发动机控制装置及发动机控制方法以及记录介质

文档序号:1554465 发布日期:2020-01-21 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 发动机控制装置及发动机控制方法以及记录介质 (Engine control device, engine control method, and recording medium ) 是由 山田贵文 柴田弘幸 栗田俊介 阿南贵宏 于 2019-06-25 设计创作,主要内容包括:提供一种发动机控制装置及发动机控制方法以及记录介质。基于空气流量计的进气流量的检测值来运算发动机的第一进气量。不使用进气流量的检测值,而基于进气管压力的检测值及节气门开度中的任一方来运算第二进气量。在判定为进气通路内的进气脉动不处于大的状态时,运算第二进气量相对于第一进气量的偏差量,并且将第一进气量设定为发动机的进气量运算值。在判定为进气脉动处于大的状态时,将对第二进气量加上偏差量而得到的和即校正后第二进气量设定为进气量运算值。(Provided are an engine control device, an engine control method, and a recording medium. A first intake air amount of the engine is calculated based on a detected value of an intake air flow rate of an air flow meter. The second intake air amount is calculated based on any one of the detected value of the intake pipe pressure and the throttle opening degree without using the detected value of the intake air flow rate. When it is determined that the intake pulsation in the intake passage is not in a large state, the deviation amount of the second intake air amount from the first intake air amount is calculated, and the first intake air amount is set as the intake air amount calculation value of the engine. When it is determined that the intake pulsation is in a large state, the corrected second intake air amount, which is the sum of the second intake air amount plus the deviation amount, is set as the intake air amount calculation value.)

发动机控制装置及发动机控制方法以及记录介质

技术领域

本公开涉及发动机控制装置及发动机控制方法。发动机控制装置及发动机控制方法运算发动机的进气量,并且通过基于进气量的运算值决定燃料喷射量来进行喷射器的燃料喷射控制。

背景技术

要想合适地控制在汽缸内燃烧的混合气的空燃比(燃料相对于空气的质量比率),需要准确地掌握发动机的进气量,即向汽缸内流入的进气的质量。以往,作为进气量的运算方式,已知有质量流方式、速度密度方式及节气门速度方式这3个方式。在质量流方式中,在进气通路中的比节气门靠上游的部分设置空气流量计,根据由空气流量计检测到的进气流量来运算发动机的进气量。在速度密度方式中,在进气通路中的比节气门靠下游的部分设置进气管压力传感器,利用进气管压力传感器检测进气管压力,并且根据基于进气管压力和发动机转速推定出的进气流量来运算进气量。而且,在节气门速度方式中,根据基于节气门开度和发动机转速推定出的进气流量来运算进气量。

通常,在这3个运算方式之中,质量流方式能够以最高的精度运算发动机的稳态运转时的进气量。不过,由于发动机的各汽缸根据进气门的开闭而间歇地吸入进气,所以进气通路的进气的流动伴随有脉动。并且,这样的进气脉动的影响也会表现于空气流量计的检测值,因此,在进气脉动大的发动机的运转区域中,与质量流方式相比,速度密度方式、节气门速度方式有时能够以更高的精度运算进气量。相对于此,以往,如在日本特开2013-221418号公报中所看到那样,提出了如下的发动机控制装置:以在进气脉动小时利用质量流方式运算进气量且在进气脉动大时利用速度密度方式或节气门速度方式运算进气量的方式,根据进气脉动的大小切换运算方式并运算进气量。

发明内容

在速度密度方式及节气门速度方式中,由于根据推定出的进气流量来运算进气量,所以当进气流量的推定存在误差时,该运算值也会产生误差。在上述以往的发动机控制装置中,若在进气脉动变大时产生了这样的误差,则空燃比可能会从目标值背离而招致发动机的排气性能的下降。

以下,对本公开的例子进行记载。

例1.发动机控制装置运算发动机的进气量,并且通过基于进气量的运算值决定燃料喷射量来进行喷射器的燃料喷射控制。控制装置构成为进行如下处理:第一进气量运算处理,基于空气流量计的进气流量的检测值来运算进气量;第二进气量运算处理,不使用进气流量的检测值,而基于进气管压力的检测值及节气门开度中的任一方来运算进气量;及判定处理,判定进气通路内的进气脉动是否处于大的状态。

在第一进气量运算处理中,基于空气流量计的进气流量的检测值来进行质量流方式的进气量的运算。在第二进气量运算处理中,进行基于进气管压力的检测值的速度密度方式的进气量的运算或基于节气门开度的节气门速度方式的进气量的运算。在此,将由第一进气量运算处理得到的进气量的运算值设为第一进气量,并且将由第二进气量运算处理得到的进气量的运算值设为第二进气量。上述发动机控制装置构成为还进行:偏差量运算处理,在判定处理中判定为进气脉动不处于大的状态时,运算第二进气量相对于第一进气量的偏差量;及运算方式切换处理,在判定处理中判定为进气脉动不处于大的状态时,将第一进气量设定为进气量的运算值,另一方面,在判定处理中判定为进气脉动处于大的状态时,将对第二进气量加上偏差量而得到的和即校正后第二进气量设定为进气量的运算值。

在上述发动机控制装置中,在通过判定处理而判定为进气脉动不处于大的状态(以下,记为“脉动小判定”)时,可认为空气流量计的进气流量的检测精度未下降,基于该检测值的第一进气量运算处理中的第一进气量的运算的精度也高。于是,在上述发动机控制装置中,在脉动小判定时,将以质量流方式运算出的第一进气量作为进气量的运算值来运算。另外,若假设此时的第一进气量是准确的值,则第二进气量相对于第一进气量的偏差成为第二进气量的运算值的误差。在上述发动机控制装置中,在偏差量运算处理中,运算脉动小判定时的第二进气量相对于第一进气量的偏差量。

另一方面,在通过判定处理而判定为进气脉动处于大的状态(以下,记为“脉动大判定”)时,空气流量计的进气流量的检测精度下降,因此第一进气量的运算精度也下降。在此时的上述发动机控制装置中,将在脉动小判定时运算出的上述偏差量与第二进气量相加而得到的和即校正后第二进气量作为进气量的运算值来运算。即,此时,将向第二进气量实施在脉动小判定时确认到的第二进气量的误差量的补偿而得到的值作为进气量的运算值来运算。因此,根据上述发动机控制装置,能够提高进气脉动大的运转区域中的进气量的运算精度。

第一进气量与第二进气量之间的偏差量根据发动机的运转区域、发动机的个体差异、历时变化等而变化。由此,例2的发动机控制装置构成为,在例1的发动机控制装置中的偏差量运算处理中,针对根据发动机的运转状态而划分的多个偏差量学习区域中的各偏差量学习区域,进行偏差量的学习值即偏差量学习值的学习。在这样的情况下,通过学习而求出对应的发动机的现状下的各运转状态的偏差量的合适的值。并且,该学习的结果反映于进气脉动大的运转区域中的进气量的运算。由此,能够进一步提高进气脉动大的运转区域中的进气量的运算精度。

例3.上述例2的发动机控制装置构成为,通过如下方式来进行偏差量运算处理中的偏差量的学习:在多个偏差量学习区域的任一个中偏差量的学习都未完成的情况下,一并更新多个偏差量学习区域各自的偏差量学习值,另一方面,在多个偏差量学习区域的某个中偏差量的学习已完成的情况下,仅更新发动机当前运转中的偏差量学习区域的偏差量学习值。偏差量中的因空气流量计的检测特性、节气门的开度特性等个体差异而产生的部分大多在发动机的运转区域整体中具有共通的倾向而出现。在如上述这样构成了发动机控制装置的情况下,直到在偏差量学习区域的任一个中偏差量的学习完成为止,一并更新全部的偏差量学习区域的偏差量学习值的值。这样,在直到在偏差量学习区域的任一个中偏差量的学习完成为止的期间,通过不区分偏差量学习区域而总括,来进行在发动机的运转区域整体中具有共通的倾向而出现的部分的偏差的学习。并且,之后,偏差量学习区域彼此之间的偏差量的不同部分针对各偏差量学习区域的每个独立地进行。由此,能够缩短各偏差量学习区域的偏差量的学习所需的期间。

在运算方式间的进气量运算值的偏差中存在因个体差异、历时变化而产生的依赖于发动机的各机体的状态的部分(以下,记为“机体依赖部分”)和因除此以外的原因而产生的不依赖于发动机的各机体的状态的部分(以下,记为“机体非依赖部分”)。其中,机体非依赖部分能够通过计测等而预先确认。于是,例4的发动机控制装置构成为,在上述例2或例3的发动机控制装置中,在进行偏差量的学习的情况下,通过基于从偏差量减去根据发动机的转速和发动机的负荷运算出的偏移校正量而得到的差更新偏差量学习值的值,来进行偏差量运算处理中的偏差量的学习。而且,发动机控制装置使用对偏差量学习值加上偏移校正量而得到的和作为偏差量的值来运算校正后第二进气量。即,通过根据预先求出的发动机的转速及负荷与上述偏差的机体非依赖部分的量的关系来运算机体非依赖部分的量作为偏移校正量,从而反映于偏差量的学习、第二进气量的运算。在这样的情况下的偏差量学习值中,仅反映机体依赖部分即可,因此能够缩短各偏差量学习区域的偏差量的学习所需的期间。

运算方式间的进气量运算值的偏差也会因进气温度等温度条件和大气压等压力条件这样的发动机的环境条件而变化。由此,若在环境条件互相不同的状态下进行学习,则该学习的结果会产生不均。于是,例5的发动机控制装置在上述例2或例3的发动机控制装置中,在进行偏差量运算处理中的偏差量的学习的情况下,通过基于向偏差量实施与发动机的环境条件对应的环境校正而得到的值更新偏差量学习值的值,来进行偏差量运算处理中的偏差量的学习。而且,发动机控制装置使用向偏差量学习值实施环境校正的逆校正而得到的值作为偏差量的值来运算校正后第二进气量。在这样的情况下,环境条件的影响难以反映于偏差量学习值,因此学习精度提高。

作为上述发动机控制装置的结构,可考虑具备进气管模型,该进气管模型根据空气流量计的进气流量的检测值来运算进气管压力的时间平均变化量,并且通过根据进气管压力的时间平均变化量更新值来运算进气管压力。而且,发动机控制装置可考虑设为使用通过该进气管模型运算出的进气管压力来进行第一进气量运算处理中的第一进气量的运算的结构。在这样的情况下,在空气流量计的检测精度下降的脉动大判定时,基于空气流量计的进气流量的检测值的进气管模型中的进气管压力的运算精度也下降。由于在进气管模型中不直接运算进气管压力的绝对值,所以在脉动大判定中产生的进气管模型的进气管压力的运算误差即使之后进气脉动变小而空气流量计的检测精度恢复也会残留。于是,例6的发动机控制装置构成为,在例1~例5中的任一个发动机控制装置中,在判定处理的判定从进气脉动处于大的状态这一判定切换为进气脉动不处于大的状态这一判定时,将进气管模型的进气管压力的运算值置换为进气管压力的检测值或基于节气门开度的进气管压力的推定值。脉动大判定中的空气流量计的检测精度的下降不会影响进气管压力的检测值及基于节气门开度的进气管压力的推定值。由此,在上述结构的情况下,在脉动大判定中产生了误差的进气管模型的进气管压力的运算值随着向脉动小判定的切换而被置换为更没有误差的值。因此,能够抑制从脉动大判定向脉动小判定的切换后的进气量的运算精度的下降。

在上述例1的发动机控制装置的偏差量运算处理中,通过根据校正后第二进气量相对于第一进气量的偏离量进行值的更新,来学习偏差量的学习值即偏差量学习值。在进气量的运算值中反映偏差量学习值的是作为产生进气脉动的发动机运转区域的脉动区域。在脉动区域和远离该脉动区域的运转区域中,第一进气量与第二进气量的偏差量有时不同。由此,要想确保学习精度,优选将学习偏差量学习值的运转区域限定为脉动区域附近的运转区域。然而,在这样的情况下,学习机会会被限定,直到偏差量学习值的学习完成为止可能会需要长的时间。

于是,在例7的发动机控制装置中的偏差量运算处理中,进一步在偏差量学习值的学习完成前,在第一学习区域中进行与所述偏离量对应的偏差量学习值的学习,且在偏差量学习值的学习完成后,在第二学习区域中进行与所述偏离量对应的偏差量学习值的学习。第一学习区域包括产生进气脉动的发动机运转区域即脉动区域,第二学习区域是包括脉动区域的区域,且比第一学习区域窄。由此,能够在学习完成前确保学习机会并缩短学习完成所需的时间,另一方面,在学习完成后以高的精度进行学习。由此,能够良好地进行偏差量学习值的学习。

由运算方式的差异引起的第一进气量与第二进气量的偏差量有时因发动机转速而成为不同的量。在这样的情况下,作为例8,在上述例7的发动机控制装置中,针对根据发动机转速而划分的多个转速域中的各转速域分别独立地设定偏差量学习值、第一学习区域及第二学习区域,并且在多个转速域的各自中独立地判定偏差量学习值的学习的完成与否。

若直到脉动区域中的偏离量成为充分小的值为止更新值,则能够判定为偏差量学习值的学习已完成。另一方面,如上所述,由运算方式的差异引起的第一进气量与第二进气量的偏差量在接近脉动区域的运转区域和远离脉动区域的运转区域中有时会成为互相不同的量。由此,若在第一学习区域整体中进行偏差量学习值的学习的完成与否的判定,则在远离脉动区域的运转区域中进行判定的情况下,在接近脉动区域的运转区域中,有可能在偏离量未充分变小的状态下判定为学习已完成。关于这一点,在例9中,在上述例7或例8的发动机控制装置中,偏差量学习值的学习的完成基于第二学习区域中的偏离量来判定。这样一来,能够在第一学习区域中进行学习完成前的偏差量学习值的学习,并合适地判定该学习的完成。

顺便一提,学习的完成与否的判定例如能够以如下的方式来进行。即,在例10中,上述例9的发动机控制装置在发动机正在第二学习区域中运转时,按照规定的判定周期进行偏离量的绝对值是否为规定的收敛判定值以下的判定。并且,在判定为偏离量的绝对值为收敛判定值以下的次数成为了规定的学习完成判定值以上的情况下,判定为偏差量学习值的学习已完成。

需要说明的是,第一学习区域及第二学习区域的范围例如能够如以下这样基于进气管压力来设定。即,在例11中,上述例7~例10中的任一个发动机控制装置将第一学习区域设为进气管压力为规定的第一下限值以上的区域,且将第二学习区域设为进气管压力为比第一下限值高的第二下限值以上的区域。

在例12中,在上述例1的发动机控制装置中,在将设置于发动机且与节气门开度非联动地受到控制而使发动机的进气量产生变化的机构设为间接进气可变机构时,进行基于该间接进气可变机构的控制状态、进气管压力及发动机转速来运算偏移校正量的偏移校正量运算处理。并且,在偏差量运算处理中,以接近从第二进气量相对于第一进气量的差减去偏移校正量而得到的值的方式更新值来学习偏差量学习值,并且运算对偏差量学习值加上偏移校正量而得到的和作为偏差量的值。

