JP4989377B2 - Engine control device - Google Patents

Engine control device Download PDF

Info

Publication number
JP4989377B2
JP4989377B2 JP2007228111A JP2007228111A JP4989377B2 JP 4989377 B2 JP4989377 B2 JP 4989377B2 JP 2007228111 A JP2007228111 A JP 2007228111A JP 2007228111 A JP2007228111 A JP 2007228111A JP 4989377 B2 JP4989377 B2 JP 4989377B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
generation efficiency
predicted
engine
torque generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007228111A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009057945A (en
Inventor
真也 佐藤
邦彦 鈴木
守 根本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2007228111A priority Critical patent/JP4989377B2/en
Publication of JP2009057945A publication Critical patent/JP2009057945A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4989377B2 publication Critical patent/JP4989377B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、車両に搭載されるエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to an engine control device mounted on a vehicle.

自動車用エンジン制御において、エンジントルクを変化させる意図がない状況下にもかかわらず、燃費向上や排気低減の要求により、エンジントルクに影響を及ぼす制御パラメータ(点火時期、バルブタイミング等)を操作せざるを得ない場合がある。その際、トルク変動が生じないように、トルクを操作できる他の制御パラメータ(電制スロットル等)を調整して、トルクを一定に保つ制御が知られている。(このような制御を、以下、「トルク一定制御」という。)   In automobile engine control, control parameters that affect engine torque (ignition timing, valve timing, etc.) must be manipulated due to demands for improved fuel consumption and reduced exhaust emissions, even in situations where there is no intention to change engine torque. You may not get. At this time, control is known in which torque is kept constant by adjusting other control parameters (electric throttle, etc.) capable of operating torque so that torque fluctuation does not occur. (Such control is hereinafter referred to as “constant torque control”.)

トルク一定制御の一例として、ファストアイドル時の点火リタード(図7参照)による早期触媒昇温制御が挙げられる。図8に示すように、点火リタード実施により、排気温度が上昇するので、触媒の早期昇温と早期活性化が図れるが、その反面、エンジントルクが低下し、ファストアイドル時の回転数が低下する不具合が発生する。   As an example of constant torque control, there is an early catalyst temperature increase control by ignition retard (see FIG. 7) at the time of fast idling. As shown in FIG. 8, since the exhaust temperature rises by performing the ignition retard, the catalyst can be heated and activated early, but on the other hand, the engine torque is lowered and the rotational speed at the time of fast idling is lowered. A malfunction occurs.

特許文献1は、内燃機関のトルク制御装置に関するものであるが、上記の不具合を防止するため、点火リタードによるトルク変化率を演算し、要求空気量を前記トルク変化率で除算して、トルク低下分を補償するようにスロットル開度を増加する技術を開示している。   Patent Document 1 relates to a torque control device for an internal combustion engine. In order to prevent the above-described problem, the torque change rate due to ignition retard is calculated, and the required air amount is divided by the torque change rate to reduce the torque. A technique for increasing the throttle opening to compensate for the minute is disclosed.

トルク一定制御の他の例として、可変バルブタイミング機構を用いた低燃費制御がある。この制御は、図9に示すように、バルブ位相角を調整してバルブオーバーラップ量を拡大し、ポンプ損失低減効果により燃費向上(図10参照)を図るものである。特許文献2は、内燃機関の電子スロットル制御装置に関するものであるが、オーバーラップ量増加に起因するトルク変化率を演算し、前記トルク変化率にて要求空気量ひいてはスロットル開度を補正することにより、エンジントルクを一定に制御する技術を開示している。   Another example of constant torque control is low fuel consumption control using a variable valve timing mechanism. In this control, as shown in FIG. 9, the valve phase angle is adjusted to increase the valve overlap amount, and the fuel efficiency is improved (see FIG. 10) by the pump loss reduction effect. Patent Document 2 relates to an electronic throttle control device for an internal combustion engine, and calculates a torque change rate resulting from an increase in overlap amount, and corrects a required air amount and thus a throttle opening by the torque change rate. Discloses a technique for controlling the engine torque to be constant.

特開2003−278591公報JP 2003-278591 A 特開2002−303177公報JP 2002-303177 A

点火リタードやバルブ位相角を変化した際のトルク発生効率は、一般的にエンジンの運転領域(吸気量・エンジン回転数)に依存する。したがって、スロットル開度の補正前後において運転領域が大幅に変化する場合には、スロットル開度補正前のトルク発生効率η1と、スロットル開度補正後のトルク発生効率η2が大きく異なるケースが起り得る。そのような場合には、従来技術では、前記η1を基に設定したスロットル開度補正量が、移行先の運転領域における前記η2と整合せず、トルク一定制御の精度が大きく損なわれるという課題があった。   The torque generation efficiency when the ignition retard or the valve phase angle is changed generally depends on the engine operating region (intake amount / engine speed). Therefore, when the operating region changes significantly before and after the throttle opening correction, there may occur a case where the torque generation efficiency η1 before the throttle opening correction and the torque generation efficiency η2 after the throttle opening correction are greatly different. In such a case, the conventional technique has a problem that the throttle opening correction amount set based on η1 does not match the η2 in the operation region of the transfer destination, and the accuracy of constant torque control is greatly impaired. there were.

