JP5611166B2 - Intake parameter calculation device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸気圧および吸入空気量などの、吸気通路内の空気の状態を表す吸気パラメータを算出する内燃機関の吸気パラメータ算出装置に関する。 The present invention relates to an intake air parameter calculation device for an internal combustion engine that calculates an intake air parameter representing an air state in an intake passage such as an intake pressure and an intake air amount of the internal combustion engine.
従来、内燃機関の吸気パラメータ算出装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。この吸気パラメータ算出装置は、吸気パラメータとしての要求吸気圧Pを算出するものであり、エアフローメータ、吸気圧センサおよびスロットルセンサなどを備えている。この吸気パラメータ算出装置では、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度Accがスロットルセンサの検出信号に基づいて、実吸気量Gactがエアフローメータの検出信号に基づいて、実吸気圧Pactが吸気圧センサの検出信号に基づいてそれぞれ算出される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a device described in
さらに、アクセル開度Accおよびエンジン回転数Neを用いて、要求軸トルクを算出し、これと要求吸気圧Pとの関係を定義した式(3)の吸気系モデルを用いて、要求吸気圧Pが算出される。この吸気系モデルは、気体の状態方程式から導出されたものであり、学習値Knを乗算係数として含んでいる。この学習値Knは、モデル化誤差を修正するためのものであり、その前回値とベース値Knbaseとのなまし演算(加重平均演算)によって算出される。このベース値Knbaseは、実吸気圧Pactと実吸気量Gactとの比を、吸気系モデルに基づいて算出した要求吸気圧Pと要求吸気量Gとの比で除算することにより算出される。 Further, the required shaft torque is calculated using the accelerator opening degree Acc and the engine speed Ne, and the required intake pressure P is calculated using the intake system model of Expression (3) that defines the relationship between the required shaft torque and the required intake pressure P. Is calculated. This intake system model is derived from a gas state equation and includes a learning value Kn as a multiplication coefficient. This learning value Kn is for correcting the modeling error, and is calculated by a smoothing operation (weighted average operation) between the previous value and the base value Knbase. The base value Knbase is calculated by dividing the ratio between the actual intake pressure Pact and the actual intake air amount Gact by the ratio between the required intake pressure P and the required intake air amount G calculated based on the intake system model.
特許文献1の内燃機関のように、スロットル弁などの、吸気通路の開口面積を変更する吸気絞り弁が吸気通路に設けられている場合、吸気圧は、吸気通路の吸気絞り弁の下流側の圧力である関係上、吸気絞り弁の開度変化の影響を受けやすいという特性を有している。これに対して、特許文献1の吸気パラメータ算出装置の場合、要求吸気圧Pを、吸気絞り弁の開度を考慮することなく、気体の状態方程式から導出した吸気系モデルを用いて算出しているものに過ぎないので、算出精度が低いという問題がある。特に、過渡運転状態のように、吸気絞り弁の開度が変化しやすい条件下では、算出精度の低下度合が大きくなってしまう。
When an intake throttle valve that changes the opening area of the intake passage, such as a throttle valve, is provided in the intake passage as in the internal combustion engine of
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、吸気絞り弁が設けられている場合において、吸気パラメータを精度よく算出することができる内燃機関の吸気パラメータ算出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 problem, and an object of the present invention is to provide an intake parameter calculation device for an internal combustion engine that can accurately calculate an intake parameter when an intake throttle valve is provided. And
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、吸気通路6に設けられた吸気絞り弁(スロットル弁7a)によって吸気絞り弁を通過する空気量が通過空気量として変更されるとともに、アイドル運転中の回転数NEが目標回転数NOBJに収束するように、吸気絞り弁の開度(スロットル弁開度TH)がフィードバック制御される内燃機関3において、吸気通路6内の空気の状態を表す吸気パラメータ(通過空気量GAIRTH、吸入空気量GAIR、吸気圧PBA)を算出する内燃機関3の吸気パラメータ算出装置1であって、吸気パラメータの基本値として基本吸気パラメータ(基本通過空気量GAIRTHN,基本吸入空気量GAIRN,基本吸気圧PBAN)を算出する基本吸気パラメータ算出手段(ECU2、ステップ6,90,110)と、所定のモデリング手法によって導出された、吸気絞り弁の上流側おける吸気通路6内の圧力である上流側圧力(大気圧PA)と、吸気絞り弁の下流側における吸気通路6内の圧力である下流側圧力(吸気圧PBA)と、吸気絞り弁の開度によって定まる開度関数値KTHと、通過空気量GAIRTHとの関係を定義したモデル式[式(7),(14),(24)]を用いて、開度関数値の第1の算出値として第1開度関数値(モデル式値KTHCAL)を算出する第1開度関数値算出手段(ECU2、ステップ14,103,123)と、吸気絞り弁の開度(スロットル弁開度TH)と開度関数値KTHとの相関関係を表す相関関係モデル(図2)を用いて、開度関数値の第2の算出値として第2開度関数値(マップ値KTH)を算出する第2開度関数値算出手段(ECU2、ステップ11,100,120)と、吸気絞り弁の開度(スロットル弁開度TH)をフィードバック制御するためのフィードバック補正量(積分項の学習値IXREF)に応じて、吸気通路6の詰まり度合を表す詰まり度合値(詰まり係数KCLS)を算出する詰まり度合値算出手段(ECU2、ステップ162〜166)と、算出された詰まり度合値(詰まり係数KCLS)を用いて、算出された第2開度関数値(マップ値KTH)を補正することにより、補正後第2開度関数値(補正後マップ値KTH_F)を算出する補正後第2開度関数値算出手段(ECU2、ステップ11,100,120)と、算出された第1開度関数値および算出された補正後第2開度関数値の一方と他方との比である関数値比(関数値誤差KTHERR)を用いて、補正値(補正係数KTHCOR、補正係数KAFMERR、補正項PBAERRCOR)を算出する補正値算出手段(ECU2、ステップ3,100〜107,120〜131)と、算出された補正値で基本吸気パラメータを補正することにより、吸気パラメータ(通過空気量GAIRTH、吸入空気量GAIR、吸気圧PBA)を算出する吸気パラメータ算出手段(ECU2、ステップ6,91,111)と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この内燃機関の吸気パラメータ算出装置によれば、第1開度関数値が、吸気絞り弁の上流側おける吸気通路内の圧力である上流側圧力と、吸気絞り弁の下流側における吸気通路内の圧力である下流側圧力と、吸気絞り弁の開度によって定まる開度関数値と、通過空気量との関係を定義したモデル式を用いて算出され、第2開度関数値が、吸気絞り弁の開度と開度関数値との相関関係を表す相関関係モデルを用いて算出される。また、吸気絞り弁の開度をフィードバック制御するためのフィードバック補正量に応じて、吸気通路の詰まり度合を表す詰まり度合値が算出され、算出された詰まり度合値を用いて、算出された第2開度関数値を補正することにより、補正後第2開度関数値が算出される。さらに、算出された第1開度関数値および算出された補正後第2開度関数値の一方と他方との比である関数値比を用いて、補正値が算出され、このように算出された補正値で基本吸気パラメータを補正することにより、吸気パラメータが算出される。この場合、補正後第2開度関数値は、吸気通路の詰まり度合を表す詰まり度合値を用いて、第2開度関数値を補正することによって算出されるので、補正後第2開度関数値を、吸気通路の詰まり度合が反映された値として算出することができる。また、第1開度関数値および補正後第2開度関数値はいずれも、吸気絞り弁の開度によって定まる関数値であるとともに、そのような2つの値の比を用いて算出した補正値で基本吸気パラメータを補正することにより、吸気パラメータが算出されるので、吸気絞り弁の開度状態を反映させながら、吸気パラメータを算出することができる。これに加えて、第1開度関数値および補正後第2開度関数値の一方と他方との比である関数値比は、2つの開度関数値の間の差異、すなわちモデル式と相関関係モデルとの間の誤差を表すものとなるので、補正値を、そのような誤差を補正できるものとして算出することができる。以上により、過渡運転状態のような吸気絞り弁の開度が変化しやすい条件下や、吸気通路の詰まりが発生している条件下でも、吸気パラメータを従来よりも精度よく算出することができ、商品性を向上させることができる(なお、本明細書における「吸気通路の詰まり」は、吸気通路の詰まりに限らず、吸気絞り弁の詰まりも含むものとする)。 According to the intake air parameter calculation device for an internal combustion engine, the first opening function value is determined by the upstream pressure, which is the pressure in the intake passage on the upstream side of the intake throttle valve, and in the intake passage on the downstream side of the intake throttle valve. The second opening function value is calculated using a model formula that defines the relationship between the downstream pressure, which is the pressure, the opening function value determined by the opening degree of the intake throttle valve, and the passing air amount. Is calculated using a correlation model that represents the correlation between the opening degree and the opening degree function value. Further, a clogging degree value indicating the clogging degree of the intake passage is calculated according to the feedback correction amount for feedback control of the opening degree of the intake throttle valve, and the calculated second capping value is calculated using the calculated clogging degree value. By correcting the opening function value, the corrected second opening function value is calculated. Further, the correction value is calculated using the calculated first opening function value and the function value ratio which is the ratio of one of the calculated second opening function value and the corrected second opening function value. By correcting the basic intake parameter with the corrected value, the intake parameter is calculated. In this case, the corrected second opening degree function value is calculated by correcting the second opening degree function value using the clogging degree value indicating the clogging degree of the intake passage. The value can be calculated as a value reflecting the degree of clogging of the intake passage. Further, both the first opening function value and the corrected second opening function value are function values determined by the opening of the intake throttle valve, and a correction value calculated using the ratio of the two values. Since the intake air parameter is calculated by correcting the basic intake air parameter, the intake air parameter can be calculated while reflecting the opening state of the intake throttle valve. In addition to this, the function value ratio that is the ratio of one of the first opening function value and the corrected second opening function value to the other is the difference between the two opening function values, that is, the correlation with the model equation. Since it represents an error with the relational model, the correction value can be calculated as one that can correct such an error. As described above, the intake parameter can be calculated with higher accuracy than before even under conditions where the opening of the intake throttle valve is likely to change, such as in a transient operation state, or under conditions where the intake passage is clogged. Productivity can be improved (in the present specification, “clogged intake passage” is not limited to clogged intake passage, but also includes clogged intake throttle valve).
