての役割を果たす。
[Inter-cylinder variation calculation routine]
The inter-cylinder variation calculation routine shown in FIG. 15 is a subroutine started in
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ701で、吸気管圧力センサ18の出力MAPを読み込んだ後、ステップ702に進み、クランク角カウンタCCRNKのカウント値を読み込む。このクランク角カウンタCCRNKは、クランク角センサ26の出力信号に基づいて例えば30℃A毎に「1」ずつインクリメントされるため、クランク角カウンタCCRNKの24カウントが1サイクル(720℃A)に相当する。尚、クランク角カウンタCCRNKは、「24」になった時点で「0」にリセットされる。また、クランク角カウンタCCRNK=0のクランク回転位置が、第1気筒#1の圧縮上死点(圧縮TDC)に相当し、クランク角カウンタCCRNK=6、12、18のクランク回転位置が、それぞれ第3気筒#3、第4気筒#4、第2気筒#2の圧縮TDCに相当するように設定されている。
When this routine is started, first, at
この後、ステップ703に進み、各気筒の吸気行程に対応する期間の吸気管圧力の最小値MAPmin(#i) を算出する。
第1気筒#1の吸気管圧力最小値MAPmin(#1) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=12〜17の期間、つまり、第1気筒#1の吸気行程に対応する期間の吸気管圧力MAPの最小値を算出する。
Thereafter, the process proceeds to step 703, where the minimum value MAPmin (#i) of the intake pipe pressure during the period corresponding to the intake stroke of each cylinder is calculated.
In calculating the intake pipe pressure minimum value MAPmin (# 1) of the
第2気筒#2の吸気管圧力最小値MAPmin(#2) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=6〜11の期間、つまり、第2気筒#2の吸気行程に対応する期間の吸気管圧力MAPの最小値を算出する。
When calculating the minimum intake pipe pressure value MAPmin (# 2) of the
第3気筒#3の吸気管圧力最小値MAPmin(#3) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=18〜23の期間、つまり、第3気筒#3の吸気行程に対応する期間の吸気管圧力MAPの最小値を算出する。
When calculating the minimum intake pipe pressure value MAPmin (# 3) of the
第4気筒#4の吸気管圧力最小値MAPmin(#4) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=0〜5の期間、つまり、第4気筒#4の吸気行程に対応する期間の吸気管圧力MAPの最小値を算出する。
When calculating the minimum intake pipe pressure value MAPmin (# 4) of the
この後、ステップ704に進み、全気筒の吸気管圧力最小値MAPmin(#1) 〜MAPmin(#4) の平均値MAPmin(ave)を算出した後、ステップ705に進み、各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを次の各式により算出する。
ΔCYL#1={100−MAPmin(#1) }/{100−MAPmin(ave)}
ΔCYL#2={100−MAPmin(#2) }/{100−MAPmin(ave)}
ΔCYL#3={100−MAPmin(#3) }/{100−MAPmin(ave)}
ΔCYL#4={100−MAPmin(#4) }/{100−MAPmin(ave)}
Thereafter, the process proceeds to step 704, and after calculating an average value MAPmin (ave) of the intake pipe pressure minimum values MAPmin (# 1) to MAPmin (# 4) of all cylinders, the process proceeds to step 705, and the cylinder-to-cylinder variation of each cylinder is calculated. The value ΔCYL # i is calculated by the following equations.
尚、本ルーチンでは、各気筒の吸気行程に対応する期間の吸気管圧力最小値MAPmin(#i) に基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出したが、各気筒の吸気行程に対応する期間の吸気管圧力の平均値、面積等に基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出するようにしても良い。 In this routine, the inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder is calculated based on the minimum intake pipe pressure value MAPmin (#i) during the period corresponding to the intake stroke of each cylinder. The inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder may be calculated based on the average value, area, etc. of the intake pipe pressure during the corresponding period.
[気筒別検出吸入空気量誤差算出ルーチン]
図16に示す気筒別検出吸入空気量誤差算出ルーチンは、図14のステップ606で起動されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう気筒別検出吸入空気量誤差算出手段としての役割を果たす。
[Detected air volume error calculation routine for each cylinder]
The cylinder-specific detected intake air amount error calculation routine shown in FIG. 16 is a subroutine started in
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ801で、各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを読み込んだ後、ステップ802に進み、エアフロメータ検出誤差ΔGを読み込む。
When this routine is started, first, in
この後、ステップ803に進み、各気筒の気筒別検出吸入空気量誤差ΔG#iを次の各式により算出する。
ΔG#1=ΔG×ΔCYL#1
ΔG#2=ΔG×ΔCYL#2
ΔG#3=ΔG×ΔCYL#3
ΔG#4=ΔG×ΔCYL#4
Thereafter, the process proceeds to step 803, where the detected intake air amount error ΔG # i for each cylinder is calculated by the following equations.