本発明は、以上の課題を解決しようとしてなされたもので、エンジントルクに関連する制御パラメータのトルク発生効率が、運転領域によって大きく変化する場合においても、トルク一定制御を高精度に実施するエンジントルク制御手段を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even when the torque generation efficiency of the control parameter related to the engine torque varies greatly depending on the operation region, the engine torque that performs the constant torque control with high accuracy. An object is to provide a control means.

上記の課題を解決するために、本発明のエンジンの制御装置は、エンジンの制御において、エンジントルクに関連する制御パラメータを変化させた場合の目標トルクを算出し、該目標トルクを基にしてエンジントルクに関連する他の制御パラメータを調整することによりエンジントルクを補償するエンジンの制御装置において、前記他の制御パラメータの調整を実行する前に、前記他の制御パラメータを調整したと仮定した際の運転状態を予測し、該予測された運転状態下における予測発生トルクを演算して、前記目標トルクと前記予測発生トルクの偏差が所定値以上の場合、前記制御パラメータの変化量を変更して前記目標トルクと前記予測発生トルクの演算を再計算することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an engine control apparatus according to the present invention calculates a target torque when a control parameter related to engine torque is changed in engine control, and the engine is based on the target torque. In an engine control apparatus that compensates for engine torque by adjusting other control parameters related to torque, it is assumed that the other control parameters have been adjusted before performing the adjustment of the other control parameters. Predicting the operating state, calculating the predicted generated torque under the predicted operating state, and if the deviation between the target torque and the predicted generated torque is greater than or equal to a predetermined value, change the change amount of the control parameter, The calculation of the target torque and the predicted generated torque is recalculated.

また、本発明のエンジンの制御装置は、前記目標トルクと前記予測発生トルクの偏差が所定値以下の場合、最終的なトルク発生効率を基にして前記目標トルクを補正した補正後目標トルクを用いてエンジントルクを補償することを特徴とする。   The engine control apparatus of the present invention uses a corrected target torque obtained by correcting the target torque based on a final torque generation efficiency when a deviation between the target torque and the predicted generated torque is equal to or less than a predetermined value. The engine torque is compensated for.

また、本発明のエンジンの制御装置は、前記再計算は、所定の回数以下に制限されると共に、前記所定の回数を超過した場合には、前記偏差が最小となる前記目標トルクとトルク発生効率を基にして、前記目標トルクを補正した補正後目標トルクを用いてエンジントルクを補償することを特徴とする。   In the engine control apparatus according to the present invention, the recalculation is limited to a predetermined number of times or less, and when the predetermined number of times is exceeded, the deviation and the target torque and the torque generation efficiency are minimized. The engine torque is compensated using the corrected target torque obtained by correcting the target torque based on the above.

また、本発明のエンジンの制御装置は、前記再計算は、逐次探索法又は2分探索法を用いて実行することを特徴とする。   The engine control apparatus according to the present invention is characterized in that the recalculation is executed using a sequential search method or a binary search method.

また、本発明のエンジンの制御装置は、エンジントルクに関する前記制御パラメータが、スロットル開度、燃料噴射量、点火時期、バルブタイミング、EGRバルブ開度、スワールコントロールバルブ開度、可変吸気管実効長、ターボチャージャーのウエストゲートバルブ開度の何れかのものであることを特徴とする。   Further, in the engine control device of the present invention, the control parameters relating to the engine torque include throttle opening, fuel injection amount, ignition timing, valve timing, EGR valve opening, swirl control valve opening, variable intake pipe effective length, It is any one of the wastegate valve opening degree of a turbocharger.

本発明によれば、エンジントルクに関連する制御パラメータのトルク発生効率ηが、運転領域によって大きく変化する場合においても、トルクを一定に保つトルク一定制御を高精度かつ安定的に実現するという顕著な効果を奏する。   According to the present invention, even when the torque generation efficiency η of the control parameter related to the engine torque varies greatly depending on the operation region, the torque constant control that keeps the torque constant can be realized with high accuracy and stability. There is an effect.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on examples.

[実施例1]
図1は、制御対象である可変バルブ機構付き自動車用ガソリンエンジンのハード構成を示す。エンジンコントロールユニット(ECU)118は、ドライバーが操作したアクセルペダルの踏み込み量に応じて目標バルブ開度を決定し、電子制御スロットルバルブ(電制スロットル)103に開度指令値を送信する。前記指令値に従って、電制スロットル103が目標バルブ開度を実現すると、吸気管負圧が発生して、吸気管内に空気が取り込まれる。
[Example 1]
FIG. 1 shows a hardware configuration of an automobile gasoline engine with a variable valve mechanism to be controlled. An engine control unit (ECU) 118 determines a target valve opening according to the amount of depression of an accelerator pedal operated by a driver, and transmits an opening command value to an electronic control throttle valve (electric throttle) 103. When the electric throttle 103 achieves the target valve opening according to the command value, intake pipe negative pressure is generated and air is taken into the intake pipe.

吸気管入口より取り込まれた空気は、エアクリーナー100を通過し、吸気管101の途中に設けられたエアフロセンサ102によって吸入空気量が計測された後に、電制スロットル103の入口へ導入される。エアフロセンサ102の計測値は、ECU118へ送信される。ECUでは、エアフロセンサの計測値に基づいて、空燃比が理論空燃比となるようなインジェクタ105の燃料噴射パルス幅が演算される。   The air taken in from the intake pipe inlet passes through the air cleaner 100 and is introduced into the inlet of the electric throttle 103 after the intake air amount is measured by the airflow sensor 102 provided in the middle of the intake pipe 101. The measured value of the airflow sensor 102 is transmitted to the ECU 118. The ECU calculates the fuel injection pulse width of the injector 105 so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio, based on the measured value of the airflow sensor.

