JP4631775B2 - Stop position control device for internal combustion engine - Google Patents

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この発明は、内燃機関の停止位置制御装置に係り、特に、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御が適用された内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の停止位置制御装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine stop position control device, and more particularly, as an apparatus for controlling an internal combustion engine to which control for automatically stopping and restarting an internal combustion engine is applied when a vehicle is temporarily stopped. The present invention relates to a suitable stop position control device for an internal combustion engine.

従来、例えば特許文献1には、内燃機関の運転状態の変化による燃料噴射量の補正値(学習値)の急激な変化を回避するための技術が開示されている。この従来の技術では、前回学習値と今回学習値との差の絶対値が所定値を超える場合には、前回学習値から今回学習値への変化量に制限を与えるようにしている。そして、その制限と同時に、誤った補正値に基づいて更新されることがないように、学習更新が禁止され、またはその学習更新の速度が緩められる。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a technique for avoiding an abrupt change in a correction value (learning value) of a fuel injection amount due to a change in an operating state of an internal combustion engine. In this conventional technique, when the absolute value of the difference between the previous learning value and the current learning value exceeds a predetermined value, the amount of change from the previous learning value to the current learning value is limited. At the same time as the restriction, learning update is prohibited or the learning update speed is reduced so that the update is not performed based on an incorrect correction value.

特開平8−144831号公報JP-A-8-144831

ところで、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御が知られている。このような制御が行われる場合には、次回の再始動を円滑に行えるようにするために、内燃機関の始動停止時のクランク停止位置を精度良く制御することが要求される。そのような場合に、内燃機関の自動停止時のクランク停止位置は、内燃機関の内部等のフリクションの影響を大きく受ける。従って、そのフリクションを高精度に推定することが必要となる。   Incidentally, there is known a control for automatically stopping and restarting an internal combustion engine when a vehicle is temporarily stopped. When such control is performed, it is required to accurately control the crank stop position at the start and stop of the internal combustion engine so that the next restart can be performed smoothly. In such a case, the crank stop position at the time of automatic stop of the internal combustion engine is greatly affected by friction inside the internal combustion engine. Therefore, it is necessary to estimate the friction with high accuracy.

フリクションは、例えば内燃機関の潤滑用のオイルが交換された場合に、その特性が大きく変化する。高精度なクランク停止位置の制御を維持するためには、そのようなフリクション特性の大きな変化が認められた場合に、即座にその変化を学習させることが必要となる。しかしながら、上記従来の技術は、補正値の急激な変化を回避すること、すなわち、学習速度を緩めることを主眼としている。このため、上記従来の技術の手法では、学習すべき値(フリクション)が急変した際に、素早い学習が必要とされる内燃機関の停止位置制御において、その要求を満たすことができない。   For example, when the oil for lubricating the internal combustion engine is changed, the characteristics of the friction change greatly. In order to maintain highly accurate control of the crank stop position, when such a large change in the friction characteristic is recognized, it is necessary to immediately learn the change. However, the above-described conventional technique mainly focuses on avoiding a rapid change in the correction value, that is, slowing down the learning speed. For this reason, with the above-described conventional technique, when the value to be learned (friction) changes suddenly, the request cannot be satisfied in the stop position control of the internal combustion engine that requires quick learning.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、フリクション特性が大きく変化した場合であっても、フリクションの適切な学習を迅速に実行し得る内燃機関の停止位置制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a stop position control device for an internal combustion engine that can quickly perform appropriate learning of friction even when the friction characteristic changes greatly. The purpose is to provide.

第1の発明は、内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関のフリクションを算出するフリクションモデルと、
前記フリクションモデルの算出値がフリクションの実測値に適合するように、フリクション学習値を算出するフリクション学習手段と、
車両の走行状態に依存して変化する忘却係数を設定する忘却係数設定手段と、
フリクションに特性変化が生じたか否かを判別するフリクション特性変化判別手段と、
フリクションに前記特性変化が生じた場合に、走行状態に応じて設定された前記忘却係数に応じて前記フリクション学習値の消去量を設定する学習値消去量設定手段と、
フリクションに前記特性変化が生じた場合に、前記学習値消去量設定手段により設定された前記消去量だけ前記フリクション学習値を消去する学習値消去手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a stop position control device for an internal combustion engine,
A friction model for calculating the friction of the internal combustion engine;
Friction learning means for calculating a friction learning value so that the calculated value of the friction model matches the actual measured value of friction;
Forgetting factor setting means for setting a forgetting factor that changes depending on the running state of the vehicle;
A friction characteristic change determination means for determining whether the characteristics change in friction occurs,
Learning value erasure amount setting means for setting an erasure amount of the friction learning value according to the forgetting factor set according to a running state when the characteristic change occurs in friction;
Learning value erasing means for erasing the friction learning value by the erasure amount set by the learning value erasure amount setting means when the characteristic change occurs in friction;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、前記消去量は、走行距離およびまたは走行時間が大きくなるほど、小さくなるように設定されていることを特徴とする。   The second invention is characterized in that, in the first invention, the erasure amount is set so as to decrease as the travel distance and / or travel time increases.

また、第3の発明は、第1または第2の発明において、前記フリクションを含む所定のパラメータに基づいてクランク停止位置の推定値を算出するクランク停止位置算出手段と、
クランク停止位置の実測値を取得するクランク停止位置実測値取得手段と、
前記クランク停止位置の前記推定値と前記実測値とのクランク停止位置誤差を算出するクランク停止位置誤差算出手段とを更に備え、
前記学習値消去手段は、前記クランク停止位置誤差が所定値以下となるように、前記消去量を修正する消去量修正手段を含むことを特徴とする。
Further, the third invention is the crank stop position calculating means for calculating an estimated value of the crank stop position based on the predetermined parameter including the friction in the first or second invention,
A crank stop position actual value acquisition means for acquiring an actual value of the crank stop position;
Crank stop position error calculating means for calculating a crank stop position error between the estimated value of the crank stop position and the actually measured value;
The learning value erasing unit includes an erasing amount correcting unit that corrects the erasing amount so that the crank stop position error is a predetermined value or less.

第1の発明によれば、フリクションの特性変化が認められた場合に、再び学習を一からやり直す必要を回避し、また、消去時点までの間に学習されたフリクションの経年変化分や機差ばらつき等の初期ばらつき分が一律に消去されてしまうのを回避することができる。このため、本発明によれば、フリクション特性が大きく変化した場合であっても、フリクションの適切な学習を迅速に実行することができる。   According to the first invention, when a change in the characteristics of the friction is recognized, it is possible to avoid the need to re-learn the learning from the beginning. It is possible to avoid that the initial variation such as is uniformly erased. For this reason, according to the present invention, even when the friction characteristic changes greatly, appropriate learning of friction can be quickly executed.

第2の発明によれば、フリクション学習値の消去量を走行距離およびまたは走行時間に応じて変化させていることにより、経年変化分や機差ばらつき分を残しつつ、フリクション特性の変化に対応した素早いフリクション学習を行うことが可能となる。   According to the second aspect of the invention, the amount of elimination of the friction learning value is changed in accordance with the travel distance and / or travel time, so that the change in the friction characteristics can be accommodated while leaving the secular change and the machine difference variation. Quick friction learning can be performed.

第3の発明によれば、フリクション学習値の消去量の調整のみによって、クランク停止位置誤差を十分に小さくできるように、フリクション学習値を素早く適正化することができる。   According to the third aspect of the present invention, the friction learning value can be quickly optimized so that the crank stop position error can be sufficiently reduced only by adjusting the erase amount of the friction learning value.

実施の形態1.
[実施の形態1の装置の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関の停止位置制御装置が適用された内燃機関10の構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。ここでは、内燃機関10は、直列4気筒型エンジンであるものとする。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。ピストン12は、コンロッド14を介してクランク軸16と連結されている。また、内燃機関10の筒内には、ピストン12の頂部側に燃焼室18が形成されている。燃焼室18には、吸気通路20および排気通路22が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Device of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an internal combustion engine 10 to which the stop position control device for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention is applied. The system of this embodiment includes an internal combustion engine 10. Here, it is assumed that the internal combustion engine 10 is an in-line four-cylinder engine. A piston 12 is provided in the cylinder of the internal combustion engine 10. The piston 12 is connected to the crankshaft 16 via a connecting rod 14. A combustion chamber 18 is formed in the cylinder of the internal combustion engine 10 on the top side of the piston 12. An intake passage 20 and an exhaust passage 22 communicate with the combustion chamber 18.

吸気通路20には、スロットルバルブ24が設けられている。スロットルバルブ24は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ24の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルポジションセンサ26が配置されている。スロットルバルブ24の下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁28が配置されている。また、内燃機関が備えるシリンダヘッドには、気筒毎に、燃焼室18の頂部から燃焼室18内に突出するように点火プラグ30がそれぞれ取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室18と吸気通路20、或いは燃焼室18と排気通路22を導通状態または遮断状態とするための吸気弁32および排気弁34が設けられている。   A throttle valve 24 is provided in the intake passage 20. The throttle valve 24 is an electronically controlled throttle valve that can control the throttle opening independently of the accelerator opening. In the vicinity of the throttle valve 24, a throttle position sensor 26 for detecting the throttle opening degree TA is disposed. A fuel injection valve 28 for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine 10 is disposed downstream of the throttle valve 24. A spark plug 30 is attached to each cylinder head of the internal combustion engine so as to protrude from the top of the combustion chamber 18 into the combustion chamber 18 for each cylinder. The intake port and the exhaust port are respectively provided with an intake valve 32 and an exhaust valve 34 for bringing the combustion chamber 18 and the intake passage 20 or the combustion chamber 18 and the exhaust passage 22 into a conductive state or a cut-off state.