[気筒別検出吸入空気量誤差学習ルーチン]
図17に示す気筒別検出吸入空気量誤差学習ルーチンは、図14のステップ607で起動されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう気筒別検出吸入空気量誤差学習手段としての役割を果たす。
[Detected routine air intake error error learning routine]
The cylinder-by-cylinder detected intake air amount error learning routine shown in FIG. 17 is a subroutine started in
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ901で、気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)のマップ(図示せず)において、現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 )が、いずれの運転領域AREAであるかを判定する。ここで、気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)のマップは、エンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 とをパラメータとする複数の運転領域AREAに区分され、各運転領域AREA毎に、それぞれ気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)が記憶されている。
When this routine is started, first, in
この後、ステップ902に進み、図16の気筒別検出吸入空気量誤差算出ルーチンで算出した気筒別検出吸入空気量誤差ΔG#iをなまし処理して現在のエンジン運転状態に対応する運転領域AREAの気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)を求め、その値で該当する運転領域AREAの気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)を更新する。
ΔG#1(AREA)=ΔG#1(AREA)old +K×{ΔG#1−ΔG#1(AREA)old }
ΔG#2(AREA)=ΔG#2(AREA)old +K×{ΔG#2−ΔG#2(AREA)old }
ΔG#3(AREA)=ΔG#3(AREA)old +K×{ΔG#3−ΔG#3(AREA)old }
ΔG#4(AREA)=ΔG#4(AREA)old +K×{ΔG#4−ΔG#4(AREA)old }
ここで、ΔG#i(AREA)は今回の気筒別検出吸入空気量誤差学習値、ΔG#i(AREA)old は前回の気筒別検出吸入空気量誤差学習値、Kはなまし係数である。
Thereafter, the routine proceeds to step 902, where the cylinder-by-cylinder detected intake air amount error ΔG # i calculated by the cylinder-by-cylinder detected intake air amount error calculation routine is smoothed, and the operation region AREA corresponding to the current engine operating state is processed. The cylinder-by-cylinder detected intake air amount error learning value ΔG # i (AREA) is obtained, and the cylinder-by-cylinder detected intake air amount error learned value ΔG # i (AREA) of the corresponding operation area AREA is updated with the obtained value.
ΔG # 1 (AREA) = ΔG # 1 (AREA) old + K × {
ΔG # 2 (AREA) = ΔG # 2 (AREA) old + K × {
ΔG # 3 (AREA) = ΔG # 3 (AREA) old + K × {
ΔG # 4 (AREA) = ΔG # 4 (AREA) old + K × {
Here, ΔG # i (AREA) is the current detected intake air amount error learning value for each cylinder, ΔG # i (AREA) old is the previous detected intake air amount error error value for each cylinder, and K is an annealing coefficient.
[気筒別検出吸入空気量補正ルーチン]
図18に示す気筒別検出吸入空気量補正ルーチンは、図14のステップ608で起動されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう気筒別検出吸入空気量補正手段としての役割を果たす。
[Detected air volume correction routine for each cylinder]
The cylinder-specific detected intake air amount correction routine shown in FIG. 18 is a subroutine started in
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ1001で、気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)のマップ(図示せず)において、現在のエンジン運転状態(エンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 )が、いずれの運転領域AREAであるかを判定する。
When this routine is started, first, in
この後、ステップ1002に進み、気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)のマップを検索して、現在のエンジン運転状態に対応する運転領域AREAの気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#1(AREA)〜ΔG#4(AREA)を読み込む。 Thereafter, the process proceeds to step 1002, where a map of the cylinder-specific detected intake air amount error learning value ΔG # i (AREA) is searched, and the cylinder-specific detected intake air amount error learning of the operation region AREA corresponding to the current engine operating state is searched. The values ΔG # 1 (AREA) to ΔG # 4 (AREA) are read.
この後、ステップ1003に進み、エアフロメータ14で検出した仮の検出吸入空気量G0 を気筒別検出吸入空気量誤差学習値ΔG#i(AREA)と気筒別過渡補正値GFWD#iとを用いて次の各式により補正して最終的な気筒別検出吸入空気量G#iを求める。
G#1=G0 +ΔG#1(AREA)+GFWD#1
G#2=G0 +ΔG#2(AREA)+GFWD#2
G#3=G0 +ΔG#3(AREA)+GFWD#3
G#4=G0 +ΔG#4(AREA)+GFWD#4
Thereafter, the routine proceeds to step 1003, where the provisional detected intake air amount G0 detected by the air flow meter 14 is determined using the cylinder-specific detected intake air amount error learning value ΔG # i (AREA) and the cylinder-specific transient correction value GFWD # i. The final detected intake air amount G # i for each cylinder is obtained by correction according to the following equations.
ここで、気筒別過渡補正値GFWD#iは、過渡補正値GFWDに気筒間ばらつき値ΔCYL#iを乗算して求めたものである。
GFWD#i=GFWD×ΔCYL#i
Here, the cylinder specific transient correction value GFWD # i is obtained by multiplying the transient correction value GFWD by the inter-cylinder variation value ΔCYL # i.