由运算方式的差异引起的第一进气量与第二进气量之间的偏差量会因发动机转速、进气管压力之类的发动机的运转状态而变化。在与节气门开度非联动地受到控制而使发动机的进气量产生变化的间接进气可变机构设置于发动机的情况下,除了发动机转速及进气管压力之外,间接进气可变机构的控制状态也成为使偏差量变化的因子。另一方面,在上述发动机控制装置中,运算由发动机转速、进气管压力及间接进气可变机构的控制状态引起的偏差量的变化量作为偏移校正量的值。由此,在偏差量学习值中,学习从第一进气量与第二进气量之间的偏差预先排除了由发动机转速、进气管压力及间接进气可变机构的控制状态引起的该偏差的变化量的值。由此,即使在偏差量学习值的学习时和该偏差量学习值向进气量运算值的反映时发动机的运转状态不同,也能够在脉动大判定时合适地运算进气量。并且,其结果,能够扩大实施偏差量学习值的学习的发动机的运转状态和环境条件的范围。因此,能够增加偏差量学习值的学习的实施机会,进而能够缩短完成学习为止所需的时间。

需要说明的是,在如上所述的例12的发动机控制装置中,作为间接进气可变机构,存在作为例13的使排气的一部分向进气中再循环的排气再循环机构和作为例14的使进气门的气门正时可变的可变气门机构等。

运算方式间的进气量的运算值的偏差也会因进气温度等温度条件和大气压等压力条件这样的发动机的环境条件而变化。由此,若在环境条件不同的状态下进行学习,则该学习的结果会产生不均。于是,作为例15,在上述例12~例14中的任一发动机控制装置中,在偏移校正量运算处理中,也可以除了间接进气可变机构的控制状态、进气管压力及发动机转速之外,还基于发动机的环境条件的状态量来运算偏移校正量。在这样的情况下,环境条件的影响难以反映于偏差量学习值,因此学习精度提高。需要说明的是,作为例16,作为上述例15的发动机控制装置这样的环境条件的状态量,例如存在大气压。

例17.作为执行上述的各例1~例16所记载的各种处理的发动机控制方法而具体化。

例18.作为存储有使处理装置执行上述的各例1~例16所记载的各种处理的程序的非暂时性计算机可读记录介质而具体化。

附图说明

图1是示意性地示出将本公开具体化的第一实施方式的发动机控制装置的结构的概略图。

图2是示出图1的发动机控制装置执行的燃料喷射量的控制所涉及的处理的流程的框图。

图3是示出图1的发动机控制装置执行的进气量运算处理的流程的框图。

图4是示出图1的发动机控制装置在脉动判定处理中使用的脉动率的运算方式的坐标图。

图5是图1的发动机控制装置在脉动判定处理时执行的脉动判定例程的流程图。

图6是示出图1的发动机控制装置中的进气量运算处理的实施方式的一例的时间图。

图7是示出本公开的第二实施方式的发动机控制装置执行的进气量运算处理的流程的框图。

图8是示出本公开的第三实施方式的发动机控制装置执行的进气量推定处理的流程的框图。

图9是示出图8的发动机控制装置中的从脉动大判定切换为脉动小判定时的各进气量的运算状况的时间图。

图10是示出图8的发动机控制装置的变形例中的从脉动大判定切换为脉动小判定时的各进气量的运算状况的时间图。

图11是示出本公开的第四实施方式的发动机控制装置中的偏差量学习区域的设定方式的坐标图。

图12是图11的发动机控制装置执行的偏差量学习例程的流程图。

图13是示出在图12的偏差量学习例程中运算的偏差量学习值的更新量与偏离量的关系的坐标图。

图14是示出本公开的第五实施方式的发动机控制装置中的偏差量学习区域的设定方式的坐标图。

图15是图14的发动机控制装置执行的学习值更新例程的流程图。

图16是示出本公开的第六实施方式的发动机控制装置中的偏移校正区域的设定方式的坐标图。

图17是示出偏移校正区域的一个中的进气管压力与偏移校正量的关系的坐标图。

图18是示出图16的发动机控制装置中的偏差量学习值的更新量的运算所涉及的处理的流程的框图。

图19是示出图16的发动机控制装置中的校正后AFM同步进气量的运算所涉及的处理的流程的框图。

图20是示出本公开的第七实施方式的发动机控制装置中的AFM系进气量、AFM同步进气量及环境校正系数与进气温度的关系的坐标图。

图21是示出图20的发动机控制装置中的偏差量学习值的更新量的运算所涉及的处理的流程的框图。

图22是示出图20的发动机控制装置中的校正后AFM同步进气量的运算所涉及的处理的流程的框图。

图23是示出本公开的发动机控制装置的变形例中的偏差量学习值的更新所涉及的处理的流程的框图。

图24是第八实施方式的发动机控制装置执行的偏差量学习例程的流程图。

图25是示出图24的发动机控制装置中的在偏差量学习例程中运算的偏差量学习值的更新量与偏离量的关系的坐标图。

图26是示出图24的发动机控制装置中的偏差量学习区域的设定方式的坐标图。

图27是图24的发动机控制装置执行的学习完成判定例程的流程图。

图28是示出图24的发动机控制装置中的学习完成判定的实施方式的一例的时间图。

图29是关于本公开的第九实施方式的发动机控制装置示意性地示出进行控制模式的切换的发动机的一例的结构的图。

图30是示出在图29的发动机控制装置中使用进行控制模式的切换的发动机中的负荷率的偏差量学习区域的设定方式的坐标图。

图31是示出在图29的发动机控制装置中使用进行控制模式的切换的发动机中的节气门开度的偏差量学习区域的设定方式的坐标图。

图32是示出在图29的发动机控制装置中使用进行控制模式的切换的发动机中的进气管压力的偏差量学习区域的设定方式的坐标图。

图33是示意性地示出应用第十实施方式的发动机控制装置的发动机的结构的图。

图34是示出图33的发动机控制装置中的偏差量学习区域的设定方式的图。

图35是示出图33的发动机控制装置执行的学习值更新处理的流程的控制框图。

图36是示出在图35的学习值更新处理中运算的偏差量学习值的更新量与偏离量的关系的坐标图。

图37是示出图33的发动机控制装置执行的校正后第二进气量运算处理的流程的控制框图。

图38是示出在图35的学习值更新处理中执行的偏移校正量运算处理的流程的控制框图。

图39是示出图33的发动机控制装置中的第一进气量及第二进气量的运算值以及它们的偏差量与进气管压力的关系的坐标图。

图40是示出在图33的发动机控制装置中排气再循环的实施时及停止时各自的第一进气量及第二进气量的运算值与进气管压力的关系的坐标图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下,参照图1~图6来详细说明发动机控制装置的第一实施方式。

如图1所示,在应用本实施方式的发动机控制装置的发动机10的进气通路11的最上游部设置有过滤进气中的灰尘等的空气滤清器12。在进气通路11中的比空气滤清器12靠下游的部分设置有检测进气流量的空气流量计13。而且,在进气通路11中的比空气流量计13靠下游的部分设置有用于调整进气通路11的进气流量的阀即节气门14。在节气门14的附近设置有用于开闭驱动节气门14的节气门马达15和用于检测节气门14的开度(节气门开度TA)的节气门传感器16。

在进气通路11中的比节气门14靠下游的部分设置有用于向发动机10的各汽缸分配进气的分支管即进气歧管17。进气歧管17的各分支管经由各汽缸的进气口18而分别连接于各汽缸的燃烧室19。在各汽缸的进气口18分别设置有向通过进气口18而向燃烧室19流入的进气中喷射燃料的喷射器20。另外,在各汽缸的燃烧室19分别设置有通过放电来对流入到内部的燃料与进气的混合气进行点火的点火装置21。需要说明的是,在各汽缸分别设置有与发动机10的输出轴即曲轴22的旋转联动而开闭的进气门23及排气门24。并且,根据进气门23的开阀而进气从进气口18向燃烧室19流入,根据排气门24的开阀而排气从燃烧室19排出。

发动机10由作为发动机控制装置的电子控制单元25控制。电子控制单元25具备进行发动机控制所涉及的各种运算处理的运算处理电路26和存储有控制用的程序、数据的存储器27。并且,对于电子控制单元25,除了上述的空气流量计13、节气门传感器16之外,还输入检测进气温度THA的进气温度传感器28、检测大气压PA的大气压传感器29及检测曲轴22的旋转角(曲轴角CRNK)的曲轴角传感器30等各种传感器的检测信号。并且,电子控制单元25基于这些传感器的检测信号,通过控制节气门马达15、喷射器20、点火装置21等致动器来进行发动机10的各种控制。需要说明的是,电子控制单元25根据曲轴角传感器30对曲轴角CRNK的检测结果来运算发动机转速(发动机旋转速度)NE。

图2示出喷射器20的燃料喷射量的控制所涉及的电子控制单元25的处理的流程。在燃料喷射量的控制时,电子控制单元25首先在进气量运算处理P1中,基于空气流量计13的进气流量的检测值即AFM检测进气量GA、节气门开度TA、发动机转速NE来运算发动机10的进气量。在该进气量运算处理P1中运算的进气量(以下,记为进气量运算值MC)表示用于燃烧室19中的燃烧的空气的质量的推定值。接着,电子控制单元25在喷射量决定处理P2中,基于在进气量运算处理P1中运算出的进气量运算值MC,以使在燃烧室19中燃烧的混合气的空燃比成为目标值的方式决定燃料喷射量QINJ。然后,电子控制单元25在喷射器驱动处理P3中,以进行燃料喷射量QINJ的燃料喷射的方式驱动各汽缸的喷射器20。

图3示出进气量运算处理P1所涉及的电子控制单元25的处理的流程。进气量运算处理P1通过第一进气量运算处理P4、第二进气量运算处理P5、判定处理P6、偏差量运算处理P7及运算方式切换处理P8的各处理来执行。

在第一进气量运算处理P4中,进行基于空气流量计13的进气流量的检测值即AFM检测进气量GA和发动机转速NE的进气量的运算。具体而言,在第一进气量运算处理P4中,求出将AFM检测进气量GA除以发动机转速NE而得到的商乘以规定的系数K而得到的积(=K×GA/NE)作为稳态运转时的进气量的值。然后,作为跟随稳态运转时的进气量并缓慢变化的值,运算进气量。即,在第一进气量运算处理P4中,进行使用空气流量计13的进气流量的检测值(GA)的所谓质量流方式的进气量的运算。在以下的说明中,将由第一进气量运算处理P4得到的进气量的运算值记为“第一进气量MC1”。

在第二进气量运算处理P5中,进行基于节气门开度TA和发动机转速NE的进气量的运算。具体而言,在第二进气量运算处理P5中,基于节气门开度TA和发动机转速NE来推定进气流量,并且求出将进气流量的推定值(推定进气流量GA*)除以发动机转速NE而得到的商乘以上述系数K而得到的积(=K×GA*/NE)作为稳态运转时的进气量的值。然后,作为跟随稳态运转时的进气量并缓慢变化的值,运算进气量。即,在第二进气量运算处理P5中,进行取代空气流量计13的进气流量的检测值(GA)而使用基于节气门开度TA及发动机转速NE的进气流量的推定值的所谓节气门速度方式的进气量的运算。在以下的说明中,将由第二进气量运算处理P5得到的进气量的运算值记为第二进气量MC2。

在判定处理P6中,进行进气通路11内的进气脉动是否处于大的状态的判定。关于判定处理P6的详情将在后文叙述。

在偏差量运算处理P7中,在判定处理P6中作出了进气脉动不处于大的状态这一判定(以下,记为“脉动小判定”)时,运算第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的偏差量DEV。具体而言,在偏差量运算处理P7中,在脉动小判定时,求出从第一进气量MC1减去第二进气量MC2而得到的差,并且以使该差成为偏差量DEV的更新后的值的方式更新偏差量DEV的值。需要说明的是,在判定处理P6中作出了进气脉动处于大的状态这一判定(以下,记为“脉动大判定”)时,不实施偏差量运算处理P7,保持偏差量DEV的值。

在运算方式切换处理P8中,在脉动小判定时,将第一进气量MC1设定为进气量运算值MC的值。另外,在运算方式切换处理P8中,在脉动大判定时,将对第二进气量MC2加上偏差量DEV而得到的和即校正后第二进气量MC3(=MC2+DEV)设定为进气量运算值MC的值。

接着,说明判定处理P6的详情。在判定处理P6中,使用如图4所示的规定的期间T中的AFM检测进气量GA的最大值GMAX、最小值GMIN及平均值GAVE。需要说明的是,期间T被设定为比进气脉动的周期长的时间。

图5示出在判定处理P6中执行的脉动判定例程的流程图。本例程的处理在发动机10的运转中按照进气量的运算周期由电子控制单元25反复执行。

当本例程的处理开始后,首先在步骤S100中进行脉动率RTE的运算。脉动率RTE的值作为将从上述的AFM检测进气量GA的最大值GMAX减去最小值GMIN而得到的差除以平均值GAVE而得到的商(=(GMAX-GMIN)/GAVE)来运算。接着,在步骤S110中,判定脉动率RTE的值是否为规定的脉动大判定值α以上。

在脉动率RTE的值为脉动大判定值α以上的情况下(S110:是),处理进入步骤S120,在步骤S120中,设置脉动大标志F。而且,在该情况下,在步骤S130中将计数器COUNT的值复位成0后,结束本次的本例程的处理。脉动大标志F是表示判定处理P6的判定结果的标志,在脉动大判定时设置,在脉动小判定时清除。在上述的偏差量运算处理P7及运算方式切换处理P8中,根据是否设置有这样的脉动大标志F来确认判定处理P6的判定结果。

另一方面,在脉动率RTE的值小于脉动大判定值α的情况下(S110:否),处理进入步骤S140。然后,在步骤S140中,判定是否设置有脉动大标志F。在此,若未设置脉动大标志F(S140:否),则处理进入上述的步骤S130,在步骤S130中将计数器COUNT的值复位成0后,结束本次的本例程的处理。另一方面,在设置有脉动大标志F的情况下(S140:是),处理进入步骤S150。

当处理进入步骤S150后,在步骤S150中进行计数器COUNT的值的增加。然后,在接下来的步骤S160中,判定增加后的计数器COUNT的值是否为规定的脉动停止判定值β以上。在此时的计数器COUNT的值小于脉动停止判定值β的情况下(S160:否),就此结束本次的本例程的处理。相对于此,在计数器COUNT的值为脉动停止判定值β以上的情况下(S160:是),在步骤S170中清除脉动大标志F后,结束本次的本例程的处理。

