JP7271901B2 - engine controller - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの吸気量を演算するとともに、同吸気量の演算値に基づき燃料噴射量を決定してインジェクタの燃料噴射制御を行うエンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control apparatus that calculates an intake air amount of an engine, determines a fuel injection amount based on the calculated value of the intake air amount, and controls fuel injection of an injector.
気筒内で燃焼する混合気の空燃比(空気に対する燃料の質量比率)を適切に制御するには、エンジンの吸気量を、すなわち気筒内に流入する吸気の質量を正確に把握する必要がある。従来、吸気量の演算方式として、マスフロー方式、スピードデンシティ方式、及びスロットルスピード方式の3つの方式が知られている。マスフロー方式では、吸気通路におけるスロットルバルブよりも上流側の部分に設置されたエアフローメータにより検出した吸気流量から吸気量を演算する。スピードデンシティ方式では、吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流側の部分に設置された吸気管圧力センサにより吸気管圧力を検出するとともに、その吸気管圧力とエンジン回転数とに基づき推定した吸気流量から吸気量を演算する。さらに、スロットルスピード方式では、スロットル開度とエンジン回転数とに基づき推定した吸気流量から吸気量を演算する。 In order to appropriately control the air-fuel ratio (mass ratio of fuel to air) of the air-fuel mixture combusted in the cylinder, it is necessary to accurately grasp the intake air amount of the engine, that is, the mass of the intake air flowing into the cylinder. Conventionally, there are three known methods for calculating the amount of intake air: a mass flow method, a speed density method, and a throttle speed method. In the mass flow method, the amount of intake air is calculated from the amount of intake air detected by an air flow meter installed in the intake passage upstream of the throttle valve. In the speed density method, the intake pipe pressure is detected by an intake pipe pressure sensor installed downstream of the throttle valve in the intake passage. Calculate quantity. Further, in the throttle speed method, the intake air amount is calculated from the intake air flow rate estimated based on the throttle opening and the engine speed.
通常は、これら3つの演算方式の中でマスフロー方式が、エンジンの定常運転時の吸気量を最も精度良く演算することができる。ただし、エンジンの各気筒は、吸気弁の開閉に応じて間欠的に吸気を吸入しているため、吸気通路の吸気の流れは脈動を伴ったものとなる。そしてそうした吸気脈動の影響は、エアフローメータの検出値にも表れるため、吸気脈動の大きいエンジンの運転領域では、マスフロー方式よりもスピードデンシティ方式やスロットルスピード方式の方が高い精度で吸気量を演算できる場合がある。これに対して従来、特許文献1に見られるように、吸気脈動が小さいときにはマスフロー方式により吸気量を演算し、吸気脈動が大きいときにはスピードデンシティ方式又はスロットルスピード方式により吸気量を演算するように、吸気脈動の大小に応じて演算方式を切り替えつつ吸気量を演算するエンジン制御装置が提案されている。
Normally, among these three calculation methods, the mass flow method can calculate the intake air amount during steady engine operation with the highest accuracy. However, since each cylinder of the engine intermittently draws in air according to the opening and closing of the intake valve, the flow of the intake air in the intake passage is accompanied by pulsation. Since the influence of intake pulsation also appears in the airflow meter detection value, the speed density method and throttle speed method can calculate the intake air amount with higher accuracy than the mass flow method in the operating range of the engine where the intake pulsation is large. Sometimes. Conventionally, as seen in
スピードデンシティ方式及びスロットルスピード方式では、推定した吸気流量から吸気量を演算しているため、吸気流量の推定に誤差があると、その演算値にも誤差が生じてしまう。上記従来のエンジン制御装置では、吸気脈動が大きくなったときにそうした誤差が生じていると、空燃比が目標とする値から乖離してエンジンの排気性能の低下を招く虞がある。 In the speed density method and the throttle speed method, since the intake air amount is calculated from the estimated intake air flow rate, if there is an error in the estimation of the intake air flow rate, the calculated value will also have an error. In the above-described conventional engine control system, if such an error occurs when intake pulsation becomes large, the air-fuel ratio may deviate from a target value, resulting in deterioration of exhaust performance of the engine.
上記課題を解決するエンジン制御装置は、エンジンの吸気量を演算するとともに、同吸気量の演算値に基づき燃料噴射量を決定してインジェクタの燃料噴射制御を行うエンジン制御装置において、エアフローメータの吸気流量の検出値に基づいて吸気量を演算する第1吸気量演算処理と、前記吸気流量の検出値を用いずに、吸気管圧力及びスロットル開度のうちのいずれか一方に基づいて前記吸気量を演算する第2吸気量演算処理と、規定の期間における前記吸気流量の検出値の最大値から最小値を引いた差を、前記規定の期間における前記吸気流量の検出値の平均値で割った商を脈動率とし、前記脈動率の値が予め定められた脈動判定値以上である状態を前記エンジンの吸気通路内の吸気脈動が大きい状態としたとき、前記吸気脈動が大きい状態にあるか否かを判定する脈動判定処理と、エンジン回転数、吸気管圧力、大気圧、吸気温、及びエンジン水温の中から選ばれる1以上の状態量とシフト補正量との関係が予め定められている複数の演算マップを用いて、前記状態量から前記シフト補正量を演算するシフト補正量演算処理と、前記第1吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第1吸気量とするとともに、前記第2吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第2吸気量としたとき、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときに前記第1吸気量に対する前記第2吸気量の差から前記シフト補正量を引いた値に近づくように偏差量学習値の値を更新する学習処理と、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときには前記第1吸気量を前記吸気量の演算値として設定するとともに、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にあると判定されているときには前記第2吸気量、前記偏差量学習値及び前記シフト補正量を合計した値を前記吸気量の演算値として設定する演算方式切替処理と、排気の一部を吸気中に再循環する排気再循環機構による排気の再循環量を把握できなくなった状態を前記排気再循環機構に異常が発生した状態としたとき、前記排気再循環機構の異常の有無を判定する異常判定処理と、前記スロットル開度の制御範囲の上限値を設定する処理であって、前記異常判定処理において前記排気再循環機構に異常があると判定されている場合には同異常がないと判定されている場合よりも、前記上限値に小さい値を設定するスロットル開度制限処理と、を行い、前記シフト補正量演算処理では、前記再循環量が規定の判定値以上である場合には、複数の前記演算マップの中から前記再循環量が前記判定値以上である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択し、前記再循環量が前記判定値未満である場合には、複数の前記演算マップの中から前記再循環量が前記判定値未満である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択するエンジン制御装置である。 An engine control device for solving the above problems is an engine control device that calculates an intake air amount of an engine, determines a fuel injection amount based on the calculated value of the intake air amount, and controls fuel injection of an injector. a first intake air amount calculation process for calculating the intake air amount based on the detected value of the flow rate; and the difference obtained by subtracting the minimum value from the maximum detected value of the inspiratory flow rate in a specified period is divided by the average value of the detected inspiratory flow rate in the specified period If the quotient is a pulsation rate, and a state in which the value of the pulsation rate is equal to or greater than a predetermined pulsation determination value is defined as a state in which the intake air pulsation in the intake passage of the engine is large, whether or not the intake air pulsation is large. a pulsation determination process for determining whether the shift correction amount and one or more state variables selected from engine speed, intake pipe pressure, atmospheric pressure, intake air temperature, and engine water temperature are predetermined; Using the calculation map, the shift correction amount calculation process for calculating the shift correction amount from the state quantity and the calculation value of the intake air amount by the first intake air amount calculation process are set as the first intake air amount, and the first intake air amount is calculated. Assuming that the calculated value of the intake air amount in the second intake air amount calculation process is the second intake air amount, the second intake air amount with respect to the first intake air amount is calculated when it is determined in the pulsation determination process that the intake pulsation is not large. a learning process for updating the value of the deviation amount learning value so as to approach a value obtained by subtracting the shift correction amount from the difference in intake air; A first intake air amount is set as a calculated value of the intake air amount, and when it is determined in the pulsation determining process that the intake pulsation is large, the second intake air amount, the deviation amount learning value, and the shift correction are performed. A calculation method switching process for setting a value obtained by summing the intake air amount as a calculated value of the intake air amount, and a state in which the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation mechanism that recirculates part of the exhaust gas into the intake air cannot be grasped is described above. Abnormality determination processing for determining whether or not there is an abnormality in the exhaust gas recirculation mechanism when an abnormality has occurred in the exhaust gas recirculation mechanism, and processing for setting an upper limit value of the control range of the throttle opening, Throttle opening limit processing for setting the upper limit to a smaller value when it is determined that there is an abnormality in the exhaust gas recirculation mechanism in the abnormality determination process than when it is determined that there is no abnormality; and in the shift correction amount calculation process , when the recirculation amount is equal to or greater than a prescribed judgment value, the state in which the recirculation amount is equal to or greater than the judgment value is selected from among the plurality of calculation maps. The calculation map having a predetermined relationship between the amount and the shift correction amount is selected, and when the recirculation amount is less than the determination value, the recirculation amount is selected from among the plurality of calculation maps. The engine control device selects the calculation map in which the relationship between the state quantity and the shift correction amount when the shift correction amount is less than the determination value is determined in advance.
