JP3756978B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【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。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の燃料噴射制御ないし空燃比制御においては一般にPID制御則が用いられ、目標値と操作量(制御対象出力)との偏差にP項(比例項)、I項(積分項)およびD項(微分項)を乗じてフィードバック補正係数(フィードバックゲイン)を求めているが、近時は、例えば特開平4−209940号公報記載の技術の如く、現代制御理論を用いてフィードバック補正係数を求めることも提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、適応制御則のような現代制御理論を用い、供給燃料量を操作量として空燃比ないしは燃料量が目標値に一致するようにフィードバック制御するとき、空燃比を検出するセンサの応答性は、空燃比が理論空燃比であるときと、リーンであるときとで変化する。
【0004】
そのため、例えばリーンバーン機関などで目標空燃比が大きく変化する場合、目標空燃比を変化させてから空燃比センサの出力が変化するまでの無駄時間(前記した所定期間)が大きく変わってしまう。適応制御器は原理的に無駄時間が合っていないと、制御性が悪化する。
【0005】
従って、この発明の第1の目的は、内燃機関の運転状態に応じて適応制御器で演算に用いる目標値の無駄時間を変えて制御性を向上させ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。
【0006】
上記したことは逆に言えば、適応制御器で演算に用いる目標値の無駄時間を変えることで制御性ないし応答性を意図的に低下できることを意味する。例えば、リーンバーン機関でリーンから理論空燃比に切り換える場合、目標空燃比の変化にゆるやかに追従させた方がトルクショックを減少させることができ、ドライバビリティの点ではその方が望ましい。
【0007】
従って、この発明の第2の目的は、内燃機関の運転状態に応じて適応制御器で演算に用いる目標値の無駄時間を意図的に変え、かえってドライバビリティなどを向上させ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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の第1および第2の目的を達成するために、請求項1項にあっては、内燃機関の排気する排気空燃比を含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記内燃機関の供給燃料量を決定する供給燃料量決定手段と、および前記供給燃料量を操作量として前記検出された排気空燃比が無駄時間に相当する所定時間前の目標空燃比に一致するように適応制御器を用いてフィードバック補正係数を算出するフィードバック補正係数算出手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記目標空燃比が変更されたか否か判断し、変更されたと判断されるとき、前記所定時間を、適性な値から故意に増加あるいは減少させる如く構成した。
【0010】
【作用】
請求項1項にあっては、前記供給燃料量を操作量として前記検出された排気空燃比が無駄時間に相当する所定時間前の目標空燃比に一致するように適応制御器を用いてフィードバック補正係数を算出するフィードバック補正係数算出手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記目標空燃比が変更されたか否か判断し、変更されたと判断されるとき、前記所定時間を、適性な値から故意に増加あるいは減少させる如く構成したので、制御性を向上させることができると共に、逆に意図的に変えることでドライバビリティなどを向上させることができる。
【0011】
尚、ここで所定「時間」は、所定のクランク角度間隔の数、あるいは時間、時刻などで示される全ての期間を含む意味で使用する。
【0012】
また、前記目標値は空燃比である如く構成したので、目標空燃比が特に大きく変化するような状態であっても、その空燃比の変動に対して適切な所定時間を与えて制御性を向上させることができると共に、その過渡状態では所定時間を意図的に変えることで、かえってドライバビリティを向上させることができる。
【0013】
【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。
【0014】
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。
【0015】
図において、符号10はOHC直列4気筒の内燃機関を示しており、吸気管12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。
【0016】
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。
【0017】
内燃機関10には、排気ガスを還流路121を介して吸気側に還流させる排気還流機構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。
【0018】
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2種のタイミング特性Lo V/T, Hi V/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。
【0019】
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)内にはピストン(図示せず)のクランク角度位置を検出するクランク角センサ40が設けられると共に、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。
【0020】
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。更に、排気系において排気マニホルド24の下流で触媒装置28の上流側の排気系集合部には、広域空燃比センサ54が設けられる。これらセンサ出力は、制御ユニット34に送られる。
【0021】
図2は制御ユニット34の詳細を示すブロック図である。広域空燃比センサ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)。
【0022】
検出回路62の出力は、マルチプレクサ66およびA/D変換回路68を介してCPU内に入力される。CPUはCPUコア70、ROM72、RAM74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内のバッファの1つに順次格納される。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。
【0023】
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で出力値がカウントされ、カウント値はCPU内に入力される。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を介して電磁弁90(2次空気量を調節するバイパス路32の開閉)、および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225を駆動する。
【0024】
図3はこの発明に係る制御装置の動作を示すフロー・チャートである。尚、図3のプログラムは所定クランク角度で起動される。
【0025】
図示の装置にあっては図4ブロック図に示す如く、供給燃料量(図に基本噴射量Timと示す)を操作量として検出された排気空燃比(図にKACT(k) と示す)が目標空燃比(図にKCMD(k) と示す)に一致するように漸化式形式の制御則(STR型の適応制御器。図にSTRコントローラと示す)を用いてフィードバック補正係数(図にKSTR(k) と示す)を算出する手段を設けた。尚、演算の便宜のために、検出空燃比KACTも目標空燃比KCMDも、実際には、当量比、即ち、Mst/M=1/λで示しいる(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)。
【0026】