吸気弁32および排気弁34は、それぞれ吸気可変動弁(VVT)機構36および排気可変動弁(VVT)機構38により駆動される。可変動弁機構36、38は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁32および排気弁34を開閉させると共に、それらの開弁特性(開弁時期、作用角、リフト量など)を変更することができる。   The intake valve 32 and the exhaust valve 34 are driven by an intake variable valve operating (VVT) mechanism 36 and an exhaust variable valve operating (VVT) mechanism 38, respectively. The variable valve mechanisms 36 and 38 open and close the intake valve 32 and the exhaust valve 34 in synchronization with the rotation of the crankshaft, and change their valve opening characteristics (valve opening timing, operating angle, lift amount, etc.). can do.

内燃機関10は、クランク軸の近傍にクランク角センサ40を備えている。クランク角センサ40は、クランク軸が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転させるセンサである。クランク角センサ40の出力によれば、クランク軸の回転位置やその回転速度(エンジン回転数Ne)を検知することができる。また、内燃機関10は、吸気カム軸の近傍にカム角センサ42を備えている。カム角センサ42は、クランク角センサ40と同様の構成を有するセンサである。カム角センサ42の出力によれば、吸気カム軸の回転位置(進角量)などを検知することができる。   The internal combustion engine 10 includes a crank angle sensor 40 in the vicinity of the crankshaft. The crank angle sensor 40 is a sensor that reverses the Hi output and the Lo output each time the crankshaft rotates by a predetermined rotation angle. According to the output of the crank angle sensor 40, the rotational position of the crankshaft and its rotational speed (engine rotational speed Ne) can be detected. The internal combustion engine 10 also includes a cam angle sensor 42 in the vicinity of the intake camshaft. The cam angle sensor 42 is a sensor having the same configuration as the crank angle sensor 40. According to the output of the cam angle sensor 42, the rotational position (advance amount) of the intake cam shaft can be detected.

図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した各種センサに加え、排気通路22内の排気空燃比を検出するための空燃比センサ52や内燃機関10の冷却水温度を検出するための水温センサ54が接続されている。また、ECU50には、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU50は、それらのセンサ出力、およびECU50内に仮想的に構成されたエンジンモデル60を用いた演算結果に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御することができる。   The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the various sensors described above, an ECU 50 is connected to an air-fuel ratio sensor 52 for detecting the exhaust air-fuel ratio in the exhaust passage 22 and a water temperature sensor 54 for detecting the cooling water temperature of the internal combustion engine 10. In addition, the above-described various actuators are connected to the ECU 50. The ECU 50 can control the operation state of the internal combustion engine 10 based on the sensor output and the calculation result using the engine model 60 virtually configured in the ECU 50.

[エンジンモデルの概要]
図2は、図1に示すECU50が備えるエンジンモデル60の構成を示すブロック図である。図2に示すように、エンジンモデル60は、クランク軸周りの運動方程式演算部62と、フリクションモデル64と、吸気圧力推定モデル66と、筒内圧推定モデル68と、燃焼波形算出部70と、大気圧補正項算出部72と、大気温補正項算出部74とを含んでいる。以下、これらの各部の詳細な構成について説明を行う。
[Overview of engine model]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the engine model 60 provided in the ECU 50 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the engine model 60 includes a motion equation calculation unit 62 around the crankshaft 62, a friction model 64, an intake pressure estimation model 66, an in-cylinder pressure estimation model 68, a combustion waveform calculation unit 70, a large An atmospheric pressure correction term calculation unit 72 and an atmospheric temperature correction term calculation unit 74 are included. Hereinafter, a detailed configuration of each part will be described.

(1)クランク軸周りの運動方程式演算部について
クランク軸周りの運動方程式演算部62は、クランク角度θおよびエンジン回転数Ne(クランク角回転速度dθ/dt)のそれぞれの推定値を求めるためのものである。クランク軸周りの運動方程式演算部62は、筒内圧推定モデル68または燃焼波形算出部70から内燃機関10の筒内圧力Pの入力を受け、演算開始時には、更に、初期クランク角度θ0および初期エンジン回転数Ne0の入力を受ける。
(1) About the equation of motion calculation unit around the crankshaft The equation of motion calculation unit 62 around the crankshaft is used to obtain respective estimated values of the crank angle θ and the engine speed Ne (crank angle rotational speed dθ / dt). It is. The motion equation calculation unit 62 around the crankshaft receives an input of the in-cylinder pressure P of the internal combustion engine 10 from the in-cylinder pressure estimation model 68 or the combustion waveform calculation unit 70, and at the start of the calculation, further includes the initial crank angle θ 0 and the initial engine. Receives input of rotation speed Ne 0 .

クランク軸周りの運動方程式演算部62によって算出される推定クランク角度θおよび推定エンジン回転数Neは、図2に示すPIDコントローラ76によって、実クランク角度θおよび実エンジン回転数Neとの偏差が無くなるようにフィードバック制御される。また、クランク軸周りの運動方程式演算部62の演算結果には、フリクションモデル64によって、内燃機関10の内部のフリクションに関する影響が反映される。   The estimated crank angle θ and the estimated engine speed Ne calculated by the motion equation calculation unit 62 around the crankshaft are eliminated from the actual crank angle θ and the actual engine speed Ne by the PID controller 76 shown in FIG. Is feedback controlled. In addition, the calculation result of the motion equation calculation unit 62 around the crankshaft is reflected by the friction model 64 on the influence on the internal friction of the internal combustion engine 10.

次に、クランク軸周りの運動方程式演算部62の内部で実行される具体的な演算内容について説明する。
図3は、クランク軸周りの各要素に付す記号を示す図である。図3に示すように、ここでは、筒内圧力Pを受けるピストン12の頂部の表面積をAとする。コンロッド14の長さをL、クランクの回転半径をrとする。そして、コンロッド14のピストン取り付け点とクランク軸16の軸中心とを結ぶ仮想線(シリンダの軸線)と、コンロッド14の軸線とがなす角度をφ(以下、「コンロッド角度φ」と称する)とし、シリンダの軸線とクランクピン17の軸線とがなす角度をθとする。
Next, specific calculation contents executed inside the motion equation calculation unit 62 around the crankshaft will be described.
FIG. 3 is a diagram showing symbols attached to each element around the crankshaft. As shown in FIG. 3, here, A is the surface area of the top of the piston 12 that receives the in-cylinder pressure P. The length of the connecting rod 14 is L, and the crank radius is r. An angle formed by an imaginary line (cylinder axis) connecting the piston attachment point of the connecting rod 14 and the axial center of the crankshaft 16 and the axis of the connecting rod 14 is φ (hereinafter referred to as “connecting rod angle φ”). The angle formed by the cylinder axis and the axis of the crankpin 17 is defined as θ.

4つの気筒を有する内燃機関10では、気筒間のクランク角度の位相差は180°CAであるため、それらの気筒間のクランク角度の関係は、次の(1a)式のように定義することができる。また、各気筒のクランク角回転速度dθ/dtは、それぞれ各気筒のクランク角度θの時間微分となるため、それぞれ次の(1b)式のように表すことができる。

Figure 0004631775
In the internal combustion engine 10 having four cylinders, the phase difference of the crank angle between the cylinders is 180 ° CA. Therefore, the relationship of the crank angle between the cylinders can be defined as the following equation (1a). it can. Further, the crank angle rotational speed dθ / dt of each cylinder is a time derivative of the crank angle θ of each cylinder, and can be expressed as the following equation (1b).
Figure 0004631775

ただし、上記(1a)式および(1b)式において、クランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtに付された符号1〜4は、内燃機関10の所定の爆発順序に従って燃焼が到来する気筒の順番に対応しており、また、後述する数式においては、それらの符号1〜4を「i」で代表させることがある。   However, in the above formulas (1a) and (1b), the reference numerals 1 to 4 given to the crank angle θ and the crank angle rotational speed dθ / dt are the cylinders in which combustion arrives according to the predetermined explosion order of the internal combustion engine 10. These numbers correspond to the order, and in the mathematical formulas described later, those symbols 1 to 4 may be represented by “i”.

また、図3に示すピストン・クランク機構においては、クランク角度θiとコンロッド角度φiとは、次の(2)式で表される関係を有することになる。

Figure 0004631775
ただし、上記(2)式において、dXi/dtはピストン速度である。 In the piston / crank mechanism shown in FIG. 3, the crank angle θi and the connecting rod angle φi have a relationship represented by the following equation (2).
Figure 0004631775
However, in the above equation (2), dXi / dt is the piston speed.

また、クランク軸周りの全運動エネルギTは、次の(3)式のように表すことができる。(3)式を展開すると、(3)式中の各項の諸々のパラメータを1/2(dθ/dt)2の係数としてまとめることができる。ここでは、そのようにまとめられた係数を、クランク角度θの関数f(θ)として表現している。

Figure 0004631775
Further, the total kinetic energy T around the crankshaft can be expressed as the following equation (3). When formula (3) is expanded, various parameters of each term in formula (3) can be collected as a coefficient of 1/2 (dθ / dt) 2 . Here, the coefficients summarized in this way are expressed as a function f (θ) of the crank angle θ.
Figure 0004631775

ただし、上記(3)式において、右辺第1項はクランク軸16の回転運動に関する運動エネルギに、右辺第2項はピストン12およびコンロッド14の直進運動に関する運動エネルギに、右辺第3項はコンロッド14の回転運動に関する運動エネルギに、それぞれ対応している。また、上記(3)式において、Ikはクランク軸16の軸周りの慣性モーメントであり、Iflはフライホイールの回転軸周りの慣性モーメントであり、Imiは内燃機関10と組み合わされる変速機以下の回転部の回転軸周りの慣性モーメントであり、Icはコンロッドに関する慣性モーメントである。また、mpはピストン12の変位であり、mcはコンロッド14の変位である。 However, in the above equation (3), the first term on the right side is the kinetic energy related to the rotational motion of the crankshaft 16, the second term on the right side is the kinetic energy related to the linear motion of the piston 12 and the connecting rod 14, and the third term on the right side is the connecting rod 14. Respectively corresponding to the kinetic energy related to the rotational motion of the. In the above equation (3), I k is the moment of inertia around the axis of the crankshaft 16, I fl is the moment of inertia around the rotation axis of the flywheel, and I mi is the transmission combined with the internal combustion engine 10. The following is the moment of inertia around the rotation axis of the rotating part, and I c is the moment of inertia related to the connecting rod. Also, m p is the displacement of the piston 12, m c is the displacement of the connecting rod 14.

