JP4581038B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁から噴射した燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れを補償する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される一般的なガソリンエンジンは、吸気管に燃料噴射弁を取り付け、燃料（ガソリン）を吸気ポートに噴射するものが多い。この吸気ポート噴射では、燃料噴射弁から噴射した燃料は、一部が、直接、気筒内に吸入されるが、残りは、吸気ポートの内壁面等に付着した後に、徐々に蒸発して気筒内に吸入されることになる。このような燃料輸送系の燃料の挙動をモデル化した式として、次式で表されるアキノの式が知られている。
【０００３】
ＭＦ(t) ＝（１−Δｔ／τ）・ＭＦ(t−Δｔ) ＋Ｘ・ＧＦ(t−Δｔ)
ここで、ＭＦ(t) は現時点ｔにおける壁面付着燃料量、Δｔは演算周期、τは燃料蒸発時定数、ＭＦ(t−Δｔ) は前回演算時の壁面付着燃料量、Ｘは燃料付着率、ＧＦ(t−Δｔ) は前回演算時の燃料噴射量である。
【０００４】
特開平８−１７７５５６号公報では、上式で算出した壁面付着燃料量ＭＦを用いて次式により燃料噴射量ＧＦ(t) を算出することが提案されている。
ＧＦ(t) ＝ＧＦＥＴ／（１−Ａα）−Ａα・ＭＦ(t−Δｔ)
ここで、ＧＦＥＴは要求燃料量である。Ａαは、次式で示すように、サンプリング毎に演算したアキノ演算子α（＝１−Δｔ／τ）を次々と乗算したものである。
Ａα＝α(t) ・α(t−Δｔ) ・α(t−２Δｔ) ・……・α(t−ｎΔｔ)
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の燃料噴射量制御方法では、燃料蒸発時定数τ、壁面付着率Ｘ、Ａα等の物理パラメータをそれぞれ演算式、マップ等を用いて演算しなければならないため、ＣＰＵ負荷が大きくなると共に、演算すべき物理パラメータの数が多いため、実車に適合する際に、多くの適合工数を必要として、開発コストが高くなるという欠点がある。
【０００６】
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、実車への適合を容易にして開発コストを低減できると共に、ＣＰＵ負荷も軽減できる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、燃料噴射弁から吸気系に噴射した燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れをモデル化した燃料輸送遅れモデルを用いて燃料輸送遅れを補償するものにおいて、前記燃料輸送遅れモデルに含まれる少なくとも燃料蒸発時定数、噴射燃料の壁面付着率の物理パラメータを適合パラメータに変換することを第１の特徴とし、更に、前記適合パラメータは、基準適合パラメータと、空燃比の乱れに応じた補正係数とからなり、前記基準適合パラメータは、システム同定値又は物理計測値を用い、前記基準適合パラメータを用いて求めた壁面付着補正量を前記補正係数で補正することを第２の特徴とするものである。このようにすれば、演算すべきパラメータ数が少なくなるため、実車に適合する際の適合工数を少なくできて、開発コストを低減できると共に、ＣＰＵ負荷も軽減できる。
【０００８】
この場合、請求項１のように、適合パラメータを、基準適合パラメータと補正係数とから構成し、前記基準適合パラメータとしては、システム同定値又は物理計測値を用い、前記基準適合パラメータを用いて求めた壁面付着補正量を、空燃比の乱れに応じた補正係数で補正するようにすれば、空燃比の乱れを応答良く収束させることができる。
【０００９】
また、請求項２のように、燃料輸送遅れモデルは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れ要素Ａと、この燃料輸送遅れ要素Ａのモデル誤差を補償する一次遅れ要素Ｂとを直列に連結した構成としても良い。加減速時の空燃比の乱れは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れの他に、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等の要因に起因する。この筒内充填空気量の測定（推定）誤差等は、燃料輸送遅れの一次遅れによって近似できるため、請求項２のように、燃料輸送遅れ要素Ａに一次遅れ要素Ｂを直列に連結すれば、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等に起因するモデル誤差を補償することができ、燃料補正量の演算精度を向上することができる。
【００１０】
また、請求項３のように、燃料輸送遅れモデルを用いて燃料補正量を演算する式は、燃料輸送遅れ要素Ａに対する補償項と、一次遅れ要素Ｂに対する補償項とから構成しても良い。これにより、燃料補正量の演算式が２つの補償項に整理され、実車への適合が更に容易となる。
【００１１】
この場合、請求項４のように、燃料輸送遅れに対する補償項は、定常運転時の壁面付着燃料量と現在の壁面付着燃料量との偏差、又は現在の吸気管内圧と吸気管内圧なまし値との偏差、又は現在の吸入空気量と吸入空気量なまし値との偏差に第１の基準適合パラメータと第１の補正係数とを乗算して第１の壁面付着補正量を求めるようにしても良い。このようにすれば、燃料輸送遅れを補償するための第１の壁面付着補正量を簡単な演算で精度良く算出することができる。
【００１２】
また、請求項５のように、第１の壁面付着補正量を継続させる時間を、燃料蒸発時定数の関数で表すようにしても良い。これにより、第１の壁面付着補正量を継続させる時間を壁面付着燃料の蒸発特性に応じて適正に設定できる。
【００１３】
また、請求項６のように、一次遅れ要素Ｂに対する補償項は、今回の要求燃料量と前回の要求燃料量との偏差、又は今回の吸気管内圧と前回の吸気管内圧との偏差に第２の基準適合パラメータと第２の補正係数とを乗算して第２の壁面付着補正量を求めるようにしても良い。このようにすれば、モデル誤差を吸収するための第２の壁面付着補正量を簡単な演算で精度良く算出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図４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の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、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。