以下説明すると、先ずS10において検出した機関回転数Ne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、例えばスロットル弁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て噴射量はオープンループで制御される。
【0027】
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基本燃料噴射量Timを算出する。次いでS18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、LAF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。
【0028】
活性化が完了したと判断されるときはS20に進み、無駄時間d’を算出する。ここで言う無駄時間は前記した所定期間に相当すると共に、適応制御器でフィードバック補正係数(適応補正係数KSTR)の演算に用いる目標値(目標空燃比KCMD(k-d' ) )の無駄時間、即ち、検出値に対応する目標値の時刻あるいは期間もしくは時間を意味する。
【0029】
尚、この実施の形態では制御周期が内燃機関のクランク角度に同期しているため、無駄時間d’は、クランク角度で表される所定期間に基づいて、具体的にはTDC周期の数で表現している。勿論、制御周期がタイマに同期して決定されているような場合には、無駄時間d’は、タイマでカウントされる値になる。いずれにしても無駄時間d’は、TDC数、点火数、絶対時間、クランク角度など、どれを用いて表現しても良い。
【0030】
理解の便宜上、この算出作業は、フィードバック補正係数算出を説明した後に行う。
【0031】
図3フロー・チャートの説明を続けると、次いでS22に進んでLAFセンサ検出値(センサ出力)を読み込み、S24に進んで検出値から検出空燃比KACT(k)(k:離散系のサンプル時刻)を求め、次いでS26に進んでフィードバック補正係数KFB を演算する。
【0032】
図5はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【0033】
以下説明すると、S100でフィードバック制御領域か否か判断する。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、または排気還流機構が動作して運転状態が急変したときなどはオープンループで制御される。
【0034】
そしてS100で肯定されるときはS102に進んで前回、即ち、図3フロー・チャートに示すプログラムの前回起動時(前回制御周期)もフィードバック制御領域であったか否か判断し、肯定されるときはS104に進んで適応制御則に基づくフィードバック補正係数KSTR(以下この補正係数を「適応補正係数」と言う)を演算する。
【0035】
これについて説明すると、先に図4に示した適応制御器は、本出願人が先に提案した適応制御技術を前提とする。それはSTR(セルフチューニングレギュレータ)コントローラからなる適応制御器とその適応(制御)パラメータ(ベクトル)を調整する適応(制御)パラメータ調整機構とからなり、STRコントローラは、燃料噴射量制御のフィードバック系の目標値と制御量(プラント出力)を入力し、適応パラメータ調整機構によって同定された係数ベクトルを受け取って出力を算出する。
【0036】
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、適応制御システム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、適応制御システムの安定を保証する手法である。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づれかを用いることでその安定性を保証している。
【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. LANDAU 「Automatica」Vol. 10, pp. 353-379, 1974、"Uni- fication of Discrete Time Explicit Model Reference Adaptive ControlDesigns" I.D.LANDAU ほか「Automatica」Vol. 17, No. 4, pp. 593-611, 1981 、および" Combining Model Reference Adaptive Controllers and Stochastic Self-tuning Regulators" I.D. LANDAU 「Automatica」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。
【0038】
図示例の適応制御技術では、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。
【0039】
【数1】
【0040】
【数2】
【0041】
【数3】
【0042】
【数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)からなり、それぞれ数5から数7のように表される。
【0044】
【数5】
【0045】
【数6】
【0046】
【数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。パラメータ調整機構は、プラントの操作量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。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あり、この例では1に設定される。
【0048】
【数8】
【0049】
【数9】
【0050】
【数10】
【0051】
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。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。
【0052】
【数11】
【0053】
ここで、図4にあっては、前記したSTRコントローラ(適応制御器)と適応パラメータ調整機構とは燃料噴射量演算系の外におかれ、検出空燃比KACT(k) が目標空燃比KCMD(k-d’) (ここでd’は先にも触れたが、KCMDがKACTに反映されるまでの無駄時間を示し、よって無駄時間制御周期前の目標空燃比を意味する)に適応的に一致するように動作してフィードバック補正係数KSTR(k) を演算する。即ち、STRコントローラは、適応パラメータ調整機構によって適応的に同定された係数ベクトルθハット(k) を受け取って目標空燃比KCMD(k-d’)に一致するようにフィードバック補償器を形成する。演算されたフィードバック補正係数KSTR(k) は各種補正項と共に基本噴射量Timに乗算され、補正された燃料噴射量が出力燃料噴射量Tout(k)として制御プラント(内燃機関)に供給される。
【0054】
このように、適応補正係数KSTR(k) および検出空燃比KACT(k) が求められて適応パラメータ調整機構に入力され、そこで適応パラメータθハット(k) が算出されてSTRコントローラに入力される。STRコントローラには入力として目標空燃比KCMD(k) が与えられ、検出空燃比KACT(k) が目標空燃比KCMD(k-d')に一致するように漸化式を用いて適応補正係数KSTR(k) を算出する。
【0055】
適応補正係数KSTR(k) は、具体的には数12に示すように求められる。
【0056】
【数12】
【0057】
図5フロー・チャートに戻ると、次いでS106に進み、かく求めた適応補正係数KSTRをフィードバック補正係数KFB とする。
【0058】
他方、S100でフィードバック制御領域ではないと判断されたときはS108に進んで適応補正係数KSTRを1.0としてS106に進む。フィードバック補正係数は供給燃料量に乗算されてそれを補正することから、1.0としたことは換言すれば、フィードバック制御を行わないことを意味する。
【0059】
またS102で前回フィードバック制御領域ではなかったと判断されるときは、オープンループ制御領域からフィードバック制御領域に突入したことになるので、S110に進んで適応補正係数KSTRが1ないしその近傍となるように適応制御則の内部変数を過去値も含めて設定する。
【0060】
これについて説明すると、先に述べた適応パラメータ調整機構は、ζ(k-d) 、即ち、プラント入力u(k) (=KSTR(k) )およびプラント出力y(k) (=KACT(k) )の現在値および過去値をひとまとめにしたベクトルを入力し、その因果関係から適応パラメータθハット(k) を算出する。ここで用いるu(k) は今述べたように、供給燃料量の補正に使用される補正係数である。
