JPH109021A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection control device for internal combustion engine

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Publication number
JPH109021A
JPH109021A JP18402996A JP18402996A JPH109021A JP H109021 A JPH109021 A JP H109021A JP 18402996 A JP18402996 A JP 18402996A JP 18402996 A JP18402996 A JP 18402996A JP H109021 A JPH109021 A JP H109021A
Authority
JP
Japan
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fuel
internal combustion
combustion engine
fuel ratio
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP18402996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetaka Maki
秀隆 牧
Naosuke Akasaki
修介 赤崎
Yusuke Hasegawa
祐介 長谷川
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH109021A publication Critical patent/JPH109021A/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate transient change of an engine in a good condition by finding out a control parameter from a detected operating condition, inputting it to a controller of a recurrent type, and compensation transient change of an internal combustion engine or a dynamic change. SOLUTION: When a feed back control range is judged, a detecting air-fuel ratio KACT (K) and a target air-fuel ratio KCMD are inputted to a PID controller, a feed back correction coefficient KLAF is calculated, and it is corrected by multiplication of a requirement fuel rate Tcyl (k). Elements b0 , r1 , r2 , s0 of an adaptive parameter θ hat are retrieved from a map which is set beforehand by every operating ranges divided according to engine speed, an engine load, and the like, and a plant input u (k) (a feed fuel ratio) is calculated so as to equalize a target value Tcyl (k) and a detecting value Gfuel (k) to each other, following with the controller of a recurrent type by an adaptive parameter θhat which is found out. Various kinds of correction coefficient which is carried out by the additional type of atmospheric pressure correction and the like is added to a calculated value, and it is set as an output fuel rate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の燃料噴
射制御装置に関する。
The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、内燃機関においても適応制御理論
が導入され、気筒に実際に吸入される燃料量が目標燃料
量に一致するように適応的に制御する技術が提案されて
おり、その例としては特開平7−109943号公報記
載の技術などを挙げることができる。
2. Description of the Related Art Recently, adaptive control theory has been introduced for internal combustion engines, and a technique has been proposed for adaptively controlling the amount of fuel actually taken into a cylinder so as to match a target fuel amount. As an example, the technology described in JP-A-7-109943 can be mentioned.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いてはフィードバック系を含む最適レギュレータを用い
て燃料量を決定しているが、内燃機関の如く無駄時間を
含む制御対象に対してその動特性が変動しても、それを
完全に打ち消すことができなかった。そのために、上記
した従来技術にあっては、検出値と目標値の偏差を累積
し、空燃比補正係数に加算することで対処している。
In the prior art described above, the fuel amount is determined using an optimum regulator including a feedback system. However, the dynamic characteristic of a controlled object including a dead time, such as an internal combustion engine, is reduced. Even if it fluctuated, it could not be completely canceled. For this reason, in the above-described related art, a measure is taken by accumulating the deviation between the detected value and the target value and adding the accumulated deviation to the air-fuel ratio correction coefficient.

【0004】そこで、本出願人はそれを解決すべく、例
えば特開平6−161511号などにおいて適応制御を
用いた内燃機関の燃料噴射制御を提案している。その提
案技術においては適応パラメータ調整機構を介して制御
プラント(内燃機関)の入出力から制御プラントの動特
性を把握(同定)し、それによって内燃機関のような無
駄時間を含むプラントにおいてもその動特性の変動を補
償して所期の燃料噴射制御を実現するようにしている。
[0004] In order to solve the problem, the present applicant has proposed a fuel injection control for an internal combustion engine using adaptive control in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-161511. In the proposed technology, the dynamic characteristics of the control plant are grasped (identified) from the input / output of the control plant (internal combustion engine) via an adaptive parameter adjustment mechanism, and thereby the dynamics of the control plant (such as an internal combustion engine) including dead time can be obtained. The intended fuel injection control is realized by compensating for variations in characteristics.

【0005】しかしながら、適応制御器(則)を用いる
場合には、他の制御器(則)を用いる場合に比して制御
パラメータの演算量、より具体的には適応パラメータ調
整機構で行う制御パラメータ(適応パラメータ)の演算
量が多くなる。従って、このような制御を車載マイクロ
コンピュータを用いて実現しようとする場合、比較的高
性能のマイクロコンピュータを使用せざるを得ない。
However, when an adaptive controller (rule) is used, the amount of calculation of the control parameter, more specifically, the control parameter performed by the adaptive parameter adjusting mechanism is higher than when another controller (rule) is used. The amount of calculation of (adaptive parameters) increases. Therefore, when such control is to be realized using an in-vehicle microcomputer, a relatively high-performance microcomputer must be used.

【0006】また、それとは別に、内燃機関において高
回転域では演算時間も短縮することから、その意味でも
演算量の多寡は実機でこの種の制御を実現しようとする
とき、大きな問題である。
In addition, since the calculation time is shortened in the high speed region of the internal combustion engine, the amount of calculation is a serious problem in realizing this type of control in a real machine.

【0007】従って、この発明の目的は、演算量を低減
すると共に、内燃機関のような無駄時間を含む制御プラ
ントにおける過渡状態の動的な挙動に対する供給/排出
空燃比の変動を補償して所期の制御を実現できるように
した内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to reduce the amount of calculation and compensate for fluctuations in the supply / discharge air-fuel ratio with respect to dynamic behavior in a transient state in a control plant including dead time such as an internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine, which is capable of realizing the control of the period.

【0008】また、この発明の第2の目的は、過渡状態
の動的な挙動に対する供給/排出空燃比の変動を補償し
つつ演算量を低減することで、車載マイクロコンピュー
タを用いて実現するときも比較的低性能のもので足ると
共に、演算時間が減少する高回転時においても有効に制
御を継続できるようにした内燃機関の燃料噴射制御装置
を提供することにある。
A second object of the present invention is to reduce the amount of calculation while compensating for fluctuations in the supply / discharge air-fuel ratio with respect to the dynamic behavior in a transient state, thereby realizing the present invention using a vehicle-mounted microcomputer. It is also an object of the present invention to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine, which can perform control effectively even at a high rotation speed in which the calculation time is short, while having a relatively low performance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1項においては、内燃機関の排気ガスの
空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記内燃機関の少
なくとも機関回転数および機関負荷を含む運転状態を検
出する運転状態検出手段と、前記検出された運転状態に
応じて前記内燃機関への供給燃料量を算出する供給燃料
量算出手段と、漸化式形式の制御器を備えると共に、前
記検出された運転状態からその制御パラメータを求めて
前記制御器に入力し、前記内燃機関の過渡変化を補償す
るように動作させて前記供給燃料量を過渡補正する機関
過渡変化補正手段と、前記検出された空燃比と目標空燃
比との偏差を減少させるべく、前記供給燃料量をフィー
ドバック補正するフィードバック補正手段と、および前
記機関過渡変化補正手段およびフィードバック補正手段
で補正された供給燃料量を前記内燃機関に供給する燃料
供給手段と、を備える如く構成した。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas of an internal combustion engine, and at least an engine speed of the internal combustion engine. Operating state detecting means for detecting an operating state including an engine load and an engine load; a supplied fuel amount calculating means for calculating an amount of fuel supplied to the internal combustion engine in accordance with the detected operating state; and a recurrence type controller Engine transient change correction for determining the control parameters from the detected operating state, inputting the control parameters to the controller, and operating to compensate for the transient change of the internal combustion engine to transiently correct the supplied fuel amount. Means, feedback correction means for performing feedback correction of the supplied fuel amount so as to reduce the deviation between the detected air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, and the engine transient change compensation means. Means and supply fuel amount corrected by the feedback correction means is composed as and a fuel supply means for supplying to the internal combustion engine.

【0010】請求項2項にあっては、前記機関過渡変化
補正手段が、前記内燃機関の運転状態に応じて前記漸化
式形式の制御器の制御パラメータの要素の少なくとも一
部を記憶する記憶手段と、および前記記憶された要素を
前記検出された運転状態から検索する検索手段と、を備
え、前記検索された要素を用いて前記制御パラメータを
求める如く構成した。
According to a second aspect of the present invention, the engine transient change correction means stores at least a part of control parameter elements of the recurrence type controller in accordance with an operation state of the internal combustion engine. Means, and a search means for searching the stored element from the detected operating state, wherein the control parameter is obtained using the searched element.

【0011】請求項3項にあっては、前記機関過渡変化
補正手段は、前記検出された空燃比が前記目標空燃比に
一致するように前記供給燃料量を過渡補正する如く構成
した。
According to a third aspect of the present invention, the engine transient change correction means is configured to transiently correct the supplied fuel amount such that the detected air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio.

【0012】これは、具体的には、前記検出された空燃
比が前記目標空燃比に一致するように補正係数を演算
し、演算された補正係数を前記供給燃料量に乗算補正す
ることで行う。
Specifically, this is performed by calculating a correction coefficient so that the detected air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio, and multiplying and correcting the calculated correction coefficient by the supplied fuel amount. .

【0013】請求項4項にあっては、前記機関過渡変化
補正手段は、前記検出された空燃比に基づいて求められ
た実吸入燃料量が目標供給燃料量に一致するように前記
供給燃料量を過渡補正する如く構成した。
According to a fourth aspect of the present invention, the engine transient change correction means is configured to adjust the supplied fuel amount such that an actual intake fuel amount obtained based on the detected air-fuel ratio matches a target supplied fuel amount. Was configured to perform transient correction.

【0014】[0014]

【作用】漸化式形式の制御器を備えると共に、検出され
た運転状態からその制御パラメータを求めて前記制御器
に入力し、内燃機関の過渡変化を補償するように動作さ
せて供給燃料量を過渡補正する機関過渡変化補正手段
と、検出された空燃比と目標空燃比との偏差を減少させ
るべく、前記供給燃料量をフィードバック補正するフィ
ードバック補正手段と、および前記機関過渡変化補正手
段およびフィードバック補正手段で補正された供給燃料
量を前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、を備える
如く構成したので、演算量を低減しつつ、無駄時間を含
む制御プラントにおける動的な挙動に対する供給/排出
空燃比の変動を補償して所期の制御を実現することがで
きる。
A controller of a recurrence type is provided, and its control parameters are determined from the detected operating state and input to the controller to operate so as to compensate for transient changes in the internal combustion engine to reduce the amount of fuel supplied. Engine transient change correction means for transient correction, feedback correction means for feedback correcting the supplied fuel amount so as to reduce the deviation between the detected air-fuel ratio and target air-fuel ratio, and the engine transient change correction means and feedback correction And a fuel supply means for supplying the supply fuel amount corrected by the means to the internal combustion engine, so that the amount of calculation can be reduced and the supply / discharge air to the dynamic behavior in the control plant including the dead time can be reduced. Desired control can be realized by compensating for fluctuations in the fuel ratio.

【0015】即ち、検出された運転状態からその制御パ
ラメータを求めて制御器に入力する、換言すれば適応パ
ラメータ調整機構を設けて適応パラメータを演算するこ
とがないようにしたので、制御パラメータ(適応パラメ
ータ)の演算量を低減することができ、また車載マイク
ロコンピュータを用いて実現するときも比較的低性能の
もので足ると共に、演算時間が減少する高回転時におい
ても有効に制御を継続することができる。
That is, the control parameters are obtained from the detected operating state and input to the controller. In other words, an adaptive parameter adjusting mechanism is provided so that the adaptive parameters are not calculated. The amount of calculation of parameters) can be reduced, and a relatively low-performance one is sufficient when using an in-vehicle microcomputer, and control is effectively continued even at high revolutions when the calculation time is reduced. Can be.

