JP5616274B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents
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Description
(b) 制御対象の動特性が急変する場合(運転条件の変化による排ガスボリューム変化、エタノール混合燃料の使用等)
(c) 酸素センサ52の不感帯域(空燃比が変化しても酸素センサ52の出力がほとんど変化しない領域)にある場合
28…エンジン 30…吸気管
32…排気管 38…スロットル弁
40…燃料噴射弁 44…スロットルセンサ
48…PBセンサ 50…触媒装置
52…酸素センサ 62…ECU
100…空燃比制御部 102…予測器
104…第1スライディングモード制御部
106…同定器 108…空燃比基準値算出部
110…LAFセンサ 116…基本燃料噴射量算出部
118…基本燃料噴射マップ 118a…第1基本燃料噴射マップ
118b…第2基本燃料噴射マップ 122…適応モデル修正器
124…第2スライディングモード制御部
126…制御部 128…切換部
140…選択用マップ 142…マップ選択部
144…フィルタ処理部 146…予測精度判定部
148a…第1補正量演算部 148b…第2補正量演算部
150a…第1補正係数演算部 150b…第2補正係数演算部
152…重み付け部 154…スライディングモード制御部
Claims (17)
- 少なくともエンジン回転数、スロットル開度、吸入空気圧のパラメータに基づいてエンジン(28)に対する燃料噴射量を定める基本燃料噴射マップ(118)と、
エンジン(28)の排気管(32)に設置された触媒(50)の下流に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段(52)と、
前記触媒(50)の下流側の空燃比を予測する空燃比予測手段(102)と、
前記空燃比予測手段(102)からの予測空燃比に基づいて前記燃料噴射量に対する補正係数(DKO2OP)を決定する補正係数算出手段(104)と、を具備する空燃比制御装置であって、
前記空燃比予測手段(102)は、少なくとも前記空燃比検出手段(52)からの実空燃比(SVO2)及び前記補正係数(DKO2OP)の履歴に基づいて前記予測空燃比(DVPRE)を算出し、
前記実空燃比(SVO2)とその実空燃比に対応する過去予測した前記予測空燃比(DVPRE)との偏差を予測誤差(ERPRE)とし、これをゼロにするように前記補正係数(DKO2OP)に対して第2の補正係数(KTIMB)を重畳する適応モデル修正手段(122)を有することを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項1記載の空燃比制御装置において、
少なくとも前記補正係数算出手段(104)及び前記適応モデル修正手段(122)を制御する制御部(126)を有し、
前記適応モデル修正手段(122)は、前記予測誤差(ERPRE)に基づいて予測精度を判定する予測精度判定手段(146)を有し、
前記制御部(126)は、前記予測精度判定手段(146)にて、予測精度の低下が判定された段階で、前記補正係数算出手段(104)による処理を一時停止し、その間、前記適応モデル修正手段(122)の起動周期を短くすることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項2記載の空燃比制御装置において、
前記予測精度判定手段(146)にて、予測精度の低下が判定された段階で、前記空燃比予測手段(102)を使用せずに、前記実空燃比(SVO2)と予め設定された目標値との誤差をゼロにするようにフィードバックすることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項2記載の空燃比制御装置において、
前記制御部(126)は、前記予測精度判定手段(146)にて、予測精度が確保されたと判定された段階で、前記適応モデル修正手段(122)の起動周期を元に戻し、前記補正係数算出手段(104)の一時停止を解除することを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項1記載の空燃比制御装置において、
少なくとも前記補正係数算出手段(104)を制御する制御部(126)を有し、
前記適応モデル修正手段(122)は、前記予測誤差(ERPRE)に基づいて予測精度を判定する予測精度判定手段(146)を有し、
前記制御部(126)は、前記予測精度判定手段(146)にて、予測精度の低下が判定された段階で、前記補正係数算出手段(104)によって、前記実空燃比(SVO2)と予め設定された目標値との誤差をゼロにするようにフィードバックさせることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項1記載の空燃比制御装置において、
少なくとも前記補正係数算出手段(104)及び前記適応モデル修正手段(122)を制御する制御部(126)を有し、
前記制御部(126)は、空燃比フィーバック条件が成立したことを示す信号(Se)の入力に基づいて、予め設定された時間にかけて前記補正係数算出手段(104)による処理を一時停止し、その間、前記適応モデル修正手段(122)の起動周期を短くすることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項6記載の空燃比制御装置において、
空燃比フィーバック条件が成立したことを示す信号(Se)の入力に基づいて、前記空燃比予測手段(102)を使用せずに、前記実空燃比(SVO2)と予め設定された目標値との誤差をゼロにするようにフィードバックすることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項6記載の空燃比制御装置において、
前記制御部(126)は、前記予め設定された時間が経過した段階で、前記適応モデル修正手段(122)の起動周期を元に戻し、前記補正係数算出手段(104)の一時停止を解除することを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項6記載の空燃比制御装置において、
少なくとも前記補正係数算出手段(104)を制御する制御部(126)を有し、
前記制御部(126)は、空燃比フィーバック条件が成立したことを示す信号(Se)の入力に基づいて、予め設定された時間にかけて前記補正係数算出手段(104)によって、前記実空燃比(SVO2)と予め設定された目標値との誤差をゼロにするようにフィードバックさせることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項3又は7記載の空燃比制御装置において、
