JP5888709B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明するが、各図において、同一または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、本発明に係る内燃機関の制御装置は、過給機付きエンジン制御システムにおける圧縮機とスロットルとの間のスロットル上流圧を精度良く推定して内燃機関を制御するものである。以下の実施の形態では、過給機としてターボチャージャーを用いたエンジン制御システムを例に挙げて説明する。
Qcmp(n) :圧縮機吸入空気量[g/s]の1行程間の平均値
Qa(n) :AFS吸入空気量[g/s]の1行程間の平均値
Qth(n) :スロットル吸入空気量[g/s]の1行程間の平均値
Qc(n) :シリンダ吸入空気量[g/s]の1行程間の平均値
ΔT(n) :1行程間の時間[s]
V2u :I/C上流容積(圧縮機〜I/Cの容積)[m^3]
V2d :I/C下流容積(I/C〜スロットルバルブの容積)[m^3]
Vb :インマニ容積(スロットルバルブ〜吸気バルブの容積)[m^3]
Vc :1気筒当りのシリンダ行程容積[m^3]
Pa(n) :大気圧[kPa]の1行程間の平均値
P2(n) :スロットル上流圧(推定値)[kPa]
Pb(n) :インマニ圧[kPa]の1行程間の平均値
Ta(n) :吸気温[K]の1行程間の平均値
T2u(n) :I/C上流温[K]の1行程間の平均値
T2d(n) :I/C下流温[K]の1行程間の平均値
Tb(n) :インマニ温[K]の1行程間の平均値
ρa(n) :大気密度[g/m^3]の1行程間の平均値
ρ2u(n) :I/C上流密度[g/m^3]の1行程間の平均値
ρ2d(n) :I/C下流密度[g/m^3]の1行程間の平均値
ρb(n) :インマニ密度[g/m^3]の1行程間の平均値
ここで、スロットル上流圧は計測していないので、スロットル上流圧P2の推定値が算出されていることを前提として、シリンダ8に入るシリンダ吸入空気量Qc、スロットルバルブ4を通過するスロットル吸入空気量Qthを算出する吸気系の物理モデルについて説明する。
Claims (8)
- 内燃機関の吸気系に設けられたスロットルバルブと、
前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出部と、
前記スロットルバルブの上流の前記吸気系に設けられた圧縮機を有する過給機と、
前記過給機の駆動状態を制御して圧縮機下流かつスロットルバルブ上流の過給部の圧力であるスロットル上流圧を制御するスロットル上流圧制御部と、
前記圧縮機の上流に設けられ、吸入空気量を検出する吸入空気量検出部と、
前記スロットルバルブ下流のインマニ部の圧力をインマニ圧として検出するインマニ圧検出部と、
前記インマニ部の温度をインマニ温として検出するインマニ温検出部と、
前記インマニ圧と前記インマニ温とから前記インマニ部の密度をインマニ密度として算出し、前記吸入空気量と前回の平均密度と前記インマニ密度とに基づいて前記過給部と前記インマニ部とを合わせた領域の平均密度を算出し、前記インマニ圧と前記平均密度とに基づいて前記スロットル上流圧を推定してスロットル上流圧推定値として出力するスロットル上流圧推定部と
を備えた内燃機関の制御装置。 - 前記過給部内に設けられ、前記過給部内の温度を低下させるためのインタークーラー
をさらに備え、
前記スロットル上流圧推定部は、
前記インマニ温に基づいて前記過給部内のインタークーラー下流の温度を推定するインタークーラー下流温度推定部を有し、前記インマニ圧と前記平均密度と前記インタークーラー下流温度とに基づいて前記スロットル上流圧を推定する
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記過給機は、前記内燃機関の排気系に設けられたタービンと、前記タービンと一体に回転する前記圧縮機とから構成される、ターボチャージャーであり、
前記スロットル上流圧制御部は、前記タービンを迂回するバイパス通路に設けられたウェイストゲートバルブを操作することにより、前記スロットル上流圧を制御する
請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記ウェイストゲートバルブは電動モータにより駆動される
請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - ドライバーのアクセル操作量を検出するアクセル開度検出部と、
前記アクセル操作量に基づいて前記スロットルバルブを通過させる目標吸入空気量を算出し、前記目標吸入空気量と前記インマニ圧と前記スロットル上流圧推定値と前記吸入空気量とに基づいて、前記スロットルバルブを制御するスロットルバルブ制御部と、
前記スロットルバルブの実スロットル開度を検出するスロットル開度検出部と
をさらに備え、
前記スロットルバルブ制御部は、
測定により得られた予め適合されたスロットル開度と有効開口面積との関係マップを記憶する関係マップ記憶部と、
前記インマニ圧と前記スロットル上流圧推定値と前記吸入空気量とに基づいて前記スロットルバルブの実有効開口面積を算出する実有効開口面積算出部と、
検出された前記実スロットル開度と算出された前記実有効開口面積とに基づいて、前記関係マップを学習補正するスロットル開度学習部と、
前記目標吸入空気量と前記インマニ圧と前記スロットル上流圧推定値とに基づいて前記スロットルバルブの目標有効開口面積を算出する目標有効開口面積算出部と、
前記学習補正された前記関係マップに基づいて、前記目標有効開口面積から目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出部と
を有する
請求項1から4までのいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記スロットル上流圧推定部は、
前記実スロットル開度と前記実有効開口面積との関係と前記学習補正された前記関係マップとの間の誤差及び前記誤差のばらつきを算出するばらつき算出部と、
前記誤差のばらつきが予め設定された第1範囲以内であるかどうかを判定するばらつき範囲判定部と、
前記実スロットル開度と前記実有効開口面積との前記関係が、前記関係マップを基準として予め設定された第2範囲以内であるかどうかを判定する関係範囲判定部と、
前記実スロットル開度と前記実有効開口面積の前記関係が前記第2範囲外で、かつ、前記誤差のばらつきが前記第1範囲外であった場合に、前記スロットル上流圧推定値を補正するスロットル上流圧補正部と
を有する
請求項5に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記ばらつき算出部にて算出される前記誤差は、
前記学習補正された前記関係マップに基づいて算出される前記実有効開口面積に対する学習補正されたスロットル開度と、前記実スロットル開度との、偏差として算出される、スロットル開度誤差であり、
前記ばらつき算出部にて算出される前記誤差のばらつきは、
前記スロットル開度誤差の分散又は標準偏差である
請求項6に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記スロットル上流圧補正部は、
前記実有効開口面積に対する前記実スロットル開度が予め定められたスロットル開度学習上限値よりも大きいときには、前記スロットル上流圧推定値を減少側に更新し、
前記実有効開口面積に対する前記実スロットル開度が予め定められたスロットル開度学習下限値よりも小さいときには、前記スロットル上流圧推定値を増加側に更新する
請求項6または7に記載の内燃機関の制御装置。
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