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気パラメータ算出装置について説明する。図1に示すように、本実施形態の吸気パラメータ算出装置1は、ECU2を備えており、このECU2は、後述するように、吸気パラメータとして、通過空気量GAIRTH、吸入空気量GAIRおよび吸気圧PBAを算出する。
Hereinafter, an intake parameter calculation apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the intake
エンジン3は、図示しない車両に搭載されたガソリンエンジンタイプのものであり、このエンジン3には、燃料噴射弁4および点火プラグ5が気筒ごとに取り付けられている。この燃料噴射弁4は、ECU2に電気的に接続されており、その開弁時間および開弁タイミングがECU2によって制御され、それにより、燃料噴射制御が実行される。
The
また、点火プラグ5も、ECU2に電気的に接続されており、ECU2によって、点火時期に応じたタイミングで燃焼室内の混合気を燃焼させるように、放電状態が制御される。すなわち、点火時期制御が実行される。
The
エンジン3の吸気通路6には、上流側から順に、エアフローセンサ20、スロットル弁機構7、スロットル弁開度センサ21および吸気圧センサ22が設けられている。このエアフローセンサ20は、吸気通路6のエアフローセンサ20付近を流れる空気の流量(以下「吸入空気量」という)を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、後述するように、このエアフローセンサ20の検出信号に基づいて、吸入空気量GAIRを算出する。この吸入空気量GAIRは、質量流量として算出される。
An
スロットル弁機構7は、スロットル弁7aおよびこれを開閉駆動するTHアクチュエータ7bなどを備えている。スロットル弁7aは、吸気通路6の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりスロットル弁7aを通過する空気量を変化させる。THアクチュエータ7bは、ECU2に接続されたモータにギヤ機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、ECU2からの制御入力信号によって制御されることにより、スロットル弁7aの開度を変化させる。
The throttle valve mechanism 7 includes a
また、スロットル弁開度センサ21は、例えばポテンショメータなどで構成されており、スロットル弁7aの開度(以下「スロットル弁開度」という)THを検出して、それを表す検出信号を、ECU2に出力する。ECU2は、このスロットル弁開度センサ21の検出信号に基づいて、スロットル弁開度THを算出する。このスロットル弁開度THは、角度(゜)として算出される。なお、本実施形態では、スロットル弁7aが吸気絞り弁に相当し、スロットル弁開度THが吸気絞り弁の開度に相当する。
The throttle
さらに、吸気圧センサ22は、吸気通路6のスロットル弁7aよりも下流側のサージタンクの部分に配置されており、吸気通路6内の圧力(以下「吸気圧」という)を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、後述するように、この吸気圧センサ22の検出信号に基づいて、吸気圧PBAを算出する。この吸気圧PBAは絶対圧として算出される。
Further, the
一方、ECU2には、吸気温センサ23、大気圧センサ24、クランク角センサ25および4つの車輪速度センサ26(1つのみ図示)がそれぞれ電気的に接続されている。これらの吸気温センサ23および大気圧センサ24はそれぞれ、吸気通路6内の空気の温度(以下「吸気温」という)および大気の圧力(以下「大気圧」という)を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
On the other hand, an intake
ECU2は、これらの吸気温センサ23および大気圧センサ24の検出信号に基づき、吸気温TAおよび大気圧PAをそれぞれ算出する。この吸気温TAは絶対温度として、大気圧PAは絶対圧としてそれぞれ算出される。
The
また、クランク角センサ25は、マグネットロータおよびMREピックアップで構成されており、図示しないクランクシャフトの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。このCRK信号は、所定クランク角(例えば2゜)毎に1パルスが出力され、ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、各気筒のピストンが吸気行程のTDC位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に1パルスが出力される。
The
さらに、4つの車輪速センサ26の各々は、対応する車輪の回転速度を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、これらの車輪速センサの検出信号に基づいて、車速VPや、エンジン始動後の総走行距離DISTなどを算出する。
Further, each of the four
一方、ECU2は、CPU、RAM、ROMおよびI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などからなるマイクロコンピュータで構成されており、以上の各種のセンサ20〜26の検出信号などに基づいて、エンジン回転数NEなどの、エンジン3の運転状態を表す各種の運転状態パラメータを算出するとともに、以下に述べるように、通過空気量GAIRTHの算出処理などの各種の算出処理や、アイドルFB制御処理などの各種の制御処理を実行する。
On the other hand, the
なお、本実施形態では、ECU2が、基本吸気パラメータ算出手段、第1開度関数値算出手段、第2開度関数値算出手段、詰まり度合値算出手段、補正後第2開度関数値算出手段、補正値算出手段および吸気パラメータ算出手段に相当する。
In the present embodiment, the
以下、本実施形態における通過空気量GAIRTHの算出手法の原理について説明する。本実施形態のエンジン3の場合、スロットル弁7aが吸気通路6に設けられているので、このスロットル弁7aを通過する空気(以下「通過空気」という)を圧縮性流体かつ断熱流であると見なしかつスロットル弁7aをノズルと見なしてモデリングすると、下式(1)に示すモデル式が得られる。
上式(1)において、uは通過空気の流速を、P1,P2はスロットル弁7aの上流側および下流側圧力を、ρ1はスロットル弁7aの上流側の吸入空気の密度を、κは吸入空気の比熱比をそれぞれ表している。
In the above equation (1), u is the flow velocity of the passing air, P 1 and P 2 are the upstream and downstream pressures of the
次に、通過空気の流量をG、スロットル弁7aの開口面積をAth、スロットル弁7aの流量係数をCd、空気の温度をT、空気のガス定数をRとし、連続の式および気体の状態方程式を適用して変形すると、下式(2)が得られる。
ここで、上式(2)の圧力比P2/P1の項を流量関数値Ψとして下式(3)のように定義し、これを用いて上式(2)を書き換えると、下式(4)が得られる。
上式(4)において、開口面積Athおよび流量係数Cdはいずれも、スロットル弁開度THによって決まる関数であるので、値Cd・Athを開度関数値KTH(=Cd・Ath)と定義し、これを用いて上式(4)を書き換えると、下式(5)が得られる。
上式(5)において、スロットル弁7aの上流側における圧力損失を無視し、上流側圧力P1を大気圧PAに置き換え、流量Gを通過空気量GAIRTHに、温度Tを吸気温TAにそれぞれ置き換えるとともに、流量関数値ΨをFPBAPA、気体定数Rの平方根をRGAS(=R1/2)、吸気温TAの平方根をRTTA(=TA1/2)とそれぞれ表記すると、下式(6)に示すモデル式が得られる。なお、下式(6)のKCは、通過空気量GAIRTHの単位を(g/sec)に変換するための変換係数である。
上式(6)において、流量関数値FPBAPAは、吸気圧PBAと大気圧PAとの比である圧力比R_P(=PBA/PA)によって決まる値であるので、後述するように、圧力比R_Pに応じて、マップを検索することにより算出される。また、上式(6)をKTHについて整理するとともに、通過空気量GAIRTHを吸入空気量GAIRに置き換えると、下式(7)が得られる。
ここで、開度関数値KTHは、スロットル弁開度THによって決まる関数値であり、この開度関数値KTHとスロットル弁開度THとの実際の関係を測定し、マップを作成した場合(すなわちオフラインで同定した場合)、図2に示すものが得られる。上記式(7)によって算出した開度関数値をモデル式値KTHCALとし、図2のマップ検索により算出した開度関数値をマップ値KTHとするとともに、モデル式値KTHCALとマップ値KTHとの比を値KTHERR(=KTHCAL/KTH)とした場合、KTHERR=1のときには、KTH=KTHCALとなり、モデル式(6)のモデル化誤差がないことになる。一方、値KTHERRが値1に対して乖離している場合、その乖離度合が大きいほど、マップ値KTHに対するモデル式値KTHCALの乖離度合が大きいことになり、前述したモデル式(6)のモデル化誤差が大きいことになる。
Here, the opening function value KTH is a function value determined by the throttle valve opening TH, and when an actual relationship between the opening function value KTH and the throttle valve opening TH is measured and a map is created (that is, When identified off-line), the one shown in FIG. 2 is obtained. The opening function value calculated by the above equation (7) is set as the model formula value KTHCAL, the opening function value calculated by the map search in FIG. 2 is set as the map value KTH, and the ratio between the model formula value KTHCAL and the map value KTH Is KTHERR (= KTHCAL / KTH), and when KTHERR = 1, KTH = KTHCAL, and there is no modeling error in the model equation (6). On the other hand, when the value KTHERR deviates from the
以上のように、値KTHERRはモデル式(6)のモデル化誤差を表すものであり、以下の説明では、値KTHERRを「関数値誤差KTHERR」という。この関数値誤差KTHERRは、主に、標準品(基準品)に対するスロットル弁7aの開口面積のずれに起因して発生する。このずれは、標準品に基づいて設定されたマップ値KTHに対する実製品のずれであり、例えば、スロットルボア径の精度ばらつきや、スロットルボアに付着したカーボンなどの異物に起因して発生するものである。以下の説明では、このずれを「第1誤差」という。また、関数値誤差KTHERRの算出において、エアフローセンサ20および吸気圧センサ22の検出信号を用いている関係上、関数値誤差KTHERRは、エアフローセンサ20の検出誤差(以下「第2誤差」という)や、吸気圧センサ22の検出誤差(以下「第3誤差」という)に起因しても発生する。
As described above, the value KTHERR represents the modeling error of the model formula (6), and in the following description, the value KTHERR is referred to as “function value error KTHERR”. This function value error KTHERR is mainly caused by the deviation of the opening area of the
この第1誤差の場合、スロットル弁開度THが大きくなるほど(すなわち、スロットル弁7aの開口面積が大きくなるほど)、関数値誤差KTHERRに対する影響は小さくなるので、スロットル弁開度THが所定開度THB以上となる領域では、第1誤差を無視することができる。なお、この所定開度THBは、実験的に求めることも可能であるとともに、スロットル弁7aの開口面積の許容誤差に基づいて演算することも可能である。また、圧力比R_Pが臨界圧力比R_CRIT未満の場合、流量関数値FPBAPAは一定値となるので、R_P<R_CRITの領域では、関数値誤差KTHERRは吸気圧センサ22の検出誤差の影響を受けなくなる。したがって、圧力比R_Pが臨界圧力比R_CRITとなるスロットル弁開度THをTH_CRITとすると、TH<TH_CRITの領域(すなわちR_P<R_CRITの領域)では、第3誤差を無視することができる。その結果、THB≦TH<TH_CRITの領域(すなわちTHB≦THかつR_P<R_CRITが成立する領域)では、第1誤差および第3誤差を無視することができるので、関数値誤差KTHERRによって第2誤差を特定することが可能となる。
In the case of the first error, the larger the throttle valve opening TH (that is, the larger the opening area of the
以上の理由により、本実施形態の場合、後述するように、TH<THBの領域では、第1誤差を補償(補正)するために、関数値誤差KTHERRを用いて、基本通過空気量GAIRTHN補正用の補正係数KTHCORが算出され、THB≦THかつR_P<R_CRITの領域では、第2誤差を補償するために、関数値誤差KTHERRを用いて、基本吸入空気量GAIRN補正用の補正係数KAFMERRが算出され、TH_CRIT≦THの領域(すなわちR_CRIT≦R_Pの領域)では、第3誤差を補償するために、関数値誤差KTHERRを用いて、基本吸気圧PBAN補正用の補正項PBAERRCORが算出される。 For the above reason, in this embodiment, as will be described later, in the region of TH <THB, in order to compensate (correct) the first error, the function value error KTHERR is used to correct the basic passing air amount GAIRTHN. Correction coefficient KTHCOR is calculated, and in the region of THB ≦ TH and R_P <R_CRIT, the correction coefficient KAFMERR for correcting the basic intake air amount GAIRN is calculated using the function value error KTHERR to compensate for the second error. In the region of TH_CRIT ≦ TH (that is, the region of R_CRIT ≦ R_P), the compensation term PBAERRRCOR for correcting the basic intake pressure PBAN is calculated using the function value error KTHERR to compensate for the third error.
また、エンジン3の使用期間が長くなるのに伴って、吸気通路6やスロットル弁14aの詰まり(以下「吸気通路6の詰まり」という)が発生すると、図2のスロットル弁開度THとマップ値KTHmapとの関係は、スロットル弁開度THと開度関数値との実際の関係に対して誤差(以下「詰まり誤差」という)を生じてしまうことになる。この詰まり誤差を補償するために、本実施形態では、後述する手法によって、吸気通路6の詰まり度合を表す詰まり係数KCLSを算出し、これを用いてマップ値KTHを補正することによって、開度関数値の補正後マップ値KTH_Fが算出される。そして、この補正後マップ値KTH_Fがマップ値KTHに代えて用いられるとともに、関数値誤差KTHERRとして、上記モデル式値KTHCALと補正後マップ値KTH_Fとの比(=KTHCAL/KTH_F)が用いられる。なお、本実施形態では、図2のマップが相関関係モデルに、モデル式値KTHCALが第1開度関数値に、マップ値KTHが第2開度関数値に、補正後マップ値KTH_Fが補正後第2開度関数値に、関数値誤差KTHERRが関数値比にそれぞれ相当する。
Further, when the
以下、上述した第1誤差を補償しながら、通過空気量GAIRTHを算出する手法について説明する。まず、関数値誤差KTHERRから値1を減算した値を誤差KTHERRCOR(=KTHERR−1)とする。この場合、前述したように、値KTHERRが値1に対して乖離している度合がモデル化誤差を表すので、誤差KTHERRCORは、モデル化誤差を表すものとなり、誤差モデル式を、下式(8)のように定義する。なお、この誤差モデル式(8)を用いた理由については後述する。
この誤差モデル式(8)のAはモデルパラメータであり、このモデルパラメータAをオンボード同定する演算手法として、最小2乗法を用いた場合、モデルパラメータAの同定演算式として、下式(9)が得られる。
なお、後述するように、モデルパラメータAの実際の演算では、上式(9)に基づき、スロットル弁開度THのサンプリング領域が偏った場合でも、モデルパラメータAの同定結果における算出精度の低下を回避できるような演算手法が用いられる。 As will be described later, in the actual calculation of the model parameter A, the calculation accuracy in the identification result of the model parameter A is reduced even when the sampling region of the throttle valve opening TH is biased based on the above equation (9). An arithmetic technique that can be avoided is used.