また、上記課題を解決するエンジン制御装置は、エンジンの吸気量を演算するとともに、同吸気量の演算値に基づき燃料噴射量を決定してインジェクタの燃料噴射制御を行うエンジン制御装置において、エアフローメータの吸気流量の検出値に基づいて吸気量を演算する第1吸気量演算処理と、前記吸気流量の検出値を用いずに、吸気管圧力及びスロットル開度のうちのいずれか一方に基づいて前記吸気量を演算する第2吸気量演算処理と、規定の期間における前記吸気流量の検出値の最大値から最小値を引いた差を、前記規定の期間における前記吸気流量の検出値の平均値で割った商を脈動率とし、前記脈動率の値が予め定められた脈動判定値以上である状態を前記エンジンの吸気通路内の吸気脈動が大きい状態としたとき、前記吸気脈動が大きい状態にあるか否かを判定する脈動判定処理と、エンジン回転数、吸気管圧力、大気圧、吸気温、及びエンジン水温の中から選ばれる1以上の状態量とシフト補正量との関係が予め定められている複数の演算マップを用いて、前記状態量から前記シフト補正量を演算するシフト補正量演算処理と、前記第1吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第1吸気量とするとともに、前記第2吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第2吸気量としたとき、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときに前記第1吸気量に対する前記第2吸気量の差から前記シフト補正量を引いた値に近づくように偏差量学習値の値を更新する学習処理と、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときには前記第1吸気量を前記吸気量の演算値として設定するとともに、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にあると判定されているときには前記第2吸気量、前記偏差量学習値及び前記シフト補正量を合計した値を前記吸気量の演算値として設定する演算方式切替処理と、吸気弁のバルブタイミングを可変とする可変動弁機構によるバルブタイミング進角量を把握できなくなった状態を前記可変動弁機構に異常が発生した状態としたとき、前記可変動弁機構の異常の有無を判定する異常判定処理と、前記スロットル開度の制御範囲の上限値を設定する処理であって、前記異常判定処理において前記可変動弁機構に異常があると判定されている場合には同異常がないと判定されている場合よりも、前記上限値に小さい値を設定するスロットル開度制限処理と、を行い、前記シフト補正量演算処理では、前記バルブタイミング進角量が規定の判定値以上である場合には、複数の前記演算マップの中から前記バルブタイミング進角量が前記判定値以上である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択し、前記バルブタイミング進角量が前記判定値未満である場合には、複数の前記演算マップの中から前記バルブタイミング進角量が前記判定値未満である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択するエンジン制御装置である。 Further, an engine control device for solving the above problems is an engine control device that calculates an intake air amount of the engine, determines a fuel injection amount based on the calculated value of the intake air amount, and controls the fuel injection of the injector, and includes an air flow meter a first intake air amount calculation process for calculating an intake air amount based on the detected value of the intake air flow rate; and without using the detected value of the intake air flow rate, the A second intake air amount calculation process for calculating an intake air amount, and the difference obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the detected intake air flow rate during a specified period is the average value of the detected intake flow rates during the specified period. The divided quotient is defined as a pulsation rate, and when a state in which the value of the pulsation rate is equal to or greater than a predetermined pulsation determination value is defined as a state in which the intake air pulsation in the intake passage of the engine is large, the intake air pulsation is large. A pulsation determination process for determining whether the A shift correction amount calculation process for calculating the shift correction amount from the state quantity using a plurality of calculation maps, and a calculated value of the intake air amount by the first intake air amount calculation process is set as a first intake air amount, When the calculated value of the intake air amount obtained by the second intake air amount calculation process is the second intake air amount, when it is determined in the pulsation determination process that the intake pulsation is not large, the above-mentioned a learning process for updating the value of the deviation amount learning value so as to approach a value obtained by subtracting the shift correction amount from the difference in the second intake air amount; Sometimes, the first intake air amount is set as a calculated value of the intake air amount, and when it is determined in the pulsation determination process that the intake pulsation is large, the second intake air amount, the deviation amount learned value, and the The calculation method switching process for setting the sum of the shift correction amounts as the calculation value for the intake air amount, and the state in which the valve timing advance amount by the variable valve mechanism that makes the valve timing of the intake valve variable cannot be grasped is described above. an abnormality determination process for determining whether or not there is an abnormality in the variable valve mechanism when an abnormality has occurred in the variable valve mechanism; and a process for setting an upper limit value of the control range of the throttle opening, throttle opening limit processing for setting the upper limit to a smaller value when it is determined that there is an abnormality in the variable valve mechanism in the abnormality determination process than when it is determined that there is no abnormality; and in the shift correction amount calculation process , if the valve timing advance amount is equal to or greater than a prescribed judgment value, the valve timing advance amount is selected from among the plurality of calculation maps and is equal to or greater than the judgment value. selects the calculation map in which the relationship between the state quantity and the shift correction amount is predetermined, and selects one of the plurality of calculation maps when the valve timing advance amount is less than the determination value The engine control device selects from the calculation map in which the relationship between the state quantity and the shift correction amount is predetermined when the valve timing advance amount is less than the determination value.
以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図1~図14を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態のエンジン制御装置が適用されるエンジン10の吸気通路11の最上流部には、吸気中の塵等をろ過するエアクリーナ12が設けられている。吸気通路11におけるエアクリーナ12よりも下流側の部分には、吸気流量を検出するエアフローメータ13が設けられている。さらに吸気通路11におけるエアフローメータ13よりも下流側の部分には、吸気通路11の吸気流量を調整するための弁であるスロットルバルブ14が設けられている。スロットルバルブ14の近傍には、同スロットルバルブ14を開閉駆動するためのスロットルモータ15と、スロットルバルブ14の開度(スロットル開度TA)を検出するためのスロットルセンサ16と、が設けられている。
An embodiment of the engine control device will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 14. FIG.
As shown in FIG. 1, an
吸気通路11におけるスロットルバルブ14よりも下流側の部分には、エンジン10の各気筒に吸気を分配するための分枝管であるインテークマニホールド(以下、インマニ17と記載する)が設けられている。インマニ17の各分枝管は、気筒別の吸気ポート18を介して各気筒の燃焼室19にそれぞれ接続されている。各気筒の吸気ポート18には、同吸気ポート18を通って燃焼室19に流入する吸気中に燃料を噴射するインジェクタ20がそれぞれ設けられている。また、各気筒の燃焼室19には、内部に流入した燃料と吸気との混合気を放電により点火する点火装置21がそれぞれ設けられている。なお、各気筒には、エンジン10の出力軸であるクランクシャフト22の回転に連動して開閉する吸気弁23、及び排気弁24がそれぞれ設けられている。そして、吸気弁23の開弁に応じて吸気ポート18から燃焼室19に吸気が流入し、排気弁24の開弁に応じて燃焼室19から排気が排出される。
A portion of the
また、エンジン10には、排気の一部を吸気中に再循環する排気再循環機構(以下、EGR(Exhaust Gas Recirculation)機構35と記載する)が設けられている。EGR機構35は、排気通路31と吸気通路11におけるスロットルバルブ14よりも下流側の部分(例えばインマニ17)とを連通するEGR通路32を備えている。EGR通路32には、同EGR通路32を通って吸気中に再循環される排気(EGRガス)を冷却するEGRクーラ33と、EGRガスの流量を調整するための流量調整弁であるEGRバルブ34とが設けられている。また、エンジン10には、吸気弁23のバルブタイミング(開閉弁時期)を可変とする可変動弁機構36が設けられている。
The
こうしたエンジン10においてスロットルバルブ14は、吸気通路11を通って燃焼室19に導入される吸気の流量を調整することで直接的に吸気量を可変とする機構となっている。一方、EGR機構35による排気の再循環が行われると、燃焼室19内に流入するガスの量が一定でも、そのガス中の空気量(吸気量)は再循環された排気の量分少なくなる。また、可変動弁機構36による吸気弁23のバルブタイミングの変更によっても吸気量は変化する。このようにEGR機構35及び可変動弁機構36は、エンジン10の吸気量を間接的に可変とする機構(間接吸気可変機構)となっている。
In such an
エンジン10は、エンジン制御装置としての電子制御ユニット25により制御されている。電子制御ユニット25は、エンジン制御に係る各種の演算処理を行う演算処理回路41と、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリ42とを備えている。電子制御ユニット25には、上述のエアフローメータ13、スロットルセンサ16に加え、アクセルペダル43の踏込量(以下、アクセル開度ACCPと記載する)を検出するアクセルペダルセンサ44、及びクランクシャフト22の回転角(クランク角CRNK)を検出するクランク角センサ45の検出信号が入力されている。また、電子制御ユニット25には、吸気温THAを検出する吸気温センサ46、大気圧PAを検出する大気圧センサ47、エンジン10の冷却水の温度(エンジン水温THW)を検出する水温センサ48の検出信号も入力されている。そして、電子制御ユニット25は、それらセンサの検出信号に基づき、スロットルモータ15、インジェクタ20、点火装置21、EGRバルブ34、可変動弁機構36などのアクチュエータを制御することで、エンジン10の各種制御を行っている。なお、電子制御ユニット25は、クランク角センサ45によるクランク角CRNKの検出結果からエンジン回転数NEを演算している。
The
なお、本実施形態のエンジン制御装置では、燃費モードとパワーモードとの2つモードにエンジン10の制御モードが切り替えられるようになっている。これら制御モードの切り替えは、例えば運転席に設けられたスイッチの操作により行われる。燃費モードは、大量の排気再循環を実施することで、エンジン10の燃費を向上する制御モードとなっている。これに対して、パワーモードは、燃費モード時よりも排気再循環を減量して、その分、燃焼室19に導入する空気量を増やすことで、エンジン10の最大出力を増大する制御モードとなっている。
In addition, in the engine control apparatus of this embodiment, the control mode of the
なお、パワーモードでは、高負荷運転時に、吸気弁23の閉弁時期が吸気下死点よりも遅い時期となるように可変動弁機構36を制御している。吸気弁23の閉弁時期を吸気下死点よりも遅い時期とすると、吸気下死点から吸気弁23の閉弁までの期間に燃焼室19に導入された吸気の一部が吸気通路11に押し戻されて、その分、吸気管圧力PMが高くなる。一方、EGR機構35では、吸気負圧を利用して吸気中に排気の一部を再循環しており、吸気弁23の閉弁時期の遅角により吸気管圧力PMが高まる(吸気負圧が小さくなる)と、吸気中に再循環可能な排気の量は減少する。そのため、大量の排気再循環を行う燃費モードでは、吸気弁23の閉弁時期がパワーモードの場合よりも早い時期となるように、吸気弁23の閉弁時期の進角制御を行っている。ちなみに、燃費モードにおいても、大量の排気再循環、及び吸気弁23の閉弁時期の進角制御は、高負荷運転領域などの限られた運転領域でのみ行われる。なお、燃費モードにおいて大量の排気再循環を実施する運転領域と同燃費モードにおいて吸気弁23の閉弁時期の進角制御が実施する運転領域とは、完全に重なっておらず、いずれか一方のみが実施される場合がある。
In the power mode, the
(燃料噴射量制御)
図2に、インジェクタ20の燃料噴射量の制御に係る電子制御ユニット25の処理の流れを示す。燃料噴射量の制御に際して電子制御ユニット25はまず、吸気量演算処理P1において、エアフローメータ13の吸気流量の検出値であるAFM検出吸気量GA、スロットル開度TA、エンジン回転数NEに基づき、エンジン10の吸気量を演算する。この吸気量演算処理P1で演算する吸気量(以下、吸気量演算値MCと記載する)は、燃焼室19での燃焼に供される空気の質量の推定値を表している。続いて、電子制御ユニット25は、噴射量決定処理P2において、吸気量演算処理P1で演算した吸気量演算値MCに基づき、燃焼室19で燃焼する混合気の空燃比が目標とする値となるように燃料噴射量QINJを決定する。そして、電子制御ユニット25は、インジェクタ駆動処理P3において、燃料噴射量QINJ分の燃料噴射を行うように各気筒のインジェクタ20を駆動する。
(fuel injection amount control)
FIG. 2 shows the flow of processing of the
図3に、吸気量演算処理P1における電子制御ユニット25の処理の流れを示す。吸気量演算処理P1は、第1吸気量演算処理P10、第2吸気量演算処理P11、脈動判定処理P12、学習処理P13、シフト補正量演算処理P14、及び演算方式切替処理P15を通じて実行されている。
FIG. 3 shows the processing flow of the
第1吸気量演算処理P10では、エアフローメータ13の吸気流量の検出値であるAFM検出吸気量GAとエンジン回転数NEとに基づく吸気量の演算が行われる。具体的には、第1吸気量演算処理P10では、AFM検出吸気量GAをエンジン回転数NEで割った商に規定の係数Kを掛けた積(=K×GA/NE)を定常運転時の吸気量の値として求めている。そして、その定常運転時の吸気量に追従しつつ緩変化する値として吸気量を演算している。すなわち、第1吸気量演算処理P10では、エアフローメータ13の吸気流量の検出値を用いた、いわゆるマスフロー方式による吸気量の演算が行われる。以下の説明では、第1吸気量演算処理P10による吸気量の演算値を第1吸気量MC1と記載する。
In the first intake air amount calculation process P10, the intake air amount is calculated based on the AFM detected intake air amount GA, which is the detected value of the intake air flow rate of the
第2吸気量演算処理P11では、スロットル開度TAとエンジン回転数NEとに基づく吸気量の演算が行われる。具体的には、第2吸気量演算処理P11では、スロットル開度TAとエンジン回転数NEとに基づき吸気流量を推定するとともに、その吸気流量の推定値(推定吸気流量GA*)をエンジン回転数NEで割った商に上記係数Kを掛けた積(=K×GA*/NE)を定常運転時の吸気量の値として求めている。そして、その定常運転時の吸気量に追従しつつ緩変化する値として吸気量を演算している。すなわち、第2吸気量演算処理P11では、エアフローメータ13の吸気流量の検出値の代わりに、スロットル開度TA及びエンジン回転数NEに基づく吸気流量の推定値を用いた、いわゆるスロットルスピード方式による吸気量の演算が行われる。以下の説明では、第2吸気量演算処理P11による吸気量の演算値を第2吸気量MC2と記載する。
In the second intake air amount calculation process P11, the intake air amount is calculated based on the throttle opening TA and the engine speed NE. Specifically, in the second intake air amount calculation process P11, the intake air flow rate is estimated based on the throttle opening TA and the engine speed NE, and the estimated value of the intake air flow rate (estimated intake air flow rate GA*) is calculated as the engine speed. The product (=K×GA*/NE) obtained by multiplying the quotient divided by NE by the coefficient K is obtained as the value of the intake air amount during steady operation. Then, the intake air amount is calculated as a value that gradually changes while following the intake air amount during steady operation. That is, in the second intake air amount calculation process P11, instead of the detected value of the intake air flow rate of the
脈動判定処理P12では、吸気通路11内の吸気脈動が大きい状態にあるか否かの判定が行われる。また、学習処理P13では、第1吸気量MC1に対する第2吸気量MC2の偏差量の学習値である偏差量学習値DEV[i]の学習が行われる。さらに、シフト補正量演算処理P14では、学習処理P13での偏差量学習値DEV[i]の更新や、後述する補正後第2吸気量MC3の演算に用いるシフト補正量SFTの演算が行われる。なお、これら脈動判定処理P12、学習処理P13、及びシフト補正量演算処理P14の詳細については後述する。
In the pulsation determination process P12, it is determined whether or not the intake pulsation in the
演算方式切替処理P15では、吸気量演算値MCの設定が行われる。ここでの吸気量演算値MCの設定態様は、脈動判定処理P12の判定結果に応じて切り替えられる。具体的には、脈動判定処理P12において吸気脈動が大きい状態にないと判定されているとき(以下、脈動小判定時と記載する)には、第1吸気量演算処理P10による第1吸気量MC1の演算値がそのまま吸気量演算値MCの値として設定される。これに対して、脈動判定処理P12において吸気脈動が大きい状態にあると判定されているとき(以下、脈動大判定時と記載する)には、第2吸気量MC2、偏差量学習値DEV[i]及びシフト補正量SFTを合計した値である補正後第2吸気量MC3(=MC2+DEV[i]+SFT)が吸気量演算値MCの値として設定される。 In the calculation method switching process P15, the intake air amount calculation value MC is set. The mode of setting the intake air amount calculated value MC here is switched according to the determination result of the pulsation determination process P12. Specifically, when it is determined in the pulsation determination process P12 that the intake air pulsation is not large (hereinafter referred to as when the pulsation is small), the first intake air amount MC1 is determined by the first intake air amount calculation process P10. The calculated value is set as it is as the intake air amount calculated value MC. On the other hand, when it is determined in the pulsation determination process P12 that the intake air pulsation is large (hereinafter referred to as "large pulsation determination"), the second intake air amount MC2, the deviation amount learning value DEV[i ] and the shift correction amount SFT, which is the corrected second intake air amount MC3 (=MC2+DEV[i]+SFT), is set as the calculated intake air amount MC.