電制スロットル103を通過した吸入空気は、コレクタ104を通過した後に、インテークマニホールド内に導入され、前記燃料噴射パルス幅の信号に従って、インジェクタ105より噴射されたガソリン噴霧と混合して混合気となり、吸気バルブ107の開閉に同期してシリンダ1内の燃焼室111に導入される。その後、吸気バルブ107が閉じ、ピストン112の上昇の過程で圧縮された混合気は、圧縮上死点直前付近において、ECU118で指令された点火時期にしたがって、点火プラグ108により着火されると、急速に膨張してピストン112を押し下げ、エンジントルクを発生させる。   The intake air that has passed through the electric control throttle 103 is introduced into the intake manifold after passing through the collector 104, and is mixed with the gasoline spray injected from the injector 105 in accordance with the fuel injection pulse width signal to become an air-fuel mixture, It is introduced into the combustion chamber 111 in the cylinder 1 in synchronization with the opening / closing of the intake valve 107. After that, when the intake valve 107 is closed and the air-fuel mixture compressed in the process of ascending the piston 112 is ignited by the spark plug 108 according to the ignition timing commanded by the ECU 118 in the vicinity immediately before the compression top dead center, And the piston 112 is pushed down to generate engine torque.

その後、ピストン112が上昇し、排気バルブ110が開いた瞬間から排気行程が始まり、排気ガスは排気マニホールド113へ排出される。排気マニホールド113の下流には排気を浄化するための三元触媒115が設けられ、排ガスが三元触媒115を通過する際に、ハイドロカーボン(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)の排気成分は、水(HO)、二酸化炭素(CO)、窒素(N)へと変換される。なお、三元触媒の入口と出口には、それぞれ広域空燃比センサ114と、O2センサ116が設置されており、これらのセンサにより計測されたそれぞれの空燃比情報は、ECU118へ送信される。ECUでは、それらの情報を基にして空燃比が理論空燃比近傍となるように、燃料噴射量調整による空燃比フィードバック制御を実施する。 Thereafter, the exhaust stroke starts from the moment when the piston 112 rises and the exhaust valve 110 opens, and the exhaust gas is discharged to the exhaust manifold 113. A three-way catalyst 115 for purifying exhaust gas is provided downstream of the exhaust manifold 113. When exhaust gas passes through the three-way catalyst 115, hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxide ( The exhaust component of NOx is converted into water (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ), and nitrogen (N 2 ). Note that a wide-range air-fuel ratio sensor 114 and an O 2 sensor 116 are respectively installed at the inlet and outlet of the three-way catalyst, and the air-fuel ratio information measured by these sensors is transmitted to the ECU 118. The ECU performs air-fuel ratio feedback control by adjusting the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes close to the theoretical air-fuel ratio based on such information.

電制スロットルのバルブ開度の指令値は、ECU118内で演算される目標エンジントルクに基づいて設定される。点火時期については、通常は最も効率良くトルクを発生できる点火時期(MBT:Minimum advance for the Best Torque)近辺に設定されるが、トルク要求や排気低減要求に応じて遅延側に設定される場合がある。(この設定を、以下、「点火リタード」という。)   The command value for the valve opening of the electric throttle is set based on the target engine torque calculated in the ECU 118. The ignition timing is usually set near the ignition timing (MBT: Minimum advance for the Best Torque) that can generate torque most efficiently, but it may be set to the delay side according to the torque demand or exhaust reduction demand. is there. (This setting is hereinafter referred to as “ignition retard”.)

吸気バルブ107と排気バルブ110の開閉タイミングは、それぞれ吸気カムシャフトと排気カムシャフトのカム位相により決定される。実施例1では、吸気カムシャフト106と排気カムシャフト109に油圧で駆動するカム位相角変更アクチュエータが備えられており、ECUは、運転条件に応じて指令値を演算し、その指令値に基づいてカム位相角変更アクチュエータを作動させて、カム位相を変更している。カム位相角適正化の一例としては、低〜中回転または低〜中負荷域において、吸気カムを基準位相角に対して進角、排気カムを基準位相角に対して遅角することにより、バルブオーバーラップを通常よりも大きく設定する。これにより、ポンプ損失低減による燃費向上効果や、内部EGR増加による燃焼温度低下に起因するNO低減を実現することができる。 The opening / closing timings of the intake valve 107 and the exhaust valve 110 are determined by the cam phases of the intake camshaft and the exhaust camshaft, respectively. In the first embodiment, the intake camshaft 106 and the exhaust camshaft 109 are provided with cam phase angle changing actuators that are hydraulically driven, and the ECU calculates a command value according to the operating condition, and based on the command value The cam phase is changed by operating the cam phase angle changing actuator. As an example of cam phase angle optimization, in the low to medium rotation or low to medium load range, the intake cam is advanced with respect to the reference phase angle, and the exhaust cam is retarded with respect to the reference phase angle. Set the overlap larger than normal. Accordingly, and fuel economy improvement effect due to pumping loss reduction, it is possible to realize the NO X reduction due to the combustion temperature decreases due to internal EGR increases.