【００１５】
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、吸気管内圧Ｐｍを検出する吸気管内圧センサ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。
【００１６】
一方、エンジン１１の排気管２１の途中には、排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒等の触媒２２が設置されている。この触媒２２の上流側には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する空燃比センサ２３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Ｔｈｗを検出する冷却水温センサ２４や、エンジン回転速度Ｎｅを検出するクランク角センサ２５が取り付けられている。
【００１７】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２６に入力される。このＥＣＵ２６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）に記憶された図２の燃料補正量算出プログラムを実行することで、燃料噴射弁２０から噴射した燃料が気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れを補償する燃料補正量ＷＥＴＣを算出する。そして、この燃料補正量ＷＥＴＣで要求燃料量ＧＦＥＴを補正して最終的な燃料噴射量ＧＦ（噴射時間）を求め、噴射タイミング毎に燃料噴射量ＧＦに応じたパルス幅の噴射信号を燃料噴射弁２０に印加して燃料噴射を実行する。
【００１８】
ここで、図３に基づいて燃料輸送遅れモデルから燃料補正量ＷＥＴＣを算出する方法を説明する。燃料輸送遅れモデルは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れ要素Ａと、この燃料輸送遅れ要素Ａのモデル誤差を補償する一次遅れ要素Ｂとを直列に連結した構成となっている。加減速時の空燃比の乱れは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れの他に、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等の要因に起因する。この筒内充填空気量の測定（推定）誤差等は、燃料輸送遅れの一次遅れによって近似できるため、図３及び図４に示すように、燃料輸送遅れ要素Ａに一次遅れ要素Ｂを直列に連結すれば、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等に起因するモデル誤差を補償することができ、燃料補正量ＷＥＴＣの演算精度を向上することができる。
【００１９】
燃料輸送遅れ要素Ａは、次のアキノの式で表される。
ＭＦ(t) ＝（１−Δｔ／τ）・ＭＦ(t−Δｔ) ＋Ｘ・ＧＦ(t−Δｔ)
ここで、ＭＦ(t) は現時点ｔにおける壁面付着燃料量、Δｔは演算周期、τは燃料蒸発時定数、ＭＦ(t−Δｔ) は前回演算時の壁面付着燃料量、Ｘは燃料付着率、ＧＦ(t−Δｔ) は前回演算時の燃料噴射量である。
【００２０】
アキノの式から求まる気筒内に吸入される燃料量Ｇcy’（燃料輸送遅れ要素Ａの出力）は、次式で表される。
Ｇcy’＝（１−Ｘ）・ＧＦ＋（１−ａ）・ＭＦ ……（１）
ここで、ａは燃料残留率であり、ａ＝１−Δｔ／τである。（１−Ｘ）・ＧＦは、壁面に付着せずに直接吸入される燃料量であり、（１−ａ）・ＭＦは、壁面から蒸発して吸入される燃料量である。
【００２１】
モデル誤差補償後の気筒内に吸入される燃料量Ｇcy（一次遅れ要素Ｂの出力）は、次式で表される。
Ｇcy＝Ｇcy’＋ａ2 ｛Ｇcy(t−Δｔ) −Ｇcy’｝ ……（２）
ここで、ａ2 ＝１−Δｔ／τ2 （τ2 ：一次遅れ要素Ｂの時定数）
【００２２】
上記（２）式に（１）式を代入すると、次式が求められる。
Ｇcy＝（１−Ｘ）・ＧＦ・（１−ａ2 ）＋（１−ａ）・ＭＦ・（１−ａ2 ）
＋ａ2 ・Ｇcy(t−Δｔ) ……（３）
上記（３）式において、Ｇcy＝ＧＦＥＴ、Ｇcy(t−Δｔ) ＝ＧＦＥＴ(t−Δｔ) とすると、次式が求められる。
【００２３】
【数１】
【００２４】
ここで、最終的な燃料噴射量ＧＦは、要求燃料量ＧＦＥＴに燃料補正量ＷＥＴＣを加算して求められる。
ＧＦ＝ＧＦＥＴ＋ＷＥＴＣ ……（５）
上記（４）式のＧＦに（５）式を代入して、燃料補正量ＷＥＴＣについて解くと、次式が求められる。
【００２５】
【数２】
【００２６】
ここで、ＭＦstableは、定常運転状態において吸気系内壁面に安定的に付着している壁面付着燃料量である。定常運転状態では、ＭＦ(t) ＝ＭＦ(t−Δｔ) ＝ＭＦstable、ＧＦ(t) ＝ＧＦ(t−Δｔ) 、Ｇcy’＝Ｇcy＝ＧＦとなるから、前記（１）式から次式が求められる。
【００２７】
【数３】
【００２８】
前記（６）式の第１項のパラメータ（１−ａ）／（１−Ｘ）を第１の基準適合パラメータｂ1 とし、第２項のパラメータ１／（１−Ｘ）・ａ2 ／（１−ａ2 ）を第２の基準適合パラメータｂ2 とすると、燃料補正量ＷＥＴＣは次式で算出される。
ＷＥＴＣ＝ｂ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）
＋ｂ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝ ……（８）
【００２９】
上式において、第１項のｂ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）は、燃料輸送遅れ要素Ａに対する補償項（第１の壁面付着補正量の算出項）であり、第２項のｂ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝は、一次遅れ要素Ｂに対する補償項（第２の壁面付着補正量の算出項）である。
【００３０】