【0061】
このように、フィードバック制御領域外、即ち、適応制御領域外から適応制御を開始する場合、ζ(k-d) 、θハット(k-1) 、ゲイン行列Γ(k-1) などの内部変数の過去値がないと、正しい適応補正係数KSTRを演算することができないか、最悪の場合には発振してしまう恐れがある。
【0062】
そこで、u(k-i) =1(i≧1)としたとき、適応補正係数KSTRが1ないしその近傍となるように、適応パラメータθハット(k) を設定すると共に、ζ(k-d) を数13のように設定する。尚、ゲイン行列Γ(k-1) は適応速度を決定する値なので、初期値などの所定の行列値とする。
【0063】
【数13】
【0064】
より具体的には、適応補正係数KSTRは数12のように演算されるので、そこで適応補正係数KSTRが1ないしその近傍となるようなθハット(k-1) およびζ(k-d) を考える。
【0065】
例えば目標空燃比KCMD(k-d' ) が1のとき、KSTR(k-1) =KSTR(k-2) =KSTR(k-3) =1.0とおき、適応パラメータθハット(k) の制御要素などの要素の初期値を
r1 =0.1
r2 =0.05
r3 =0.05
so =0.3
bo =0.5
とすると、検出空燃比KACT(k) が1のとき、適応補正係数KSTRは、
KSTR=(1−0.1×1−0.05×1−0.05×1−0.3× KACT(k) ) /0.5
となり、検出空燃比KACT(k) ≒1のとき、適応補正係数KSTR≒1となる。
【0066】
これは、適応補正係数KSTR(k-i) (i≧1)が1ないしその近傍、即ち、ほとんどフィードバック補正を行っていない状態で検出空燃比KACT(k-j) ( j≧1)よりもずっと過去の目標空燃比KCMD(k-d' ) に一致して安定に制御されていた過去の状態を人為的に作り出していることに相当する。
【0067】
これによってフィードバック制御を開始するときも同じ値から開始することになり、制御量がハンチングすることなく、空燃比のスパイクなどが生じることがなく、制御の安定性を向上する。尚、適応パラメータθハットの要素の初期値は、目標空燃比に応じて持ち替えても良い。
【0068】
図3フロー・チャートに戻ると、次いでS28に進んで基本燃料噴射量(供給燃料量)Timに、目標空燃比補正係数KCMDM (目標空燃比KCMD(当量比)に吸入空気の充填効率補正を加えて得た値)と求めたフィードバック補正係数KFB と各種補正係数KTOTALとを乗算して補正すると共に、加算項TTOTALを加算して補正し、先に述べたように出力燃料噴射量Tout を決定し、次いでS30に進んで出力燃料噴射量Tout を操作量としてインジェクタ22に出力する。
【0069】
ここで、各種補正係数KTOTALは水温補正など乗算で行う各種の補正係数の積算値を意味し、加算項TTOTALは気圧補正など加算値で行う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噴射量Tout の出力時に別途加算されるので、これに含まれない)。
【0070】
尚、S18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、S32に進んでフィードバック補正係数KFB の値を1.0とし、S28に進んで出力燃料噴射量Tout を求める。またS12でクランキングと判断されたときはS34に進んでクランキング時の燃料噴射量Ticr を検索し、S36に進んで検索値に基づいて始動モードの式に従って出力燃料噴射量Tout を算出すると共に、S14でフューエルカットと判断されたときは、S38に進んで出力燃料噴射量Tout を零とする。
【0071】
ここでS20の無駄時間d’の算出を説明する。
【0072】
図6はその算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであるが、同図の説明に入る前に、図7を参照してこの無駄時間を具体的に説明する。
【0073】
同図は、目標空燃比KCMDから検出空燃比KACTへの無駄時間d’を正確に反映させた適応制御器の目標値KCMD(k-d' ) 、即ち、適応補正係数KSTRの演算で用いる目標値(数12参照)を用いた場合の検出空燃比KACTの挙動を示すタイミング・チャートである。この場合、KCMDからd’遅れてKACTが追従する。これによって所期の制御性を実現することができる。従って、この実施の形態においては、先ず目標値に応じて無駄時間d’を変えるようにする。
【0074】
次いで、意図的に無駄時間d’を変えてドライバビリティなどを向上させる場合について述べると、意図的に変える無駄時間をd”とすると、
d’<d”
と設定する。図8にそれを示す。
【0075】
同図に示す如く、意図的に無駄時間を本来的な適正な値d’と相違させているので、応答性は悪化する。これは、適応制御器が目標値の変化を実際の無駄時間より遅く反映させるからである。従って、検出値はなまされた値となり、リーンバーン機関などで目標空燃比を大幅に変化させるときなどは、このように意図的に適応制御器の応答性を低下させることで、かえってトルクショックが低減し、ドライバビリティが向上する。
【0076】
上記を前提として図6フロー・チャートを説明すると、先ずS200において目標値KCMD(k) に応じて、より詳しくは数12に示す適応補正係数KSTRの演算で用いる目標空燃比KCMD(k-d' ) の無駄時間d’を設定する。即ち、検出された空燃比に対応する時間、より具体的には時刻(k-d')前の目標値が現在時刻(k) の値として検出されたように、両者を対応させる。これによって、本来的に意図する制御性を挙げることができる。
【0077】
次いでS202に進んで目標空燃比の今回値KCMD(k) と前回値KCMD(k-1) の差DKCMD 、即ち、目標空燃比がリッチ側に変化したかリーン側に変化したかを判別するために差分を求め、S204に進んで求めた差DKCMD が基準値DKCMDREFを超えているか否か判断する。ここでは基準値DKCMDREFを適宜設定することで、目標空燃比がリッチ方向へ変化したか否か判断する。
【0078】
S204で肯定されるときはS206に進んで適正な無駄時間d’に正の値aを加算し、S208に進んでカウンタCの値をインクリメントする。そして次回以降のプログラム起動時(制御周期)にS204で肯定される限りS206,S208に進んでカウンタ値をインクリメントし続け、S210でカウンタ値が所定値CREF を超えたと判断されるとS212に進んでカウンタCの値を零にリセットする。このとき、上記から明らかな如く、適応補正係数KSTRは無駄時間をd”として演算されるので、KACTの挙動は、カウンタ値CREF に相当する期間にわたって、図8に示す如くなまされたものとなる。
【0079】
この実施の形態は上記の如く、先ずS200において目標値KCMD(k) に応じて適応補正係数KSTRの演算で用いる目標空燃比KCMD(k-d' ) の無駄時間d’を適正に設定するようにしたので、LAFセンサの応答性に応じて所期の検出値を得ることができ、本来的に予定する制御性を得ることができる。従って、その目的を達成するにはS200のみで足り、S202以下は不要である。
【0080】
更に、今述べた適正な無駄時間を故意に増加してKACTの挙動がなまされるようにしたので、リーンバーン機関において空燃比がリーン側からリッチ方向に変化するときなど、機関の出力トルクが平滑化されてショックが低減され、ドライバビリティを向上させることができる。
【0081】
図9はこの発明の第2の実施の形態を示す、図6の部分フロー・チャートである。
【0082】
第2の実施の形態では、図6フロー・チャートのS206に相当するS206aにおいて無駄時間を適正値d’から正の値bを減算することで無駄時間を減少させるようにした。図10にそのときのKACTの挙動を示す。図示の如く、KACTは逆にオーバーシュートする。
【0083】
従って、例えば、燃料の吸気管付着補正を行うに際し、機関回転数および吸気圧力Pbに対して常温において付着補正値を予めマップ値として設定しておき、検出回転数などから検索するとき、そのマップを低水温時にも代用する場合などにおいては
d’>d”
とすることにより、図10に示す如く、意図的に過補正にすることで付着補正の不足を補うことができる。
【0084】
上記は、第1の実施の形態の
d’<d”