図2は、本発明を、図1に示したエンジン構成に対応したトルクベース(トルクデマンド)型エンジン制御に適用した実施例1の制御ブロックを示す。目標エンジントルク演算手段204では、アクセル開度201、アイドル要求トルク202、外部要求トルク203(変速機要求トルク、トラクションコントロール要求トルク等)などの入力情報を基にして、トルク制御の基本パラメータとなる空気相当目標トルク208を演算する。   FIG. 2 shows a control block of the first embodiment in which the present invention is applied to torque-based (torque demand) type engine control corresponding to the engine configuration shown in FIG. The target engine torque calculation means 204 is a basic parameter for torque control based on input information such as the accelerator opening 201, the idle request torque 202, and the external request torque 203 (transmission request torque, traction control request torque, etc.). The air equivalent target torque 208 is calculated.

点火リタード量演算手段206では、エンジン始動直後における触媒早期活性化などに代表される排気低減要求を基にして、適切な点火リタード量207を演算する。トルク発生効率η演算手段210では、前記の点火リタード量207を基にしてMBTを基準とするトルク発生効率η211を算出する。次に、前記空気相当目標トルク208を前記トルク発生効率η211で除算して、補正後空気相当目標トルク209を算出する。そして、目標スロットル開度演算手段212では、前記補正後空気相当目標トルクを基にして目標スロットル開度213を演算し、これを電制スロットルに対して出力する。   The ignition retard amount calculation means 206 calculates an appropriate ignition retard amount 207 based on an exhaust reduction request typified by early catalyst activation immediately after engine startup. The torque generation efficiency η calculating means 210 calculates a torque generation efficiency η211 based on MBT based on the ignition retard amount 207. Next, the corrected air equivalent target torque 209 is calculated by dividing the air equivalent target torque 208 by the torque generation efficiency η211. Then, the target throttle opening calculation means 212 calculates the target throttle opening 213 based on the corrected air equivalent target torque, and outputs this to the electric throttle.

以上の構成により、例えば空気相当目標トルク208が、20Nmの状態でファストアイドルを実行している最中に、排気低減要求205により30度の点火リタード量207が決定された際には、トルク発生効率η演算手段210にて、前記リタード量に相当するトルク発生効率として、例えばη=0.5を算出する。次に空気相当目標トルク208をこの0.5で除算して、補正後空気相当目標トルクとして40Nmに補正すれば、40Nm相当の空気量に対しトルク発生効率が0.5であるため、結果的に、
40Nm×0.5=20Nm
となり、点火リタードを実施してもエンジントルクを一定に制御できる。しかし、上記アルゴリズムは、スロットル前後の動作点においてトルク発生効率η211が大きく変化しないことが前提である。そこで、前記条件を満たすトルク発生効率η211を算出することを目的とした、トルク発生効率η演算手段210について、以下、説明する。
With the above configuration, for example, when an ignition retard amount 207 of 30 degrees is determined by the exhaust reduction request 205 while fast idle is being executed with the air equivalent target torque 208 being 20 Nm, torque is generated. The efficiency η calculating means 210 calculates η = 0.5, for example, as the torque generation efficiency corresponding to the retard amount. Next, when the air equivalent target torque 208 is divided by 0.5 and corrected to 40 Nm as the corrected air equivalent target torque, the torque generation efficiency is 0.5 for an air amount equivalent to 40 Nm. In addition,
40Nm × 0.5 = 20Nm
Thus, even if ignition retard is performed, the engine torque can be controlled to be constant. However, the algorithm assumes that the torque generation efficiency η211 does not change significantly at the operating points before and after the throttle. The torque generation efficiency η calculating means 210 for the purpose of calculating the torque generation efficiency η211 that satisfies the above conditions will be described below.

図3は、トルク発生効率η演算手段210の全体ブロックを示す。図4は、その演算のフローチャートを示す。実施例1の演算手段は、前述の課題を解決するための方策として、トルク発生効率ηを即座に出力せず、トルク一定制御を実現する上で、妥当な値であるか否かを事前に検証するアルゴリズムを有している。   FIG. 3 shows an overall block of the torque generation efficiency η calculating means 210. FIG. 4 shows a flowchart of the calculation. As a measure for solving the above-described problem, the calculation unit of the first embodiment does not output the torque generation efficiency η immediately, and determines whether the value is an appropriate value in advance for realizing constant torque control. Has an algorithm to verify.

具体的には、以下のとおりである。
a)従来のアルゴリズムと同様に、現運転領域(動作点)におけるη1、及びη1に基づいたスロットル開度補正量を演算する。
b)次に、予測されるスロットル開度補正後の運転領域(動作点)におけるη2、及びη2に基づいた発生トルクを予測する。
c)次に、空気相当目標トルクと予測発生トルクの偏差を検証し、
偏差が所定値より小さい場合、η2をηの最終値として出力し、
偏差が所定値より大きい場合、空気相当目標トルクとの偏差が小となるまで前記η1とη2の再計算を実施し(イタレーション)、収束後にηを出力する。
d)前記イタレーションに際して、最大演算回数Nmaxを設定し、Nmaxを中央で2分して、
・演算回数N≦Nmax/2の場合、初回計算のη(1)に対し、ηの補正量であるΔηを、一方方向に積算する方向でイタレーションを実施し、
・Nmax/2<演算回数N≦Nmaxの場合、初回計算のη(1)に対し、Δηを、上記と逆の方向に積算する方向でイタレーションを実施し、
・演算回数N>Nmaxの場合、Nmax回の計算の内、最もトルク偏差の少ないη(N)を選択し、出力する。
Specifically, it is as follows.
a) Similar to the conventional algorithm, η1 in the current operation region (operating point) and the throttle opening correction amount based on η1 are calculated.
b) Next, η2 in the operation region (operating point) after the predicted throttle opening correction and the generated torque based on η2 are predicted.
c) Next, the deviation between the air equivalent target torque and the predicted generated torque is verified,
If the deviation is smaller than the predetermined value, output η2 as the final value of η,
When the deviation is larger than a predetermined value, the above-mentioned η1 and η2 are recalculated until the deviation from the air equivalent target torque becomes small (iteration), and η is output after convergence.
d) At the time of the iteration, the maximum number of operations Nmax is set, Nmax is divided into two at the center,
When N <Nmax / 2, the iteration is performed in the direction of adding η, which is the correction amount of η, in one direction with respect to η (1) of the initial calculation.
When Nmax / 2 <number of operations N ≦ Nmax, the iteration is performed in the direction in which Δη is integrated in the opposite direction to η (1) of the initial calculation,
• If the number of operations N> Nmax, η (N) with the smallest torque deviation is selected and output from the Nmax calculations.