次に、ラグラジアンLを、系の全運動エネルギTと位置エネルギUとの偏差として、次の(4a)式のように定義する。そして、クランク軸16に作用する入力トルクをTRQとすると、ラグランジュの運動方程式を用いて、ラグラジアンLとクランク角度θと入力トルクTRQとの関係を、次の(4b)式のように表すことができる。

Figure 0004631775
Next, Lagrangian L is defined as the following equation (4a) as the deviation between the total kinetic energy T and the potential energy U of the system. If the input torque acting on the crankshaft 16 is TRQ, the relationship between the Lagrangian L, the crank angle θ, and the input torque TRQ can be expressed by the following equation (4b) using the Lagrangian equation of motion. it can.
Figure 0004631775

ここで、上記(4a)式において、位置エネルギUの影響は運動エネルギTの影響に比して小さく、その影響を無視することができる。従って、上記(4b)式の左辺第1項は、上記(3)式をクランク角回転速度(dθ/dt)で偏微分して得られた値を時間微分することで、クランク角度θの関数として、次の(4c)式のように表すことができる。また、上記(4b)式の左辺第2項は、上記(3)式をクランク角度θで偏微分することで、クランク角度θの関数として、次の(4d)式のように表すことができる。   Here, in the above equation (4a), the influence of the potential energy U is smaller than the influence of the kinetic energy T, and the influence can be ignored. Therefore, the first term on the left side of the equation (4b) is a function of the crank angle θ by differentiating the value obtained by partial differentiation of the equation (3) with respect to the crank angle rotation speed (dθ / dt). Can be expressed as the following equation (4c). Further, the second term on the left side of the above equation (4b) can be expressed as the following equation (4d) as a function of the crank angle θ by partially differentiating the above equation (3) with respect to the crank angle θ. .

従って、上記(4b)式は、次の(4e)式のようにして表すことができ、これにより、クランク角度θと入力トルクTRQとの関係を得ることができる。また、ここでは、その入力トルクTRQを、次の(5)式のように、3つのパラメータからなるものと定義する。

Figure 0004631775
Therefore, the above equation (4b) can be expressed as the following equation (4e), whereby the relationship between the crank angle θ and the input torque TRQ can be obtained. Further, here, the input torque TRQ is defined as consisting of three parameters as shown in the following equation (5).
Figure 0004631775

ただし、上記(5)式において、TRQeは、エンジン発生トルクであり、より具体的には、ガス圧力(筒内圧力P)を受けるピストン12からクランク軸16に作用するトルクである。TRQLは、負荷トルクであり、内燃機関10が搭載される車両の特性に応じて異なる既知の値として、ECU50に記憶されている。TRQfは、フリクショントルク、すなわち、ピストン12、クランク軸16等の摺動部分の摩擦損失に対応するトルクである。このフリクショントルクTRQfは、フリクションモデル64から得られる値である。 However, in the above equation (5), TRQ e is the engine generated torque, more specifically, the torque acting on the crankshaft 16 from the piston 12 that receives the gas pressure (in-cylinder pressure P). TRQ L is a load torque, and is stored in the ECU 50 as a known value that varies depending on the characteristics of the vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted. TRQ f is a friction torque, that is, a torque corresponding to a friction loss of sliding portions such as the piston 12 and the crankshaft 16. This friction torque TRQ f is a value obtained from the friction model 64.

次に、エンジン発生トルクTRQeは、次の(6a)式〜(6c)式に従って算出することができる。すなわち、先ず、筒内圧力Pに基づいてコンロッド14に作用する力Fcは、ピストン12の頂部に作用する力PAのコンロッド14の軸線方向成分として、(6a)式のように表すことができる。そして、図3に示すようにコンロッド14の軸線とクランクピン17の軌跡の接線とがなす角度αが{π/2−(φ+θ)}であるため、筒内圧力Pに基づいてクランクピン17の軌跡の接線方向に作用する力Fkは、コンロッド14に作用する力Fcを用いて、(6b)式のように表すことができる。従って、エンジン発生トルクTRQeは、クランクピン17の軌跡の接線方向に作用する力Fkとクランクの回転半径rとの積であるため、(6a)式および(6b)式を用いて、(6c)式のように表すことができる。

Figure 0004631775
Next, the engine generated torque TRQ e can be calculated according to the following equations (6a) to (6c). That is, first, the force F c acting on the connecting rod 14 based on the in-cylinder pressure P can be expressed as the equation (6a) as the axial component of the connecting rod 14 of the force PA acting on the top of the piston 12. . As shown in FIG. 3, the angle α formed between the axis of the connecting rod 14 and the tangent to the locus of the crankpin 17 is {π / 2− (φ + θ)}. The force F k acting in the tangential direction of the trajectory can be expressed as the equation (6b) using the force F c acting on the connecting rod 14. Therefore, since the engine generated torque TRQ e is the product of the force F k acting in the tangential direction of the locus of the crank pin 17 and the rotation radius r of the crank, using the equations (6a) and (6b), 6c) can be expressed as:
Figure 0004631775

以上説明したクランク軸周りの運動方程式演算部62の構成によれば、筒内圧推定モデル68または燃焼波形算出部70によって筒内圧力Pを取得することにより、(6c)式および(5)式に従って入力トルクTRQを得ることができる。そして、(4e)式を解くことにより、クランク角度θやクランク角回転速度dθ/dtを得ることが可能となる。   According to the configuration of the motion equation calculation unit 62 around the crankshaft described above, the in-cylinder pressure P is acquired by the in-cylinder pressure estimation model 68 or the combustion waveform calculation unit 70, whereby the equations (6c) and (5) are obtained. Input torque TRQ can be obtained. Then, by solving the equation (4e), it is possible to obtain the crank angle θ and the crank angle rotation speed dθ / dt.

(2)フリクションモデルについて
図4は、図2に示すフリクションモデル64がフリクショントルクTRQfを取得するために備えているフリクションマップの一例を示している。図4に示すフリクションマップでは、フリクショントルクTRQfを、エンジン回転数Neとエンジン冷却水温度との関係で定めている。このようなフリクションマップの特性は、予め実験等により定められたものであり、フリクショントルクTRQfは、エンジン冷却水温度が低くなると大きくなる傾向を有している。
(2) About Friction Model FIG. 4 shows an example of a friction map provided for the friction model 64 shown in FIG. 2 to acquire the friction torque TRQ f . In the friction map shown in FIG. 4, the friction torque TRQ f is determined by the relationship between the engine speed Ne and the engine coolant temperature. Such a characteristic of the friction map is determined in advance by experiments or the like, and the friction torque TRQ f tends to increase as the engine coolant temperature decreases.

尚、ここでは、ECU50の計算負荷の低減のため、フリクションモデル64として、上記のようなフリクションマップを備えるようにしているが、フリクションモデルの構成は、これに限定されるものではなく、以下の(7)式のような関係式を用いるものであってもよい。この(7)式では、フリクショントルクTRQfが、エンジン回転数Neと内燃機関10の潤滑油の動粘度νとをパラメータとする関数となるように構成されている。

Figure 0004631775
ただし、上記(7)式において、C1、C2、C3は、それぞれ実験等により適合される係数である。 Here, in order to reduce the calculation load of the ECU 50, the friction model 64 is provided with the friction map as described above, but the configuration of the friction model is not limited to this, and the following A relational expression such as the expression (7) may be used. In the equation (7), the friction torque TRQ f is configured to be a function having the engine speed Ne and the kinematic viscosity ν of the lubricating oil of the internal combustion engine 10 as parameters.
Figure 0004631775
However, in the above equation (7), C 1 , C 2 , and C 3 are coefficients that are adapted by experiments or the like.

(3)吸気圧力推定モデルについて
吸気圧力推定モデル66は、吸気圧力を推定するための吸気圧マップ(図示省略)を備えている。この吸気圧マップは、吸気圧力を、スロットル開度TA、エンジン回転数Ne、および吸排気弁のバルブタイミングVVTとの関係で定めたものである。このような吸気圧力推定モデルの構成によれば、ECU50の計算負荷を低く抑えつつ、吸気圧力を取得することができる。尚、詳細に吸気圧力を計算する場合には、上記のような吸気圧マップを用いずに、スロットルバルブ24を通過する空気流量を推定するスロットルモデルと、吸気弁32の周囲を通過する空気流量(すなわち、筒内吸入空気流量)を推定するバルブモデルとを用いて、吸気圧力推定モデルを構成するようにしてもよい。
(3) Intake Pressure Estimation Model The intake pressure estimation model 66 includes an intake pressure map (not shown) for estimating the intake pressure. This intake pressure map defines the intake pressure in relation to the throttle opening degree TA, the engine speed Ne, and the valve timing VVT of the intake and exhaust valves. According to such a configuration of the intake pressure estimation model, it is possible to acquire the intake pressure while keeping the calculation load of the ECU 50 low. When the intake pressure is calculated in detail, a throttle model that estimates the air flow rate that passes through the throttle valve 24 and the air flow rate that passes around the intake valve 32 without using the intake pressure map as described above. An intake pressure estimation model may be configured using a valve model that estimates (in-cylinder intake air flow rate).