のアンダーシュート特性と対をなすものであるので、第1の実施の形態ないし第2の実施の形態の特性を任意に選択することにより、空燃比のスパイクを任意に打ち消すように動作させることが可能となることも意味する。
【0085】
また第1の実施の形態の始めで述べたように本来的に適正な無駄時間d’を与えることで所期のKACTの挙動を得ることもでき、その全てを含む意味で請求項において「運転状態に応じて」と記載した。またここでの詳細な説明は省略するが、排気マニホルド24の容積を可変にするとき、ないしは可変バルブタイミング機構300の特性を変化させるときなども、それに応じて無駄時間を調整する必要があるが、その際にも上記を用いることができる。
【0086】
尚、第1および第2の実施の形態においてフィードバック補正係数として適応制御則を用いた適応補正係数のみ用いたが、それ以外にPID制御則を用いた低応答のPID補正係数を用意し、フィードバック制御領域において適宜切り換えるようにしても良い。
【0087】
また第1および第2の実施の形態では目標値を空燃比としたが、燃料噴射量そのものを目標値としても良い。
【0088】
また第1および第2の実施の形態においてフィードバック補正係数KSTRを乗算係数(項)として求めたが、加算項であっても良い。
【0089】
また第1および第2の実施の形態においてスロットル弁16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、アクセルペダルの動きに応じて作動しても良い。
【0090】
また第1および第2の実施の形態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。
【0091】
【発明の効果】
請求項1項にあっては、制御性を向上させることができると共に、逆に意図的に変えることでドライバビリティなどを向上させることができる。
【0092】
また、目標空燃比が特に大きく変化するような状態であっても、その空燃比の変動に対して適切な所定時間を与えて制御性を向上させることができると共に、その過渡状態では所定時間を意図的に変えることで、ドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】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。
【図3】図1の装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図4】図1の装置の動作を機能的に示すブロック図である。
【図5】図3フロー・チャートのフィードバック補正係数KFB の演算作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図6】図3フロー・チャートの無駄時間の算出作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図7】図6フロー・チャートの算出作業を説明する、目標値に対する検出値の挙動を示すタイミング・チャートである。
【図8】図6フロー・チャートの算出作業を説明する、図7と同様な目標値に対する検出値の挙動を示すタイミング・チャートである。
【図9】この発明の第2の実施の形態を示す、図6フロー・チャートの部分図である。
【図10】図9フロー・チャートの算出作業を説明する、図7と同様な目標値に対する検出値の挙動を示すタイミング・チャートである。
【符号の説明】
10 内燃機関
22 インジェクタ
34 制御ユニット
54 広域空燃比センサ(LAFセンサ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In fuel injection control or air-fuel ratio control of an internal combustion engine, a PID control law is generally used, and a P term (proportional term), I term (integral term), and D term are used as deviations between a target value and an operation amount (control target output). The feedback correction coefficient (feedback gain) is obtained by multiplying by (differential term). Recently, the feedback correction coefficient is obtained by using modern control theory as in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-209940, for example. Has also been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when modern control theory such as an adaptive control law is used and feedback control is performed using the supplied fuel amount as the operation amount so that the air-fuel ratio or the fuel amount matches the target value, the response of the sensor for detecting the air-fuel ratio is It changes when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio and when it is lean.
[0004]
For this reason, for example, when the target air-fuel ratio changes greatly in a lean burn engine or the like, the dead time (the aforementioned predetermined period) from when the target air-fuel ratio is changed until the output of the air-fuel ratio sensor changes greatly changes. In principle, the controllability of the adaptive controller deteriorates unless the dead time is met.
[0005]
Therefore, a first object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine in which the controllability is improved by changing the dead time of the target value used for calculation by the adaptive controller in accordance with the operating state of the internal combustion engine. It is to provide.
[0006]
In other words, the above means that the controllability or responsiveness can be intentionally lowered by changing the dead time of the target value used for the calculation by the adaptive controller. For example, when switching from lean to the stoichiometric air-fuel ratio in a lean burn engine, it is possible to reduce torque shock by gradually following the change in the target air-fuel ratio, which is desirable in terms of drivability.