次に、同定したモデルパラメータAを用いて、前述した(8)により、誤差KTHERRCORを算出した後、下式(10)により、誤差補正係数KTHCORを算出する。
上式(10)に示すように、誤差補正係数KTHCORは、誤差KTHERRCORと値1との和、すなわち関数値誤差KTHERRの逆数に相当する値として算出される。これは以下の理由による。すなわち、関数値誤差KTHERRがモデル式値KTHCALと補正後マップ値KTH_Fとの比である以上、例えば、KTHERR>1の場合、言い換えればモデル式値KTHCALが補正後マップ値KTH_Fを上回っている場合には、その上回っている分を補正するために、関数値誤差KTHERRで通過空気量GAIRTHを除算すればよいことになる。一方、KTHERR<1の場合、すなわちモデル式値KTHCALが補正後マップ値KTH_Fを下回っている場合には、その下回っている分を補正するために、関数値誤差KTHERRで通過空気量GAIRTHを除算すればよいことになる。これに対して、誤差補正係数KTHCORは、後述するように乗算係数として用いられるので、モデル式値KTHCALが補正後マップ値KTH_Fに対して下回っている分または上回っている分を補正するために、関数値誤差KTHERRの逆数に相当する値として算出される。
As shown in the above equation (10), the error correction coefficient KTHCOR is calculated as a value corresponding to the sum of the error KTHERCOR and the
そして、最終的に、誤差補正係数KTHCORを用いて、下式(11),(12)により、通過空気量GAIRTHが算出される。
ここで、上式(11)のGAIRTHNは、基本通過空気量であり、HPAは、後述するように算出される推定大気圧である。この式(11)は、前述した式(7)の通過空気量GAIRTHを基本通過空気量GAIRTHNに、開度関数値KTHを補正後マップ値KTH_Fに、大気圧PAを推定大気圧HPAにそれぞれ置き換えたものに相当する。この式(11)において、大気圧PAに代えて、推定大気圧HPAを用いたのは、大気圧PAの変動を回避しながら、通過空気量GAIRTHの算出精度を向上させるためである。上式(12)に示すように、通過空気量GAIRTHは、基本通過空気量GAIRTHNを補正係数KTHCORで補正することにより算出される。なお、本実施形態では、基本通過空気量GAIRTHNが基本吸気パラメータに相当し、補正係数KTHCORが補正値に相当する。 Here, GAIRTHN in the above equation (11) is the basic passing air amount, and HPA is an estimated atmospheric pressure calculated as described later. This equation (11) replaces the passing air amount GAIRTH of the above-described equation (7) with the basic passing air amount GAIRTHN, the opening function value KTH with the corrected map value KTH_F, and the atmospheric pressure PA with the estimated atmospheric pressure HPA. It corresponds to that. The reason why the estimated atmospheric pressure HPA is used in this equation (11) instead of the atmospheric pressure PA is to improve the calculation accuracy of the passing air amount GAIRTH while avoiding the fluctuation of the atmospheric pressure PA. As shown in the above equation (12), the passing air amount GAIRTH is calculated by correcting the basic passing air amount GAIRTHN with a correction coefficient KTHCOR. In the present embodiment, the basic passing air amount GAIRTHN corresponds to a basic intake parameter, and the correction coefficient KTHCOR corresponds to a correction value.
次に、前述した誤差モデル式(8)を用いた理由について説明する。まず、開度関数値KTHは、前述したように、開口面積Athおよび流量係数Cdの積であり、スロットル弁7aの半径の2乗値との相関性が高い以上、誤差モデル式としては、誤差を従属変数とし、スロットル弁開度THを独立変数とする2次式を用いた方が、良好な算出精度が得られることになる。その場合、THB≦THの領域では、関数値誤差KTHERRは、前述したように、スロットル弁開度THの算出誤差ではなく、吸入空気量GAIRまたは吸気圧PBAの算出誤差に起因して発生する関係上、吸入空気量GAIRおよび吸気圧PBAの算出誤差がない条件下では、図3に示すように、関数値誤差KTHERR=1となるので、誤差モデル式のモデルパラメータAを同定する必要がないことになる。
Next, the reason for using the error model equation (8) described above will be described. First, as described above, the opening function value KTH is a product of the opening area Ath and the flow coefficient Cd, and has a high correlation with the square value of the radius of the
これに加えて、図3に示すように、誤差モデル式として、関数値誤差KTHERRを従属変数Yとし、スロットル弁開度THを独立変数Xとする2次式を用いた場合、その誤差モデル式は、Y=a・X2+b・X+c(a,b,cはモデルパラメータ)の形式となることで、3つのモデルパラメータa,b,cを同定する必要が生じる。その結果、同定演算が複雑になり、演算負荷が高くなってしまう。なお、図3の黒丸は、関数値誤差KTHERRの制御タイミングごとの演算結果を示している。 In addition, as shown in FIG. 3, when a quadratic expression having a function value error KTHERR as a dependent variable Y and a throttle valve opening TH as an independent variable X is used as an error model expression, the error model expression Is in the form of Y = a · X 2 + b · X + c (where a, b, and c are model parameters), it becomes necessary to identify the three model parameters a, b, and c. As a result, the identification calculation becomes complicated and the calculation load increases. In addition, the black circle of FIG. 3 has shown the calculation result for every control timing of the function value error KTHERR.
これに対して、上記(8)式を用いた場合、図4に示すように、誤差KTHERRCORを従属変数Yとし、TH−THBを独立変数Xとすると、誤差モデル式がY=A・X2の形式となることで、1つのモデルパラメータAのみを同定すればよくなり、それによって、同定演算も容易になり、その演算負荷を低減できることになる。以上の理由により、本実施形態では、誤差モデル式として式(8)が用いられる。なお、図4の黒丸は、誤差KTHERRCORの制御タイミングごとの演算結果を示している。 On the other hand, when the above equation (8) is used, as shown in FIG. 4, when the error KTHERCOR is the dependent variable Y and TH-THB is the independent variable X, the error model equation is Y = A · X 2. In this form, only one model parameter A needs to be identified, whereby the identification calculation is facilitated and the calculation load can be reduced. For the above reason, in this embodiment, the equation (8) is used as the error model equation. The black circles in FIG. 4 indicate the calculation results for each control timing of the error KTHERCOR.
以下、図5を参照しながら、通過空気量GAIRTHの算出処理について説明する。この算出処理は、前述した算出手法によって通過空気量GAIRTHを算出するものであり、ECU2によって、CRK信号が所定回数発生するごと(すなわち所定クランク角ごと)に実行される。なお、以下の説明では、算出された各種の値はすべてECU2のRAM内に記憶されるものとするとともに、今回の制御タイミングにおいてRAMから読み出す値すなわち前回の制御タイミングで算出された値を前回値という。
Hereinafter, the calculation process of the passing air amount GAIRTH will be described with reference to FIG. This calculation process calculates the passing air amount GAIRTH by the above-described calculation method, and is executed by the
同図に示すように、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、スロットル弁開度THが所定開度THB未満であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、誤差補正係数KTHCORによって通過空気量GAIRTHを補正する必要があると判定して、ステップ2に進み、前述した式(8)により、誤差KTHERRCORを算出する。 As shown in the figure, first, in step 1 (abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the throttle valve opening TH is less than a predetermined opening THB. When the determination result is YES, it is determined that the passing air amount GAIRTH needs to be corrected by the error correction coefficient KTHCOR, the process proceeds to step 2, and the error KTHERCOR is calculated by the above-described equation (8).
次いで、ステップ3で、前述した式(10)により、誤差補正係数KTHCORを算出する。
Next, in
一方、ステップ1の判別結果がNOのときには、誤差補正係数KTHCORによって通過空気量GAIRTHを補正する必要がないと判定して、ステップ4に進み、誤差補正係数KTHCORを値1に設定する。
On the other hand, when the determination result in
以上のステップ3または4に続くステップ5で、圧力比R_PHに応じて、図6に示すマップを検索することにより、流量関数値FPBAPAを算出する。この圧力比R_PHは、吸気圧PBAと前述した推定大気圧HPAとの比PBA/HPAに相当する値である。この場合、圧力比R_PHを用いた理由は、前述した推定大気圧HPAを用いた理由と同じであり、推定大気圧HPAは、RAM内に記憶されている、大気圧推定処理で算出された値を用いる。
In
次に、ステップ6に進み、前述した式(11),(12)により、通過空気量GAIRTHを算出する。この場合、吸気温TAの平方根RTTAおよび開度関数値KTHは、RAM内に記憶されている、後述するモデルパラメータ学習処理において算出された値を用いる。以上のように、ステップ6で、通過空気量GAIRTHを算出した後、本処理を終了する。
Next, the process proceeds to step 6, and the passing air amount GAIRTH is calculated by the above-described equations (11) and (12). In this case, as the square root RTTA and the opening degree function value KTH of the intake air temperature TA, values calculated in a model parameter learning process, which will be described later, stored in the RAM are used. As described above, after calculating the passing air amount GAIRTH in
なお、図5の算出処理で算出された通過空気量GAIRTHは、ECU2によって実行される各種の制御処理において用いられる。例えば、燃料噴射制御処理および点火時期制御処理において、過渡運転条件下で、燃料噴射量や点火時期を算出する際、後述するように算出された吸入空気量GAIRを補正するのに用いられる。
The passing air amount GAIRTH calculated in the calculation process of FIG. 5 is used in various control processes executed by the
以下、図7を参照しながら、モデルパラメータ学習処理について説明する。この処理は、関数値誤差KTHERRを反映させながら、誤差モデルのモデルパラメータAの同定演算を行うもの、言い換えればモデルパラメータAの同定値を学習するものであり、ECU2によって、CRK信号が所定回数発生するごとに実行される。
Hereinafter, the model parameter learning process will be described with reference to FIG. This process is to perform identification calculation of the model parameter A of the error model while reflecting the function value error KTHERR, in other words, to learn the identification value of the model parameter A, and the
同図に示すように、まず、ステップ10で、学習条件フラグF_LEARNが「1」であるか否かを判別する。この学習条件フラグF_LEARNは、モデルパラメータAの同定値の学習条件が成立しているか否かを表すものであり、その値は、図8に示す手法により設定される。
As shown in the figure, first, in
同図8に示すように、まず、ステップ20で、エンジン始動後の車両の総走行距離DISTが所定値DLEARN未満であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、モデルパラメータAの同定値の学習条件が成立していると判定して、ステップ21に進み、それを表すために、学習条件フラグF_LEARNを「1」に設定する。その後、本処理を終了する。
As shown in FIG. 8, first, at
一方、ステップ20の判別結果がNOのときには、モデルパラメータAの同定値の学習条件が成立していないと判定して、ステップ22に進み、それを表すために、学習条件フラグF_LEARNを「0」に設定する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
図7に戻り、ステップ10の判別結果がNOで、モデルパラメータAの同定値の学習条件が成立していないときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ10の判別結果がYESで、モデルパラメータAの同定値の学習条件が成立しているときには、ステップ11に進み、下式(13)により、開度関数値の補正後マップ値KTH_F(補正後第2開度関数値)を算出する。
上式(13)において、KREFは、所定の定数(例えば値0.003)であり、THREFは、詰まりの影響がなくなるような開度(例えば15度)である。さらに、詰まり係数KCLS(詰まり度合値)は、吸気通路6の詰まり度合を表すものであり、後述する手法により算出されるとともに、吸気通路6の詰まり度合が最も大きいときにKCLS=1となる。また、マップ値KTHは、スロットル弁開度THに応じて、前述した図2のマップを検索することにより算出される。上式(13)に示すように、補正後マップ値KTH_Fは、マップ値KTHを値KREF・(TH−THREF)2・KCLSで補正することにより、吸気通路6の詰まり度合が反映された値として算出されるとともに、KCLS=1のときに最も詰まり度合が大きい状態での開度関数値として算出される。
In the above equation (13), KREF is a predetermined constant (for example, a value of 0.003), and THREF is an opening (for example, 15 degrees) that eliminates the influence of clogging. Further, the clogging coefficient KCLS (clogging degree value) represents the clogging degree of the
次いで、ステップ12に進み、流量関数値の同定用値FPBAPAiniを算出する。この同定用値FPBAPAiniは、前述した図6の縦軸の流量関数値FPBAPAを同定用値FPBAPAiniに、横軸の圧力比R_PHを圧力比R_PHiにそれぞれ置き換えたマップを、圧力比R_PHiに応じて検索することにより算出される。この圧力比R_PHiは、吸気圧PBAと初期推定大気圧HPAiniとの比PBA/HPAiniとして算出され、この初期推定大気圧HPAiniは、RAM内に記憶されている、大気圧推定処理で算出された値を用いる。この初期推定大気圧HPAiniを用いた理由については後述する。 Next, the process proceeds to step 12, and an identification value FPBAPAini for the flow function value is calculated. The identification value FPBAPAini is searched according to the pressure ratio R_PHi by replacing the flow function value FPBAPA on the vertical axis in FIG. 6 with the identification value FPBAPAini and the pressure ratio R_PH on the horizontal axis with the pressure ratio R_PHi. It is calculated by doing. This pressure ratio R_PHi is calculated as a ratio PBA / HPAini between the intake pressure PBA and the initial estimated atmospheric pressure HPAini, and this initial estimated atmospheric pressure HPAini is a value calculated in the atmospheric pressure estimation process stored in the RAM. Is used. The reason for using this initial estimated atmospheric pressure HPAini will be described later.
次に、ステップ13で、吸気温TAに応じて、図示しないマップを検索することにより、吸気温TAの平方根RTTAを算出する。その後、ステップ14で、下式(14)により、開度関数値のモデル式値KTHCALを算出する。
この場合、上式(14)は、前述した式(7)において、開度関数値KTHをモデル式値KTHCALに、大気圧PAを推定大気圧の初期値HPAiniに、流量関数値FPBAPAを流量関数値の同定用値FPBAPAiniにそれぞれ置き換えたものに相当する。なお、これらの値HPAini,FPBAPAiniを用いた理由については後述する。 In this case, the above equation (14) is obtained by replacing the opening function value KTH with the model equation value KTHCAL, the atmospheric pressure PA with the initial value HPAini of the estimated atmospheric pressure, and the flow function value FPBAPA with the flow function. This corresponds to a value identification value FPBAPAini. The reason why these values HPAini and FPBAPAini are used will be described later.
ステップ14に続くステップ15で、関数値誤差KTHERRを、モデル式値と補正後マップ値との比KTHCAL/KTH_Fに設定する。
In
次いで、ステップ16に進み、スロットル弁開度THが前述した所定開度THB未満であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 16, where it is determined whether or not the throttle valve opening TH is less than the predetermined opening THB. When this determination result is NO, this process is terminated as it is.