(4)筒内圧推定モデル
筒内圧推定モデル68は、燃焼が行われない状況下で、筒内圧力Pを算出するために用いられるモデルである。この筒内圧推定モデル68では、内燃機関10の各行程における筒内圧力Pを、次の(8a)式〜(8d)式を用いて算出するようにしている。すなわち、先ず、吸気行程の経過中の筒内圧力Pは、(8a)式で示すように、上述した吸気圧力推定モデル66が有する吸気圧マップから得られる筒内圧力のマップ値Pmapから得るようにしている。

Figure 0004631775
(4) In-cylinder pressure estimation model The in-cylinder pressure estimation model 68 is a model used to calculate the in-cylinder pressure P under a situation where combustion is not performed. In this in-cylinder pressure estimation model 68, the in-cylinder pressure P in each stroke of the internal combustion engine 10 is calculated using the following equations (8a) to (8d). That is, first, the in-cylinder pressure P during the intake stroke is obtained from the in-cylinder pressure map value P map obtained from the intake pressure map of the intake pressure estimation model 66 described above, as shown by the equation (8a). I am doing so.
Figure 0004631775

次に、圧縮行程の経過中の筒内圧力Pは、気体の可逆断熱変化の式に基づいて、(8b)式のように表すことができる。
ただし、上記(8b)式において、VBDCはピストン12が吸気下死点にあるときの行程容積Vであり、κは比熱比である。
Next, the in-cylinder pressure P during the course of the compression stroke can be expressed as in equation (8b) based on the equation for reversible adiabatic change of gas.
However, in the above equation (8b), V BDC is the stroke volume V when the piston 12 is at the intake bottom dead center, and κ is the specific heat ratio.

また、膨張行程の経過中の筒内圧力Pについても、圧縮行程の場合と同様にして、(8c)式のように表すことができる。
ただし、上記(8c)式において、VTDCはピストン12が圧縮上死点にあるときの行程容積Vであり、Pcは圧縮行程の終了時における筒内圧力である。
Further, the in-cylinder pressure P during the expansion stroke can also be expressed as in the equation (8c) in the same manner as in the compression stroke.
However, in the above equation (8c), V TDC is the stroke volume V when the piston 12 is at the compression top dead center, and P c is the in-cylinder pressure at the end of the compression stroke.

また、排気行程の経過中の筒内圧力Pは、(8d)式で示すように、排気通路22内の圧力Pexであるものとしている。この圧力Pexは、ほぼ大気圧力Pairに等しいとみなすことができるものである。従って、ここでは、大気圧力Pairを、排気行程の経過中の筒内圧力Pに使用している。 Further, the in-cylinder pressure P during the exhaust stroke is assumed to be the pressure P ex in the exhaust passage 22 as shown by the equation (8d). This pressure P ex can be regarded as substantially equal to the atmospheric pressure P air . Therefore, here, the atmospheric pressure P air is used as the in-cylinder pressure P during the exhaust stroke.

(5)燃焼波形算出部について
燃焼波形算出部70は、圧縮行程の途中から膨張行程の途中までの燃焼が行われている期間における筒内圧力(燃焼圧力)Pを算出するために用いられるモデルである。この燃焼波形算出部70では、Weibe関数を用いた関係式である(9a)式と、後述する(10)式とを用いて、燃焼圧力Pの推定値が算出される。

Figure 0004631775
(5) Combustion waveform calculation unit The combustion waveform calculation unit 70 is a model used to calculate the in-cylinder pressure (combustion pressure) P during the period in which combustion is performed from the middle of the compression stroke to the middle of the expansion stroke. It is. In the combustion waveform calculation unit 70, an estimated value of the combustion pressure P is calculated using an equation (9a) that is a relational expression using the Weibe function and an equation (10) described later.
Figure 0004631775

より具体的には、燃焼波形算出部70では、先ず、(9a)式を用いて、現在のクランク角度θに対応する熱発生率dQ/dθを算出することとしている。
ただし、上記(9a)式において、mは形状係数、kは燃焼効率、θbは着火遅れ期間、aは燃焼速度(ここでは固定値6.9)である。これらの各パラメータは、事前に適合された値が使用される。また、Qは発熱量である。
More specifically, the combustion waveform calculation unit 70 first calculates the heat generation rate dQ / dθ corresponding to the current crank angle θ using the equation (9a).
However, in the above equation (9a), m is the shape factor, k is the combustion efficiency, θ b is the ignition delay period, and a is the combustion rate (here, fixed value 6.9). For each of these parameters, pre-adapted values are used. Q is the calorific value.

上記(9a)式を用いて熱発生率dQ/dθを算出するには、発熱量Qを算出する必要がある。発熱量Qは、微分方程式である(9a)式を解くことにより算出することができる。そのために、先ず、(9b)式では、(9a)式におけるWeibe関数に相当する部分をg(θ)と置き換えている。そうすると、(9a)式を(9c)式のように表すことが可能となる。次いで、(9c)式の両辺をクランク角度θで積分した後に、当該(9c)式を展開することで、発熱量Qを(9d)式のように表すことができる。次いで、(9d)式に従って算出された発熱量Qを、再度(9a)式に代入することで、熱発生率dQ/dθが算出される。   In order to calculate the heat generation rate dQ / dθ using the above equation (9a), it is necessary to calculate the calorific value Q. The calorific value Q can be calculated by solving the equation (9a) which is a differential equation. Therefore, first, in the equation (9b), the part corresponding to the Weibe function in the equation (9a) is replaced with g (θ). If it does so, it will become possible to express (9a) Formula like (9c) Formula. Next, after integrating both sides of the formula (9c) with the crank angle θ, the calorific value Q can be expressed as the formula (9d) by developing the formula (9c). Next, the heat generation rate dQ / dθ is calculated by substituting the calorific value Q calculated according to the equation (9d) into the equation (9a) again.

熱発生率dQ/dθと筒内圧力(燃焼圧力)Pとは、エネルギ保存則に基づく関係式を用いて(10)式のように表すことができる。従って、(9a)式に従って算出された熱発生率dQ/dθを代入して当該(10)式を解くことにより、燃焼圧力Pを算出することができる。

Figure 0004631775
The heat release rate dQ / dθ and the in-cylinder pressure (combustion pressure) P can be expressed as in equation (10) using a relational expression based on the law of conservation of energy. Therefore, the combustion pressure P can be calculated by substituting the heat release rate dQ / dθ calculated according to the equation (9a) and solving the equation (10).
Figure 0004631775

以上説明した筒内圧推定モデル68および燃焼波形算出部70によれば、筒内圧推定モデル68を用いて燃焼が行われていない状況下での筒内圧力Pを算出するととともに、燃焼波形算出部70を用いて燃焼が行われている期間中の筒内圧力Pを算出することにより、燃焼実行の有無に関係なく、内燃機関10の筒内圧力Pの履歴を取得することができる。   According to the in-cylinder pressure estimation model 68 and the combustion waveform calculation unit 70 described above, the in-cylinder pressure P is calculated using the in-cylinder pressure estimation model 68 in a state where combustion is not performed, and the combustion waveform calculation unit 70 is calculated. By calculating the in-cylinder pressure P during the period during which combustion is performed, the history of the in-cylinder pressure P of the internal combustion engine 10 can be acquired regardless of whether combustion is performed.

尚、内燃機関10の筒内圧力Pの履歴を取得する手法は、上記の手法に限定されるものではなく、例えば、以下の図5を参照して示すような手法であってもよい。
図5は、そのような変形例の手法を説明するための図である。この手法では、上記(9a)式および(10)式を用いて、所定のクランク角度θ毎に燃焼圧力Pを計算することを行うのではなく、事前に、上記(9a)式および(10)式を用いて、図5(A)に示すような燃焼パターン、すなわち、燃焼に付されることで変化する筒内圧力Pの波形の変化分(燃焼による圧力増加分)のみを算出しておく。
In addition, the method of acquiring the history of the in-cylinder pressure P of the internal combustion engine 10 is not limited to the above method, and may be a method as shown with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of such a modification. In this method, the combustion pressure P is not calculated for each predetermined crank angle θ using the above equations (9a) and (10), but the above equations (9a) and (10) are calculated in advance. Using the equation, only the combustion pattern as shown in FIG. 5A, that is, the change in the waveform of the in-cylinder pressure P that changes as a result of being applied to combustion (the pressure increase due to combustion) is calculated in advance. .

より具体的には、そのような燃焼パターンを決定する3つのパラメータである着火遅れ期間、燃焼期間、およびΔPmax(燃焼時の最大圧力Pmaxと燃焼無し時の最大圧力Pmax0との偏差)を、エンジン回転数Ne、空気充填率KL、吸排気弁のバルブタイミングVVT、および点火時期のそれぞれとの関係で定めたマップを記憶しておく。そして、燃焼による圧力増加分に対応する波形を、2次関数などの簡易な関数を組み合わせて近似させた波形として算出するために、当該近似波形の各係数を上記のエンジン回転数Neとの関係でマップ化しておく。そして、図5(B)に示すように、そのようなマップを参照して得られた燃焼による圧力増加分の波形を、筒内圧推定モデル68で算出される筒内圧力Pの値と足し合わせることで、燃焼圧力Pを取得するようにする。 More specifically, there are three parameters that determine such a combustion pattern: ignition delay period, combustion period, and ΔP max (deviation between maximum pressure P max during combustion and maximum pressure P max0 without combustion). Are stored in relation to the engine speed Ne, the air filling rate KL, the valve timing VVT of the intake and exhaust valves, and the ignition timing. Then, in order to calculate the waveform corresponding to the pressure increase due to combustion as a waveform approximated by combining simple functions such as a quadratic function, each coefficient of the approximate waveform is related to the engine speed Ne. Map it with. Then, as shown in FIG. 5B, the waveform of the pressure increase due to combustion obtained by referring to such a map is added to the value of the in-cylinder pressure P calculated by the in-cylinder pressure estimation model 68. Thus, the combustion pressure P is acquired.

(6)大気圧補正項算出部について
大気圧補正項算出部72は、筒内に吸入される筒内充填空気量Mcを推定するモデル(ここでは「エアモデル」と称する)を含んでいる。このエアモデルでは、筒内充填空気量Mcを次の(11)式に従って算出することとしている。

Figure 0004631775
(6) The atmospheric pressure correction term calculation unit atmospheric pressure correction term calculation unit 72, a model for estimating the in-cylinder charged air amount M c is taken into the cylinder (referred to herein as "air model") contains. In this air model, it has decided to calculate the in-cylinder charged air amount M c according to the following equation (11).
Figure 0004631775

ただし、上記(11)式において、a、bは、それぞれ運転条件(エンジン回転数NeやバルブタイミングVVTなど)に応じて適合される係数である。尚、Pmは、吸気圧力であり、例えば、上述した吸気圧力推定モデル66によって算出される値を使用することができる。 However, in the above equation (11), a and b are coefficients adapted according to operating conditions (engine speed Ne, valve timing VVT, etc.), respectively. Note that P m is the intake pressure, and for example, a value calculated by the intake pressure estimation model 66 described above can be used.