(脈動判定処理)
続いて、脈動判定処理P12の詳細を説明する。脈動判定処理P12での判定には、図4に示すような、規定の期間TにおけるAFM検出吸気量GAの最大値GMAX、最小値GMIN、及び平均値GAVEが用いられる。なお、期間Tは、吸気脈動の周期よりも長い時間となるように設定されている。
(Pulsation determination processing)
Next, details of the pulsation determination process P12 will be described. For determination in the pulsation determination process P12, the maximum value GMAX, minimum value GMIN, and average value GAVE of the AFM-detected intake air amount GA in the prescribed period T, as shown in FIG. 4, are used. Note that the period T is set to be longer than the cycle of the intake pulsation.
図5に、脈動判定処理P12において実行される脈動判定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、エンジン10の運転中、吸気量の演算周期毎に電子制御ユニット25により繰り返し実行される。
FIG. 5 shows a flowchart of a pulsation determination routine executed in the pulsation determination process P12. The process of this routine is repeatedly executed by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS100において、脈動率RTEの演算が行われる。脈動率RTEの値は、上述したAFM検出吸気量GAの最大値GMAXから最小値GMINを引いた差を平均値GAVEで割った商(=(GMAX-GMIN)/GAVE)として演算されている。続いて、ステップS110において、脈動率RTEの値が規定の脈動大判定値α以上であるか否かが判定される。 When the processing of this routine is started, first, in step S100, the pulsation rate RTE is calculated. The value of the pulsation rate RTE is calculated as the quotient (=(GMAX-GMIN)/GAVE) obtained by dividing the difference obtained by subtracting the minimum value GMIN from the maximum value GMAX of the AFM-detected intake air amount GA described above by the average value GAVE. Subsequently, in step S110, it is determined whether or not the value of the pulsation rate RTE is equal to or greater than a prescribed large pulsation determination value α.
脈動率RTEの値が脈動判定値α以上の場合(S110:YES)、ステップS120に処理が進められ、そのステップS120において、脈動大フラグFがセットされる。さらにこの場合には、ステップS130においてカウンタCOUNTの値が0にリセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。脈動大フラグFは、脈動判定処理P12の判定結果を示すフラグである。具体的には、脈動大フラグFは、脈動大判定時にはセットされ、脈動小判定時にはクリアされる。上述の学習処理P13、及び演算方式切替処理P15では、こうした脈動大フラグFがセットされているか否かにより、脈動判定処理P12の判定結果を確認している。 If the value of the pulsation rate RTE is equal to or greater than the pulsation determination value α (S110: YES), the process proceeds to step S120, where the large pulsation flag F is set. Furthermore, in this case, after the value of the counter COUNT is reset to 0 in step S130, the processing of this routine is terminated. The large pulsation flag F is a flag indicating the determination result of the pulsation determination process P12. Specifically, the large pulsation flag F is set when the pulsation is determined to be large, and is cleared when the pulsation is determined to be small. In the learning process P13 and the calculation method switching process P15 described above, the determination result of the pulsation determination process P12 is confirmed by whether or not the large pulsation flag F is set.
一方、脈動率RTEの値が脈動大判定値α未満の場合(S110:NO)、ステップS140に処理が進められる。そして、ステップS140において、脈動大フラグFがセットされているか否かが判定される。ここで、脈動大フラグFがセットされていなければ(S140:NO)、上述のステップS130に処理が進められ、そのステップS130においてカウンタCOUNTの値が0にリセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、脈動大フラグFがセットされている場合には(S140:YES)、ステップS150に処理が進められる。 On the other hand, when the value of the pulsation rate RTE is less than the large pulsation determination value α (S110: NO), the process proceeds to step S140. Then, in step S140, it is determined whether or not the large pulsation flag F is set. Here, if the large pulsation flag F is not set (S140: NO), the process proceeds to the above-described step S130. Processing is terminated. On the other hand, if the large pulsation flag F is set (S140: YES), the process proceeds to step S150.
ステップS150に処理が進められると、そのステップS150においてカウンタCOUNTの値のインクリメントが行われる。そして、続くステップS160において、インクリメント後のカウンタCOUNTの値が規定の脈動オフ判定値β以上であるか否かが判定される。このときのカウンタCOUNTの値が脈動オフ判定値β未満である場合には(S160:NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対してカウンタCOUNTの値が脈動オフ判定値β以上である場合には(S160:YES)、ステップS170において脈動大フラグFがクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 When the process proceeds to step S150, the value of the counter COUNT is incremented in step S150. Then, in subsequent step S160, it is determined whether or not the incremented value of the counter COUNT is greater than or equal to the prescribed pulsation OFF determination value β. If the value of the counter COUNT at this time is less than the pulsation OFF determination value β (S160: NO), the processing of this routine ends as it is. On the other hand, if the value of the counter COUNT is greater than or equal to the pulsation off determination value β (S160: YES), the large pulsation flag F is cleared in step S170, and the processing of this routine ends.
以上の脈動判定ルーチンにおいて脈動大フラグFは、脈動大判定値α未満の値から同脈動大判定値α以上の値へと脈動率RTEの値が増加したときに、クリアされた状態からセットされた状態へと切り替えられる。また、脈動大フラグFは、脈動率RTEが脈動大判定値α未満であり、且つカウンタCOUNTの値が脈動判定値β以上となったときにセットされた状態からクリアされた状態に切り替えられる。一方、カウンタCOUNTの値は、脈動率RTEが脈動大判定値α未満であり、且つ脈動大フラグFがセットされている場合にインクリメントされる一方で、それ以外の場合には0にリセットされる。すなわち、カウンタCOUNTの値のインクリメントは、脈動率RTEが脈動大判定値α以上の値から脈動大判定値α未満の値に低下したときに開始され、その後、脈動率RTEが脈動大判定値α以上となるか、脈動大フラグFがクリアされるか、のいずれかとなるまで継続される。そして、このときのカウンタCOUNTの値のインクリメントは脈動判定ルーチンの実行毎に行われ、さらに脈動判定ルーチンは吸気量の演算周期毎に実行される。よって、脈動大フラグFのセットからクリアへの切り替えは、脈動率RTEが脈動大判定値α以上の値から脈動大判定値α未満の値に低下し、且つその後、脈動率RTEが脈動大判定値α未満の値となっている状態が一定の時間継続したときに行われる。 In the pulsation determination routine described above, the large pulsation flag F is set from a cleared state when the value of the pulsation rate RTE increases from a value less than the large pulsation determination value α to a value equal to or greater than the large pulsation determination value α. state. The large pulsation flag F is switched from being set to being cleared when the pulsation rate RTE is less than the large pulsation judgment value α and the value of the counter COUNT is equal to or greater than the pulsation judgment value β. On the other hand, the value of the counter COUNT is incremented when the pulsation rate RTE is less than the large pulsation judgment value α and the large pulsation flag F is set, and is reset to 0 otherwise. . That is, the increment of the value of the counter COUNT is started when the pulsation rate RTE decreases from a value equal to or greater than the large pulsation judgment value α to a value less than the large pulsation judgment value α. This is continued until either the above is reached or the large pulsation flag F is cleared. At this time, the value of the counter COUNT is incremented each time the pulsation determination routine is executed, and the pulsation determination routine is executed each cycle of calculation of the intake air amount. Therefore, when the large pulsation flag F is switched from being set to being cleared, the pulsation rate RTE decreases from a value equal to or greater than the large pulsation determination value α to a value less than the large pulsation determination value α, and after that, the pulsation rate RTE becomes This is done when the value less than the value α continues for a certain period of time.
(シフト補正量演算処理)
続いて、シフト補正量演算処理P14の詳細を説明する。
図6に、シフト補正量演算処理P14の処理の流れを示す。同図に示すように、本実施形態では、シフト補正量SFTの演算マップとして、4つの演算マップM20~M23が用意されている。各演算マップM20~M23にはそれぞれ、エンジン回転数NE、吸気管圧力PM、大気圧PA、吸気温THA、及びエンジン水温THWの各状態量とシフト補正量SFTとの関係が予め記憶されている。シフト補正量演算処理P14では、吸気弁進角フラグVVTAD及び大量EGR実施フラグEGREXに応じて、今回のシフト補正量SFTの演算に使用する演算マップが演算マップM20~M23の中から選択される。そして、選択された演算マップを用いて、エンジン回転数NE、吸気管圧力PM、大気圧PA、吸気温THA、エンジン水温THWからシフト補正量SFTの値が演算されている。
(Shift correction amount calculation processing)
Next, the details of the shift correction amount calculation process P14 will be described.