一方、ステップ16の判別結果がYESのときには、スロットル弁開度THが、前述した第1誤差に起因してモデル化誤差が発生する領域にあり、モデルパラメータAの同定演算を行うべきであると判定して、ステップ17に進み、後述するように、モデルパラメータAの同定演算処理を実行する。その後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
以上のように、このモデルパラメータ学習処理では、学習条件フラグF_LEARN=1のときに、初期推定大気圧HPAiniおよび流量関数値の同定用値FPBAPAiniを用いて、関数値誤差KTHERRが算出される。このような手法によって、関数値誤差KTHERRを算出するのは以下の理由による。すなわち、本実施形態の場合、大気圧PAの推定値を用いて、関数値誤差KTHERRを算出している関係上、この大気圧の推定値に誤差が含まれていると、前述した第1〜第3誤差の補償精度(修正精度)が低下し、ひいては、後述するように、これらの第1〜第3誤差を補償しながら算出された3つの値HGAIRTH,GAIR,PBAを用いて算出される推定大気圧HPAの算出精度(推定精度)も低下してしまう。この場合、そのような大気圧PAの推定誤差の影響を排除するには、吸気圧センサ22の検出信号から算出された吸気圧PBAが大気圧PAの真値と等しくなり、かつ大気圧PAの真値がほとんど変動しない条件下で、関数値誤差KTHERRを算出する必要がある。したがって、それを達成するために、本実施形態では、学習条件フラグF_LEARNを用いて、学習条件の成立を確認するととともに、初期推定大気圧HPAiniおよび流量関数値の同定用値FPBAPAiniを用いて、関数値誤差KTHERRを算出するように構成されている。
As described above, in this model parameter learning process, the function value error KTHERR is calculated using the initial estimated atmospheric pressure HPAini and the flow function value identification value FPBAPAini when the learning condition flag F_LEarn = 1. The function value error KTHERR is calculated by such a method for the following reason. In other words, in the case of the present embodiment, the function value error KTHERR is calculated using the estimated value of the atmospheric pressure PA. Compensation accuracy (correction accuracy) of the third error is lowered, and as a result, calculated using three values HGAIRTH, GAIR, and PBA calculated while compensating for the first to third errors. The calculation accuracy (estimation accuracy) of the estimated atmospheric pressure HPA also decreases. In this case, in order to eliminate the influence of such an estimation error of the atmospheric pressure PA, the intake pressure PBA calculated from the detection signal of the
次に、図9を参照しながら、モデルパラメータAの同定演算処理について説明する。この処理では、以下に述べるように、スロットル弁開度THの領域を、0≦TH<THN1の第1領域と、THN1≦TH<THN2の第2領域と、THN2≦TH<THN3の第3領域と、THN3≦TH<THBの第4領域とに区分けするとともに、これらの4つの領域に対して均等な重み付け処理を施しながら、前述した同定演算式(9)に基づく演算手法によって、モデルパラメータAが算出される。この場合、THN1〜3は、スロットル弁開度THの所定開度であり、0<THN1<THN2<THN3<THBが成立するように設定される。 Next, the identification calculation process of the model parameter A will be described with reference to FIG. In this process, as described below, the throttle valve opening TH is divided into a first region where 0 ≦ TH <THN1, a second region where THN1 ≦ TH <THN2, and a third region where THN2 ≦ TH <THN3. And the fourth region of THN3 ≦ TH <THB, and applying the equal weighting process to these four regions, the model parameter A Is calculated. In this case, THN1 to THN3 are predetermined opening amounts of the throttle valve opening TH, and are set so that 0 <THN1 <THN2 <THN3 <THB.
同図に示すように、まず、ステップ40で、誤差KTHERRCORを、関数値誤差KTHERRと値1との偏差KTHERR−1に設定する。次いで、ステップ41に進み、スロットル弁開度THが所定値THN1未満であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、スロットル弁開度THが第1領域にあるときには、ステップ44に進み、領域値nを値1に設定する。
As shown in the figure, first, in
一方、ステップ41の判別結果がNOで、THN1≦THのときには、ステップ42に進み、スロットル弁開度THが所定値THN2未満であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、スロットル弁開度THが第2領域にあるときには、ステップ45に進み、領域値nを値2に設定する。
On the other hand, when the determination result of
一方、ステップ42の判別結果がNOで、THN2≦THのときには、ステップ43に進み、スロットル弁開度THが所定値THN3未満であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、スロットル弁開度THが第3領域にあるときには、ステップ46に進み、領域値nを値3に設定する。
On the other hand, when the determination result of step 42 is NO and THN2 ≦ TH, the process proceeds to step 43, where it is determined whether or not the throttle valve opening TH is less than a predetermined value THN3. When the determination result is YES and the throttle valve opening TH is in the third region, the process proceeds to step 46 and the region value n is set to the
一方、ステップ43の判別結果がNOで、スロットル弁開度THが第4領域にあるときには、ステップ47に進み、領域値nを値4に設定する。以上のように、領域値nは、スロットル弁開度THの4つの領域を表す値として算出される。
On the other hand, if the determination result in
以上のステップ44〜47に続くステップ48で、下式(15)により、第n領域の積分項XXXX[n]を算出する。
上式(15)において、積分項XXXX[n]は、前述した同定演算式(9)の分母に相当する値であり、値XXXX[n]zは積分項の前回値を表している。また、積分項XXXX[n]の[]内の値nは、上述した領域値であり、この点は以下の説明においても同様である。すなわち、このステップ48では、例えば、領域値n=1のときには第1領域の積分項XXXX[1]が、n=2のときには第2領域の積分項XXXX[2]がそれぞれ算出される。
In the above equation (15), the integral term XXXX [n] is a value corresponding to the denominator of the identification calculation equation (9) described above, and the value XXXX [n] z represents the previous value of the integral term. Further, the value n in [] of the integral term XXXX [n] is the above-described region value, and this point is the same in the following description. That is, in
次いで、ステップ49で、下式(16)により、第n領域の積分項XXY[n]を算出する。
上式(16)において、積分項XXY[n]は、前述した同定演算式(9)の分子に相当する値であり、値XXY[n]zは積分項の前回値を表している。 In the above equation (16), the integral term XXY [n] is a value corresponding to the numerator of the identification calculation equation (9) described above, and the value XXY [n] z represents the previous value of the integral term.
ステップ49に続くステップ50で、第n領域のサンプリング数SAMPL[n]を、その前回値と値1の和(SAMPL[n]z+1)に設定する。このサンプリング数SAMPL[n]は、第n領域における積分項のサンプリング数すなわち演算結果数を表している。
In
次いで、ステップ51に進み、下式(17)により、加重平均値XXXXTTLを算出する。
上式(17)を参照すると明らかなように、加重平均値XXXXTTLは、値(TH−THB)4の相加平均値を領域ごとに算出するとともに、これらの相加平均値に対して、均等重み付けでの加重平均演算を施すことにより算出される。 As apparent from reference to the above equation (17), the weighted average value XXXTTL calculates the arithmetic average value of the value (TH-THB) 4 for each region, and is equal to the arithmetic average value. It is calculated by performing a weighted average calculation with weighting.
次に、ステップ52で、下式(18)により、加重平均値XXYTTLを算出する。
上式(18)を参照すると明らかなように、加重平均値XXYTTLは、値KTHERRCOR・(TH−THB)2の相加平均値を領域ごとに算出するとともに、これらの相加平均値に対して、均等重み付けでの加重平均演算を施すことにより算出される。 As apparent from reference to the above equation (18), the weighted average value XXYTTL calculates the arithmetic mean value of the value KTHERCOR · (TH−THB) 2 for each region, and for these arithmetic mean values, It is calculated by performing a weighted average operation with equal weighting.
ステップ52に続くステップ53で、下式(19)により、モデルパラメータAを算出した後、本処理を終了する。
以上のように、このモデルパラメータAの同定演算処理では、スロットル弁開度THの領域ごとに算出した値KTHERRCOR・(TH−THB)2の4つの相加平均値に対して、均等重み付けでの加重平均演算を施すことにより、加重平均値XXYTTLを算出し、領域ごとに算出した値(TH−THB)4の4つの相加平均値に対して、均等重み付けでの加重平均演算を施すことにより、加重平均値XXXXTTLを算出し、前者を後者で除算することにより、モデルパラメータAが算出される。この演算手法の利点を、図10および図11を参照しながら説明する。 As described above, in the identification calculation processing of the model parameter A, the four arithmetic average values KTHERCOR · (TH−THB) 2 calculated for each region of the throttle valve opening TH are calculated with equal weighting. By performing a weighted average calculation, a weighted average value XXYTTL is calculated, and a weighted average calculation with equal weighting is performed on four arithmetic average values of values (TH-THB) 4 calculated for each region. The model parameter A is calculated by calculating the weighted average value XXXTTL and dividing the former by the latter. The advantage of this calculation method will be described with reference to FIGS.
図10は、本実施形態の上述した同定演算手法で算出したモデルパラメータAを用いて、誤差KTHERRCORを演算した場合の演算結果例を示しており、図11は、比較のために、前述した式(9)により算出したモデルパラメータAを用いて、誤差KTHERRCORを演算した場合の演算結果例を示している。なお、両図中の■で示すデータは演算開始直後のものを、▽で示すデータは■で示すデータよりも演算時間が経過したときのものを、×で示すデータは▽で示すデータよりも演算時間がさらに経過したときのものをそれぞれ表している。 FIG. 10 shows an example of a calculation result when the error KTHERCOR is calculated using the model parameter A calculated by the above-described identification calculation method of the present embodiment. FIG. 11 shows the above-described formula for comparison. The example of a calculation result at the time of calculating error KTHERCOR using the model parameter A calculated by (9) is shown. In both figures, the data indicated by ■ is the data immediately after the start of calculation, the data indicated by ▽ is the data when the calculation time has passed than the data indicated by ■, and the data indicated by x is more than the data indicated by ▽. Each of them represents a time when the calculation time has further elapsed.
両図を比較すると明らかなように、図11の場合、演算時間の経過に伴い、スロットル弁開度THのサンプリングデータの多い領域での演算結果が、モデルパラメータAの演算結果に反映される度合が高くなってしまい、その結果、誤差KTHERRCORの演算結果を示す曲線が変化していることが判る。すなわち、モデルパラメータAの同定精度が低下していることが判る。これに対して、図10に示す本実施形態の手法の場合、演算時間が経過した際、スロットル弁開度THのサンプリングデータがある領域に偏った状態になったとしても、前述した均等重み付けの手法により、その領域での演算結果がモデルパラメータAの演算結果に反映される度合が他の領域と同じようになることで、誤差KTHERRCORの演算結果を示す曲線が変化していないことが判る。すなわち、モデルパラメータAの同定演算結果において、高い算出精度を確保できていることが判る。 As is clear from comparison between the two figures, in the case of FIG. 11, the degree to which the calculation result in the region where the sampling data of the throttle valve opening TH is large is reflected in the calculation result of the model parameter A as the calculation time elapses. As a result, the curve indicating the calculation result of the error KTHERCOR changes. That is, it can be seen that the identification accuracy of the model parameter A is lowered. On the other hand, in the case of the method of the present embodiment shown in FIG. 10, even when the calculation time has elapsed, even if the sampling data of the throttle valve opening TH is biased to a certain region, the above-described equal weighting is performed. It can be seen that the curve indicating the calculation result of the error KTHERCOR has not changed because the method is such that the calculation result in the region is reflected in the calculation result of the model parameter A in the same manner as the other regions. That is, it can be seen that high calculation accuracy can be ensured in the identification calculation result of the model parameter A.
次に、図12を参照しながら、大気圧推定処理について説明する。この処理は、以下に述べるように、推定大気圧HPAおよびその初期値である初期推定大気圧HPAiniを算出するものであり、ECU2によって、クランキング開始以降、CRK信号が所定回数発生するごとに実行される。
Next, the atmospheric pressure estimation process will be described with reference to FIG. This process calculates the estimated atmospheric pressure HPA and the initial estimated atmospheric pressure HPAini, which is the initial value, as described below, and is executed by the
同図に示すように、まず、ステップ60で、初期圧算出済みフラグF_FINHPAINIが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、ステップ61に進み、初期推定大気圧HPAiniを算出する。このステップ61では、初期推定大気圧の前回値HPAinizと吸気圧PBAを比較し、両者のうちの大きい方が、初期推定大気圧HPAiniとして設定される。
As shown in the figure, first, at
次いで、ステップ62に進み、始動モードフラグF_STMODが「1」であるか否かを判別する。この始動モードフラグF_STMODは、エンジン3のクランキングが終了するまでの間は「1」に設定され、クランキングが終了したときに「0」に設定される。このステップ62の判別結果がYESで、クランキング中のときには、そのまま本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 62, where it is determined whether or not the start mode flag F_STMOD is “1”. The start mode flag F_STMOD is set to “1” until the cranking of the
一方、ステップ62の判別結果がNOで、クランキングが終了したときには、初期推定大気圧HPAiniの算出を終了すべきであると判定して、ステップ63に進み、それを表すために、初期圧算出済みフラグF_FINHPAINIを「1」に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
このように、ステップ63で、初期圧算出済みフラグF_FINHPAINIが「1」に設定されると、前述したステップ60の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ64に進み、推定大気圧HPAの算出処理を以下に述べるように実行する。その後、本処理を終了する。
Thus, when the initial pressure calculated flag F_FINHPAINI is set to “1” in
次に、図13を参照しながら、推定大気圧HPAの算出処理について説明する。同図に示すように、まず、ステップ70で、初期設定フラグF_FINHPAINIRが「1」であるか否かを判別する。今回のループが本処理の1回目の制御タイミングであるときには、ステップ70の判別結果がNOとなり、その場合には、ステップ71に進み、推定大気圧HPAおよび遅延大気圧HPADをいずれも初期推定大気圧HPAiniに設定する。
Next, the calculation process of the estimated atmospheric pressure HPA will be described with reference to FIG. As shown in the figure, first, at
次いで、ステップ72に進み、初期設定フラグF_FINHPAINIRを「1」に設定した後、本処理を終了する。 Next, the process proceeds to step 72, and the initial setting flag F_FINHPAINIR is set to “1”, and then this process is terminated.