また、大気圧補正項算出部72は、筒内に吸入される燃料量fcを推定するモデル(ここでは「燃料モデル」と称する)を含んでいる。燃料噴射弁28から噴射された後の燃料の挙動を考慮すると、すなわち、噴射された燃料の一部の吸気ポートの内壁等への付着やその付着燃料の気化という現象を考慮すると、第kサイクルにおける燃料噴射の開始時における壁面付着燃料量がfw(k)であり、第kサイクルにおける実燃料噴射量がfi(k)である場合、第kサイクルの終了後に発生している壁面付着燃料量fw(k+1)、および第kサイクルにおいて筒内に吸入される燃料量fcは、次の(12a)式および(12b)式のように表すことができる。

Figure 0004631775
Further, the atmospheric pressure correction term calculation unit 72 (here referred to as "fuel model") model for estimating the fuel quantity f c drawn into the cylinder contains. Considering the behavior of the fuel after being injected from the fuel injection valve 28, that is, taking into account the phenomenon of part of the injected fuel adhering to the inner wall of the intake port and the vaporization of the adhering fuel, the k-th cycle When the fuel adhering to the wall surface at the start of fuel injection is f w (k) and the actual fuel injection amount in the k-th cycle is f i (k), the wall surface adhering after the end of the k-th cycle The fuel amount f w (k + 1) and the fuel amount f c sucked into the cylinder in the k-th cycle can be expressed as the following equations (12a) and (12b).
Figure 0004631775

ただし、上記(12)式において、Pは、付着率、より具体的には、噴射燃料量fiのうちの吸気ポートの内壁等に付着する燃料量の割合である。Rは、残留率、より具体的には、吸気行程の実行後に付着燃料量fwが壁面等に付着したままの状態で残る割合である。
上記(12)式によれば、付着率Pおよび残留率Rをパラメータとして、個々のサイクル毎に上記燃料量fcを算出することができる。
However, in the above (12), P is, deposition rate, and more specifically, the ratio of the amount of fuel adhering to the inner wall of the intake port of the fuel injection amount f i. R is the residual percentage, more specifically, adherent fuel amount f w after execution of the intake stroke is the fraction that remains in a state adhered to the wall surface or the like.
According to the above (12), the adhesion rate P and the residual rate R as a parameter, it is possible to calculate the fuel quantity f c for each individual cycle.

従って、上記のエアモデルおよび燃料モデルの算出結果を用いて、空燃比A/Fの推定値を算出することができる。大気圧補正項算出部72では、次いで、この推定空燃比A/Fと、噴射された燃料が燃焼に付された後に空燃比センサ52に到達するまでの輸送遅れを考慮したタイミングで検出する空燃比A/Fの実測値との定常偏差を算出する。そして、この定常偏差が筒内充填空気量Mcの誤差であるため、当該定常偏差が大きい場合には、大気圧がずれているものとして、大気圧補正係数kairpを算出する。具体的には、上記エアモデルより吸気圧力Pmを逆算し、その吸気圧力Pmに基づいて標準大気圧Pa0に対する補正率として大気圧補正係数kairpを算出する。この大気圧補正係数kairpは、上述した吸気圧力推定モデル66および筒内圧推定モデル68において、吸気圧力Pmapと排気圧力(大気圧Pair)の補正に用いられる。 Therefore, the estimated value of the air-fuel ratio A / F can be calculated using the calculation results of the air model and the fuel model. Next, the atmospheric pressure correction term calculation unit 72 detects the estimated air / fuel ratio A / F and the air / fuel ratio detected at a timing considering the transport delay until the injected fuel reaches the air / fuel ratio sensor 52 after being subjected to combustion. The steady deviation from the actual measurement value of the fuel ratio A / F is calculated. Then, the steady state error for the error of the in-cylinder charged air amount M c, when the steady-state deviation is large, the assumption that the atmospheric pressure is deviated, calculates the atmospheric pressure correction coefficient k airp. Specifically, calculated back to the intake pressure P m above the air model, we calculate the atmospheric pressure correction coefficient k airp as a correction factor for the standard atmospheric pressure P a0 based on the intake air pressure P m. The atmospheric pressure correction coefficient k airp is used for correcting the intake pressure P map and the exhaust pressure (atmospheric pressure P air ) in the intake pressure estimation model 66 and the in-cylinder pressure estimation model 68 described above.

(7)大気温補正項算出部について
大気温補正項算出部74では、排気行程中の行程容積V、残留ガス質量(排気上死点でのすきま容積Vcに基づいて算出)m、残留ガス(既燃ガス)のガス定数R、および大気温度Tairの実測値を理想気体の状態方程式に代入することで、筒内圧力Pthを算出する。当該筒内圧力Pthと、筒内圧推定モデル68で算出される筒内圧力Pとの偏差を算出する。そして、その偏差が大きい場合には、上記偏差に基づいて補正係数を算出する。この補正係数は、上述した吸気圧力推定モデル66において、吸気圧力Pmapの補正に用いられる。
(7) About the atmospheric temperature correction term calculation unit In the atmospheric temperature correction term calculation unit 74, the stroke volume V during the exhaust stroke, the residual gas mass (calculated based on the clearance volume V c at the exhaust top dead center) m, the residual gas The in-cylinder pressure P th is calculated by substituting the measured values of the gas constant R of (burnt gas) and the atmospheric temperature T air into the ideal gas equation of state. A deviation between the in-cylinder pressure P th and the in-cylinder pressure P calculated by the in-cylinder pressure estimation model 68 is calculated. If the deviation is large, a correction coefficient is calculated based on the deviation. This correction coefficient is used to correct the intake pressure P map in the intake pressure estimation model 66 described above.

[フリクションモデルの学習手法]
内燃機関を備えた車両では、車両が一時的に停止した際に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御(エコラン制御)が実行されることがある。また、内燃機関とモータとで車両を駆動するハイブリッド車両においても、車両システムの起動中(車両走行中も含む)に、内燃機関の停止および再始動を自動的に行う制御(本明細書中では、これも広い意味で「エコラン制御」と称している)が実行されることがある。
[Friction model learning method]
In a vehicle including an internal combustion engine, when the vehicle temporarily stops, control (eco-run control) that automatically stops and restarts the internal combustion engine may be executed. Further, even in a hybrid vehicle that drives a vehicle with an internal combustion engine and a motor, control that automatically stops and restarts the internal combustion engine during startup of the vehicle system (including when the vehicle is running) (in this specification, This is also called “eco-run control” in a broad sense).

上記のエコラン制御において、内燃機関の再始動を円滑に行えるようにするためには、内燃機関を自動停止する際のクランク軸の停止位置(ピストンの停止位置)を狙いの停止位置に精度良く制御したいという要求がある。本実施形態のシステムでは、以上説明したエンジンモデル60を、エコラン制御時にクランク軸16の停止位置を推定するための停止位置推定モデルとして用いることとしている。上述したエンジンモデル60によれば、クランク角回転速度dθ/dtがゼロとなる際のクランク角度θの推定値を取得することにより、内燃機関10の自動停止時のクランク軸16の停止位置を取得することができる。尚、本明細書中においては、クランク軸16の停止位置を、単に「クランク停止位置」と称することがある。   In the eco-run control described above, in order to smoothly restart the internal combustion engine, the crankshaft stop position (piston stop position) when automatically stopping the internal combustion engine is accurately controlled to the target stop position. There is a demand to do. In the system of the present embodiment, the engine model 60 described above is used as a stop position estimation model for estimating the stop position of the crankshaft 16 during eco-run control. According to the engine model 60 described above, the stop position of the crankshaft 16 when the internal combustion engine 10 is automatically stopped is acquired by acquiring the estimated value of the crank angle θ when the crank angle rotation speed dθ / dt becomes zero. can do. In the present specification, the stop position of the crankshaft 16 may be simply referred to as “crank stop position”.

内燃機関10の自動停止時のクランク停止位置は、内燃機関10の内部等のフリクションの影響を大きく受ける。従って、そのフリクションを高精度に推定することが必要となる。そこで、本実施形態のシステムは、フリクションモデル64を備え、適応制御によって、フリクションモデル64の算出値がフリクションの実測値と適合するように、フリクションを適宜学習する構成を有している。   The crank stop position when the internal combustion engine 10 is automatically stopped is greatly affected by friction inside the internal combustion engine 10 and the like. Therefore, it is necessary to estimate the friction with high accuracy. Therefore, the system of this embodiment includes a friction model 64 and has a configuration in which the friction is appropriately learned by adaptive control so that the calculated value of the friction model 64 matches the measured value of friction.

フリクションは、例えば内燃機関10の潤滑用のオイルが交換された場合に、その特性が大きく変化する。そのようなフリクションの特性の大きな変化があった場合には、フリクションモデル64が算出するフリクショントルクTRQf_modelと、実際のフリクショントルクTRQf_jitsuとのフリクション誤差が一時的に大きくなる。つまり、フリクションの学習値が大きく異なる条件が発生し得る。 For example, when the oil for lubrication of the internal combustion engine 10 is changed, the characteristics of the friction change greatly. In the case where there is a large change in such friction properties, and friction torque TRQ F_model the friction model 64 is calculated, friction deviation between the actual friction torque TRQ F_jitsu increases temporarily. That is, a condition where the learning value of friction is greatly different may occur.

上記のような条件が生じた場合には、フリクション学習値を完全にリセットしてしまうことも考えられる。しかしながら、フリクション学習値を完全にリセットしてしまうと、再び学習を一からやり直す必要が生じる。そのうえ、リセット時点までの間に学習されたフリクションの経年変化分や機差ばらつき等の初期ばらつき分もが一緒にリセットされてしまう。このため、このような手法では、素早い学習実行要求に応えることができない。   When the above conditions occur, it is conceivable that the friction learning value is completely reset. However, if the friction learning value is completely reset, it is necessary to start learning again from the beginning. In addition, the initial variation such as the secular change of friction and the difference in machine difference learned until the reset time is also reset together. For this reason, such a method cannot respond to a quick learning execution request.