更に、実車への適合を容易にするため、上式の第１項と第２項にそれぞれ第１の補正係数ｋ1 と第２の補正係数ｋ2 を乗算して、次式により燃料補正量ＷＥＴＣを算出するようにすると良い。
ＷＥＴＣ＝ｂ1 ・ｋ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）
＋ｂ2 ・ｋ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝ ……（９）
【００３１】
上式によれば、第１の壁面付着補正量は、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差に第１の基準適合パラメータｂ1 と第１の補正係数ｋ1 とを乗算して求められる。この第１の壁面付着補正量を継続させる時間は、燃料蒸発時定数τの関数で表すようにしても良い。
【００３２】
また、第２の壁面付着補正量は、今回の要求燃料量ＧＦＥＴと前回の要求燃料量ＧＦＥＴ(t−Δｔ) との偏差に第２の基準適合パラメータｂ2 と第２の補正係数ｋ2 とを乗算して求められる。
【００３３】
適合パラメータ（基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 ）は、次の(a) 又は(b) のいずれかの方法で適合すれば良い。
(a) 補正係数ｋ1 ＝１、ｋ2 ＝１として、空燃比の乱れに応じて基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をマップ等により適合する。
(b) 基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をシステム同定値又は物理計測値とし、空燃比の乱れに応じて補正係数ｋ1 、ｋ2 をマップ等により適合する。
【００３４】
次に、図２の燃料補正量算出プログラムの処理内容を説明する。本プログラムは各気筒の噴射タイミングに同期して周期的に実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、各センサ２５，１８，２４で検出したエンジン回転速度Ｎｅ、吸気管内圧Ｐｍ、冷却水温Ｔｈｗ（吸気マニホールド１９の壁面温度の代わりの温度情報）を読み込み、次のステップ１０２で、要求燃料量ＧＦＥＴを次式により算出する。
【００３５】
ＧＦＥＴ＝基本噴射量×空燃比学習値×（始動後増量係数＋ＯＴＰ増量係数）ここで、要求燃料量ＧＦＥＴは、定常運転時に気筒内に入るべき燃料量である。基本噴射量は、エンジン回転速度Ｎｅ、吸気管内圧Ｐｍ等のエンジン運転パラメータに応じてマップ等により算出される。空燃比学習値は経時変化等による空燃比のずれを補正するための学習値である。始動後増量係数は、始動直後のシリンダウェット等を補正する燃料補正係数であり、ＯＴＰ増量係数は、高負荷時に触媒２２等を保護するために噴射量を増量補正する燃料補正係数である。
【００３６】
要求燃料量ＧＦＥＴの算出後、ステップ１０３に進み、燃料輸送遅れモデルのモデルパラメータａ，Ｘ，ａ2 を二次元マップｍａｐ11〜ｍａｐ32を用いて次式により算出する。
ａ＝ｍａｐ11（Ｎｅ，Ｐｍ）×ｍａｐ12（Ｎｅ，Ｔｈｗ）
Ｘ＝ｍａｐ21（Ｎｅ，Ｐｍ）×ｍａｐ22（Ｎｅ，Ｔｈｗ）
ａ2 ＝ｍａｐ31（Ｎｅ，Ｐｍ）×ｍａｐ32（Ｎｅ，Ｔｈｗ）
【００３７】
ここで、ｍａｐ11（Ｎｅ，Ｐｍ）、ｍａｐ21（Ｎｅ，Ｐｍ）、ｍａｐ31（Ｎｅ，Ｐｍ）は、それぞれエンジン回転速度Ｎｅと吸気管内圧Ｐｍを変数とする二次元マップであり、ｍａｐ12（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ22（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ32（Ｎｅ，Ｔｈｗ）はそれぞれエンジン回転速度Ｎｅと冷却水温Ｔｈｗを変数とする二次元マップである。尚、ａ＝１−Δｔ／τ（但しτは燃料蒸発時定数）、ａ2 ＝１−Δｔ／τ2 （但しτ2 は一次遅れ要素Ｂの時定数）である。
【００３８】
この場合、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableがほぼ吸気管内圧Ｐｍに比例し、エンジン回転速度Ｎｅでほとんど変化しないという関係が吸気マニホールド１９の壁面温度（冷却水温Ｔｈｗ）が低い時にも成立するように構成するためには、壁面温度（冷却水温Ｔｈｗ）による補正項を、エンジン回転速度Ｎｅにおいても可変にする必要がある。そのため、本実施形態（１）では、壁面温度（冷却水温Ｔｈｗ）による補正項を、エンジン回転速度Ｎｅと冷却水温Ｔｈｗを変数とする二次元マップｍａｐ12（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ22（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ32（Ｎｅ，Ｔｈｗ）から算出する。
【００３９】
モデルパラメータａ，Ｘ，ａ2 の算出後、ステップ１０４に進み、壁面付着燃料量ＭＦを次式により算出する。
ＭＦ(t) ＝（１−Δｔ／τ）・ＭＦ(t−Δｔ) ＋Ｘ・ＧＦ(t−Δｔ)
【００４０】
ここで、ＭＦ(t) は現時点ｔにおける壁面付着燃料量、Δｔは演算周期（例えば各気筒の噴射間隔）、τは燃料蒸発時定数、ＭＦ(t−Δｔ) は前回演算時の壁面付着燃料量、ＧＦ(t−Δｔ) は前回演算時の燃料噴射量である。尚、演算周期Δｔを各気筒の噴射間隔（７２０℃Ａ）とすると、ＭＦ(t−Δｔ) は７２０℃Ａ前の壁面付着燃料量、ＧＦ(t−Δｔ) は７２０℃Ａ前の燃料噴射量となる。
【００４１】
その後、ステップ１０５に進み、適合パラメータ（基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 ）を次の(a) 又は(b) のいずれかの方法で適合する。
(a) 補正係数ｋ1 ＝１、ｋ2 ＝１として、空燃比の乱れに応じて基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をマップ等により適合する。
(b) 基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をシステム同定値又は物理計測値とし、空燃比の乱れに応じて補正係数ｋ1 、ｋ2 をマップ等により適合する。
【００４２】
この後、ステップ１０６に進み、燃料補正量ＷＥＴＣを、基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 を用いて次式により算出する。