以下、トルク発生効率η演算手段の演算フローについて、図3及び図4を参照して説明する。
計算ステップ(1)
N(演算回数)=1にセットする。
計算ステップ(2)
トルク発生効率現在値演算手段301にて、現在の動作点におけるトルク発生効率η1(N)を演算する。
計算ステップ(3)
N>Nmax(最大演算回数)を判定し、
Yesの場合:計算ステップ(14)へ進む。
Noの場合:計算ステップ()へ進む
算ステップ(4)
η1(N)を基にしてスロットル開度補正後の動作点(エンジン負荷)を予測する。
具体的には次の演算を実施する。
空気相当目標トルク予測値=空気相当目標トルク÷η1(N)
計算ステップ(5)
空気相当目標トルク予測値を入力とし、トルク発生効率未来値演算手段303を用いて、予測動作点におけるトルク発生効率予測値η2(N)を演算する。
計算ステップ(6)
次の演算式により、予測発生トルクESTTRQ(N)を演算する。
ESTTRQ(N)=空気相当目標トルク÷η1(N)×η2(N)
計算ステップ(7)
予測発生トルク305と空気相当目標トルク208との差分であるトルク誤差TRQ_ER(N)を演算する。
TRQ_ER(N)=|ESTTRQ(N)-TGTRQ|
Hereinafter, the calculation flow of the torque generation efficiency η calculation means will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
Calculation step (1)
Set N (number of operations) = 1.
Calculation step (2)
Torque generation efficiency current value calculation means 301 calculates torque generation efficiency η1 (N) at the current operating point.
Calculation step (3)
Judge N> Nmax (maximum number of operations)
If Yes: Go to calculation step (14).
If No: go to calculation step ( 4 ) .
Calculated step (4)
Based on η1 (N), the operating point (engine load) after the throttle opening correction is predicted.
Specifically, the following calculation is performed.
Air equivalent target torque prediction value = Air equivalent target torque ÷ η1 (N)
Calculation step (5)
Using the predicted air equivalent target torque value as input, the torque generation efficiency future value calculation means 303 is used to calculate the torque generation efficiency prediction value η2 (N) at the predicted operating point.
Calculation step (6)
The predicted generation torque ESTRQ (N) is calculated using the following calculation formula.
ESTTRQ (N) = Air equivalent target torque ÷ η1 (N) × η2 (N)
Calculation step (7)
A torque error TRQ_ER (N) that is a difference between the predicted generation torque 305 and the air equivalent target torque 208 is calculated.
TRQ_ER (N) = | ESTTRQ (N) -TGTRQ |

計算ステップ(8)
TRQ_ER(N)≦ER_SL(トルク誤差許容しきい値)を判定し、
Yesの場合:計算ステップ(9)へ進み、
Noの場合:計算ステップ(10)へ進む。
計算ステップ(9)
η=η2(N)として、最終的なトルク発生効率であるηを外部へ出力し、演算ルーチンを終了する。
計算ステップ(10)
N=N+1とし、演算回数の更新を行う。
計算ステップ(11)
N≦Nmax/2(最大演算回数の半値)を判定し、
Yesの場合:計算ステップ(12)へ進み、
Noの場合:計算ステップ(13)へ進む。
計算ステップ(12)
Δη演算手段308にてΔη(イタレーション用η補正値)を演算し、次の式により、η1(N)を演算する。
η1(N)=η2(N-1)+Δη
上記演算後、計算ステップ(3)に戻り、計算ステップ(3)以降の演算を繰り返す。
計算ステップ(13)
計算ステップ(12)と同じように、Δηを用いて、次の式により、η1(N)を演算する。
N=Nmax/2+1の場合、η1(N)=η2(1)−Δη
上記以外の場合、η1(N)=η2(N-1)−Δη
上記演算後、計算ステップ(3)に戻り、計算ステップ(3)以降の演算を繰り返す。
計算ステップ(14)
(計算ステップ(2)における判定が、Yesであるとの結果を受けて)
Calculation step (8)
Judge TRQ_ER (N) ≤ ER_SL (torque error threshold)
If yes: go to calculation step (9)
If No: go to the calculation step (10).
Calculation step (9)
As η = η2 (N), η which is the final torque generation efficiency is output to the outside, and the calculation routine is terminated.
Calculation step (10)
N = N + 1 and the number of calculations is updated.
Calculation step (11)
Determine N ≦ Nmax / 2 (half value of the maximum number of calculations)
If yes: go to calculation step (12),
If No: go to calculation step (13).
Calculation step (12)
Δη (η correction value for iteration) is calculated by Δη calculating means 308, and η1 (N) is calculated by the following equation.
η1 (N) = η2 (N −1 ) + Δη
After the calculation, the process returns to the calculation step (3), and the calculation after the calculation step (3) is repeated.
Calculation step (13)
Similar to the calculation step (12), η1 (N) is calculated by the following equation using Δη.
When N = Nmax / 2 + 1, η1 (N) = η2 (1) −Δη
Otherwise, η1 (N) = η2 (N −1 ) −Δη
After the calculation, the process returns to the calculation step (3), and the calculation after the calculation step (3) is repeated.
Calculation step (14)
(Receiving the result that the determination in the calculation step (2) is Yes)