在以上的脉动判定例程中,在脉动率RTE的值从小于脉动大判定值α的值增加为脉动大判定值α以上的值时,脉动大标志F从清除的状态向设置的状态切换。另外,在脉动率RTE小于脉动大判定值α且计数器COUNT的值成为了脉动停止判定值β以上时,脉动大标志F从设置的状态切换为清除的状态。另一方面,计数器COUNT的值在脉动率RTE小于脉动大判定值α且设置有脉动大标志F的情况下增加,在除此以外的情况下被复位成0。即,计数器COUNT的值的增加在脉动率RTE从脉动大判定值α以上的值下降为小于脉动大判定值α的值时开始,之后,计数器COUNT的值的增加持续至脉动率RTE成为脉动大判定值α以上或脉动大标志F被清除为止。并且,计数器COUNT的值的增加在脉动判定例程的每次执行时进行,而且,脉动判定例程按照进气量的运算周期执行。由此,脉动大标志F从设置向清除的切换在脉动率RTE从脉动大判定值α以上的值下降为小于脉动大判定值α的值且之后脉动率RTE为小于脉动大判定值α的值的状态持续了一定的时间时进行。

接着,说明以上说明的本实施方式的发动机控制装置的作用效果。

图6示出本实施方式的发动机控制装置中的进气量运算处理P1的实施方式的一例。

在发动机10的进气通路11中,因进气门23的间歇性的开阀而产生进气的脉动。在发动机10的高负荷运转时等,这样的进气脉动变大,进气脉动的影响表现于空气流量计13的检测结果。由此,在进气脉动处于大的状态时,空气流量计13的检测精度下降。

另一方面,质量流方式的进气量的运算基于空气流量计13的进气流量的检测值(AFM检测进气量GA)来进行。由此,当进气脉动处于大的状态而空气流量计13的检测精度下降时,质量流方式的进气量的运算精度也下降。

相对于此,在本实施方式中,在判定处理P6中判定进气脉动是否处于大的状态。并且,在脉动小判定时利用质量流方式来运算进气量,另一方面,在脉动大判定时利用节气门速度方式来运算进气量。

在图6的情况下,直到时刻t1为止,通过判定处理P6而作出了脉动小判定,脉动大标志F处于清除状态。并且,在时刻t1下,判定处理P6的判定结果从脉动小判定切换为脉动大判定,在时刻t1以后,成为设置有脉动大标志F的状态。在脉动小判定中,可认为空气流量计13的检测精度未下降,第一进气量运算处理P4中的第一进气量MC1的运算精度也高。于是,在本实施方式中,在脉动小判定中,运算第一进气量MC1作为进气量运算值MC的值。

另外,若假设脉动小判定中的第一进气量MC1是准确的值,则第二进气量MC2的运算值产生了此时的第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的偏差量DEV的误差。在本实施方式中,在偏差量运算处理P7中,在脉动小判定中进行这样的偏差量DEV的运算。

另一方面,当从脉动小判定切换为脉动大判定时,空气流量计13的检测精度下降,第一进气量运算处理P4对第一进气量MC1的运算精度也下降。在此时的本实施方式中,运算在脉动小判定时运算出的偏差量DEV与第二进气量MC2相加而得到的和即校正后第二进气量MC3作为进气量运算值MC的值。即,根据脉动小判定时的偏差量DEV的运算结果来确认第二进气量MC2的误差,运算补偿了第二进气量MC2的误差的值作为脉动大判定时的进气量运算值MC的值。由此,在进气脉动处于大的状态时,也能够高精度地运算进气量运算值MC。

另外,若第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的偏差被合适地设定为偏差量DEV的值,则时刻t1下的第一进气量MC1与对第二进气量MC2加上偏差量DEV而得到的和即校正后第二进气量MC3成为互相相同的值。由此,根据本实施方式,能够抑制运算方式的切换前后的进气量运算值MC的值产生级差。

(第二实施方式)

接着,关于发动机控制装置的第二实施方式,一并参照图7来说明。需要说明的是,在本实施方式及后述的各实施方式中,关于与上述的实施方式共通的构成要素,标注同一标号并省略详细的说明。

应用本实施方式的发动机控制装置的发动机10的结构是对应用第一实施方式的发动机10的结构追加图1的虚线所示的进气管压力传感器31而得到的结构。进气管压力传感器31设置于进气通路11中的比节气门14靠下游的部分(进气歧管17),检测该部分的进气的压力(以下,记为进气管压力PM)。并且,进气管压力传感器31的检测信号向电子控制单元25输入。

图7示出本实施方式的发动机控制装置中的进气量运算处理P1所涉及的电子控制单元25的处理的流程。进气量运算处理P1通过第一进气量运算处理P4、第二进气量运算处理P5*、判定处理P6、偏差量运算处理P7及运算方式切换处理P8的各处理来执行。其中,第一进气量运算处理P4、判定处理P6、偏差量运算处理P7及运算方式切换处理P8的内容与第一实施方式的情况相同。

在本实施方式中的第二进气量运算处理P5*中,基于进气管压力PM和发动机转速NE来进行进气量的运算。具体而言,在第二进气量运算处理P5*中,基于进气管压力PM和发动机转速NE来推定进气流量,并且求出将进气流量的推定值(推定进气流量GA*)除以发动机转速NE而得到的商乘以系数K而得到的积(=K×GA*/NE)作为稳态运转时的进气量的值。然后,作为跟随稳态运转时的进气量并缓慢变化的值,运算进气量。即,在第二进气量运算处理P5*中,利用取代空气流量计13的进气流量的检测值(GA)而使用基于进气管压力PM及发动机转速NE的进气流量的推定值的所谓速度密度方式来运算进气量。在以下的说明中,将由第二进气量运算处理P5*得到的进气量的运算值记为“第二进气量MC2*”。

在这样的本实施方式中,在脉动小判定时,将在质量流方式中运算出的第一进气量MC1作为进气量运算值MC的值来运算,并且运算第二进气量MC2*相对于第一进气量MC1的偏差量DEV。此时的偏差量DEV的值相当于第二进气量MC2*的运算误差。并且,在脉动大判定时,运算在脉动小判定时运算出的偏差量DEV与第二进气量MC2*相加而得到的和即校正后第二进气量MC3*作为进气量运算值MC的值。由此,在本实施方式中,也与第一实施方式同样,能够高精度地运算进气脉动处于大的状态时的进气量运算值MC。另外,能够抑制运算方式的切换前后的进气量运算值MC的值产生级差。

(第三实施方式)

接着,关于发动机控制装置的第三实施方式,一并参照图8~图10来说明。

在本实施方式的发动机控制装置中,使用发动机10的进气系统的物理模型即空气模型来进行进气量的推定。空气模型由节气门模型M1、进气管模型M2、进气门模型M3及空气滤清器模型M4的各子模型构成。

节气门模型M1是关于节气门14中的进气的举动的物理模型。具体而言,节气门模型M1以节气门上游压力PAC、进气管压力PM、上游温度THAC及节气门开度TA为输入,根据式(1)所示的节气的式子的关系来运算通过节气门14的进气的流量(节气门通过进气量MT)并输出。节气门上游压力PAC表示通过节气门14前的进气的压力,上游温度THAC表示通过节气门14前的进气的温度。在自然进气式的发动机10中,进气通路11中的比节气门14靠上游的部分处的进气的温度变化不怎么大,因此,在本实施方式中,使用由进气温度传感器28检测到的进气温度THA作为上游温度THAC的值。

Figure BDA0002106317710000201

式(1)中的“μ”表示流量系数,“R”表示气体常数,“At(TA)”表示根据节气门开度TA来求出节气门14的开口面积的函数。另外,式(1)中的“

Figure BDA0002106317710000202

(PM/PAC)”是式(2)所示的函数。需要说明的是,式(2)中的“κ”表示进气的比热比。

进气管模型M2是关于进气歧管17中的进气的举动的物理模型。具体而言,进气管模型M2以节气门通过进气量MT、上游温度THAC、进气歧管流出进气量MCM为输入,根据它们来运算进气管压力PM及进气歧管温度THM并输出。进气歧管温度THM表示进气歧管17内的进气的温度。另外,进气歧管流出进气量MCM表示从进气歧管17流出的进气的流量。具体而言,在进气管模型M2中,首先根据式(3)及式(4)的关系来求出进气歧管温度THM及进气管压力PM各自的时间平均变化量。然后,通过对进气歧管温度THM及进气管压力PM的值更新各自的变化量来求出进气歧管温度THM及进气管压力PM。需要说明的是,式(3)、式(4)中的“VM”表示进气歧管17的容积。

Figure BDA0002106317710000211

Figure BDA0002106317710000212

进气门模型M3是关于从进气歧管17向各汽缸的燃烧室19流出的进气的举动的物理模型。具体而言,进气门模型M3以进气管压力PM及进气歧管温度THM为输入,根据式(5)的关系来运算进气歧管流出进气量MCM并输出。需要说明的是,进气从进气歧管17向燃烧室19的流出根据进气门23的开闭而间歇地进行,但在此求出近似(平均化)成连续的均匀的流动的流量作为进气歧管流出进气量MCM。需要说明的是,式(5)中的“γ1”“γ2”“δ”及“ε”分别是根据发动机转速NE而决定值的系数。

Figure BDA0002106317710000213

空气滤清器模型M4是关于空气滤清器12中的进气的举动的物理模型。具体而言,空气滤清器模型M4以大气压PA、节气门通过进气量MT、进气温度THA为输入,根据式(6)的关系来运算节气门上游压力PAC并输出。式(6)中的“k”是常数,“ρ”表示大气密度。需要说明的是,大气密度ρ作为进气温度THA的函数而求出。

Figure BDA0002106317710000221

图8示出在本实施方式的发动机控制装置中为了进气量的推定而电子控制单元25执行的进气量推定处理P10的处理的流程。需要说明的是,电子控制单元25基于由进气量推定处理P10得到的进气量的推定结果,以使在燃烧室19中燃烧的混合气的空燃比成为目标值的方式决定各汽缸的喷射器20的燃料喷射量QINJ。

需要说明的是,在构成空气模型的各子模型中,有时会产生由近似、发动机10的个体差异、历时变化等引起的误差,因此基于空气模型的进气量的推定精度存在界限。于是,在进气量推定处理P10中,运算对使用空气模型的进气量的推定结果实施基于AFM检测进气量GA的上述误差量的修正而得到的值作为进气量的推定值即推定进气量MC*。在进气量推定处理P10中的推定进气量MC*的运算时,进行TA系进气量运算处理P20、TASM系进气量运算处理P30及修正进气量运算处理P40。

在TA系进气量运算处理P20中,按照既定的控制周期,使用上述空气模型来运算进气量。即,在TA系进气量运算处理P20中,通过将大气压PA、进气温度THA及上次的控制周期中的节气门模型M1的节气门通过进气量MT的输出向空气滤清器模型M4输入来求出节气门上游压力PAC。另外,通过将进气温度THA及节气门开度TA和本次的控制周期中的空气滤清器模型M4的节气门上游压力PAC的输出向节气门模型M1输入来求出节气门通过进气量MT。而且,通过将本次的控制周期中的节气门模型M1的节气门通过进气量MT的输出和上次的控制周期中的进气门模型M3的进气歧管流出进气量的输出(TA系进气量MC0)向进气管模型M2输入来求出进气管压PM0和进气歧管温度THM0。然后,在TA系进气量运算处理P20中,将通过将本次的运算周期中的进气管模型M2的进气管压PM0及进气歧管温度THM0的输出和发动机转速NE向进气门模型M3输入而进气门模型M3输出的进气歧管流出进气量作为TA系进气量MC0的值输出。

需要说明的是,空气流量计13的输出的变化相对于节气门通过进气量MT的变化存在响应延迟。在TASM系进气量运算处理P30中,按照上述控制周期,运算相对于TA系进气量MC0延迟了与空气流量计13的响应延迟相同程度的值作为AFM同步进气量MCSM。

TASM系进气量运算处理P30中的AFM同步进气量MCSM的运算使用AFM模型M5、进气管模型M2’及进气门模型M3’来进行。进气管模型M2’、进气门模型M3’的内容分别与进气管模型M2、进气门模型M3相同。另一方面,AFM模型M5运算相对于节气门通过进气量MT延迟了与空气流量计13的响应延迟相同程度的值作为AFM同步节气门通过进气量MTSM的值并输出。

TASM系进气量运算处理P30中的AFM同步进气量MCSM的运算如以下这样进行。首先,通过将由TA系进气量运算处理P20的节气门模型M1得到的本次的控制周期的节气门通过进气量MT的输出向AFM模型M5输入来运算AFM同步节气门通过进气量MTSM。接着,通过将该AFM同步节气门通过进气量MTSM和上次的控制周期中的进气门模型M3’的进气歧管流出进气量的输出(AFM同步进气量MCSM)向进气管模型M2’输入来运算AFM同步进气管压力PMSM和AFM同步进气歧管温度THMSM。然后,在TASM系进气量运算处理P30中,将通过将AFM同步进气管压力PMSM、AFM同步进气歧管温度THMSM及发动机转速NE向进气门模型M3’输入而进气门模型M3’输出的进气歧管流出进气量作为AFM同步进气量MCSM的值输出。

在以上的TA系进气量运算处理P20及TASM系进气量运算处理P30中,不使用AFM检测进气量GA,基于节气门开度TA来运算进气量(TA系进气量MC0、AFM同步进气量MCSM)。即,TA系进气量运算处理P20及TASM系进气量运算处理P30是通过节气门速度方式来运算进气量的处理。

另一方面,在修正进气量运算处理P40中,按照上述控制周期,进行用于修正空气模型及子模型的误差(以下,记为模型误差)的修正进气量MCADJ的运算。在修正进气量运算处理P40中的修正进气量MCADJ的运算时,进行AFM系进气量运算处理P41和运算方式切换处理P42。另外,在修正进气量运算处理P40中的修正进气量MCADJ的运算中,使用判定处理P50的判定结果和由偏差量运算处理P60得到的偏差量DEV的运算结果。判定处理P50的内容与上述的判定处理P6的内容相同。

在AFM系进气量运算处理P41中,使用进气管模型M2”及进气门模型M3”,进行基于AFM检测进气量GA的AFM系进气量MCAFM的运算。进气管模型M2”、进气门模型M3”的内容分别与进气管模型M2、进气门模型M3相同。

这样的AFM系进气量运算处理P41中的AFM系进气量MCAFM的运算如以下这样进行。首先,通过将AFM检测进气量GA及上次的控制周期中的进气门模型M3”的进气歧管流出进气量的输出(AFM系进气量MCAFM)向进气管模型M2”输入来运算进气管压力PMA和进气歧管温度THMA。即,在此,视为AFM检测进气量GA与节气门通过进气量MT相等来求出进气管压力PMA及进气歧管温度THMA。然后,将本次的控制周期中的进气管模型M2”的进气管压力PMA及进气歧管温度THMA的输出和发动机转速NE向进气门模型M3”输入,将进气门模型M3”根据输入而输出的进气歧管流出进气量作为AFM系进气量MCAFM的值输出。在这样的AFM系进气量运算处理P41中,基于空气流量计13的进气流量的检测值(GA)来进行进气量(AFM系进气量MCAFM)的运算。即,AFM系进气量运算处理P41是通过质量流方式来运算进气量的处理。