GFWD # i = GFWD × ΔCYL # i
以上説明した本実施形態(2)では、エアフロメータ検出誤差ΔGと気筒間ばらつき値ΔCYL#iとに基づいて気筒別検出吸入空気量誤差ΔG#iを算出し、この気筒別検出吸入空気量誤差ΔG#iを用いて各気筒毎に検出吸入空気量G0 を補正して最終的な気筒別検出吸入空気量G#iを求めるようにしたので、気筒間の吸入空気量ばらつきを考慮して、各気筒毎に検出吸入空気量G0 を補正することができ、気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなる場合でも、各気筒毎に吸入空気量を精度良く検出することができる。 In the present embodiment (2) described above, the cylinder-specific detected intake air amount error ΔG # i is calculated based on the air flow meter detection error ΔG and the inter-cylinder variation value ΔCYL # i, and this cylinder-specific detected intake air amount error. Since the final detected intake air amount G # i for each cylinder is obtained by correcting the detected intake air amount G0 for each cylinder using ΔG # i, The detected intake air amount G0 can be corrected for each cylinder, and the intake air amount can be accurately detected for each cylinder even when the variation in intake air amount between the cylinders becomes large.
《実施形態(3)》
上記実施形態(2)では、吸気管圧力MAPに基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出したが、図19に示す本発明の実施形態(3)では、クランク角センサ26の出力信号に基づいて算出した回転変動に基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出するようにしている。
<< Embodiment (3) >>
In the embodiment (2), the inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder is calculated based on the intake pipe pressure MAP. In the embodiment (3) of the present invention shown in FIG. 19, the output of the crank angle sensor 26 is calculated. The inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder is calculated based on the rotation fluctuation calculated based on the signal.
[気筒間ばらつき算出ルーチン]
本実施形態(3)でECU27が実行する図19に示す気筒間ばらつき算出ルーチンでは、まず、ステップ1101で、クランク角カウンタCCRNKのカウント値を読み込む。前述したように、このクランク角カウンタCCRNKは、クランク角センサ26の出力信号に基づいて例えば30℃A毎に「1」ずつインクリメントされる。
[Inter-cylinder variation calculation routine]
In the inter-cylinder variation calculation routine shown in FIG. 19 executed by the
この後、ステップ1102に進み、クランク軸が30℃A回転するのに要した時間T30(クランク角カウンタCCRNKの前回のインクリメントタイミングから今回のインクリメントタイミングまでの時間)を読み込む。 Thereafter, the process proceeds to step 1102, and time T30 (time from the previous increment timing of the crank angle counter CCRNK to the present increment timing) required for the crankshaft to rotate 30 ° C. A is read.
そして、次のステップ1103で、各気筒の燃焼行程に対応する期間のT30の最小値T30MIN(#i)と最大値T30MAX(#i)を算出する。
第1気筒#1の最小値T30MIN(#1)と最大値T30MAX(#1)を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=0〜5の期間、つまり、第1気筒#1の燃焼行程に対応する期間のT30の最小値と最大値を算出する。
In the
When calculating the minimum value T30MIN (# 1) and the maximum value T30MAX (# 1) of the
第2気筒#2の最小値T30MIN(#2)と最大値T30MAX(#2)を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=18〜23の期間、つまり、第2気筒#2の燃焼行程に対応する期間のT30の最小値と最大値を算出する。
When calculating the minimum value T30MIN (# 2) and the maximum value T30MAX (# 2) of the
第3気筒#3の最小値T30MIN(#3)と最大値T30MAX(#3)を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=6〜11の期間、つまり、第3気筒#3の燃焼行程に対応する期間のT30の最小値と最大値を算出する。
When calculating the minimum value T30MIN (# 3) and the maximum value T30MAX (# 3) of the
第4気筒#4の最小値T30MIN(#4)と最大値T30MAX(#4)を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=12〜17の期間、つまり、第4気筒#4の燃焼行程に対応する期間のT30の最小値と最大値を算出する。
When calculating the minimum value T30MIN (# 4) and the maximum value T30MAX (# 4) of the
この後、ステップ1104に進み、各気筒の回転変動ΔT30(#i)を次の各式により算出する。
ΔT30(#1)=T30MAX(#1)−T30MIN(#1)
ΔT30(#2)=T30MAX(#2)−T30MIN(#2)
ΔT30(#3)=T30MAX(#3)−T30MIN(#3)
ΔT30(#4)=T30MAX(#4)−T30MIN(#4)
Thereafter, the process proceeds to step 1104, and the rotational fluctuation ΔT30 (#i) of each cylinder is calculated by the following equations.