ＷＥＴＣ＝ｂ1 ・ｋ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）
＋ｂ2 ・ｋ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝
【００４３】
以上説明した本実施形態（１）によれば、少数の適合パラメータ（基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 ）によって燃料補正量ＷＥＴＣを算出することができるため、実車に適合する際の適合工数を少なくできて、開発コストを低減できると共に、演算処理も簡略化できてＣＰＵ負荷も軽減することができる。
【００４４】
尚、本実施形態（１）では、燃料輸送遅れ要素Ａに対する補償項において、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差に第１の基準適合パラメータｂ1 と第１の補正係数ｋ1 とを乗算して第１の壁面付着補正量を求めるようにしたが、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差の代わりに、現在の吸気管内圧と吸気管内圧なまし値（吸気管内圧を燃料蒸発時定数τで一次遅れさせたもの）との偏差、又は、現在の吸入空気量と吸入空気量なまし値（吸入空気量を燃料蒸発時定数τで一次遅れさせたもの）との偏差を用いるようにしても良い。
【００４５】
また、本実施形態（１）では、一次遅れ要素Ｂに対する補償項において、今回の要求燃料量ＧＦＥＴと前回の要求燃料量ＧＦＥＴ(t−Δｔ) との偏差に第２の基準適合パラメータｂ2 と第２の補正係数ｋ2 とを乗算して第２の壁面付着補正量を求めるようにしたが、今回の要求燃料量ＧＦＥＴと前回の要求燃料量ＧＦＥＴ(t−Δｔ) との偏差の代わりに、今回の吸気管内圧と前回の吸気管内圧との偏差を用いるようにしても良い。
【００４６】
尚、演算周期Δｔは各気筒の噴射間隔（７２０℃Ａ）に限定されず、それ以外の周期に設定しても良い。
【００４７】
［実施形態（２）］
実施形態（２）で用いる図５の燃料輸送遅れモデルは、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと要求燃料量ＧＦＥＴとの関係を次式で近似している。
【００４８】
【数４】
【００４９】
上式は、前記（７）式においてＧＦ＝ＧＦＥＴと近似したものである。
現在の壁面付着燃料量ＭＦは、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableを燃料蒸発時定数τで一次遅れさせることで求められる。そして、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差に第１の基準適合パラメータｂ1 ＝（１−ａ）／（１−Ｘ）を乗算して、第１の壁面付着補正量を求める。
第１の壁面付着補正量＝（ＭＦstable−ＭＦ）×ｂ1
【００５０】
［実施形態（３）］
実施形態（３）で用いる図６の燃料輸送遅れモデルは、要求燃料量ＧＦＥＴを定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableに変換するパラメータＸ／（１−ａ）を第１の基準適合パラメータｂ1 に乗算し、１つの適合パラメータＸ／（１−Ｘ）に統合したものである。従って、図６の燃料輸送遅れモデルでは、要求燃料量ＧＦＥＴと、該要求燃料量ＧＦＥＴを燃料蒸発時定数τで一次遅れさせた値ＧＦＥＴ’とのとの偏差に適合パラメータＸ／（１−Ｘ）を乗算して第１の壁面付着補正量を求める。
第１の壁面付着補正量＝（ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ’）・Ｘ／（１−Ｘ）
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】燃料補正量算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】燃料輸送遅れを補償するシステムを概略的に示すブロック図
【図４】実施形態（１）の燃料輸送遅れモデルを示すブロック図
【図５】実施形態（２）の燃料輸送遅れモデルを示すブロック図
【図６】実施形態（３）の燃料輸送遅れモデルを示すブロック図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エアフローメータ、２０…燃料噴射弁、２１…排気管、２３…空燃比センサ、２６…ＥＣＵ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射弁から噴射した燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れを補償する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される一般的なガソリンエンジンは、吸気管に燃料噴射弁を取り付け、燃料（ガソリン）を吸気ポートに噴射するものが多い。この吸気ポート噴射では、燃料噴射弁から噴射した燃料は、一部が、直接、気筒内に吸入されるが、残りは、吸気ポートの内壁面等に付着した後に、徐々に蒸発して気筒内に吸入されることになる。このような燃料輸送系の燃料の挙動をモデル化した式として、次式で表されるアキノの式が知られている。
【０００３】
ＭＦ(t) ＝（１−Δｔ／τ）・ＭＦ(t−Δｔ) ＋Ｘ・ＧＦ(t−Δｔ)
ここで、ＭＦ(t) は現時点ｔにおける壁面付着燃料量、Δｔは演算周期、τは燃料蒸発時定数、ＭＦ(t−Δｔ) は前回演算時の壁面付着燃料量、Ｘは燃料付着率、ＧＦ(t−Δｔ) は前回演算時の燃料噴射量である。
【０００４】
特開平８−１７７５５６号公報では、上式で算出した壁面付着燃料量ＭＦを用いて次式により燃料噴射量ＧＦ(t) を算出することが提案されている。
ＧＦ(t) ＝ＧＦＥＴ／（１−Ａα）−Ａα・ＭＦ(t−Δｔ)
ここで、ＧＦＥＴは要求燃料量である。Ａαは、次式で示すように、サンプリング毎に演算したアキノ演算子α（＝１−Δｔ／τ）を次々と乗算したものである。
Ａα＝α(t) ・α(t−Δｔ) ・α(t−２Δｔ) ・……・α(t−ｎΔｔ)