これまでに演算したNmax回のTRQ_ER(N)[N=1〜Nmax]の中で、最小のTRQ_ER(N)を調査し、そのNに対応したη2(N)を選択する。次にη=η2(N)として、最終的なトルク発生効率であるηを外部へ出力し、演算ルーチンを終了する。   Among the Nmax TRQ_ER (N) [N = 1 to Nmax] calculated so far, the minimum TRQ_ER (N) is investigated, and η2 (N) corresponding to the N is selected. Next, η = η2 (N) is set, and η, which is the final torque generation efficiency, is output to the outside, and the calculation routine is terminated.

以上の計算ステップ(1)〜(14)を実行することにより、スロットル前後の動作点における変化量が小さく、トルク一定制御に最適なトルク発生効率η211を算出できる。   By executing the above calculation steps (1) to (14), the amount of change at the operating point before and after the throttle is small, and the torque generation efficiency η211 optimal for constant torque control can be calculated.

図5は、上記の計算過程の例を示す。図5のAは、1回の演算回数でトルク誤差が許容範囲に収まった例である。図5のBは、N≦Nmax/2において収束した例を示す。図5のCは、N≦Nmax/2ではトルク誤差が収束せず(むしろ発散し)、Nmax/2<N≦Nmaxにて収束した例を示す。図5のDは、N≦Nmaxではトルク誤差が収束しなかった例であり、この場合、最もトルク誤差が小さい値を示したη2(N)が出力される。   FIG. 5 shows an example of the above calculation process. FIG. 5A shows an example in which the torque error is within an allowable range after one calculation. FIG. 5B shows an example of convergence when N ≦ Nmax / 2. FIG. 5C shows an example in which the torque error does not converge (rather diverges) when N ≦ Nmax / 2, but converges when Nmax / 2 <N ≦ Nmax. FIG. 5D shows an example in which the torque error does not converge when N ≦ Nmax. In this case, η 2 (N) indicating the smallest torque error is output.

なお、トルク誤差を最小とする最適ηの計算方法は、上記の逐次探索法(最初から順次、目的とするデータであるかを調べていくデータ検索方法)に限るものではなく、トルク誤差がηに対して単調増加又は減少する領域においては、2分探索法(データ全体を半分に分割して目標とするデータがどちらの領域にあるか判定し、更に当該領域を半分に分割して検索作業を繰り返し、検索範囲を半分ずつ狭めていくデータ探索法)等のより高速な検索アルゴリズムを適用できる。   Note that the method for calculating the optimum η that minimizes the torque error is not limited to the above-described sequential search method (data search method for checking whether the target data is sequentially from the beginning). In a region that monotonously increases or decreases, the binary search method (divides the entire data in half to determine which region the target data is in, and further divides the region in half to search Can be applied, and a faster search algorithm such as a data search method that narrows the search range by half can be applied.

[実施例2]
図6は、本発明を可変バルブシステムに適用した実施例2の制御ブロック図を示す。実施例1との相違点は、トルク発生効率演算手段210への入力パラメータが、点火リタード量207からバルブ位相角503に変更されている点である。
[Example 2]
FIG. 6 shows a control block diagram of Embodiment 2 in which the present invention is applied to a variable valve system. The difference from the first embodiment is that the input parameter to the torque generation efficiency calculating means 210 is changed from the ignition retard amount 207 to the valve phase angle 503.

目標バルブ位相角演算手段502は、燃費低減要求に応じて、バルブオーバーラップを考慮した最適バルブ位相角503を算出する。そして、以下、実施例1と同様のアルゴリズムを実施することにより、バルブ位相角に基づいて最適トルク発生効率η211を算出し、これで空気相当目標トルクを除して補正後空気相当目標トルク209を求めた後、目標スロットル開度を演算して電制スロットルへ出力することにより、空気流量を精確かつ的確に補正して、高精度のトルク一定制御を実現するのである。   The target valve phase angle calculation means 502 calculates an optimal valve phase angle 503 considering valve overlap in response to a fuel consumption reduction request. Then, by executing the same algorithm as in the first embodiment, the optimum torque generation efficiency η211 is calculated based on the valve phase angle, and the corrected air equivalent target torque 209 is calculated by dividing the air equivalent target torque. After the calculation, the target throttle opening is calculated and output to the electric throttle, so that the air flow rate is accurately and accurately corrected, and high-precision torque constant control is realized.