ΔT30 (# 1) = T30MAX (# 1) −T30MIN (# 1)
ΔT30 (# 2) = T30MAX (# 2) −T30MIN (# 2)
ΔT30 (# 3) = T30MAX (# 3) -T30MIN (# 3)
ΔT30 (# 4) = T30MAX (# 4) -T30MIN (# 4)
この後、ステップ1105に進み、全気筒の回転変動ΔT30(#1)〜ΔT30(#4)の平均値ΔT30(ave) を算出した後、ステップ1106に進み、各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを次の各式により算出する。
ΔCYL#1=ΔT30(#1)/ΔT30(ave)
ΔCYL#2=ΔT30(#2)/ΔT30(ave)
ΔCYL#3=ΔT30(#3)/ΔT30(ave)
ΔCYL#4=ΔT30(#4)/ΔT30(ave)
Thereafter, the process proceeds to step 1105, where an average value ΔT30 (ave) of the rotational fluctuations ΔT30 (# 1) to ΔT30 (# 4) of all cylinders is calculated, and then the process proceeds to step 1106, where the cylinder-to-cylinder variation value ΔCYL # i is calculated by the following equations.
《実施形態(4)》
図20及び図21に示す本発明の実施形態(4)では、空燃比センサ24で検出した空燃比AFに基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出するようにしている。
<< Embodiment (4) >>
In the embodiment (4) of the present invention shown in FIGS. 20 and 21, the inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder is calculated based on the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 24.
[気筒間ばらつき算出ルーチン]
本実施形態(4)でECU27が実行する図20に示す気筒間ばらつき算出ルーチンでは、まず、ステップ1201で、空燃比センサ24の出力AFを読み込んだ後、ステップ1202に進み、クランク角カウンタCCRNKのカウント値を読み込む。
[Inter-cylinder variation calculation routine]
In the cylinder-to-cylinder variation calculation routine shown in FIG. 20 executed by the
この後、ステップ1203に進み、エンジン11から排出された排出ガスが空燃比センサ24で検出されるまでに要する排気系の遅れ時間DELYを算出する。この排気系の遅れ時間DELYは、エンジン運転状態(例えばエンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 )に応じて変化するため、図21に示す排気系の遅れ時間DELYのマップを検索して、現在のエンジン運転状態(例えばエンジン回転速度NEと実吸入空気量G1 )に応じた遅れ時間DELYを算出する。 Thereafter, the routine proceeds to step 1203, where the exhaust system delay time DELY required until the exhaust gas discharged from the engine 11 is detected by the air-fuel ratio sensor 24 is calculated. Since the exhaust system delay time DELY changes according to the engine operating state (for example, the engine speed NE and the actual intake air amount G1), a map of the exhaust system delay time DELY shown in FIG. The delay time DELY corresponding to the engine operating state (for example, the engine speed NE and the actual intake air amount G1) is calculated.
そして、次のステップ1204で、クランク角カウンタCCRNKのカウント値と排気系の遅れ時間DELYとに基づいて各気筒の排気行程に対応する期間の排出ガスの空燃比AFの平均値を算出することで、各気筒の空燃比平均値AF(#i)を算出する。
In the
この後、ステップ1205に進み、全気筒の空燃比平均値AF(#1)〜AF(#4)の平均値AF(ave) を算出した後、ステップ1206に進み、各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを次の各式により算出する。
ΔCYL#1=AF(#1)/AF(ave)
ΔCYL#2=AF(#2)/AF(ave)
ΔCYL#3=AF(#3)/AF(ave)
ΔCYL#4=AF(#4)/AF(ave)
Thereafter, the process proceeds to step 1205, and after calculating the average value AF (ave) of the air-fuel ratio average values AF (# 1) to AF (# 4) of all cylinders, the process proceeds to step 1206, and the inter-cylinder variation value of each cylinder. ΔCYL # i is calculated by the following equations.
《実施形態(5)》
図22に示す本発明の実施形態(5)では、エンジン11の各気筒に、それぞれ筒内圧力センサ又は筒内圧力センサ付きの点火プラグ(いずれも図示せず)を設け、各気筒の筒内圧力センサで検出した筒内圧力CPに基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出するようにしている。
<< Embodiment (5) >>
In the embodiment (5) of the present invention shown in FIG. 22, each cylinder of the engine 11 is provided with an in-cylinder pressure sensor or a spark plug with an in-cylinder pressure sensor (both not shown), The cylinder-to-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder is calculated based on the in-cylinder pressure CP detected by the pressure sensor.
[気筒間ばらつき算出ルーチン]
本実施形態(5)でECU27が実行する図22に示す気筒間ばらつき算出ルーチンでは、まず、ステップ1301で、各気筒の筒内圧力センサで検出した筒内圧力CPを読み込んだ後、ステップ1302に進み、クランク角カウンタCCRNKのカウント値を読み込む。
[Inter-cylinder variation calculation routine]
In the inter-cylinder variation calculation routine shown in FIG. 22 executed by the
この後、ステップ1303に進み、各気筒の圧縮行程に対応する期間の筒内圧力の最大値CPmax(#i) を算出する。
第1気筒#1の筒内圧力最大値CPmax(#1) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=18〜23の期間、つまり、第1気筒#1の圧縮行程に対応する期間の筒内圧力CPの最大値を算出する。
Thereafter, the routine proceeds to step 1303, where the maximum value CPmax (#i) of the in-cylinder pressure during the period corresponding to the compression stroke of each cylinder is calculated.