FIG. 6 shows the flow of the shift correction amount calculation process P14. As shown in the figure, in this embodiment, four calculation maps M20 to M23 are prepared as calculation maps for the shift correction amount SFT. Each of the calculation maps M20 to M23 stores in advance the relationship between each state quantity of the engine speed NE, the intake pipe pressure PM, the atmospheric pressure PA, the intake air temperature THA, and the engine water temperature THW and the shift correction amount SFT. . In the shift correction amount calculation process P14, a calculation map to be used for calculation of the present shift correction amount SFT is selected from the calculation maps M20 to M23 according to the intake valve advance flag VVTAD and the large EGR execution flag EGREX. Using the selected calculation map, the value of the shift correction amount SFT is calculated from the engine speed NE, the intake pipe pressure PM, the atmospheric pressure PA, the intake air temperature THA, and the engine coolant temperature THW.
なお、吸気弁進角フラグVVTADは、吸気弁23のバルブタイミング進角量が規定の進角判定値以上の場合にオン(ON)とされ、進角判定値未満の場合にオフ(OFF)とされるフラグである。なお、バルブタイミング進角量の値は、吸気弁23のバルブタイミングを可変動弁機構36による変更範囲の最も遅い時期としたときの吸気弁23の閉弁時期(クランク角)を最遅角時期としたときの現在の吸気弁23の閉弁時期(クランク角)から最遅角時期の差を表している。こうした吸気弁進角フラグVVTADは、燃費モードでの吸気弁23の閉弁時期の進角制御が実施されているときにオンとなる。一方、大量EGR実施フラグEGREXは、EGR機構35による排気の再循環量(以下、EGR量と記載する)が規定の大EGR判定値以上の場合にオン(ON)とされ、大EGR判定値未満の場合にオフとされるフラグである。こうした大量EGR実施フラグEGREXは、燃費モードでの大量の排気再循環が実施されているときにオンとなる。なお、演算マップM20は吸気弁進角フラグVVTAD及び大量EGR実施フラグEGREXが共にオンの場合の、演算マップM21は吸気弁進角フラグVVTADがオン且つ大量EGR実施フラグEGREXがオフの場合の、演算マップM22は吸気弁進角フラグVVTADがオフ且つ大量EGR実施フラグEGREXがオンの場合の、演算マップM23は吸気弁進角フラグVVTAD及び大量EGR実施フラグEGREXが共にオフの場合の、それぞれの場合におけるシフト補正量SFTの演算に使用されるマップとなっている。
The intake valve advance flag VVTAD is turned ON when the valve timing advance amount of the
ここで、平均的な吸気特性を有したエンジン10の機体を標準機体とする。標準機体での各運転状態、各環境条件における偏差量DEVの値は予め求めておくことができる。例えば、複数の機体において偏差量DEVの値を運転状態毎、環境条件毎にそれぞれ測定する。そして、各機体の運転状態毎、環境条件毎の偏差量DEVの測定値の平均を取ることで、標準機体の運転状態毎、環境条件毎の偏差量DEVを求めることができる。
Here, the fuselage of the
各演算マップは、こうした標準機体での偏差量DEVの測定結果に基づき作成されている。すなわち、演算マップM20には、吸気弁進角フラグVVTAD及び大量EGR実施フラグEGREXが共にオンの状態の標準機体におけるエンジン回転数NE、吸気管圧力PM、大気圧PA、吸気温THA、及びエンジン水温THWと偏差量DEVとの関係が予め記憶されている。同様に、演算マップM21には吸気弁進角フラグVVTADがオン且つ大量EGR実施フラグEGREXがオフの状態の、演算マップM21には吸気弁進角フラグVVTADがオン且つ大量EGR実施フラグEGREXがオフの状態の、演算マップM22には吸気弁進角フラグVVTADがオフ且つ大量EGR実施フラグEGREXがオンの状態の、各状態における上記関係がそれぞれ記憶されている。 Each calculation map is created based on the measurement results of the deviation amount DEV in such a standard aircraft. That is, in the calculation map M20, the engine speed NE, the intake pipe pressure PM, the atmospheric pressure PA, the intake air temperature THA, and the engine water temperature in the standard aircraft in which both the intake valve advance flag VVTAD and the large EGR execution flag EGREX are ON. The relationship between THW and deviation amount DEV is stored in advance. Similarly, the calculation map M21 indicates that the intake valve advance flag VVTAD is on and the large amount of EGR implementation flag EGREX is off, and the calculation map M21 indicates that the intake valve advance flag VVTAD is on and the large amount of EGR implementation flag EGREX is off. The state calculation map M22 stores the above relationship in each state in which the intake valve advance flag VVTAD is off and the large amount of EGR implementation flag EGREX is on.
(学習処理)
続いて、学習処理P13の詳細を説明する。
本実施形態のエンジン制御装置では、エンジン回転数NEに応じて区分けされた複数の偏差量学習領域毎に、第1吸気量MC1に対する第2吸気量MC2の偏差量の学習値である偏差量学習値の学習を行っている。偏差量学習値の学習は、脈動小判定時に、エンジン10が現在運転中の偏差量学習領域(以下、現学習領域と記載する)の偏差量学習値の値を、第1吸気量MC1に対する第2吸気量MC2の偏差量に応じて更新することで行われる。以下、本実施形態のエンジン制御装置における偏差量学習値の学習について詳細に説明する。
(learning process)
Next, the details of the learning process P13 will be described.
In the engine control apparatus of the present embodiment, deviation amount learning, which is a learning value of the deviation amount of the second intake air amount MC2 with respect to the first intake air amount MC1, is performed for each of a plurality of deviation amount learning regions divided according to the engine speed NE. value learning. The learning of the deviation amount learning value is performed by setting the value of the deviation amount learning value in the deviation amount learning region in which the
図7に、偏差量学習領域の設定態様の一例を示す。同図に示すように本実施形態では、エンジン回転数NEにより区分けされた複数(同図の例では5つ)の偏差量学習領域が設定されている。なお、同図の線Lは、エンジン10の運転領域におけるエンジン回転数毎の吸気管圧力の最高値を示している。また、同図にハッチングで示される脈動領域は、エアフローメータ13の検出精度の低下を招く程度の大きい吸気脈動が発生するエンジン10の運転領域を示している。脈動領域は、吸気管圧力が高い運転領域に限定されている。
FIG. 7 shows an example of how the deviation amount learning area is set. As shown in the figure, in the present embodiment, a plurality of (five in the example of the figure) deviation amount learning regions are set, which are divided by the engine speed NE. A line L in the figure indicates the maximum value of the intake pipe pressure for each engine speed in the operating range of the
以下の説明では、5つの偏差量学習領域を、エンジン回転数NEの小さい側から順に、偏差量学習領域R[1]、偏差量学習領域R[2]、偏差量学習領域R[3]、偏差量学習領域R[4]、偏差量学習領域R[5]とそれぞれ記載する。また、「i」を1、2、3、4、5のいずれかとしたときの偏差量学習領域R[i]の偏差量DEVの学習値を偏差量学習値DEV[i]と記載する。 In the following description, the five deviation amount learning areas are arranged in order from the smaller engine speed NE: deviation amount learning area R[1], deviation amount learning area R[2], deviation amount learning area R[3], A deviation amount learning area R[4] and a deviation amount learning area R[5] are respectively described. Also, the learned value of the deviation amount DEV in the deviation amount learning region R[i] when "i" is any one of 1, 2, 3, 4, and 5 is described as the deviation amount learned value DEV[i].
図8に、偏差量学習値の学習に係る偏差量学習ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、エンジン10の運転中、吸気量の演算周期毎に電子制御ユニット25により繰り返し実行される。
FIG. 8 shows a flowchart of a deviation amount learning routine for learning the deviation amount learning value. The process of this routine is repeatedly executed by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、学習実行条件が成立しているか否かが判定される。そして、学習実行条件が不成立の場合(NO)には、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。本実施形態では、(1)エンジン10の暖機が完了していること、(2)エンジン10の運転条件の変化が大きい過渡時ではないこと、及び(3)センサやアクチュエータ系に異常がないこと、のすべてが満たされていることが学習実行条件の成立要件となっている。
When the processing of this routine is started, first, in step S200, it is determined whether or not the learning execution condition is established. Then, if the learning execution condition is not satisfied (NO), the processing of this routine ends as it is. In this embodiment, (1) warm-up of the
学習実行条件が成立している場合(S200:YES)には、ステップS210に処理が進められ、そのステップS210において、脈動小判定時であるか否かが判定される。具体的には、ここでの判定は、脈動大フラグFに基づいて行われている。すなわち、脈動大フラグFがクリアされている場合には脈動小判定時であると判定され、脈動大フラグFがセットされている場合には脈動小判定時ない(脈動大判定時である)と判定される。そして、脈動小判定時である場合(YES)にはステップS220に処理が進められ、脈動小判定時でない場合(NO)、すなわち脈動大判定時にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。 If the learning execution condition is satisfied (S200: YES), the process proceeds to step S210, and in step S210, it is determined whether or not the pulsation is determined to be small. Specifically, the determination here is made based on the large pulsation flag F. That is, when the large pulsation flag F is cleared, it is determined that the pulsation is determined to be small, and when the pulsation large flag F is set, it is determined that the pulsation is not determined to be small (ie, the pulsation is determined to be large). be. If the pulsation is determined to be small (YES), the process proceeds to step S220, and if the pulsation is not determined to be small (NO), that is, if the pulsation is determined to be large, the processing of this routine ends.
ステップS220に処理が進められると、そのステップS220において、ずれ量DIの演算が行われる。具体的には、第1吸気量MC1に対する第2吸気量MC2の差ΔMC(=MC1-MC2)から現回転数域の偏差量学習値DEV[i]及びシフト補正量SFTの合計を引いた値(=ΔMC-DEV[i]-SFT)がずれ量DIの値として演算される。 When the process proceeds to step S220, the deviation amount DI is calculated in step S220. Specifically, the difference ΔMC (=MC1−MC2) between the second intake air amount MC2 and the first intake air amount MC1 is subtracted from the sum of the deviation learning value DEV[i] and the shift correction amount SFT in the current speed range. (=ΔMC-DEV[i]-SFT) is calculated as the value of the deviation amount DI.
続いて、ステップS230において、現学習領域の偏差量学習値DEV[i]の学習が未完了であるか否かが判定される。ここで、現学習領域の偏差量学習値DEV[i]の学習が未完了の場合(YES)にはステップS240に処理が進められ、完了している場合(NO)にはステップS270に処理が進められる。 Subsequently, in step S230, it is determined whether learning of the deviation amount learned value DEV[i] in the current learning region is incomplete. Here, if learning of the deviation amount learning value DEV[i] of the current learning region has not been completed (YES), the process proceeds to step S240, and if completed (NO), the process proceeds to step S270. be advanced.