[0007]
Therefore, a second object of the present invention is to improve the drivability and the like by intentionally changing the dead time of the target value used for calculation by the adaptive controller according to the operating state of the internal combustion engine. A fuel injection control device is provided.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first and second objects described above, according to
[0010]
[Action]
In the first aspect, the detected exhaust air-fuel ratio is determined by using the supplied fuel amount as an operation amount. Equivalent to wasted time In a fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: a feedback correction coefficient calculating means for calculating a feedback correction coefficient using an adaptive controller so as to coincide with a target air-fuel ratio before a predetermined time, whether or not the target air-fuel ratio has been changed When it is determined that the change has been made, the predetermined time is Deliberately from the right value Since it is configured to increase or decrease, the controllability can be improved, and conversely, the drivability can be improved by intentionally changing the controllability.
[0011]
Here, the predetermined “ Time “Between” is used to include the number of predetermined crank angle intervals, or all periods indicated by time, time, and the like.
[0012]
Also Since the target value is configured to be an air-fuel ratio, even if the target air-fuel ratio changes particularly greatly, a predetermined value appropriate for the fluctuation of the air-fuel ratio is obtained. Time The controllability can be improved by giving a gap, and in the transient state, Time By deliberately changing the interval, drivability can be improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 is an overall view showing a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention.
[0015]
In the figure,
[0016]
The exhaust gas after combustion is discharged to an
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
In FIG. 1, a
[0020]
Further, an
[0021]
FIG. 2 is a block diagram showing details of the
[0022]
The output of the
[0023]
The output of the
[0024]
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the control device according to the present invention. The program shown in FIG. 3 is started at a predetermined crank angle.
[0025]
In the illustrated apparatus, as shown in the block diagram of FIG. 4, the exhaust air-fuel ratio (shown as KACT (k) in the figure) detected using the supplied fuel quantity (shown as basic injection quantity Tim in the figure) as the manipulated variable is the target. A feedback correction coefficient (KSTR (in the figure is shown in the figure) using a recurrence type control law (STR type adaptive controller, shown in the figure as STR controller) so as to match the air-fuel ratio (indicated in the figure as KCMD (k)). A means for calculating k) is provided. For convenience of calculation, both the detected air-fuel ratio KACT and the target air-fuel ratio KCMD are actually indicated by an equivalent ratio, that is, Mst / M = 1 / λ (Mst: stoichiometric air-fuel ratio, M = A / F (A: air consumption, F: fuel consumption), λ: excess air ratio).
[0026]
In the following, the engine speed Ne and the intake pressure Pb detected at S10 are read out, and the routine proceeds to S12 where it is determined whether or not cranking is performed, and when the determination is negative, the routine proceeds to S14 where it is determined whether or not a fuel cut has occurred. The fuel cut is performed in a predetermined operating state, for example, when the throttle valve opening is in a fully closed position and the engine speed is equal to or greater than a predetermined value, the fuel supply is stopped, and the injection amount is controlled in an open loop. The
[0027]
If it is determined in S14 that the fuel cut is not performed, the process proceeds to S16, and a basic fuel injection amount Tim is calculated by searching a map from the detected engine speed Ne and intake pressure Pb. Next, the routine proceeds to S18, where it is determined whether activation of the
[0028]
When it is determined that the activation is completed, the process proceeds to S20, and a dead time d ′ is calculated. The dead time referred to here corresponds to the above-described predetermined period, and the dead time of the target value (target air-fuel ratio KCMD (kd ′)) used for calculating the feedback correction coefficient (adaptive correction coefficient KSTR) by the adaptive controller, that is, Time or period of the target value corresponding to the detected value Between It means time.
[0029]
In this embodiment, since the control cycle is synchronized with the crank angle of the internal combustion engine, the dead time d ′ is specifically expressed by the number of TDC cycles based on a predetermined period represented by the crank angle. is doing. Of course, when the control cycle is determined in synchronization with the timer, the dead time d ′ is a value counted by the timer. In Become. In any case, the dead time d ′ may be expressed using any of the TDC number, the ignition number, the absolute time, the crank angle, and the like.
[0030]
For convenience of understanding, this calculation work is performed after the feedback correction coefficient calculation is described.
[0031]
Continuing with the description of the flow chart of FIG. 3, the program then proceeds to S22 to read the LAF sensor detection value (sensor output), and proceeds to S24 to detect the detected air-fuel ratio KACT (k) (k: sampling time of the discrete system). Then, the process proceeds to S26 to calculate the feedback correction coefficient KFB.
[0032]
FIG. 5 is a subroutine flow chart showing the work.
[0033]
In the following, it is determined in S100 whether or not it is a feedback control region. This is performed in a separate routine (not shown), and is controlled in an open loop, for example, when the amount is fully increased or when the engine speed is high, or when the exhaust gas recirculation mechanism operates and the operating state changes suddenly.
[0034]
When the result in S100 is affirmative, the routine proceeds to S102, where it is determined whether or not the previous time, that is, the previous activation (previous control cycle) of the program shown in the flowchart of FIG. Then, the feedback correction coefficient KSTR based on the adaptive control law (hereinafter, this correction coefficient is referred to as “adaptive correction coefficient”) is calculated.
[0035]
This will be described below. The adaptive controller shown in FIG. 4 is based on the adaptive control technique previously proposed by the present applicant. It consists of an adaptive controller comprising an STR (self-tuning regulator) controller and an adaptive (control) parameter adjustment mechanism for adjusting the adaptation (control) parameter (vector). The STR controller is a target of a feedback system for fuel injection amount control. A value and a controlled variable (plant output) are input, a coefficient vector identified by the adaptive parameter adjustment mechanism is received, and an output is calculated.
[0036]
In such adaptive control, one of the adjustment rules (mechanisms) of adaptive control is I.I. D. There is a parameter adjustment rule proposed by Landau et al. This method transforms the adaptive control system into an equivalent feedback system consisting of linear and nonlinear blocks, and for the nonlinear blocks, Popov's integral inequality for input and output is established, and the linear block is adjusted to be strongly positive and real. It is a technique that guarantees the stability of the adaptive control system by determining the law. In other words, in the parameter adjustment law proposed by Landau et al., The adjustment law (adaptive law) expressed in a recursive form is stabilized by using at least one of Popov's superstability theory or Lyapunov's direct method. Guarantees sex.