点火リタードに関するトルク発生効率ηと比較して、バルブ位相角に関するトルク発生効率ηは、運転領域依存性がより大きいので、可変バルブシステムに適用した実施例2は、実施例1と比較して、トルク一定制御の精度改善効果がより大きくなるという効果がある。   Compared to the torque generation efficiency η related to the ignition retard, the torque generation efficiency η related to the valve phase angle is more dependent on the operation region, so the second embodiment applied to the variable valve system is compared to the first embodiment, There is an effect that the accuracy improvement effect of the constant torque control becomes larger.

また、本発明のアルゴリズムは、点火時期、可変バルブシステムに限らず、他のエンジントルクに影響を及ぼすパラメータ(EGRバルブ開度、スワールコントロールバルブ開度、可変吸気管実効長、ターボチャージャーのウエストゲートバルブ開度等)とスロットルとの協調トルク制御にも有効である。   Further, the algorithm of the present invention is not limited to ignition timing and variable valve system, but other parameters affecting engine torque (EGR valve opening, swirl control valve opening, variable intake pipe effective length, turbocharger wastegate It is also effective for cooperative torque control between the valve opening and the like) and the throttle.

可変バルブ機構付き自動車用ガソリンエンジンのハード構成を示す図。The figure which shows the hardware constitutions of the gasoline engine for motor vehicles with a variable valve mechanism. 実施例1の制御ブロックの一部を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a part of a control block according to the first embodiment. 実施例1に係るトルク発生効率演算部の全体を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram illustrating the entire torque generation efficiency calculation unit according to the first embodiment. トルク発生効率演算のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of torque generation efficiency calculation. トルク発生効率演算の場合別の過程を示す図。The figure which shows another process in the case of torque generation efficiency calculation. 実施例2の制御ブロックの一部を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a part of a control block according to a second embodiment. クランク角度に対する筒内圧力の関係を示す図。The figure which shows the relationship of the cylinder pressure with respect to a crank angle. 点火リタード量に対するエンジントルクと排気温度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the engine torque with respect to ignition retard amount, and exhaust temperature. 可変バルブシステムとバルブオーバーラップの内容を示す図。The figure which shows the contents of a variable valve system and valve overlap. バルブオーバーラップ量に対するエンジントルクと燃費の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the engine torque with respect to valve overlap amount, and a fuel consumption.

符号の説明Explanation of symbols

1:自動車用ガソリンエンジン(シリンダ)、
100:エアクリーナー、
101:吸気管、
102:エアフロセンサ、
103:電制スロットル、
104:コレクタ、
105:インジェクタ、
106:吸気カム、
107:吸気バルブ、
108:点火プラグ、
109:排気カム、
110:排気バルブ、
111:燃焼室
112:ピストン、
113:排気マニホールド、
114:広域空燃比センサ、
115:三元触媒、
116:O2センサ、
117:アクセルペダルセンサ、
118:エンジンコントロールユニット、
207:点火リタード量、
211:トルク発生効率η、
213:目標スロットル開度、
301:トルク発生効率現在値演算手段、
302:トルク発生効率現在値η1、
303:トルク発生効率未来値演算手段、
304:トルク発生効率未来値η2、
307:補正後η演算手段、
308:Δη演算手段、
503:目標バルブ位相角
1: Automotive gasoline engine (cylinder),
100: Air cleaner,
101: Intake pipe
102: Airflow sensor
103: Electric throttle,
104: Collector,
105: Injector,
106: intake cam,
107: intake valve,
108: Spark plug,
109: exhaust cam,
110: exhaust valve,
111: Combustion chamber
112: piston,
113: exhaust manifold,
114: Wide area air-fuel ratio sensor,
115: Three-way catalyst,
116: O 2 sensor,
117: Accelerator pedal sensor,
118: Engine control unit,
207: ignition retard amount,
211: Torque generation efficiency η
213: Target throttle opening,
301: Torque generation efficiency current value calculation means,
302: Torque generation efficiency current value η1,
303: Torque generation efficiency future value calculation means,
304: Torque generation efficiency future value η2,
307: η calculation means after correction,
308: Δη calculation means,
503: Target valve phase angle

Claims (4)