現学習領域の学習が未完了であり、ステップS240に処理が進められると、そのステップS240において、ずれ量DIの絶対値が規定の収束判定値εを超過しているか否かが判定される。ここで、ずれ量DIの絶対値が収束判定値εを超過した値である場合(S240:YES)には、ステップS250に処理が進められる。これに対して、ずれ量DIの絶対値が収束判定値ε以下の値である場合(S240:NO)には、ステップS260に処理が進められ、そのステップS260において現学習領域の学習の完了を記録した上で、今回の本ルーチンの処理が終了される。 If the learning of the current learning region is incomplete and the process proceeds to step S240, it is determined in step S240 whether or not the absolute value of the deviation amount DI exceeds the specified convergence determination value ε. Here, when the absolute value of the deviation amount DI exceeds the convergence determination value ε (S240: YES), the process proceeds to step S250. On the other hand, when the absolute value of the deviation amount DI is equal to or less than the convergence judgment value ε (S240: NO), the process proceeds to step S260. After recording, the processing of this routine is terminated.
ステップS250に処理が進められると、そのステップS250において、ずれ量DIに応じて現学習領域の偏差量学習値DEV[i]の値の更新が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。このときの偏差量学習値DEV[i]の更新は、ずれ量DIに応じて設定された更新量ΔDEVを更新前の値に加えた和が更新後の値となるように行われる。 When the process proceeds to step S250, in step S250, the value of the deviation amount learning value DEV[i] of the current learning area is updated according to the deviation amount DI, and then the process of this routine ends. be done. At this time, the deviation amount learning value DEV[i] is updated so that the sum of the value before update and the update amount ΔDEV set according to the deviation amount DI becomes the value after update.
図9に、ずれ量DIと偏差量学習値DEV[i]の更新量ΔDEVとの関係を示す。同図に示すように、ずれ量DIの絶対値が収束判定値ε以下の範囲では、更新量ΔDEVの値は0とされる。これに対して、ずれ量DIの絶対値が収束判定値ε以上の範囲では、ずれ量DIと正負が同じであり、ずれ量DIの絶対値よりも絶対値が小さい値となり、且つずれ量DIの絶対値が大きいときには同ずれ量DIの絶対値が小さいときよりも絶対値が大きい値となるように更新量ΔDEVの値が設定される。 FIG. 9 shows the relationship between the deviation amount DI and the update amount ΔDEV of the deviation amount learning value DEV[i]. As shown in the figure, the value of the update amount ΔDEV is set to 0 in the range where the absolute value of the deviation amount DI is equal to or less than the convergence determination value ε. On the other hand, in the range where the absolute value of the deviation amount DI is equal to or greater than the convergence judgment value ε, the deviation amount DI is the same in positive and negative, the absolute value is smaller than the absolute value of the deviation amount DI, and the deviation amount DI When the absolute value of DEV is large, the value of the update amount ΔDEV is set so that the absolute value is larger than when the absolute value of the same deviation amount DI is small.
一方、現学習領域の学習が完了しており(S230:NO)、ステップS270に処理が進められた場合には、そのステップS270において、ずれ量DIの絶対値が規定の乖離判定値ζ以上の値であるか否かが判定される。乖離判定値ζには、収束判定値εよりも大きい値が設定されている。ここで、ずれ量DIの絶対値が乖離判定値ζ未満の場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、ずれ量DIの絶対値が乖離判定値ζ以上の場合(YES)には、ステップS280に処理が進められる。そして、ステップS280において現学習領域の学習状況を完了から未完了に戻した上で、上述のステップS250での偏差量学習値DEV[i]の値の更新が行われる。 On the other hand, if the learning of the current learning region has been completed (S230: NO) and the process proceeds to step S270, then in step S270 the absolute value of the deviation amount DI is greater than or equal to the prescribed divergence judgment value ζ. value. A value larger than the convergence determination value ε is set to the divergence determination value ζ. Here, if the absolute value of the deviation amount DI is less than the divergence determination value ζ (NO), the processing of this routine ends as it is. On the other hand, if the absolute value of the deviation amount DI is greater than or equal to the divergence determination value ζ (YES), the process proceeds to step S280. Then, in step S280, the learning status of the current learning region is returned from completed to incomplete, and then the deviation amount learned value DEV[i] is updated in step S250.
(スロットル開度制御)
続いて、電子制御ユニット25がエンジン制御の一環として行うスロットル開度制御について説明する。電子制御ユニット25は、スロットル開度制御を通じて吸気量を変更することで、エンジン10の出力調整を行っている。
(Throttle opening control)
Next, throttle opening control performed by the
図10に、スロットル開度制御に係る電子制御ユニット25の処理の流れを示す。
なお、電子制御ユニット25は、エンジン10の運転中に同エンジン10の異常診断を行っている。エンジン10の異常診断は、異常判定処理P40において、エンジン制御に用いられる各センサや各機構の異常の有無をそれぞれ判定することで行われる。なお、異常判定処理P40で異常の有無を判定するセンサには、上述したシフト補正量演算処理P14でのシフト補正量SFTの演算に用いられる状態量(吸気温THA、大気圧PA、及びエンジン水温THW)をそれぞれ検出する吸気温センサ46、大気圧センサ47、及び水温センサ48が含まれる。また、異常判定処理P40で異常の有無を判定する機構には、EGR機構35及び可変動弁機構36が含まれる。上述のように、これらEGR機構35及び可変動弁機構36の制御状態は、シフト補正量SFTの演算に用いられる。
FIG. 10 shows the processing flow of the
The
本実施形態のエンジン制御装置では、異常判定処理P40での異常の有無の判定結果を参照してスロットル開度制御を行っている。スロットル開度制御は、要求開度演算処理P30、スロットル開度制限処理P31、及びバルブ駆動処理P32を通じて行われる。 In the engine control system of the present embodiment, the throttle opening control is performed with reference to the determination result of the presence or absence of abnormality in the abnormality determination process P40. The throttle opening control is performed through a required opening calculation process P30, a throttle opening limit process P31, and a valve driving process P32.
要求開度演算処理P30では、エンジン回転数NE及びアクセル開度ACCPに基づきスロットル開度TAの要求値である要求開度TA*が演算される。ここでの要求開度TA*の演算は次の手順で行われる。すなわち、要求開度TA*の演算に際してはまず、アクセル開度ACCPからエンジントルクの要求値である要求トルクが求められる。続いて、要求トルクとエンジン回転数NEから、要求トルク分のエンジントルクを発生するために必要なエンジン10の負荷率が要求負荷率の値として求められる。そして、要求負荷率分の負荷率を得るために必要なスロットル開度TAが要求開度TA*の値として演算される。
In the required opening degree calculation process P30, a required opening degree TA*, which is a required value of the throttle opening degree TA, is calculated based on the engine speed NE and the accelerator opening degree ACCP. The calculation of the required opening degree TA* here is performed in the following procedure. That is, when calculating the required opening degree TA*, first, the required torque, which is the required value of the engine torque, is obtained from the accelerator opening degree ACCP. Subsequently, from the required torque and the engine speed NE, the load factor of the
スロットル開度制限処理P31では、異常判定処理P40の異常判定の結果に応じて上限ガード処理を施した値が目標開度TATの値として演算される。そして、バルブ駆動処理P32では、スロットル開度TAを目標開度TATとすべくスロットルモータ15の駆動制御が行われる。
In the throttle opening limit processing P31, a value subjected to upper limit guard processing according to the result of the abnormality determination in the abnormality determination processing P40 is calculated as the value of the target opening TAT. Then, in the valve driving process P32, drive control of the
図11に、スロットル開度制限処理P31において電子制御ユニット25が実行するスロットル開度制限ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンが開始されると、まずステップS300において、要求開度演算処理P30で演算された要求開度の読込みが行われる。さらに、ステップS310~ステップS350では、次の判定が行われる。ステップS310では、異常判定処理P40において吸気温センサ46に異常があると判定されているか否かが判定される。ステップS320では、異常判定処理P40において大気圧センサ47に異常があると判定されているか否かが判定される。ステップS330では、異常判定処理P40において水温センサ48に異常があると判定されているか否かが判定される。ステップS340では、異常判定処理P40においてEGR機構35に異常があると判定されているか否かが判定される。そして、ステップS350では、異常判定処理P40において可変動弁機構36に異常があると判定されているか否かが判定される。
FIG. 11 shows a flowchart of a throttle opening limit routine executed by the
ここで、ステップS310~ステップS350のいずれにおいても否定判定(NO)された場合、すなわち異常判定処理P40において、吸気温センサ46、大気圧センサ47、水温センサ48、EGR機構35、及び可変動弁機構36のいずれもが異常ありと判定されていない場合にはステップS360に処理が進められる。そして、そのステップS360において、要求開度TA*の値がそのまま目標開度TATの値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
Here, if a negative determination (NO) is made in any of steps S310 to S350, that is, in the abnormality determination process P40, the intake
これに対して、ステップS310~ステップS350のいずれかにおいて肯定判定(YES)された場合、すなわち異常判定処理P40において、吸気温センサ46、大気圧センサ47、水温センサ48、EGR機構35、及び可変動弁機構36の少なくとも一つについて異常ありと判定されている場合にはステップS370に処理が進められる。そして、そのステップS370において、要求開度TA*、及び規定のフェール時上限開度TAFのうち、より小さい方の値が目標開度TATの値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
On the other hand, if an affirmative determination (YES) is made in any of steps S310 to S350, that is, in the abnormality determination process P40, the intake
図12に、フェール時上限開度TAFの設定態様を示す。同図においてハッチングで示される脈動開度域は、エンジン回転数NE毎の、エアフローメータ13の検出精度の低下を招く程度の大きい吸気脈動が発生するスロットル開度TAの範囲を示している。また、同図に示される最大開度TAMAXは、要求開度TA*として設定され得るスロットル開度TAの最大値を示している。よって、吸気温センサ46、大気圧センサ47、水温センサ48、EGR機構35、及び可変動弁機構36のいずれもが異常ありと判定されていない場合のスロットル開度TAの制御範囲の上限値は最大開度TAMAXとなる。
FIG. 12 shows a setting mode of the upper limit opening TAF during failure. The hatched pulsation opening region in FIG. 2 indicates the range of throttle opening TA in which intake pulsation large enough to reduce the detection accuracy of the
これに対して、フェール時上限開度TAFは、脈動開度域の最小値、換言すれば吸気脈動が大きい状態となることのないスロットル開度TAの上限値よりも小さい開度が設定されている。よって、吸気温センサ46、大気圧センサ47、水温センサ48、EGR機構35、及び可変動弁機構36のいずれかが異常ありと判定されている場合には最大開度TAMAXよりも小さいフェール時上限開度TAFがスロットル開度TAの制御範囲の上限値として設定される。そして、その結果、吸気脈動が大きくならない範囲にスロットル開度TAの制御範囲が制限されることになる。
On the other hand, the upper limit opening degree TAF at the time of failure is set to be smaller than the minimum value of the pulsation opening region, in other words, the upper limit value of the throttle opening degree TA at which the intake pulsation does not become large. there is Therefore, when it is determined that any one of the intake
(本実施形態の作用効果)
以上説明した本実施形態のエンジン制御装置では、第1吸気量演算処理P10において、エアフローメータ13の吸気流量の検出値(AFM検出吸気量GA)に基づくマスフロー方式により吸気量(第1吸気量MC1)を演算している。加えて、本実施形態のエンジン制御装置では、第2吸気量演算処理P11において、スロットル開度TAに基づくスロットルスピード方式により、AFM検出吸気量GAを用いずに吸気量(第2吸気量MC2)を演算している。
(Action and effect of the present embodiment)
In the engine control system of this embodiment described above, in the first intake air amount calculation process P10, the intake air amount (first intake air amount MC1 ) is calculated. In addition, in the engine control apparatus of the present embodiment, in the second intake air amount calculation process P11, the intake air amount (second intake air amount MC2) is calculated by the throttle speed method based on the throttle opening degree TA without using the AFM detected intake air amount GA. is calculated.
エンジン10の吸気通路11では、吸気弁23の間欠的な開弁により、吸気の脈動が発生する。エンジン10の高負荷運転時等には、こうした吸気脈動が大きくなってエアフローメータ13の検出精度が低下することがある。エアフローメータ13の検出精度が低下すると、同エアフローメータ13の検出値を用いたマスフロー方式による吸気量(第1吸気量MC1)の演算精度も低下する。これに対して、本実施形態では、脈動判定処理P12において吸気脈動が大きい状態にあるか否かを判定している。そして、脈動小判定時にはマスフロー方式により吸気量を演算する一方で、脈動大判定時にはマスフロー方式からスロットルスピード方式へと吸気量の演算方式を切り替えている。
In the
なお、スロットルスピード方式での吸気量の演算は、吸気流量の実測の結果を用いたマスフロー方式に比べて精度が低くなる。脈動小判定時において第1吸気量MC1が正確に演算されているとすると、このときの第1吸気量MC1に対する第2吸気量MC2の偏差は、第2吸気量MC2の演算値の誤差に相当する。そこで、本実施形態では、学習処理P13において、脈動小判定時における第1吸気量MC1に対する第2吸気量MC2の偏差を偏差量学習値DEV[i]として学習している。そして、その学習結果を脈動大判定時におけるスロットルスピード方式での吸気量の演算に反映することで、脈動大判定時の吸気量の演算精度を確保している。 It should be noted that the calculation of the intake air amount by the throttle speed method is less accurate than the mass flow method using the result of the actual measurement of the intake air flow rate. Assuming that the first intake air amount MC1 is accurately calculated at the time of the small pulsation determination, the deviation of the second intake air amount MC2 from the first intake air amount MC1 at this time corresponds to the error in the calculated value of the second intake air amount MC2. . Therefore, in the present embodiment, in the learning process P13, the deviation of the second intake air amount MC2 from the first intake air amount MC1 at the time of the small pulsation determination is learned as the deviation amount learned value DEV[i]. By reflecting the learning result in the calculation of the intake air amount in the throttle speed method when the large pulsation is determined, the calculation accuracy of the intake air amount when the large pulsation is determined is ensured.
図13に、エンジン回転数NE、及び吸気弁23のバルブタイミングを固定し、EGRバルブ34を全閉とした状態で吸気管圧力PMを変化させていったときの第1吸気量MC1及び第2吸気量MC2の演算値、並びにそれらの偏差量DEVと吸気管圧力PMとの関係を示す。同図に示すように、吸気管圧力PM以外にはエンジン10の制御状態に変化がなくても、吸気管圧力PMが変われば、偏差量DEVは異なった値となる。また、エンジン回転数NEも、吸気管圧力PMと同様に、偏差量DEVに変化をもたらす因子となっている。
FIG. 13 shows the first intake air amount MC1 and the second intake air amount MC1 and the second 3 shows the calculated value of the intake air amount MC2 and the relationship between the deviation amount DEV and the intake pipe pressure PM. As shown in the figure, even if there is no change in the control state of the
図14には、EGRバルブ34の全開時(EGRオン時)、及び同EGRバルブ34の全閉時(EGRオフ時)のそれぞれにおいて、エンジン回転数NE、及び吸気弁23のバルブタイミングを固定した状態で吸気管圧力PMを変化させていったときの吸気管圧力PMと第1吸気量MC1及び第2吸気量MC2の演算値との関係を示す。同図に示すように、大量排気再循環の実施の有無によっても、偏差量DEVは変化する。
In FIG. 14, the engine speed NE and the valve timing of the
他にも、吸気弁23の閉弁時期の進角制御の実施の有無によっても、偏差量DEVは変化する。そのため、エンジン10では、エンジン回転数NE及び吸気管圧力PMに加えてEGR機構35や可変動弁機構36の制御状態も、偏差量DEVを決める因子となっている。
In addition, the deviation amount DEV changes depending on whether or not advance control of the closing timing of the
これら以外にも、エンジン10の運転が行われている環境条件も、偏差量DEVに変化をもたらす因子となっている。例えば大気圧PAが高いときには、エンジン回転数NEやスロットル開度TAが同じでも、吸気量は多くなる。大気圧PAによる吸気量の変化は、エアフローメータ13の吸気流量の検出値に表れる。そのため、吸気量への大気圧PAの影響は、エアフローメータ13の吸気流量の検出値を用いたマスフロー方式により演算された第1吸気量MC1にはある程度正確に反映される。これに対して、スロットル開度TA及びエンジン回転数NEに基づく吸気流量の推定値を用いたスロットルスピード方式により演算された第2吸気量MC2には、第1吸気量MC1ほど正確には反映されないことになる。
In addition to these factors, the environmental conditions under which the
また、吸気温THAやエンジン水温THWも、偏差量DEVに変化をもたらす因子となっている。吸気温THAが高くなると吸気の密度が低下する。一方、エンジン水温THWが高く、吸気ポート18や燃焼室19の壁面温度が高い場合には、燃焼室19に流入する吸気の温度がそれらの壁面からの受熱により高くなる。燃焼室19に流入する吸気の温度が高くなると、同吸気の密度は低下する。そのため、スロットルバルブ14を通過する吸気の体積流量が同じでも、吸気量(燃焼室19に流入する吸気の質量)は少なくなる。このような吸気の密度変化により吸気量が変化すると、エアフローメータ13が検出する吸気流量も変化する。一方、スロットルスピード方式でのスロットル開度TA及びエンジン回転数NEに基づく吸気流量の推定結果には、こうした温度による吸気の密度変化の影響は反映されない。そのため、吸気温THAやエンジン水温THWによっても、偏差量DEVは変化することになる。
In addition, the intake air temperature THA and the engine water temperature THW are also factors that change the deviation amount DEV. As the intake air temperature THA increases, the intake air density decreases. On the other hand, when the engine water temperature THW is high and the wall surface temperature of the
以上のように、偏差量DEVは、エンジン10の運転状態や環境条件により変化する。こうしたエンジン10の運転状態や環境条件が偏差量DEVに与える影響は、予め実験等で確認しておくことができる。一方、偏差量DEVは、エンジン10の吸気特性の個体差や経時変化によっても変化するが、こうした個体差や経時変化による変化分は予め確認することはできないものとなっている。
As described above, the deviation amount DEV changes depending on the operating state of the
本実施形態のエンジン制御装置では、エンジン10の運転状態(エンジン回転数NE、吸気管圧力PM、排気再循環機構及び可変動弁機構36の制御状態)、及び環境条件の状態量(大気圧PA、吸気温THA、及びエンジン水温THW)による偏差量DEVの変化分をシフト補正量SFTの値として演算している。そして、脈動小判定時の第1吸気量MC1に対する第2吸気量MC2の偏差からシフト補正量SFTを引いた差を偏差量学習値DEV[i]の値として学習している。そのため、偏差量学習値DEV[i]には、第1吸気量MC1と第2吸気量MC2との偏差から、エンジン10の運転状態や環境条件による変化分を予め除外した値が、すなわちエンジン10の吸気特性の個体差や経時変化による上記偏差の変化分が、学習されることになる。そして、偏差量学習値DEV[i]にシフト補正量SFTを加えた和を偏差量DEVの値として演算するとともに、その偏差量DEVを第2吸気量MC2に加えた和を、脈動大判定時の吸気量演算値MCとして設定する補正後第2吸気量MC3の値として求めている。そのため、偏差量学習値DEV[i]の学習時と吸気量演算値MCへの同偏差量学習値DEV[i]の反映時とでエンジン10の運転状態や環境条件が異なっていても、脈動大判定時に適切に吸気量を演算することが可能となる。そしてその結果、偏差量学習値DEV[i]の学習を実施するエンジン10の運転状態や環境条件の範囲を拡大できるようになり、学習の実施機会を増加することが、ひいては学習を完了するまでに要する時間を短縮することが可能となる。
In the engine control system of the present embodiment, the operating state of the engine 10 (the engine speed NE, the intake pipe pressure PM, the control state of the exhaust gas recirculation mechanism and the variable valve mechanism 36) and the state quantity of the environmental conditions (atmospheric pressure PA , intake air temperature THA, and engine water temperature THW) is calculated as the shift correction amount SFT. Then, the difference obtained by subtracting the shift correction amount SFT from the deviation of the second intake air amount MC2 with respect to the first intake air amount MC1 when the pulsation is judged to be small is learned as the deviation amount learning value DEV[i]. Therefore, the deviation amount learned value DEV[i] is a value obtained by excluding changes due to the operating state and environmental conditions of the
なお、吸気温センサ46や大気圧センサ47、水温センサ48に異常が発生して、大気圧PAや吸気温THA、エンジン水温THWを適切に検出できなくなると、シフト補正量SFTを適切に演算できなくなる。また、EGR機構35や可変動弁機構36に異常が発生して、それらの制御状態(EGR量やバルブタイミング進角量)を把握できなくなった場合にも、シフト補正量SFTを適切に演算できなくなる。そのため、それらの異常が発生した場合には、脈動小判定時における偏差量学習値DEV[i]の学習、及び脈動大判定時における吸気量演算値MCへの偏差量学習値DEV[i]の反映を的確に行うことができなくなる。すなわち、吸気脈動が大きくなると、不正確なシフト補正量SFTが吸気量演算値MCに反映されてしまい、エンジン10の吸気量を正確に把握できなくなるため、燃焼室19で燃焼する混合気の空燃比の制御精度が悪化してエンジン10の排気性能の悪化を招く虞がある。
If an abnormality occurs in the intake
その点、本実施形態のエンジン制御装置では、そうした異常の発生時には、スロットル開度TAがフェール時上限開度以下に制限される。フェール時上限開度は、吸気脈動が大きい状態となることのないスロットル開度TAの上限値よりも小さい開度に設定されている。そのため、エンジン10は、吸気脈動が大きくならない範囲において運転されるようになり、不正確なシフト補正量SFTに基づいて吸気量演算値MCが演算される事態が生じないようになる。
In this regard, in the engine control system of the present embodiment, when such an abnormality occurs, the throttle opening TA is limited to the upper limit opening at failure time or less. The failure upper limit opening degree is set to an opening degree smaller than the upper limit value of the throttle opening degree TA at which the intake pulsation is not large. Therefore, the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(偏差量学習領域の設定について)
上記実施形態では、エンジン回転数NEにより区分けされた複数の偏差量学習領域毎に偏差量学習値DEV[i]をそれぞれ個別に学習していたが、偏差量学習領域の区分けを行わずに、エンジンの運転領域全体で単独の偏差量学習値を学習するようにしてもよい。
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
(Regarding the setting of the deviation amount learning area)
In the above embodiment, the deviation amount learning value DEV[i] is individually learned for each of the plurality of deviation amount learning areas divided by the engine speed NE. A single deviation learning value may be learned for the entire operating range of the engine.
(シフト補正量の演算について)
上記実施形態では、排気再循環機構及び可変動弁機構36の制御状態に応じてシフト補正量SFTの演算マップを切り替えるようにしていたが、これ以外の態様で排気再循環機構及び可変動弁機構36の制御状態をシフト補正量SFTに反映するようにしてもよい。例えばエンジン回転数NE、吸気管圧力PM、大気圧PA、吸気温THA、エンジン水温THW、EGR量(又はEGRバルブ34の開度)、及び吸気弁23のバルブタイミング進角量を引値とし、シフト補正量SFTを返値とする単一の演算マップを用いてシフト補正量SFTを演算することも可能である。
(Calculation of shift correction amount)
In the above-described embodiment, the calculation map for the shift correction amount SFT is switched according to the control state of the exhaust gas recirculation mechanism and the
(間接吸気可変機構について)
上記実施形態では、排気再循環機構の制御状態と可変動弁機構の制御状態との2つの制御状態を、シフト補正量SFTの演算に用いる間接吸気可変機構の制御状態として採用していた。排気再循環機構及び可変動弁機構のうちのいずれか一方がエンジンに設けられていない場合や、それらのうちのいずれか一方がスロットル開度TAに連動して制御されている場合などには、排気再循環機構及び可変動弁機構のいずれか一方の制御状態のみを、シフト補正量SFTの演算に用いる間接吸気可変機構の制御状態とするようにしてもよい。また、それら以外にも、スロットル開度TAとは非連動に制御されて吸気量に変化を生じさせる機構がエンジンに設けられている場合には、その機構の制御状態を、シフト補正量SFTの演算に用いる間接吸気可変機構の制御状態として採用するようにしてもよい。排気再循環機構及び可変動弁機構以外の間接吸気可変機構としては、例えば次のものがある。
(Regarding the variable indirect intake mechanism)
In the above embodiment, two control states, ie, the control state of the exhaust gas recirculation mechanism and the control state of the variable valve mechanism, are used as the control states of the variable indirect intake mechanism used to calculate the shift correction amount SFT. When either one of the exhaust gas recirculation mechanism and the variable valve mechanism is not provided in the engine, or when either one of them is controlled in conjunction with the throttle opening TA, The control state of only one of the exhaust gas recirculation mechanism and the variable valve mechanism may be used as the control state of the indirect intake variable mechanism used to calculate the shift correction amount SFT. In addition to these, if the engine is provided with a mechanism that is controlled independently of the throttle opening TA to cause a change in the intake air amount, the control state of the mechanism may be changed to the shift correction amount SFT. It may be adopted as the control state of the variable indirect intake mechanism used for calculation. Indirect intake variable mechanisms other than the exhaust gas recirculation mechanism and the variable valve mechanism include, for example, the following.
可変動弁機構の一種に、吸気弁23のバルブリフト量を可変とする機構(リフト量可変機構)がある。こうしたリフト量可変機構がスロットル開度TAとは非連動に制御される場合には、エンジン回転数NE及び吸気管圧力PMと偏差量DEVとの関係がリフト量可変機構の制御状態(吸気弁23のバルブリフト量)に応じて変化する。こうした場合のリフト量可変機構は、エンジンに設けられた機構であってスロットル開度TAとは非連動に制御されてエンジンの吸気量に変化を生じさせる間接吸気可変機構に該当する。そうした場合、シフト補正量SFTの演算に際して参照する間接吸気可変機構の制御状態の一つとしてリフト量可変機構の制御状態を用いるようにするとよい。
One type of variable valve mechanism is a mechanism that varies the valve lift amount of the intake valve 23 (lift amount variable mechanism). When the variable lift mechanism is controlled without being interlocked with the throttle opening TA, the relationship between the engine speed NE, the intake pipe pressure PM, and the deviation amount DEV depends on the control state of the variable lift mechanism (
複数のターボチャージャを備えるエンジンにおいて、稼働するターボチャージャの数を変更する可変過給機構が設けられたものがある。こうした過変過給機構がスロットル開度TAとは非連動に制御される場合には、エンジン回転数NE及び吸気管圧力PMと偏差量DEVとの関係が可変過給機構の制御状態(ターボチャージャの稼働数)に応じて変化する。こうした場合の可変過給機構は、エンジンに設けられた機構であってスロットル開度TAとは非連動に制御されてエンジンの吸気量に変化を生じさせる間接吸気可変機構に該当する。そうした場合、シフト補正量SFTの演算に際して参照する間接吸気可変機構の制御状態の一つとして可変過給機構の制御状態を用いるようにするとよい。 Some engines with a plurality of turbochargers are provided with a variable supercharging mechanism that changes the number of operating turbochargers. When such a supercharging mechanism is controlled without being interlocked with the throttle opening TA, the relationship between the engine speed NE, the intake pipe pressure PM, and the deviation amount DEV depends on the control state of the variable supercharging mechanism (turbocharger operating number). The variable supercharging mechanism in such a case is a mechanism provided in the engine and corresponds to an indirect intake variable mechanism that is controlled independently of the throttle opening TA to cause a change in the intake air amount of the engine. In such a case, it is preferable to use the control state of the variable supercharging mechanism as one of the control states of the variable indirect intake mechanism referred to when calculating the shift correction amount SFT.
吸気ポート18内に燃料を噴射するポート噴射弁と燃焼室19内に燃料を噴射する筒内噴射弁との2種の燃料噴射弁を備えており、エンジンの運転状況に応じて燃料を噴射する燃料噴射弁を切り替える噴射切替機構を備えるエンジンがある。こうしたエンジンでは、筒内噴射弁による燃料噴射が行われる場合には、噴射した燃料の気化熱で燃焼室19内が冷却されて、燃焼室19内に導入された吸気の密度が高まることから、ポート噴射弁のみにより燃料噴射が行われる場合よりも吸気量、すなわち燃焼室19内に導入される吸気の質量が増加する。こうした噴射切替機構がスロットル開度TAとは非連動に制御される場合には、エンジン回転数NE及び吸気管圧力PMと偏差量DEVとの関係が噴射切替機構の制御状態(燃料噴射を行う燃料噴射弁の切替)に応じて変化する。こうした場合の噴射切替機構は、エンジンに設けられた機構であってスロットル開度TAとは非連動に制御されてエンジンの吸気量に変化を生じさせる間接吸気可変機構に該当する。そうした場合、シフト補正量SFTの演算に際して参照する間接吸気可変機構の制御状態の一つとして噴射切替機構の制御状態を用いるようにするとよい。
It has two types of fuel injection valves, a port injection valve that injects fuel into the
こうした場合にも、シフト補正量SFTの演算に際して制御状態を参照する間接吸気可変機構に異常があると判定されている場合には、スロットル開度TAの制御範囲の上限値を、同異常がないと判定されている場合よりも小さい開度とすることで、吸気量の演算精度の悪化による排気性能の悪化を抑えられる。 Even in such a case, if it is determined that there is an abnormality in the variable indirect intake mechanism that refers to the control state when calculating the shift correction amount SFT, the upper limit value of the control range of the throttle opening TA is set to By setting the degree of opening to be smaller than when it is determined that the intake air amount is calculated with a lower degree of opening, it is possible to suppress the deterioration of the exhaust performance due to the deterioration of the calculation accuracy of the intake air amount.
(環境条件の状態量について)
上記実施形態では、環境条件の状態量として、大気圧PA、吸気温THA、及びエンジン水温THWの3つの状態量をシフト補正量SFTの演算に用いていた。他にも、偏差量DEVに変化を生じさせるエンジン10の環境条件の状態量としては、例えばサージタンク圧、過給エンジンにおける過給圧などの圧力状態量や、外気温、エンジン油温、吸気ポート18の壁面温度などの温度状態量がある。エンジンの構成や第1吸気量演算処理P10及び第2吸気量演算処理P11での吸気量の演算ロジックにより、偏差量に大きい影響を与える状態量が異なることがある。そのため、環境条件の状態量の中で偏差量DEVへの影響が大きいものを選択し、その選択した状態量をシフト補正量SFTの演算に用いるようにするとよい。そうした場合にも、シフト補正量SFTの演算に用いる状態量の検出するセンサに異常があると判定されている場合には、スロットル開度TAの制御範囲の上限値を、同異常がないと判定されている場合よりも小さい開度とすることで、吸気量の演算精度の悪化による排気性能の悪化を抑えられる。
(Regarding state quantities of environmental conditions)
In the above embodiment, three state quantities of the atmospheric pressure PA, the intake air temperature THA, and the engine water temperature THW are used as the state quantities of the environmental conditions to calculate the shift correction amount SFT. In addition, as the state quantity of the environmental condition of the
なお、環境条件の状態量に偏差量に与える影響が大きいものが存在しない場合等には、環境条件の状態量を用いずに、エンジンの運転状態(エンジン回転数NE、吸気管圧力PM、及び間接吸気可変機構の制御状態)に基づいてシフト補正量SFTを演算するようにしてもよい。 If there is no state quantity of environmental conditions that greatly affects the deviation amount, the operating state of the engine (engine speed NE, intake pipe pressure PM, and The shift correction amount SFT may be calculated based on the control state of the variable indirect intake mechanism.
(第2吸気量演算処理について)
上記実施形態では、第2吸気量演算処理P11における第2吸気量MC2の演算を、スロットル開度TA及びエンジン回転数NEに基づく吸気流量の推定値を用いた、いわゆるスロットルスピード方式により行っていた。こうした第2吸気量MC2の演算を、吸気管圧力PM及びエンジン回転数NEの検出結果に基づく吸気流量の推定値を用いた、いわゆるスピードデンシティ方式により行うようにしてもよい。
(Regarding the second intake air amount calculation process)
In the above-described embodiment, the calculation of the second intake air amount MC2 in the second intake air amount calculation process P11 is performed by a so-called throttle speed method using an estimated value of the intake air flow rate based on the throttle opening TA and the engine speed NE. . The calculation of the second intake air amount MC2 may be performed by a so-called speed density method using an estimated value of the intake air flow rate based on the detection results of the intake pipe pressure PM and the engine speed NE.
(スロットル開度制限処理について)
上記実施形態では、異常判定時のスロットル開度TAの制御範囲の上限値の低開度化を、要求開度の演算後に、フェール時上限開度以下の開度となるように目標開度を設定することで行っていた。こうした異常判定時のスロットル開度TAの制御範囲の上限値の低開度化を、要求開度演算処理P30内で行うように、すなわち要求開度を演算する段階でフェール時上限開度以下の開度となるように同要求開度に上限ガードを施すことで行うようにしてもよい。
(Regarding throttle opening limit processing)
In the above-described embodiment, the target opening is set so that the upper limit of the control range of the throttle opening TA at the time of abnormality determination is lower than the upper limit at the time of failure after calculating the required opening. It was done by setting The opening of the upper limit of the control range of the throttle opening TA at the time of such an abnormality determination is performed in the required opening calculating process P30. An upper limit guard may be applied to the required opening so that the required opening is achieved.
また、上記実施形態では、フェール時上限開度として、脈動開度域の最小値よりも小さい開度を設定していたが、同最小値よりも大きい開度を設定しても、吸気量の演算精度の悪化による排気性能の悪化をある程度に抑えられる。すなわち、異常判定時のスロットル開度TAの制御範囲に脈動開度域が含まれているとしても、スロットル開度TAの制御範囲の上限値を通常よりも小さい開度とされれば、燃焼室19内に流入する吸気量が、ひいては燃焼室19内で燃焼する混合気の量が制限されることになる。そのため、不正確なシフト補正量SFTが吸気量の演算結果に反映されて空燃比の制御精度が悪化した場合に、浄化し切れずに外気放出される排気中の有害成分(CO、HC、NOx等)の量が制限されることになるため、排気性能の悪化をある程度に抑えられる。
Further, in the above-described embodiment, as the upper limit opening at the time of failure, an opening smaller than the minimum value of the pulsation opening is set. Deterioration of exhaust performance due to deterioration of calculation accuracy can be suppressed to some extent. That is, even if the control range of the throttle opening degree TA at the time of abnormality determination includes the pulsation opening region, if the upper limit value of the control range of the throttle opening degree TA is set to a smaller opening than normal, the combustion chamber The amount of intake air flowing into the
10…エンジン、11…吸気通路、12…エアクリーナ、13…エアフローメータ、14…スロットルバルブ、15…スロットルモータ、16…スロットルセンサ、17…吸気マニホールド、18…吸気ポート、19…燃焼室、20…インジェクタ、21…点火プラグ、22…クランクシャフト、23…吸気弁、24…排気弁、25…電子制御ユニット(エンジン制御装置)、26…演算処理回路、27…メモリ、31…排気通路、35…排気再循環(EGR)機構(間接吸気可変機構)、36…可変動弁機構(間接吸気可変機構)、43…アクセルペダル、44…アクセルペダルセンサ、45…クランク角センサ、46…吸気温センサ、47…大気圧センサ、48…水温センサ、P1…吸気量演算処理、P2…噴射量決定処理、P3…インジェクタ駆動処理、P10…第1吸気量演算処理、P11…第2吸気量演算処理、P12…脈動判定処理、P13…学習処理、P14…シフト補正量演算処理、P15…演算方式切替処理、P30…要求開度演算処理、P31…スロットル開度制限処理、P32…バルブ駆動処理、P40…異常判定処理。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
エアフローメータの吸気流量の検出値に基づいて吸気量を演算する第1吸気量演算処理と、
前記吸気流量の検出値を用いずに、吸気管圧力及びスロットル開度のうちのいずれか一方に基づいて前記吸気量を演算する第2吸気量演算処理と、
規定の期間における前記吸気流量の検出値の最大値から最小値を引いた差を、前記規定の期間における前記吸気流量の検出値の平均値で割った商を脈動率とし、前記脈動率の値が予め定められた脈動判定値以上である状態を前記エンジンの吸気通路内の吸気脈動が大きい状態としたとき、前記吸気脈動が大きい状態にあるか否かを判定する脈動判定処理と、
エンジン回転数、吸気管圧力、大気圧、吸気温、及びエンジン水温の中から選ばれる1以上の状態量とシフト補正量との関係が予め定められている複数の演算マップを用いて、前記状態量から前記シフト補正量を演算するシフト補正量演算処理と、
前記第1吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第1吸気量とするとともに、前記第2吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第2吸気量としたとき、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときに前記第1吸気量に対する前記第2吸気量の差から前記シフト補正量を引いた値に近づくように偏差量学習値の値を更新する学習処理と、
前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときには前記第1吸気量を前記吸気量の演算値として設定するとともに、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にあると判定されているときには前記第2吸気量、前記偏差量学習値及び前記シフト補正量を合計した値を前記吸気量の演算値として設定する演算方式切替処理と、
排気の一部を吸気中に再循環する排気再循環機構による排気の再循環量を把握できなくなった状態を前記排気再循環機構に異常が発生した状態としたとき、前記排気再循環機構の異常の有無を判定する異常判定処理と、
前記スロットル開度の制御範囲の上限値を設定する処理であって、前記異常判定処理において前記排気再循環機構に異常があると判定されている場合には同異常がないと判定されている場合よりも、前記上限値に小さい値を設定するスロットル開度制限処理と、
を行い、
前記シフト補正量演算処理では、前記再循環量が規定の判定値以上である場合には、複数の前記演算マップの中から前記再循環量が前記判定値以上である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択し、前記再循環量が前記判定値未満である場合には、複数の前記演算マップの中から前記再循環量が前記判定値未満である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択するエンジン制御装置。 In an engine control device that calculates the intake air amount of the engine and determines the fuel injection amount based on the calculated value of the intake air amount to control the fuel injection of the injector,
a first intake air amount calculation process for calculating the intake air amount based on the detected value of the intake air flow rate of the air flow meter;
a second intake air amount calculation process for calculating the intake air amount based on either one of the intake pipe pressure and the throttle opening without using the detected value of the intake air flow rate;
The quotient obtained by dividing the difference obtained by subtracting the minimum value from the maximum detected value of the inspiratory flow rate in a specified period by the average value of the detected inspiratory flow rate in the specified period is defined as the pulsation rate, and the value of the pulsation rate. is greater than or equal to a predetermined pulsation determination value, a pulsation determination process for determining whether or not the intake pulsation in the intake passage of the engine is large;
Using a plurality of calculation maps in which the relationship between one or more state variables selected from engine speed, intake pipe pressure, atmospheric pressure, intake air temperature, and engine coolant temperature and the shift correction amount is predetermined, the state shift correction amount calculation processing for calculating the shift correction amount from the amount;
When the calculated value of the intake air amount obtained by the first intake air amount calculation process is set as the first intake air amount and the calculated value of the intake air amount obtained by the second intake air amount calculation process is set as the second intake air amount, the pulsation determination process When it is determined that the intake pulsation is not large, the deviation amount learning value is updated so as to approach a value obtained by subtracting the shift correction amount from the difference between the second intake air amount and the first intake air amount. a learning process to
When it is determined in the pulsation determination process that the intake pulsation is not large, the first intake air amount is set as the calculated value of the intake air amount, and if the intake pulsation is large in the pulsation determination process. A calculation method switching process for setting a value obtained by summing the second intake air amount, the deviation amount learning value, and the shift correction amount as a calculated value of the intake air amount when the determination is made;
Abnormality of the exhaust gas recirculation mechanism when the exhaust gas recirculation mechanism, which recirculates a part of the exhaust gas into the intake air, cannot grasp the amount of exhaust gas recirculated. Abnormality determination processing for determining the presence or absence of
In the process of setting the upper limit value of the control range of the throttle opening, when it is determined that there is no abnormality in the abnormality determination process when it is determined that there is an abnormality in the exhaust gas recirculation mechanism Throttle opening limit processing for setting a value smaller than the upper limit value,
and
In the shift correction amount calculation process, when the recirculation amount is equal to or greater than a prescribed judgment value, the state quantity and the The calculation map having a predetermined relationship with the shift correction amount is selected, and when the recirculation amount is less than the judgment value, the recirculation amount is selected from among the plurality of calculation maps to be the judgment value. An engine control device that selects the arithmetic map in which the relationship between the state quantity and the shift correction amount when the shift correction amount is less than is predetermined.
エアフローメータの吸気流量の検出値に基づいて吸気量を演算する第1吸気量演算処理と、
前記吸気流量の検出値を用いずに、吸気管圧力及びスロットル開度のうちのいずれか一方に基づいて前記吸気量を演算する第2吸気量演算処理と、
規定の期間における前記吸気流量の検出値の最大値から最小値を引いた差を、前記規定の期間における前記吸気流量の検出値の平均値で割った商を脈動率とし、前記脈動率の値が予め定められた脈動判定値以上である状態を前記エンジンの吸気通路内の吸気脈動が大きい状態としたとき、前記吸気脈動が大きい状態にあるか否かを判定する脈動判定処理と、
エンジン回転数、吸気管圧力、大気圧、吸気温、及びエンジン水温の中から選ばれる1以上の状態量とシフト補正量との関係が予め定められている複数の演算マップを用いて、前記状態量から前記シフト補正量を演算するシフト補正量演算処理と、
前記第1吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第1吸気量とするとともに、前記第2吸気量演算処理による前記吸気量の演算値を第2吸気量としたとき、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときに前記第1吸気量に対する前記第2吸気量の差から前記シフト補正量を引いた値に近づくように偏差量学習値の値を更新する学習処理と、
前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にないと判定されているときには前記第1吸気量を前記吸気量の演算値として設定するとともに、前記脈動判定処理において前記吸気脈動が大きい状態にあると判定されているときには前記第2吸気量、前記偏差量学習値及び前記シフト補正量を合計した値を前記吸気量の演算値として設定する演算方式切替処理と、
吸気弁のバルブタイミングを可変とする可変動弁機構によるバルブタイミング進角量を把握できなくなった状態を前記可変動弁機構に異常が発生した状態としたとき、前記可変動弁機構の異常の有無を判定する異常判定処理と、
前記スロットル開度の制御範囲の上限値を設定する処理であって、前記異常判定処理において前記可変動弁機構に異常があると判定されている場合には同異常がないと判定されている場合よりも、前記上限値に小さい値を設定するスロットル開度制限処理と、
を行い、
前記シフト補正量演算処理では、前記バルブタイミング進角量が規定の判定値以上である場合には、複数の前記演算マップの中から前記バルブタイミング進角量が前記判定値以上である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択し、前記バルブタイミング進角量が前記判定値未満である場合には、複数の前記演算マップの中から前記バルブタイミング進角量が前記判定値未満である場合の前記状態量と前記シフト補正量との関係が予め定められている前記演算マップを選択するエンジン制御装置。 In an engine control device that calculates the intake air amount of the engine and determines the fuel injection amount based on the calculated value of the intake air amount to control the fuel injection of the injector,
a first intake air amount calculation process for calculating the intake air amount based on the detected value of the intake air flow rate of the air flow meter;
a second intake air amount calculation process for calculating the intake air amount based on either one of the intake pipe pressure and the throttle opening without using the detected value of the intake air flow rate;
The quotient obtained by dividing the difference obtained by subtracting the minimum value from the maximum detected value of the inspiratory flow rate in a specified period by the average value of the detected inspiratory flow rate in the specified period is defined as the pulsation rate, and the value of the pulsation rate. is greater than or equal to a predetermined pulsation determination value, a pulsation determination process for determining whether or not the intake pulsation in the intake passage of the engine is large;
Using a plurality of calculation maps in which the relationship between one or more state variables selected from engine speed, intake pipe pressure, atmospheric pressure, intake air temperature, and engine coolant temperature and the shift correction amount is predetermined, the state shift correction amount calculation processing for calculating the shift correction amount from the amount;
When the calculated value of the intake air amount obtained by the first intake air amount calculation process is set as the first intake air amount and the calculated value of the intake air amount obtained by the second intake air amount calculation process is set as the second intake air amount, the pulsation determination process When it is determined that the intake pulsation is not large, the deviation amount learning value is updated so as to approach a value obtained by subtracting the shift correction amount from the difference between the second intake air amount and the first intake air amount. a learning process to
When it is determined in the pulsation determination process that the intake pulsation is not large, the first intake air amount is set as the calculated value of the intake air amount, and if the intake pulsation is large in the pulsation determination process. A calculation method switching process for setting a value obtained by summing the second intake air amount, the deviation amount learning value, and the shift correction amount as a calculated value of the intake air amount when the determination is made;
Presence or absence of an abnormality in the variable valve mechanism when an abnormality occurs in the variable valve mechanism when the state in which the valve timing advance amount by the variable valve mechanism that makes the valve timing of the intake valve can be varied cannot be grasped. Abnormality determination processing for determining
In the process of setting the upper limit value of the control range of the throttle opening, when it is determined that there is no abnormality in the abnormality determination process when it is determined that there is an abnormality in the variable valve mechanism Throttle opening limit processing for setting a value smaller than the upper limit value,
and
In the shift correction amount calculation process, when the valve timing advance amount is equal to or greater than a prescribed judgment value, the above-described calculation map for the case where the valve timing advance amount is equal to or larger than the judgment value is selected from among the plurality of calculation maps. The calculation map in which the relationship between the state quantity and the shift correction amount is predetermined is selected, and when the valve timing advance amount is less than the determination value, the valve timing is selected from the plurality of calculation maps. The engine control device selects the arithmetic map in which the relationship between the state quantity and the shift correction amount is predetermined when the timing advance amount is less than the determination value.
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