このように、ステップ72で、初期設定フラグF_FINHPAINIRが「1」に設定されると、前述したステップ70の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ73に進み、前述した図7のステップ11と同じ手法により、開度関数値の補正後マップ値KTH_Fを算出する。
Thus, when the initial setting flag F_FINHPAINIR is set to “1” in step 72, the determination result in
次いで、ステップ74に進み、流量関数値FPBAPAを算出する。このステップ74では、圧力比R_PHDを、吸気圧PBAと前述した遅延推定大気圧HPADとの比PBA/HPDAとして算出するとともに、前述した図6のマップにおいて、横軸の圧力比R_PHを圧力比R_PHDに置き換えたマップを用い、このマップを圧力比R_PHDに応じて検索することにより、流量関数値FPBAPAが算出される。
Next, the routine proceeds to step 74, where the flow function value FPBAPA is calculated. In this
次に、ステップ75に進み、前述した図7のステップ13と同様に、吸気温TAに応じて、図示しないマップを検索することにより、吸気温TAの平方根RTTAを算出する。その後、ステップ76で、エンジン回転数NEに応じて、図14に示すマップを検索することにより、回転数補正係数KTHNEを算出する。この回転補正係数KTHNEは、エアフローセンサ20よりも上流側に配置されたエアクリーナ(図示せず)の圧力損失を補正するための値である。
Next, the process proceeds to step 75, and a square root RTTA of the intake air temperature TA is calculated by searching a map (not shown) in accordance with the intake air temperature TA in the same manner as in
ステップ76に続くステップ77で、下式(20)により、推定通過空気量HGAIRTHを算出する。
この式(20)は、前述した式(6)において、右辺の通過空気量GAIRTHを推定通過空気量HGAIRTHに、左辺の大気圧PAおよび開度関数KTHを遅延推定大気圧HPADおよび補正後マップ値KTH_Fにそれぞれ置き換えたものに相当する。 This equation (20) is obtained by changing the right side passing air amount GAIRTH to the estimated passing air amount HGAIRTH, the left side atmospheric pressure PA and the opening degree function KTH as the delayed estimated atmospheric pressure HPAD and the corrected map value in the above-described equation (6). This corresponds to the replacement with KTH_F.
次いで、ステップ78に進み、下式(21)により、空気量偏差DGAIRを算出する。
次に、ステップ79で、車速VPが所定車速VPLよりも大きいか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、車両が走行中であると判定して、ステップ80に進み、空気量偏差DGAIRに応じて、図15に示すマップを検索することにより、補正項CORHPAを算出する。
Next, in
一方、ステップ79の判別結果がNOのときには、停車中であると判定して、ステップ81に進み、補正項CORHPAを値0に設定する。
On the other hand, when the determination result of
以上のステップ80または81に続くステップ82で、下式(22)により、更新推定大気圧HPACALを算出する。
次いで、ステップ83に進み、下式(23)に示す加重平均演算(なまし演算)により、推定大気圧HPAを算出する。
上式(23)のCA1は、重み係数であり、0<CA1<1が成立するような所定値に設定されている。また、HAPzは、推定大気圧HPAの前回値である。 CA1 in the above equation (23) is a weighting coefficient, and is set to a predetermined value such that 0 <CA1 <1. HAPz is the previous value of the estimated atmospheric pressure HPA.
次に、ステップ84で、上記のように算出した推定大気圧の今回値HPAを遅延推定大気圧HPADに設定した後、本処理を終了する。 Next, in step 84, the current value HPA of the estimated atmospheric pressure calculated as described above is set to the delayed estimated atmospheric pressure HPAD, and then the present process is terminated.
以上のように、この推定大気圧HPAの算出処理では、更新推定大気圧HPACALが、推定大気圧の前回値HPAzを補正項CORHPAで補正することにより算出されるとともに、補正項CORHPAが空気量偏差DGAIRに応じて算出されるので、更新推定大気圧HPACALは、空気量偏差DGAIRが値0になるように算出される。言い換えれば、更新推定大気圧HPACALは、推定通過空気量HGAIRTHが吸入空気量GAIRに一致するように算出され、そのような更新推定大気圧HPACALと推定大気圧の前回値HPAzとの加重平均演算によって、推定大気圧HPAが算出されるので、推定大気圧HPAを実際の大気圧PAに精度よく追従するように算出することができる。 As described above, in the calculation process of the estimated atmospheric pressure HPA, the updated estimated atmospheric pressure HPACAL is calculated by correcting the previous value HPAz of the estimated atmospheric pressure with the correction term CORHPA, and the correction term CORHPA is the air amount deviation. Since it is calculated in accordance with DGAIR, the updated estimated atmospheric pressure HPACAL is calculated such that the air amount deviation DGAIR is zero. In other words, the updated estimated atmospheric pressure HPACAL is calculated so that the estimated passing air amount HGAIRTH coincides with the intake air amount GAIR, and the weighted average calculation of the updated estimated atmospheric pressure HPACAL and the previous value HPaz of the estimated atmospheric pressure is performed. Since the estimated atmospheric pressure HPA is calculated, the estimated atmospheric pressure HPA can be calculated to accurately follow the actual atmospheric pressure PA.
以下、図16を参照しながら、吸入空気量GAIRの算出処理について説明する。この処理は、以下に述べるように、エアフローセンサ20の検出信号の出力電圧値VAFMを用いて、吸入空気量GAIRを算出するものであり、ECU2によって、CRK信号が所定回数発生するごとに実行される。
Hereinafter, the calculation process of the intake air amount GAIR will be described with reference to FIG. As will be described below, this processing calculates the intake air amount GAIR using the output voltage value VAFM of the detection signal of the
まず、ステップ90で、出力電圧値VAFMに応じて、図17に示すマップを検索することにより、基本吸入空気量GAIRNを算出する。
First, in
次いで、ステップ91に進み、基本吸入空気量GAIRNを補正係数KAFMERRで割った値GAIRN/KAFMERRを、吸入空気量GAIRとして設定する。この補正係数KAFMERRの算出手法については後述する。以上のようにステップ91で、吸入空気量GAIRを算出した後、本処理を終了する。なお、本実施形態では、基本吸入空気量GAIRNが基本吸気パラメータに相当し、補正係数KAFMERRが補正値に相当する。
Next, the routine proceeds to step 91, where a value GAIRN / KAFMERR obtained by dividing the basic intake air amount GAIRN by the correction coefficient KAFMERR is set as the intake air amount GAIR. A method for calculating the correction coefficient KAFMERR will be described later. As described above, after calculating the intake air amount GAIR in
上記ステップ91において、補正係数KAFMERRを基本吸入空気量GAIRNを除算するための値として用いた理由は、前述した誤差補正係数KTHCORを、関数値誤差KTHERRの逆数として算出した理由と同じである。
The reason why the correction coefficient KAFMERR is used as a value for dividing the basic intake air amount GAIRN in
なお、図16の算出処理で算出された吸入空気量GAIRは、ECU2によって実行される各種の制御処理において用いられる。例えば、燃料噴射制御処理および点火時期制御処理において、燃料噴射量や点火時期を算出する際に用いられる。
Note that the intake air amount GAIR calculated in the calculation process of FIG. 16 is used in various control processes executed by the
次に、図18を参照しながら、上記の補正係数KAFMERRの算出処理について説明する。この処理は、前述した関数値誤差KTHERRを用いる手法によって、補正係数KAFMERRを算出するものであり、ECU2によって、CRK信号が所定回数発生するごとに実行される。
Next, the calculation process of the correction coefficient KAFMERR will be described with reference to FIG. This process is to calculate the correction coefficient KAFMERR by the above-described method using the function value error KTHERR, and is executed by the
同図に示すように、まず、ステップ100で、前述した図7のステップ11と同じ手法により、開度関数値の補正後マップ値KTH_Fを算出する。
As shown in the figure, first, in
次いで、ステップ101に進み、流量関数値FPBAPAを算出する。この場合、流量関数値FPBAPAは、前述した図6の横軸の圧力比R_PHを圧力比R_P(=PBA/PA)に置き換えたマップを用い、このマップを圧力比R_Pに応じて検索することにより算出される。 Next, the routine proceeds to step 101, where a flow function value FPBAPA is calculated. In this case, the flow function value FPBAPA is obtained by using a map in which the pressure ratio R_PH on the horizontal axis in FIG. 6 described above is replaced with the pressure ratio R_P (= PBA / PA), and searching this map according to the pressure ratio R_P. Calculated.
次に、ステップ102で、前述した図7のステップ13と同じ手法により、吸気温TAの平方根RTTAを算出する。その後、ステップ103で、下式(24)により、開度関数値のモデル式値KTHCALを算出する。この式(24)は、前述した式(7)において、左辺のKTHをKTHCALに置き換えたものに相当する。
ステップ103に続くステップ104で、関数値誤差KTHERRを、モデル式値と補正後マップ値との比KTHCAL/KTH_Hに設定する。
In
次いで、ステップ105に進み、スロットル弁開度THが前述した所定開度THB未満であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、そのまま本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 105, where it is determined whether or not the throttle valve opening TH is less than the predetermined opening THB. When this determination result is YES, this processing is ended as it is.
一方、ステップ105の判別結果がNOのときには、ステップ106に進み、圧力比R_Pが臨界圧力比R_CRIT未満であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
一方、ステップ106の判別結果がYESのとき、すなわちTHB≦THかつR_CRIT<R_Pのときには、前述した第2誤差に起因して、モデル化誤差が発生する領域にあり、補正係数KAFMERRを更新すべきであると判定して、ステップ107に進み、下式(25)により、補正係数KAFMERRを算出する。その後、本処理を終了する。
上式(25)のCA2は、重み係数であり、0<CA2<1が成立するような所定値に設定されている。なお、この重み係数CA2を、エンジン回転数NEに応じてマップを検索する手法により算出してもよい。また、式(25)のKAFMERRzは、補正係数KAFMERRの前回値である。 CA2 in the above equation (25) is a weighting coefficient, and is set to a predetermined value such that 0 <CA2 <1. The weighting factor CA2 may be calculated by a technique for searching a map according to the engine speed NE. In addition, KAFMERRz in Expression (25) is the previous value of the correction coefficient KAFMERR.
以上のように、図18の算出処理では、補正係数KAFMERRは、その前回値KAFMERRzと関数値誤差KTHERRの加重平均演算により算出されるので、補正係数KAFMERRを、関数値誤差KTHERRが表すモデル化誤差を反映した値として算出することができる。同じ理由により、何らかの原因で、関数値誤差KTHERRの演算結果において演算誤差が一時的に急増した場合でも、その影響を回避しながら、補正係数KAFMERRを精度よく算出することができる。 As described above, in the calculation process of FIG. 18, the correction coefficient KAFMERR is calculated by the weighted average calculation of the previous value KAFMERRz and the function value error KTHERR. Therefore, the correction error KAFMERR is represented by the modeling error represented by the function value error KTHERR. Can be calculated as a value reflecting the above. For the same reason, even if the calculation error temporarily increases in the calculation result of the function value error KTHERR for some reason, the correction coefficient KAFMERR can be calculated with high accuracy while avoiding the influence.