そこで、本実施形態のシステムでは、車両の走行距離(走行時間)に依存して変化する忘却係数を設定し、この忘却係数の大きさに応じて、フリクション特性が大幅に変化した際のフリクション学習値(オイル劣化フリクション学習値)のリセット量(消去量)を変化させることとした。このような手法によれば、フリクション学習値の経年変化分や機差ばらつき分を残しつつ、フリクション特性の変化に対応した素早いフリクション学習を行うことが可能となる。   Therefore, in the system of this embodiment, a forgetting coefficient that changes depending on the travel distance (traveling time) of the vehicle is set, and friction learning is performed when the friction characteristics change significantly according to the magnitude of the forgetting coefficient. The reset amount (erasing amount) of the value (oil deterioration friction learning value) was changed. According to such a method, it is possible to perform quick friction learning corresponding to the change of the friction characteristic while leaving the aging change of the friction learning value and the machine difference variation.

ここで、本実施形態では、フリクションモデル64を修正するためのフリクション学習値は、オイル劣化の影響による「オイル劣化フリクション学習値」と、フリクションの経年変化および機差ばらつきの影響による「経年変化および機差ばらつきフリクション学習値」とにより構成されているものとする。また、本実施形態では、エンジンモデル60が常時行っているフリクション学習によって算出される学習値には、オイル劣化フリクション学習値が対応しているものとする。   Here, in the present embodiment, the friction learning value for correcting the friction model 64 includes an “oil deterioration friction learning value” due to the effect of oil deterioration and an “aging change and The machine difference variation friction learning value ”is assumed to be configured. Further, in the present embodiment, it is assumed that an oil deterioration friction learning value corresponds to a learning value calculated by friction learning constantly performed by the engine model 60.

次に、図6を参照して、本実施の形態1における具体的な処理について説明する。
図6は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。
(ステップ100について)
図6に示すルーチンでは、先ず、内燃機関10の運転状態がアイドリング状態または定常状態にあるか否か、すなわち、内燃機関10が安定した状態にあるか否かが判別される(ステップ100)。
Next, specific processing in the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the first embodiment to realize the above function.
(About step 100)
In the routine shown in FIG. 6, first, it is determined whether or not the operating state of the internal combustion engine 10 is in an idling state or a steady state, that is, whether or not the internal combustion engine 10 is in a stable state (step 100).

(ステップ102について)
上記ステップ100において、内燃機関10の運転状態が安定した状態にあると判断された場合には、次いで、エンジンモデル60を用いて、フリクションモデル64のフリクションマップ(図4参照)に対応する所定の回転数領域毎に、それぞれの回転数領域におけるフリクショントルクTRQfの平均値が算出される(ステップ102)。ここでは、フリクションマップから得られる値と区別するために、本ステップ102において算出されるフリクショントルクTRQfのことを、「算出フリクショントルクTRQf」または単に「算出フリクション」と称することとする。算出フリクションは、エンジンモデル60に、クランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtのそれぞれの実測値を代入することによって、以下の(13c)式に従って算出することができる。

Figure 0004631775
尚、(13c)式が得られる過程を説明すると、J(θ)を上記(13a)式のように定めることで、上記(4e)式で表されるクランク軸周りの運動方程式は、上記(13b)式のように表すことができる。そして、(13b)式の左辺が算出フリクショントルクTRQfとなるように書き直すことで、(13c)式を得ることができる。 (About step 102)
If it is determined in step 100 that the operating state of the internal combustion engine 10 is in a stable state, then, using the engine model 60, a predetermined map corresponding to the friction map (see FIG. 4) of the friction model 64 is used. For each rotation speed region, the average value of the friction torque TRQ f in each rotation speed region is calculated (step 102). Here, in order to distinguish from the value obtained from the friction map, the friction torque TRQ f calculated in this step 102 is referred to as “calculated friction torque TRQ f ” or simply “calculated friction”. The calculated friction can be calculated according to the following equation (13c) by substituting the respective measured values of the crank angle θ and the crank angle rotation speed dθ / dt into the engine model 60.
Figure 0004631775
The process of obtaining the equation (13c) will be described. By defining J (θ) as in the above equation (13a), the equation of motion around the crankshaft represented by the above equation (4e) is 13b) can be expressed as: Then, the expression (13c) can be obtained by rewriting the expression so that the left side of the expression (13b) becomes the calculated friction torque TRQ f .

(ステップ104について)
次に、上記ステップ102において算出された算出フリクションと、図4に示すフリクションマップによって得られるフリクショントルクTRQf(以下、「フリクションマップ値」と称する)とのフリクション誤差が所定の閾値より大きく、かつ、フリクションマップ値の絶対値が算出フリクションの絶対値より大きいか否かが判別される(ステップ104)。
(About step 104)
Next, the friction error between the calculated friction calculated in step 102 and the friction torque TRQ f (hereinafter referred to as “friction map value”) obtained by the friction map shown in FIG. 4 is larger than a predetermined threshold value, and Then, it is determined whether or not the absolute value of the friction map value is larger than the absolute value of the calculated friction (step 104).

フリクションマップ値は、実際のフリクショントルクTRQfと一致するように適応学習がなされるものである。それなのに、上記のフリクション誤差が生じていると認められた場合には、内燃機関10のフリクションを大きく変化させる何らかの要因が生じていたと判断することができる。また、算出フリクションは、クランク角度θ等の実測値が代入され、現在の内燃機関10の状態が反映されたフリクショントルク値として得られるものである。従って、このような算出フリクションが、フリクションモデル64が真であるとして記憶しているフリクションマップ値よりも小さいと判定される場合、すなわち、本ステップ104の判定条件が成立する場合には、内燃機関10の実際のフリクションは下がっている、すなわち、オイル交換がされたものと判断することができる。 The friction map value is subjected to adaptive learning so as to coincide with the actual friction torque TRQ f . Nevertheless, if it is recognized that the above-described friction error has occurred, it can be determined that some factor that greatly changes the friction of the internal combustion engine 10 has occurred. The calculated friction is obtained as a friction torque value in which an actual value such as the crank angle θ is substituted and the current state of the internal combustion engine 10 is reflected. Therefore, when it is determined that such calculated friction is smaller than the friction map value stored as the friction model 64 being true, that is, when the determination condition of this step 104 is satisfied, the internal combustion engine It can be determined that the actual friction of 10 has decreased, that is, the oil has been changed.

(ステップ106について)
次に、先ず、上記ステップ104における判定条件が不成立であった場合を説明する。この場合は、次いで、上記のフリクション誤差が上記閾値より大きく、かつ、算出フリクションの絶対値がフリクションマップ値の絶対値より大きいか否かが判別される(ステップ106)。
(About step 106)
Next, a case where the determination condition in step 104 is not satisfied will be described first. In this case, it is next determined whether or not the friction error is larger than the threshold value and the absolute value of the calculated friction is larger than the absolute value of the friction map value (step 106).

(ステップ108について)
上記ステップ106において、上記閾値より大きいフリクション誤差の存在が認められるものの、算出フリクションがフリクションマップ値よりも大きいと判定される場合には、内燃機関10の実際のフリクションが比較的大きい状態にあるものと判断することができる。そこで、この場合には、前回学習時の走行距離と現在の走行距離に応じて、忘却係数が算出される(ステップ108)。より具体的には、本ステップ108では、以下の図7に示すマップに従って、忘却係数が算出される。尚、ここでは、車両の走行距離との関係で忘却係数が定められているが、忘却係数は、走行距離の代わりに或いは走行距離とともに、走行時間に基づいて定められるものであってもよい。
(About step 108)
If it is determined in step 106 that a friction error larger than the threshold value is present, but the calculated friction is determined to be larger than the friction map value, the actual friction of the internal combustion engine 10 is relatively large. It can be judged. Therefore, in this case, the forgetting factor is calculated according to the travel distance at the time of the previous learning and the current travel distance (step 108). More specifically, in this step 108, the forgetting factor is calculated according to the map shown in FIG. Here, the forgetting factor is determined in relation to the travel distance of the vehicle, but the forgetting factor may be determined based on the travel time instead of the travel distance or together with the travel distance.

図7は、忘却係数と走行距離との関係を定めたマップの一例を示している。図7に示す忘却係数マップでは、忘却係数は、所定の走行距離に達することで当該係数が1となるまでは、走行距離に比例して大きくなるように設定されている。   FIG. 7 shows an example of a map that defines the relationship between the forgetting factor and the travel distance. In the forgetting factor map shown in FIG. 7, the forgetting factor is set so as to increase in proportion to the traveling distance until the coefficient reaches 1 when the predetermined traveling distance is reached.

(ステップ110について)
次に、忘却係数が1に達したか否かが判別される(ステップ110)。
(ステップ112について)
その結果、忘却係数が1に達したと判定された場合には、オイル劣化フリクション学習値として、それまでの間に学習がなされてきたフリクション学習値が、経年変化および機差ばらつきフリクション学習値に移される(ステップ112)。忘却係数が1となるまでの所定の走行距離に達した際のオイル劣化フリクション学習値として蓄積されている値は、オイル交換等の突発的な要因に基づく学習値でないと判断することができる。そして、そのような蓄積された学習値(経年変化や機差ばらつきに相当する値)は、後述するステップ116のおいて、オイル交換等の要因が生じたと判断される場合に、オイル劣化分とともにリセットされるべきでない学習値であると判断することができる。このため、本ステップ112の処理によれば、そのような蓄積された学習値が、後述するステップ116の処理におけるリセットの影響を受けにくくすることができる。
(About step 110)
Next, it is determined whether or not the forgetting factor has reached 1 (step 110).
(About step 112)
As a result, if it is determined that the forgetting factor has reached 1, the friction learning value learned so far as the oil deterioration friction learning value becomes the secular change and machine difference variation friction learning value. Moved (step 112). It can be determined that the value accumulated as the oil deterioration friction learning value when the predetermined travel distance until the forgetting factor reaches 1 is not a learning value based on a sudden factor such as oil change. Then, such accumulated learning values (values corresponding to aging and machine difference variations) are determined together with the amount of oil deterioration when it is determined in step 116 described later that a factor such as oil change has occurred. It can be determined that the learning value should not be reset. For this reason, according to the process of this step 112, such an accumulated learning value can be made less susceptible to the reset in the process of step 116 described later.