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の燃料噴射量制御方法では、燃料蒸発時定数τ、壁面付着率Ｘ、Ａα等の物理パラメータをそれぞれ演算式、マップ等を用いて演算しなければならないため、ＣＰＵ負荷が大きくなると共に、演算すべき物理パラメータの数が多いため、実車に適合する際に、多くの適合工数を必要として、開発コストが高くなるという欠点がある。
【０００６】
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、実車への適合を容易にして開発コストを低減できると共に、ＣＰＵ負荷も軽減できる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、燃料噴射弁から吸気系に噴射した燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れをモデル化した燃料輸送遅れモデルを用いて燃料輸送遅れを補償するものにおいて、前記燃料輸送遅れモデルに含まれる少なくとも燃料蒸発時定数、噴射燃料の壁面付着率の物理パラメータを適合パラメータに変換することを第１の特徴とし、更に、前記適合パラメータは、基準適合パラメータと、空燃比の乱れに応じた補正係数とからなり、前記基準適合パラメータは、システム同定値又は物理計測値を用い、前記基準適合パラメータを用いて求めた壁面付着補正量を前記補正係数で補正することを第２の特徴とするものである。このようにすれば、演算すべきパラメータ数が少なくなるため、実車に適合する際の適合工数を少なくできて、開発コストを低減できると共に、ＣＰＵ負荷も軽減できる。
【０００８】
この場合、請求項１のように、適合パラメータを、基準適合パラメータと補正係数とから構成し、前記基準適合パラメータとしては、システム同定値又は物理計測値を用い、前記基準適合パラメータを用いて求めた壁面付着補正量を、空燃比の乱れに応じた補正係数で補正するようにすれば、空燃比の乱れを応答良く収束させることができる。
【０００９】
また、請求項２のように、燃料輸送遅れモデルは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れ要素Ａと、この燃料輸送遅れ要素Ａのモデル誤差を補償する一次遅れ要素Ｂとを直列に連結した構成としても良い。加減速時の空燃比の乱れは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れの他に、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等の要因に起因する。この筒内充填空気量の測定（推定）誤差等は、燃料輸送遅れの一次遅れによって近似できるため、請求項２のように、燃料輸送遅れ要素Ａに一次遅れ要素Ｂを直列に連結すれば、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等に起因するモデル誤差を補償することができ、燃料補正量の演算精度を向上することができる。
【００１０】
また、請求項３のように、燃料輸送遅れモデルを用いて燃料補正量を演算する式は、燃料輸送遅れ要素Ａに対する補償項と、一次遅れ要素Ｂに対する補償項とから構成しても良い。これにより、燃料補正量の演算式が２つの補償項に整理され、実車への適合が更に容易となる。
【００１１】
この場合、請求項４のように、燃料輸送遅れに対する補償項は、定常運転時の壁面付着燃料量と現在の壁面付着燃料量との偏差、又は現在の吸気管内圧と吸気管内圧なまし値との偏差、又は現在の吸入空気量と吸入空気量なまし値との偏差に第１の基準適合パラメータと第１の補正係数とを乗算して第１の壁面付着補正量を求めるようにしても良い。このようにすれば、燃料輸送遅れを補償するための第１の壁面付着補正量を簡単な演算で精度良く算出することができる。
【００１２】
また、請求項５のように、第１の壁面付着補正量を継続させる時間を、燃料蒸発時定数の関数で表すようにしても良い。これにより、第１の壁面付着補正量を継続させる時間を壁面付着燃料の蒸発特性に応じて適正に設定できる。
【００１３】
また、請求項６のように、一次遅れ要素Ｂに対する補償項は、今回の要求燃料量と前回の要求燃料量との偏差、又は今回の吸気管内圧と前回の吸気管内圧との偏差に第２の基準適合パラメータと第２の補正係数とを乗算して第２の壁面付着補正量を求めるようにしても良い。このようにすれば、モデル誤差を吸収するための第２の壁面付着補正量を簡単な演算で精度良く算出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図４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の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、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。
【００１５】
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、吸気管内圧Ｐｍを検出する吸気管内圧センサ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。
【００１６】
一方、エンジン１１の排気管２１の途中には、排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒等の触媒２２が設置されている。この触媒２２の上流側には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する空燃比センサ２３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Ｔｈｗを検出する冷却水温センサ２４や、エンジン回転速度Ｎｅを検出するクランク角センサ２５が取り付けられている。
【００１７】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２６に入力される。このＥＣＵ２６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）に記憶された図２の燃料補正量算出プログラムを実行することで、燃料噴射弁２０から噴射した燃料が気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れを補償する燃料補正量ＷＥＴＣを算出する。そして、この燃料補正量ＷＥＴＣで要求燃料量ＧＦＥＴを補正して最終的な燃料噴射量ＧＦ（噴射時間）を求め、噴射タイミング毎に燃料噴射量ＧＦに応じたパルス幅の噴射信号を燃料噴射弁２０に印加して燃料噴射を実行する。