次に、図19を参照しながら、吸気圧PBAの算出処理について説明する。この処理は、以下に述べるように、吸気圧センサ22の検出信号の出力電圧値VPBAを用いて、吸気圧PBAを算出するものであり、ECU2によって、CRK信号が所定回数発生するごとに実行される。
Next, the calculation process of the intake pressure PBA will be described with reference to FIG. As will be described below, this processing calculates the intake pressure PBA using the output voltage value VPBA of the detection signal of the
まず、ステップ110で、出力電圧値VPBAに基づき、下式(26)により、基本吸気圧PBANを算出する。なお、下式(26)のα、β、γは所定値である。
次いで、ステップ111に進み、吸気圧PBAを、基本吸気圧PBANと補正項PBAERRCORとの和(PBAN+PBAERRCOR)に設定する。この補正項PBAERRCORの算出手法については後述する。以上のようにステップ111で、吸気圧PBAを算出した後、本処理を終了する。なお、本実施形態では、基本吸気圧PBANが基本吸気パラメータに相当し、補正項PBAERRCORが補正値に相当する。
Next, the routine proceeds to step 111, where the intake pressure PBA is set to the sum of the basic intake pressure PBAN and the correction term PBAERRCOR (PBAN + PBAERRCOR). A method for calculating the correction term PBAERRRCOR will be described later. As described above, after calculating the intake pressure PBA in
この場合、図19の算出処理で算出された吸気圧PBAは、ECU2によって実行される各種の制御処理において用いられる。例えば、燃料噴射制御処理および点火時期制御処理において、燃料噴射量や点火時期を算出する際に用いられる。
In this case, the intake pressure PBA calculated in the calculation process of FIG. 19 is used in various control processes executed by the
次に、図20を参照しながら、上記の補正項PBAERRCORの算出処理について説明する。この処理は、前述した関数値誤差KTHERRを用いる手法によって、補正項PBAERRCORを算出するものであり、ECU2によって、CRK信号が所定回数発生するごとに実行される。
Next, the calculation process of the correction term PBAERRRCOR will be described with reference to FIG. This process is to calculate the correction term PBAERRCOR by the above-described method using the function value error KTHERR, and is executed by the
同図を参照すると明らかなように、この処理のステップ120〜125は、図18のステップ100〜105と同様に構成されているので、以下の説明では、ステップ126以降を中心に説明する。この処理の場合、ステップ125の判別結果がYESで、THB≦THのときには、ステップ126に進み、圧力比R_Pが臨界圧力比R_CRIT以上であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
As is clear from FIG. 18,
一方、ステップ126の判別結果がYESで、R_CRIT≦R_Pのときには、前述した第3誤差に起因して、モデル化誤差が発生する領域にあり、補正項PBAERRCORを更新すべきであると判定して、ステップ127に進み、流量関数値の補正演算用値FPBAPACORを、流量関数値と関数値誤差との比FPBAPA/KTHERRに設定する。この流量関数値の補正演算用値FPBAPACORは、モデル化誤差によって生じている流量関数値FPBAPAの誤差を表す値である。
On the other hand, if the determination result in
次いで、ステップ128に進み、流量関数値の補正演算用値FPBAPACORに応じて、図21に示すマップを検索することにより、圧力比の補正演算用値R_PCORを算出する。このマップは、前述した図6のマップにおいて、横軸と縦軸の関係を入れ換えるとともに、縦軸を圧力比の補正演算用値R_PCORに、横軸を流量関数値の補正演算用値FPBAPACORにそれぞれ置き換えたものに相当する。以上のように算出される圧力比の補正演算用値R_PCORは、モデル化誤差によって生じている圧力比R_Pの誤差を表す値である。 Next, the routine proceeds to step 128, where the pressure ratio correction calculation value R_PCOR is calculated by searching the map shown in FIG. 21 according to the flow rate function value correction calculation value FPBAPACOR. This map replaces the relationship between the horizontal axis and the vertical axis in the map of FIG. 6 described above, the vertical axis is the pressure ratio correction calculation value R_PCOR, and the horizontal axis is the flow rate function correction calculation value FPBAPACOR. Corresponds to the replacement. The pressure ratio correction calculation value R_PCOR calculated as described above is a value representing an error of the pressure ratio R_P caused by the modeling error.
次に、ステップ129で、吸気圧の補正演算用値PBACORを、大気圧PAと圧力比の補正演算用値R_PCORとの積PA・R_PCORに設定する。この吸気圧の補正演算用値PBACORは、モデル化誤差によって生じている吸気圧PBAの誤差を表す値である。さらに、ステップ129に続くステップ130で、吸気圧誤差PBAERRを、吸気圧の補正演算用値PBACORと基本吸気圧PBANとの偏差PBACOR−PBANに設定する。
Next, in
次いで、ステップ131に進み、下式(27)により、補正項PBAERRCORを算出した後、本処理を終了する。
上式(27)のCA3は、重み係数であり、0<CA3<1が成立するような所定値に設定されている。なお、この重み係数CA3を、エンジン回転数NEに応じてマップを検索する手法により算出してもよい。また、式(27)のPBAERRCORzは、補正項PBAERRCORの前回値である。 CA3 in the above equation (27) is a weighting coefficient, and is set to a predetermined value such that 0 <CA3 <1. The weighting factor CA3 may be calculated by a technique for searching a map according to the engine speed NE. In addition, PBAERRRCORz in Expression (27) is the previous value of the correction term PBAERRRCOR.
以上のように、図20の算出処理では、補正項PBAERRCORは、その前回値PBAERRCORzと吸気圧誤差PBAERRの加重平均演算により算出されるので、補正項PBAERRCORを、関数値誤差KTHERRが表すモデル化誤差を反映した値として算出することができる。同じ理由により、何らかの原因で、関数値誤差KTHERRの演算結果において演算誤差が一時的に急増した場合でも、その影響を回避しながら、補正項PBAERRCORを精度よく算出することができる。 As described above, in the calculation process of FIG. 20, the correction term PBAERRCOR is calculated by the weighted average calculation of the previous value PBAERRCORz and the intake pressure error PBAERR. Can be calculated as a value reflecting the above. For the same reason, even when the calculation error temporarily increases in the calculation result of the function value error KTHERR for some reason, the correction term PBAERRCOR can be calculated with high accuracy while avoiding the influence.
次に、図22を参照しながら、ECU2によって実行されるアイドルFB制御処理について説明する。このアイドルFB制御処理は、アイドル運転中、エンジン回転数NEが目標回転数NOBJに収束するように、スロットル弁開度THをフィードバック制御するものであり、所定の制御周期(例えば10msec)で実行される。
Next, the idle FB control process executed by the
同図に示すように、まず、ステップ140で、アイドルFB許可フラグF_IDLEFBが「1」であるか否かを判別する。このアイドルFB許可フラグF_IDLEFBは、アイドルFB制御処理の実行条件が成立しているか否かを表すものであり、図示しない設定処理において、エンジン3の運転状態(例えば、スロットル弁開度TH、エンジン回転数NEおよび車速VPなど)に基づき、アイドルFB制御処理の実行条件が成立しているときには「1」に、実行条件が不成立のときには「0」にそれぞれ設定される。
As shown in the figure, first, at
ステップ140の判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ140の判別結果がYESのときには、アイドルFB制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ141に進み、下式(28)により、積分項の前回値IAINzを算出する。
上式(28)において、ITWは、水温補正項であり、エンジン3の冷却水温度に応じてマップ検索により算出される。また、IXREFは、積分項IAINの学習値であり、後述する手法によって算出される。さらに、IUPは、回転数補正項であり、エンジン回転数NEに応じてマップ検索により算出される。
In the above equation (28), ITW is a water temperature correction term, and is calculated by map search according to the coolant temperature of the
次に、ステップ142で、下式(29)により、回転数偏差DNEを算出する。
次いで、ステップ143に進み、下式(30)により、積分項IAINを算出する。
ステップ143に続くステップ144で、下式(31)により、比例項IPを算出する。
次に、ステップ145で、下式(32)により、微分項IDを算出する。
次いで、ステップ146に進み、フィードバック補正項IFBを算出する。具体的には、下式(33)により、フィードバック補正項IFBを算出し、その算出値にリミット処理を施すことによって、フィードバック補正項IFBが最終的に算出される。
以上のように、フィードバック補正項IFBは、PID制御アルゴリズムを適用した制御アルゴリズムによって、エンジン回転数NEを目標回転数NOBJに収束させるための値として算出される。 As described above, the feedback correction term IFB is calculated as a value for causing the engine speed NE to converge to the target speed NOBJ by a control algorithm to which the PID control algorithm is applied.
次に、ステップ147で、下式(34)により、制御入力ICMDを算出する。
この式(34)において、ILOADは、負荷補正項であり、補機負荷などに応じて算出される。また、KIPA,IPAはそれぞれ、大気圧補正係数および大気圧補正項であり、大気圧PAに応じて算出される。 In this equation (34), ILOAD is a load correction term and is calculated according to the auxiliary machine load and the like. KIPA and IPA are an atmospheric pressure correction coefficient and an atmospheric pressure correction term, respectively, and are calculated according to the atmospheric pressure PA.
ステップ147に続くステップ148で、学習値算出許可フラグF_IXREFが「1」であるか否かを判別する。この学習値算出許可フラグF_IXREFは、積分項の学習値IXREFの算出条件が成立しているか否かを表すものであり、図示しない設定処理において、エンジン3の運転状態(例えば、スロットル弁開度TH、エンジン回転数NEおよび車速VPなど)に基づき、学習値IXREFの算出条件が成立しているときには「1」に、算出条件が不成立のときには「0」にそれぞれ設定される。
In
ステップ148の判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ148の判別結果がYESのときには、学習値IXREFを算出すべきであると判定して、ステップ149に進み、学習値IXREF(フィードバック補正量)を算出する。具体的には、下式(35)に示す加重平均演算によって、学習値IXREFを算出し、その算出値にリミット処理を施すことにより、学習値IXREFが最終的に算出される。
この式(35)において、CB1は、重み係数であり、0<CB1<1が成立するような所定値に設定されている。また、IXREFzは、学習値IXREFの前回値である。このように、ステップ149で、学習値IXREFを算出した後、本処理を終了する。
In this equation (35), CB1 is a weighting factor and is set to a predetermined value such that 0 <CB1 <1. IXREFz is the previous value of the learning value IXREF. As described above, after the learning value IXREF is calculated in
図22のアイドルFB制御処理において、制御入力ICMDが以上のように算出されると、この制御入力ICMDに対応する制御入力信号がTHアクチュエータ7bに供給される。それにより、制御入力ICMDに含まれているフィードバック補正項IFBの効果によって、エンジン回転数NEが目標回転数NOBJに収束するように、スロットル弁開度THがフィードバック制御される。
In the idle FB control process of FIG. 22, when the control input ICMD is calculated as described above, a control input signal corresponding to the control input ICMD is supplied to the
次に、図23,24を参照しながら、ECU2によって実行される詰まり係数算出処理について説明する。この算出処理は、以下に述べるように、吸気通路6の詰まり度合を表す値として、詰まり係数KCLSを算出するものであり、所定の制御周期(例えば10msec)で実行される。
Next, the clogging coefficient calculation process executed by the
図23に示すように、まず、ステップ160で、算出許可フラグF_KCLSが「1」であるか否かを判別する。この算出許可フラグF_KCLSは、詰まり係数KCLSの算出条件が成立しているか否かを表すものであり、図示しない設定処理において、ブローバイガスのリークの有無などに基づき、詰まり係数KCLSの算出条件が成立しているときには「1」に、算出条件が不成立のときには「0」にそれぞれ設定される。
As shown in FIG. 23, first, in
ステップ160の判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ160の判別結果がYESのときには、詰まり係数KCLSを算出すべきであると判定して、ステップ161に進み、詰まり係数の前回値KCLSzをRAM内に記憶されている詰まり係数KCLSの値に設定する。
When the determination result of
次に、ステップ162,163において、学習値IXREFに応じて、図24に示すマップを検索することにより、スロットル弁開度の基準上限値thmaxおよび基準下限値thminをそれぞれ算出する。同図において、破線で示す基準上限値thmaxは、吸気通路6がスロットル弁7aを制御可能な限界の詰まり状態にあるときの、学習値IXREFに対するスロットル弁開度の値を表している。一方、実線で示す基準下限値thminは、吸気通路6の詰まりが発生していないときの、学習値IXREFに対するスロットル弁開度の値を表している。したがって、吸気通路6の詰まり度合が増大するのに伴い、学習値IXREFに対するスロットル弁開度の値は、基準下限値thminから基準上限値thmax側に向かって変化することになる。
Next, in
また、図24において、IXBASEは、学習値IXREFの所定のしきい値であり、このしきい値IXBASEは、IXREF>IXBASEが成立しているときに、吸気通路6の詰まりが発生していると推定できる値に設定されている。また、THMAX,THMINはそれぞれ、IXREF=IXBASEのときの、基準上限値thmaxおよび基準下限値thminの所定値である。
In FIG. 24, IXBASE is a predetermined threshold value of the learning value IXREF. This threshold value IXBASE indicates that the
ステップ163に続くステップ164で、下式(36)により、スロットル弁開度の暫定値thtmpを算出する。
次いで、ステップ165に進み、下式(37)により、詰まり係数の暫定値kclstmpを算出する。
次に、ステップ166で、下式(38)〜(42)により、詰まり係数KCLSを算出した後、本処理を終了する。
Next, in
上式(38)において、KCLS_Lは下限しきい値を、CREFは所定値をそれぞれ表している。この下限しきい値KCLS_Lは、式(38)による算出結果が値0を下回っているときには、値0に設定される。また、上式(39)のKCLS_Hは上限しきい値を表しており、この上限しきい値KCLS_Hは、式(39)による算出結果が値1を上回っているときには、値1に設定される。式(40)〜(42)から明らかなように、下限しきい値KCLS_Lを下限とし、上限しきい値KCLS_Hを上限とするリミット処理を暫定値kclstmpに施すことによって、詰まり係数KCLSが算出される。
In the above equation (38), KCLS_L represents a lower limit threshold value, and CREF represents a predetermined value. The lower limit threshold value KCLS_L is set to a value of 0 when the calculation result according to the equation (38) is less than the value of 0. Further, KCLS_H in the above equation (39) represents an upper threshold value, and this upper threshold value KCLS_H is set to a