另外,在修正进气量运算处理P40中,运算对在TASM系进气量运算处理P30中运算出的AFM同步进气量MCSM加上在偏差量运算处理P60中运算出的偏差量DEV而得到的和作为校正后AFM同步进气量MCSM*的值。如后所述,偏差量DEV表示脉动小判定时的AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量。

另一方面,在运算方式切换处理P42中,在脉动小判定时,将AFM系进气量MCAFM设定为修正进气量MCADJ的值。另外,在运算方式切换处理P42中,在脉动大判定时,将校正后AFM同步进气量MCSM*设定为修正进气量MCADJ的值。

如以上这样,脉动小判定时的修正进气量运算处理P40运算AFM系进气量MCAFM作为修正进气量MCADJ的值。另外,脉动大判定时的修正进气量运算处理P40运算对AFM同步进气量MCSM加上偏差量DEV而得到的和即校正后AFM同步进气量MCSM*作为修正进气量MCADJ的值。如上所述,AFM系进气量MCAFM的运算以质量流方式进行,AFM同步进气量MCSM的运算以节气门速度方式进行。由此,在修正进气量运算处理P40中,以在脉动小判定时设为质量流方式且在脉动大判定时设为节气门速度方式的方式,根据进气脉动的大小来切换修正进气量MCADJ的运算方式。

在进气量推定处理P10中,根据以上的TA系进气量MC0、AFM同步进气量MCSM及修正进气量MCADJ来运算推定进气量MC*。即,在进气量推定处理P10中,首先运算从修正进气量MCADJ减去AFM同步进气量MCSM而得到的差(=MCADJ-MCSM)作为模型修正量ΔMC的值。然后,运算对TA系进气量MC0加上模型修正量ΔMC而得到的和(=MC0+ΔMC)作为推定进气量MC*的值。

需要说明的是,在偏差量运算处理P60中,进行脉动小判定时的AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量DEV的运算。具体而言,在偏差量运算处理P60中,在脉动小判定时,以逐渐接近模型修正量ΔMC(=MCADJ-MCSM)的值的方式更新偏差量DEV的值。需要说明的是,在脉动大判定时,不进行偏差量运算处理P60中的偏差量DEV的值的更新,保持偏差量DEV的值。

在AFM系进气量运算处理P41中,通过将空气流量计13的进气流量的检测值即AFM检测进气量GA向进气管模型M2”输入来运算AFM系进气量MCAFM。相对于此,在TASM系进气量运算处理P30中,通过将AFM同步节气门通过进气量MTSM向进气管模型M2’输入来运算AFM同步进气量MCSM。AFM同步节气门通过进气量MTSM通过节气门模型M1、进气管模型M2、进气门模型M3、空气滤清器模型M4及AFM模型M5而求出,在AFM同步节气门通过进气量MTSM的值上重叠各模型的误差。由此,脉动小判定时的空气流量计13的检测精度未下降的状态下的AFM系进气量MCAFM成为运算精度比AFM同步进气量MCSM高的值。若假设脉动小判定中的AFM系进气量MCAFM是准确的值,则此时的AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量DEV成为相当于AFM同步进气量MCSM的运算误差的值。

在本实施方式中,在脉动小判定时,运算AFM系进气量MCAFM作为修正进气量MCADJ的值,并且运算AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量DEV。并且,在脉动大判定时,运算对在脉动小判定时运算出的偏差量DEV加上AFM同步进气量MCSM而得到的和即校正后AFM同步进气量MCSM*作为修正进气量MCADJ的值。此时的校正后AFM同步进气量MCSM*成为对AFM同步进气量MCSM实施在脉动小判定时确认到的误差量的补偿而得到的值。由此,能够高精度地运算进气脉动处于大的状态时的修正进气量MCADJ。另外,能够抑制运算方式的切换前后的修正进气量MCADJ的值产生级差。

顺便一提,燃料喷射量QINJ直接基于推定进气量MC*而决定。不过,在这样的推定进气量MC*的运算中使用修正进气量MCADJ,修正进气量MCADJ也是在燃料喷射量QINJ的决定中使用的进气量的运算值。另外,在本实施方式中,AFM系进气量运算处理P41对应于基于空气流量计13的进气流量的检测值(GA)来运算进气量的第一进气量运算处理。而且,在本实施方式中,TASM系进气量运算处理P30对应于不使用进气流量的检测值(GA)而基于节气门开度TA来运算进气量的第二进气量运算处理。并且,在本实施方式中,AFM系进气量MCAFM对应于第一进气量,AFM同步进气量MCSM对应于第二进气量,校正后AFM同步进气量MCSM*对应于校正后第二进气量。

(第三实施方式的变形例)

在第三实施方式的发动机控制装置中,在脉动小判定时,将AFM系进气量MCAFM设定为修正进气量MCADJ的值,并且运算AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量DEV。并且,在脉动大判定时,将偏差量DEV与AFM同步进气量MCSM相加而得到的和设定为修正进气量MCADJ的值。在这样的情况下,若运算了合适的值作为偏差量DEV的值,则在从脉动小判定向脉动大判定的切换时,切换的前后的修正进气量MCADJ的值几乎不会产生级差。

另一方面,在AFM系进气量运算处理P41中,通过进气管模型M2”来运算进气管压力PMA,并且使用运算出的进气管压力PMA来运算AFM系进气量MCAFM。在进气管模型M2”中,基于AFM检测进气量GA等求出进气管压力的时间平均变化量之后,通过每次按求出的变化量对值进行更新来运算进气管压力PMA。在这样的情况下,脉动大判定中的AFM系进气量MCAFM的值会产生误差,之后在切换为脉动小判定后也会留下误差,因此在从脉动大判定向脉动小判定的切换后修正进气量MCADJ的运算精度有时会下降。

图9示出在第三实施方式的发动机控制装置中判定处理P50的判定结果从脉动大判定切换为脉动小判定时的脉动大标志、AFM同步进气管压力PMSM、进气管压力PMA、AFM同步进气量MCSM、AFM系进气量MCAFM及修正进气量MCADJ的值的推移状况的一例。

AFM系进气量运算处理P41中的AFM系进气量MCAFM的运算在脉动大判定时也继续。在此时的进气管模型M2”中,基于由进气脉动引起检测精度下降后的空气流量计13的检测值即AFM检测进气量GA来进行进气管压力的时间平均变化量的运算。由此,运算出的时间平均变化量成为不准确的值,在进气管模型M2”中运算出的进气管压力PMA有时会产生误差。

当之后进气脉动减少而空气流量计13的检测精度恢复时,能够合适地运算进气管压力的时间平均变化量。然而,到此为止产生的进气管压力PMA的误差就此留下。并且,基于产生了误差的进气管压力PMA运算出的AFM系进气量MCAFM的值也会产生误差。当从脉动大判定向脉动小判定切换时,产生了误差的AFM系进气量MCAFM的值被设定为修正进气量MCADJ的值。由此,在从脉动大判定向脉动小判定的切换后,修正进气量MCADJ的运算精度有时会下降。此时的修正进气量MCADJ的运算精度的下降能够通过如下述这样变更AFM系进气量运算处理P41的处理内容而避免。

如上所述,在TASM系进气量运算处理P30中,使用通过进气管模型M2’运算出的AFM同步进气管压力PMSM来运算AFM同步进气量MCSM。AFM同步进气管压力PMSM的运算以不使用AFM检测进气量GA的方式进行,因此,在脉动大判定时的空气流量计13的检测精度的下降时,AFM同步进气管压力PMSM也比较准确地求出。于是,在从脉动大判定向脉动小判定的切换时,将在AFM系进气量运算处理P41中使用的进气管模型M2”的进气管压力PMA的值置换为AFM同步进气管压力PMSM的值。

如图10所示,在这样的情况下,即使在脉动大判定中进气管压力PMA的值成为产生了误差的状态,也随着向脉动小判定的切换而进气管压力PMA的值被置换为更合适的值。并且,与这样的进气管压力PMA的值的置换同时,在脉动大判定中产生的AFM系进气量MCAFM的误差也被纠正。由此,在从脉动大判定向脉动小判定的切换后也能够高精度地运算修正进气量MCADJ。需要说明的是,在发动机10的进气通路11设置有进气管压力传感器31的情况下,在从脉动大判定向脉动小判定的切换时,也可以将进气管压力PMA的值置换为进气管压力传感器31检测到的进气管压力PM。

(第四实施方式)

在第三实施方式的发动机控制装置中,在偏差量运算处理P60中,在脉动小判定时,运算AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量DEV。AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量DEV会因空气流量计13的检测特性、节气门14的开度特性等个体差异、历时变化而变化。另外,偏差量DEV的值也会因发动机10的运转状态而变化。由此,即使从脉动小判定向脉动大判定的切换的时间点下的偏差量DEV是合适的值,若在脉动大判定的持续中发动机10的运转区域变化,则偏差量DEV在变化后的运转区域中有时也会成为不合适的值。于是,在本第四实施方式中,针对根据发动机10的运转状态而划分的多个偏差量学习区域中的各偏差量学习区域进行偏差量DEV的学习。关于第四实施方式的发动机控制装置,参照图11~图13来说明。

图11示出本实施方式中的偏差量学习区域的设定。图11的线L表示发动机10的运转区域中的各发动机转速的进气管压力的最高值。另外,图11的影线所示的脉动区域表示产生招致空气流量计13的检测精度的下降的程度的大的进气脉动的发动机10的运转区域。如图11所示,脉动区域限定于进气管压力高的运转区域。由此,在本实施方式中,通过根据发动机转速NE而划分进气管压力为规定值PMH以上的运转区域来设定多个(在图11的例子中是5个)偏差量学习区域。

在以下的说明中,将5个偏差量学习区域从发动机转速NE小的一侧起依次分别记为偏差量学习区域R[1]、偏差量学习区域R[2]、偏差量学习区域R[3]、偏差量学习区域R[4]、偏差量学习区域R[5]。另外,将使“i”为1、2、3、4、5中的任一个时的偏差量学习区域R[i]的偏差量DEV的学习值记为偏差量学习值DEV[i]。

图12示出为了偏差量的学习而电子控制单元25执行的偏差量学习例程的流程图。电子控制单元25在发动机10的运转中按照规定的控制周期执行本例程的处理。

当本例程的处理开始后,首先在步骤S200中判定学习执行条件是否成立。并且,在学习执行条件不成立的情况下(S200:否),就此结束本次的本例程的处理。需要说明的是,学习执行条件以满足条件(a):发动机10正在偏差量学习区域R[1]~R[5]中的任一个中运转、条件(b):不是发动机10的运转条件变化的过渡时、条件(c):发动机10的预热已完成、条件(d):传感器、致动器系统没有异常的全部为成立的必要条件。

在学习执行条件成立的情况下(S200:是),处理进入步骤S210,在该步骤S210中,判定是否是脉动小判定时。并且,在是脉动小判定时的情况下(S210:是)处理进入步骤S220,在不是脉动小判定时的情况下(S210:否),即在脉动大判定时,就此结束本次的本例程的处理。

当处理进入步骤S220后,在该步骤S220中,运算从模型修正量ΔMC减去当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]而得到的差(ΔMC-DEV[i])作为偏离量DI的值。需要说明的是,脉动小判定时的模型修正量ΔMC的值是从AFM系进气量MCAFM减去AFM同步进气量MCSM而得到的差(=MCAFM-MCSM)。

接着,在步骤S230中,判定发动机10当前运转中的偏差量学习区域(以下,记为“当前学习区域”)的偏差量学习值DEV[i]的学习是否未完成。在此,在当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的学习未完成的情况下(S230:是)处理进入步骤S240,在学习已完成的情况下(S230:否)处理进入步骤S270。

在当前学习区域的学习未完成而处理进入步骤S240后,在该步骤S240中,判定偏离量DI的绝对值是否超过了规定的收敛判定值ε。在此,在偏离量DI的绝对值是超过了收敛判定值ε的值的情况下(S240:是),处理进入步骤S250。相对于此,在偏离量DI的绝对值是收敛判定值ε以下的值的情况下(S240:否),处理进入步骤S260,在该步骤S260中记录了当前学习区域的学习的完成后,结束本次的本例程的处理。

当处理进入步骤S250后,在该步骤S250中根据偏离量DI而进行当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的值的更新后,结束本次的本例程的处理。偏差量学习值DEV[i]的值的更新如以下这样进行。即,首先,根据偏离量DI求出更新量ΔDEV的值。如图13所示,更新量ΔDEV的值是与偏离量DI正负相同且更新量ΔDEV的值的绝对值比偏离量DI的绝对值小的值。而且,以在偏离量DI的绝对值大时与偏离量DI的绝对值小时相比更新量ΔDEV的值的绝对值成为大的值的方式,设定更新量ΔDEV的值。然后,以使对当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的更新前的值加上更新量ΔDEV而得到的和成为当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的更新后的值的方式,更新当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的值。

相对于此,在当前学习区域的学习已完成(S230:否)而处理进入了步骤S270的情况下,在该步骤S270中,判定偏离量DI的绝对值是否是规定的背离判定值ζ以上的值。对背离判定值ζ设定了比收敛判定值ε大的值。在此,在偏离量DI的绝对值小于背离判定值ζ的情况下(S270:否),就此结束本次的本例程的处理。另一方面,在偏离量DI的绝对值为背离判定值ζ以上的情况下(S270:是),处理进入步骤S280。然后,在步骤S280中将当前学习区域的学习状况从完成恢复为未完成后,进行上述的步骤S250中的偏差量学习值DEV[i]的值的更新。

需要说明的是,在第一实施方式、第二实施方式中的偏差量运算处理P7中,也可以进行同样的偏差量的学习。在该情况下,在上述偏差量学习例程的步骤S220中,运算从第一进气量MC1与第二进气量MC2、MC2*之差减去当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]而得到的差作为偏离量DI的值。

(第五实施方式)

在上述第四实施方式中,在包括脉动区域的进气管压力高的运转区域(高负荷运转区域)设定了各偏差量学习区域。但是,在发动机10的高负荷运转区域中的运转机会不怎么有的情况下,偏差量的学习的完成需要长的时间。由此,本第五实施方式的发动机控制装置以在发动机10的高负荷运转区域中的运转机会不怎么有的情况下也能够更早完成偏差量的学习的方式变更了偏差量学习例程的内容。关于第五实施方式的发动机控制装置,参照图14~图15来说明。

图14示出本实施方式中的偏差量学习区域的划分方式。图14的线L表示各发动机转速的进气管压力的最高值。如图14所示,在本实施方式中,除了与第三实施方式同样的在高负荷运转区域设定的5个偏差量学习区域R[1]~R[5]之外,也在进气管压力小于规定值PMH的运转区域设定了偏差量学习区域R[6]~R[10]。

图15示出在本实施方式的发动机控制装置中电子控制单元25执行的学习值更新例程的流程图。在本实施方式中,在图12的偏差量学习例程中,取代步骤S250的处理而执行本例程的处理。