【0016】更に、漸化式形式の制御器を備えると共
に、検出された運転状態からその制御パラメータを求め
て前記制御器に入力し、内燃機関の過渡変化ないし動的
変化を補償するように動作させて供給燃料量を過渡補正
するようにしたので、機関の過渡変化を良く補償するこ
とができる。
Further, a controller of a recurrence type is provided, and its control parameter is obtained from the detected operating state and inputted to the controller to compensate for a transient or dynamic change of the internal combustion engine. In this way, the supply fuel amount is transiently corrected, so that the transient change of the engine can be well compensated.

【0017】更に、検出された空燃比と目標空燃比との
偏差を減少させるべく、前記供給燃料量をフィードバッ
ク補正するようにしたので、機関の定常偏差も解消する
ことができる。よって、内燃機関のような無駄時間を含
む制御プラントにおいても動特性の変動を打ち消して所
期の制御を実現することができる。
Furthermore, since the supplied fuel amount is feedback-corrected to reduce the deviation between the detected air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, the steady-state deviation of the engine can be eliminated. Therefore, even in a control plant including a dead time, such as an internal combustion engine, the desired control can be realized by canceling the fluctuation of the dynamic characteristics.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0019】図1はこの発明に係る内燃機関の燃料噴射
制御装置を示す全体図である。
FIG. 1 is an overall view showing a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention.

【0020】図において、符号10は1サイクル4スト
ロークのOHC直列4気筒の内燃機関を示し、吸気管1
2の先端に配置されたエアクリーナ14から導入された
吸気は、スロットル弁16でその流量を調節されつつサ
ージタンク18と吸気マニホルド20を経て、2個の吸
気弁(図示せず)を介して第1から第4気筒へと流入さ
れる。各気筒の吸気弁(図示せず)の付近にはインジェ
クタ22が設けられて燃料を噴射する。噴射されて吸気
と一体となった混合気は、各気筒内で図示しない点火プ
ラグで点火されて燃焼してピストン(図示せず)を駆動
する。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an OHC in-line four-cylinder internal combustion engine having one stroke and four strokes.
The intake air introduced from the air cleaner 14 disposed at the front end of the pump 2 passes through a surge tank 18 and an intake manifold 20 while its flow rate is adjusted by a throttle valve 16, and passes through two intake valves (not shown). The fuel flows from the first cylinder to the fourth cylinder. An injector 22 is provided near an intake valve (not shown) of each cylinder to inject fuel. The air-fuel mixture injected and integrated with the intake air is ignited by an ignition plug (not shown) in each cylinder and burns to drive a piston (not shown).

【0021】燃焼後の排気ガスは、2個の排気弁(図示
せず)を介して排気マニホルド24に排出され、排気管
26を経て触媒装置(三元触媒)28で浄化されて機関
外に排出される。上記で、スロットル弁16はアクセル
ペダル(図示せず)とは機械的に切り離され、パルスモ
ータMを介してアクセルペダルの踏み込み量および運転
状態に応じた開度に制御される。また、吸気管12に
は、スロットル弁16の配置位置付近にそれをバイパス
するバイパス路32が設けられる。
Exhaust gas after combustion is discharged to an exhaust manifold 24 via two exhaust valves (not shown), and is purified by a catalyst device (three-way catalyst) 28 through an exhaust pipe 26 to outside the engine. Is discharged. As described above, the throttle valve 16 is mechanically separated from the accelerator pedal (not shown), and is controlled via the pulse motor M to an opening degree corresponding to the depression amount of the accelerator pedal and the operating state. The intake pipe 12 is provided with a bypass passage 32 near the position of the throttle valve 16 for bypassing the throttle valve 16.

【0022】内燃機関10には、排気ガスを吸気側に還
流させる排気還流通路121を含む排気還流機構100
が設けられると共に、吸気系と燃料タンク36との間も
接続され、キャニスタ・パージ機構200が設けられる
が、その機構は本願の要旨と直接の関連を有しないの
で、説明は省略する。
The internal combustion engine 10 has an exhaust gas recirculation mechanism 100 including an exhaust gas recirculation passage 121 for recirculating exhaust gas to the intake side.
And a connection between the intake system and the fuel tank 36, and a canister / purge mechanism 200 is provided. However, the mechanism is not directly related to the gist of the present application, and therefore the description thereof is omitted.

【0023】更に、内燃機関10は、いわゆる可変バル
ブタイミング機構300(図1にV/T と示す)を備え
る。可変バルブタイミング機構300は例えば、特開平
2−275,043号公報に記載されており、機関回転
数Neおよび吸気圧力Pbなどの運転状態に応じて機関
のバルブタイミングV/T を図2に示す2種のタイミング
特性LoV/T, HiV/Tの間で切り換える。但し、それ自体は
公知な機構なので、これ以上の説明は省略する。尚、こ
のバルブタイミング特性の切り換えには、2個の吸気弁
の一方を休止する動作を含む。
Further, the internal combustion engine 10 has a so-called variable valve timing mechanism 300 (shown as V / T in FIG. 1). The variable valve timing mechanism 300 is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-275043, and FIG. 2 shows the valve timing V / T of the engine according to the operating state such as the engine speed Ne and the intake pressure Pb. Switching between two timing characteristics LoV / T and HiV / T. However, since the mechanism itself is a known mechanism, further description is omitted. Note that the switching of the valve timing characteristics includes an operation of stopping one of the two intake valves.

【0024】図1において内燃機関10のディストリビ
ュータ(図示せず)内には特定気筒の特定クランク角度
で気筒判別信号を、各気筒のピストン(図示せず)の所
定クランク角度で基準クランク角度信号を、および15
度ごとに回転数信号を出力するクランク角センサ40が
設けられる。また、内燃機関10においては、スロット
ル弁16の開度を検出するスロットル開度センサ42、
スロットル弁16下流の吸気圧力Pb を絶対圧力で検出
する絶対圧センサ44も設けられる。
In FIG. 1, a distributor (not shown) of the internal combustion engine 10 includes a cylinder discrimination signal at a specific crank angle of a specific cylinder and a reference crank angle signal at a predetermined crank angle of a piston (not shown) of each cylinder. , And 15
A crank angle sensor 40 that outputs a rotation speed signal every degree is provided. Further, in the internal combustion engine 10, a throttle opening sensor 42 for detecting the opening of the throttle valve 16 is provided.
An absolute pressure sensor 44 for detecting the intake pressure Pb downstream of the throttle valve 16 as an absolute pressure is also provided.

【0025】また、内燃機関10の適宜位置には大気圧
Pa を検出する大気圧センサ46が設けられ、スロット
ル弁16の上流側には吸入空気の温度を検出する吸気温
センサ48が設けられると共に、機関の適宜位置には機
関冷却水温を検出する水温センサ50が設けられる。ま
た、油圧を介して可変バルブタイミング機構300の選
択するバルブタイミング特性を検出するバルブタイミン
グ(V/T )センサ52(図1で図示省略)も設けられ
る。
An atmospheric pressure sensor 46 for detecting the atmospheric pressure Pa is provided at an appropriate position of the internal combustion engine 10, and an intake air temperature sensor 48 for detecting the temperature of the intake air is provided upstream of the throttle valve 16. At an appropriate position of the engine, a water temperature sensor 50 for detecting an engine cooling water temperature is provided. Further, a valve timing (V / T) sensor 52 (not shown in FIG. 1) for detecting a valve timing characteristic selected by the variable valve timing mechanism 300 via hydraulic pressure is provided.

【0026】更に、排気系において排気マニホルド24
の下流側で触媒装置28の上流側の排気系の集合部には
空燃比センサ54が設けられ、排気ガス中の酸素濃度を
検出(後述)する。これらセンサ出力は、制御ユニット
34に送られる。
Further, in the exhaust system, the exhaust manifold 24
An air-fuel ratio sensor 54 is provided downstream of the catalyst device 28 at the upstream of the catalyst device 28 to detect the oxygen concentration in the exhaust gas (described later). These sensor outputs are sent to the control unit 34.

【0027】図3は制御ユニット34の詳細を示すブロ
ック図である。空燃比センサ54の出力は検出回路62
に入力され、そこで適宜な線型化処理が行われてリーン
からリッチにわたる広い範囲において排気ガス中の酸素
濃度に比例したリニアな特性からなる検出信号を出力す
る(以下、この広域空燃比センサを「LAFセンサ」と
呼ぶ)。
FIG. 3 is a block diagram showing details of the control unit 34. The output of the air-fuel ratio sensor 54 is
And outputs a detection signal having a linear characteristic proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas in a wide range from lean to rich (hereinafter, this wide-range air-fuel ratio sensor is referred to as “ LAF sensor).

【0028】検出回路62の出力は、マルチプレクサ6
6およびA/D変換回路68を介してCPU内に入力さ
れる。CPUはCPUコア70、ROM72、RAM7
4を備え、検出回路62の出力は所定のクランク角度
(例えば15度)ごとにA/D変換され、RAM74内
のバッファに順次格納される。またスロットル開度セン
サ42などのアナログセンサ出力も同様にマルチプレク
サ66およびA/D変換回路68を介してCPU内に取
り込まれ、RAM74に格納される。
The output of the detection circuit 62 is
6 and input via the A / D conversion circuit 68 into the CPU. CPU is CPU core 70, ROM 72, RAM 7
The output of the detection circuit 62 is A / D converted at every predetermined crank angle (for example, 15 degrees), and is sequentially stored in a buffer in the RAM 74. Similarly, the output of an analog sensor such as the throttle opening sensor 42 is also taken into the CPU via the multiplexer 66 and the A / D conversion circuit 68, and stored in the RAM 74.

【0029】またクランク角センサ40の出力は波形整
形回路76で波形整形された後、カウンタ78で回転数
信号がカウントされ、カウント値はCPU内に入力され
て機関回転数が検出される。CPUにおいてCPUコア
70は、ROM72に格納された命令に従って後述の如
く制御値を演算し、駆動回路82を介して各気筒のイン
ジェクタ22を駆動する。更に、CPUコア70は、駆
動回路84,86,88を介して2次空気量を調節する
バイパス路32を開閉する電磁弁(EACV)90、お
よび前記した排気還流制御用電磁弁122ならびにキャ
ニスタ・パージ制御用電磁弁202を駆動する。
After the output of the crank angle sensor 40 is shaped by a waveform shaping circuit 76, a counter 78 counts a rotation speed signal, and the count value is input into the CPU to detect an engine speed. In the CPU, the CPU core 70 calculates a control value according to a command stored in the ROM 72 as described later, and drives the injector 22 of each cylinder via the drive circuit 82. Further, the CPU core 70 includes an electromagnetic valve (EACV) 90 that opens and closes the bypass passage 32 that regulates the amount of secondary air via the drive circuits 84, 86, and 88; The purge control solenoid valve 202 is driven.

【0030】図4はこの発明に係る制御装置の動作を示
すフロー・チャートであり、図5は同様の動作を機能的
に示すブロック図であるが、理解の便宜上、図6を参照
して本出願人が先に提案した適応制御器(則)を用いた
燃料噴射制御を説明する。
FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the control device according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram functionally showing the same operation. For the sake of understanding, FIG. The fuel injection control using the adaptive controller (rule) previously proposed by the applicant will be described.