[0037]
This method is described in, for example, “Compute Roll” (Corona Publishing Co., Ltd.) No. 27, 28-41, or "Automatic Control Handbook" (Ohm) 703-707, "A Survey of Model Reference Adaptive Techniques-Theory and Ap-plications" ID LANDAU "Automatica" Vol. 10, pp 353-379, 1974, "Unification of Discrete Time Explicit Model Reference Adaptive ControlDesigns" IDLANDAU et al. "Automatica" Vol. 17, No. 4, pp. 593-611, 1981, and "Combining Model Reference Adaptive Controllers and Stochastic Self-tuning Regulators "ID LANDAU" Automatica "Vol. 18, No. 1, pp. 77-84, 1982, is known in the art.
[0038]
In the adaptive control technique of the illustrated example, this Landau et al. Adjustment rule is used. As will be described below, Landau et al.'S adjustment law uses a transfer function B (Z -1 ) / A (Z -1 The adaptive parameter θ hat (k) identified by the parameter adjustment mechanism is expressed by a vector (transposed vector) as shown in Equation 3 when the polynomial in the denominator numerator of Further, the input ζ (k) to the parameter adjusting mechanism is determined as shown in Equation 4. Here, a case where m = 1, n = 1, d = 3, that is, a plant having a dead time corresponding to three control cycles in the primary system is taken as an example.
[0039]
[Expression 1]
[0040]
[Expression 2]
[0041]
[Equation 3]
[0042]
[Expression 4]
[0043]
Here, the adaptive parameter θ hat shown in Equation 3 is a
[0044]
[Equation 5]
[0045]
[Formula 6]
[0046]
[Expression 7]
[0047]
The parameter adjustment mechanism identifies and estimates the scalar quantities and the coefficients of the control elements, and sends them to the STR controller as the adaptive parameter θ hat shown in Equation 3 above. The parameter adjustment mechanism uses the plant manipulated variable u (i) and the controlled variable y (j) (i and j include past values) so that the deviation between the target value and the controlled variable becomes zero. Calculate the hat. Specifically, the adaptive parameter θ hat is calculated as shown in Equation 8. In Equation 8, Γ (k) is a gain matrix (m + n + d order) that determines the identification / estimation speed of the adaptive parameter, and e asterisk (k) is a signal indicating the identification / estimation error. It is expressed by a recurrence formula. In
[0048]
[Equation 8]
[0049]
[Equation 9]
[0050]
[Expression 10]
[0051]
Various specific algorithms are given depending on how to select λ1 (k) and λ2 (k) in equation (9). For example, if λ1 (k) = 1, λ2 (k) = λ (0 <λ <2), then the gradual gain algorithm (least square method when λ = 1), λ1 (k) = λ1 (0 <λ1) <1), λ2 (k) = λ2 (0 <λ2 <λ), variable gain algorithm (weighted least square method when λ2 = 1), λ1 (k) / λ2 (k) = σ , Λ3 is expressed as Equation 11, a fixed trace algorithm is obtained by setting λ1 (k) = λ3 (k). When λ1 (k) = 1 and λ2 (k) = 0, the fixed gain algorithm is used. In this case, as apparent from Equation 9, Γ (k) = Γ (k−1), and therefore, Γ (k) = Γ is a fixed value. For time-varying plants such as fuel injection or air-fuel ratio, any of a gradual gain algorithm, a variable gain algorithm, a fixed gain algorithm, and a fixed trace algorithm are suitable. In Equation 11, trΓ (0) is a trace of the initial value of Γ.
[0052]
## EQU11 ##
[0053]
Here, in FIG. 4, the STR controller (adaptive controller) and the adaptive parameter adjustment mechanism are outside the fuel injection amount calculation system, and the detected air-fuel ratio KACT (k) is the target air-fuel ratio KCMD ( k-d ') (where d' indicates the dead time until KCMD is reflected in KACT, which means the target air-fuel ratio before the dead time control period, as mentioned earlier) The feedback correction coefficient KSTR (k) is calculated by operating so as to match. That is, the STR controller receives the coefficient vector θ hat (k) adaptively identified by the adaptive parameter adjustment mechanism, and forms a feedback compensator so as to match the target air-fuel ratio KCMD (k−d ′). The calculated feedback correction coefficient KSTR (k) is multiplied by the basic injection amount Tim together with various correction terms, and the corrected fuel injection amount is supplied to the control plant (internal combustion engine) as the output fuel injection amount Tout (k).
[0054]
In this way, the adaptive correction coefficient KSTR (k) and the detected air-fuel ratio KACT (k) are obtained and input to the adaptive parameter adjustment mechanism, where the adaptive parameter θ hat (k) is calculated and input to the STR controller. The STR controller is given a target air-fuel ratio KCMD (k) as an input, and an adaptive correction coefficient KSTR using a recurrence formula so that the detected air-fuel ratio KACT (k) matches the target air-fuel ratio KCMD (k−d ′). Calculate (k).
[0055]
Specifically, the adaptive correction coefficient KSTR (k) is obtained as shown in
[0056]
[Expression 12]
[0057]
Returning to the flowchart of FIG. 5, the process then proceeds to S106, and the adaptive correction coefficient KSTR thus obtained is set as the feedback correction coefficient KFB.
[0058]
On the other hand, when it is determined in S100 that it is not the feedback control region, the process proceeds to S108, the adaptive correction coefficient KSTR is set to 1.0, and the process proceeds to S106. Since the feedback correction coefficient is multiplied by the supplied fuel amount to correct it, setting it to 1.0 means that feedback control is not performed.
[0059]
If it is determined in S102 that the previous feedback control region is not reached, it means that the feedback control region has been entered from the open loop control region, so that the process proceeds to S110 and the adaptive correction coefficient KSTR is adapted to be 1 or in the vicinity thereof. Set internal variables for control laws including past values.