【００１８】
ここで、図３に基づいて燃料輸送遅れモデルから燃料補正量ＷＥＴＣを算出する方法を説明する。燃料輸送遅れモデルは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れ要素Ａと、この燃料輸送遅れ要素Ａのモデル誤差を補償する一次遅れ要素Ｂとを直列に連結した構成となっている。加減速時の空燃比の乱れは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れの他に、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等の要因に起因する。この筒内充填空気量の測定（推定）誤差等は、燃料輸送遅れの一次遅れによって近似できるため、図３及び図４に示すように、燃料輸送遅れ要素Ａに一次遅れ要素Ｂを直列に連結すれば、筒内充填空気量の測定（推定）誤差等に起因するモデル誤差を補償することができ、燃料補正量ＷＥＴＣの演算精度を向上することができる。
【００１９】
燃料輸送遅れ要素Ａは、次のアキノの式で表される。
ＭＦ(t) ＝（１−Δｔ／τ）・ＭＦ(t−Δｔ) ＋Ｘ・ＧＦ(t−Δｔ)
ここで、ＭＦ(t) は現時点ｔにおける壁面付着燃料量、Δｔは演算周期、τは燃料蒸発時定数、ＭＦ(t−Δｔ) は前回演算時の壁面付着燃料量、Ｘは燃料付着率、ＧＦ(t−Δｔ) は前回演算時の燃料噴射量である。
【００２０】
アキノの式から求まる気筒内に吸入される燃料量Ｇcy’（燃料輸送遅れ要素Ａの出力）は、次式で表される。
Ｇcy’＝（１−Ｘ）・ＧＦ＋（１−ａ）・ＭＦ ……（１）
ここで、ａは燃料残留率であり、ａ＝１−Δｔ／τである。（１−Ｘ）・ＧＦは、壁面に付着せずに直接吸入される燃料量であり、（１−ａ）・ＭＦは、壁面から蒸発して吸入される燃料量である。
【００２１】
モデル誤差補償後の気筒内に吸入される燃料量Ｇcy（一次遅れ要素Ｂの出力）は、次式で表される。
Ｇcy＝Ｇcy’＋ａ2 ｛Ｇcy(t−Δｔ) −Ｇcy’｝ ……（２）
ここで、ａ2 ＝１−Δｔ／τ2 （τ2 ：一次遅れ要素Ｂの時定数）
【００２２】
上記（２）式に（１）式を代入すると、次式が求められる。
Ｇcy＝（１−Ｘ）・ＧＦ・（１−ａ2 ）＋（１−ａ）・ＭＦ・（１−ａ2 ）
＋ａ2 ・Ｇcy(t−Δｔ) ……（３）
上記（３）式において、Ｇcy＝ＧＦＥＴ、Ｇcy(t−Δｔ) ＝ＧＦＥＴ(t−Δｔ) とすると、次式が求められる。
【００２３】
【数１】
ここで、最終的な燃料噴射量ＧＦは、要求燃料量ＧＦＥＴに燃料補正量ＷＥＴＣを加算して求められる。
ＧＦ＝ＧＦＥＴ＋ＷＥＴＣ ……（５）
上記（４）式のＧＦに（５）式を代入して、燃料補正量ＷＥＴＣについて解くと、次式が求められる。
【００２５】
【数２】
ここで、ＭＦstableは、定常運転状態において吸気系内壁面に安定的に付着している壁面付着燃料量である。定常運転状態では、ＭＦ(t) ＝ＭＦ(t−Δｔ) ＝ＭＦstable、ＧＦ(t) ＝ＧＦ(t−Δｔ) 、Ｇcy’＝Ｇcy＝ＧＦとなるから、前記（１）式から次式が求められる。
【００２７】
【数３】
前記（６）式の第１項のパラメータ（１−ａ）／（１−Ｘ）を第１の基準適合パラメータｂ1 とし、第２項のパラメータ１／（１−Ｘ）・ａ2 ／（１−ａ2 ）を第２の基準適合パラメータｂ2 とすると、燃料補正量ＷＥＴＣは次式で算出される。
ＷＥＴＣ＝ｂ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）
＋ｂ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝ ……（８）
【００２９】
上式において、第１項のｂ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）は、燃料輸送遅れ要素Ａに対する補償項（第１の壁面付着補正量の算出項）であり、第２項のｂ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝は、一次遅れ要素Ｂに対する補償項（第２の壁面付着補正量の算出項）である。
【００３０】
更に、実車への適合を容易にするため、上式の第１項と第２項にそれぞれ第１の補正係数ｋ1 と第２の補正係数ｋ2 を乗算して、次式により燃料補正量ＷＥＴＣを算出するようにすると良い。
ＷＥＴＣ＝ｂ1 ・ｋ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）
＋ｂ2 ・ｋ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝ ……（９）
【００３１】
上式によれば、第１の壁面付着補正量は、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差に第１の基準適合パラメータｂ1 と第１の補正係数ｋ1 とを乗算して求められる。この第１の壁面付着補正量を継続させる時間は、燃料蒸発時定数τの関数で表すようにしても良い。
【００３２】
また、第２の壁面付着補正量は、今回の要求燃料量ＧＦＥＴと前回の要求燃料量ＧＦＥＴ(t−Δｔ) との偏差に第２の基準適合パラメータｂ2 と第２の補正係数ｋ2 とを乗算して求められる。
【００３３】
適合パラメータ（基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 ）は、次の(a) 又は(b) のいずれかの方法で適合すれば良い。
(a) 補正係数ｋ1 ＝１、ｋ2 ＝１として、空燃比の乱れに応じて基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をマップ等により適合する。
(b) 基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をシステム同定値又は物理計測値とし、空燃比の乱れに応じて補正係数ｋ1 、ｋ2 をマップ等により適合する。
【００３４】