When calculating the in-cylinder pressure maximum value CPmax (# 1) of the
第2気筒#2の筒内圧力最大値CPmax(#2) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=12〜17の期間、つまり、第2気筒#2の圧縮行程に対応する期間の筒内圧力CPの最大値を算出する。
When calculating the in-cylinder pressure maximum value CPmax (# 2) of the
第3気筒#3の筒内圧力最大値CPmax(#3) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=0〜5の期間、つまり、第3気筒#3の圧縮行程に対応する期間の筒内圧力CPの最大値を算出する。
When calculating the in-cylinder pressure maximum value CPmax (# 3) of the
第4気筒#4の筒内圧力最大値CPmax(#4) を算出する場合は、クランク角カウンタCCRNK=6〜11の期間、つまり、第4気筒#4の圧縮行程に対応する期間の筒内圧力CPの最大値を算出する。
When calculating the in-cylinder pressure maximum value CPmax (# 4) of the
この後、ステップ1304に進み、全気筒の筒内圧力最大値CPmax(#1) 〜CPmax(#4) の平均値CPmax(ave)を算出した後、ステップ1305に進み、各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを次の各式により算出する。
ΔCYL#1=CPmax(#1) /CPmax(ave)
ΔCYL#2=CPmax(#2) /CPmax(ave)
ΔCYL#3=CPmax(#3) /CPmax(ave)
ΔCYL#4=CPmax(#4) /CPmax(ave)
Thereafter, the process proceeds to step 1304, the average value CPmax (ave) of the in-cylinder pressure maximum values CPmax (# 1) to CPmax (# 4) of all cylinders is calculated, and then the process proceeds to step 1305, where the cylinder-to-cylinder variation of each cylinder is determined. The value ΔCYL # i is calculated by the following equations.
尚、本ルーチンでは、各気筒の圧縮行程に対応する期間の筒内圧力最大値CPmax(#i) に基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出したが、各気筒の圧縮行程に対応する期間の筒内圧力の平均値、面積、所定クランク角の筒内圧力検出値等に基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出するようにしても良い。或は、各気筒の燃焼行程に対応する期間の筒内圧力の最大値、平均値、面積、所定クランク角の筒内圧力検出値等に基づいて各気筒の気筒間ばらつき値ΔCYL#iを算出するようにしても良い。 In this routine, the inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder is calculated based on the in-cylinder pressure maximum value CPmax (#i) in the period corresponding to the compression stroke of each cylinder. The inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder may be calculated on the basis of the average value, area, in-cylinder pressure detection value at a predetermined crank angle, and the like during the corresponding period. Alternatively, the inter-cylinder variation value ΔCYL # i of each cylinder is calculated based on the maximum value, average value, area, in-cylinder pressure detection value at a predetermined crank angle, etc. during the period corresponding to the combustion stroke of each cylinder. You may make it do.
《実施形態(6)》
上記各実施形態(1)〜(5)では、図7に示す変動状態判別ルーチンによりエアフロメータ14の出力Vs の変動状態を判別したが、判別方法は適宜変更しても良く、例えば、図23に示す変動状態判別ルーチンによりエアフロメータ14の出力Vs の変動状態を判別するようにしても良い。
<< Embodiment (6) >>
In each of the above embodiments (1) to (5), the variation state of the output Vs of the air flow meter 14 is determined by the variation state determination routine shown in FIG. 7, but the determination method may be changed as appropriate, for example, FIG. The variation state of the output Vs of the air flow meter 14 may be determined by the variation state determination routine shown in FIG.
[変動状態判別ルーチン]
図23に示す変動状態判別ルーチンでは、まず、ステップ1401で、エアフローメータ14の出力Vs を読み込んだ後、ステップ1402に進み、エアフローメータ14の今回の出力Vs(i)から前回の出力Vs(i-1)を差し引いてエアフローメータ出力Vs の変化量ΔVs(i)を求める。
ΔVs(i)=Vs(i)−Vs(i-1)
[Variation state determination routine]
In the fluctuation state determination routine shown in FIG. 23, first, in
ΔVs (i) = Vs (i) −Vs (i−1)
この後、ステップ1403に進み、本ルーチンの処理を開始してからエンジン11が所定クランク角(例えば180℃A)回転したか否かを判定し、所定クランク角回転していなければ、エアフローメータ出力Vs の変化量ΔVs(i)を算出する処理(ステップ1401、1402)を繰り返す。
Thereafter, the routine proceeds to step 1403, where it is determined whether or not the engine 11 has rotated a predetermined crank angle (for example, 180 ° C. A) after starting the processing of this routine. The process of calculating the change amount ΔVs (i) of Vs (
その後、本ルーチンの処理を開始してからエンジン11が所定クランク角回転したときに、ステップ1404に進み、エアフローメータ出力Vs の変化量ΔVs(i)の総和ΣΔVs(i)を算出する。 Thereafter, when the engine 11 rotates at a predetermined crank angle after the processing of this routine is started, the routine proceeds to step 1404, where the sum ΣΔVs (i) of the variation ΔVs (i) of the air flow meter output Vs is calculated.