【0031】図示の制御系においては、予め実験を通じ
て定められた特性に従って作成されたマップを機関回転
数および機関負荷などの検出パラメータから検索して基
本燃料量(燃料噴射量)Tim(k) が算出される。算出さ
れた基本燃料量Timには目標空燃比補正係数KCMDM(k)
(後述)などの各種補正項が乗算され、補正された値T
cyl(k)(以下「要求燃料量」と言う)が目標値r(k) と
して適応制御器(図にSTRコントローラと示し、以下
その名称で呼ぶ)に入力される。
In the control system shown in the figure, a map created in accordance with characteristics determined in advance through experiments is searched from detection parameters such as the engine speed and the engine load, and the basic fuel amount (fuel injection amount) Tim (k) is obtained. Is calculated. The calculated basic fuel amount Tim includes a target air-fuel ratio correction coefficient KCMDM (k).
(To be described later) is multiplied, and the corrected value T
cyl (k) (hereinafter referred to as “requested fuel amount”) is input to the adaptive controller (STR controller in the figure and hereinafter referred to by its name) as a target value r (k).

【0032】尚、この明細書でkは離散時間系のサンプ
リング時間、より具体的にはマイクロコンピュータの起
動周期(制御周期ないし制御サイクル)を意味する。こ
れについては後述する。
In this specification, k means a sampling time of a discrete time system, more specifically, a starting cycle (control cycle or control cycle) of the microcomputer. This will be described later.

【0033】STRコントローラはその名称から明らか
なようにSTR型であり、適応パラメータ調整機構を備
える。適応パラメータ調整機構はプラントの動特性を同
定し、適応パラメータ(係数ベクトル)θハット(k) と
してSTRコントローラに送る。
The STR controller is, as its name implies, of the STR type and has an adaptive parameter adjustment mechanism. The adaptive parameter adjustment mechanism identifies the dynamic characteristics of the plant and sends it to the STR controller as an adaptive parameter (coefficient vector) θ hat (k).

【0034】STRコントローラはパラメータを受け取
って目標値r(k)(要求燃料量Tcyl(k))とプラント出力
(検出空燃比KACT(k) から求められる実吸入燃料量Gfu
el(k) )が一致するように制御入力u(k) (供給燃料量
Gfuel-STR(k) )を算出する。尚、図6の制御系で無駄
時間は具体的には、3(3制御サイクル)とした。
The STR controller receives the parameters and receives a target value r (k) (required fuel amount Tcyl (k)) and a plant output (actual intake fuel amount Gfu obtained from the detected air-fuel ratio KACT (k)).
el (k)) is calculated so that the control input u (k) (supplied fuel amount Gfuel-STR (k)) matches. In addition, the dead time in the control system of FIG. 6 was specifically set to 3 (3 control cycles).

【0035】このような適応制御において、適応制御の
調整則(機構)の一つに、I.D.ランダウらの提案し
たパラメータ調整則がある。この手法は、適応制御系を
線形ブロックと非線形ブロックとから構成される等価フ
ィードバック系に変換し、非線形ブロックについては入
出力に関するポポフの積分不等式が成立し、線形ブロッ
クは強正実となるように調整則を決めることによって、
適応制御系の安定を保証する手法である。
In such adaptive control, I.I. D. There is a parameter adjustment rule proposed by Landau et al. This method converts the adaptive control system into an equivalent feedback system consisting of a linear block and a non-linear block, and adjusts the non-linear block so that Popov's integral inequality for input and output is satisfied and the linear block is strongly positive. By deciding the rule,
This is a method to guarantee the stability of the adaptive control system.

【0036】即ち、ランダウらの提案したパラメータ調
整則においては、漸化式形式で表される調整則(適応
則)が、上記したポポフの超安定論ないしはリヤプノフ
の直接法の少なくともいずれかを用いることでその安定
性を保証している。
That is, in the parameter adjustment rule proposed by Landau et al., The adjustment rule (adaptive rule) expressed in a recurrence formula uses at least one of the above-mentioned Popov's hyperstable theory or Lyapunov's direct method. This guarantees its stability.

【0037】この手法は、例えば「コンピュートロー
ル」(コロナ社刊)No.27,28頁〜41頁、ない
しは「自動制御ハンドブック」(オーム社刊)703頁
〜707頁、" A Survey of Model Reference Adaptive
Techniques - Theory and Ap-plications" I.D. LANDA
U 「Automatica」Vol. 10, pp. 353-379, 1974、"Uni-f
ication of Discrete Time Explicit Model Reference
Adaptive ControlDesigns" I.D.LANDAU ほか「Automat
ica」Vol. 17, No. 4, pp. 593-611, 1981、および" Co
mbining Model Reference Adaptive Controllers and S
tochasticSelf-tuning Regulators" I.D. LANDAU 「Aut
omatica」Vol. 18, No. 1, pp. 77-84, 1982 に記載さ
れているように、公知技術となっている。
This method is described in, for example, “Computer Roll” (Corona) No. 27, 28-41, or "Automatic Control Handbook" (Ohm), pages 703-707, "A Survey of Model Reference Adaptive
Techniques-Theory and Ap-plications "ID LANDA
U "Automatica" Vol. 10, pp. 353-379, 1974, "Uni-f
ication of Discrete Time Explicit Model Reference
Adaptive ControlDesigns "IDLANDAU and others" Automat
ica "Vol. 17, No. 4, pp. 593-611, 1981, and" Co
mbining Model Reference Adaptive Controllers and S
tochasticSelf-tuning Regulators "ID LANDAU" Aut
omatica ", Vol. 18, No. 1, pp. 77-84, 1982.

【0038】図示例の適応制御技術でも、このランダウ
らの調整則を用いた。以下説明すると、ランダウらの調
整則では、離散系の制御対象の伝達関数B(Z-1)/A
(Z-1) の分母分子の多項式を数1および数2のようにお
いたとき、パラメータ調整機構が同定する適応パラメー
タθハット(k) は、数3のようにベクトル(転置ベクト
ル)で示される。またパラメータ調整機構への入力ζ
(k) は、数4のように定められる。ここでは、m=1、
n=1、d=3の場合、即ち、1次系で3制御サイクル
分の無駄時間を持つプラントを例にとった。
The adaptive control technique of the illustrated example also uses the adjustment law of Landau et al. To explain below, Landau et al.'S adjustment rule states that the transfer function B (Z -1 ) / A
When the polynomial of the denominator and numerator of (Z -1 ) is represented by Equations 1 and 2, the adaptive parameter θ hat (k) identified by the parameter adjustment mechanism is represented by a vector (transposed vector) as shown by Equation 3. . Input to parameter adjustment mechanism
(k) is defined as in Equation 4. Here, m = 1,
A case where n = 1 and d = 3, that is, a plant having a dead time of three control cycles in the primary system is taken as an example.

【0039】[0039]

【数1】 (Equation 1)

【0040】[0040]

【数2】 (Equation 2)

【0041】[0041]

【数3】 (Equation 3)

【0042】[0042]

【数4】 (Equation 4)

【0043】ここで、数3に示される適応パラメータθ
ハットは、ゲインを決定するスカラ量b0 ハット-1(k)
、操作量を用いて表現される制御要素BR ハット(Z-1,
k)および制御量を用いて表現される制御要素Sハット
(Z -1, k)の要素からなり、それぞれ数5から数7のよ
うに表される。
Here, the adaptive parameter θ shown in equation (3)
The hat is a scalar quantity b0 that determines the gain hat- 1 (k)
, The control element BR hat (Z −1 ,
k) and elements of a control element S hat (Z −1 , k) expressed using a control amount, and are expressed as Equations 5 to 7, respectively.

【0044】[0044]

【数5】 (Equation 5)

【0045】[0045]

【数6】 (Equation 6)

【0046】[0046]

【数7】 (Equation 7)

【0047】パラメータ調整機構はこれらのスカラ量や
制御要素の各係数を同定・推定し、前記した数3に示す
適応パラメータθハットとして、STRコントローラに
送る。即ち、パラメータ調整機構は、プラント入力u
(i)および制御量y(j)(i,jは過去値を含む)
を用いて目標値と制御量との偏差が零となるように適応
パラメータθハットを算出する。適応パラメータθハッ
トは、具体的には数8のように計算される。
The parameter adjusting mechanism identifies and estimates the scalar amount and the respective coefficients of the control element, and sends them to the STR controller as the adaptive parameter θ hat shown in the above equation (3). In other words, the parameter adjustment mechanism uses the plant input u
(I) and control amount y (j) (i and j include past values)
Is used to calculate the adaptive parameter θ hat so that the deviation between the target value and the control amount becomes zero. The adaptive parameter θ hat is specifically calculated as shown in Expression 8.

【0048】数8で、Γ(k) は適応パラメータの同定・
推定速度を決定するゲイン行列(m+n+d次)、eア
スタリスク(k) は同定・推定誤差を示す信号で、それぞ
れ数9および数10のような漸化式で表される。尚、数
10においてD(z-1)は設計者が与える所望の漸近安
定な多項式で、この例では1に設定した。
In Equation 8, Γ (k) is the identification of the adaptive parameter.
A gain matrix (m + n + d order) and e asterisk (k) for determining the estimation speed are signals indicating identification / estimation errors, and are represented by recurrence formulas such as Expressions 9 and 10. In Equation 10, D (z -1 ) is a desired asymptotically stable polynomial given by the designer, and is set to 1 in this example.

【0049】[0049]

【数8】 (Equation 8)

【0050】[0050]

【数9】 (Equation 9)

【0051】[0051]

【数10】 (Equation 10)

【0052】また数9中のλ1(k) ,λ2(k) の選び方
により、種々の具体的なアルゴリズムが与えられる。例
えば、λ1(k) =1,λ2(k) =λ(0<λ<2)とす
ると漸減ゲインアルゴリズム(λ=1の場合には最小自
乗法)、λ1(k) =λ1(0<λ1<1),λ2(k) =
λ2(0<λ2<λ)とすると可変ゲインアルゴリズム
(λ2=1の場合には重み付き最小自乗法)、λ1(k)
/λ2(k) =σとおき、λ3が数11のように表される
とき、λ1(k) =λ3(k) とおくと固定トレースアルゴ
リズムとなる。
Various specific algorithms are given depending on how to select λ1 (k) and λ2 (k) in equation (9). For example, assuming that λ1 (k) = 1, λ2 (k) = λ (0 <λ <2), a gradually decreasing gain algorithm (least square method when λ = 1), λ1 (k) = λ1 (0 <λ1 <1), λ2 (k) =
If λ2 (0 <λ2 <λ), a variable gain algorithm (weighted least squares method when λ2 = 1), λ1 (k)
When / λ2 (k) = σ and λ3 is expressed as in Equation 11, setting λ1 (k) = λ3 (k) results in a fixed trace algorithm.

【0053】また、λ1(k) =1,λ2(k) =0のとき
固定ゲインアルゴリズムとなる。この場合は数9から明
らかな如く、Γ(k) =Γ(k-1) となり、よってΓ(k) =
Γの固定値となる。燃料噴射ないし空燃比などの時変プ
ラントには、漸減ゲインアルゴリズム、可変ゲインアル
ゴリズム、固定ゲインアルゴリズム、および固定トレー
スアルゴリズムのいずれもが適している。尚、数11に
おいてtrΓ(0) はΓの初期値のトレースである。
When λ1 (k) = 1 and λ2 (k) = 0, the fixed gain algorithm is used. In this case, as is apparent from Equation 9, Γ (k) = Γ (k−1), and thus Γ (k) =
It becomes the fixed value of Γ. For time-varying plants such as fuel injection or air-fuel ratios, any of the progressive gain algorithm, the variable gain algorithm, the fixed gain algorithm, and the fixed trace algorithm are suitable. In Equation 11, tr11 (0) is a trace of the initial value of Γ.