次に、図２の燃料補正量算出プログラムの処理内容を説明する。本プログラムは各気筒の噴射タイミングに同期して周期的に実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、各センサ２５，１８，２４で検出したエンジン回転速度Ｎｅ、吸気管内圧Ｐｍ、冷却水温Ｔｈｗ（吸気マニホールド１９の壁面温度の代わりの温度情報）を読み込み、次のステップ１０２で、要求燃料量ＧＦＥＴを次式により算出する。
【００３５】
ＧＦＥＴ＝基本噴射量×空燃比学習値×（始動後増量係数＋ＯＴＰ増量係数）ここで、要求燃料量ＧＦＥＴは、定常運転時に気筒内に入るべき燃料量である。基本噴射量は、エンジン回転速度Ｎｅ、吸気管内圧Ｐｍ等のエンジン運転パラメータに応じてマップ等により算出される。空燃比学習値は経時変化等による空燃比のずれを補正するための学習値である。始動後増量係数は、始動直後のシリンダウェット等を補正する燃料補正係数であり、ＯＴＰ増量係数は、高負荷時に触媒２２等を保護するために噴射量を増量補正する燃料補正係数である。
【００３６】
要求燃料量ＧＦＥＴの算出後、ステップ１０３に進み、燃料輸送遅れモデルのモデルパラメータａ，Ｘ，ａ2 を二次元マップｍａｐ11〜ｍａｐ32を用いて次式により算出する。
ａ＝ｍａｐ11（Ｎｅ，Ｐｍ）×ｍａｐ12（Ｎｅ，Ｔｈｗ）
Ｘ＝ｍａｐ21（Ｎｅ，Ｐｍ）×ｍａｐ22（Ｎｅ，Ｔｈｗ）
ａ2 ＝ｍａｐ31（Ｎｅ，Ｐｍ）×ｍａｐ32（Ｎｅ，Ｔｈｗ）
【００３７】
ここで、ｍａｐ11（Ｎｅ，Ｐｍ）、ｍａｐ21（Ｎｅ，Ｐｍ）、ｍａｐ31（Ｎｅ，Ｐｍ）は、それぞれエンジン回転速度Ｎｅと吸気管内圧Ｐｍを変数とする二次元マップであり、ｍａｐ12（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ22（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ32（Ｎｅ，Ｔｈｗ）はそれぞれエンジン回転速度Ｎｅと冷却水温Ｔｈｗを変数とする二次元マップである。尚、ａ＝１−Δｔ／τ（但しτは燃料蒸発時定数）、ａ2 ＝１−Δｔ／τ2 （但しτ2 は一次遅れ要素Ｂの時定数）である。
【００３８】
この場合、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableがほぼ吸気管内圧Ｐｍに比例し、エンジン回転速度Ｎｅでほとんど変化しないという関係が吸気マニホールド１９の壁面温度（冷却水温Ｔｈｗ）が低い時にも成立するように構成するためには、壁面温度（冷却水温Ｔｈｗ）による補正項を、エンジン回転速度Ｎｅにおいても可変にする必要がある。そのため、本実施形態（１）では、壁面温度（冷却水温Ｔｈｗ）による補正項を、エンジン回転速度Ｎｅと冷却水温Ｔｈｗを変数とする二次元マップｍａｐ12（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ22（Ｎｅ，Ｔｈｗ）、ｍａｐ32（Ｎｅ，Ｔｈｗ）から算出する。
【００３９】
モデルパラメータａ，Ｘ，ａ2 の算出後、ステップ１０４に進み、壁面付着燃料量ＭＦを次式により算出する。
ＭＦ(t) ＝（１−Δｔ／τ）・ＭＦ(t−Δｔ) ＋Ｘ・ＧＦ(t−Δｔ)
【００４０】
ここで、ＭＦ(t) は現時点ｔにおける壁面付着燃料量、Δｔは演算周期（例えば各気筒の噴射間隔）、τは燃料蒸発時定数、ＭＦ(t−Δｔ) は前回演算時の壁面付着燃料量、ＧＦ(t−Δｔ) は前回演算時の燃料噴射量である。尚、演算周期Δｔを各気筒の噴射間隔（７２０℃Ａ）とすると、ＭＦ(t−Δｔ) は７２０℃Ａ前の壁面付着燃料量、ＧＦ(t−Δｔ) は７２０℃Ａ前の燃料噴射量となる。
【００４１】
その後、ステップ１０５に進み、適合パラメータ（基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 ）を次の(a) 又は(b) のいずれかの方法で適合する。
(a) 補正係数ｋ1 ＝１、ｋ2 ＝１として、空燃比の乱れに応じて基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をマップ等により適合する。
(b) 基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 をシステム同定値又は物理計測値とし、空燃比の乱れに応じて補正係数ｋ1 、ｋ2 をマップ等により適合する。
【００４２】
この後、ステップ１０６に進み、燃料補正量ＷＥＴＣを、基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 を用いて次式により算出する。
ＷＥＴＣ＝ｂ1 ・ｋ1 ・（ＭＦstable−ＭＦ）
＋ｂ2 ・ｋ2 ・｛ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ(t−Δｔ) ｝
【００４３】
以上説明した本実施形態（１）によれば、少数の適合パラメータ（基準適合パラメータｂ1 、ｂ2 と補正係数ｋ1 、ｋ2 ）によって燃料補正量ＷＥＴＣを算出することができるため、実車に適合する際の適合工数を少なくできて、開発コストを低減できると共に、演算処理も簡略化できてＣＰＵ負荷も軽減することができる。
【００４４】
尚、本実施形態（１）では、燃料輸送遅れ要素Ａに対する補償項において、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差に第１の基準適合パラメータｂ1 と第１の補正係数ｋ1 とを乗算して第１の壁面付着補正量を求めるようにしたが、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差の代わりに、現在の吸気管内圧と吸気管内圧なまし値（吸気管内圧を燃料蒸発時定数τで一次遅れさせたもの）との偏差、又は、現在の吸入空気量と吸入空気量なまし値（吸入空気量を燃料蒸発時定数τで一次遅れさせたもの）との偏差を用いるようにしても良い。
【００４５】
また、本実施形態（１）では、一次遅れ要素Ｂに対する補償項において、今回の要求燃料量ＧＦＥＴと前回の要求燃料量ＧＦＥＴ(t−Δｔ) との偏差に第２の基準適合パラメータｂ2 と第２の補正係数ｋ2 とを乗算して第２の壁面付着補正量を求めるようにしたが、今回の要求燃料量ＧＦＥＴと前回の要求燃料量ＧＦＥＴ(t−Δｔ) との偏差の代わりに、今回の吸気管内圧と前回の吸気管内圧との偏差を用いるようにしても良い。
【００４６】
尚、演算周期Δｔは各気筒の噴射間隔（７２０℃Ａ）に限定されず、それ以外の周期に設定しても良い。
【００４７】
［実施形態（２）］