この後、ステップ1405に進み、エアフローメータ出力Vs の変化量ΔVs(i)の総和ΣΔVs(i)が過渡判定値Aよりも大きいか否かを判定する。その結果、総和ΣΔVs(i)が過渡判定値Aよりも大きいと判定された場合には、ステップ1407に進み、エアフローメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態(増加状態)であると判定して本ルーチンを終了する。 Thereafter, the process proceeds to step 1405, where it is determined whether or not the sum ΣΔVs (i) of the change amount ΔVs (i) of the air flow meter output Vs is larger than the transient determination value A. As a result, if it is determined that the sum ΣΔVs (i) is larger than the transient determination value A, the process proceeds to step 1407, where it is determined that the fluctuation state of the output Vs of the air flow meter 14 is a transient state (increase state). To end this routine.
一方、上記ステップ1405で、エアフローメータ出力Vs の変化量ΔVs(i)の総和ΣΔVs(i)が過渡判定値A以下であると判定された場合には、ステップ1406に進み、総和ΣΔVs(i)が過渡判定値(−A)よりも小さいか否かを判定する。その結果、総和ΣΔVs(i)が過渡判定値(−A)よりも小さいと判定された場合には、ステップ1407に進み、エアフローメータ14の出力Vs の変動状態が過渡状態(減少状態)であると判定して本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined in
また、エアフローメータ出力Vs の変化量ΔVs(i)の総和ΣΔVs(i)が過渡判定値Aから−Aまでの範囲であると判定された場合には、ステップ1408に進み、エアフロメータ14の出力Vs の変動状態が脈動状態であると判定して本ルーチンを終了する。 If it is determined that the total sum ΣΔVs (i) of the change amount ΔVs (i) of the air flow meter output Vs is within the range from the transient determination value A to −A, the process proceeds to step 1408 and the output of the air flow meter 14 is output. It is determined that the fluctuation state of Vs is a pulsation state, and this routine is finished.
尚、以上説明した各実施形態(1)〜(6)では、エアフロメータ出力Vs が脈動状態で且つ空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態のときに、空燃比センサ24の出力に基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出するようにしたが、これに限定されず、空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態のときに、空燃比センサ24の出力に基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出するようにしても良い。この場合、更に、空燃比センサ24の検出精度が保証されていない状態のときには、空燃比センサ24の検出精度が保証されている状態のときに算出したエアフロメータ検出誤差ΔGを用いて検出吸入空気量G0 を補正するようにしても良い。このようにしても、空燃比センサ24の出力に基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを精度良く算出することができると共に、エアフロメータ検出誤差ΔGを精度良く算出することができないときでも、エアフロメータで検出した検出吸入空気量G0 を精度良く補正することができ、吸入空気量の検出精度を向上させて、空燃比制御の精度を向上させることができる。 In each of the embodiments (1) to (6) described above, when the air flow meter output Vs is in a pulsating state and the detection accuracy of the air / fuel ratio sensor 24 is guaranteed, the output of the air / fuel ratio sensor 24 is output. The air flow meter detection error ΔG is calculated based on this, but the present invention is not limited to this, and the air flow meter detection is detected based on the output of the air fuel ratio sensor 24 when the detection accuracy of the air fuel ratio sensor 24 is guaranteed. The error ΔG may be calculated. In this case, further, when the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is not guaranteed, the detected intake air is detected using the air flow meter detection error ΔG calculated when the detection accuracy of the air-fuel ratio sensor 24 is guaranteed. The amount G0 may be corrected. Even in this case, the air flow meter detection error ΔG can be calculated with high accuracy based on the output of the air-fuel ratio sensor 24, and even when the air flow meter detection error ΔG cannot be calculated with high accuracy, it can be detected with the air flow meter. The detected intake air amount G0 can be accurately corrected, the detection accuracy of the intake air amount can be improved, and the accuracy of air-fuel ratio control can be improved.
また、上記各実施形態(1)〜(6)では、空燃比センサ24で検出した空燃比AFに基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出したが、空燃比センサ24で検出した空燃比AFを目標空燃比に一致させる空燃比フィードバック制御を実行する場合には、目標空燃比に基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出するようにしても良い。具体的には、図9のエアフロメータ検出誤差算出ルーチンのステップ307、308の空燃比AFに代えて、空燃比フィードバック制御の目標空燃比を用いるようにしても良い。
In the above embodiments (1) to (6), the air flow meter detection error ΔG is calculated based on the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 24. However, the air-fuel ratio AF detected by the air-fuel ratio sensor 24 is the target. When executing air-fuel ratio feedback control that matches the air-fuel ratio, the air flow meter detection error ΔG may be calculated based on the target air-fuel ratio. Specifically, the target air-fuel ratio of air-fuel ratio feedback control may be used in place of the air-fuel ratio AF in
空燃比フィードバック制御の実行中は、排出ガスの空燃比AFが目標空燃比に精度良く制御されるため、目標空燃比に基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出しても、空燃比センサ24で検出した空燃比AFに基づいてエアフロメータ検出誤差ΔGを算出する場合と同様の効果を得ることができる。 While the air-fuel ratio feedback control is being executed, the air-fuel ratio AF of the exhaust gas is accurately controlled to the target air-fuel ratio. Therefore, even if the air flow meter detection error ΔG is calculated based on the target air-fuel ratio, it is detected by the air-fuel ratio sensor 24. It is possible to obtain the same effect as when the air flow meter detection error ΔG is calculated based on the air-fuel ratio AF.