当本例程的处理开始后,首先,在步骤S251中,判定是否在上述的10个偏差量学习区域R[1]~R[10]的全部中偏差量学习值DEV[i]的学习都未完成。在此,在学习已完成的偏差量学习区域哪怕存在一个的情况下(S251:否),处理进入步骤S252,在步骤S252中更新了当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的值后,结束本次的本例程的处理。需要说明的是,本例程中的步骤S252中的偏差量学习值DEV[i]的值的更新与第三实施方式中的步骤S250同样地进行。

相对于此,在全部的偏差量学习区域中偏差量学习值的学习都未完成的情况下(S251:是),处理进入步骤S253。然后,在该步骤S253中一齐更新了全部的偏差量学习区域R[1]~R[10]的偏差量学习值DEV[1]~DEV[10]的值后,结束本次的本例程的处理。即,在步骤S253中,根据偏离量DI求出更新量ΔDEV后,以使求出的更新量ΔDEV与更新前的值相加而得到的和成为更新后的值的方式一并更新全部的偏差量学习区域R[1]~R[10]的偏差量学习值DEV[1]~DEV[10]的值。

偏差量DEV中的因空气流量计13的检测特性、节气门14的开度特性的个体差异而产生的偏差大多在发动机10的运转区域整体中具有共通的倾向而出现。在本实施方式的发动机控制装置中,直到在偏差量学习区域R[1]~[10]的任一个中偏差量DEV的学习完成为止,一并更新全部的偏差量学习区域R[1]~R[10]的偏差量学习值DEV[1]~DEV[10]的值。由此,在直到这样在偏差量学习区域R[1]~[10]的任一个中偏差量DEV的学习完成为止的期间中,不区分偏差量学习区域R[i]而一并进行在发动机10的运转区域整体中具有共通的倾向而出现的偏差的学习。并且,之后,偏差量学习区域R[i]彼此之间的偏差量DEV的相差量针对各偏差量学习区域R[i]独立地进行。由此,能够缩短各偏差量学习区域R[1]~R[10]的偏差量DEV的学习所需的期间。

(第六实施方式)

运算方式间的进气量运算值的偏差的量根据因个体差异、历时变化而产生的发动机10的各机体的状态而变化。另一方面,在上述偏差中存在因运算方式的差异而必然产生的部分,这样的部分不依赖于发动机10的各机体的状态而普遍地表现。这样,在运算方式间的进气量运算值的偏差中存在依赖于发动机10的各机体的状态的部分(以下,记为“机体依赖部分”)和不依赖于发动机10的各机体的状态的部分(以下,记为“机体非依赖部分”)。并且,其中的机体非依赖部分能够通过计测等而预先确认。即,在多个发动机10中,通过针对各运转区域测定各运算方式的进气量的运算值的偏差并且取上述多个发动机的各运转区域的测定值的平均,能够求出各运转区域中的机体非依赖部分的量。

在本第六实施方式中,将这样的各运转区域的偏差的机体非依赖部分的量映射化而得到的映射(以下,记为“偏移校正映射”)预先存储于电子控制单元25的存储器27。在偏移校正映射中存储有发动机转速NE及发动机负荷与上述偏差的机体非依赖部分的量的关系。需要说明的是,作为发动机负荷的指标值,可以使用进气管压力、节气门开度TA、负荷率等。“负荷率”是将进气量表示为相对于最大进气量的比率的值。“最大进气量”表示在当前的发动机转速NE下使节气门开度TA为最大的状态下使发动机10进行了稳态运转时的进气量。在本实施方式中,以使用进气管压力作为发动机负荷的指标值而构成了偏移校正映射的情况为例来说明。关于第六实施方式的发动机控制装置,参照图16~图19来说明。

偏移校正映射针对如图16所示那样根据发动机转速NE而划分的多个(在图16的例子中是15个)偏移校正区域中的各偏移校正区域分别独立地准备。如图17所示,在各偏移校正区域的偏移校正映射中存储有预先通过计测等求出的该当偏移校正区域中的机体非依赖部分的量与进气管压力的关系作为偏移校正量SFT与AFM同步进气管压力PMSM的关系。并且,在本实施方式中,将这样的偏移校正量SFT应用于偏差量学习值DEV[i]的更新量ΔDEV的运算及校正后AFM同步进气量MCSM*的运算。

图18示出本实施方式中的偏差量学习值DEV[i]的更新量ΔDEV的运算所涉及的处理的流程。需要说明的是,图18的处理对应于第四实施方式的发动机控制装置中的偏差量学习例程(图12)的步骤S220、步骤S250的处理。

在更新量ΔDEV的运算时,首先求出从修正进气量MCADJ减去AFM同步进气量MCSM而得到的差作为模型修正量ΔMC的值。需要说明的是,进行更新量ΔDEV的运算的是脉动小判定时(参照图12),此时的修正进气量运算处理P40将AFM系进气量MCAFM设定为修正进气量MCADJ的值。

在第四实施方式中,求出从该模型修正量ΔMC减去更新前的偏差量学习值DEV[i]而得到的差作为偏离量DI,基于求出的偏离量DI来运算更新量ΔDEV的值。相对于此,在本实施方式中,求出从模型修正量ΔMC减去偏移校正量SFT并进一步减去偏差量学习值DEV[i]的更新前的值而得到的差(=ΔMC-SFT-DEV[i])作为偏离量DI的值。偏移校正量SFT通过偏移校正量运算处理P70而运算。在偏移校正量运算处理P70中,基于发动机转速NE及AFM同步进气管压力PMSM,使用偏移校正映射来运算偏移校正量SFT的值。然后,与第四实施方式的情况同样,以满足图13所示的关系的方式,根据偏离量DI来运算更新量ΔDEV的值。

图19示出本实施方式中的校正后AFM同步进气量MCSM*的运算所涉及的处理的流程。如图19所示,在本实施方式中,运算将AFM同步进气量MCSM、偏差量学习值DEV[i]及偏移校正量SFT这3个值相加而得到的和作为校正后AFM同步进气量MCSM*的值。在此,偏移校正量SFT通过偏移校正量运算处理P70而运算。

在这样的本实施方式中,在AFM系进气量MCAFM与AFM同步进气量MCSM之间的偏差的机体非依赖部分通过基于偏移校正量SFT的校正而预先纳入的状态下,进行偏差量学习值DEV[i]的学习。由此,关于偏差量学习值DEV[i],仅学习上述偏差中的机体依赖部分即可。因此,在本实施方式中,能够早期完成偏差量学习值DEV[i]的学习。

(第七实施方式)

运算方式间的进气量运算值的偏差量DEV也会因进气的温度、压力等环境条件而变化。由此,若在环境条件不同的状态下进行学***衡罐压、增压发动机中的增压压力等压力条件相当于如上所述的环境条件。在本实施方式中,以进行与进气温度THA对应的环境校正的情况为例来说明。关于第七实施方式的发动机控制装置,参照图20~图22来说明。

在本实施方式的发动机控制装置中,进行运算用于与进气温度THA对应的环境校正的环境校正系数ENV的环境校正系数运算处理P80(参照图21、22)。在环境校正系数运算处理P80中,根据进气温度THA来运算环境校正系数ENV。

各进气温度THA的环境校正系数ENV的值基于以下这样的测定结果而预先确定。即,在多个发动机10中,在使进气温度THA以外的条件一定的状态下,一边使进气温度THA变化,一边测定AFM系进气量MCAFM与AFM同步进气量MCSM的偏差。然后,根据各发动机10的各进气温度THA的测定值的平均来确定环境校正系数ENV的值。

图20示出上述测定中的各发动机10的AFM系进气量MCAFM及AFM同步进气量MCSM的平均值与进气温度THA的关系。在此,将进气温度THA是既定的基准温度THA0时的AFM系进气量MCAFM及AFM同步进气量MCSM的平均值彼此的偏差量设为基准偏差量ΔST。将此时的各进气温度THA下的AFM系进气量MCAFM及AFM同步进气量MCSM的平均值彼此的偏差量除以基准偏差量ΔST而得到的商被设定为各进气温度THA下的环境校正系数ENV的值。

图21示出本实施方式中的偏差量学习值DEV[i]的更新量ΔDEV的运算所涉及的处理的流程。需要说明的是,图21的处理对应于第四实施方式的发动机控制装置中的偏差量学习例程(图12)的步骤S220、步骤S250的处理。

在更新量ΔDEV的运算时,首先求出从修正进气量MCADJ减去AFM同步进气量MCSM而得到的差作为模型修正量ΔMC的值。需要说明的是,进行更新量ΔDEV的运算的是脉动小判定时(参照图12),此时的修正进气量运算处理P40将AFM系进气量MCAFM设定为修正进气量MCADJ的值。

在本实施方式中,求出从将模型修正量ΔMC除以环境校正系数ENV而得到的商减去偏差量学习值DEV[i]的更新前的值而得到的差(=ΔMC/ENV-DEV[i])作为偏离量DI的值。然后,以满足图13所示的关系的方式,根据偏离量DI来运算更新量ΔDEV的值。

图22示出本实施方式中的校正后AFM同步进气量MCSM*的运算所涉及的处理的流程。如图22所示,在本实施方式中,运算对偏差量学习值DEV[i]乘以环境校正系数ENV而得到的积与AFM同步进气量MCSM相加而得到的和(=MCSM+DEV[i]×ENV)作为校正后AFM同步进气量MCSM*的值。

更新量ΔDEV的运算在脉动小判定时进行,该脉动小判定时的模型修正量ΔMC的值成为AFM同步进气量MCSM相对于AFM系进气量MCAFM的偏差量。另外,在更新量ΔDEV的运算中,将模型修正量ΔMC除以环境校正系数ENV,但在校正后AFM同步进气量MCSM*的运算中,对模型修正量ΔMC乘以环境校正系数ENV。在此,将更新量ΔDEV的运算时的环境校正系数ENV相对于模型修正量ΔMC的校正设为环境校正。此时的校正后AFM同步进气量MCSM*的运算时的环境校正系数ENV相对于差量学习值DEV[i]的校正成为上述环境校正的逆校正。这样,在本实施方式中,偏差量运算处理P60中的偏差量的学习通过基于向偏差量(模型修正量ΔMC)实施与发动机10的环境条件对应的环境校正而得到的值更新偏差量学习值DEV[i]的值来进行。并且,使用对偏差量学习值DEV[i]实施上述环境校正的逆校正而得到的值作为偏差量DEV的值,运算校正后AFM同步进气量MCSM*。

在这样的本实施方式中,在通过环境校正而预先反映了由进气温度THA引起的偏差量DEV的变化量的状态下,进行偏差量学习值DEV[i]的学习。由此,由环境条件(进气温度THA)的差异引起的偏差量DEV的不均难以反映于偏差量学习值DEV[i],学习精度提高。

需要说明的是,也可以以图23所示的方式来进行偏差量学习值DEV[i]的更新。在图23的情况下,求出从模型修正量ΔMC减去偏差量学习值DEV[i]的更新前的值而得到的差作为偏离量DI的值,根据该偏离量DI来运算更新量ΔDEV。然后,以使将对偏差量学习值DEV[i]的更新前的值加上更新量ΔDEV而得到的和除以环境校正系数ENV而得到的商成为更新后的值的方式更新偏差量学习值DEV[i]的值。

也可以基于外气温、发动机水温、发动机油温、进气口18的壁面温度、大气压PA、平衡罐压、增压发动机中的增压压力等成为发动机10的环境条件的进气温度THA以外的状态量来进行环境校正。另外,也可以基于多个状态来进行环境校正。这样的情况下的图21~图22中的环境校正系数ENV的值成为与各状态量的环境校正系数分别相乘而得到的积。

以上说明的各实施方式能够如以下这样变更而实施。上述各实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。

·在图18和图19所示的第六实施方式中的偏移校正量运算处理P70中,基于发动机转速NE和进气管压力(AFM同步进气管压力PMSM)来运算偏移校正量SFT。在这样的偏移校正量运算处理P70中,也可以取代进气管压力而使用节气门开度TA、负荷率等成为发动机10的负荷的指标值的其他参数来运算偏移校正量SFT。

·在图21所示的第七实施方式中,将在偏差量学***均值彼此的偏差量减去基准偏差量ΔST而得到的差设定为各进气温度THA下的环境校正系数ENV的值。

·在判定处理P6、P50中,基于根据AFM检测进气量GA运算出的脉动率RTE来进行进气脉动是否处于大的状态的判定,但也可以通过除此以外的方法来进行这样的判定。例如,根据从最大值GMAX减去最小值GMIN而得到的差是否为规定的判定值以上来进行上述判定。另外,即使是基于发动机10的运转状态(发动机转速NE、推定进气量等)来进行上述判定之类的方法,也能够判定进气脉动是否处于大的状态。

·第四实施方式、第五实施方式的发动机控制装置中的偏差量学习区域的设定方式不限于例示的设定方式,也可以适当变更。

·第三~第七实施方式的发动机控制装置能够通过将空气模型置换为与增压发动机对应的模型而应用于增压发动机。

(第八实施方式)

关于本公开的第八实施方式的发动机控制装置,参照图1~图6及图24~图28来说明。在此,图1~图6对成为第八实施方式的发动机控制装置的基本(基础)的发动机控制装置进行说明。即,第八实施方式的发动机控制装置是对成为基本的图1~图6所示的发动机控制装置(以下,记为前提结构)施加改良而得到的发动机控制装置。

参照图24~图28来说明第八实施方式的发动机控制装置相对于图1~图6的前提结构的不同点。在本第八实施方式的发动机控制装置中,在偏差量运算处理P7中,通过基于发动机运转中的校正后第二进气量MC3相对于第一进气量MC1的偏离量DI向该偏离量DI变小的一侧更新偏差量DEV的值来进行偏差量DEV的学习值即偏差量学习值的学习。另外,在本实施方式中,针对根据发动机转速而划分的多个偏差量学习区域中的偏差量学习区域分别独立地进行偏差量学习值的学习。

图24示出偏差量学习值的学习所涉及的偏差量学习例程的流程图。本例程的处理在发动机10的运转中按照进气量的运算周期由电子控制单元25反复执行。

当本例程的处理开始后,首先,在步骤S300中判定学习执行条件是否成立。并且,在学习执行条件不成立的情况下(S300:否),就此结束本次的本例程的处理。在本实施方式中,满足(1)发动机10的预热已完成、(2)不是发动机10的运转条件的变化大的过渡时及(3)传感器、致动器系统没有异常的全部为学习执行条件的成立必要条件。

在学习执行条件成立的情况下(S300:是),处理进入步骤S310,在该步骤S310中,判定是否是脉动小判定时。具体而言,这里的判定基于图5的脉动大标志F来进行。即,在脉动大标志F处于清除状态的情况下判定为是脉动小判定时,在脉动大标志F处于设置状态状态的情况下判定为不是脉动小判定时(是脉动大判定时)。并且,在是脉动小判定时的情况下(S310:是)处理进入步骤S320,在不是脉动小判定时的情况下(S310:否),即在脉动大判定时,就此结束本次的本例程的处理。