実施形態（２）で用いる図５の燃料輸送遅れモデルは、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと要求燃料量ＧＦＥＴとの関係を次式で近似している。
【００４８】
【数４】
上式は、前記（７）式においてＧＦ＝ＧＦＥＴと近似したものである。
現在の壁面付着燃料量ＭＦは、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableを燃料蒸発時定数τで一次遅れさせることで求められる。そして、定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableと現在の壁面付着燃料量ＭＦとの偏差に第１の基準適合パラメータｂ1 ＝（１−ａ）／（１−Ｘ）を乗算して、第１の壁面付着補正量を求める。
第１の壁面付着補正量＝（ＭＦstable−ＭＦ）×ｂ1
【００５０】
［実施形態（３）］
実施形態（３）で用いる図６の燃料輸送遅れモデルは、要求燃料量ＧＦＥＴを定常運転時の壁面付着燃料量ＭＦstableに変換するパラメータＸ／（１−ａ）を第１の基準適合パラメータｂ1 に乗算し、１つの適合パラメータＸ／（１−Ｘ）に統合したものである。従って、図６の燃料輸送遅れモデルでは、要求燃料量ＧＦＥＴと、該要求燃料量ＧＦＥＴを燃料蒸発時定数τで一次遅れさせた値ＧＦＥＴ’とのとの偏差に適合パラメータＸ／（１−Ｘ）を乗算して第１の壁面付着補正量を求める。
第１の壁面付着補正量＝（ＧＦＥＴ−ＧＦＥＴ’）・Ｘ／（１−Ｘ）
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】燃料補正量算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】燃料輸送遅れを補償するシステムを概略的に示すブロック図
【図４】実施形態（１）の燃料輸送遅れモデルを示すブロック図
【図５】実施形態（２）の燃料輸送遅れモデルを示すブロック図
【図６】実施形態（３）の燃料輸送遅れモデルを示すブロック図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エアフローメータ、２０…燃料噴射弁、２１…排気管、２３…空燃比センサ、２６…ＥＣＵ。
Claims (6)
- 燃料噴射弁から吸気系に噴射した燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れをモデル化した燃料輸送遅れモデルを用いて燃料輸送遅れを補償する補償項を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記燃料輸送遅れモデルに含まれる少なくとも燃料蒸発時定数、噴射燃料の壁面付着率の物理パラメータを適合パラメータに変換する手段を備え、
前記適合パラメータは、基準適合パラメータと、空燃比の乱れに応じた補正係数とからなり、
前記基準適合パラメータは、システム同定値又は物理計測値が用いられ、
前記基準適合パラメータを用いて求めた壁面付着補正量を前記補正係数で補正することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。 - 燃料噴射弁から吸気系に噴射した燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れをモデル化した燃料輸送遅れモデルを用いて燃料輸送遅れを補償する補償項を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記燃料輸送遅れモデルに含まれる少なくとも燃料蒸発時定数、噴射燃料の壁面付着率の物理パラメータを適合パラメータに変換する手段を備え、
前記燃料輸送遅れモデルは、噴射燃料の壁面付着による燃料輸送遅れ要素Ａと、この燃料輸送遅れ要素Ａのモデル誤差を補償する一次遅れ要素Ｂとを直列に連結した構成となっていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。 - 前記燃料輸送遅れモデルを用いて燃料補正量を演算する式は前記燃料輸送遅れ要素Ａに対する補償項と前記一次遅れ要素Ｂに対する補償項とからなることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
- 燃料噴射弁から吸気系に噴射した燃料が内燃機関の気筒内に吸入されるまでの燃料輸送系の燃料輸送遅れをモデル化した燃料輸送遅れモデルを用いて燃料輸送遅れを補償する補償項を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記燃料輸送遅れモデルに含まれる少なくとも燃料蒸発時定数、噴射燃料の壁面付着率の物理パラメータを適合パラメータに変換する手段を備え、
前記燃料輸送遅れに対する補償項は、定常運転時の壁面付着燃料量と現在の壁面付着燃料量との偏差、又は現在の吸気管内圧と吸気管内圧なまし値との偏差、又は現在の吸入空気量と吸入空気量なまし値との偏差に第１の基準適合パラメータと第１の補正係数とを乗算して第１の壁面付着補正量を求めることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。 - 前記第１の壁面付着補正量を継続させる時間は、燃料蒸発時定数の関数で表されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
- 前記一次遅れ要素Ｂに対する補償項は、今回の要求燃料量と前回の要求燃料量との偏差、又は今回の吸気管内圧と前回の吸気管内圧との偏差に第２の基準適合パラメータと第２の補正係数とを乗算して第２の壁面付着補正量を求めることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001027813A JP4581038B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 内燃機関の燃料噴射量制御装置 |
| US10/059,406 US6748314B2 (en) | 2001-02-05 | 2002-01-31 | Fuel injection amount control system for internal combustion engine |
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