また、上記各実施形態(1)〜(6)では、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ24を搭載したシステムに本発明を適用したが、排出ガスのリッチ/リーンを検出する酸素センサや、その他の排出ガスセンサを搭載したシステムに本発明を適用しても良い。
また、本発明の適用範囲は、4気筒のエンジンに限定されず、5気筒以上又は3気筒以下のエンジンに本発明を適用しても良い。
Further, in each of the above embodiments (1) to (6), the present invention is applied to a system equipped with the air-fuel ratio sensor 24 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas, but the oxygen sensor for detecting rich / lean of the exhaust gas. Alternatively, the present invention may be applied to a system equipped with other exhaust gas sensors.
The scope of application of the present invention is not limited to a four-cylinder engine, and the present invention may be applied to an engine having five or more cylinders or three or less cylinders.
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、14…エアフロメータ、15…スロットルバルブ、18…吸気管圧力センサ、20…燃料噴射弁、21…点火プラグ、22…排気管、24…空燃比センサ(排出ガスセンサ)、26…クランク角センサ、27…ECU(変動状態判別手段,エアフロメータ検出誤差算出手段,エアフロメータ検出誤差学習手段,検出吸入空気量補正手段,気筒間ばらつき算出手段,気筒別検出吸入空気量誤差算出手段,気筒別検出吸入空気量誤差学習手段,気筒別検出吸入空気量補正手段)、28…吸気バルブ、29…排気バルブ、30…可変吸気バルブリフト機構、31…可変排気バルブリフト機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe, 14 ... Air flow meter, 15 ... Throttle valve, 18 ... Intake pipe pressure sensor, 20 ... Fuel injection valve, 21 ... Spark plug, 22 ... Exhaust pipe, 24 ... Air-fuel ratio Sensor (exhaust gas sensor), 26 ... crank angle sensor, 27 ... ECU (fluctuation state discriminating means, air flow meter detection error calculating means, air flow meter detection error learning means, detected intake air amount correcting means, inter-cylinder variation calculating means, for each cylinder Detected intake air amount error calculating means, cylinder-specific detected intake air amount error learning means, cylinder-specific detected intake air amount correcting means), 28 ... intake valve, 29 ... exhaust valve, 30 ... variable intake valve lift mechanism, 31 ... variable exhaust Valve lift mechanism
Claims (13)
前記排出ガスセンサで検出した排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させる空燃比制御を実行する空燃比制御手段と、
前記空燃比制御で用いられる目標空燃比の平均値に基づいて前記エアフロメータで検出した吸入空気量の検出誤差(以下「エアフロメータ検出誤差」という)を算出するエアフロメータ検出誤差算出手段と、
前記内燃機関の気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を算出する気筒間ばらつき算出手段と、
前記エアフロメータ検出誤差と前記気筒間ばらつき値とに基づいて各気筒の検出吸入空気量の誤差(以下「気筒別検出吸入空気量誤差」という)を算出する気筒別検出吸入空気量誤差算出手段と、
前記エアフロメータの出力の変動状態が過渡状態のとき及び/又は前記排出ガスセンサの検出精度が保証されていない状態のときに、前記気筒別検出吸入空気量誤差を用いて各気筒毎に前記エアフロメータの検出吸入空気量を補正する気筒別検出吸入空気量補正手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の吸入空気量検出装置。 Variable intake valve mechanism capable of controlling intake air amount by varying valve control amount such as intake valve lift amount and opening / closing timing, air flow meter for detecting intake air amount of internal combustion engine, and exhaust gas of internal combustion engine An intake air amount detection device for an internal combustion engine comprising an exhaust gas sensor for detecting an air-fuel ratio of the engine or information correlated therewith,
Air-fuel ratio control means for performing air-fuel ratio control for matching the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the exhaust gas sensor with a target air-fuel ratio;
An air flow meter detection error calculating means for calculating a detection error (hereinafter referred to as “air flow meter detection error”) of the intake air amount detected by the air flow meter based on an average value of a target air fuel ratio used in the air fuel ratio control;
An inter-cylinder variation calculating means for calculating an inter-cylinder variation value representing an intake air amount variation between cylinders of the internal combustion engine;
Cylinder-specific detected intake air amount error calculating means for calculating an error in the detected intake air amount of each cylinder (hereinafter referred to as “cylinder-specific detected intake air amount error”) based on the air flow meter detection error and the inter-cylinder variation value; ,
When the fluctuation state of the output of the air flow meter is a transient state and / or when the detection accuracy of the exhaust gas sensor is not guaranteed, the air flow meter is detected for each cylinder using the detected intake air amount error for each cylinder. An intake air amount detection device for an internal combustion engine, comprising: a cylinder-specific detection intake air amount correction means for correcting the detected intake air amount.