需要说明的是,在本实施方式中,将发动机10的运转区域根据发动机转速而划分为多个转速域。并且,在各转速域中独立地进行偏差量DEV的学习。在本实施方式中,以设定了5个转速域的情况为例来说明。并且,在以下的说明中,将5个转速域从发动机转速NE小的一侧起依次记为转速域[1]、转速域[2]、转速域[3]、转速域[4]、转速域[5]。另外,将使“i”为1、2、3、4、5中的任一个时与转速域[i]对应的偏差量DEV的学习值记为偏差量学习值DEV[i]。

当处理进入步骤S320后,在该步骤S320中,进行发动机10当前运转中的转速域的确定。需要说明的是,在以下的说明中,将发动机10当前运转中的转速域记为当前转速域。然后,在接下来的步骤S330中,判定与当前转速域[i]对应的学习完成标志FG[i]是否处于设置状态。学习完成标志FG[i]针对各转速域[i]即各偏差量学习值DEV[i]分别独立地设定。并且,若学习完成标志FG[i]处于设置的状态,则该学习完成标志FG[i]为表示对应的转速域[i]的偏差量学习值DEV[i]的学习已完成的标志。另外,若学习完成标志FG[i]处于清除的状态,则该学习完成标志FG[i]为表示对应的转速域[i]的偏差量学习值DEV[i]的学习未完成的标志。这样的学习完成标志FG[i]的状态在后述的学习完成判定例程的处理中操作。

在当前转速域的学习完成标志FG[i]处于清除状态的情况下(S330:否),即,在当前转速域[i]的偏差量学习值DEV[i]的学习未完成的情况下,在步骤S350中判定进气管压力PM是否为规定的第一下限值PMGL以上。在进气管压力PM为第一下限值PMGL以上的情况下(S350:是)处理进入步骤S360,在进气管压力PM小于第一下限值PMGL的情况下(S350:否)就此结束本次的本例程的处理。需要说明的是,对于第一下限值PMGL,设定有比脉动区域中的进气管压力PM的最小值低的压力作为值。在此,脉动区域是产生招致空气流量计13的检测精度的下降的程度的大的进气脉动的发动机10的运转区域。

相对于此,在当前转速域的学习完成标志FG[i]处于设置状态的情况下(S330:是),即,在当前转速域的偏差量学习值DEV[i]的学习已完成的情况下,在步骤S340中,判定进气管压力PM是否为规定的第二下限值PMGH以上。并且,在进气管压力PM为第二下限值PMGH以上的情况下(S340:是)处理进入步骤S360,在进气管压力PM小于第二下限值PMGH的情况下(S340:否)就此结束本次的本例程的处理。需要说明的是,对于第二下限值PMGH,设定有比脉动区域中的进气管压力PM的最小值低且比第一下限值PMGL高的压力作为值(PMGL<PMGH<脉动区域的PM的最小值)。

在步骤S340或步骤S350中的判定的结果是处理进入了步骤S360的情况下,在该步骤S360中,运算从第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的差减去当前转速域的偏差量学习值DEV[i]而得到的值(=MC1-MC2-DEV[i])作为偏离量DI的值。即,运算校正后第二进气量MC3相对于第一进气量MC1(=MC2+DEV[i])的差作为偏离量DI的值。然后,在接下来的步骤S370中基于偏离量DI进行了当前转速域的偏差量学习值DEV[i]的更新后,结束本次的本例程的处理。此时的偏差量学习值DEV[i]的更新量ΔDEV由偏离量DI和学习完成标志FG[i]的状态决定。

在图25中,用实线示出了学习完成标志FG[i]处于清除状态的情况下的偏差量学习值DEV[i]的更新量ΔDEV与偏离量DI的关系。另外,在该图25中,用虚线示出了学习完成标志FG[i]处于设置状态的情况下的偏差量学习值DEV[i]的更新量ΔDEV与偏离量DI的关系。该图所示的值ε是收敛判定值,在学习完成判定例程中的偏差量学习值DEV[i]的学习完成的判定中使用收敛判定值ε。

在偏离量DI的绝对值超过收敛判定值ε的区域中(ε<|DI|),无论学习完成标志FG[i]处于设置、清除的哪个状态,只要偏离量DI的值相同,就设定相同的值作为更新量ΔDEV的值。具体而言,对应区域(ε<|DI|)中的更新量ΔDEV的值以成为如下的值的方式设定。即,使偏离量DI的值从收敛判定值ε逐渐增加时的更新量ΔDEV的值以成为随着偏离量DI的增加而增加的值的方式设定。另外,使偏离量DI的值从“-ε”逐渐减少时的更新量ΔDEV的值以成为随着偏离量DI的减少而减少的值的方式设定。

相对于此,在偏离量DI超过0且为“ε”以下的区域(0<DI≤ε)中,在学习完成标志FG[i]处于清除状态的情况下(图25的实线),规定的正的值“ζ1”被设定为更新量ΔDEV的值。另外,在学习完成标志FG[i]处于设置状态的情况下(图25的虚线),作为比“ζ1”小的正的值的“ζ2”被设定为更新量ΔDEV的值。另外,在偏离量DI小于0且为“-ε”以上的区域中(-ε≤DI<0),在学习完成标志FG[i]处于清除状态的情况下(图25的实线),“-ζ1”被设定为更新量ΔDEV的值,在学习完成标志FG[i]处于设置状态的情况下(图25的虚线),作为比“-ζ1”大的(绝对值小)负的值的“-ζ2”被设定为更新量ΔDEV的值。需要说明的是,在偏离量DI为0的情况(DE=0)下,无论学习完成标志FG[i]的状态如何,都是0被设定为更新量ΔDEV的值。

在以上的偏差量学习例程中,通过根据脉动小判定时的校正后第二进气量MC3相对于第一进气量MC1的偏离量DI进行偏差量学习值DEV[i]的值的更新来进行偏差量学习值DEV[i]的学习。另外,在偏差量学习例程中,进行与这样的脉动小判定时的偏离量DI对应的偏差量学习值DEV[i]的学习的发动机10的运转区域即偏差量学习区域根据偏差量学习值DEV[i]的学习完成与否而切换。

图26示出本实施方式中的偏差量学习区域的设定。该图的线L表示发动机10的运转区域中的各发动机转速的进气管压力的最高值。另外,该图26的影线所示的脉动区域表示产生招致空气流量计13的检测精度的下降的程度的大的进气脉动的发动机10的运转区域。

如上所述,在偏差量学习例程中,在偏差量学习值DEV[i]的学习完成前(S330:否),在进气管压力PM为第一下限值PMGL以上的情况下(S350:是),进行步骤S360及步骤S370中的与偏离量DI对应的偏差量学习值DEV[i]的值的更新。相对于此,在偏差量学习值DEV[i]的学习完成后(S330:是),在进气管压力PM为第二下限值PMGH(>PMGL)以上的情况下,进行步骤S360及步骤S370中的与偏离量DI对应的偏差量学习值DEV[i]的值的更新。另外,关于第一下限值PMGL及第二下限值PMGH,设定有比脉动区域中的进气管压力PM的最小值低的压力作为值。在此,将各转速域[i]中的进气管压力PM为第一下限值PMGL以上的区域设为各转速域[i]中的第一学习区域,将各转速域[i]中的进气管压力PM为第二下限值PMGH以上的区域设为各转速域[i]中的第二学习区域。在本实施方式中,各转速域[i]中的与偏离量DI对应的偏差量学习值DEV[i]的学习在偏差量学习值DEV[i]的学习完成前在包括脉动区域的第一学习区域中进行,在偏差量学习值DEV[i]的学习完成后在第二学习区域中进行,第二学习区域是包括脉动区域的区域,且比第一学习区域窄。

图27示出学习完成判定例程的流程图。本例程的处理在发动机10的运转中按照规定的判定周期由电子控制单元25反复执行。

当本例程的处理开始后,首先在步骤S400中判定当前转速域[i]的学习完成标志FG[i]是否处于清除状态。并且,在学习完成标志FG[i]处于清除状态的情况下(S400:是)处理进入步骤S410,在学习完成标志FG[i]已经处于设置状态的情况下(S400:否)就此结束本次的本例程的处理。

当处理进入步骤S410后,在该步骤S410中,判定进气管压力PM是否为上述的规定值(第二下限值PMGH)以上。并且,在进气管压力PM为第二下限值PMGH以上的情况下(S410:是)处理进入步骤S420,在不是这样的情况下(S410:否)就此结束本次的本例程的处理。

当处理进入步骤S420后,在该步骤S420中判定偏离量DI的绝对值是否为收敛判定值ε以下的值。并且,在偏离量DI的绝对值为收敛判定值ε以下的情况下(S420:是)处理进入步骤S430,在不是这样的情况下(S420:否)处理进入步骤S460。

当处理进入步骤S430后,在该步骤S430中,进行针对各转速域[i]设定的判定用计数器GCNT[i]的计数增加。即,以使对更新前的值加上1而得到的和成为更新后的值的方式更新判定用计数器GCNT的值。接着,在步骤S440中,判定判定用计数器GCNT[i]是否为学习完成判定值ι以上的值。并且,在判定用计数器GCNT[i]是完成判定值ι以上的值的情况下(S440:是)处理进入步骤S450,在不是这样的情况下(S440:否)就此结束本次的处理。在处理进入了步骤S450的情况下,在该步骤S450中设置当前转速域[i]的学习完成标志FG[i]后,结束本次的本例程的处理。

另一方面,当处理进入步骤S460后,在该步骤S460中,判定偏离量DI的绝对值是否为超过背离判定值η的值。对背离判定值η设定了比收敛判定值ε大的值(ε<η)。在此,在偏离量DI的绝对值超过了背离判定值η的情况下(S460:是)处理进入步骤S470,在不是这样的情况下(S460:否)就此结束本次的处理。在处理进入了步骤S470的情况下,在该步骤S470中将判定用计数器GCNT[i]的值复位成0后,结束本次的本例程的处理。

图28示出基于上述学习完成判定例程的偏差量学习值DEV[i]的学习完成判定的实施方式的一例。为了避免在与进气脉动对应的进气量的运算方式的切换时进气量的运算值产生级差,偏差量学习值DEV[i]的学习以使校正后第二进气量MC3相对于第一进气量MC1的偏离量DI充分变小的方式进行。在本实施方式中,在学习完成判定例程中,按照规定的运算周期进行校正后第二进气量MC3相对于第一进气量MC1的偏离量DI的绝对值是否为收敛判定值ε以下的判定。并且,以表示偏离量DI的绝对值被判定为收敛判定值ε以下的次数的判定用计数器GCNT[i]的值成为了学习完成判定值ι以上为条件,判定为偏差量学习值DEV[i]的学习已完成。

在该图28中的时刻t1以后的期间中,校正后第二进气量MC3相对于第一进气量MC1的偏离量DI的绝对值为减少至收敛判定值ε以下的状态。不过,在本实施方式中,在偏离量DI的绝对值为收敛判定值ε以下且进气管压力PM为第二下限值PMGH以上的情况下,使判定用计数器GCNT[i]的值增加。即,将判定用计数器GCNT[i]的计数增加仅在第二学习区域中进行。由此,即使偏离量DI的绝对值为收敛判定值ε以下,在进气管压力PM小于第二下限值PMGH的时刻t1~时刻t2的期间及时刻t3~时刻t4的期间中,也保持着判定用计数器GCNT[i]的值。并且,在通过偏离量DI的绝对值为收敛判定值ε以下且进气管压力PM为第二下限值PMGH以上的状态下的计数增加而判定用计数器GCNT[i]的值达到学习完成判定值ι的时刻t5下,认为学习已完成而设置学习完成标志FG[i]。

这样,在本实施方式中,在发动机10正在第二学习区域中运转时,按照规定的判定周期进行偏离量DI的绝对值是否为规定的收敛判定值ε以下的判定。判定为偏离量DI的绝对值为收敛判定值ε以下的次数作为判定用计数器GCNT的值而记录。并且,在判定用计数器GCNT的值即判定为偏离量DI的绝对值为收敛判定值ε以下的次数成为了规定的学习完成判定值ι以上的情况下,判定为偏差量学习值DEV[i]的学习已完成。需要说明的是,这样的偏差量学习值DEV[i]的学习的完成与否的判定在各转速域[i]中独立地实施。

对本实施方式的作用及效果进行说明。

在本实施方式的发动机控制装置中,在脉动小判定时,将通过第一进气量运算处理P4而基于空气流量计13的检测结果运算出的第一进气量MC1作为进气量运算值MC的值来运算。相对于此,在空气流量计13的检测精度下降的脉动大判定时,运算校正后第二进气量MC3作为进气量运算值MC的值。校正后第二进气量MC3作为对通过第二进气量运算处理P5而不使用空气流量计13的检测结果运算出的第二进气量MC2加上偏差量学习值DEV[i]而得到的和求出。然后,通过根据脉动小判定时的校正后第二进气量MC3相对于第一进气量MC1的偏离量DI进行值的更新来学习偏差量学习值DEV[i]。

这样,偏差量学习值DEV[i]用于脉动大判定时的进气量运算值MC的运算。即,偏差量学习值DEV[i]反映于进气量运算值MC的限定于作为脉动区域的发动机10的高负荷运转区域。另一方面,由运算方式的差异引起的第一进气量MC1、第二进气量MC2的偏差根据发动机10的运转区域而不同,因此在轻负荷运转区域和高负荷运转区域中,偏差量学习值DEV[i]的学习结果有可能产生差异。由此,要想确保学习精度,优选将偏差量学习值DEV[i]的学习仅在高负荷运转区域中进行。然而,偏差量学习值DEV[i]的学习需要在脉动小判定时进行,仅在高负荷运转区域的话,学习机会会被限定。由此,若将偏差量学习值DEV[i]的学习仅在第二学习区域中进行,则直到学习完成为止所需的时间容易变长。

关于这一点,在本实施方式中,在偏差量学习值DEV[i]的学习完成前,在也包括远离脉动区域的轻负荷运转区域的第一学习区域中进行偏差量学习值DEV[i]的学习。由此,能够确保学习机会,因此能够缩短学习完成为止所需的时间。另一方面,在学习完成后,第一进气量MC1与第二进气量MC2的偏差量也会因空气流量计13的检测特性、节气门14的开度特性等的历时变化而变化。这样的历时变化花费长的时间而缓慢地进行,因此,即使不怎么有学习机会,也能够使偏差量学习值DEV[i]的值跟随该变化。于是,在本实施方式中,在学习完成后,仅在第二学习区域中进行偏差量学习值DEV[i]的学习。这样,在本实施方式中,作为进行偏差量学习值DEV[i]的学习的发动机10的运转区域,在学习完成前为了确保学习机会而设定宽的区域,另一方面,在学习完成后为了确保学习精度而设定窄的区域。由此,能够良好地进行偏差量学习值DEV[i]的学习。

如上所述,由运算方式的差异引起的第一进气量MC1与第二进气量MC2之间的偏差量根据发动机10的运转区域而不同,因此在远离脉动区域的运转区域中即使偏离量DI变得充分小,也有可能产生在接近脉动区域的运转区域中偏离量DI还未充分缩小的情况。关于这一点,在本实施方式中,在学习完成前在第一学习区域中进行偏差量学习值DEV[i]的学习,另一方面,学习完成的判定仅在第二学习区域中进行,因此能够既缩短学习完成为止所需的时间,又高精度地进行学习完成的判定。