以上のように、本実施形態では、図23に示す手法によって詰まり係数KCLSが算出される。これは、以下の理由による。すなわち、前述したように、アイドルFB制御処理では、制御入力ICMDに含まれるフィードバック補正項IFBが、エンジン回転数NEを目標回転数NOBJに収束させるための値として算出される。その場合、フィードバック補正項IFBに含まれる積分項IAINは、その学習値IXREFを用いて算出されるとともに、この学習値IXREFは、積分項IAINと学習値の前回値IXREFzの加重平均演算によって算出されるので、吸気通路6の詰まりが発生した際、学習値IXREFが増大することになるとともに、詰まり度合が大きいほど、学習値IXREFの増大度合がより大きくなる。したがって、吸気通路6の詰まり度合と相関性の高い学習値IXREFを用いることによって、詰まり係数KCLSを、吸気通路6の詰まり度合を適切に表す値として算出できることになる。この理由により、本実施形態では、図23に示す手法を用いて、詰まり係数KCLSが算出される。
As described above, in this embodiment, the clogging coefficient KCLS is calculated by the method shown in FIG. This is due to the following reason. That is, as described above, in the idle FB control process, the feedback correction term IFB included in the control input ICMD is calculated as a value for converging the engine speed NE to the target speed NOBJ. In this case, the integral term IAIN included in the feedback correction term IFB is calculated using the learning value IXREF, and the learning value IXREF is calculated by a weighted average calculation of the integral term IAIN and the previous value IXREFz of the learning value. Therefore, when the clogging of the
以上のように、本実施形態の吸気パラメータ算出装置1によれば、補正後マップ値KTH_Fが、マップ値KTHを詰まり係数KCLSを含む値KREF・(TH−THREF)2・KCLSで補正することによって算出されるので、補正後マップ値KTH_Fを、吸気通路6の詰まり度合を反映させた値として算出することができる。それにより、吸気通路6の詰まりに起因して、前述した詰まり誤差を生じている場合でも、この詰まり誤差の影響を回避しながら、補正後マップ値KTH_Fを精度よく算出することができる。
As described above, according to the intake
また、通過空気量GAIRTHを算出する際、関数値誤差KTHERRが、モデル式値KTHCALと補正後マップ値KTH_Fとの比として算出されるので、モデル式(6)のモデル化誤差を表すものとして算出される。そして、TH<THBの領域では、そのような関数値誤差KTHERRを用いて、モデルパラメータAがオンボード同定され、オンボード同定されたモデルパラメータAを用いて、補正係数KTHCORが算出されるとともに、その補正係数KTHCORで基本通過空気量GAIRTHNを補正することにより、通過空気量GAIRTHが算出されるので、通過空気量GAIRTHを、モデル式(6)のモデル化誤差と、吸気通路6の詰まりに起因する詰まり誤差とが補正された値として算出することができる。それにより、通過空気量GAIRTHを精度よく算出することができる。
Further, when calculating the passing air amount GAIRTH, the function value error KTHERR is calculated as a ratio of the model formula value KTHCAL and the corrected map value KTH_F, and thus is calculated as representing the modeling error of the model formula (6). Is done. In the region of TH <THB, the model parameter A is identified on-board using such a function value error KTHERR, and the correction coefficient KTHCOR is calculated using the model parameter A identified on-board. Since the passing air amount GAIRTH is calculated by correcting the basic passing air amount GAIRTHN with the correction coefficient KTHCOR, the passing air amount GAIRTH is caused by the modeling error of the model equation (6) and the clogging of the
また、通過空気量GAIRTHの算出式(11),(12)において、大気圧PAに代えて、推定大気圧HPAを用いているので、大気圧PAが変動しやすい条件下でも、大気圧変動の影響を回避しながら、通過空気量GAIRTHを算出することができ、その算出精度をさらに向上させることができる。 In addition, in the calculation formulas (11) and (12) for the passing air amount GAIRTH, the estimated atmospheric pressure HPA is used instead of the atmospheric pressure PA. The passing air amount GAIRTH can be calculated while avoiding the influence, and the calculation accuracy can be further improved.
さらに、モデルパラメータAがオンボード同定されるので、スロットル弁7aにおける経年変化および個体間のばらつきなどに起因して、誤差モデル式(8)が誤差KTHERRCORとスロットル弁開度THとの間の実際の関係から乖離した場合、すなわちモデル化誤差を生じた場合でも、オンボード同定されたモデルパラメータAを用いることによって、そのようなモデル化誤差を迅速に補償でき、誤差モデル式(8)を誤差KTHERRCORとスロットル弁開度THとの実際の関係に迅速に適合させることができる。それにより、補正係数KTHCORによる補正精度を向上させることができ、通過空気量GAIRTHの算出精度をより一層、向上させることができる。
Further, since the model parameter A is identified on-board, the error model equation (8) is an actual value between the error KTHERCOR and the throttle valve opening TH due to the secular change in the
また、モデルパラメータAの同定演算では、スロットル弁開度THの領域ごとに算出した値KTHERRCOR・(TH−THB)2の4つの相加平均値に対して、均等重み付けでの加重平均演算を施すことにより、加重平均値XXYTTLを算出し、領域ごとに算出した値(TH−THB)4の4つの相加平均値に対して、均等重み付けでの加重平均演算を施すことにより、加重平均値XXXXTTLを算出し、前者を後者で除算することにより、モデルパラメータAが算出される。それにより、モデルパラメータAの同定演算中、スロットル弁開度THのサンプリングデータがある領域に偏った状態になったとしても、その領域での演算結果がモデルパラメータAの演算結果に反映される度合を他の領域と同じようにすることができ、モデルパラメータAの演算結果において、高い演算精度を確保することができる。 Further, in the identification calculation of the model parameter A, the weighted average calculation with equal weighting is performed on the four arithmetic average values of the value KTHERCOR · (TH−THB) 2 calculated for each region of the throttle valve opening TH. Thus, the weighted average value XXYTTL is calculated, and the weighted average value XXXTTL is obtained by performing a weighted average operation with equal weighting on the four arithmetic average values of the values (TH-THB) 4 calculated for each region. And the model parameter A is calculated by dividing the former by the latter. Thus, even if the sampling data of the throttle valve opening TH is biased to a certain area during the identification calculation of the model parameter A, the degree to which the calculation result in that area is reflected in the calculation result of the model parameter A Can be made the same as other regions, and high calculation accuracy can be secured in the calculation result of the model parameter A.
さらに、エンジン始動後における車両の総走行距離DISTが所定値DLEARN未満であるときに、大気圧PAに代えて初期推定大気圧HPAiniを用いながら、モデルパラメータAの同定演算が実行され、DIST≧DLEARNのときに、モデルパラメータAの同定演算が禁止される。この場合、エンジン始動後での車両の総走行距離が小さいときには、スロットル弁開度THが低開度域で推移し、TH<THBの状態になる頻度が高いことで、モデルパラメータAの同定演算頻度を高めることができ、その演算精度をさらに向上させることができる。 Further, when the total travel distance DIST of the vehicle after starting the engine is less than the predetermined value DLEARN, the identification calculation of the model parameter A is executed using the initial estimated atmospheric pressure HPAini instead of the atmospheric pressure PA, and DIST ≧ DLEARN In this case, the identification calculation of the model parameter A is prohibited. In this case, when the total mileage of the vehicle after the engine is started is small, the throttle valve opening TH changes in the low opening range, and the frequency of becoming TH <THB is high. The frequency can be increased and the calculation accuracy can be further improved.
これに加えて、開度関数値のモデル式値KTHCALの算出において、大気圧PAに代えて、初期推定大気圧HPAiniが用いられるので、大気圧PAが変化しやすいような条件下でも、関数値誤差KTHERRを精度よく算出することができ、それにより、モデルパラメータAの演算精度をより一層、向上させることができる。以上のようにモデルパラメータAの演算において、高い演算精度を確保できることで、補正係数KTHCORの算出精度すなわち通過空気量GAIRTHの算出精度をさらに向上させることができる。 In addition to this, since the initial estimated atmospheric pressure HPAini is used in place of the atmospheric pressure PA in the calculation of the model value KTHCAL of the opening function value, the function value even under conditions where the atmospheric pressure PA is likely to change. The error KTHERR can be calculated with high accuracy, whereby the calculation accuracy of the model parameter A can be further improved. As described above, the calculation accuracy of the correction coefficient KTHCOR, that is, the calculation accuracy of the passing air amount GAIRTH can be further improved by ensuring high calculation accuracy in the calculation of the model parameter A.
一方、THB≦THの領域では、モデルパラメータAの同定演算が停止されるので、モデル化誤差が発生しない領域での無用な同定演算を回避することができ、演算負荷を低減することができる。 On the other hand, since the identification calculation of the model parameter A is stopped in the region where THB ≦ TH, unnecessary identification calculation in a region where no modeling error occurs can be avoided, and the calculation load can be reduced.
また、吸入空気量GAIRを算出する際、補正係数KAFMERRで基本吸入空気量GAIRNを補正することにより、吸入空気量GAIRが算出され、この補正係数KAFMERRは、THB≦THかつR_P<R_CRITのとき、すなわち前述した第2誤差に起因して、モデル式(6)のモデル化誤差が発生していると推定されるときに、そのモデル化誤差を表す関数値誤差KTHERRと、補正係数の前回値KAFMERRzとの加重平均演算によって算出される。それにより、補正係数KAFMERRを、関数値誤差KTHERRが表すモデル化誤差を反映した値として算出することができ、吸入空気量GAIRを精度よく算出することができる。 Further, when calculating the intake air amount GAIR, the intake air amount GAIR is calculated by correcting the basic intake air amount GAIRN with the correction coefficient KAFMERR. When THB ≦ TH and R_P <R_CRIT, That is, when it is estimated that the modeling error of the model equation (6) occurs due to the second error described above, the function value error KTHERR representing the modeling error and the previous value KAFMERRz of the correction coefficient And a weighted average calculation. Accordingly, the correction coefficient KAFMERR can be calculated as a value reflecting the modeling error represented by the function value error KTHERR, and the intake air amount GAIR can be calculated with high accuracy.
さらに、吸気圧PBAを算出する際、補正項PBAERRCORで基本吸気圧PBANを補正することにより、吸気圧PBAが算出され、この補正項PBAERRCORは、R_CRIT≦R_Pのとき、すなわち前述した第3誤差に起因して、モデル式(6)のモデル化誤差が発生していると推定されるときに、そのモデル化誤差を表す関数値誤差KTHERRを用いて算出されるので、この補正項PBAERRCORを、関数値誤差KTHERRが表すモデル化誤差を反映した値として算出することができ、吸気圧PBAを精度よく算出することができる。 Further, when calculating the intake pressure PBA, the intake pressure PBA is calculated by correcting the basic intake pressure PBAN with the correction term PBAERRRCOR. This correction term PBAERRCOR is calculated when R_CRIT ≦ R_P, that is, the third error described above. Because of this, when it is estimated that the modeling error of the model equation (6) has occurred, it is calculated using the function value error KTHERR representing the modeling error. It can be calculated as a value reflecting the modeling error represented by the value error KTHERR, and the intake pressure PBA can be calculated with high accuracy.
また、以上のように補正された吸気圧PBAおよび吸入空気量GAIRと、前述した補正係数KTHCORとを用いて、推定通過空気量HGAIRTHが算出されるので、この推定通過空気量HGAIRTHの算出精度を向上させることができる。さらに、そのような推定通過空気量HGAIRTHから吸入空気量GAIRを減算した値である空気量偏差DGAIRを用いて、補正項CORHPAが算出され、この補正項CORHPAを用いて、推定大気圧HPAが更新されるので、その算出精度を向上させることができる。これに加えて、そのような推定大気圧HPAを用いて通過空気量GAIRTHが算出されるので、通過空気量GAIRTHの算出精度をさらに向上させることができる。 Further, since the estimated passing air amount HGAIRTH is calculated using the intake pressure PBA and the intake air amount GAIR corrected as described above and the correction coefficient KTHCOR described above, the calculation accuracy of the estimated passing air amount HGAIRTH is increased. Can be improved. Further, the correction term CORHPA is calculated using the air amount deviation DGAIR, which is a value obtained by subtracting the intake air amount GAIR from the estimated passing air amount HGAIRTH, and the estimated atmospheric pressure HPA is updated using the correction term CORHPA. Therefore, the calculation accuracy can be improved. In addition, since the passing air amount GAIRTH is calculated using such estimated atmospheric pressure HPA, the calculation accuracy of the passing air amount GAIRTH can be further improved.