前記エアフロメータ検出誤差算出手段は、前記エアフロメータの出力の変動状態が脈動状態で且つ前記排出ガスセンサの検出精度が保証されている状態のときに、前記空燃比制御で用いられる目標空燃比の平均値に基づいて前記エアフロメータ検出誤差を算出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。 Fluctuation state determination means for determining whether the fluctuation state of the output of the air flow meter is a transient state or a pulsation state,
The air flow meter detection error calculating means calculates the average of the target air fuel ratio used in the air fuel ratio control when the fluctuation state of the output of the air flow meter is a pulsating state and the detection accuracy of the exhaust gas sensor is guaranteed. 2. The intake air amount detection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air flow meter detection error is calculated based on a value .
前記検出吸入空気量補正手段は、前記検出吸入空気量を補正する際に、前記エアフロメータ検出誤差学習手段により学習したエアフロメータ検出誤差学習値の中からその時の内燃機関の運転状態に対応するエアフロメータ検出誤差学習値を選択して用いることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。 An air flow meter detection error learning means for learning an air flow meter detection error calculated by the air flow meter detection error calculation means corresponding to the operating state of the internal combustion engine at that time,
The detected intake air amount correcting means corrects the detected intake air amount from the air flow meter detection error learning value learned by the air flow meter detection error learning means, and the air flow corresponding to the operating state of the internal combustion engine at that time. 4. The intake air amount detection device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein a meter detection error learning value is selected and used.
前記気筒別検出吸入空気量補正手段は、各気筒毎に前記検出吸入空気量を補正する際に、前記気筒別検出吸入空気量誤差学習手段により学習した気筒別検出吸入空気量誤差学習値の中からその時の内燃機関の運転状態に対応する気筒別検出吸入空気量誤差学習値を選択して用いることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。 A cylinder-specific detected intake air amount error learning unit that learns a cylinder-specific detected intake air amount error calculated by the cylinder-specific detected intake air amount error calculating unit according to the operating state of the internal combustion engine at that time,
The cylinder-specific detected intake air amount correction means corrects the detected intake air amount for each cylinder among the cylinder-specific detected intake air amount error learning values learned by the cylinder-specific detected intake air amount error learning means. 2. The intake air amount detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a learning value for each cylinder detected intake air amount corresponding to the operating state of the internal combustion engine at that time is selected and used.
前記気筒間ばらつき算出手段は、各気筒の吸気行程に対応する期間毎に前記吸気管圧力センサにより吸気管圧力を検出し、その吸気管圧力に基づいて前記気筒間ばらつき値を算出することを特徴とする請求項1又は7に記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。 An intake pipe pressure sensor for detecting an intake pipe pressure of the internal combustion engine;
The inter-cylinder variation calculating means detects the intake pipe pressure by the intake pipe pressure sensor for each period corresponding to the intake stroke of each cylinder, and calculates the inter-cylinder variation value based on the intake pipe pressure. The intake air amount detection device for an internal combustion engine according to claim 1 or 7.
前記気筒間ばらつき算出手段は、各気筒毎に前記筒内圧力センサにより筒内圧力を検出し、その筒内圧力に基づいて前記気筒間ばらつき値を算出することを特徴とする請求項1、7乃至10のいずれかに記載の内燃機関の吸入空気量検出装置。 An in-cylinder pressure sensor for detecting an in-cylinder pressure for each cylinder of the internal combustion engine;
The cylinder-to-cylinder variation calculating means detects an in-cylinder pressure by the in-cylinder pressure sensor for each cylinder, and calculates the inter-cylinder variation value based on the in-cylinder pressure. The intake air amount detection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10.
前記排出ガスセンサの検出精度が保証されている状態のときに、該排出ガスセンサの出力の平均値に基づいて前記エアフロメータで検出した吸入空気量の検出誤差(以下「エアフロメータ検出誤差」という)を算出するエアフロメータ検出誤差算出手段を備えていることを特徴とする内燃機関の吸入空気量検出装置。 Variable intake valve mechanism capable of controlling intake air amount by varying valve control amount such as intake valve lift amount and opening / closing timing, air flow meter for detecting intake air amount of internal combustion engine, and exhaust gas of internal combustion engine An intake air amount detection device for an internal combustion engine comprising an exhaust gas sensor for detecting an air-fuel ratio of the engine or information correlated therewith,
When the detection accuracy of the exhaust gas sensor is guaranteed, the detection error (hereinafter referred to as “air flow meter detection error”) of the intake air amount detected by the air flow meter based on the average value of the output of the exhaust gas sensor An intake air amount detection device for an internal combustion engine, comprising an air flow meter detection error calculation means for calculating.
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