本实施方式能够如以下这样变更而实施。本实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。

·在上述实施方式中,说明了在根据发动机转速NE而划分的5个转速域[i]的各自中独立地进行偏差量学习值DEV[i]的学习的情况。不限于此,也可以适当变更转速域[i]的数量。另外,也可以不进行转速域的划分而使用单个偏差量学习值。

·在上述实施方式中,通过使用基于节气门开度TA及发动机转速NE的进气流量的推定值的所谓节气门速度方式来进行第二进气量运算处理P5中的第二进气量MC2的运算。不限于此,也可以通过使用基于进气管压力PM及发动机转速NE的检测结果的进气流量的推定值的所谓速度密度方式来进行这样的第二进气量MC2的运算。

·在上述实施方式中,无论发动机转速NE如何,都将第二下限值PMGH设为固定值。不限于此,在根据发动机转速NE而成为脉动区域的下限的进气管压力PM互相不同的情况等下,也可以针对各转速域[i]改变第二下限值PMGH。另外,也可以作为根据发动机转速NE而变化的值来设定第二下限值PMGH。

·在上述实施方式中,利用发动机转速NE和进气管压力PM来规定第一学习区域及第二学习区域的范围。不限于此,也可以取代进气管压力PM而使用发动机负荷率KL、节气门开度TA这样的与发动机负荷相关的参数来规定第一学习区域及第二学习区域的范围。

(第九实施方式)

在车载等的发动机中,存在通过驾驶员的手动操作来进行发动机的控制模式的切换的发动机。在这样的发动机中,发动机的控制内容根据控制模式而该变,作为其结果,脉动区域有时会变化。在本第九实施方式中,关于进行这样的控制模式的切换的发动机中的第二学习区域的设定方式,参照图29~图32来说明。

图29示出进行控制模式的切换的发动机100的一例的结构。如该图所示,发动机100具备使排气的一部分向进气中再循环的排气再循环(EGR)系统。EGR系统具备将排气通路131与进气通路11中的比节气门14靠下游的部分(例如进气歧管17)连通的EGR通路32。在EGR通路32设置有冷却通过该EGR通路32而向进气中再循环的排气(EGR气体)的EGR冷却器33和用于调整EGR气体的流量的流量调整阀即EGR阀34。另外,在发动机100设置有使进气门23的气门正时(开闭阀正时)可变的可变气门机构35。

在该发动机100中,通过设置于驾驶席的开关的操作,能够选择燃料经济性模式和动力模式作为发动机100的控制模式。燃料经济性模式是通过在高负荷运转时也导入大量的EGR气体来提高发动机100的燃料经济性的控制模式。相对于此,动力模式是通过抑制高负荷运转时的EGR气体的导入量并相应地增加向燃烧室19导入的空气量来增大发动机100的最大输出的控制模式。

需要说明的是,在动力模式下,在高负荷运转时,以使进气门23的闭阀正时成为比进气下止点晚的正时的方式控制可变气门机构35。若将进气门23的闭阀正时设为比进气下止点晚的正时,则在从进气下止点到进气门23的闭阀为止的期间导入到燃烧室19的进气的一部分会被压回进气通路11,相应地,进气管压力PM变高。由此,在燃料经济性模式下,为了确保EGR气体的大量导入所需的进气负压,以使高负荷运转时的进气门23的闭阀正时成为比动力模式的情况早的正时的方式控制可变气门机构35。

在这样的发动机100中,EGR阀34的开度和进气门23的气门正时也成为决定进气量的要素。由此,在应用于该发动机100的情况下的第一进气量运算处理P4中,优选除了AFM检测进气量GA及发动机转速NE之外,也基于EGR阀34的开度及进气门23的气门正时来运算第一进气量MC1。另外,在第二进气量运算处理P5中,优选除了节气门开度TA及发动机转速NE之外,也基于EGR阀34的开度及进气门23的气门正时来运算第二进气量MC2。

在本实施方式中,也与第八实施方式的情况同样,在脉动小判定时,根据校正后第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的偏离量DI来学习偏差量学习值DEV[i],在脉动大判定时,使用该偏差量学习值DEV[i]来运算进气量。另外,将进行偏差量学习值DEV[i]的学习的运转区域根据学习完成而从第一学习区域切换为第二学习区域。

需要说明的是,如上所述,作为规定第二学习区域的范围的发动机负荷的指标值,除了进气管压力PM之外,也能够使用发动机负荷率KL和节气门开度TA。不过,在进行如上所述的控制模式的切换的发动机100的情况下,在第二学习区域的范围的设定时,需要考虑由控制模式引起的脉动区域的变化。在以下的说明中,将进气管压力PM、发动机负荷率KL及节气门开度TA中的任一个设为发动机负荷的指标值,在分别以该发动机负荷的指标值和发动机转速NE为坐标轴的正交坐标系中描绘脉动区域的范围。将表示此时的脉动区域中的发动机负荷的指标值的下限值与发动机转速NE的关系的线记为脉动区域分界线。另外,将在上述正交坐标系中描绘了第二学习区域的范围时的表示第二学习区域中的上述发动机负荷的指标值的下限值与发动机转速NE的关系的线记为学习切换线。

在此,首先对在进行控制模式的切换的发动机100中使用发动机负荷率KL来规定第二学习区域的范围的情况进行说明。

由进气脉动引起的空气流量计13的检测精度的下降因以下的现象而产生。即,通过与进气门23的开闭对应的向燃烧室19的间歇性的气体(进气+EGR气体)的流入,产生进气口18内的压力变动,该产生的进气口18内的压力变动在进气通路11中逆流而上至空气流量计13的设置部位,从而产生空气流量计13的检测精度的下降。若发动机转速NE相同,则在进气口18中流动的气体的流量(以下,记为进气口流量)越多则进气口18内的压力变动越大。另一方面,将发动机转速NE及发动机负荷率KL设为一定时的进气口流量在燃料经济性模式时比动力模式时多出EGR气体的导入量多的量。由此,将发动机转速NE设为一定时的脉动区域中的发动机负荷率KL的下限值在燃料经济性模式时成为比动力模式时小的值。另一方面,第二学习区域需要以成为脉动区域附近的高负荷运转区域的方式设定。由此,在进行如上所述的控制模式的切换的发动机100中,在使用发动机负荷率KL来规定第二学习区域的情况下,根据由控制模式引起的脉动区域的变化,第二学习区域的范围也需要根据控制模式而切换。图30示出了该情况下的动力模式时及燃料经济性模式时的脉动区域分界线L1、L2的设定方式和根据它们而设定了第二学习区域时的动力模式时及燃料经济性模式时的学习切换线L3、L4的设定方式的一例。

接着,对在进行控制模式的切换的发动机100中使用节气门开度TA来规定第二学习区域的范围的情况进行说明。将发动机转速NE及节气门开度TA设为一定时的进气口流量在燃料经济性模式时比动力模式时多出EGR气体的导入量多的量。由此,将发动机转速NE设为一定时的脉动区域中的节气门开度TA的下限值在燃料经济性模式时成为比动力模式时小的值。由此,在该情况下也是,根据由控制模式引起的脉动区域的变化,第二学习区域的范围也需要根据控制模式而切换。图31示出了该情况下的动力模式时及燃料经济性模式时的脉动区域分界线L5、L6的设定方式和根据它们而设定了第二学习区域时的动力模式时及燃料经济性模式时的学习切换线L7、L8的设定方式的一例。

最后,对在进行控制模式的切换的发动机100中使用进气管压力PM来规定第二学习区域的范围的情况进行说明。进气口流量根据发动机转速NE和进气管压力PM而大致唯一地确定,因此成为脉动区域的下限值的进气管压力PM与发动机转速NE的关系即使控制模式该变也不变化。由此,在该情况下,无需将第二学习区域的范围根据控制模式而切换。即,在利用发动机转速NE和进气管压力PM规定了发动机100的运转区域的情况下,无论在动力模式及燃料经济性模式的哪个控制模式下,脉动区域的范围都相同,因此能够设定共通的范围作为第二学习区域。图32示出了该情况下的脉动区域分界线L9的设定方式和根据该脉动区域分界线L9而设定了第二学习区域时的学习切换线L10的设定方式的一例。如该图32所示,在该情况下,动力模式及燃料经济性模式的双方的控制模式下的脉动区域分界线L9及学习切换线L10分别共通。

(第十实施方式)

关于本公开的第十实施方式的发动机控制装置,参照图1~图6及图33~图40来说明。

在此,图1~图6对成为第十实施方式的发动机控制装置的基本(基础)的发动机控制装置进行说明。

即,第十实施方式的发动机控制装置是对成为基本的图1~图6所示的发动机控制装置(以下,记为前提结构的发动机控制装置)施加改良而得到的发动机控制装置。

需要说明的是,在图3中,由进气量运算处理P1得到的进气量的运算值除了燃料喷射量的控制之外,还用于点火正时的控制等各种发动机控制。

参照图33~图40来说明第十实施方式的发动机控制装置相对于图1~图6的前提结构的不同点。

发动机的进气量的控制通过节气门开度TA的变更来进行。另一方面,在发动机除了节气门之外,有时也设置有使进气量产生变化的机构。在这样的发动机中,这样的机构的控制状态有时会对第一进气量MC1、第二进气量MC2的运算结果造成影响。

图33示出这样的发动机100的一例的结构。如该图所示,发动机100具备使排气的一部分向进气中再循环的排气再循环机构。排气再循环机构基本将排气通路131与进气通路11中的比节气门14靠下游的部分(例如进气歧管17)连通的EGR(Exhaust GasRecirculation:排气再循环)通路32。在EGR通路32设置有冷却通过该EGR通路32而向进气中再循环的排气(EGR气体)的EGR冷却器33和用于调整EGR气体的流量的流量调整阀即EGR阀34。另外,在发动机10设置有使进气门23的气门正时(开闭阀正时)可变的可变气门机构35。

在这样的发动机100中,节气门14是通过调整通过进气通路11而向燃烧室19导入的进气的流量来直接使进气量可变的机构。另一方面,当由排气再循环机构进行排气的再循环时,即使向燃烧室19内流入的气体的量一定,该气体中的空气量(进气量)也会变少再循环的排气的量。另外,进气量也会因可变气门机构35对进气门23的气门正时的变更而变化。这样,排气再循环机构及可变气门机构35是使发动机100的进气量间接地可变的机构(间接进气可变机构)。

在该发动机100中,通过设置于驾驶席的开关的操作,能够选择燃料经济性模式和动力模式作为发动机100的控制模式。燃料经济性模式是通过实施大量的排气再循环来提高发动机100的燃料经济性的控制模式。相对于此,动力模式是通过与燃料经济性模式时相比使排气再循环减量并相应地增加向燃烧室19导入的空气量从而增大发动机100的最大输出的控制模式。

需要说明的是,在动力模式下,在高负荷运转时,以使进气门23的闭阀正时成为比进气下止点晚的正时的方式控制可变气门机构35。若使进气门23的闭阀正时为比进气下止点晚的正时,则在从进气下止点到进气门23的闭阀为止的期间,导入到燃烧室19的进气的一部分会被压回进气通路11,因此进气管压力PM相应地变高。另一方面,在EGR系统中,通过利用进气负压来使排气的一部分向进气中再循环。因此,当因进气门23的闭阀正时的延迟而导致进气管压力PM变高(进气负压变小)时,能够向进气中再循环的排气的量减少。由此,在进行大量的排气再循环的燃料经济性模式下,以使进气门23的闭阀正时成为比动力模式的情况早的正时的方式进行进气门23的闭阀正时的提前控制。顺便一提,在燃料经济性模式下也是,大量的排气再循环及进气门23的闭阀正时的提前控制仅在高负荷运转区域等限定的运转区域中进行。需要说明的是,在燃料经济性模式下实施大量的排气再循环的运转区域与在该燃料经济性模式下实施进气门23的闭阀正时的提前控制的运转区域未完全重叠,因此有时仅实施大量的排气再循环和进气门23的闭阀正时的提前控制中的任一方。

在本实施方式的发动机控制装置中,进气量运算处理P1的基本的流程与上述前提结构的流程是同样的。即,例如如图3所示,在第一进气量运算处理P4中,通过使用空气流量计13的进气流量的检测值的质量流方式来运算第一进气量MC1。在第二进气量运算处理P5中,通过使用基于节气门开度TA及发动机转速NE的进气流量的推定值的节气门速度方式来运算第二进气量MC2。另外,在判定处理P6中,判定进气通路11内的进气脉动是否处于大的状态。在偏差量运算处理P7中,在判定处理P6的脉动小判定时,运算第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的偏差量DEV。并且,在运算方式切换处理P8中,在脉动小判定时将第一进气量MC1设定为进气量运算值MC,另一方面,在脉动大判定时将对第二进气量MC2加上偏差量DEV而得到的和即校正后第二进气量MC3设定为进气量运算值MC。通过这样来进行进气量运算处理P1。

在本实施方式的发动机控制装置中,在偏差量运算处理P7中,针对根据发动机转速NE而划分的多个偏差量学习区域中的各偏差量学习区域进行偏差量DEV的学习值即偏差量学习值的学习。偏差量学习值的学习在脉动小判定时通过将发动机100当前运转中的偏差量学习区域(以下,记为当前学习区域)的偏差量学习值的值根据第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的偏差量进行更新来进行。以下,对本实施方式的发动机控制装置中的偏差量学习值的学习进行详细说明。

图34示出偏差量学习区域的设定方式的一例。如该图所示,在本实施方式中,设定有根据发动机转速NE划分的多个(在该图34的例子中是5个)偏差量学习区域。需要说明的是,该图34的线L表示发动机100的运转区域中的各发动机转速的进气管压力的最高值。另外,该图34的影线所示的脉动区域表示产生招致空气流量计13的检测精度的下降的程度的大的进气脉动的发动机10的运转区域。脉动区域限定于进气管压力高的运转区域。

在以下的说明中,将5个偏差量学习区域从发动机转速NE小的一侧起依次记为偏差量学习区域R[1]、偏差量学习区域R[2]、偏差量学习区域R[3]、偏差量学习区域R[4]、偏差量学习区域R[5]。另外,将使“i”为1、2、3、4、5中的任一个时的偏差量学习区域R[i]的偏差量DEV的学习值记为偏差量学习值DEV[i]。

图35示出偏差量学习值DEV[i]的更新所涉及的处理的流程。电子控制单元25在偏差量运算处理P7中,在脉动小判定时以该图35所示的方式来进行偏差量学习值DEV[i]的更新。