なお、実施形態では、モデルパラメータAの同定演算手法として、図9のステップ51,52で、前述した式(17),(18)により2つの加重平均値XXXXTTL,XXYTTLをそれぞれ算出し、ステップ53で、前述した式(19)により、モデルパラメータAを算出する手法を用いたが、これに代えて、以下の同定演算手法を用いてもよい。
In the embodiment, as the identification calculation method of the model parameter A, two weighted average values XXXTTL and XXYTTL are calculated by the above-described equations (17) and (18) in
すなわち、ステップ51,52で、前述した式(17),(18)に代えて、下式(43),(44)を用いて、2つの加重平均値XXXXTTL,XXYTTLをそれぞれ算出した後、ステップ53で前述した式(19)により、モデルパラメータAを算出するように構成してもよい。
上式(43),(44)のKG1〜KG4は、重み係数であり、KG1>KG2>KG3>KG4が成立し、かつKG1+KG2+KG3+KG4=1が成立するように設定される。上式(43)を参照すると明らかなように、加重平均値XXXXTTLは、4つの領域における値(TH−THB)4の相加平均値に対して、加重平均演算を施すことにより算出されるとともに、その重み係数KG1〜KG4は、スロットル弁開度THが小さい領域ほど、より大きな値に設定されている。また、加重平均値XXYTTLも、4つの領域における値KTHERRCOR・(TH−THB)2の相加平均値に対して、加重平均演算を施すことにより算出されるとともに、その重み係数KG1〜KG4は、加重平均値XXXXTTLと同じ値に設定されている。 KG1 to KG4 in the above equations (43) and (44) are weighting factors, and are set so that KG1>KG2>KG3> KG4 is satisfied and KG1 + KG2 + KG3 + KG4 = 1 is satisfied. As is apparent from the above equation (43), the weighted average value XXXTTL is calculated by performing a weighted average operation on the arithmetic average value of the values (TH-THB) 4 in the four regions. The weight coefficients KG1 to KG4 are set to larger values as the throttle valve opening TH is smaller. The weighted average value XXYTTL is also calculated by performing a weighted average operation on the arithmetic average value of the values KTHERCOR · (TH-THB) 2 in the four regions, and the weighting coefficients KG1 to KG4 are: It is set to the same value as the weighted average value XXXTTL.
この場合、関数値誤差KTHERRは、前述したように、標準品(基準品)に対するスロットル弁7aの開口面積のずれに起因して発生するものであり、そのずれの影響度合は、スロットル弁開度THが小さいほど、より大きくなる。したがって、4つの重み係数KG1〜KG4を上記のように設定することによって、そのようなずれの影響度合を反映させながら、モデルパラメータAを同定することができ、それにより、補正係数KTHCORの算出精度を向上させることができる。なお、上記重み係数KG1〜KG4は、これらのうちのいずかが互いに同じ値になるように設定してもよい。
In this case, as described above, the function value error KTHERR is caused by the deviation of the opening area of the
また、実施形態は、誤差モデル式として、Y=A・X2の形式のものを用いた例であるが、本発明の誤差モデル式はこれに限らず、Y=a・X2+b・X+cの形式のものや、Y=a・X+bの形式のものを用いてもよい。なお、これらの形式の誤差モデル式を用いた場合、実施形態の誤差モデル式(8)を用いた場合と比較すると、演算精度の向上と演算負荷の低減とを両立させる観点からは、実施形態の誤差モデル式(8)を用いた場合の方が優れている。 The embodiment is an example in which an error model equation of the form Y = A · X 2 is used, but the error model equation of the present invention is not limited to this, and Y = a · X 2 + b · X + c. Or Y = a · X + b may be used. Note that when these types of error model expressions are used, compared to the case where the error model expression (8) of the embodiment is used, from the viewpoint of achieving both improvement in calculation accuracy and reduction in calculation load, the embodiment The error model equation (8) is better.
さらに、実施形態は、モデルパラメータAの同定演算を、エンジン始動後の車両の総走行距離DISTが所定値DLEARN未満であるときに実行した例であるが、本発明のモデルパラメータAの同定演算の実行条件はこれに限らず、モデルパラメータAを精度よく同定できる条件であればよい。例えば、始動後のエンジン3の運転時間が所定時間が経過していないことを、モデルパラメータAの同定演算の実行条件としてもよい。
Furthermore, the embodiment is an example in which the identification calculation of the model parameter A is executed when the total travel distance DIST of the vehicle after starting the engine is less than the predetermined value DLEARN. The execution condition is not limited to this, and any condition may be used as long as the model parameter A can be accurately identified. For example, it may be determined that the operation time of the
また、実施形態は、詰まり度合値として、詰まり係数KCLSを用いた例であるが、本発明の詰まり度合値はこれに限らず、吸気通路の詰まり度合を表す値であればよい。例えば、詰まり度合値として、詰まり係数KCLSの逆数(1/KCLS)を用いてもよく、その場合には、マップ値KTHと値KREF・(TH−THREF)2の積をこの逆数(1/KCLS)で除算することにより、補正後マップ値KTH_Fを算出すればよい。 The embodiment is an example in which the clogging coefficient KCLS is used as the clogging degree value. However, the clogging degree value of the present invention is not limited to this and may be a value representing the clogging degree of the intake passage. For example, the reciprocal number (1 / KCLS) of the clogging coefficient KCLS may be used as the clogging degree value. In this case, the product of the map value KTH and the value KREF · (TH−THREF) 2 is the reciprocal number (1 / KCLS). ) To calculate the corrected map value KTH_F.
さらに、実施形態は、フィードバック補正量として、積分項の学習値IXREFを用いた例であるが、本発明のフィードバック補正量はこれに限らず、吸気絞り弁の開度をフィードバック制御するための値であればよい。例えば、フィードバック補正量として、積分項IAINやフィードバック補正項IFBを用いてもよく、その場合には、図24の横軸の学習値IXREFを積分項IAINまたはフィードバック補正項IFBに置き換えたマップを用いて、基準上限値thmaxおよび基準下限値thminを算出するように構成すればよい。このように構成した場合でも、吸気通路6の詰まり度合が増大すると、それに伴って、積分項IAINまたはフィードバック補正項IFBが増大するので、実施形態と同じ効果を得ることができる。
Furthermore, the embodiment is an example in which the learning value IXREF of the integral term is used as the feedback correction amount, but the feedback correction amount of the present invention is not limited to this, and is a value for feedback control of the opening degree of the intake throttle valve. If it is. For example, the integral term IAIN or the feedback correction term IFB may be used as the feedback correction amount. In this case, a map in which the learning value IXREF on the horizontal axis in FIG. 24 is replaced with the integral term IAIN or the feedback correction term IFB is used. Thus, the reference upper limit value thmax and the reference lower limit value thmin may be calculated. Even in such a configuration, when the degree of clogging of the
一方、実施形態は、相関関係モデルとして、図2のマップを用いた例であるが、本発明の相関関係モデルはこれに限らず、吸気絞り弁の開度と開度関数値との相関関係を表すものであればよい。例えば、吸気絞り弁の開度と開度関数値との相関関係を定義した数式を、オフライン同定により決定し、そのような数式を相関関係モデルとして用いてもよい。 On the other hand, the embodiment is an example using the map of FIG. 2 as the correlation model, but the correlation model of the present invention is not limited to this, and the correlation between the opening of the intake throttle valve and the opening function value. As long as it represents. For example, a mathematical expression defining the correlation between the opening of the intake throttle valve and the opening function value may be determined by offline identification, and such a mathematical expression may be used as the correlation model.
また、実施形態は、吸気絞り弁としてスロットル弁7aを用いた例であるが、本発明の吸気絞り弁はこれに限らず、吸気通路に設けられ、吸気絞り弁を通過する空気量を変更可能な弁であればよい。
The embodiment is an example in which the
1 吸気パラメータ算出装置
2 ECU(基本吸気パラメータ算出手段、第1開度関数値算出手段、第2開度関数 値算出手段、詰まり度合値算出手段、補正後第2開度関数値算出手段、補正値算 出手段、吸気パラメータ算出手段)
3 内燃機関
6 吸気通路
7a スロットル弁(吸気絞り弁)
NE 回転数
NOBJ 目標回転数
PA 大気圧(上流側圧力)
TH スロットル弁の開度(吸気絞り弁の開度)
KTHCAL 開度関数値のモデル式値(第1開度関数値)
KTH 開度関数値のマップ値(第2開度関数値)
IXREF 積分項の学習値(フィードバック補正量)
KCLS 詰まり係数(詰まり度合値)
KTH_F 補正後マップ値(補正後第2開度関数値)
KTHERR 関数値誤差(関数値比)
GAIRTH 通過空気量(吸気パラメータ)
GAIRTHN 基本通過空気量(基本吸気パラメータ)
KTHCOR 補正係数(補正値)
A モデルパラメータ
GAIR 吸入空気量(吸気パラメータ)
GAIRN 基本吸入空気量(基本吸気パラメータ)
KAFMERR 補正係数(補正値)
PBA 吸気圧(吸気パラメータ、下流側圧力)
PBAN 基本吸気圧(基本吸気パラメータ)
PBAERRCOR 補正項(補正値)
1 Intake
3
NE speed
NOBJ target speed
PA atmospheric pressure (upstream pressure)
TH Opening of throttle valve (opening of intake throttle valve)
Model value of KTHCAL opening function value (first opening function value)
KTH Opening function value map value (second opening function value)
IXREF Learning value of integral term (feedback correction amount)
KCLS Clogging factor (clogging degree value)
KTH_F Corrected map value (corrected second opening function value)
KTHERR function value error (function value ratio)
GAIRTH Passing air volume (intake parameter)
GAIRTHN Basic passing air volume (Basic intake parameters)
KTHCOR correction coefficient (correction value)
A Model parameters
GAIR intake air volume (intake parameters)
GAIRN Basic intake air volume (Basic intake parameters)
KAFMERR correction coefficient (correction value)
PBA intake pressure (intake parameters, downstream pressure)
PBAN Basic intake pressure (Basic intake parameters)
PBAERRCOR correction term (correction value)
Claims (1)
前記吸気パラメータの基本値として基本吸気パラメータを算出する基本吸気パラメータ算出手段と、
所定のモデリング手法によって導出された、前記吸気絞り弁の上流側おける前記吸気通路内の圧力である上流側圧力と、前記吸気絞り弁の下流側における前記吸気通路内の圧力である下流側圧力と、前記吸気絞り弁の開度によって定まる開度関数値と、前記通過空気量との関係を定義したモデル式を用いて、当該開度関数値の第1の算出値として第1開度関数値を算出する第1開度関数値算出手段と、
前記吸気絞り弁の開度と前記開度関数値との相関関係を表す相関関係モデルを用いて、前記開度関数値の第2の算出値として第2開度関数値を算出する第2開度関数値算出手段と、
前記吸気絞り弁の開度をフィードバック制御するためのフィードバック補正量に応じて、前記吸気通路の詰まり度合を表す詰まり度合値を算出する詰まり度合値算出手段と、
当該算出された詰まり度合値を用いて、前記算出された第2開度関数値を補正することにより、補正後第2開度関数値を算出する補正後第2開度関数値算出手段と、
前記算出された第1開度関数値および前記算出された補正後第2開度関数値の一方と他方との比である関数値比を用いて、補正値を算出する補正値算出手段と、
当該算出された補正値で前記基本吸気パラメータを補正することにより、前記吸気パラメータを算出する吸気パラメータ算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の吸気パラメータ算出装置。 The amount of air passing through the intake throttle valve is changed by the intake throttle valve provided in the intake passage as the passing air amount, and the intake throttle valve of the intake throttle valve is converged to the target rotational speed so as to converge to the target rotational speed. In an internal combustion engine whose opening degree is feedback-controlled, an intake air parameter calculation device for an internal combustion engine that calculates an intake air parameter representing a state of air in the intake passage,
Basic intake parameter calculation means for calculating a basic intake parameter as a basic value of the intake parameter;
An upstream pressure, which is a pressure in the intake passage on the upstream side of the intake throttle valve, and a downstream pressure, which is a pressure in the intake passage on the downstream side of the intake throttle valve, derived by a predetermined modeling method; A first opening function value as a first calculated value of the opening function value using a model formula that defines a relationship between the opening function value determined by the opening of the intake throttle valve and the passing air amount First opening function value calculating means for calculating
A second opening function value for calculating a second opening function value as a second calculated value of the opening function value using a correlation model representing a correlation between the opening degree of the intake throttle valve and the opening function value. Degree function value calculating means,
A clogging degree value calculating means for calculating a clogging degree value representing the clogging degree of the intake passage according to a feedback correction amount for feedback control of the opening degree of the intake throttle valve;
A corrected second opening degree function value calculating means for calculating a corrected second opening degree function value by correcting the calculated second opening degree function value using the calculated clogging degree value;
Correction value calculation means for calculating a correction value using a function value ratio that is a ratio between one of the calculated first opening function value and the calculated second opening function value after correction;
An intake parameter calculating means for calculating the intake parameter by correcting the basic intake parameter with the calculated correction value;
An intake parameter calculation device for an internal combustion engine, comprising:
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