【0054】[0054]

【数11】 [Equation 11]

【0055】上記の如く、図6に示すSTRコントロー
ラは適応パラメータθハットが入力されて動作する。こ
れは、逆に言えば、STRコントローラはコントローラ
であることから、パラメータ調整機構を設けることな
く、適応パラメータを例えばマップ検索などで求めて入
力しても動作する筈である。この発明は、この事実に着
目してなされた。
As described above, the STR controller shown in FIG. 6 operates upon input of the adaptive parameter θ hat. Conversely, since the STR controller is a controller, the STR controller should operate even if an adaptive parameter is obtained and input by, for example, a map search without providing a parameter adjustment mechanism. The present invention has been made in view of this fact.

【0056】以下、図7を参照してSTRコントローラ
を、パラメータ調整機構を設けずに、単独で用いても、
ゲインを決定する要素bo ハット,r1,r2,r3,so を
適宜決定することにより、プラント(内燃機関)の伝達
特性を打ち消すことが可能であることを説明する。
Hereinafter, referring to FIG. 7, even if the STR controller is used alone without providing a parameter adjusting mechanism,
A description will be given of the fact that the transmission characteristics of the plant (internal combustion engine) can be canceled by appropriately determining the elements bo hat, r1, r2, r3, so that determine the gain.

【0057】前記したランダウらの提案した手法に従う
とき、制御対象(プラント)の伝達関数が一般式で数1
2のように表せるとき、即ち、プラントがm次/n次で
無駄時間dの伝達特性を備えるとき、数13に示す漸化
式で表される制御入力u(k)をプラントに与えると、プ
ラントの動特性を打ち消すことができる。
When following the method proposed by Landau et al., The transfer function of the control target (plant) is expressed by the following general formula:
2, when the plant has a transfer characteristic of a dead time d of order m / n, when a control input u (k) expressed by a recurrence formula shown in Expression 13 is given to the plant, The dynamic characteristics of the plant can be canceled.

【0058】[0058]

【数12】 (Equation 12)

【0059】[0059]

【数13】 (Equation 13)

【0060】即ち、目標値r(k) =プラント出力y(k)
とすることができる。
That is, target value r (k) = plant output y (k)
It can be.

【0061】以下、数12においてm=1,n=1,d
=2、即ち、1次遅れで無駄時間が2(制御サイクル)
の、図7に示す如きプラントを例にとって説明する。
In the following, m = 1, n = 1, d
= 2, ie, the first-order delay and the dead time are 2 (control cycle)
A plant as shown in FIG. 7 will be described as an example.

【0062】図7のプラントの伝達関数は数14のよう
に示されるが、z変換すると、数15のようになる。
The transfer function of the plant shown in FIG. 7 is represented by the following equation (14).

【0063】[0063]

【数14】 [Equation 14]

【0064】[0064]

【数15】 (Equation 15)

【0065】また、制御入力u(k) は数16のように表
すことができ、z変換すると数17のようになる。
The control input u (k) can be expressed as shown in Expression 16, and becomes the Expression 17 after z-transform.

【0066】[0066]

【数16】 (Equation 16)

【0067】[0067]

【数17】 [Equation 17]

【0068】数15に数17を代入すると、数18のよ
うになり、変形して数19のようになる。
By substituting equation 17 for equation 15, equation 18 is obtained, which is transformed to equation 19.

【0069】[0069]

【数18】 (Equation 18)

【0070】[0070]

【数19】 [Equation 19]

【0071】よって、r(k) からy(k) までの伝達関数
y(z-1)/r(z-1)は、数20のようになる。
Therefore, the transfer function y (z -1 ) / r (z -1 ) from r (k) to y (k) is as shown in Expression 20.

【0072】[0072]

【数20】 (Equation 20)

【0073】ここで、r(k) からy(k) までの伝達特性
が打ち消されて1となったとすると、無駄時間のみとな
ることから、数21のようになれば良い。
Here, assuming that the transfer characteristic from r (k) to y (k) is canceled and becomes 1, only the dead time is obtained.

【0074】[0074]

【数21】 (Equation 21)

【0075】数20と数21が恒等式になるためには、
数22ないし数25が成り立つようなbo ハット, r1,
r2,so を適応制御器に与えれば良い(2次のため要素
r3は存在しない)。これは、通例の適応制御で言えば
同定が終わった状態に相当する。
In order for Equations 20 and 21 to be an identity,
Bo hat, r1, such that equations 22 to 25 hold
It is sufficient to provide r2, so to the adaptive controller (the element r3 does not exist because it is quadratic). This corresponds to a state where identification has been completed in ordinary adaptive control.

【0076】[0076]

【数22】 (Equation 22)

【0077】[0077]

【数23】 (Equation 23)

【0078】[0078]

【数24】 (Equation 24)

【0079】[0079]

【数25】 (Equation 25)

【0080】数22、数23より、r1 は数26のよう
になる。
From Equations 22 and 23, r1 is as shown in Equation 26.

【0081】[0081]

【数26】 (Equation 26)

【0082】数24、数26より、数27、数28が導
かれる。
Equations 27 and 28 are derived from Equations 24 and 26.

【0083】[0083]

【数27】 [Equation 27]

【0084】[0084]

【数28】 [Equation 28]

【0085】数25、数28より数29が導かれ、so
は数30のように示される。
Expression 29 is derived from Expression 25 and Expression 28, so
Is shown as Equation 30.

【0086】[0086]

【数29】 (Equation 29)

【0087】[0087]

【数30】 [Equation 30]

【0088】数28と数30より、r2 は数31のよう
になる。
From Equations 28 and 30, r2 is as shown in Equation 31.

【0089】[0089]

【数31】 (Equation 31)

【0090】よって、bo ハット、r1,r2,so を、各
々、数22、数26、数31、数30のように与えるこ
とができれば、図示のプラントの伝達特性を打ち消すこ
とが可能となる。尚、1次系で無駄時間が2のプラント
を例にとって説明したが、上記は2次以上で無駄時間が
3以上のプラントにも妥当する。
Therefore, if the bo hat and r1, r2, so can be given as shown in Equations 22, 26, 31, and 30, respectively, the transmission characteristics of the illustrated plant can be canceled. Although the description has been given by taking the example of the plant having the primary system with the dead time of 2 as an example, the above description is also applicable to the plant of the secondary system and the dead time of 3 or more.

【0091】また、図示の内燃機関の制御に適用する場
合、内燃機関の伝達特性は運転状態によって変化するた
め、bo ハット、r1,r2,so を内燃機関の運転状態、
例えば機関回転数、機関負荷(吸気圧力)、機関冷却水
温などで持ち替えれば良い。尚、無駄時間が3以上であ
れば、r3 以上も決定する必要がある。その意味で以下
の説明では括弧を付してr3 を追記した。
Further, when the present invention is applied to the control of the internal combustion engine, since the transfer characteristic of the internal combustion engine changes depending on the operation state, bo hat, r1, r2, and so are defined as the operation state of the internal combustion engine,
For example, it may be changed depending on the engine speed, engine load (intake pressure), engine cooling water temperature, and the like. If the dead time is 3 or more, it is necessary to determine r3 or more. In that sense, in the following description, r3 is added in parentheses.

【0092】これによって、目標燃料量が気筒の要求す
る燃料量に等しい場合、換言すればマップデータから求
めた基本燃料量の算出が正確な場合、この構成で内燃機
関の燃料輸送遅れなどの動特性を打ち消すことができ
る。上記から、この実施の形態に係る制御装置は、図5
のように構成した。
With this configuration, when the target fuel amount is equal to the fuel amount required by the cylinder, in other words, when the calculation of the basic fuel amount obtained from the map data is accurate, dynamic fluctuations such as fuel transport delay of the internal combustion engine can be realized with this configuration. Characteristics can be neglected. From the above, the control device according to this embodiment is the same as that of FIG.
It was configured as follows.

【0093】但し、図5の構成はパラメータ調整機構を
有しないため、真の意味でのSTRコントローラとはな
っていない。しかし、漸化式形式の制御器(則)ではあ
り、上記の如くプラントの動特性を同定・推定する制御
パラメータを用いて漸化式形式の制御器(則)として内
燃機関の過渡変化を補償し得る構成となっている。以
下、この漸化式形式の制御器(則)を簡略型STRと呼
ぶ。
However, since the configuration shown in FIG. 5 does not have a parameter adjusting mechanism, it is not a true STR controller. However, it is a recurrence type controller (rule), and as described above, it compensates for a transient change of the internal combustion engine as a recurrence type controller (rule) using the control parameters for identifying and estimating the dynamic characteristics of the plant. It is a configuration that can be performed. Hereinafter, the controller (rule) in the recurrence type is referred to as a simplified STR.

【0094】また、今述べたようにパラメータ調整機構
を有しないため、定常偏差まで吸収できるようなフィー
ドバック系としては構成されていないが、プラント出力
を入力側に帰還させるフィードバック項に相当する項s
o があることから、基本燃料量の算出が若干不正確であ
っても、制御偏差をある程度は吸収することができる。
Further, as described above, since there is no parameter adjustment mechanism, the feedback system is not configured as a feedback system capable of absorbing a steady-state error, but a term s corresponding to a feedback term for feeding back the plant output to the input side.
o, the control deviation can be absorbed to some extent even if the calculation of the basic fuel amount is slightly inaccurate.

【0095】ところで、前記したキャニスタ・パージ機
構200を介してキャニスタ・パージが実行される際な
どは、外乱が大きくなって定常偏差として残り、目標燃
料量を正確に演算することができない場合が生じること
から、図7の構成に加えてフィードバック系を設けた。
それを図5に示す。フィードバック系としてはPIDコ
ントローラ(制御則)を用いる。
By the way, when the canister purging is performed via the canister purging mechanism 200 described above, the disturbance becomes large and remains as a steady-state error, so that the target fuel amount cannot be accurately calculated. Therefore, a feedback system is provided in addition to the configuration of FIG.
It is shown in FIG. A PID controller (control law) is used as a feedback system.

【0096】以上を前提として、図4フロー・チャート
を参照してこの発明に係る制御装置の動作を説明する。
尚、図4のプログラムは所定クランク角度、例えばTD
Cに同期して起動される。この場合、動作周期がTDC
であるため、前出のマイクロコンピュータの起動周期k
は、TDC周期となる。
Based on the above, the operation of the control device according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
The program shown in FIG. 4 is executed at a predetermined crank angle, for example, TD.
It is started in synchronization with C. In this case, the operation cycle is TDC
Therefore, the starting cycle k of the microcomputer
Is the TDC cycle.

【0097】先ずS10において検出した機関回転数N
eおよび吸気圧力Pb などを読み出し、S12に進んで
クランキングか否か判断し、否定されるときはS14に
進んでフューエルカットか否か判断する。フューエルカ
ットは、所定の運転状態、例えばスロットル開度が全閉
位置にあり、かつ機関回転数が所定値以上であるときに
行われ、燃料供給が停止されると共に、燃料噴射および
空燃比もオープンループで制御される。
First, the engine speed N detected in S10
e, the intake pressure Pb, etc. are read out, and the program proceeds to S12, in which it is determined whether or not cranking is performed. If the result is negative, the program proceeds to S14 in which it is determined whether or not fuel cut is performed. The fuel cut is performed in a predetermined operating state, for example, when the throttle opening is in a fully closed position and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value. Controlled by the loop.