また、上記図7に示す忘却係数マップにおいて、忘却係数が0から1になるまでの走行距離(走行時間)は、例えば、数回分のオイル交換サイクルを含むことができるように、走行距離であれば数万kmに、走行時間であれば数年となるように設定することが好適である。このような設定によれば、忘却係数が0から1になるまでの走行距離(走行時間)を十分に確保することで、忘却係数が1となってオイル劣化フリクション学習値を経年変化および機差ばらつきフリクション学習値に移す際に、フリクションの経年変化分に相当するフリクション学習値を高い信頼性で取得することができる。
(ステップ114について)
次に、走行距離がゼロにリセットされる(ステップ114)。
In the forgetting factor map shown in FIG. 7, the traveling distance (traveling time) until the forgetting factor becomes 0 to 1 can be, for example, a traveling distance so as to include several oil change cycles. For example, it is preferable to set it to several tens of thousands km and several years if it is traveling time. According to such settings, by ensuring a sufficient travel distance (traveling time) until the forgetting factor becomes 0 to 1, the forgetting factor becomes 1 and the oil deterioration friction learning value changes over time and machine differences. When shifting to the variation friction learning value, the friction learning value corresponding to the aging of the friction can be obtained with high reliability.
(About step 114)
Next, the travel distance is reset to zero (step 114).

(ステップ116について)
一方、上記ステップ104における判定条件が成立した場合、すなわち、オイル交換等の内燃機関10のフリクション特性を大幅に変化させる事由が生じたと判断される場合には、次いで、オイル劣化フリクション学習値に(1−忘却係数)を乗じた値分だけ、オイル劣化フリクション学習値がリセットされる(ステップ116)。内燃機関10の実際のフリクションは、走行距離の増大に伴う内燃機関10の劣化とともに増大していくものである。その結果、走行距離の増大に伴い、取り込まれるべきフリクション学習値も増加していく。図7に示す忘却係数の設定によれば、そのようなフリクション学習値の変化に合わせて、そのリセット量を適切な量にすることができる。
(About step 116)
On the other hand, if the determination condition in the above step 104 is satisfied, that is, if it is determined that a reason for significantly changing the friction characteristics of the internal combustion engine 10 such as oil exchange has occurred, then the oil deterioration friction learning value is set to ( The oil deterioration friction learning value is reset by a value multiplied by (1−forgetting factor) (step 116). The actual friction of the internal combustion engine 10 increases with the deterioration of the internal combustion engine 10 as the travel distance increases. As a result, as the travel distance increases, the friction learning value to be captured also increases. According to the setting of the forgetting coefficient shown in FIG. 7, the reset amount can be set to an appropriate amount in accordance with such a change in the friction learning value.

(ステップ118について)
次に、クランク停止位置の実測値とその推定値との誤差が、所定の閾値より小さいか否かが判別される(ステップ118)。クランク停止位置の実測値は、現時点における直近の内燃機関10の停止時に、クランク角センサ40によって検出された値である。クランク停止位置の推定値は、上記ステップ116の処理によって所定量だけリセットされたオイル劣化フリクション学習値を用いて、エンジンモデル60によって算出される値であり、ここでは、先ず、その推定値の算出手法の一例を以下に示す。
(About step 118)
Next, it is determined whether or not the error between the measured value of the crank stop position and the estimated value is smaller than a predetermined threshold value (step 118). The actual measured value of the crank stop position is a value detected by the crank angle sensor 40 when the internal combustion engine 10 is stopped at the latest time. The estimated value of the crank stop position is a value calculated by the engine model 60 using the oil deterioration friction learning value that has been reset by a predetermined amount by the processing in step 116. Here, first, the estimated value is calculated. An example of the technique is shown below.

具体的には、本ステップ118では、アイドル状態時に取得された燃焼圧力Pの平均値、吸気圧力Pmap、クランク角度θ0、およびエンジン回転数(燃焼カット回転数)Ne0(=クランク角回転速度dθ0/dt)を初期値として入力して、クランク軸周りの運動方程式演算部62を用いて、クランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtのそれぞれの推定値が順次算出されることになる。以下、次の(14)式および(15)式を用いて、その具体的な算出手法を説明する。尚、本明細書中においては、このような手法を用いて、上記図2中に示す矢印方向にエンジンモデル60を解くことを「順モデル演算」と称する。 Specifically, in this step 118, the average value of the combustion pressure P acquired in the idle state, the intake pressure P map , the crank angle θ 0 , and the engine speed (combustion cut speed) Ne 0 (= crank angle rotation) Speed dθ 0 / dt) is input as an initial value, and the estimated values of the crank angle θ and the crank angle rotation speed dθ / dt are sequentially calculated using the motion equation calculation unit 62 around the crankshaft. Become. Hereinafter, the specific calculation method will be described using the following equations (14) and (15). In this specification, using such a method to solve the engine model 60 in the direction of the arrow shown in FIG. 2 is referred to as “forward model calculation”.

先ず、上記(4e)式で表されるクランク軸周りの運動方程式において、(∂f(θ)/∂θ)≡h(θ)とし、かつ、当該(4e)式中の入力トルクTRQに上記(5)式を代入したうえで、当該(4e)式を離散化することで、次の(14)式が得られる。

Figure 0004631775
First, in the equation of motion around the crankshaft expressed by the above equation (4e), (∂f (θ) / ∂θ) ≡h (θ) and the input torque TRQ in the equation (4e) After substituting the equation (5) and discretizing the equation (4e), the following equation (14) is obtained.
Figure 0004631775

そして、上記(14)式による順モデル演算の計算初期値として、上記の如く、クランク角度θ0、およびクランク角回転速度dθ0/dt等が与えられる。以下、ステップ数kを順次更新していくことにより、対応するクランク角度θおよびクランク角回転速度dθ/dtのそれぞれの推定値が順次算出されることになる。上記(14)式にステップ数k=1を代入すると、次の(15a)式のように表すことができる。

Figure 0004631775
Then, as described above, the crank angle θ 0 , the crank angle rotation speed dθ 0 / dt, and the like are given as the initial calculation values of the forward model calculation according to the above equation (14). Hereinafter, by sequentially updating the number of steps k, the estimated values of the corresponding crank angle θ and crank angle rotation speed dθ / dt are sequentially calculated. If the number of steps k = 1 is substituted into the above equation (14), it can be expressed as the following equation (15a).
Figure 0004631775

上記(15a)式中のクランク角度θ(k)の一部を対応するクランク角回転速度dθ(k)/dtに書き直すと、上記(15b)式のように表すことができる。そして、その(15b)式を展開すると、ステップ数k=1のときのクランク角回転速度dθ(1)/dtは、上記(15c)式のように、前回、すなわち、初期値として入力されたクランク角度θ0およびクランク角回転速度dθ0/dtを用いて表すことができる。更に、上記(15c)式を積分することにより、ステップ数k=1のときのクランク角度θ(1)を、上記(15d)式のように算出することができる。 When a part of the crank angle θ (k) in the above equation (15a) is rewritten to the corresponding crank angle rotation speed dθ (k) / dt, it can be expressed as the above equation (15b). When the equation (15b) is developed, the crank angle rotational speed dθ (1) / dt when the number of steps k = 1 is input as the previous time, that is, as an initial value, as in the above equation (15c). It can be expressed using the crank angle θ 0 and the crank angle rotation speed dθ 0 / dt. Further, by integrating the equation (15c), the crank angle θ (1) when the number of steps k = 1 can be calculated as the equation (15d).

そして、上記の処理を、ステップ数kがN回となるまで、すなわち、クランク角回転速度がdθ(N)/dt=0となるまで繰り返すと、クランク角回転速度dθ(N)/dt=0、およびクランク角度θ(N)が算出される。つまり、上記の処理によれば、内燃機関10が停止した際のエンジン回転数Ne=0と、クランク停止位置のそれぞれの推定値を算出することができる。   Then, when the above processing is repeated until the number of steps k reaches N times, that is, until the crank angle rotation speed reaches dθ (N) / dt = 0, the crank angle rotation speed dθ (N) / dt = 0. , And a crank angle θ (N) are calculated. That is, according to the above processing, the estimated values of the engine speed Ne = 0 when the internal combustion engine 10 is stopped and the crank stop position can be calculated.

(ステップ120について)
上記ステップ118において、クランク停止位置の誤差が所定の閾値以下であると判定された場合には、本ルーチンの処理が速やかに終了され、一方、クランク停止位置の誤差が当該閾値より大きいと判定された場合には、図7に示す忘却係数マップの修正が実行される(ステップ120)。具体的には、忘却係数マップの傾きの修正が実行され、その修正後の忘却係数に基づくオイル劣化フリクション学習値のリセット量を反映させた状態で、クランク停止位置誤差が再計算される。この忘却係数の傾きの修正は、上記ステップ118において、クランク停止位置誤差が閾値以下となるまで繰り返し実行される。
(About step 120)
If it is determined in step 118 that the crank stop position error is equal to or smaller than the predetermined threshold value, the process of this routine is immediately terminated. On the other hand, it is determined that the crank stop position error is larger than the threshold value. If so, correction of the forgetting factor map shown in FIG. 7 is executed (step 120). Specifically, the inclination of the forgetting coefficient map is corrected, and the crank stop position error is recalculated in a state where the reset amount of the oil deterioration friction learning value based on the corrected forgetting coefficient is reflected. The correction of the inclination of the forgetting factor is repeatedly executed in step 118 until the crank stop position error becomes equal to or less than the threshold value.