[0060]
To explain this, the adaptive parameter adjustment mechanism described above has ζ (kd), that is, plant input u (k) (= KSTR (k)) and plant output y (k) (= KACT (k)). The vector which puts together the present value and the past value is inputted, and the adaptive parameter θ hat (k) is calculated from the causal relationship. U (k) used here is a correction coefficient used for correcting the amount of supplied fuel, as described above.
[0061]
Thus, when starting adaptive control outside the feedback control region, that is, outside the adaptive control region, the past of internal variables such as ζ (kd), θ hat (k-1), gain matrix Γ (k-1), etc. If there is no value, the correct adaptive correction coefficient KSTR cannot be calculated, or in the worst case, oscillation may occur.
[0062]
Therefore, when u (ki) = 1 (i ≧ 1), the adaptive parameter θ hat (k) is set so that the adaptive correction coefficient KSTR is 1 or in the vicinity thereof, and ζ (kd) is expressed by the following equation (13). Set as follows. Since the gain matrix Γ (k−1) is a value that determines the adaptive speed, it is set to a predetermined matrix value such as an initial value.
[0063]
[Formula 13]
[0064]
More specifically, since the adaptive correction coefficient KSTR is calculated as shown in
[0065]
For example, when the target air-fuel ratio KCMD (kd ') is 1, KSTR (k-1) = KSTR (k-2) = KSTR (k-3) = 1.0 and the adaptive parameter θ hat (k) is controlled. The initial value of an element such as an element
r1 = 0.1
r2 = 0.05
r3 = 0.05
so = 0.3
bo = 0.5
Then, when the detected air-fuel ratio KACT (k) is 1, the adaptive correction coefficient KSTR is
KSTR = (1-0.1 × 1-0.05 × 1-0.05 × 1-0.3 × KACT (k)) / 0.5
Thus, when the detected air-fuel ratio KACT (k) ≈1, the adaptive correction coefficient KSTR≈1.
[0066]
This is because the adaptive correction coefficient KSTR (ki) (i.gtoreq.1) is 1 or in the vicinity thereof, that is, in the state where almost no feedback correction is performed, the target far past the detected air-fuel ratio KACT (kj) (j.gtoreq.1). This corresponds to artificially creating a past state that has been stably controlled in accordance with the air-fuel ratio KCMD (kd ′).
[0067]
As a result, the feedback control is started from the same value, the control amount is not hunted, the air-fuel ratio spike is not generated, and the stability of the control is improved. Note that the initial value of the element of the adaptive parameter θ hat may be changed according to the target air-fuel ratio.
[0068]
Returning to the flow chart of FIG. 3, the program then proceeds to S28, and the basic fuel injection amount (supplied fuel amount) Tim is added to the target air-fuel ratio correction coefficient KCMDM (target air-fuel ratio KCMD (equivalent ratio) to the intake air charging efficiency correction). The value is obtained by multiplying the feedback correction coefficient KFB and the various correction coefficients KTOTAL, and adding the addition term TTOTAL to correct it to determine the output fuel injection amount Tout as described above. Next, the routine proceeds to S30, where the output fuel injection amount Tout is output to the
[0069]
Here, the various correction coefficients KTOTAL means the integrated value of various correction coefficients performed by multiplication such as water temperature correction, and the addition term TTOTAL indicates the total value of correction coefficients performed by additional values such as atmospheric pressure correction (however, the invalid time of the injector) Etc. are not included because they are added separately when the output fuel injection amount Tout is output).
[0070]
When the result in S18 is negative, the air-fuel ratio becomes open loop control, so the routine proceeds to S32, the value of the feedback correction coefficient KFB is set to 1.0, and the routine proceeds to S28 to determine the output fuel injection amount Tout. If it is determined that cranking is determined in S12, the process proceeds to S34 to search for the fuel injection amount Ticr at the time of cranking, and the process proceeds to S36 to calculate the output fuel injection amount Tout according to the equation of the start mode based on the search value. If it is determined in S14 that the fuel cut has occurred, the routine proceeds to S38, where the output fuel injection amount Tout is set to zero.
[0071]
Here, the calculation of the dead time d ′ in S20 will be described.
[0072]
FIG. 6 is a subroutine flow chart showing the calculation work. Prior to the description of FIG. 6, the dead time will be specifically described with reference to FIG.
[0073]
The figure shows the target value KCMD (kd ') of the adaptive controller that accurately reflects the dead time d' from the target air-fuel ratio KCMD to the detected air-fuel ratio KACT, that is, the target value used in the calculation of the adaptive correction coefficient KSTR ( 13 is a timing chart showing the behavior of the detected air-fuel ratio KACT when using the equation (12). In this case, KACT follows d ′ behind KCMD. As a result, the desired controllability can be realized. Therefore, in this embodiment, first, the dead time d ′ is changed according to the target value.
[0074]
Next, a case where the dead time d ′ is intentionally changed to improve drivability will be described. If the dead time changed intentionally is d ″,
d '<d "
And set. This is shown in FIG.
[0075]
As shown in the figure, since the dead time is intentionally made different from the proper appropriate value d ′, the responsiveness is deteriorated. This is because the adaptive controller reflects the change in the target value later than the actual dead time. Therefore, the detected value becomes a smoothed value, and when the target air-fuel ratio is significantly changed in a lean burn engine or the like, the response of the adaptive controller is intentionally lowered in this way, so that the torque shock is rather reduced. And drivability is improved.
[0076]
The flow chart of FIG. 6 will be described on the premise of the above. First, in step S200, the target air-fuel ratio KCMD (kd ') used in the calculation of the adaptive correction coefficient KSTR shown in
[0077]
Next, the routine proceeds to S202, where the difference DKCMD between the current value KCMD (k) of the target air-fuel ratio and the previous value KCMD (k-1), that is, whether the target air-fuel ratio has changed to the rich side or the lean side has been determined. Then, the process proceeds to S204, where it is determined whether or not the difference DKCMD obtained exceeds the reference value DKCMDREF. Here, it is determined whether the target air-fuel ratio has changed in the rich direction by appropriately setting the reference value DKCMDREF.