前記実空燃比(SVO2)と予め設定された目標値との誤差をゼロにするようにフィードバックする専用のフィードバック手段を有することを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項10記載の空燃比制御装置において、
前記フィードバック手段は、スライディングモード制御手段(124)あるいはPID制御手段であることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項2又は6記載の空燃比制御装置において、
前記補正係数算出手段(104)は、前記予測空燃比(DVPRE)の誤差をゼロするように前記補正係数(DKO2OP)をフィードバックするスライディングモード制御手段(104)であって、
前記制御部(126)は、前記スライディングモード制御手段(104)による制御動作を一時停止すると共に、前記スライディングモード制御手段(104)のパラメータを同定する同定器(106)を一時停止することを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項4又は8記載の空燃比制御装置において、
前記補正係数算出手段(104)は、前記予測空燃比(DVPRE)の誤差をゼロするように前記補正係数(DKO2OP)をフィードバックするスライディングモード制御手段(104)であって、
前記制御部(126)は、前記適応モデル修正手段(122)の起動周期を元に戻し、前記スライディングモード制御手段(104)の一時停止を解除し、前記スライディングモード制御手段(104)のパラメータを同定する同定器(106)のパラメータを初期値にリセットすることを特徴とする空燃費制御装置。 - 請求項1記載の空燃比制御装置において、
前記基本燃料噴射マップ(118)は、エンジン回転数とスロットル開度に基づく第1基本燃料噴射マップ(118a)と、エンジン回転数と吸入空気圧に基づく第2基本燃料噴射マップ(118b)とを有し、
さらに、前記第1基本燃料噴射マップ(118a)及び第2基本燃料噴射マップ(118b)のうち、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいて使用する基本燃料噴射マップを選択するマップ選択手段(142)を有し、
前記適応モデル修正手段(122)は、前記マップ選択手段(142)にて前記第1基本燃料噴射マップ(118a)が選択された場合に、一定時間周期に、エンジン回転数とスロットル開度による重み成分を反映させた予測誤差(ERPRE)をゼロにするように予測誤差補正量(θthIJ)をフィードバックし、所定のタイミングにおける前記予測誤差補正量(θthIJ)に基づいて前記第2の補正係数(KTIMB)を求めることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項14記載の空燃比制御装置において、
前記適応モデル修正手段(122)は、
前記一定時間周期に、前記予測誤差(ERPRE)に対して、前記空燃比検出手段(52)の空燃比に対する感度を反映させた第1重み成分(WSO2S)と、エンジン回転数とスロットル開度の変化に対する前記第1基本燃料噴射マップ(118a)の値の変化を反映させた第2重み成分(Wtha)と、前記第1基本燃料噴射マップ(118a)をエンジン回転数とスロットル開度に基づいて区分けされた複数の領域に対応させた第3重み成分(WthIJ)とを重畳させて、前記複数の領域に対応した補正モデル誤差(EwIJ)を得る重み付け手段(152)と、
前記一定時間周期に、前記複数の領域に対応した前記補正モデル誤差(EwIJ)をそれぞれゼロにするように、前記複数の領域に対応した予測誤差補正量(θthIJ)をフィードバックするフィードバック手段(154)と、
前記所定のタイミングにおける前記複数の領域に対応した前記予測誤差補正量(θthIJ)に対して、それぞれ前記複数の領域に対応した第3重み成分(WthIJ)を重畳させて前記複数の領域に対応した修正係数(KTITHIJ)を求め、全ての修正係数を加算して前記第2の補正係数(KTIMB)を求める手段とを有することを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項1記載の空燃比制御装置において、
前記基本燃料噴射マップ(118)は、エンジン回転数とスロットル開度に基づく第1基本燃料噴射マップ(118a)と、エンジン回転数と吸入空気圧に基づく第2基本燃料噴射マップ(118b)とを有し、
さらに、前記第1基本燃料噴射マップ(118a)及び第2基本燃料噴射マップ(118b)のうち、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいて、使用する基本燃料噴射マップを選択するマップ選択手段(142)を有し、
前記適応モデル修正手段(122)は、前記マップ選択手段(142)にて前記第2基本燃料噴射マップ(118b)が選択された場合に、一定時間周期に、エンジン回転数と吸入空気圧による重み成分を反映させた予測誤差をゼロにするように予測誤差補正量をフィードバックし、所定のタイミングにおける前記予測誤差補正量に基づいて前記第2の補正係数(KTIMB)を求めることを特徴とする空燃比制御装置。 - 請求項16記載の空燃比制御装置において、
前記適応モデル修正手段(122)は、
前記一定時間周期に、前記予測誤差(ERPRE)に対して、前記空燃比検出手段(52)の空燃比に対する感度を反映させた第1重み成分と、エンジン回転数と吸入空気量の変化に対する前記第2基本燃料噴射マップ(118b)の値の変化を反映させた第2重み成分と、前記第2基本燃料噴射マップ(118b)をエンジン回転数と吸入空気量に基づいて区分けされた複数の領域に対応させて第3重み成分とを重畳させて、前記複数の領域に対応した補正モデル誤差(EwIJ)を得る重み付け手段(152)と、
前記一定時間周期に、前記複数の領域に対応した前記補正モデル誤差(EwIJ)をそれぞれゼロにするように、前記複数の領域に対応した予測誤差補正量(θthIJ)をフィードバックするフィードバック手段(154)と、
前記所定のタイミングにおける前記複数の領域に対応した前記予測誤差補正量に対して、それぞれ前記複数の領域に対応した第3重み成分を重畳させて前記複数の領域に対応した修正係数を求め、全ての修正係数を加算して前記第2の補正係数(KTIMB)を求める手段とを有することを特徴とする空燃比制御装置。
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