【0098】S14でフューエルカットではないと判断
されたときはS16に進み、検出した機関回転数Neと
吸気圧力Pbとからマップを検索して前記した基本燃料
量Tim(k)(=r(k) )を算出する。
When it is determined in S14 that the fuel cut is not performed, the process proceeds to S16, in which a map is searched from the detected engine speed Ne and the intake pressure Pb, and the basic fuel amount Tim (k) (= r (k )) Is calculated.

【0099】次いでS18に進んで基本燃料量Tim(k)
に各種補正項、即ち、KCMDM(k),KTOTAL を乗じて要求燃
料量Tcyl(k)を算出する。ここで、KCMDM (k) は前述の
如く目標空燃比補正係数であり、目標空燃比KCMD(k) に
気化熱による吸入空気の充填効率の相違を補償すべく修
正した値を示す。KTOTALは水温補正などの乗算形式で行
う各種の補正係数の合計値を示す。
Next, the routine proceeds to S18, where the basic fuel amount Tim (k)
Is multiplied by various correction terms, that is, KCMDM (k), KTOTAL, to calculate a required fuel amount Tcyl (k). Here, KCMDM (k) is the target air-fuel ratio correction coefficient as described above, and indicates a value obtained by correcting the target air-fuel ratio KCMD (k) to compensate for the difference in intake air charging efficiency due to heat of vaporization. KTOTAL indicates the total value of various correction coefficients performed in a multiplication format such as water temperature correction.

【0100】尚、実際には、空燃比は演算の便宜のた
め、目標空燃比KCMDも検出空燃比KACTも当量比、即ち、
Mst/M=1/λで示している(Mst:理論空燃比、M
=A/F(A:空気消費量、F:燃料消費量)、λ:空
気過剰率)。
Note that, in practice, the air-fuel ratio is equivalent to the equivalence ratio, ie, the target air-fuel ratio KCMD and the detected air-fuel ratio KACT, for convenience of calculation.
Mst / M = 1 / λ (Mst: stoichiometric air-fuel ratio, M
= A / F (A: air consumption, F: fuel consumption), λ: excess air ratio).

【0101】続いてS20に進んでLAFセンサ54の
活性化が完了したか否か判定する。これは例えば、LA
Fセンサ54の出力電圧とその中心電圧との差を所定値
(例えば0.4v)と比較し、差が所定値より小さいと
き活性化が完了したと判定することで行う。
Then, the process proceeds to S20, where it is determined whether the activation of the LAF sensor 54 is completed. This is, for example, LA
This is performed by comparing the difference between the output voltage of the F sensor 54 and the center voltage thereof with a predetermined value (for example, 0.4 V), and determining that activation has been completed when the difference is smaller than the predetermined value.

【0102】S20で活性化が完了したと判断されると
きはS22に進んでフィードバック制御領域にあるか否
か判断する。これは図示しない別ルーチンで行われ、例
えば全開増量時や高回転時、またはEGRなどの影響に
より運転状態が急変したときなどはオープンループ制御
とされる。
If it is determined in step S20 that the activation has been completed, the flow advances to step S22 to determine whether or not the activation is in the feedback control region. This is performed in a separate routine (not shown). For example, open-loop control is performed when the engine is fully opened, when the engine speed is high, or when the operating state changes suddenly due to the influence of EGR or the like.

【0103】S22で肯定されるときは続いてS24に
進んでLAFセンサ出力から検出空燃比(排気空燃比)
KACT(k) を求め、S26に進んで前記したPIDコント
ローラ(制御則)によってフィードバック補正係数KLAF
(k) を求める。即ち、図5に示す如く、検出空燃比KACT
(k) と目標空燃比KCMDとをPIDコントローラに入力
し、そこでフィードバック補正係数KLAFを算出する。以
下その演算について説明する。
When the result in S22 is affirmative, the program proceeds to S24 in which the detected air-fuel ratio (exhaust air-fuel ratio) is calculated from the LAF sensor output.
KACT (k) is obtained, and the program proceeds to S26, where the feedback correction coefficient KLAF is calculated by the PID controller (control law).
Find (k). That is, as shown in FIG. 5, the detected air-fuel ratio KACT
(k) and the target air-fuel ratio KCMD are input to the PID controller, where the feedback correction coefficient KLAF is calculated. Hereinafter, the calculation will be described.

【0104】先ず、以下の如く、目標空燃比KCMD(k-d'
) と検出空燃比KACTの制御偏差DKAF、 DKAF(k) =KCMD(k-d’) −KACT(k) を求める。上記でd’は前述の如くKCMDがKACTに反映さ
れるまでの無駄時間を示す。尚、この実施の形態におい
ては、d’は内燃機関10の燃焼サイクルを基準として
一般な意味で2としている。但し、具体的には、内燃機
関10は4気筒であるため、前出のマイクロコンピュー
タの起動周期(制御周期)kを基準とすると、d’=2
×4=8となる。
First, as described below, the target air-fuel ratio KCMD (k-d '
) And the control deviation DKAF of the detected air-fuel ratio KACT, DKAF, DKAF (k) = KCMD (k-d ')-KACT (k). In the above, d 'indicates a dead time until KCMD is reflected in KACT as described above. In this embodiment, d 'is 2 in a general sense based on the combustion cycle of the internal combustion engine 10. However, specifically, since the internal combustion engine 10 has four cylinders, d '= 2 based on the starting cycle (control cycle) k of the microcomputer described above.
× 4 = 8.

【0105】次いで、それに所定の係数を乗じてP項
(比例項)KLAFP(k)、I項(積分項)KLAFI(k)、および
D項(微分項)KLAFD(k)を P項:KLAFP(k)=DKAF(k) ×KP I項:KLAFI(k)=KLAFI(k-1)+DKAF(k) ×KI D項:KLAFD(k)=(DKAF(k) −DKAF(k-1) )×KD と求める。
Then, the P term (proportional term) KLAFP (k), the I term (integral term) KLAFI (k), and the D term (differential term) KLAFD (k) are multiplied by a predetermined coefficient to obtain a P term: KLAFP (k) = DKAF (k) × KP I: KLAFI (k) = KLAFI (k-1) + DKAF (k) × KI D: KLAFD (k) = (DKAF (k) −DKAF (k-1) ) × KD.

【0106】このようにP項は偏差に比例ゲインKPを乗
じて求め、I項は偏差に積分ゲインKIを乗じて得た値を
前回値KLAFI(k-1)に加算して求め、D項は偏差の今回値
DKAF(k) と前回値DKAF(k-1) の差に微分ゲインKDを乗じ
て求める。尚、各ゲインKP,KI,KDは、機関回転数と機関
負荷に応じて求められ、より具体的にはマップを用いて
機関回転数Neと吸気圧力Pbとから検索できるように
設定しておく。
As described above, the P term is obtained by multiplying the deviation by the proportional gain KP, and the I term is obtained by adding the value obtained by multiplying the deviation by the integral gain KI to the previous value KLAFI (k-1). Is the current value of the deviation
It is obtained by multiplying the difference between DKAF (k) and the previous value DKAF (k-1) by the derivative gain KD. The gains KP, KI, and KD are determined according to the engine speed and the engine load, and more specifically, are set so that they can be searched from the engine speed Ne and the intake pressure Pb using a map. .

【0107】最後に、よって得た値を KLAF(k) =KLAFP(k)+KLAFI(k)+KLAFD(k)+1.0 と合算してフィードバック補正係数の今回値KLAF(k) と
する。よって得られた値は図5に示す如く、要求燃料量
Tcyl(k)に乗算されてそれを補正する。上記で、加算値
1.0は、乗算形式によるフィードバック補正係数とす
るためのオフセット分である。
Finally, the value thus obtained is added to KLAF (k) = KLAFP (k) + KLAFI (k) + KLAFD (k) +1.0 to obtain the current value KLAF (k) of the feedback correction coefficient. As shown in FIG. 5, the obtained value is multiplied by the required fuel amount Tcyl (k) to correct it. In the above, the addition value 1.0 is an offset for obtaining a feedback correction coefficient in a multiplication format.

【0108】尚、前記したように機関の過渡変化は漸化
式形式の制御器(簡略型STR)で補償し、定常偏差は
PIDコントローラで補償するようにしたことから、上
記で比例ゲインKPは比較的小さく、積分ゲインKIは比較
的大きい値に設定することが望ましい。
As described above, the transient change of the engine is compensated for by the recurrence type controller (simplified STR), and the steady-state deviation is compensated for by the PID controller. It is desirable to set the integral gain KI to a relatively large value, which is relatively small.

【0109】図4フロー・チャートにおいては続いてS
28に進み、要求燃料量Tcyl(k)に今求めたフィードバ
ック補正係数KLAF(k) を乗じて補正する。これによっ
て、定常偏差が補正された要求燃料量Tcyl(k)を求める
ことができる。
In the flow chart of FIG.
Proceeding to 28, the required fuel amount Tcyl (k) is corrected by multiplying it by the feedback correction coefficient KLAF (k) just obtained. Thereby, the required fuel amount Tcyl (k) in which the steady-state deviation has been corrected can be obtained.

【0110】続いてS30に進み、前述したように、検
出した機関回転数Ne、機関負荷(吸気圧力Pb)など
を用いて予め設定されている、図8にその特性を示すよ
うなマップから適応パラメータθハットの要素であるb
o,r1,r2(r3), so を検索する。次いで、検索した値
に機関冷却水温Twに応じて決定される補正係数を乗じ
て求める。
Then, the program proceeds to S30, in which, as described above, an adaptation is made from a map which is set in advance using the detected engine speed Ne, engine load (intake pressure Pb) and the like and whose characteristics are shown in FIG. B which is an element of the parameter θ hat
Search for o, r1, r2 (r3), so. Next, the value is obtained by multiplying the retrieved value by a correction coefficient determined according to the engine cooling water temperature Tw.

【0111】より具体的には、適応パラメータの要素た
るbo,r1,r2(r3), so は本来的には個々の運転状態
においてパラメータ調整機構を介して同定される値であ
り、それらは相互に関連する値であることから、これら
の要素は図8に示すように機関回転数などに応じて区分
される運転領域ごとに適応パラメータθハットとして集
合的に組として求め、格納しておく。
More specifically, the elements bo, r1, r2 (r3), and so of the adaptive parameters are originally values identified through the parameter adjustment mechanism in each operating state, and they are mutually Therefore, these elements are collectively obtained as a set as an adaptive parameter θ hat and stored in advance for each operation region classified according to the engine speed or the like, as shown in FIG.

【0112】尚、図示はしないが、マップデータは、ア
イドル運転、EGR実行、キャニスタ・パージ実行など
の有無に応じて別々の値を用意する。更に、可変バルブ
タイミング機構を備えるときは、高速側のバルブタイミ
ング特性が選択されるときと低速側のバルブタイミング
特性が選択されるときとで、別々の値を用意する。これ
は、それぞれの場合で内燃機関10の動特性が異なるた
めである。
Although not shown, different values are prepared for the map data depending on whether idle operation, EGR execution, canister purge execution, and the like are performed. Further, when a variable valve timing mechanism is provided, different values are prepared when the high-speed valve timing characteristic is selected and when the low-speed valve timing characteristic is selected. This is because the dynamic characteristics of the internal combustion engine 10 differ in each case.

【0113】続いてS32に進み、プラント出力y(k)
、即ち、実吸入燃料量Gfuel(k) を演算する。実吸入
燃料量、即ち、気筒内に実際に吸入された推定される燃
料量は空気量を検出して検出空燃比で除算して求めるこ
とも可能であるが、実施の形態に係る装置では空気量検
出手段(エアフローメータ)を備えていないため、要求
燃料量Tcyl(k)に検出空燃比KACTを乗算して求めるよう
にした。これによって、空気量から求めるのと等価な値
を求めることができる。
Subsequently, the flow advances to S32, where the plant output y (k) is output.
That is, the actual intake fuel amount Gfuel (k) is calculated. The actual intake fuel amount, that is, the estimated fuel amount actually sucked into the cylinder can be obtained by detecting the air amount and dividing the detected air-fuel ratio by the detected air-fuel ratio. Since no amount detecting means (air flow meter) is provided, the required fuel amount Tcyl (k) is multiplied by the detected air-fuel ratio KACT. Thereby, a value equivalent to that obtained from the air amount can be obtained.

【0114】具体的には、無駄時間をマイクロコンピュ
ータの起動周期(制御周期)で8とするとき(既述の如
く、燃焼サイクルで言えば無駄時間は2)、以下のよう
に算出する。 実吸入燃料量Gfuel(k) =(要求燃料量Tcyl(k-8)×検
出空燃比KACT(k) ) より具体的には、 実吸入燃料量Gfuel(k) =(要求燃料量Tcyl(k-8)×検
出空燃比KACT(k) )/目標空燃比KCMD(k-8) と算出する。
More specifically, when the dead time is 8 in the start cycle (control cycle) of the microcomputer (as described above, the dead time is 2 in the combustion cycle), the following calculation is made. Actual intake fuel amount Gfuel (k) = (required fuel amount Tcyl (k-8) × detected air-fuel ratio KACT (k)) More specifically, actual intake fuel amount Gfuel (k) = (required fuel amount Tcyl (k) -8) x detected air-fuel ratio KACT (k)) / target air-fuel ratio KCMD (k-8).

【0115】即ち、図5において簡略型STRの目標値
は入力r(k) であるが、 Tcyl(k)=r(k) ×KCMDM(k) となっているため、簡略型STRを、 Tcyl(k-8)=Gfuel(k) となるように動作させるためには、Tcyl(k-8)にはその
元値であるr(k-8) に対してKCMDM (k-8) が乗じられて
いる。
That is, in FIG. 5, the target value of the simplified STR is the input r (k), but Tcyl (k) = r (k) × KCMDM (k). To operate so that (k-8) = Gfuel (k), Tcyl (k-8) is multiplied by its original value r (k-8) by KCMDM (k-8). Have been.

【0116】そこで、 Gfuel(k) = (Tcyl(k-8)×KACT(k))/KCMD(k-8) とおくことにより、目標値Tcyl(k-8)と検出値Gfuel
(k) が等しくなるようにプラント入力u(k) (供給燃料
量Gfuel-STR(k))を決定することができる。尚、 Gfuel(k) = (u(k-8) ×KACT(k))/KCMD(k-8) とおいても良い。
Accordingly, by setting Gfuel (k) = (Tcyl (k-8) × KACT (k)) / KCMD (k-8), the target value Tcyl (k-8) and the detected value Gfuel (k-8)
The plant input u (k) (supplied fuel amount Gfuel-STR (k)) can be determined so that (k) becomes equal. Gfuel (k) = (u (k-8) × KACT (k)) / KCMD (k-8).

【0117】続いてS34に進み、求めた適応パラメー
タθハットを用いて上に述べたように目標値と検出値が
等しくなるようにプラント入力u(k)(供給燃料量) Gfu
el-STR(k) を演算する。これは具体的には、前述した数
16など、即ち、漸化式形式の制御器(制御則)に従っ
て行われる。尚、数16の制御周期は内燃機関の燃焼サ
イクルを基準としているが、これをTDCごとの制御周
期に合わせて書き直すと数32のようになる。実際には
数32に示す式を用いてGfuel-STR(k) を演算する。
Subsequently, the flow advances to S34, where the plant input u (k) (supplied fuel amount) Gfu is set so that the target value and the detected value are equal using the obtained adaptive parameter θ hat as described above.
Calculate el-STR (k). Specifically, this is performed in accordance with the above-described equation 16 or the like, that is, a controller (control law) of a recurrence type. The control cycle of Equation 16 is based on the combustion cycle of the internal combustion engine. However, if this is rewritten in accordance with the control cycle of each TDC, Equation 32 is obtained. Actually, Gfuel-STR (k) is calculated using the equation shown in Equation 32.

【0118】[0118]

【数32】 (Equation 32)

【0119】続いてS36に進んで演算した値に加算項
TTOTALを加算して出力燃料量Tout(k)とする。ここで、
TTOTALは気圧補正などの加算形式で行う各種の補正係数
の合計値を示す。但し、インジェクタの無効時間などは
出力燃料量Tout(k)の出力時に別途加算するものとし、
これに含ませない。
Subsequently, the flow advances to S36, where an added term is added to the calculated value.
TTOTAL is added to output fuel amount Tout (k). here,
TTOTAL indicates the total value of various correction coefficients performed in an addition format such as atmospheric pressure correction. However, the invalid time of the injector, etc. shall be separately added when the output fuel amount Tout (k) is output,
Not included in this.

【0120】出力燃料量Tout(k)は具体的にはインジェ
クタ22の開弁時間で決定される。次いでS38に進ん
で出力燃料量Tout(k)を操作量としてインジェクタ22
の駆動回路82に出力する。
The output fuel amount Tout (k) is specifically determined by the valve opening time of the injector 22. Next, the routine proceeds to S38, where the output fuel amount Tout (k) is set as an operation amount and the injector 22
Is output to the drive circuit 82.

【0121】尚、S20またはS22で否定されたとき
は空燃比がオープンループ制御となるので、S40に進
んで要求燃料量Tcyl(k)を出力燃料量Tout(k)とすると
共に、S12でクランキングと判断されたときはS42
に進んで始動時の燃料量Ticr を機関冷却水温から検索
し、S44に進んで検索値から始動モードの式に従って
出力燃料量Tout(k)を算出する。またS14でフューエ
ルカットと判断されたときは、S46に進んで出力燃料
量Tout(k)を零とする。
If the result in S20 or S22 is NO, the air-fuel ratio is set to open-loop control, so the routine proceeds to S40, where the required fuel amount Tcyl (k) is set as the output fuel amount Tout (k), and the required fuel amount Tcyl (k) is reduced in S12. S42 when it is determined to be a ranking
In step S44, the fuel amount Ticr at the start is retrieved from the engine coolant temperature, and in step S44, the output fuel amount Tout (k) is calculated from the retrieved value according to the equation of the start mode. If it is determined in S14 that the fuel is cut, the process proceeds to S46, in which the output fuel amount Tout (k) is set to zero.

【0122】この実施の形態においては、STRコント
ローラから適応パラメータ調整機構を除去して簡略型S
TRとし、適応パラメータに相当するパラメータを運転
状態に応じて予めマップデータとして設定した。そして
検出した運転状態からマップを検索して求めるようにし
た。
In this embodiment, the adaptive parameter adjusting mechanism is removed from the STR controller to simplify the S type.
TR was set, and a parameter corresponding to the adaptation parameter was set in advance as map data according to the operation state. Then, the map is searched and found from the detected driving state.

【0123】即ち、適応パラメータ調整機構を設けず、
そこで適応パラメータを演算することもないので、この
制御を比較的低レベルの車載マイクロコンピュータを用
いて実現することができる。更に、演算時間が短縮する
高回転域においても制御を継続することができ、制御性
を向上させることができる。
That is, without providing an adaptive parameter adjusting mechanism,
Therefore, since there is no need to calculate the adaptive parameters, this control can be realized using a relatively low-level microcomputer mounted on the vehicle. Further, control can be continued even in a high rotation range where the calculation time is shortened, and controllability can be improved.

【0124】また簡略型STRは検出値Gfuel(k) が目
標値(要求燃料量Tcyl(k-8)) に一致するように供給燃
料量Gfuel-STR(k) を補正ないし決定すると共に、その
補正された供給燃料量Gfuel-STR(k) をプラント(内燃
機関10)に入力するようにしたので、内燃機関10の
過渡状態の動的な挙動に対する供給/排出空燃比の変動
を補償することができる。
The simplified STR corrects or determines the supplied fuel amount Gfuel-STR (k) so that the detected value Gfuel (k) coincides with the target value (required fuel amount Tcyl (k-8)). Since the corrected supply fuel amount Gfuel-STR (k) is input to the plant (the internal combustion engine 10), it is possible to compensate for a change in the supply / discharge air-fuel ratio with respect to the dynamic behavior of the internal combustion engine 10 in a transient state. Can be.

【0125】また、制御パラメータのうち、s0 はフィ
ードバック項に相当する項なので、目標値と検出値との
ずれをある程度は吸収することができ、例えば燃料が吸
気管に付着することによって生じる輸送遅れなどの過渡
変化ないし動的変化をかなりの程度は吸収することがで
きる。
Further, among the control parameters, s 0 is a term corresponding to the feedback term, so that the difference between the target value and the detected value can be absorbed to some extent, and for example, the transport caused by the fuel adhering to the intake pipe. Transient or dynamic changes such as delays can be absorbed to a large extent.

【0126】更に、簡略型STRとは別に、検出値と目
標値との偏差を減少させるべく要求燃料量を補正するP
IDコントローラを設ける如く構成したので、EGR、
キャニスタ・パージなどが実行され、外乱が大きくなっ
て定常偏差が生じるときも、その定常偏差を解消して所
期の制御を実現することができる。
Further, apart from the simplified type STR, P is used to correct the required fuel amount to reduce the deviation between the detected value and the target value.
Because it was configured to provide an ID controller, EGR,
Even when a canister purge or the like is executed and a disturbance becomes large and a steady-state error occurs, the steady-state error can be eliminated to achieve desired control.

【0127】このように、この実施の形態に係る装置に
あっては、演算量も比較的少なくて足ると共に、内燃機
関のような無駄時間を含む制御対象に対してその動特性
を完全に打ち消すことができる。
As described above, in the apparatus according to this embodiment, the amount of calculation is relatively small, and the dynamic characteristics of a control target including a dead time, such as an internal combustion engine, are completely canceled. be able to.

【0128】図9はこの発明の第2の実施の形態に係る
装置の動作を示す、図4と同様なフロー・チャートであ
り、図10はそれを機能的に示す、図5と同様のブロッ
ク図である。尚、図9に示すプログラムの起動周期も、
図4の場合と同様である。
FIG. 9 is a flowchart similar to FIG. 4, showing the operation of the apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a functional block diagram similar to FIG. FIG. Note that the start cycle of the program shown in FIG.
This is the same as in FIG.

【0129】図10から明らかな如く、第2の実施の形
態においては簡略型STRで供給燃料量を直接的に決定
するのではなく、補正係数を演算し、それを要求燃料量
に乗算して補正するようにした。即ち、簡略型STRの
目標値を空燃比とし、検出空燃比KACT(k) が目標空燃比
KCMD(k-8) (無駄時間8=2(燃焼サイクルの意味にお
ける無駄時間)×4気筒)に一致するように前述したア
ルゴリズムに従って補正係数KSTR(k)(=u(k))(以下
「過渡補正係数」と言う)を演算し、よって得た過渡補
正係数KSTRを要求燃料量Tcyl(k)に乗じ、それを補正す
るようにした。
As is apparent from FIG. 10, in the second embodiment, a correction coefficient is calculated instead of directly determining the supplied fuel amount by the simplified STR, and the correction coefficient is multiplied by the required fuel amount. It was corrected. That is, the target value of the simplified STR is defined as the air-fuel ratio, and the detected air-fuel ratio KACT (k) is determined by the target air-fuel ratio.
The correction coefficient KSTR (k) (= u (k)) (hereinafter referred to as “KCMD (k-8)) (the dead time 8 = 2 (dead time in the meaning of the combustion cycle) × 4 cylinders) according to the algorithm described above so as to match KCMD (k-8). (Referred to as "transient correction coefficient"), and the obtained transient correction coefficient KSTR is multiplied by the required fuel amount Tcyl (k) to correct it.

【0130】また第1の実施の形態と同様に、PIDコ
ントローラで目標空燃比KCMD(k-8)と検出空燃比KACT(k)
の偏差を解消すべく、PID制御則に基づいてフィー
ドバック補正係数KLAF(k) が演算される。
As in the first embodiment, the target air-fuel ratio KCMD (k-8) and the detected air-fuel ratio KACT (k) are controlled by the PID controller.
The feedback correction coefficient KLAF (k) is calculated based on the PID control law in order to eliminate the deviation.

【0131】即ち、第1の実施の形態と同様な手法で基
本燃料量Tim(k) が求められ、それに前記した各種補正
項が乗じられて要求燃料量Tcyl(k)が求められ、それに
過渡補正係数KSTR(k) およびフィードバック補正係数KL
AF(k) が乗算され、よって補正された燃料量が出力燃料
量Tout(k)として制御プラント(内燃機関)に供給され
る。
That is, the basic fuel amount Tim (k) is obtained in the same manner as in the first embodiment, and the required fuel amount Tcyl (k) is obtained by multiplying the basic fuel amount Tim (k) by the above-mentioned various correction terms. Correction coefficient KSTR (k) and feedback correction coefficient KL
The fuel amount multiplied by AF (k) and thus corrected is supplied to the control plant (internal combustion engine) as the output fuel amount Tout (k).

【0132】第2の実施の形態に係る装置は、第1の実
施の形態と以下の点で相違する。 目標値r(k) 第1の実施の形態...燃料量(要求燃料量Tcyl) 第2の実施の形態...空燃比(目標空燃比KCMD) プラント出力y(k) 第1の実施の形態...実吸入燃料量Gfuel 第2の実施の形態...実空燃比KACT プラント入力u(k) 第1の実施の形態...供給燃料量Gfuel-STR 第2の実施の形態...過渡補正係数KSTR
The device according to the second embodiment differs from the first embodiment in the following points. Target value r (k) First embodiment. . . Fuel amount (required fuel amount Tcyl) Second embodiment. . . Air-fuel ratio (target air-fuel ratio KCMD) Plant output y (k) First embodiment. . . Actual intake fuel amount Gfuel Second embodiment. . . Actual air-fuel ratio KACT Plant input u (k) First embodiment. . . Supply fuel amount Gfuel-STR Second embodiment. . . Transient correction coefficient KSTR

【0133】しかしながら、図5に示す第1の実施の形
態で、燃料量は演算値に空燃比(補正係数)を乗じて決
定されているため、図10に示す第2の実施の形態にお
いても、入力r(k) (目標空燃比KCMD(k) )からプラン
ト出力y(k) (検出空燃比KACT(k) )までの系の伝達特
性は、第1の実施の形態のそれと基本的に同一であり、
従って第1の実施の形態において述べた説明は、第2の
実施の形態にも全て妥当する。
However, in the first embodiment shown in FIG. 5, since the fuel amount is determined by multiplying the calculated value by the air-fuel ratio (correction coefficient), the fuel amount is also determined in the second embodiment shown in FIG. The transfer characteristics of the system from the input r (k) (target air-fuel ratio KCMD (k)) to the plant output y (k) (detected air-fuel ratio KACT (k)) are basically the same as those of the first embodiment. Are the same,
Therefore, the description given in the first embodiment is also applicable to the second embodiment.

【0134】図9フロー・チャートを参照して第2の実
施の形態に係る装置の動作を説明する。
The operation of the apparatus according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0135】S100において第1の実施の形態と同様
に内燃機関10の運転状態検出パラメータを読み出し、
以下S102からS114まで第1の実施の形態と同様
の処理を経た後、S116に進んで第1の実施の形態と
同様に制御パラメータ(適応パラメータに相当)の要素
bo,r1,r2(r3), so をマップ検索し、水温補正して
求める。続いてS118に進んでプラント入力u(k) 、
即ち、前記した過渡補正係数KSTR(k) を演算する。過渡
補正係数KSTR(k) は、一般的には数33のように示され
るが、より具体的に無駄時間をTDCの制御周期に合わ
せて書き直すと、数34のようになる。
In S100, the operation state detection parameters of the internal combustion engine 10 are read out in the same manner as in the first embodiment.
After the same processing from S102 to S114 as in the first embodiment, the process proceeds to S116, and the elements bo, r1, r2 (r3) of the control parameters (corresponding to the adaptive parameters) as in the first embodiment. , so is searched by map, and the water temperature is corrected and found. Then, the process proceeds to S118, where the plant input u (k),
That is, the above-mentioned transient correction coefficient KSTR (k) is calculated. The transient correction coefficient KSTR (k) is generally expressed as shown in Expression 33, but more specifically, when the dead time is rewritten according to the control cycle of TDC, Expression 34 is obtained.

【0136】[0136]

【数33】 [Equation 33]

【0137】[0137]

【数34】 (Equation 34)

【0138】続いて、S120に進んで基本燃料量Tim
(k) に空燃比補正係数KCMDM(k)と補正項KTOTALを乗じて
要求燃料量Tcyl(k)を算出し、S122に進んで算出し
た要求燃料量Tcyl(k)に過渡補正係数KSTR(k) とフィー
ドバック補正係数KLAF(k) を乗じると共に、補正項TTOT
ALを加算して出力燃料量Tout(k)を決定し、S124に
進んで出力する。尚、残余のステップは第1の実施の形
態と異ならない。
Subsequently, the routine proceeds to S120, where the basic fuel amount Tim
(k) is multiplied by an air-fuel ratio correction coefficient KCMDM (k) and a correction term KTOTAL to calculate a required fuel amount Tcyl (k), and the process proceeds to S122 to add a transient correction coefficient KSTR (k) to the calculated required fuel amount Tcyl (k). ) And the feedback correction coefficient KLAF (k).
The output fuel amount Tout (k) is determined by adding AL, and the process proceeds to S124 to output. The remaining steps are not different from those of the first embodiment.

【0139】第2の実施の形態は上記の如くしたので、
第1の実施の形態と同様の効果を有する。
Since the second embodiment is as described above,
It has the same effect as the first embodiment.

【0140】更に、検出空燃比KACTが目標空燃比KCMDに
一致するように簡略型STRで過渡補正係数KSTRが演算
され、演算された過渡補正係数で要求燃料量Tcyl を補
正するように構成したので、換言すれば、目標値を空燃
比としたので、外乱が生じても目標値に誤差が含まれる
ことが少なく、制御出力が検出値であって、推定値(実
吸入燃料量)ではなく、目標値の変化も少ない(特に、
理論空燃比を目標とするとき)ことから、前記した作
用、効果に加えて、外乱に対するロバスト性が向上す
る。
Further, the transient correction coefficient KSTR is calculated by the simplified STR so that the detected air-fuel ratio KACT matches the target air-fuel ratio KCMD, and the required fuel amount Tcyl is corrected by the calculated transient correction coefficient. In other words, since the target value is set to the air-fuel ratio, even if disturbance occurs, the target value rarely includes an error, and the control output is a detected value, not an estimated value (actual intake fuel amount). Changes in target values are also small (
Since the stoichiometric air-fuel ratio is targeted), in addition to the above-described actions and effects, the robustness against disturbance is improved.

【0141】このように、第1および第2の実施の形態
においては、内燃機関10の排気ガスの空燃比KACTを検
出する空燃比検出手段(LAFセンサ54)と、前記内
燃機関の少なくとも機関回転数および機関負荷を含む運
転状態を検出する運転状態検出手段(クランク角センサ
40および絶対圧センサ44など)と、前記検出された
運転状態に応じて前記内燃機関への供給燃料量(基本燃
料量Tim) を算出する供給燃料量算出手段(S16,S
106)と、漸化式形式の制御器(簡略化STR)を備
えると共に、前記検出された運転状態からその制御パラ
メータ(θハット)を求めて前記制御器に入力し、前記
内燃機関の過渡変化を補償するように動作させて前記供
給燃料量を過渡補正する機関過渡変化補正手段(S3
0,S34,S36,S116,S118,S122)
と、前記検出された空燃比と目標空燃比との偏差を減少
させるべく、前記供給燃料量をフィードバック補正する
フィードバック補正手段(PIDコントローラ。S2
6,S36,S114,S122)と、および前記機関
過渡変化補正手段およびフィードバック補正手段で補正
された供給燃料量を前記内燃機関に供給する燃料供給手
段(S38,S124)と、を備える如く構成した。
As described above, in the first and second embodiments, the air-fuel ratio detecting means (LAF sensor 54) for detecting the air-fuel ratio KACT of the exhaust gas of the internal combustion engine 10, and at least the engine speed of the internal combustion engine Operating state detecting means (e.g., a crank angle sensor 40 and an absolute pressure sensor 44) for detecting an operating state including a number and an engine load; and a fuel amount (basic fuel amount) supplied to the internal combustion engine according to the detected operating state. Tim) (S16, S16)
106), and a controller (simplified STR) of a recurrence type, and obtains a control parameter (θ hat) from the detected operating state and inputs the obtained control parameter (θ hat) to the controller, thereby obtaining a transient change of the internal combustion engine. The engine transient change correction means (S3) which operates so as to compensate for the
0, S34, S36, S116, S118, S122)
Feedback correction means (PID controller; S2) for performing feedback correction of the supplied fuel amount in order to reduce the deviation between the detected air-fuel ratio and the target air-fuel ratio.
6, S36, S114, S122), and fuel supply means (S38, S124) for supplying the supplied fuel amount corrected by the engine transient change correction means and feedback correction means to the internal combustion engine. .

【0142】また、前記機関過渡変化補正手段が、前記
内燃機関の運転状態に応じて前記漸化式形式の制御器の
制御パラメータθハットの要素bo,r1,r2(r3), so
の少なくとも一部を記憶する記憶手段と、および前記記
憶された要素を前記検出された運転状態から検索する検
索手段(S30,S116)と、を備え、前記検索され
た要素を用いて前記制御パラメータを求める如く構成し
た。
In addition, the engine transient change correcting means is configured to control the elements bo, r1, r2 (r3), so of the control parameter θ hat of the controller of the recurrence type in accordance with the operating state of the internal combustion engine.
Storage means for storing at least a part of the control parameters, and search means (S30, S116) for searching for the stored element from the detected operating state, and using the searched element for the control parameter. It was configured to seek.

【0143】また、前記機関過渡変化補正手段は、前記
検出された空燃比が前記目標空燃比に一致するように前
記供給燃料量を過渡補正する(S122)如く構成し
た。
The engine transient change correcting means is configured to transiently correct the supplied fuel amount so that the detected air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio (S122).

【0144】また、前記機関過渡変化補正手段は、前記
検出された空燃比に基づいて求められた実吸入燃料量が
目標供給燃料量に一致するように前記供給燃料量を過渡
補正する(S34)如く構成した。
Further, the engine transient change correction means transiently corrects the supplied fuel amount such that the actual intake fuel amount obtained based on the detected air-fuel ratio matches the target supplied fuel amount (S34). It was configured as follows.

【0145】尚、上記した第1および第2の実施の形態
ではパラメータ調整機構を設けずに制御パラメータ(適
応パラメータ)をマップ検索で決定するようにしたが、
パラメータ調整機構を設けて適応パラメータを同定する
と共に、運転状態に応じて学習するようにしても良い。
In the first and second embodiments, the control parameter (adaptive parameter) is determined by the map search without providing the parameter adjusting mechanism.
A parameter adjusting mechanism may be provided to identify the adaptive parameter and to learn according to the operating state.

【0146】また上記した第1および第2の実施の形態
において、求めた出力燃料量Toutに、噴射燃料の吸気
管付着を考慮して燃料量の付着補正を行っても良い。こ
の付着補正の手法は、本出願人が先に提案した特願平7
−354046号で提案したものなどを用いれば良い。
この場合、簡略型STRでは吸気管付着による燃料量の
補正を行う必要がないので、制御性が更に向上する。
In the above-described first and second embodiments, the fuel amount may be corrected for the output fuel amount Tout obtained in consideration of the adhesion of the intake fuel to the intake pipe. This adhesion correction method is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
What was proposed in -354046 may be used.
In this case, the controllability is further improved in the simplified STR because it is not necessary to correct the fuel amount due to the intake pipe attachment.

【0147】更に、適応パラメータθハットの要素たる
0 などを運転状態に応じて全てマップ値として記憶す
ると共に、それを運転状態ごとの組みあるいは集合とし
てマップ化する構成としたが、そのうちの一部であって
も良い。これは、例えば要素r1,r2,r3 を定数化し、
bo,so のみをマップ化するように構成しても本願の効
果を得ることができるからである。その意味で特許請求
の範囲では「制御パラメータの要素の少なくとも一部」
と記述した。
[0147] Moreover, stores as all map value in accordance with such adaptive parameter θ hat element serving b 0 of the operating conditions, it is configured to map the it as a set or collection of each operating condition, one of which Department. This makes the elements r1, r2, r3 constant, for example,
This is because the effect of the present invention can be obtained even if only bo and so are mapped. In that sense, the claims refer to “at least a part of the control parameter elements”.
It was described.

【0148】またそのPIDコントローラにおいて、各
ゲインKP,KI,KDを適宜設定することで、PI制御とする
ことも、I項のみによる制御とすることも自由である。
即ち、ここで言うPID制御は、その一部のゲイン項を
有すれば成立する。
In the PID controller, by setting the gains KP, KI, and KD as appropriate, either the PI control or the control using only the I term can be freely performed.
That is, the PID control mentioned here is established if it has a part of the gain term.

【0149】更に、PIDコントローラを例示したが、
適応制御器(則)に基づくフィードバック系であっても
良い。
Further, the PID controller has been exemplified,
A feedback system based on an adaptive controller (rule) may be used.

【0150】また従前の実施の形態においてフィードバ
ック補正係数KSTR,KLAFを乗算形式で求めたが、加算形
式であっても良い。
In the previous embodiment, the feedback correction coefficients KSTR and KLAF are obtained in a multiplication form, but may be in an addition form.

【0151】また従前の実施の形態においてスロットル
弁をパルスモータで作動したが、アクセルペダルと機械
的にリンクさせ、アクセルペダルの踏み込みに応じて作
動させても良い。
Although the throttle valve is operated by the pulse motor in the previous embodiment, the throttle valve may be mechanically linked to the accelerator pedal and operated in response to the depression of the accelerator pedal.

【0152】また従前の実施の形態において内燃機関の
例として、排気還流機構、キャニスタ・パージ機構など
が設けられたものを示したが、これらは必須なものでは
ない。
In the previous embodiment, an example of an internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation mechanism, a canister / purge mechanism and the like has been described, but these are not essential.

【0153】また上記において適応制御器としてSTR
を例にとって説明したが、MRACS(モデル規範型適
応制御)を用いても良い。
In the above description, STR is used as the adaptive controller.
However, MRACS (Model Reference Adaptive Control) may be used.

【0154】また上記において排気系集合部に設けた単
一の空燃比センサの出力を用いているが、それに限られ
るものではなく、気筒ごとに空燃比センサを設け、気筒
ごとに検出した空燃比を用いても良い。
In the above description, the output of a single air-fuel ratio sensor provided in the exhaust system collecting section is used. However, the present invention is not limited to this. An air-fuel ratio sensor is provided for each cylinder and the air-fuel ratio detected for each cylinder is used. May be used.

【0155】[0155]

【発明の効果】演算量を低減しつつ、無駄時間を含む制
御プラントにおいても動特性の変動を補償して所期の制
御を実現することができる。
According to the present invention, desired control can be realized by compensating for fluctuations in dynamic characteristics even in a control plant including dead time while reducing the amount of calculation.

【0156】即ち、検出された運転状態からその制御パ
ラメータを求めて制御器に入力する、換言すれば適応パ
ラメータ調整機構を設けて適応パラメータを演算するこ
とがないようにしたので、制御パラメータ(適応パラメ
ータ)の演算量を低減することができ、また車載マイク
ロコンピュータを用いて実現するときも比較的低性能の
もので足ると共に、演算時間が減少する高回転時におい
ても有効に制御を継続することができる。
That is, the control parameters are obtained from the detected operating state and input to the controller. In other words, the adaptive parameter adjusting mechanism is provided so that the adaptive parameters are not calculated. The amount of calculation of parameters) can be reduced, and a relatively low-performance one is sufficient when using an in-vehicle microcomputer, and control is effectively continued even at high revolutions when the calculation time is reduced. Can be.

【0157】更に、漸化式形式の制御器を備えると共
に、検出された運転状態からその制御パラメータを求め
て前記制御器に入力し、内燃機関の過渡変化を補償する
ように動作させて供給燃料量を過渡補正するようにした
ので、内燃機関の過渡状態の動的な挙動に対する供給/
排出空燃比の変動を良く補償することができる。
Further, a controller of a recurrence type is provided, and its control parameters are obtained from the detected operating state and input to the controller, and the controller is operated so as to compensate for the transient change of the internal combustion engine to supply fuel. Since the quantity is transiently corrected, the supply / supply for the dynamic behavior of the transient state of the internal combustion engine is
Fluctuations in the exhaust air-fuel ratio can be well compensated.

【0158】更に、検出された空燃比と目標空燃比との
偏差を減少させるべく、前記供給燃料量をフィードバッ
ク補正するようにしたので、機関の定常偏差も解消する
ことができる。よって、内燃機関のような無駄時間を含
む制御プラントにおいても動特性の変動を打ち消して所
期の制御を実現することができる。
Further, since the supplied fuel amount is feedback-corrected to reduce the deviation between the detected air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, the steady-state deviation of the engine can be eliminated. Therefore, even in a control plant including a dead time, such as an internal combustion engine, the desired control can be realized by canceling the fluctuation of the dynamic characteristics.

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

【図1】この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を
全体的に示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram generally showing a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】図1の内燃機関に設けられた可変バルブタイミ
ング機構のバルブタイミング特性を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing valve timing characteristics of a variable valve timing mechanism provided in the internal combustion engine of FIG.

【図3】図1の装置の制御ユニットの構成を詳細に示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control unit of the apparatus shown in FIG. 1 in detail.

【図4】図1の装置の動作を示すフロー・チャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the apparatus shown in FIG. 1;

【図5】図1の装置の動作を機能的に示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram functionally showing the operation of the apparatus shown in FIG. 1;

【図6】本出願人が先に提案した適応制御器(則)を用
いた内燃機関の燃料噴射制御装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a fuel injection control device for an internal combustion engine using an adaptive controller (rule) previously proposed by the present applicant.

【図7】この発明の基本構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図8】図4のフロー・チャートで使用する、適応パラ
メータ(制御パラメータ)の要素のマップデータの特性
を示す説明図である。
8 is an explanatory diagram showing characteristics of map data of elements of adaptive parameters (control parameters) used in the flowchart of FIG. 4;

【図9】この発明の第2の実施の形態を示す、図4と同
様のフロー・チャートである。
FIG. 9 is a flowchart similar to FIG. 4, showing a second embodiment of the present invention.

【図10】第2の実施の形態に係る装置の動作を機能的
に示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram functionally showing the operation of the device according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 内燃機関 22 インジェクタ 34 制御ユニット 40 クランク角センサ 44 絶対圧センサ 54 空燃比センサ(LAFセンサ) Reference Signs List 10 internal combustion engine 22 injector 34 control unit 40 crank angle sensor 44 absolute pressure sensor 54 air-fuel ratio sensor (LAF sensor)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】a.内燃機関の排気ガスの空燃比を検出す
る空燃比検出手段と、 b.前記内燃機関の少なくとも機関回転数および機関負
荷を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、 c.前記検出された運転状態に応じて前記内燃機関への
供給燃料量を算出する供給燃料量算出手段と、 d.漸化式形式の制御器を備えると共に、前記検出され
た運転状態からその制御パラメータを求めて前記制御器
に入力し、前記内燃機関の過渡変化を補償するように動
作させて前記供給燃料量を過渡補正する機関過渡変化補
正手段と、 e.前記検出された空燃比と目標空燃比との偏差を減少
させるべく、前記供給燃料量をフィードバック補正する
フィードバック補正手段と、 および f.前記機関過渡変化補正手段およびフィードバック補
正手段で補正された供給燃料量を前記内燃機関に供給す
る燃料供給手段と、を備えることを特徴とする内燃機関
の燃料噴射制御装置。
1. A method according to claim 1, Air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas of the internal combustion engine; b. Operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine including at least an engine speed and an engine load; c. Supply fuel amount calculation means for calculating a supply fuel amount to the internal combustion engine according to the detected operating state; d. A controller having a recurrence type is provided, and the control parameters are obtained from the detected operating state and input to the controller, and the controller is operated so as to compensate for the transient change of the internal combustion engine, thereby controlling the fuel supply amount. Engine transient change correction means for transient correction; e. Feedback correction means for performing feedback correction on the supplied fuel amount so as to reduce the deviation between the detected air-fuel ratio and the target air-fuel ratio; and f. A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel supply unit that supplies a supply fuel amount corrected by the engine transient change correction unit and the feedback correction unit to the internal combustion engine.
【請求項2】 前記機関過渡変化補正手段が、 g.前記内燃機関の運転状態に応じて前記漸化式形式の
制御器の制御パラメータの要素の少なくとも一部を記憶
する記憶手段と、 および h.前記記憶された要素を前記検出された運転状態から
検索する検索手段と、を備え、前記検索された要素を用
いて前記制御パラメータを求めることを特徴とする請求
項1項記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. The engine transient change correction means comprises: g. Storage means for storing at least some of the elements of the control parameters of the recursive controller according to the operating state of the internal combustion engine; and h. 2. The fuel for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: searching means for searching the stored element from the detected operating state, wherein the control parameter is obtained by using the searched element. 3. Injection control device.
【請求項3】 前記機関過渡変化補正手段は、前記検出
された空燃比が前記目標空燃比に一致するように前記供
給燃料量を過渡補正することを特徴とする請求項1項ま
たは2項記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. The engine transient change correction means transiently corrects the supplied fuel amount such that the detected air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio. A fuel injection control device for an internal combustion engine.
【請求項4】 前記機関過渡変化補正手段は、前記検出
された空燃比に基づいて求められた実吸入燃料量が目標
供給燃料量に一致するように前記供給燃料量を過渡補正
することを特徴とする請求項1項または2項記載の内燃
機関の燃料噴射制御装置。
4. The engine transient change correction means transiently corrects the supplied fuel amount such that an actual intake fuel amount obtained based on the detected air-fuel ratio matches a target supplied fuel amount. 3. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
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