[0078]
When the result in S204 is affirmative, the program proceeds to S206, in which a positive value a is added to the appropriate dead time d ′, and the program proceeds to S208, where the value of the counter C is incremented. Then, as long as the affirmative determination is made in S204 at the next program start (control cycle), the process proceeds to S206 and S208 to continue incrementing the counter value. If it is determined in S210 that the counter value exceeds the predetermined value CREF, the process proceeds to S212. The value of the counter C is reset to zero. At this time, as apparent from the above, the adaptive correction coefficient KSTR is calculated with the dead time d ″, so that the behavior of KACT is as shown in FIG. 8 over a period corresponding to the counter value CREF. Become.
[0079]
In this embodiment, as described above, first, in S200, the dead time d ′ of the target air-fuel ratio KCMD (kd ′) used in the calculation of the adaptive correction coefficient KSTR is appropriately set according to the target value KCMD (k). Therefore, an intended detection value can be obtained according to the responsiveness of the LAF sensor, and the controllability that is originally planned can be obtained. Therefore, only S200 is required to achieve the object, and S202 and subsequent steps are unnecessary.
[0080]
Furthermore, since the appropriate dead time just described has been intentionally increased so that the behavior of KACT is improved, the engine output torque is reduced when the air-fuel ratio changes from the lean side to the rich direction in a lean burn engine. Smoothing can reduce shock and improve drivability.
[0081]
FIG. 9 is a partial flow chart of FIG. 6 showing a second embodiment of the present invention.
[0082]
In the second embodiment, the dead time is reduced by subtracting the positive value b from the appropriate value d ′ in S206a corresponding to S206 in the flowchart of FIG. FIG. 10 shows the behavior of KACT at that time. As shown, KACT overshoots in reverse.
[0083]
Therefore, for example, when performing fuel intake pipe adhesion correction, an adhesion correction value is set in advance as a map value at room temperature with respect to the engine speed and intake pressure Pb, and when searching from the detected engine speed, the map When substituting for even at low water temperatures
d '> d "
Thus, as shown in FIG. 10, it is possible to compensate for the lack of adhesion correction by intentionally over-correcting.
[0084]
The above is the first embodiment
d '<d "
Therefore, by arbitrarily selecting the characteristics of the first or second embodiment, it is possible to operate so as to arbitrarily cancel the air-fuel ratio spike. It also means that it becomes possible.
[0085]
In addition, as described at the beginning of the first embodiment, it is possible to obtain the desired KACT behavior by inherently providing an appropriate dead time d ′. According to the state ". Although detailed description is omitted here, it is necessary to adjust the dead time accordingly when the volume of the
[0086]
In the first and second embodiments, only the adaptive correction coefficient using the adaptive control law is used as the feedback correction coefficient. In addition, a low-response PID correction coefficient using the PID control law is prepared, and the feedback is performed. You may make it switch suitably in a control area.
[0087]
In the first and second embodiments, the target value is the air-fuel ratio, but the fuel injection amount itself may be the target value.
[0088]
In the first and second embodiments, the feedback correction coefficient KSTR is obtained as a multiplication coefficient (term), but it may be an addition term.
[0089]
In the first and second embodiments, the
[0090]
In the first and second embodiments, STR is described as an example of the adaptive controller, but MRACS (model reference adaptive control) may be used.
[0091]
【The invention's effect】
According to the first aspect, the controllability can be improved, and conversely, the drivability can be improved by intentionally changing the controllability.
[0092]
Also Even if the target air-fuel ratio changes particularly greatly, a predetermined value appropriate for the fluctuation of the air-fuel ratio is obtained. Time The controllability can be improved by giving a gap, and in the transient state, Time By intentionally changing the interval, drivability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the configuration of a control unit of the apparatus of FIG.
3 is a flowchart showing the operation of the apparatus of FIG.
4 is a block diagram functionally showing the operation of the apparatus of FIG.
FIG. 5 is a subroutine flow chart showing a calculation operation of a feedback correction coefficient KFB in the flow chart of FIG. 3;
6 is a subroutine flow chart showing a calculation operation of dead time in the flow chart of FIG.
FIG. 7 is a timing chart illustrating the behavior of the detected value with respect to the target value, explaining the calculation work of the flow chart of FIG. 6;
8 is a timing chart for explaining the calculation work of the flow chart of FIG. 6 and showing the behavior of the detected value with respect to the target value similar to FIG.
FIG. 9 is a partial view of the flow chart of FIG. 6 showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a timing chart for explaining the calculation work of the flowchart of FIG. 9 and showing the behavior of the detected value with respect to the target value similar to FIG.
[Explanation of symbols]
10 Internal combustion engine
22 Injector
34 Control unit
54 Wide-area air-fuel ratio sensor (LAF sensor)
Claims (1)
b.前記内燃機関の供給燃料量を決定する供給燃料量決定手段と、
および
c.前記供給燃料量を操作量として前記検出された排気空燃比が無駄時間に相当する所定時間前の目標空燃比に一致するように適応制御器を用いてフィードバック補正係数を算出するフィードバック補正係数算出手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記目標空燃比が変更されたか否か判断し、変更されたと判断されるとき、前記所定時間を、適性な値から故意に増加あるいは減少させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。a. An operating state detecting means for detecting an operating state including an exhaust air-fuel ratio exhausted from the internal combustion engine;
b. A fuel supply amount determining means for determining a fuel supply amount of the internal combustion engine;
And c. Feedback correction coefficient calculation means for calculating a feedback correction coefficient using an adaptive controller so that the detected exhaust air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio before a predetermined time corresponding to a dead time with the supplied fuel amount as an operation amount When,
In the fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: determining whether the target air-fuel ratio has been changed, and deliberately increasing or decreasing the predetermined time from an appropriate value when it is determined that the target air-fuel ratio has been changed. A fuel injection control device for an internal combustion engine.
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