在偏差量学习值更新处理中,首先求出从第一进气量MC1减去对当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的更新前的值加上第二进气量MC2而得到的和而得到的差(=MC1-MC2-DEV[i])。然后,求出从该差进一步减去由后述的偏移校正量运算处理P170运算出的偏移校正量SFT而得到的差作为偏离量DI(=MC1-MC2-DEV[i]-SFT)的值。而且,根据偏离量DI求出更新量ΔDEV的值。如图36所示,更新量ΔDEV的值以成为与偏离量DI正负相同且绝对值比偏离量DI的绝对值小的值的方式设定。另外,更新量ΔDEV的值以在偏离量DI的绝对值大时与该偏离量DI的绝对值小时相比更新量ΔDEV的绝对值变大的方式设定。然后,以使该更新量ΔDEV与更新前的DEV[i]的值相加而得到的和成为更新后的DEV[i]的值的方式更新当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]的值。这样,偏差量学习值DEV[i]的值以接近从第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的差减去偏移校正量SFT而得到的值的方式更新。顺便一提,偏差量学习值DEV[i]的学习在偏差量学习值DEV[i]的绝对值为规定的学习完成判定值以下的状态的情况下判定为已完成。这样的学习完成的判定针对各偏差量学习区域分别独立地进行。

图37示出本实施方式中的校正后第二进气量MC3的运算所涉及的处理的流程。如该图所示,在本实施方式中,求出将在偏移校正量运算处理P170中运算出的偏移校正量SFT与当前学习区域的偏差量学习值DEV[i]相加而得到的和作为偏差量DEV的值。然后,运算对第二进气量MC2加上该偏差量DEV而得到的和(=MC2+DEV=MC2+DEV[i]+SFT)作为校正后第二进气量MC3的值。

图38示出偏移校正量运算处理P170的处理的流程。如该图所示,在本实施方式中,准备了4个运算映射M20~M23作为偏移校正量SFT的运算映射。在各运算映射M20~M23中分别预先存储有发动机转速NE、进气管压力PM及大气压PA与偏移校正量SFT的关系。在偏移校正量运算处理P170中,根据进气门提前标志VVTAD及大量EGR实施标志EGREX,从运算映射M20~M23中选择在本次的偏移校正量SFT的运算中使用的运算映射。然后,使用选择出的运算映射,根据发动机转速NE、进气管压力PM及大气压PA来运算偏移校正量SFT的值。

需要说明的是,进气门提前标志VVTAD是在进气门23的气门正时提前量为规定的提前判定值以上的情况下被设为激活(ON)且在小于提前判定值的情况下被设为非激活(OFF)的标志。气门正时提前量表示将可变气门机构35对进气门23的气门正时的变更范围中的最晚的正时设为最延迟正时时的当前的进气门23的气门正时从最延迟正时起的提前量。这样的进气门提前标志VVTAD在正在实施燃料经济性模式下的进气门23的闭阀正时的提前控制时成为激活。另一方面,大量EGR实施标志EGREX是在排气再循环机构对排气的再循环量(以下,记为EGR量)为规定的大EGR判定值以上的情况下被设为激活(ON)且在小于大EGR判定值的情况下被设为非激活的标志。这样的大量EGR实施标志EGREX在正在实施燃料经济性模式下的大量的排气再循环时成为激活。需要说明的是,运算映射M20是进气门提前标志VVTAD及大量EGR实施标志EGREX均为激活的情况下的在偏移校正量SFT的运算中使用的映射。同样,运算映射M21是进气门提前标志VVTAD为激活且大量EGR实施标志EGREX为非激活的情况下的在偏移校正量SFT的运算中使用的映射,运算映射M22是进气门提前标志VVTAD为非激活且大量EGR实施标志EGREX为激活的情况下的在偏移校正量SFT的运算中使用的映射,运算映射M23是进气门提前标志VVTAD及大量EGR实施标志EGREX均为非激活的情况下的在偏移校正量SFT的运算中使用的映射。

在此,将具有平均的进气特性的发动机100的机体设为标准机体。标准机体中的各运转状态和各环境条件下的偏差量DEV的值能够预先求出。例如,在多个机体中将偏差量DEV的值针对各运转状态、各环境条件分别测定。然后,通过取各机体的各运转状态、各环境条件的偏差量DEV的测定值的平均,能够求出标准机体的各运转状态、各环境条件的偏差量DEV。

各运算映射M20~M23基于这样的标准机体中的偏差量DEV的测定结果而制作。即,在运算映射M20中预先存储有进气门提前标志VVTAD及大量EGR实施标志EGREX均为激活的状态的标准机体中的发动机转速NE、进气管压力PM及大气压PA与偏差量DEV的关系。同样,在运算映射M21中存储有进气门提前标志VVTAD为激活且大量EGR实施标志EGREX为非激活的状态下的标准机体的发动机转速NE、进气管压力PM及大气压PA与偏差量DEV的关系,在运算映射M22中存储有进气门提前标志VVTAD为非激活且大量EGR实施标志EGREX为激活的状态下的标准机体的发动机转速NE、进气管压力PM及大气压PA与偏差量DEV的关系,在运算映射M23中存储有进气门提前标志VVTAD及大量EGR实施标志EGREX均为非激活的状态下的标准机体的发动机转速NE、进气管压力PM及大气压PA与偏差量DEV的关系。

对本实施方式的作用及效果进行说明。

在如以上这样构成的本实施方式中,在脉动小判定时,在偏差量运算处理P7中,以接近从第一进气量MC1减去第二进气量MC2而得到的差减去偏移校正量SFT而得到的值(MC1-MC2-SFT)的方式更新值,来进行偏差量学习值DEV[i]的学习。并且,运算对偏差量学习值DEV[i]加上偏移校正量SFT而得到的和作为偏差量DEV的值,将该偏差量DEV与第二进气量MC2相加而得到的和即校正后第二进气量MC3设定为脉动大判定时的进气量运算值MC的值。

图39示出在将发动机转速NE及进气门23的气门正时固定且使EGR阀34全闭的状态下使进气管压力PM变化时的第一进气量MC1及第二进气量MC2的运算值以及它们的偏差量DEV与进气管压力PM的关系。如该图所示,即使进气管压力PM以外的发动机100的控制状态没有变化,若进气管压力PM改变,则偏差量DEV也会成为不同的值。另外,发动机转速NE也与进气管压力PM同样,是会对偏差量DEV带来变化的因子。

图40示出在EGR阀34的全开时(EGR工作时)及该EGR阀34的全闭时(EGR非工作时)分别在将发动机转速NE及进气门23的气门正时固定的状态下使进气管压力PM变化时的进气管压力PM与第一进气量MC1及第二进气量MC2的运算值的关系。如该图所示,偏差量DEV也会因大量排气再循环的实施与否而变化。

除此之外,偏差量DEV也会因进气门23的闭阀正时的提前控制的实施与否而变化。需要说明的是,排气再循环、进气门23的闭阀正时的提前控制根据控制模式而切换实施与否。如上所述,在发动机100中,根据控制模式而切换排气再循环、进气门23的闭阀正时的提前控制的实施与否。在这样的发动机100中,排气再循环机构、可变气门机构35是与节气门开度TA非联动地受到控制而使进气量产生变化的机构(间接进气可变机构)。由此,在发动机100中,除了发动机转速NE及进气管压力PM之外,间接进气可变机构的控制状态也是决定偏差量DEV的因子。

除此以外,正在进行发动机100的运转的环境条件也是会对偏差量DEV带来变化的因子。例如,在大气压PA高时,即使发动机转速NE和节气门开度TA相同,进气量也变多。由大气压PA引起的进气量的变化会表现于空气流量计13的进气流量的检测值。由此,大气压PA对进气量的影响在某种程度上准确地反映于通过使用空气流量计13的进气流量的检测值的质量流方式而运算出的第一进气量MC1。相对于此,对于通过使用基于节气门开度TA及发动机转速NE的进气流量的推定值的节气门速度方式而运算出的第二进气量MC2,不如第一进气量MC1那么准确地反映。作为会对偏差量DEV造成影响的环境条件的状态量,存在上述大气压PA、平衡罐压、增压发动机中的增压压力等压力状态量和进气温度THA、外气温、发动机水温、发动机油温、进气口18的壁面温度等温度状态量。

相对于此,在本实施方式中,运算由发动机100的运转状态(发动机转速NE、进气管压力PM、排气再循环机构及可变气门机构35的控制状态)及环境条件(大气压PA)引起的偏差量DEV的变化量作为偏移校正量SFT的值。然后,将从脉动小判定时的第二进气量MC2相对于第一进气量MC1的偏差减去偏移校正量SFT而得到的差作为偏差量学习值DEV[i]的值来学习。由此,在偏差量学习值DEV[i]中,从第一进气量MC1与第二进气量MC2之间的偏差预先排除了由发动机100的运转状态、环境条件引起的变化量的值即由发动机100的进气特性的个体差异、历时变化引起的上述偏差的变化量被学习。然后,运算对偏差量学习值DEV[i]加上偏移校正量SFT而得到的和作为偏差量DEV的值,并且求出将该偏差量DEV与第二进气量MC2相加而得到的和作为设定为脉动大判定时的进气量运算值MC的校正后第二进气量MC3的值。由此,即使在偏差量学习值DEV[i]的学习时和该偏差量学习值DEV[i]向进气量运算值MC的反映时发动机100的运转状态、环境条件不同,也能够在脉动大判定时合适地运算进气量。并且,其结果,能够扩大实施偏差量学习值DEV[i]的学习的发动机100的运转状态、环境条件的范围。即,能够增加学习的实施机会,进而能够缩短完成学习为止所需的时间。

本实施方式能够如以下这样变更而实施。本实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。

·在上述实施方式中,针对根据发动机转速NE而划分的多个偏差量学习区域中的各偏差量学习区域分别独立地学习了偏差量学习值DEV[i]。不限于此,也可以不进行偏差量学习区域的划分,在发动机的运转区域整体中学习单独的偏差量学习值。

·在上述实施方式中,根据排气再循环机构及可变气门机构35的控制状态来切换偏移校正量SFT的运算映射M20~M23。也可以以除此以外的方式将排气再循环机构及可变气门机构35的控制状态反映于偏移校正量SFT。例如,也可以使用以发动机转速NE、进气管压力PM、大气压PA、排气再循环量(或EGR阀34的开度)及进气门23的气门正时提前量为引值且以偏移校正量SFT为返回值的单个运算映射来运算偏移校正量SFT。

·在上述实施方式中,采用排气再循环机构的控制状态和可变气门机构的控制状态这2个控制状态作为在偏移校正量SFT的运算中使用的间接进气可变机构的控制状态。不限于此,在排气再循环机构及可变气门机构中的任一方未设置于发动机的情况和其中的任一方与节气门开度TA联动地受到控制的情况等下,也可以仅将排气再循环机构及可变气门机构的任一方的控制状态设为在偏移校正量SFT的运算中使用的间接进气可变机构的控制状态。另外,除此以外,在与节气门开度TA非联动地受到控制而使进气量产生变化的机构设置于发动机的情况下,也可以采用该机构的控制状态作为在偏移校正量SFT的运算中使用的间接进气可变机构的控制状态。作为排气再循环机构及可变气门机构以外的间接进气可变机构,例如存在以下的机构。

作为可变气门机构的一种,存在使进气门23的气门提升量可变的机构(提升量可变机构)。在这样的提升量可变机构与节气门开度TA非联动地受到控制的情况下,发动机转速NE及进气管压力PM与偏差量DEV的关系根据提升量可变机构的控制状态(进气门23的气门提升量)而变化。这样的情况下的提升量可变机构相当于设置于发动机且与节气门开度TA非联动地受到控制而使发动机的进气量产生变化的间接进气可变机构。在这样的情况下,作为在偏移校正量SFT的运算时参照的间接进气可变机构的控制状态之一,优选使用提升量可变机构的控制状态。

在具备多个涡轮增压器的发动机中,存在设置有变更工作的涡轮增压器的数量的可变增压机构的发动机。在这样的可变增压机构与节气门开度TA非联动地受到控制的情况下,发动机转速NE及进气管压力PM与偏差量DEV的关系根据可变增压机构的控制状态(涡轮增压器的工作数)而变化。这样的情况下的可变增压机构相当于设置于发动机且与节气门开度TA非联动地受到控制而使发动机的进气量产生变化的间接进气可变机构。在这样的情况下,作为在偏移校正量SFT的运算时参照的间接进气可变机构的控制状态之一,优选使用可变增压机构的控制状态。

存在具备向进气口18内喷射燃料的进气口喷射阀和向燃烧室19内喷射燃料的缸内喷射阀这2种燃料喷射阀且具备根据发动机的运转状况而切换喷射燃料的燃料喷射阀的喷射切换机构的发动机。在这样的发动机中,在进行缸内喷射阀的燃料喷射的情况下,通过喷射出的燃料的气化热而燃烧室19内被冷却,从而导入到燃烧室19内的进气的密度变高,因此与仅利用进气口喷射阀进行燃料喷射的情况相比,进气量即向燃烧室19内导入的进气的质量增加。在这样的喷射切换机构与节气门开度TA非联动地受到控制的情况下,发动机转速NE及进气管压力PM与偏差量DEV的关系根据喷射切换机构的控制状态(进行燃料喷射的燃料喷射阀的切换)而变化。这样的情况下的喷射切换机构相当于设置于发动机且与节气门开度TA非联动地受到控制而使发动机的进气量产生变化的间接进气可变机构。在这样的情况下,作为在偏移校正量SFT的运算时参照的间接进气可变机构的控制状态之一,优选使用喷射切换机构的控制状态。

·也可以取代大气压PA或除了大气压PA之外基于大气压PA以外的发动机的环境条件的状态量来运算偏移校正量SFT。作为这样的状态量,例如存在平衡罐压、增压发动机中的增压压力等压力状态量和进气温度THA、外气温、发动机水温、发动机油温、进气口18的壁面温度等温度状态量。

·在环境条件对偏差量造成的影响小的情况下,也可以不使用环境条件的状态量,基于发动机转速NE、进气管压力PM及间接进气可变机构的控制状态来运算偏移校正量SFT。

·在上述实施方式中,通过使用基于节气门开度TA及发动机转速NE的进气流量的推定值的所谓节气门速度方式来进行第二进气量运算处理P5中的第二进气量MC2的运算。不限于此,也可以通过使用基于进气管压力PM及发动机转速NE的检测结果的进气流量的推定值的所谓速度密度方式来进行这样的第二进气量MC2的运算。

·上述各种电子控制单元不限于具备处理装置和存储器且执行软件处理的电子控制单元。例如,也可以具备对上述实施方式中的软件处理的至少一部分进行硬件处理的专用的硬件电路(例如ASIC等)。即,控制装置是以下的(i)~(iii)中的任一结构即可。(i)具备按照程序来执行上述处理的全部的处理装置和存储程序的ROM等程序保存装置(包括非暂时性计算机可读存储介质)。(ii)具备按照程序来执行上述处理的一部分的理装置及程序保存装置和执行剩余的处理的专用的硬件电路。(iii)具备执行上述处理的全部的专用的硬件电路。在此,具备处理装置及程序保存装置的软件处理电路、专用的硬件电路也可以是多个。即,上述处理由具备1个或多个软件处理电路及1个或多个专用的硬件电路中的至少一方的处理电路执行即可。

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