エンジンの制御において、エンジントルクに関連する点火時期を変化させた場合の推定トルクを算出し、該推定トルクを基にしてエンジントルクに関連するスロットル開度を調整することによりエンジントルクを補償するエンジンの制御装置であって、
前記スロットル開度の調整を実行する前に、MBTに対する現在の動作点におけるトルク比であるトルク発生効率を演算した後、
前記トルク発生効率を基にしてスロットル開度補正後の予測動作点を予測し、MBTに対する該予測動作点におけるトルク比である予測トルク発生効率を演算し、該予測トルク発生効率から推定トルクを演算し、少なくともアクセル開度から決まる目標トルクと前記推定トルクの偏差を演算し、
該偏差が所定値を超える場合、前記予測トルク発生効率に所定の値を加算又は減算したものをトルク発生効率として、該トルク発生効率を基にしてスロットル開度補正後の予測動作点を予測し、該予測動作点における予測トルク発生効率を演算し、該予測トルク発生効率から推定トルクを演算し、少なくともアクセル開度から決まる目標トルクと前記推定トルクの偏差を演算することを繰り返した後、前記偏差が最小となった時の前記予測トルク発生効率から補正後目標トルクを演算して出力し、
前記偏差が所定値以下の場合には、その時点における前記予測トルク発生効率から補正後目標トルクを演算して出力することを特徴とするエンジンの制御装置。
In engine control, an engine that compensates for engine torque by calculating an estimated torque when the ignition timing related to the engine torque is changed, and adjusting a throttle opening related to the engine torque based on the estimated torque A control device of
Before performing the adjustment of the throttle opening , after calculating the torque generation efficiency, which is the torque ratio at the current operating point with respect to MBT,
Based on the torque generation efficiency, a predicted operating point after the throttle opening correction is predicted, a predicted torque generating efficiency that is a torque ratio at the predicted operating point with respect to MBT is calculated, and an estimated torque is calculated from the predicted torque generating efficiency And calculating a deviation between the target torque determined from at least the accelerator opening and the estimated torque ,
When the deviation exceeds a predetermined value , the predicted operating point after the throttle opening correction is predicted based on the torque generation efficiency, which is obtained by adding or subtracting a predetermined value to the predicted torque generation efficiency. , Calculating the predicted torque generation efficiency at the predicted operating point, calculating the estimated torque from the predicted torque generation efficiency, and repeatedly calculating at least the target torque determined from the accelerator opening and the estimated torque , Calculate and output the corrected target torque from the predicted torque generation efficiency when the deviation is minimized,
When the deviation is less than or equal to a predetermined value, the corrected target torque is calculated from the predicted torque generation efficiency at that time and output .
請求項1に記載された制御装置において、
前記目標トルクと前記推定トルクの偏差が所定値以下の場合、前記繰り返し計算において該偏差が所定値以下に到達した時点における前記予測トルク発生効率から、補正後目標トルクを演算し、該補正後目標トルクを用いてエンジントルクを補償することを特徴とするエンジンの制御装置。
The control device according to claim 1,
Wherein when the deviation of the target torque and the estimated torque is below a predetermined value, the deviation is calculated the predicted torque generation efficiency or al, compensation after the target torque at the time it reaches the predetermined value or less in the iterative calculation, the correction An engine control device that compensates for engine torque using a rear target torque .
請求項1又は2に記載された制御装置において、
前記繰り返し計算は、所定の回数以下に制限し、該所定の回数内で、前記予測トルク発生効率に所定の値を加算したトルク発生効率を基にした演算と、前記予測トルク発生効率から所定の値を減算したトルク発生効率を基にした演算との両者を実行することを特徴とするエンジンの制御装置。
In the control device according to claim 1 or 2 ,
The iterative calculation is limited to a predetermined number of times or less , and within the predetermined number of times, a calculation based on a torque generation efficiency obtained by adding a predetermined value to the predicted torque generation efficiency and a predetermined value from the predicted torque generation efficiency. An engine control device that performs both of calculation based on torque generation efficiency obtained by subtracting a value .
請求項1から3のいずれかの請求項に記載された制御装置において、
前記繰り返し計算は、逐次探索法又は2分探索法を用いて実行することを特徴とするエンジンの制御装置。
In the control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The engine control apparatus is characterized in that the iterative calculation is executed using a sequential search method or a binary search method.
JP2007228111A 2007-09-03 2007-09-03 Engine control device Expired - Fee Related JP4989377B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007228111A JP4989377B2 (en) 2007-09-03 2007-09-03 Engine control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007228111A JP4989377B2 (en) 2007-09-03 2007-09-03 Engine control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009057945A JP2009057945A (en) 2009-03-19
JP4989377B2 true JP4989377B2 (en) 2012-08-01

Family

ID=40553897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007228111A Expired - Fee Related JP4989377B2 (en) 2007-09-03 2007-09-03 Engine control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4989377B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2876284A4 (en) 2012-07-19 2015-12-30 Toyota Motor Co Ltd Control device for internal combustion engine
JP2016200081A (en) * 2015-04-13 2016-12-01 トヨタ自動車株式会社 Engine device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100412338C (en) * 2003-08-13 2008-08-20 株式会社日立制作所 Control device for internal combustion engine
JP4305237B2 (en) * 2004-03-23 2009-07-29 トヨタ自動車株式会社 Control device for automatic transmission

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009057945A (en) 2009-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7367310B2 (en) Controller for compression ignition engine
US7848869B2 (en) Controller of internal combustion engine of compression ignition combustion type
US20090070014A1 (en) Control system for internal combustion engine
EP2444641B1 (en) Control apparatus of a direct injection gasoline engine
US20090017987A1 (en) Control Method and Control Device for Engine
US8326516B2 (en) Engine control device
US8818687B2 (en) Control apparatus of internal combustion engine
US6253546B1 (en) Torque control scheme for low emission lean burn vehicle
US20040149263A1 (en) Control apparatus and method for internal combustion engine
EP3409933B1 (en) Control device for internal combustion engine
JP3843965B2 (en) Valve characteristic control device for internal combustion engine
JP3641914B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5262857B2 (en) In-cylinder direct injection engine controller
JP5851898B2 (en) Control device for variable valve timing mechanism
JP2002155766A (en) Valve timing control device of internal combustion engine
JP4989377B2 (en) Engine control device
JP5029265B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP6051793B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5925641B2 (en) Intake control device for internal combustion engine
JP2008075633A (en) Combustion control device for internal combustion engine
JP4066764B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009228481A (en) Controller of engine
JP5303349B2 (en) EGR control device for internal combustion engine
JP2009264138A (en) Engine control device
JP4899772B2 (en) Control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090403

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101116

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110712

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110912

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120403

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120427

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4989377

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees