JPH02238150A - Fuel injection control device of internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection control device of internal combustion engine

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JPH02238150A
JPH02238150A JP1058443A JP5844389A JPH02238150A JP H02238150 A JPH02238150 A JP H02238150A JP 1058443 A JP1058443 A JP 1058443A JP 5844389 A JP5844389 A JP 5844389A JP H02238150 A JPH02238150 A JP H02238150A
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amount
air
fuel injection
internal combustion
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correct a control error and to improve the control accuracy by adding a variation component to the fuel injection amount, inferring a model parameter from the variation amount of the air-fuel ratio derived following this addition, and correcting an operation formula for computing the fuel feeding amount thereby. CONSTITUTION:To the fuel feeding amount computed by a device M3 depending on the operating condition detected by a device M1 and the condition variable inferred by a device M2, a specific variation component is superposed, and the fuel injection amount from a fuel injection valve controlled by a device 4 is varied by a device M5. And the air-fuel ratio of the fuel mixture gas is detected by a device M6 depending on the exhaust gas component of the internal combustion engine E/G. Furthermore, while the variation amount of the air-fuel ratio is computed by a device M7, a specific parameter in a physical model is inferred by a device 8 depending on this variation amount. And, depending on the parameter, an operation formula used when the fuel feeding amount is computed by the device M3 is corrected by a device M9.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明{友 内燃機関のシリンダ内に流入する燃料の挙
動を表す物理モデルに則って燃料噴射弁がらの燃料噴射
量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an internal combustion engine in which the amount of fuel injected from a fuel injection valve is controlled in accordance with a physical model representing the behavior of fuel flowing into a cylinder of an internal combustion engine. The present invention relates to a fuel injection amount control device.

[従来の技術1 従来より、内燃機関に供給される燃料混合気の空燃比が
目標空燃比になるように燃料噴射弁からの燃料噴射量を
制御する燃料噴射量制御装置の一つとして、例えば特開
昭59−196930号公報に記載の如く、内燃機関の
回転速度と吸入空気量とから求められる基本燃料噴射量
を補正する補正値を制御入九 空燃比センサを用いて検
出される空燃比の実測値を制御出力とし、該制御入力と
制御出力との間に線形な近似が成り立つものとして同定
を行い、内燃機関の動的な振舞いを記述する数式モデル
を求め、これに基づき設計された制御則により燃料噴射
量を制御する、所謂線形制御理論に基づく制御装置が知
られている.しかし上記制御入力と制御出力との関係は
本来非線形であり、上記のように単{二線形近似により
数式モデルを求めたのでは内燃機関の動的な振舞いを極
めて狭い運転条件下でしか記述することができず、制御
を良好に行なうに]飄 例えば特開昭59−7751号
公報に記載の如く、線形近似が成り立つとみなし得る複
数の運転領域毎に数式モデルを設定し、これに基づき各
運転領域毎に制御則を決定しなければならなかった こ
のため従来で(友 制御則を内燃機関の各運転領域毎に
切り替えなければならず、制御が煩雑になるといった問
題があっち まだ各運転領域の境界点では制御則の切り
替えのために制御が不安定になるといった問題もある。
[Prior art 1] Conventionally, as one type of fuel injection amount control device that controls the amount of fuel injection from a fuel injection valve so that the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine becomes a target air-fuel ratio, for example, As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-196930, a correction value for correcting the basic fuel injection amount determined from the rotational speed of the internal combustion engine and the amount of intake air is controlled. The actual measured value of is the control output, and identification is performed assuming that a linear approximation holds between the control input and the control output, a mathematical model that describes the dynamic behavior of the internal combustion engine is obtained, and the design is based on this. A control device based on so-called linear control theory, which controls the fuel injection amount using a control law, is known. However, the relationship between the above-mentioned control input and control output is inherently non-linear, and obtaining a mathematical model using a single-bilinear approximation as described above can only describe the dynamic behavior of an internal combustion engine under extremely narrow operating conditions. For example, as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-7751, a mathematical model is set up for each of multiple operating regions where linear approximation can be considered to hold, and based on this, each Therefore, in the past, the control law had to be changed for each operating region of the internal combustion engine, which caused problems such as complicated control. There is also the problem that control becomes unstable at the boundary point due to switching of the control law.

そこで本願出願人1;l.,  特願昭62−1898
89号,特願昭62−189891号等により、内燃機
関における燃料挙動を記述した物理モデルに基づき、非
線形補償された制御則を決定することで、上記のように
制御則を切り替えることなく (即ち一つの制御則で)
燃料噴射制御を実行できる燃料噴射量制御装置を提案し
h [発明が解決しようとする課題] しかし上記物理モデルによっても内燃機関の燃料挙動を
正確に記述することは難しく、実際に(友内燃機関吸気
系の特性変化等によって、モデルパラメータが変動する
。こうした変動に伴う制御量誤差1tll.  制御則
を周知のサーボ系に拡大して積分動作によって補償する
ことができるが、積分補償の割合を大きくすると応答性
が悪くなるといったことがあり、制御性をより向上する
に1上 モデルパラメータをなんらかの方法で求めて制
御則を補正することが望まれる。
Therefore, applicant 1; l. , Patent application 1986-1898
No. 89, Japanese Patent Application No. 62-189891, etc., by determining a nonlinearly compensated control law based on a physical model that describes fuel behavior in an internal combustion engine, it is possible to avoid switching the control law as described above (i.e. with one control law)
[Problem to be solved by the invention] However, even with the above physical model, it is difficult to accurately describe the fuel behavior of an internal combustion engine. The model parameters fluctuate due to changes in the characteristics of the intake system, etc. The control amount error due to these fluctuations is 1tll. Although the control law can be extended to the well-known servo system and compensated by integral operation, it is necessary to increase the ratio of integral compensation. This may result in poor response, and in order to further improve controllability, it is desirable to find the model parameters in some way and correct the control law.

そこで本願出願人{友 こうしたモデルパラメータの変
動に対しても制御を良好に実行できる装置として、特願
昭63−24483号により、上記燃料噴射量制御装置
1:.燃料噴射量や空燃比等からモデルパラメータを推
定する同定器を設け、その同定結果から制御則を補正し
て燃料噴射量制御を行なう装置を提案しL ところがこの提案の装置で1表 最小二乗推定式という
数学的原理に基づきモデルパラメータを推定するように
していたため、推定のための演算式が複雑で、従来内燃
機関制御装百で使用している安価な8ビットマイクロコ
ンピュータでは計算に時間がかかりすぎ、実現が困難で
あった またモデルパラメータの推定に{表 空燃比セ
ンサを用いた空燃比の検出結果をそのまま使用している
ので、空燃比センサの特性変軌 外乱ノイズ、排気の流
速変化に伴う空燃比の検出遅れ等により、モデルパラメ
ータの推定に誤差を生じ易く、これを防止するための空
燃比検出結果の平滑処理 安定性判定が複雑になるとい
った問題もある。
Therefore, the applicant of the present application (Friend) proposed the above-mentioned fuel injection amount control device 1:. We proposed a device that controls the fuel injection amount by installing an identifier that estimates model parameters from the fuel injection amount, air-fuel ratio, etc., and correcting the control law based on the identification results. However, the proposed device uses least squares estimation. Because the model parameters were estimated based on mathematical principles known as equations, the calculation equations for estimation were complex, and calculations took a long time with the inexpensive 8-bit microcomputers used in conventional internal combustion engine control systems. In addition, since the air-fuel ratio detection results using the air-fuel ratio sensor are used as they are for estimating the model parameters, there are no changes in the characteristics of the air-fuel ratio sensor, disturbance noise, or changes in the exhaust flow velocity. Due to the accompanying delay in detecting the air-fuel ratio, etc., errors tend to occur in the estimation of model parameters, and smoothing processing of the air-fuel ratio detection results to prevent this problem also complicates stability determination.

そこで本発明(飄 内燃機関の燃料挙動を記述した物理
モデルに基づく制御則により燃料噴射量を制御すると共
1:,必要に応じてモデルパラメータを推定し、このパ
ラメータ変動に伴う制御誤差を補償するように構成され
た装置において、モデルパラメータを簡単1:,シかも
精度よく推定できる即ち上記目的を達するためになされ
た本発明の構成Lt.  第1図に例示する如く、内燃
機関E/Gの所定の運転状態を検出する運転状態検出手
段M1と、 内燃機関E/Gのシリンダ内に流入する燃料の挙動を記
述した物理モデルに基づき設定された第1の演算式を使
用して、上記運転状態検出手段M1の検出結果と前回算
出した燃料供給量とに基づき該物理モデルの状態変数を
推定する状態変数推定手段M2と、 上記物理モデルに基づき設定された第2の演算式を使用
して、上記運転状態検出手段M1の検出結果と上記状態
変数推定手段M2の推定結果とに基づき燃料供給量を算
出する燃料供給量算出手段M3と、 該算出された燃料供給量に応じて当該内燃機関E/Gの
吸気通路に設けられた燃料噴射弁を開弁し、内燃機関E
/Gに燃料を供給する燃料供給手段M4と、 を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、上記
燃料供給量算出手段M3の算出結果に所定の変動成分を
重畳して、上記燃料供給手段M4により制御される燃料
噴射弁からの燃料噴射量を変動させる燃料噴射量変動制
御手段M5と、内燃機関E/Gの排気成分に基づき内燃
機関E/Gのシリンダ内に流入した燃料混合気の空燃比
匠検出する空燃比検出手段M6と、 該空燃比検出手段M6の検出結果に基づき、上記空燃比
の変動量を算出する空燃比変動量算出手段M7と、 該算出された空燃比変動量に基づき上記物理モデルの所
定のモデルパラメータを推定するモデルパラメータ推定
手段M8と、 該推定されたモデルパラメータに基づき、上記燃料供給
量算出手段M3で燃料供給量を算出する際に用いる第2
の演算式を補正する補正手段M9と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装
置を要旨としている。
Therefore, the present invention (1) controls the fuel injection amount using a control law based on a physical model that describes the fuel behavior of an internal combustion engine, and also estimates model parameters as necessary and compensates for control errors caused by fluctuations in these parameters. In the apparatus configured as shown in FIG. 1, model parameters can be estimated easily and accurately. The above operation is performed using an operation state detection means M1 that detects a predetermined operation state, and a first calculation formula set based on a physical model that describes the behavior of fuel flowing into the cylinder of the internal combustion engine E/G. a state variable estimating means M2 that estimates a state variable of the physical model based on the detection result of the state detecting means M1 and the previously calculated fuel supply amount; and a second calculation formula set based on the physical model. , a fuel supply amount calculation means M3 that calculates a fuel supply amount based on the detection result of the driving state detection means M1 and the estimation result of the state variable estimation means M2; The fuel injection valve installed in the intake passage of the E/G is opened, and the internal combustion engine
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel supply means M4 for supplying fuel to /G; A fuel injection amount variation control means M5 that varies the fuel injection amount from the fuel injection valve controlled by M4; An air-fuel ratio detecting means M6 that detects the air-fuel ratio; an air-fuel ratio variation calculating means M7 that calculates the amount of variation in the air-fuel ratio based on the detection result of the air-fuel ratio detecting means M6; and the calculated amount of air-fuel ratio variation. model parameter estimating means M8 for estimating predetermined model parameters of the physical model based on the model parameters;
The gist of the present invention is a fuel injection amount control device for an internal combustion engine, which is characterized in that it is provided with a correction means M9 for correcting the arithmetic expression.

[作用] 以上のように構成された本発明の燃料噴射量制御装置に
おいて1表 まず状態変数推定手段M2が、運転状態検
出手段M1で検出された内燃機関E/Gの所定の運転状
態と前回算出した燃料供給量とに基づき、内燃機関E/
Gにおける燃料挙動を記述した物理モデルの状態変数を
推定し、燃料供給量算出手段M3が,この推定結果と内
燃機関E/Gの所定の運転状態とに基づき、燃料供給量
を算出する.すると燃料噴射量変動制御手段M5が、こ
の算出された燃料供給量に所定の変動成分を重畳し、燃
料供給手段M4が、この変動成分の重畳された燃料供給
量に応じて、燃料噴射弁を開弁して内燃機関E/Gに燃
料供給色行なう。
[Operation] In the fuel injection amount control device of the present invention configured as described above, first, the state variable estimating means M2 compares the predetermined operating state of the internal combustion engine E/G detected by the operating state detecting means M1 with the previous operating state. Based on the calculated fuel supply amount, the internal combustion engine E/
The state variables of the physical model describing the fuel behavior in E/G are estimated, and the fuel supply amount calculation means M3 calculates the fuel supply amount based on this estimation result and a predetermined operating state of the internal combustion engine E/G. Then, the fuel injection amount fluctuation control means M5 superimposes a predetermined fluctuation component on the calculated fuel supply amount, and the fuel supply means M4 controls the fuel injection valve according to the fuel supply amount on which this fluctuation component is superimposed. The valve is opened to supply fuel to the internal combustion engine E/G.

また本発明で1上 空燃比変動量算出手段M7が空燃比
検出手段M6で検出された空燃比の変動量を算出し、モ
デルパラメータ推定手段M8がこの算出された空燃比の
変動量に基づき上記モデルパラメータを推定する。する
と補正手段M9がこの推定されたモデルパラメータに基
づいて燃料供給量算出手段M3が燃料供給量を算出する
のに使用する第2の演算式を補正する。
In addition, in the present invention, the air-fuel ratio fluctuation amount calculation means M7 calculates the amount of fluctuation in the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means M6, and the model parameter estimating means M8 performs the above-mentioned operation based on the calculated amount of fluctuation in the air-fuel ratio. Estimate model parameters. Then, the correction means M9 corrects the second arithmetic expression used by the fuel supply amount calculation means M3 to calculate the fuel supply amount based on the estimated model parameters.

即ち本発明で{上 燃料噴射量変動制御手段M51二よ
って、内燃機関への燃料噴射量に所定の変動成分を与え
、これによって生ずる空燃比の変動量からモデルパラメ
ータを推定して、制御則を補正するようにされている。
That is, in the present invention, the fuel injection amount fluctuation control means M512 gives a predetermined fluctuation component to the fuel injection amount to the internal combustion engine, estimates model parameters from the resulting fluctuation amount of the air-fuel ratio, and calculates the control law. It is designed to be corrected.

[実施例] 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず第2図は本発明が適用された内燃機関2及びその周
辺装置の構成を表す概略構成図である.図に示す如く内
燃機関2の吸気管4に(L その上流から、吸入空気を
浄化するエアクリーナ6、吸入空気量を制御するスロッ
トルバルブ8、吸気の脈動を抑えるサージタンク1o、
サージタンク10内の圧力(吸気管圧力)PMを検出す
る吸気圧センサ12、及び吸気温度THAを検出する吸
気温センサ14が備えら札 排気管]6に(表 排気を
浄化する三元触媒18、及びこの三元触媒18より上流
で排気中の酸素濃度に基づき内燃ti関2に供給された
燃料混合気の空燃比を検出する空燃比センサ19が備え
られている. また当該内燃機関2に1飄 その運転状態を検出するた
めのセンサとして、上記吸気圧センサ12,吸気温セン
サ14及び空燃比センサ19のイ包  ディストリビュ
ータ20の回転から内燃機関2の回転速度ωを検出する
ための回転速度センサ22、同じくディストリビュータ
20の回転から内燃機関2への燃料噴射タイミングを検
出するためのクランク角センサ24、及び内燃機関2の
ウォータジャケットに取り付けら札 冷却木温THWを
検出する水温センサ26が備えられている。尚ディスト
リビュータ20はイグナイタ28からの高電圧を所定の
点火タイミングで点火ブラグ29に印加するためのもの
である。
First, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an internal combustion engine 2 and its peripheral devices to which the present invention is applied. As shown in the figure, in the intake pipe 4 of the internal combustion engine 2 (L), from its upstream side, an air cleaner 6 that purifies the intake air, a throttle valve 8 that controls the amount of intake air, a surge tank 1o that suppresses the pulsation of intake air,
An intake pressure sensor 12 that detects the pressure (intake pipe pressure) PM in the surge tank 10 and an intake air temperature sensor 14 that detects the intake air temperature THA are provided. , and an air-fuel ratio sensor 19 that detects the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine 2 based on the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the three-way catalyst 18. 1. The intake pressure sensor 12, the intake temperature sensor 14, and the air-fuel ratio sensor 19 are included as sensors for detecting the operating state.A rotation speed for detecting the rotation speed ω of the internal combustion engine 2 from the rotation of the distributor 20. A sensor 22, a crank angle sensor 24 for detecting the fuel injection timing to the internal combustion engine 2 based on the rotation of the distributor 20, and a water temperature sensor 26 for detecting the cooling wood temperature THW attached to the water jacket of the internal combustion engine 2 are provided. The distributor 20 is for applying the high voltage from the igniter 28 to the ignition plug 29 at a predetermined ignition timing.

そして上記各センサからの検出信号(友 マイクロコン
ピュータを中心とする論理演算回路として構成された電
子制御回路30に入力さね 燃料噴射弁32を駆動して
燃料噴射弁32からの燃料噴射量を制御するのに用いら
れる。
The detection signals from each of the above sensors are then input to an electronic control circuit 30 configured as a logical operation circuit centered on a microcomputer to drive the fuel injection valve 32 and control the amount of fuel injected from the fuel injection valve 32. used to do.

即ち電子制御回路301L  予め設定された制御プロ
グラムに従って燃料噴射量制御のための演算処理を実行
するCPU40,CPU40で演算処理を実行するのに
必要な制御プログラムや初期データが予め記録されたR
OM42、同じ<CPU40で演算処理を実行するのに
用いられるデータが一時的に読み書きされるRAM44
、上記各センサからの検出信号を入力するための入力ポ
ート46、及びCPU40での演算結果に応じて燃料噴
射弁32に駆動信号を出力するための出力ポート48、
等から構成さね 内燃機関2のシリンダ2a内に流入す
る燃料混合気の空燃比が予め設定された目標空燃比にな
るように燃料噴射弁32からの燃料噴射量を制御する。
That is, the electronic control circuit 301L is a CPU 40 that executes arithmetic processing for fuel injection amount control according to a preset control program, and an R in which control programs and initial data necessary for executing arithmetic processing in the CPU 40 are recorded in advance.
OM42, same < RAM44 where data used to execute arithmetic processing by CPU40 is temporarily read and written
, an input port 46 for inputting detection signals from each of the sensors, and an output port 48 for outputting a drive signal to the fuel injection valve 32 in accordance with the calculation result of the CPU 40.
The fuel injection amount from the fuel injection valve 32 is controlled so that the air-fuel ratio of the fuel mixture flowing into the cylinder 2a of the internal combustion engine 2 becomes a preset target air-fuel ratio.

次にこの電子制御回路30で実行ざれる燃料噴射量制御
の制御則を第3図に示すブロック図に基づいて説明する
Next, the control law for fuel injection amount control executed by this electronic control circuit 30 will be explained based on the block diagram shown in FIG.

尚第3図{友 当該実施例の制御則を示す図であって、
ハード的な構成を示すものではなく、実際の燃料噴射制
御は後述の第4図及び第5図のフローチャートに示した
一連の制御プログラムの実行により実現される。
FIG. 3 is a diagram showing the control law of the embodiment,
This does not indicate a hardware configuration, and actual fuel injection control is realized by executing a series of control programs shown in flowcharts in FIGS. 4 and 5, which will be described later.

またこの制御則(友 後述するように、内燃機関2のシ
リンダ2a内に流入する燃料の挙動を記述した次式(1
)及び(2)に示す物理モデル(以下,燃料挙動モデル
ともいう)に基づき設計されたものである。
In addition, as will be described later, the following equation (1
) and (2) (hereinafter also referred to as fuel behavior model).

+(I   R  S)fi(k)  ・・・(2)(
但し上式において、fw:吸気管壁面付着燃料量、fv
: 吸気管内蒸発燃料量、 fI= 燃料噴射量、Vf
w: 吸気管壁面からの燃料蒸発量、fc: 筒内流入
燃料量、P,  Q,  R,  S,  D: 定数
、である。)第3図に示すよう1ミ 本実施例で{飄 
まず吸気圧センサ12で検出された吸気管圧力PMと水
温センサ26で検出された冷却水温THWとが燃料蒸発
速度算出部B1に入力される。
+ (I R S) fi (k) ... (2) (
However, in the above formula, fw: amount of fuel adhering to the intake pipe wall, fv
: Amount of evaporated fuel in the intake pipe, fI = Fuel injection amount, Vf
w: amount of fuel evaporated from the intake pipe wall surface, fc: amount of fuel flowing into the cylinder, P, Q, R, S, D: constants. ) As shown in FIG.
First, the intake pipe pressure PM detected by the intake pressure sensor 12 and the cooling water temperature THW detected by the water temperature sensor 26 are input to the fuel evaporation rate calculation section B1.

燃料蒸発速度算出部all友 吸気管圧力PMと冷却水
温THWとから、吸気管壁面からの単位時間当りの燃料
蒸発量(燃料蒸発速度)Vfを算出するためのもので、
まず冷却水温THWから吸気管4内での燃料の飽和蒸気
圧Psを求め、この飽和蒸気圧Psと吸気管圧力PMと
から燃料蒸発速度Vfを算出する。
Fuel evaporation rate calculation unit All friends This is for calculating the amount of fuel evaporation per unit time (fuel evaporation rate) Vf from the intake pipe wall surface from the intake pipe pressure PM and cooling water temperature THW.
First, the saturated vapor pressure Ps of the fuel in the intake pipe 4 is determined from the cooling water temperature THW, and the fuel evaporation rate Vf is calculated from this saturated vapor pressure Ps and the intake pipe pressure PM.

つまり吸気管壁面からの燃料蒸発速度Vff1吸気管4
内での燃料の飽和蒸気圧Psと吸気管4内部の圧力(吸
気管圧力)PMとの関数として求めることができ、また
飽和蒸気圧Psは吸気管壁面への付着燃料温度Tqの関
数であり、付着燃料温度Tqは内燃機関2の冷却水温或
は吸気ボート付近のシリンダヘッド温度によって代表さ
せることができるので、本実施例において{よ まず冷
却水温THW(″K)をパラメータとする次式(3)を
用いて飽和蒸気圧Psを求め、 Ps=β1−T}−IW2−β2・THW十β3  ・
−・(3)(但し、β1.β2,β3:定数) その後この算出した飽和蒸気圧Psと吸気管圧力PMと
から燃料蒸発速度Vfを算出するようにされているので
ある。
In other words, the fuel evaporation rate from the intake pipe wall surface Vff1 intake pipe 4
It can be determined as a function of the saturated vapor pressure Ps of the fuel inside the air and the pressure inside the intake pipe 4 (intake pipe pressure) PM, and the saturated vapor pressure Ps is a function of the temperature Tq of the fuel adhering to the wall of the intake pipe. , the adhering fuel temperature Tq can be represented by the cooling water temperature of the internal combustion engine 2 or the cylinder head temperature near the intake boat. 3) to find the saturated vapor pressure Ps, Ps=β1-T}-IW2-β2・THW×β3・
-.(3) (where β1, β2, β3 are constants) Thereafter, the fuel evaporation rate Vf is calculated from the calculated saturated vapor pressure Ps and intake pipe pressure PM.

次にこの燃料蒸発速度算出部B1で算出された燃料蒸発
速度Vfは燃料蒸発量算出部B2に入力される。この燃
料蒸発量算出部M 2 1上  燃料蒸発速度Vfを回
転速度センサ22を用いて検出された内燃機関2の回転
速度ωで除算することにより内燃機関2の1回転当りに
吸気管壁面から蒸発す−る燃料量V fw (= V 
f/ω)を算出するためのもので、その算出結果(燃料
蒸発量)Vfwは係数f4乗算部B3に入力されて、予
め設定された孫数f4が乗算される。
Next, the fuel evaporation rate Vf calculated by the fuel evaporation rate calculation unit B1 is input to the fuel evaporation amount calculation unit B2. This fuel evaporation amount calculation unit M21 calculates the amount of evaporation from the intake pipe wall surface per one rotation of the internal combustion engine 2 by dividing the fuel evaporation rate Vf by the rotational speed ω of the internal combustion engine 2 detected using the rotational speed sensor 22. Fuel amount V fw (= V
f/ω), and the calculation result (fuel evaporation amount) Vfw is input to the coefficient f4 multiplier B3 and multiplied by a preset grandchild number f4.

また次に吸気管圧力PM及び回転速度ω1よ 吸気温セ
ンサ14により検出された吸気温THAと共に筒内流入
空気量算出部P4にも入力される。
Next, the intake pipe pressure PM and the rotational speed ω1 are also input to the cylinder inflow air amount calculation unit P4 together with the intake air temperature THA detected by the intake air temperature sensor 14.

筒内吸入空気量算出部P41友 これら入力された吸気
管圧力PM,  回転速度ω及び吸気温THAに基づき
、次式(4) mc= (βX((Ll )・P M一βy(ω)) 
/ T }−I A−(4)(但し、βX(ω),βy
(ω):回転速度ωの関数)を用いて、内燃機関2の吸
気行程時にシリンダ2a内に流入する空気量mcを算出
するためのもので、その算出結果mcは目標燃料量算出
部BSに入力される.すると目標燃料量算出部B5で沫
その算出された空気量mcと予め設定された目標燃空比
(目標空燃比の逆数)λ『とを乗算して、シリンダ2a
内に流入すべき燃料量(即ち目標燃料量)fcrを算出
する.またこの目標燃料量fcrlよ 係数f3乗算部
B6に入力さ札 予め設定された係数f3が乗算される
. 一方上記燃料蒸発量算出部B2で算出された燃料蒸発量
VfwJ友  状態変数推定部P7にも入力される.状
態変数推定部P71表 予め設定された演算式を用いて
、上記入力された燃料蒸発量Vfwと、一時遅延部B8
を介して入力される前回算出した燃料噴射量f i(k
−1)と、後述のモデルパラメータ変動量算出部813
で算出されたモデルパラメータPの変動量ΔPと、当該
状態変数推定部B7で前回推定した状態変数量f w(
k−1)及び?v(k−1)とから、次回の燃料噴射量
fi(k)を算出するための状態変数量fw及びfvを
推定する。そしてこの推定結果?W及び?Vに(友 係
数ft乗算部B9及び係数f2乗算部BIOで、夫々係
数fl及びf2が乗算される。
Cylinder intake air amount calculation part P41 Based on these input intake pipe pressure PM, rotational speed ω, and intake air temperature THA, the following formula (4) mc= (βX((Ll)・PM−βy(ω))
/ T }-I A-(4) (However, βX(ω), βy
(ω): a function of rotational speed ω) to calculate the amount of air mc flowing into the cylinder 2a during the intake stroke of the internal combustion engine 2, and the calculation result mc is sent to the target fuel amount calculation unit BS. It is input. Then, the target fuel amount calculation unit B5 multiplies the calculated air amount mc by a preset target fuel-air ratio (reciprocal of the target air-fuel ratio) λ', and calculates the cylinder 2a.
Calculate the amount of fuel that should flow into the tank (that is, the target fuel amount) fcr. Further, this target fuel amount fcrl is multiplied by a preset coefficient f3 input to the coefficient f3 multiplier B6. On the other hand, the fuel evaporation amount VfwJ calculated by the fuel evaporation amount calculation section B2 is also input to the state variable estimation section P7. State variable estimation section P71 table Using a preset calculation formula, calculate the input fuel evaporation amount Vfw and the temporary delay section B8.
The previously calculated fuel injection amount fi(k
-1) and a model parameter variation calculation unit 813, which will be described later.
The variation amount ΔP of the model parameter P calculated in and the state variable amount f w (
k-1) and? From v(k-1), state variables fw and fv for calculating the next fuel injection amount fi(k) are estimated. And this estimated result? W and? V is multiplied by coefficients fl and f2 in a coefficient ft multiplication unit B9 and a coefficient f2 multiplication unit BIO, respectively.

また次に空燃比センサ19による空燃比の検出結果A 
/ F [.t,  A / F変動量算出部B11に
入力される。A/F変動量算出部B 1 1 1友  
空燃比センサ19により検出された空燃比の時系列デー
タからその変動幅(A/F変動量)ΔA/Fを算出する
ためのもので、その算出結果ΔA / F t&  筒
内流入空気量算出部B4で算出された空気量mεと共に
筒内流人燃料変動量算出部B12に入力される.すると
筒内流入燃料変動量算出部812でLt.  その入力
データΔA/F及びmcに基づき、シリンダ2a内への
流入燃料量fcの変動幅fcDを算出し、その算出結果
をモデルパラメータ変動量算出部813に出力する. モデルパラメータ変動量算出部8131L  上記入力
された流入燃料量fcの変動幅fcDに基づき、予め設
定されたマップを用いて、上記(1)及び(2)式で記
述された燃料挙動モデルにおけるモデルパラメータPの
変動幅ΔPを算出するためのもので、その算出結果ΔP
 (&  上記状態変数推定部B7の{N  係数f5
乗算部814に出力さ札 係数f5乗算部814で係数
f5が乗算される。またこの乗算結果f5・ΔPは状態
変数乗算部B15に入力さ札 状態変数推定部B7で推
定された状態変数?Wが乗算される. そしてこの状態変数乗算部815による乗算結果I−L
  他の係数乗算部83,86,89,810での乗算
結果と共に加算部816〜819で加算さね これによ
って燃料噴射弁32がらの燃料噴射量f1が算出される
Next, the air-fuel ratio detection result A by the air-fuel ratio sensor 19
/ F [. t, A/F fluctuation amount calculation unit B11. A/F fluctuation amount calculation part B 1 1 1 friend
This is for calculating the fluctuation width (A/F fluctuation amount) ΔA/F from the time series data of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 19, and the calculation result ΔA / F t& Cylinder inflow air amount calculation unit It is input to the in-cylinder fuel fluctuation amount calculation unit B12 together with the air amount mε calculated in B4. Then, the cylinder inflow fuel fluctuation amount calculation unit 812 calculates Lt. Based on the input data ΔA/F and mc, a fluctuation width fcD of the amount of fuel flowing into the cylinder 2a fc is calculated, and the calculation result is output to the model parameter fluctuation amount calculating section 813. Model parameter fluctuation amount calculation unit 8131L Based on the input fluctuation range fcD of the inflow fuel amount fc, the model parameters in the fuel behavior model described by the above equations (1) and (2) are calculated using a preset map. This is to calculate the fluctuation range ΔP of P, and the calculation result ΔP
(& {N coefficient f5 of the state variable estimator B7
The multiplication unit 814 multiplies the output card by a coefficient f5. Also, this multiplication result f5·ΔP is input to the state variable multiplier B15.The state variable estimated by the state variable estimator B7? W is multiplied. Then, the multiplication result I-L by this state variable multiplier 815
The adders 816 to 819 add the multiplication results in the other coefficient multipliers 83, 86, 89, and 810. Thereby, the fuel injection amount f1 from the fuel injection valve 32 is calculated.

またこの算出された燃料噴射量f1に隠 正弦波発生部
B20から出力される正弦波sin2χfTを増幅部8
21でA倍に増幅することによって得られる変動成分Δ
fi  (=As i n2πfT)が、加算部B22
で加算さ札 これによって燃料噴射弁32から実際に燃
料噴射を行なう燃料量TALJ(=fi+Δfi)が決
定される.次に上記制御則の基本となる燃料挙動モデル
、及び該燃料挙動モデルに基づく上記制御則の設計方法
について説明する.尚この種の制御則の設計方法として
{表 例え1f,古田勝久著[実システムのデジタル制
御」システムと制諷Vol,2B,  No.12. 
1984風  計測自動制御学会等に詳しいので、ここ
では簡単に説明する。
In addition, a sine wave sin2χfT output from the sine wave generator B20 is hidden in the calculated fuel injection amount f1 by the amplifying unit 8.
Fluctuation component Δ obtained by amplifying A times in 21
fi (=As i n2πfT) is added to the adder B22
This determines the amount of fuel TALJ (=fi+Δfi) to be actually injected from the fuel injection valve 32. Next, a fuel behavior model that is the basis of the above control law and a method of designing the above control law based on the fuel behavior model will be explained. In addition, as a design method for this kind of control law, {Table 1f, Katsuhisa Furuta, [Digital Control of Actual Systems] System and Synonyms Vol. 2B, No. 12.
1984 Style I am familiar with the Society of Instrument and Control Engineers, etc., so I will briefly explain it here.

まず内燃機関2のシリンダ2a内に流入する燃料量fc
lj  燃料噴射弁32からの燃料噴射量fと、吸気管
4壁面への付着燃料量fwと、吸気管4内部での蒸発燃
料量fvとを用いて次式(5)のように記述することが
できる. fc =al−f i +cr2・fw+cr3−fv
   −(5)即ち上記燃料量fcl&  燃料噴射弁
32からの噴射燃料の直接流入量αl−fIと、その噴
射燃料が付着した吸気管4からの間接流入量α2・fw
と、噴射燃料或は壁面付着燃料の蒸発により吸気管4内
部に存在する蒸発燃料の流入量α3・fvとの総和であ
ると考えられることから、上式(5)のようにシリンダ
2a内に流入する燃料量fcを記述することができる。
First, the amount of fuel fc flowing into the cylinder 2a of the internal combustion engine 2
lj It can be written as in the following equation (5) using the fuel injection amount f from the fuel injection valve 32, the fuel amount fw adhering to the wall surface of the intake pipe 4, and the evaporated fuel amount fv inside the intake pipe 4. Can be done. fc =al-f i +cr2・fw+cr3-fv
-(5) That is, the above fuel amount fcl & the direct inflow amount αl-fI of the injected fuel from the fuel injection valve 32 and the indirect inflow amount α2・fw from the intake pipe 4 to which the injected fuel adheres.
and the inflow amount α3·fv of evaporated fuel existing inside the intake pipe 4 due to the evaporation of the injected fuel or fuel adhering to the wall surface. Therefore, as shown in equation (5) above, The amount of fuel flowing in fc can be described.

上式(5)において、燃料噴射量fiは燃料噴射弁32
の開弁時間によって定まるので、吸気管4壁面への付着
燃料量fw及び吸気管4内での蒸発燃料量fvを知るこ
とができれ(戴 燃料量fcを予測することができる. そこで次に上記付着燃料量fw及び蒸発燃料置fvにつ
いて考える。
In the above formula (5), the fuel injection amount fi is the fuel injection amount fi of the fuel injection valve 32.
Therefore, the amount of fuel adhering to the wall of the intake pipe 4 fw and the amount of evaporated fuel fv within the intake pipe 4 can be known (the amount of fuel fc can be predicted). Consider the adhering fuel amount fw and the evaporated fuel position fv.

まず吸気管4壁面への付着燃料量fwは、吸気行程時の
シリンダ2a内への流入によって、吸気行程毎にその一
部α2が減少するイ匹  吸気管4内部への蒸発によっ
て減少し、吸気サイクルと同期して燃料噴射弁32から
噴射される燃料噴射量f1の一部α4が付着することに
よって増加する。
First, the amount of fuel adhering to the wall of the intake pipe 4, α2, decreases in part during each intake stroke due to the inflow into the cylinder 2a during the intake stroke. The amount increases due to the adhesion of a portion α4 of the fuel injection amount f1 injected from the fuel injection valve 32 in synchronization with the cycle.

また吸気サイクル毎の燃料蒸発量(.t,単位時間当り
の燃料蒸発量(即ち燃料蒸発速度)Vfと内燃機関2の
回転速度ωとから、α5・Vf/ω(二α5・V fw
,  α5:比例定数)として表すことができる.この
ため吸気管4壁面への付着燃料量fwは次式(6)に示
す如く記述できる. f w(k+1)= (iα2)− f w(k)+ 
a 4・f i (k)− a 5 ・V fw(k)
     − (6)(但し、k:吸気サイクル) 一方吸気管4内部での蒸発燃料量fv[よ 吸気行程時
のシリンダ2a内への流入によって、吸気サイクル毎に
その一部α3が減少する4N  燃料噴射量fiの一部
α6が蒸発することによって増加し、更に上記付着燃料
の燃料蒸発によって増加する.このため吸気管4内の蒸
発燃料量fvは次式(7)に示す如く記述できる。
In addition, from the amount of fuel evaporation per intake cycle (.t, the amount of fuel evaporation per unit time (i.e. fuel evaporation rate) Vf and the rotational speed ω of the internal combustion engine 2, α5・Vf/ω (2 α5・V fw
, α5: constant of proportionality). Therefore, the amount fw of fuel adhering to the wall surface of the intake pipe 4 can be expressed as shown in the following equation (6). f w (k+1) = (iα2) − f w (k) +
a4・fi(k)−a5・Vfw(k)
- (6) (where k: intake cycle) On the other hand, the amount of evaporated fuel fv inside the intake pipe 4 [y] 4N fuel whose part α3 decreases every intake cycle due to the inflow into the cylinder 2a during the intake stroke The injection amount fi increases as part of α6 evaporates, and further increases as the adhering fuel evaporates. Therefore, the amount of evaporated fuel fv in the intake pipe 4 can be expressed as shown in the following equation (7).

f v(k+1)= (t−a 3)・f v(k)+
 a 6・f i (k)+ a 5・V fw(k)
     − (7)従って上記(5)〜(7)式にお
いて、(l一α2)をP,(l一α3)をQ, α4を
R, α6をS, α5をDとして整理することにより
、吸気管壁面への付着燃料量と蒸発燃料量とを状態変数
として内燃機関での燃料挙動を表す前述の(1)及び(
2)式を得ることができ、内燃機関2の吸気サイクルを
サンプリング周期として離散系で表現された燃料挙動モ
デルが定まる. このような燃料挙動モデルで[友Vfwの項によって非
線形補償されているため、各モデルパラメータP,  
Q,  R,  S,  Dを周知の同定法により定め
れ1fS  内燃機関の定常運転時の燃料挙動を全運転
領域で正確に記述することができるようになる。
f v(k+1)=(t-a 3)・f v(k)+
a 6・f i (k)+ a 5・V fw(k)
- (7) Therefore, in the above equations (5) to (7), by rearranging (l-α2) as P, (l-α3) as Q, α4 as R, α6 as S, and α5 as D, the intake air The above-mentioned (1) and (
2) Equation can be obtained, and a fuel behavior model expressed in a discrete system using the intake cycle of the internal combustion engine 2 as a sampling period is determined. In such a fuel behavior model, each model parameter P,
By determining Q, R, S, and D using a well-known identification method, it becomes possible to accurately describe the fuel behavior of a 1fS internal combustion engine during steady operation over the entire operating range.

しかし内燃機関2の特性は経時的に変化するため、上記
燃料挙動モデルでは内燃機関2の燃料挙動を正確に記述
できなくなることがある。また内燃機関(tS  たと
え同一機種であっても各機関毎に特性にばらつきがある
ため、複数の内燃機関の燃料挙動を一つの燃料挙動モデ
ルで記述することは困難で、量産された内燃機関の制御
則を特定の燃料挙動モデルに基づき設計しても、各機関
毎の制御精度を確保するのは困難である。
However, since the characteristics of the internal combustion engine 2 change over time, the fuel behavior model described above may not be able to accurately describe the fuel behavior of the internal combustion engine 2. Furthermore, even if the internal combustion engine (tS) is the same model, there are variations in the characteristics of each engine, so it is difficult to describe the fuel behavior of multiple internal combustion engines with a single fuel behavior model. Even if a control law is designed based on a specific fuel behavior model, it is difficult to ensure control accuracy for each engine.

そこで本実施例で(友 こうした内燃機関2の特性変動
やばらつきに応じて、制御則を自動修正しつつ、燃料噴
射制御を実行できるよう{ミ 内燃機関2の運転中に上
記燃料挙動モデルのモデルパラメータPを推定し、設計
時の値からの変動量ΔPを求めて制御則を補正し得るよ
うに、上記燃料挙動モデルを変形した次式(8)及び(
9)の如き燃料挙動モデルにより制御則が決定されてい
る.いて説明する。
Therefore, in this embodiment, in order to automatically correct the control law and execute fuel injection control in accordance with such characteristic fluctuations and dispersion of the internal combustion engine 2, the model of the above fuel behavior model is introduced. The following equation (8) and (
The control law is determined by a fuel behavior model such as 9). I will explain.

上記燃料挙動モデルは非線形であるので、線形制御理論
を適用するために、まず燃料挙動モデルを線形近似する
。上記(8)及び(9)式において、x(k)= [f
w(k)  fv(k)] ”      −(10)
+( 1 −R−S) f i(k)一ΔP−fw(k
)・・・(9)次に上記(8)及び(9)式で記述され
た燃料挙動モデルに基づく当該実施例の制御則の設計手
順につy(k)= f c(k)−(1 −R−S)f
 i(k)+八P−f w(k)   − (14)u
 (k)” f i (k)            
     −−− (15)C=[1 −P   1 
−Ql           ・・・(I6)とおくと
、上記(8)及び(9)式は x(k+1)=A−x(k)十B−u(k)+w(k)
  −(17)y (k)= C −x (k)   
         −(18)で表すことができる. ここで、y(k) =y r (目標値)で定常となる
とき、u (k)= u r,  x (k)= x 
rとすると、上式(l7)及び(18)は次式(19)
、(2ロ)に示す如くなる.x r =A−x r 十
B −u r 十w(k)    −(19)y r 
=C−x r              −(20)
上式(17)〜(20)より、 x(k+1)−x r =A (x(k)−x r )
+B (u(k) 一u r )  −(21)y (
k)−y r =C (x(k)−x r )    
 ={22)次1:,上式(21), (22)におい
て、X (k)= x (k) − x r     
      − (23)U (k)= u (k) 
− u r           −(24)Y (k
)=y (k)−y r           −(2
5)とおくと(21),(22)式は次式(26),(
27)の如くなる.X (k+1)= A X (k)
+ B u (k)      ・・・(26)y (
k)=C x (k)            ・・・
(27)この(26)及び(27)において、X(k)
−0とすれ1戴Y (k)= Oとなり.11(k)−
urであれl′Ly(k)−yrとなる.従って上式(
26)の最適レギュレー夕を設計すればよい。即ち、離
散型リカッチ方程式を解くことで、最適制御は次式(2
8)の如く求まる。
Since the above fuel behavior model is nonlinear, in order to apply linear control theory, the fuel behavior model is first linearly approximated. In the above equations (8) and (9), x(k) = [f
w(k) fv(k)] ” −(10)
+( 1 −R−S) f i(k)−ΔP−fw(k
) ... (9) Next, regarding the design procedure of the control law of this embodiment based on the fuel behavior model described by the above equations (8) and (9), y(k) = f c(k) - ( 1 -R-S)f
i(k)+8P−f w(k)−(14)u
(k)” f i (k)
--- (15)C=[1-P 1
-Ql ... (I6), then the above equations (8) and (9) are x (k + 1) = A - x (k) + Bu (k) + w (k)
−(17)y (k)=C −x (k)
−(18). Here, when y(k) = y r (target value) and becomes stationary, u (k) = ur, x (k) = x
If r, the above equations (l7) and (18) become the following equation (19)
, as shown in (2b). x r =A−x r 1B −u r 1w(k) −(19)y r
=C-xr-(20)
From the above equations (17) to (20), x(k+1)-x r =A (x(k)-x r )
+B (u(k) -u r ) −(21)y (
k)-y r =C (x(k)-x r )
= {22) order 1:, in the above equations (21) and (22), X (k) = x (k) − x r
− (23) U (k)= u (k)
- ur -(24)Y (k
)=y(k)−y r−(2
5), equations (21) and (22) become the following equations (26) and (
27). X (k+1)= A X (k)
+ B u (k) ... (26) y (
k)=C x (k)...
(27) In (26) and (27), X(k)
-0 and 1 Y (k) = O. 11(k)-
Even if it is ur, it becomes l'Ly(k)-yr. Therefore, the above formula (
It is sufficient to design the optimal regulator of 26). That is, by solving the discrete Riccati equation, optimal control can be achieved using the following equation (2
8).

U (k) = F X (k) またこの(28)式(友 (29)の如くなる。U (k) = F X (k) Also, this formula (28) (friend (29).

u(k)=F−x(k)−F−x r +u r従って
、上記(l9)及び(20)式において、上記(23)
及び(24)式より次式 ・・・(28) ・・・(29) がX『、urについて解ければ上式(29)が確定し、
u (k)を求めることができるようになる。
u(k)=F-x(k)-F-x r +ur Therefore, in the above equations (l9) and (20), the above (23)
And from equation (24), the following equation...(28)...(29) If solved for X', ur, the above equation (29) is confirmed,
Now it is possible to find u (k).

本実施例の場合、上式(30)は前述のくIO)〜(l
6)式より、次式(3l)の如くなり、 xr,ur(即ちfwr,  fvr,  fir)が
夫々次式(32)〜(34)の如く求まる。
In the case of this example, the above equation (30) is
From equation 6), the following equation (3l) is obtained, and xr, ur (ie, fwr, fvr, fir) are determined as shown in the following equations (32) to (34), respectively.

fwr=β11・Vfw(k)+β12・( f cr
(k)−(1 −R−S)f i(k)+△p − t
 w(k)l  ++・(32)fvr=β’21・V
 fw(k)十β22・( f cr(k)−(1−R
−S)f  i(k)十△P−f w(k)l   −
 (33)fir=β21−V fw(k)十β23・
( f cr(k)(1−R−S)f  i(k)十△
P−f w(k))   ”・(34)(但し、β11
〜β23は定数) 従ってこれら各式(32), (33), (34)式
を上記(29)式に代入することによって、制御入力u
(k),  即ちfi(k)を求めるための演算式が次
式(35)の如く求まる。
fwr=β11・Vfw(k)+β12・(f cr
(k)-(1-R-S)f i(k)+△p-t
w(k)l ++・(32)fvr=β'21・V
fw(k) ten β22・(f cr(k)−(1−R
−S) f i (k) 1△P−f w (k) l −
(33) fir=β21−V fw(k)+β23・
(f cr(k) (1-R-S) f i(k) 10△
P-f w(k)) ”・(34) (However, β11
~β23 is a constant) Therefore, by substituting these equations (32), (33), and (34) into equation (29) above, the control input u
(k), that is, fi(k), is found as shown in the following equation (35).

f i(k)= f 1−f w(k)+ f 2−f
 v(k)十f 3−f cr(k)十f i V f
w(k)+ f 5・ΔP−f w(k) ・−(35
)尚この(35)式(友 前述の燃料供給量算出千段M
3で使用される第2の演算式に相当し、第3図の各種乗
算部B3,86,89,BIO,B14,B15及び加
算部816〜819を記述している。
f i (k) = f 1 - f w (k) + f 2 - f
v(k) tenf 3-f cr(k) tenf i V f
w(k)+f 5・ΔP−f w(k)・−(35
) Furthermore, this formula (35) (friend) The above-mentioned fuel supply amount calculation 1,000 stages M
3, and describes the various multipliers B3, 86, 89, BIO, B14, B15 and adders 816 to 819 in FIG.

また上記状態変数推定部B71t,  上式(35)に
おける状態変数社 即ち付着燃料量fw及び蒸発燃料量
fvを推定するためのものであるが、本実施例では状態
変数推定部B7において上記(8)式をそのまま用いて
状態変数fw及びfvを推定するようにされている。従
って本実施例で(上 上記(8)式が前述の状態変数推
定手段M2で使用される第1の演算式に相当することと
なる。
In addition, the state variable estimator B71t is for estimating the state variable in the above equation (35), that is, the adhering fuel amount fw and the evaporated fuel amount fv, but in this embodiment, the state variable estimator B7 ) is used as is to estimate the state variables fw and fv. Therefore, in this embodiment, the above equation (8) corresponds to the first calculation equation used in the state variable estimating means M2 described above.

次に上記(35)式における状態変数Pの変動量△Pを
算出するための各種算出部811〜B13,及び上式(
35)に基づき算出された燃料噴射量fに変動成分Δf
iを加えた量を内燃機関2への実際の燃料噴射量とする
正弦波発生部B20,増幅部821及び加算部822に
ついて説明する.まず上記(1)及び(2)式で記述さ
れた燃料挙動モデルにおいて、蒸発燃料量fv及び燃料
蒸発量VfwLL  付着燃料量fw,  燃料噴射量
fiに比べ著しく小さく、モデルパラメータR,  S
,  Dに変動があっても制御精度には殆ど影響しない
ため、これら各値を無視する.すると燃料挙動モデルは
次式(36)及び(37)の如く簡素化できる。
Next, various calculation units 811 to B13 for calculating the variation amount ΔP of the state variable P in the above equation (35), and the above equation (
The fluctuation component Δf is added to the fuel injection amount f calculated based on 35).
The sine wave generating section B20, the amplifying section 821, and the adding section 822 that set the actual fuel injection amount to the internal combustion engine 2 as the amount obtained by adding i will be explained. First, in the fuel behavior model described by equations (1) and (2) above, the amount of evaporated fuel fv and the amount of fuel evaporation VfwLL are significantly smaller than the adhering fuel amount fw and the fuel injection amount fi, and the model parameters R, S
, D have little effect on control accuracy, so these values are ignored. Then, the fuel behavior model can be simplified as shown in the following equations (36) and (37).

f w(k+1)= P−f w(k)十R f i(
k)      − (36)f c(k)=(1 −
 P)f w(k)+(1 −R)f i(k:l{3
7)次に上式において、制御入力をf1、制御出力をf
cとして、2変換を行ない、上記モデルの伝達関数を導
く.尚2変換の手法等について(よ 三谷政昭著[デジ
タルフィルタデザイン』 (昭晃堂)等に詳解されてい
るので、詳しい説明は省略する。
f w (k+1) = P - f w (k) + R f i (
k) − (36) f c(k)=(1 −
P)f w(k)+(1 −R)f i(k:l{3
7) Next, in the above equation, the control input is f1, and the control output is f1.
As c, perform two transformations and derive the transfer function of the above model. 2. The conversion method etc. is explained in detail in Masaaki Mitani's Digital Filter Design (Shokodo), so a detailed explanation will be omitted.

まず上式(36)及び(37)を2変換すると、これら
各式は次式(38),  (39)の如くなり、Z F
w(Z) = P Fw(Z) +R F i(Z) 
    −(3B)Fc(Z)”(1−P)Fw(Z)
+(I  R)Fi(Z)・・(39)(但し、Fw(
Z),  Fi(Z),  Fc(Z)It.  夫々
、fw,fi,fcの2変換値) 上式(38)からF w(Z)は次式(40)の如く記
述できる。
First, by converting the above equations (36) and (37) by 2, these equations become as shown in the following equations (38) and (39), and Z F
w(Z) = PFw(Z) +RF i(Z)
-(3B)Fc(Z)”(1-P)Fw(Z)
+(IR)Fi(Z)...(39)(However, Fw(
Z), Fi(Z), Fc(Z)It. (2 converted values of fw, fi, and fc, respectively) From the above equation (38), F w (Z) can be written as shown in the following equation (40).

Fw(Z)=R−Fi(Z)/(Z  p)     
−(4o)そこで上式(40)を(39)式に代入する
と、F c(Z)= l−1 (Z) − F i(Z
)        − (41)イ旦し、 となり、伝達関数H (Z)が得られる。
Fw(Z)=R-Fi(Z)/(Z p)
-(4o) Then, by substituting the above equation (40) into equation (39), F c (Z) = l-1 (Z) - F i (Z
) − (41) Then, the transfer function H (Z) is obtained.

そこで次に燃料噴射弁32から実際に燃料噴射を行なう
燃料噴射量fi として、次式(43)の如く、上記演
算式(35)により算出される通常の燃料噴射量fIO
と、既知変動分fiDとを考えると、f i= f i
o+f iD  −F i(Z) = F io(Z)
+ F iD(Z)・・・(43) 燃料噴射量fiol上 通常、空燃比が理論空燃比(1
4.7)となるように設定されるため、上記演算式(3
5)が実際の内燃機関2の特性に対応しているとすると
、シリンダ2a内への流入燃料量fcは理論空燃比に対
応した燃料量fcoと燃料噴射量fiの既知変動分fi
Dにより次式(44)の如くなり、f c= f cO
+ f cD           −・・(44)上
記(41)式(友 次式の如く記述できる。
Therefore, as the fuel injection amount fi for actually injecting fuel from the fuel injection valve 32, the normal fuel injection amount fIO calculated by the above equation (35) as shown in the following equation (43)
Considering the known variation fiD, f i= f i
o+f iD −F i(Z) = F io(Z)
+F iD(Z)...(43) On the fuel injection amount fiol Normally, the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio (1
4.7), so the above calculation formula (3
Assuming that 5) corresponds to the actual characteristics of the internal combustion engine 2, the amount of fuel flowing into the cylinder 2a fc is determined by the known variation fi between the fuel amount fco corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio and the fuel injection amount fi.
Due to D, the following equation (44) is obtained, f c= f cO
+ f cD - (44) Formula (41) above (can be written as Tomoji's formula).

F c(Z)= F cO(Z)+ F cD(Z)=
 H (Z)・F io(Z)+ H (Z)・F i
D(Z) − (45)従ってシリンダ内への流入燃料
量fcの変動量f cDI飄 次式(46)の如く記述
でき、F cD(Z)” H (Z)・F iD(Z)
        − (46)燃料噴射量に加えた既知
変動量fiDによる流入燃料の変動量fcDが分かれ{
L 次式(47)の如くシステムの伝達関数日(Z)が
分かる。
F c (Z) = F cO (Z) + F cD (Z) =
H (Z)・F io(Z)+ H (Z)・F i
D(Z) − (45) Therefore, the amount of variation in the amount of fuel flowing into the cylinder fc can be written as the following equation (46), F cD(Z)” H (Z)・F iD(Z)
- (46) The fluctuation amount fcD of the inflow fuel is divided by the known fluctuation amount fiD added to the fuel injection amount {
L The transfer function (Z) of the system can be found as shown in the following equation (47).

H (Z)= F cD(Z)/ F iD(Z)  
      ・= (47)一方、シリンダ2a内流入
燃料の変動量fcDIt,空燃比センサ19により検出
された空燃比A/Fの理論空燃比からのずれと、シリン
ダ2a内に流入した空気量mcとが分かれ(f?.次式
(48)の如く計算できる。
H (Z) = F cD (Z) / F iD (Z)
・= (47) On the other hand, the fluctuation amount fcDIt of the fuel flowing into the cylinder 2a, the deviation of the air-fuel ratio A/F from the stoichiometric air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 19, and the amount of air flowing into the cylinder 2a mc. The division (f?) can be calculated as shown in the following equation (48).

(但し、Mc(Z),  A/F(7)は夫々、流入空
気量mc,空燃比検出結果A/Fの2変換値) このため本実施例で1友 上記(35)式により求めた
燃料噴射量fiに加える既知外乱fiDとして、振幅A
、周波数fの正弦波を考え、燃料噴射量f1に所定の周
期T [sec.]で逐次加算し、これによる空燃比の
変動量から、モデルパラメータPを推定して、モデルパ
ラメータPの変動量ΔPを算出するようにされている。
(However, Mc(Z) and A/F(7) are two-converted values of the inflow air amount mc and the air-fuel ratio detection result A/F, respectively.) Therefore, in this example, one friend was obtained using the above equation (35). As the known disturbance fiD added to the fuel injection amount fi, the amplitude A
, a sine wave of frequency f is considered, and the fuel injection amount f1 has a predetermined period T [sec. ], the model parameter P is estimated from the resulting variation in the air-fuel ratio, and the variation ΔP of the model parameter P is calculated.

即ち、上記既知外乱fiDのZ変換値F io(z)1
戯次式(49)の如くな吠 A 伝達関数H (Z)のシステムへ上記(49)式の入力
匠加えたときの出力振幅 即ち流入燃料変動量は、次式
(5ロ)の如くなる。
That is, the Z-transformed value F io(z)1 of the known disturbance fiD
When the input signal of the above equation (49) is added to the system of the transfer function H (Z) as shown in the equation (49), the output amplitude, that is, the amount of fluctuation in the inflow fuel, becomes as shown in the following equation (5b). .

l F cD(Z) l= l H (Z) ・F i
D(Z) l:AIH(j 2πfT)1 そこで本実施例で(よ 正弦波発生部B20,増幅部B
21,及び加算部B22により、上記(35)式で求め
た燃料噴射量fiに、振幅A、周波数f、周期Tを固定
した所定の正弦波変動成分△f1を重畳し、これにより
生ずるシリンダ2a内への流入燃料量の正弦波変動成分
fcDの振幅を、筒内流入燃料変動量算出部812にお
いて、A/F変動量算出部811で求めた空燃比検出結
果A/Fの変動量ΔA/Fと当該流入空気量算出部84
で求めたシリンダ2a内への流入空気量meとに基づき
算出し、モデルパラメータ変動量算出部813で、この
値からモデルパラメータPを推定してモデルパラメータ
Pの変動量ΔPを算出するようにしている。
l F cD (Z) l= l H (Z) ・F i
D(Z) l:AIH(j 2πfT)1 Therefore, in this embodiment, sine wave generating section B20, amplifying section B
21 and adder B22, a predetermined sinusoidal fluctuation component Δf1 with fixed amplitude A, frequency f, and period T is superimposed on the fuel injection amount fi determined by the above equation (35), and the resulting cylinder 2a is The amplitude of the sinusoidal fluctuation component fcD of the amount of fuel flowing into the cylinder is determined by the fluctuation amount ΔA/ of the air-fuel ratio detection result A/F calculated by the A/F fluctuation amount calculation section 811 in the cylinder inflow fuel fluctuation amount calculation section 812. F and the inflow air amount calculation unit 84
The model parameter variation calculation unit 813 estimates the model parameter P from this value and calculates the variation ΔP of the model parameter P. There is.

尚この算出{友 上記(50)式を変形した演算式によ
り行なうことができるが、本実施例で1表 上記(50
)式に基づきモデルパラメータP推定用のマップを設定
しておき、このマップを用いてモデルパラメータPを推
定するようにされている.また上述の振幅A、周波数f
、周期Tとして(友設計時に判明しているモデルパラメ
ータのイ直 及び空燃比センサの特性を考慮して、最も
精度高くモデルパラメータPを推定し得る値に設定され
ている。これは伝達関数H (Z)はローパスフィルタ
であり、例えば周波数fが低い領域1二おいて(飄モデ
ルパラメータPの変化に起因する伝達関数H(Z)の変
化が応答の違いとして明確に出てこなくなり、推定値に
充分な精度が得られなくなる虞があるためである. 次に電子制御回路30で実行される燃料噴射制御を第4
図及び第5図に示すフローチャートに基づいて説明する
.随 以下の説明で1上 現在の処理において扱われる
量を添字(k)を付して表わし、前回(即ち,内燃機関
2の1サイクル前)の処理で求めた値を添字(k−1)
を付して表わす.まず第4図は内燃機関2の始動と共に
開始さ札内燃m関2の運転中繰り返し実行される燃料噴
射制御のメインルーチンを表わすフローチャートである
Note that this calculation can be performed using an arithmetic expression that is a modification of the above equation (50).
) A map for estimating model parameters P is set up based on the formula, and this map is used to estimate model parameters P. In addition, the above-mentioned amplitude A and frequency f
, the period T is set to a value that allows the model parameter P to be estimated with the highest accuracy, taking into account the model parameters known at the time of design and the characteristics of the air-fuel ratio sensor. (Z) is a low-pass filter, and for example, in a region where the frequency f is low (12), changes in the transfer function H(Z) caused by changes in the model parameter P do not clearly appear as a difference in response, and the estimated value This is because there is a risk that sufficient accuracy may not be obtained.Next, the fuel injection control executed by the electronic control circuit 30 is
This will be explained based on the flowchart shown in FIG. In the following explanation, the quantity handled in the current process is indicated with a subscript (k), and the value obtained in the previous process (i.e., one cycle before internal combustion engine 2) is indicated with a subscript (k-1).
It is expressed with . First, FIG. 4 is a flowchart showing a main routine of fuel injection control that starts when the internal combustion engine 2 is started and is repeatedly executed while the internal combustion engine 2 is in operation.

図に示す如くこの処理が開始されると、まずステップ1
00を実行して、付着燃料量? w(k−1)、蒸発燃
料量? v(k−1)、燃料噴射量f i(k−1)に
所定の初期値を設定し、続くステップ110に移行して
、上記各センサからの出力信号に基づき、吸気管圧力p
v(k)、吸気温度THA(k)、内燃機関2の回転速
度ω(k)及び冷却水温THW(k)を求める。
As shown in the figure, when this process starts, first step 1
Execute 00 and check the amount of attached fuel? w(k-1), amount of evaporated fuel? v(k-1) and the fuel injection amount fi(k-1), and proceed to step 110, where the intake pipe pressure p is determined based on the output signals from each of the sensors.
v(k), intake air temperature THA(k), rotational speed ω(k) of the internal combustion engine 2, and cooling water temperature THW(k).

次にステップ120で{上 上記ステップ110で求め
た吸気管圧力P M (k)と、内燃機関2の回転速度
ω(k)とに基づき、内燃機関2の負荷に応じた目標燃
空比λrを算出する.尚このステップ120で1友 通
常、空気過剰率が1 (即ち理論空燃比)となるように
目標燃空比λrが設定さ札内燃機関2の高負荷運転時等
には燃料を通常より増量して内燃機関の出力を上げるた
めに目標燃空比λ『がリッチ側に設定さ礼 内燃機関2
の軽負荷運転時等に{友 燃料を通常より減量して燃費
を向上するために目標燃空比λrがリーン側に設定され
る. ステップ120で目標燃空比λ『(k)が設定されると
、今度はステップ130に移行し、上記ステップ120
で求めた吸気管圧力P M (k)と吸気温度T H 
A (k)と内燃機関20回転速度ω(k)とに基づき
、前述の(4)式またはデータマップを用いてシリンダ
2a内に流入する空気量m c(k)を算出する筒内流
入空気量算出部B4としての処理を実行する。
Next, in step 120 {above} Based on the intake pipe pressure P M (k) obtained in step 110 and the rotational speed ω(k) of the internal combustion engine 2, the target fuel-air ratio λr according to the load of the internal combustion engine 2 is determined. Calculate. Normally, the target fuel-air ratio λr is set so that the excess air ratio is 1 (that is, the stoichiometric air-fuel ratio). In order to increase the output of the internal combustion engine, the target fuel-air ratio λ is set to the rich side.
During light load operation, etc., the target fuel-air ratio λr is set to the lean side in order to reduce fuel consumption compared to normal and improve fuel efficiency. When the target fuel-air ratio λ'(k) is set in step 120, the process moves to step 130, and the step 120
Intake pipe pressure P M (k) and intake air temperature T H determined by
Based on A (k) and the internal combustion engine 20 rotational speed ω(k), the amount of air flowing into the cylinder 2a m c (k) is calculated using the above-mentioned formula (4) or the data map. It executes processing as the amount calculation unit B4.

また続くステップ140で1山 上記ステップ110で
求めた冷却水温THW(k)と吸気管圧力PM (k)
とに基づき、壁面付着燃料の蒸発速度Vfを求め、その
値を内燃機関2の回転速度ω(k)で除算することによ
って、内燃機関2の1サイクル間に吸気管4壁面から蒸
発する燃料量(即ち燃料蒸発量) V fw(k)を算
出する、燃料蒸発速度算出部B1及び燃料蒸発量算出部
B2としての処理を実行する. そして次ステップ150で1友 ステップ140で求め
た燃料蒸発量V fw(k)と、後述のモデルパラメー
タ変動量算出処理で求めたモデルパラメータPの変動量
八Pと、前回の燃料噴射量f i(k−1)と、前回当
該ステップ150で求めた状態変数量7 w(k−1)
及び? v(k−1)とに基づき、前述の(8)式を用
いて,状態変数1 即ち付着燃料量? W(k”)及び
蒸発燃料量?v(k)を推定する、状態変数推定部B7
としての処理を実行する。
In addition, in the following step 140, the cooling water temperature THW (k) obtained in the above step 110 and the intake pipe pressure PM (k) are
The amount of fuel that evaporates from the wall surface of the intake pipe 4 during one cycle of the internal combustion engine 2 can be determined by calculating the evaporation rate Vf of the fuel adhering to the wall surface based on the following, and dividing that value by the rotational speed ω(k) of the internal combustion engine 2. (That is, the amount of fuel evaporation) Executes processing as a fuel evaporation rate calculation section B1 and a fuel evaporation amount calculation section B2 that calculate V fw (k). Then, in the next step 150, the fuel evaporation amount Vfw(k) obtained in step 140, the variation amount 8P of the model parameter P obtained in the model parameter variation calculation process described later, and the previous fuel injection amount f i (k-1) and the state variable quantity 7 w(k-1) obtained in the previous step 150
as well as? v(k-1), state variable 1, i.e., the amount of attached fuel? State variable estimation unit B7 that estimates W(k”) and the amount of evaporated fuel?v(k)
Execute processing as .

また次にステップ160で(上 ステップ120で設定
した目標燃空比λ『(k)とステップ130で求めた空
気量m(k)とを乗算して、シリンダ2a内に流入する
目標燃料量f cr(k) ( =λr−mc) を算
出する、目標燃料量算出部B5としての処理を実行する
Next, in step 160, the target fuel air ratio λ'(k) set in step 120 is multiplied by the air amount m(k) obtained in step 130, and the target fuel amount f flowing into the cylinder 2a is calculated. It executes processing as the target fuel amount calculation unit B5 to calculate cr(k) (=λr-mc).

そして続くステップ170で(上 上記ステップ140
〜ステップ160で求めた燃料蒸発量Vfw(k),付
着燃料量?W(k),  蒸発燃料量? v(k)及び
目標燃料量λ「・mc(k)と、後述のモデルパラメー
タ変動量算出処理で算出されたモデルパラメータPの変
動量△Pとに基づき、前述の(35)式を用いて燃料噴
射量fi(k)を算出する。
Then, in the following step 170 (above step 140)
~Fuel evaporation amount Vfw(k) obtained in step 160, adhering fuel amount? W(k), amount of evaporated fuel? v(k), the target fuel amount λ"・mc(k), and the variation amount ΔP of the model parameter P calculated in the model parameter variation amount calculation process described later, using the above-mentioned formula (35). Calculate the fuel injection amount fi(k).

また続くステップ180でIL  上記求めた燃料噴射
量f i(k)に、後述のモデルパラメータ変動量算出
処理で設定される変動成分△fiを加算して、燃料噴射
弁32から実際に燃料噴射を行なうための燃料噴射量T
AUを決定する。
Further, in the subsequent step 180, a fluctuation component Δfi set in the model parameter fluctuation amount calculation process described later is added to the IL thus obtained fuel injection amount f i (k), and the fuel is actually injected from the fuel injection valve 32. Fuel injection amount T for
Determine AU.

するとステップ190で1友 上記クランク角センサ2
4からの検出信号に基づき決定される燃料噴射タイミン
グで、ステップ180で求めた噴射量TAUに応じて燃
料噴射弁32を開弁し、燃料噴射乞実行する。
Then, in step 190, the above crank angle sensor 2
At the fuel injection timing determined based on the detection signal from step 4, the fuel injection valve 32 is opened in accordance with the injection amount TAU determined in step 180, and fuel injection is performed.

このステップ190で燃料噴射が行なわ札 内燃機関2
への燃料供給が一旦終了すると、ステップ200に移行
し、今回の処理で求めた状態変数量? w(k),  
9 v(k)、及び燃料噴射量f i(k)を、次回の
処理のため1:,夫々、? w(k−1),  ? v
(k−1),f i(k−1)に置き換え、再度ステッ
プ110に移行する。
In this step 190, fuel injection is performed.
Once the fuel supply to is finished, the process moves to step 200, and the state variable quantity ? w(k),
9 v(k) and fuel injection amount f i(k) are set to 1:, respectively, for the next processing. w(k-1), ? v
(k-1), f i (k-1), and the process returns to step 110.

次に第5図(友 上記第4図のメインルーチンに対して
所定時間毎の割り込み処理として実行されるモデルパラ
メータ変動量算出処理を表わすフローチャートである。
Next, FIG. 5 is a flowchart showing a model parameter variation calculation process executed as an interrupt process at predetermined time intervals to the main routine shown in FIG. 4 above.

図に示す如くこのモデルパラメータ変動量算出処理で1
,t.まずステップ210を実行し、上記ステップ]8
0で燃料噴射弁32からの燃料噴射量TAUを設定する
際に用いられる燃料噴射量fの変動成分△f1を次式(
5l)を用いて算出する、正弦波発生部B20及び増幅
部821としての処理を実行する。
As shown in the figure, in this model parameter variation calculation process, 1
, t. First, execute step 210, and then perform step 8 above.
0, the fluctuation component Δf1 of the fuel injection amount f used when setting the fuel injection amount TAU from the fuel injection valve 32 is expressed by the following formula (
5l) as the sine wave generating section B20 and the amplifying section 821.

Δfi =As i n2πfnT     −(51
)(但し、n:当該モデルパラメータ変動量算出処理の
実行毎にインクリメントされる定数)そして続くステッ
プ220で(友 空燃比センサ19からの出力信号に基
づき空燃比A/F(n)を検出してRAM44内に格納
し、、次ステップ230で上記定数nをインクリメント
して、ステップ240に移行する。
Δfi = As i n2πfnT − (51
) (where n: a constant that is incremented each time the model parameter variation calculation process is executed). Then, in the following step 220, the air-fuel ratio A/F(n) is detected based on the output signal from the air-fuel ratio sensor 19. Then, in step 230, the constant n is incremented, and the process moves to step 240.

ステップ240で{上 上記インクリメントされた定数
nの値から、前回次ステップ250以降の処理を実行し
た後所定のサンプリング時間が経過したか否か、即ち上
記ステップ230で空燃比A/Fの検出データが所定数
サンプリングされたか否かを判断する.そしてこのステ
ップ240で所定のサンプリング時間が経過していない
と判断されるとそのまま当該処理を一旦終了し、逆に所
定のサンプリング時間が経過したと判断されると、続く
ステップ250に移行して、上記ステップ230で検出
した複数のA/F検出データから、空燃比の変動幅を表
わすA/F変動量ΔA/Fを算出する、 A/F変動量
算出部811としての処理を実行する. 次に続くステップ260で1上 この算出したA/F変
動量ΔA/Fと上記メインルーチンのステップ130で
算出された最新の空気量mcとに基づき、シリンダ2a
内への流入燃料の変動量fcDを算出する当該流入燃料
変動量算出部B12としての処理を実行し、続くステッ
プ270に移行して、この算出した変動量fcDに基づ
き、予め設定されたマップを用いてモデルパラメータP
の変動量ΔPを算出するモデルパラメータ変動量算出部
B13としての処理を実行した後、当該処理を一旦終了
する。
In step 240, it is determined from the value of the incremented constant n whether a predetermined sampling time has elapsed since the previous step 250 and subsequent steps were executed, that is, in step 230, the air-fuel ratio A/F detection data is determined. Determine whether a predetermined number of samples have been sampled. If it is determined in this step 240 that the predetermined sampling time has not elapsed, the process is immediately terminated, and conversely, if it is determined that the predetermined sampling time has elapsed, the process proceeds to the following step 250, From the plurality of A/F detection data detected in step 230, the A/F fluctuation amount calculation unit 811 calculates the A/F fluctuation amount ΔA/F representing the fluctuation width of the air-fuel ratio. In the next step 260, the cylinder 2a
The inflow fuel fluctuation amount calculation unit B12 calculates the fluctuation amount fcD of the fuel flowing into the interior of the engine, and the process proceeds to step 270, where a preset map is created based on the calculated fluctuation amount fcD. Using the model parameter P
After executing the process as the model parameter variation calculation unit B13 that calculates the variation ΔP of , the process is temporarily terminated.

尚この変動量ΔPの算出{友 既述したよう1:,上記
変動量fcDに基づき予め設定されたマップを用いて現
時点でのモデルパラメータPを推定し、この推定値と設
計時の値との偏差をとることによって実行される。
In addition, calculation of this amount of variation ΔP {Friend As mentioned above 1: Estimate the current model parameter P using a preset map based on the above amount of variation fcD, and compare this estimated value with the value at the time of design. This is done by taking the deviation.

以上説明したように本実施例の燃料噴射制御装置で(上
 前述の燃料挙動モデルに則って設定された演算式(3
5)により算出される燃料噴射量fiに正弦波変動成分
Δfi を加えて燃料噴射を行ない、これにより生ずる
空燃比の変動量ΔA/Fから内燃機関への流入燃料の変
動量fcDを求め、この変動量fcDからモデルパラメ
ータPの変動量△Pを算出し、この変動量ΔPを燃料噴
射量算出系にフィードバックするようにされている。こ
の結果、内燃機関の特性変軌 或はそのばらつき等によ
つて設計時の燃料挙動モデルが実際の内燃機関と対応し
なくなっても、これによる制御誤差を良好に補正するこ
とが可能となり、空燃比の制御精度を向上できる. またモデルパラメータの推定に当たって、従来技術に記
載した装置のように複雑な演算式を使用することなく、
マップを用いてモデルパラメータを簡単に推定すること
ができるので、その演算時間を短縮でき、従来より内燃
機関の制御装置に使用されているマイクロコンピュータ
をそのまま使用して実現できる。
As explained above, in the fuel injection control device of this embodiment (above), the calculation formula (3
5) Perform fuel injection by adding the sinusoidal fluctuation component Δfi to the fuel injection amount fi calculated by 5), and calculate the fluctuation amount fcD of the fuel flowing into the internal combustion engine from the resulting fluctuation amount ΔA/F of the air-fuel ratio. A variation amount ΔP of the model parameter P is calculated from the variation amount fcD, and this variation amount ΔP is fed back to the fuel injection amount calculation system. As a result, even if the fuel behavior model at the time of design no longer corresponds to the actual internal combustion engine due to characteristic fluctuations or variations in the characteristics of the internal combustion engine, it is possible to satisfactorily correct the control errors caused by this, and the The accuracy of fuel ratio control can be improved. In addition, when estimating model parameters, there is no need to use complicated arithmetic expressions as in the devices described in the prior art.
Since the model parameters can be easily estimated using the map, the calculation time can be shortened, and the microcomputer conventionally used in internal combustion engine control devices can be used as is.

また更にモデルパラメータPの推定に1友 空燃比セン
サにより検呂された空燃比の変動量ΔA/Fを用いるた
め、モデルパラメータPを精度よく推定することができ
る。つまリ空燃比の検出値自体に誤差があっても、その
変動量は問題なく検出できるので、モデルパラメータを
精度よく推定することが可能となり、空燃比の制御精度
を向上できるようになるのである。
Furthermore, since the variation amount ΔA/F of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is used to estimate the model parameter P, the model parameter P can be estimated with high accuracy. In short, even if there is an error in the detected value of the air-fuel ratio, the amount of variation can be detected without any problem, making it possible to estimate model parameters with high accuracy, and improving the accuracy of air-fuel ratio control. .

ここで上記実施例で1表 推定するモデルバラメ−タを
燃料挙動モデルにおいて状態変数fwにかかるパラメー
タPとしたが、燃料噴射量fiにかかるパラメータRと
してもよく、またこれら両パラメータP,  Rを推定
して、パラメータ変動による制御誤差を補正するように
してもよい。
Here, in the above example, the model parameter to be estimated in Table 1 is the parameter P related to the state variable fw in the fuel behavior model, but it may also be the parameter R related to the fuel injection amount fi, and both parameters P and R can be estimated. In this way, control errors due to parameter fluctuations may be corrected.