上述したように、上記ステップ112の処理によれば、忘却係数が1になると、オイル劣化フリクション学習値から経年変化および機差ばらつきフリクション学習値への学習値の移し替えが実行される。従って、本ステップ120の処理による忘却係数の傾きの修正が傾きをより大きくする方向の修正であった場合には、十分な走行距離に達する前に忘却係数が1になってしまう可能性がある。仮にそうなった場合には、忘却係数が1に達した時点のオイル劣化フリクション学習値を、フリクションの経年変化に起因するものであると判断して移し替えすることが妥当でないといえる。そこで、本ステップ120では、忘却係数の傾きを修正する際に、経年変化分への移し替えを実行するための十分な走行距離に達する前に忘却係数が1とならないように、所定値より大きな傾きへの修正を禁止することで、その傾きをより大きくする方向の修正に制限を加えるようにしている。このような処理によれば、信頼性の高い経年変化分のフリクション学習値を安定して得ることが可能となる。   As described above, according to the process of step 112, when the forgetting factor becomes 1, the learning value is transferred from the oil deterioration friction learning value to the secular change and machine difference variation friction learning value. Therefore, if the correction of the inclination of the forgetting factor in the process of this step 120 is correction in a direction that increases the inclination, the forgetting factor may become 1 before reaching a sufficient travel distance. . If this happens, it can be said that it is not appropriate to transfer the oil deterioration friction learning value at the time when the forgetting factor reaches 1 after judging that it is caused by the secular change of friction. Therefore, in this step 120, when the inclination of the forgetting factor is corrected, the forgetting factor is larger than a predetermined value so that the forgetting factor does not become 1 before reaching a sufficient travel distance for executing the transfer to the secular change. By prohibiting the correction to the inclination, the correction in the direction of increasing the inclination is restricted. According to such processing, it is possible to stably obtain a friction learning value corresponding to aging with high reliability.

以上説明した図6に示すルーチンによれば、走行距離等に依存する忘却係数を導入して、フリクション特性の大きな変化が認められた場合に、走行距離等の車両の走行状態に応じて、オイル劣化フリクション学習値のリセット量が変更される。このため、フリクションの経年変化分や機差ばらつき分が不用意にリセットされてしまうのを回避しつつ、フリクション特性の大きな変化に対する素早いフリクション学習を実現することができる。   According to the routine shown in FIG. 6 described above, when a forgetting factor that depends on the travel distance or the like is introduced and a large change in the friction characteristics is recognized, the oil according to the travel state of the vehicle such as the travel distance is determined. The reset amount of the deterioration friction learning value is changed. For this reason, it is possible to realize quick friction learning with respect to a large change in the friction characteristics while avoiding inadvertent resetting of the aging variation and the machine difference variation of the friction.

また、上記ルーチンでは、オイル劣化フリクション学習値をリセットした後に、そのリセット後のフリクション学習値に基づいてクランク停止位置の再計算を行い、そして、クランク停止位置誤差が所定の閾値より小さくなるまで、忘却係数の修正によるリセット量の調整(学習)を行うようにしている。このような処理によれば、忘却係数の修正によるリセット量の調整のみによって、クランク停止位置誤差を十分に小さくできるように、フリクション学習値を素早く適正化することができる。   In the above routine, after resetting the oil deterioration friction learning value, the crank stop position is recalculated based on the reset friction learning value, and until the crank stop position error becomes smaller than a predetermined threshold value, The reset amount is adjusted (learned) by correcting the forgetting factor. According to such processing, it is possible to quickly optimize the friction learning value so that the crank stop position error can be sufficiently reduced only by adjusting the reset amount by correcting the forgetting factor.

尚、上述した実施の形態1においては、ECU50が、適応制御によってフリクションモデル64の算出値がフリクションの実測値と適合するようにフリクションの学習を実行することにより前記第1の発明における「フリクション学習手段」が、上記ステップ108の処理を実行することにより前記第1の発明における「忘却係数設定手段」が、上記ステップ104の処理を実行することにより前記第1の発明における「フリクション特性変化判別手段」が、上記ステップ116の処理を実行することにより前記第1の発明における「学習値消去量設定手段」および「学習値消去手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU50が、上記ステップ118において示す手法でクランク停止位置の推定値を算出することにより前記第3の発明における「クランク停止位置算出手段」が、クランク角センサ40の出力に基づいてクランク角度θを検知することにより前記第3の発明における「クランク停止位置実測値取得手段」が、上記ステップ118の処理を実行することにより前記第3の発明における「クランク停止位置誤差算出手段」が、上記ステップ120の処理を実行することにより前記第3の発明における「消去量修正手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the ECU 50 executes the friction learning by adaptive control so that the calculated value of the friction model 64 matches the actual measured value of the friction, whereby the “friction learning” in the first invention is performed. The “means” executes the process of step 108, so that the “forgetting coefficient setting means” in the first invention executes the process of step 104, and the “friction characteristic change determining means in the first invention”. ”, The “ learning value erasure amount setting means ”and the “ learning value erasure means ”in the first invention are realized by executing the processing of step 116 described above.
In the first embodiment described above, the ECU 50 calculates the estimated value of the crank stop position by the method shown in step 118, so that the “crank stop position calculating means” in the third aspect of the invention is the crank angle sensor. By detecting the crank angle θ on the basis of the output of 40, the “crank stop position actual value acquisition means” in the third invention executes the processing of the above step 118, thereby executing the “crank stop in the third invention”. The “position error calculating means” executes the processing of step 120 described above, thereby realizing the “erasing amount correcting means” in the third aspect of the invention.

本発明の実施の形態1の内燃機関の停止位置制御装置が適用された内燃機関の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the internal combustion engine to which the stop position control apparatus of the internal combustion engine of Embodiment 1 of this invention was applied. 図1に示すECUが備えるエンジンモデルの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the engine model with which ECU shown in FIG. 1 is provided. クランク軸周りの各要素に付す記号を示す図である。It is a figure which shows the symbol attached | subjected to each element around a crankshaft. 図2に示すフリクションモデルがフリクショントルクTRQfを取得するために備えているフリクションマップの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a friction map provided for the friction model shown in FIG. 2 to acquire a friction torque TRQ f . 筒内圧力Pの履歴取得の変形例の手法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a modified technique for obtaining a history of in-cylinder pressure P. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 図1に示すECUが忘却係数を取得するために記憶しているマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map which ECU shown in FIG. 1 has memorize | stored in order to acquire a forgetting factor.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 ピストン
14 コンロッド
16 クランク軸
24 スロットルバルブ
26 スロットルポジションセンサ
40 クランク角センサ
42 カム角センサ
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 空燃比センサ
54 水温センサ
60 エンジンモデル
62 クランク軸周りの運動方程式演算部
64 フリクションモデル
66 吸気圧力推定モデル
68 筒内圧推定モデル
70 燃焼波形算出部
72 大気圧補正項算出部
74 大気温補正項算出部
76 PIDコントローラ
dQ/dθ 熱発生率
dθ/dt クランク角回転速度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 14 Connecting rod 16 Crankshaft 24 Throttle valve 26 Throttle position sensor 40 Crank angle sensor 42 Cam angle sensor 50 ECU (Electronic Control Unit)
52 Air-fuel ratio sensor 54 Water temperature sensor 60 Engine model 62 Equation of motion calculation section around crankshaft 64 Friction model 66 Intake pressure estimation model 68 In-cylinder pressure estimation model 70 Combustion waveform calculation section 72 Atmospheric pressure correction term calculation section 74 Atmospheric temperature correction term calculation 76 PID controller
dQ / dθ Heat release rate
dθ / dt Crank angle rotation speed

Claims (3)

内燃機関の停止位置制御装置であって、
内燃機関のフリクションを算出するフリクションモデルと、
前記フリクションモデルの算出値がフリクションの実測値に適合するように、フリクション学習値を算出するフリクション学習手段と、
車両の走行状態に依存して変化する忘却係数を設定する忘却係数設定手段と、
フリクションに特性変化が生じたか否かを判別するフリクション特性変化判別手段と、
フリクションに前記特性変化が生じた場合に、走行状態に応じて設定された前記忘却係数に応じて前記フリクション学習値の消去量を設定する学習値消去量設定手段と、
フリクションに前記特性変化が生じた場合に、前記学習値消去量設定手段により設定された前記消去量だけ前記フリクション学習値を消去する学習値消去手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の停止位置制御装置。
A stop position control device for an internal combustion engine,
A friction model for calculating the friction of the internal combustion engine;
Friction learning means for calculating a friction learning value so that the calculated value of the friction model matches the actual measured value of friction;
Forgetting factor setting means for setting a forgetting factor that changes depending on the running state of the vehicle;
A friction characteristic change determination means for determining whether the characteristics change in friction occurs,
Learning value erasure amount setting means for setting an erasure amount of the friction learning value according to the forgetting factor set according to a running state when the characteristic change occurs in friction;
Learning value erasing means for erasing the friction learning value by the erasure amount set by the learning value erasure amount setting means when the characteristic change occurs in friction;
A stop position control device for an internal combustion engine, comprising:
前記消去量は、走行距離およびまたは走行時間が大きくなるほど、小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の停止位置制御装置。   2. The stop position control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the erasure amount is set so as to decrease as the travel distance and / or travel time increases. 前記フリクションを含む所定のパラメータに基づいてクランク停止位置の推定値を算出するクランク停止位置算出手段と、
クランク停止位置の実測値を取得するクランク停止位置実測値取得手段と、
前記クランク停止位置の前記推定値と前記実測値とのクランク停止位置誤差を算出するクランク停止位置誤差算出手段とを更に備え、
前記学習値消去手段は、前記クランク停止位置誤差が所定値以下となるように、前記消去量を修正する消去量修正手段を含むことを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の停止位置制御装置。
Crank stop position calculating means for calculating an estimated value of the crank stop position based on a predetermined parameter including the friction;
A crank stop position actual value acquisition means for acquiring an actual value of the crank stop position;
Crank stop position error calculating means for calculating a crank stop position error between the estimated value of the crank stop position and the actually measured value;
3. The stop position of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the learning value erasing unit includes an erasing amount correcting unit that corrects the erasing amount so that the crank stop position error is equal to or less than a predetermined value. Control device.
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