尚モデルパラメータRを推定する際に1表 上記(50
)式を変形した演算式或はこれに基づくマップにより、
上記実施例と同様に推定することができるが、P,  
Rの両モデルパラメータを推定するに1表 上記(50
)式のみでは推定できない。そこでこの場合に{よ 燃
料噴射量fiに加える変動成分Δlf1と空燃比変動成
分の位相遅れを求め、この位相差と筒内流入燃料の変動
量fcDとから、推定するようにすればよい。
In addition, when estimating the model parameter R, please refer to Table 1 above (50
) expression or a map based on it,
Although it can be estimated in the same way as in the above example, P,
Table 1 to estimate both model parameters of R (50
) cannot be estimated using the formula alone. Therefore, in this case, the phase delay between the fluctuation component Δlf1 added to the fuel injection amount fi and the air-fuel ratio fluctuation component may be determined and estimated from this phase difference and the fluctuation amount fcD of the fuel flowing into the cylinder.

即ち、伝達関数H (Z)のシステムへ上記(49)式
の入力を加えたときの出力の位相(友 次式(52)の
如くなるので、 /FcD(Z)= t a n−’ fH(j 2 y
r f T))=t a n−’  [ (R−P+(
1 −R)c o s 2yr f T十j(1 −R
)s i n2πfT)−(P −cos2πfT+j
s i n2πfTl ・−・(52)この(52)式
と前述の(50)式とに基づき、空燃比変動成分の位相
遅れと空燃比変動成分に基づく流入燃料の変動量とをパ
ラメータとする2次元マップを予め作成しておき、この
マップを用いて上記モデルパラメータP,  Rを推定
するようにすればよい。
In other words, when the input of equation (49) above is added to the system of transfer function H (Z), the phase of the output becomes as shown in equation (52), so /FcD(Z)=t a n-' fH (j 2 y
r f T))=tan-' [(R-P+(
1 -R) cos 2yr f Tj(1 -R
)s i n2πfT)−(P −cos2πfT+j
s in2πfTl -- (52) Based on this equation (52) and the above-mentioned equation (50), 2 is calculated using the phase delay of the air-fuel ratio fluctuation component and the amount of fluctuation of the incoming fuel based on the air-fuel ratio fluctuation component as parameters. A dimensional map may be created in advance and the model parameters P and R may be estimated using this map.

またこのようにモデルパラメータP,  Rを推定する
際の空燃比変動成分の位相遅れ未 空燃比センサまでの
排気の流速等によって変化するので、位相遅れを算出す
る際に(表 内燃機関の運転状態、例えば回転速度と吸
気管圧力とに基づき排気系において生ずる位相のずれを
求め、この算出結果を考慮して空燃比変動成分の位相遅
れを算出するようにすればよい。
In addition, when estimating the model parameters P and R, the phase lag of the air-fuel ratio fluctuation component changes depending on the flow velocity of the exhaust gas up to the air-fuel ratio sensor. For example, the phase shift occurring in the exhaust system may be determined based on the rotational speed and the intake pipe pressure, and the phase delay of the air-fuel ratio fluctuation component may be calculated by taking this calculation result into consideration.

また次に上記実施例で1上 上記(50)式を導く基礎
式として、燃料挙動モデルにおけるモデルパラメータR
,  S,  Dを無視した(36),  (37)式
を用いたが、これら各値は固定値として、2変換を行な
い、上記と同様の手順で上記(50)式を導き、モデル
パラメータ推定系を設計するようにしてもよい.[発明
の効果] 以上説明したよう1:.本発明の内燃機関の燃料噴射量
制御装置でE  内燃機関への燃料噴射量に変動成分を
与え、これによって生ずる空燃比の変動量からモデルパ
ラメータを推定し、この推定結果に基づき燃料供給量算
出用の演算式を補正するようにされている。このため内
燃機関の特性変動或は特性のばらつき等によって、設計
時の物理モデルが実際の内燃機関に対応しなくなった場
合にも、これによる制御誤差を補正することができ、空
燃比の制御精度を向上できる.またモデルパラメータ{
飄 従来技術に記載した装置のように最小二乗推定式の
ような複雑な演算を行なうことなく、空燃比の変動量か
ら簡単に推定することができるので、制御装置に高速処
理の可能な高価なマイクロコンピュータを使用すること
なく、従来より内燃機関制御装置に使用されているマイ
クロコンピュータで充分実現が可能となる。また更にモ
デルパラメータ1上 空燃比の検出結果を直接使用せず
、その変動量に基づき推定するため、空燃比を検出する
センサの劣化等によって空燃比の検出結果に誤差が生じ
ても、モデルパラメータを精度よく推定することが可能
となり、これによっても空燃比の制御精度を向上できる
Next, in the above example, the model parameter R in the fuel behavior model is used as a basic equation to derive equation (50) above.
Equations (36) and (37) were used, which ignored , S, and D, but each of these values was fixed, two transformations were performed, and the above equation (50) was derived using the same procedure as above, and the model parameters were estimated. You can also design the system. [Effects of the invention] As explained above, 1:. In the fuel injection amount control device for an internal combustion engine of the present invention, a fluctuation component is given to the fuel injection amount to the internal combustion engine, model parameters are estimated from the resulting fluctuation amount of the air-fuel ratio, and the fuel supply amount is calculated based on the estimation result. It is designed to correct the calculation formula for . Therefore, even if the physical model at the time of design no longer corresponds to the actual internal combustion engine due to changes in the characteristics of the internal combustion engine or variations in characteristics, the control error caused by this can be corrected, and the control accuracy of the air-fuel ratio can be improved. can be improved. Also, the model parameters {
飄 Unlike the devices described in the prior art, it is possible to easily estimate from the amount of fluctuation in the air-fuel ratio without performing complex calculations such as least squares estimation formulas, so the control device is equipped with an expensive, high-speed processing device. The present invention can be fully realized with the microcomputer conventionally used in internal combustion engine control devices without using a microcomputer. Furthermore, model parameter 1 does not directly use the air-fuel ratio detection result, but estimates it based on its variation, so even if an error occurs in the air-fuel ratio detection result due to deterioration of the sensor that detects the air-fuel ratio, the model parameter can be estimated with high accuracy, which also improves the control accuracy of the air-fuel ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の構成を表すブロック医 第2図は実施
例の内燃機関及びその周辺装置を表す概略構成は 第3
図は電子制御回路による燃料噴射制御のための制御則を
表わすブロック医 第4図は電子制御回路で実行される
燃料噴射制御のためのメインルーチンを表わすフローチ
ャート、第5図は電子制御回路で所定時間毎に実行され
るモデルパラメータ変動量算出処理を表わすフローチャ
ト、  である. M1・・・運転状態検出手段 2・・・状態変数推定手段 3・・・燃料供給量算出手段 4・・・燃料供給手段 5・・・燃料噴射量変動制御手段 6・・・空燃比検出手段 7・・・空燃比変動量算出手段 8・・・モデルパラメータ推定手段 9・・・補正手段   E/G,2・・・内燃機関2・
・・吸気圧センサ  14・・・吸気温センサ9・・・
空燃比センサ  20・・・回転速度センサ6・・・水
温センサ   30・・・電子制御回路2・・・燃料噴
射弁 代理人 弁理士  足立 勉 (ほか2名)図面その≠
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the internal combustion engine and its peripheral devices according to the embodiment.
Figure 4 is a flowchart representing the main routine for fuel injection control executed by the electronic control circuit, and Figure 5 is a block diagram representing the control law for fuel injection control by the electronic control circuit. This is a flowchart showing the model parameter variation calculation process that is executed every time. M1... Operating state detection means 2... State variable estimation means 3... Fuel supply amount calculation means 4... Fuel supply means 5... Fuel injection amount fluctuation control means 6... Air-fuel ratio detection means 7... Air-fuel ratio variation calculation means 8... Model parameter estimation means 9... Correction means E/G, 2... Internal combustion engine 2.
...Intake pressure sensor 14...Intake temperature sensor 9...
Air-fuel ratio sensor 20...Rotational speed sensor 6...Water temperature sensor 30...Electronic control circuit 2...Fuel injection valve agent Patent attorney Tsutomu Adachi (and 2 others) Drawing part≠

Claims (1)

【特許請求の範囲】 内燃機関の所定の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 内燃機関のシリンダ内に流入する燃料の挙動を記述した
物理モデルに基づき設定された第1の演算式を使用して
、上記運転状態検出手段の検出結果と前回算出した燃料
供給量とに基づき該物理モデルの状態変数を推定する状
態変数推定手段と、上記物理モデルに基づき設定された
第2の演算式を使用して、上記運転状態検出手段の検出
結果と上記状態変数推定手段の推定結果とに基づき燃料
供給量を算出する燃料供給量算出手段と、該算出された
燃料供給量に応じて当該内燃機関の吸気通路に設けられ
た燃料噴射弁を開弁し、内燃機関に燃料を供給する燃料
供給手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、上記
燃料供給量算出手段の算出結果に所定の変動成分を重畳
して、上記燃料供給手段により制御される燃料噴射弁か
らの燃料噴射量を変動させる燃料噴射量変動制御手段と
、 内燃機関の排気成分に基づき内燃機関のシリンダ内に流
入した燃料混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と
、 該空燃比検出手段の検出結果に基づき、上記空燃比の変
動量を算出する空燃比変動量算出手段と、該算出された
空燃比変動量に基づき上記物理モデルの所定のモデルパ
ラメータを推定するモデルパラメータ推定手段と、 該推定されたモデルパラメータに基づき、上記燃料供給
量算出手段で燃料供給量を算出する際に用いる第2の演
算式を補正する補正手段と、を設けたことを特徴とする
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
[Claims] Uses an operating state detection means for detecting a predetermined operating state of the internal combustion engine, and a first calculation formula set based on a physical model that describes the behavior of fuel flowing into the cylinders of the internal combustion engine. and a state variable estimating means for estimating a state variable of the physical model based on the detection result of the driving state detecting means and the previously calculated fuel supply amount, and a second calculation formula set based on the physical model. a fuel supply amount calculation means for calculating a fuel supply amount based on a detection result of the driving state detection means and an estimation result of the state variable estimation means; A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel supply means for opening a fuel injection valve provided in an intake passage of the fuel injection valve and supplying fuel to the internal combustion engine; a fuel injection amount variation control means for superimposing a predetermined variation component to vary the amount of fuel injected from the fuel injection valve controlled by the fuel supply means; air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the fuel mixture; air-fuel ratio variation calculation means for calculating the variation amount of the air-fuel ratio based on the detection result of the air-fuel ratio detection means; a model parameter estimation means for estimating a predetermined model parameter of the physical model based on the amount of variation; and a second calculation used when calculating the fuel supply amount by the fuel supply amount calculation means based on the estimated model parameter. A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, comprising: a correction means for correcting the equation.
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