JPS63253137A - フィードフォワード型燃料供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、自動車とエンジンの燃料供給制御に係り、特
に空燃比を適正値に保つに好適な方式に関する。

［従来の技術］ 従来の燃料供給は第３図に示すタイミング・チャートの
ように、ｎ−１行程（ｎは行程を表わす添字）において
測定したマニホールド入口空気流量Ｑ、１ｙ（ｎ−１）
、回転数Ｎ（ｎ−１）から、次式のように基本供給量 ここに、ｋ：補正係数 を決定し、この量の燃料をｎ行程において気筒に供給す
る。スロットルが開閉される非定常時は、これに補正量
が加えられる。この補正量を、スロット開度の時間的変
動量Δθｔｈ（ｎ　　１）の関数として求められ、たと
えば次式 ％式％（２） のような形で式（１）に補正量が加えられて、供給すべ
き燃料量が算定される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記、従来技術は、（１）式を基本としていることから
明らかなように、ｎ−１行程での空気流量、回転対など
の計測値を用いており、ｎ行程で供給すべき燃料量を規
定するものではない。適切な燃料供給量はｎ行程での気
筒流入空気量に見合った値であるべきであるにもかかわ
らず、この気筒流人空気量が現状技術では測定できない
し、かつ、たとえ測定できたとしても演算遅れが存在す
るたべ めに、供給すぼき燃料量算定には供し得ない。こしし のために、過渡時において、空燃比制御性が著しく劣化
し、排ガス対策コスト（触媒コスト）、運転性の両面で
改善の余地がきわめて大きかった。

（２）式は、スロットル開度を用いて、この過渡時の燃
料供給量の追従遅れを補償するためのものであるが、そ
の理論的根拠があいまいであるために。

排ガス成分運転性の両面から試行錯誤的に関数型ｆｕｎ
ｃが決定されており、この関数型ｆｕｎｃの決定に制御
論理開発期間の５０％以上を費し、しかしさらに、空燃
比の制御性は依然として低いという問題があった。

本発明の目的は、上記の制御論理の構造を再構築して、
過渡時においても空燃比の制御性が高く、かつ、種々の
型式エンジンへの制御論理の適合を短期間に行なえる制
御の論理構造を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、ｎ　−１行程以前の計測データからｎ行程
における気筒流人空気量を正確かつ合理的に予測する手
段の導入によって達成することができる。この手段とし
ては、（１）予測のための数式モデル、あるいは（２）
アクセル・ペダルとスロットル弁とのリンク機構にドラ
イバーが感知しない程度の遅れ時間を持つ要素を導入し
、この遅れ時間を利用して、ｎ行程での気筒流人空気量
を予測する方法が考えられる。手段（２）では物理的な
遅れ要素を導入することにより、予測を容易にするとい
う利点があるが、一方、手段（１）では、現状のエンジ
ン制御系のハードウェア構成に何ら手を加えることなく
実現できるという利点がある。

いづれにおいても、気筒流人空気量を数式的に予測する
ことが基本となるが、予測の基本モデルをどのように構
成するか、さらに実現象を基本モデルとの不一致をどの
ように吸収するかによって様々な気筒流人空気量の予測
方法が考えられる。

しかし、予測論理の基本構成は、第１図のごとく、統一
的に表わすことができる。

［作用コ 第１図に示すように、本発明の予測論理は、状態推定部
ｌｏｔと予測部１０２とから成る。状態推定部１０１で
は、予預す部１０２において必要となるｎ−１行程での
物理量、あるいはパラメータく のうち、計測惰きないものを対象特性モデルと、計測値
とによって推定する（ソフトウェア的と計測する）。こ
の具体的実現は１周知のカルマン・フィルター、オブザ
ーバ−理論など拡大適用することによって達成される。

予測部１０２においては、計測値、状態推定部によって
得られた推定値を初期値とし、気筒流入空気量の特性を
表わすモデル等によって、ｎ行程での気筒流入空気量を
予測する。ｎ行程での供給燃料量は、この気筒流人空気
量予測値と、目標空燃比から定めることができる。この
ような論理構成をとることにより、従来方式のごとく燃
料供給時点の両前での計測値を操作量（供給燃料量）決
定に用いるのではなく、計測値と対象特性知見とを総合
的に利用することによって、オンボード制御系では計測
できない物理量を推定・予測し、これを操作量決定に用
いることが可能となり、制御の論理構造を明確化でき、
制御論理を種々な型式のエンジンに容易に適合させるこ
とができると同時に、空燃比の制御性を高めることがで
きる。

［実施例コ 以下、本発明の詳細な説明する。第１図において示すよ
うにエンジンの状態を計測する手段として、マニホール
ド入口の空気流量計１．クランク角計８．排気ガス空燃
比計８が設置され、また、スロットル角計２．アクセル
ペダル角計３が設置され、エンジン電子制御装置にそれ
らの信号を入力し演算された結果をインジェクタ５９点
火装置６に指令し、制御する構成となっている。

ここで、第１図のエンジン系の記号を示しておくと次の
ようになる。

Ｑｑｒｙ：マニホールド流入空気量 Ｑ＋、ｈ：スロットル角 Ｑｑｒ、：アクセルペダル角 Ｑｆ　　：アクセルペダル角 Ｇｆ　　：燃料供給指令値 θｉ’ｌ　ｄ　ｖ　：点火時期 ｅＧｒ：燃料供給実行値 Ｎ２５　：空燃比計測値 Ｎ　：エンジン回転数 Ｔｒ：燃焼トルク Ｌ　：回転負荷 これらの記号は、第３図で示す対象の因果関係でも用い
る。

第３図に示した、対象特徴の因果関係を示す。

第３図は、１行程毎の対象エンジンの特性を示している
。左側項目は、主要な物理量を示し、各々が行程毎にど
のような動きをするかを表わしている。例えば、気筒流
人空気量Ｑ１，１は、行程毎に波うっているが、これは
気筒内ピストンの往復運動や吸入弁の運動で空気の脈動
が発生しているようすを示している。環境パラメータは
、気圧、気温等に依存するものであるから緩慢に変化す
る様子を示している。スロットル角は、ここでは行程ｎ
−１で開動作され始めていることがわかる。噴射量はイ
ンジェクタによって間欠的に噴射されていることを示し
ている。このように対象エンジンの動特性を表わす物理
量の変化を示した。図中の矢印は、起点を・印１行き先
を→として、各々の物理量の因果関係を示している。つ
まり、・印は→は先で示す物理量の変化の要因となると
いう意味を持つ。例えば、行程ｎのエンジン回転数Ｎ（
ｎ）は１行程ｎのエンジン回転数Ｎ（ｎ−１）と行程ｎ
の回転負荷Ｌ（ｎ）と行程ｎの燃焼トルクＴｒ（ｎ）が
要因で変化することを示している。この因果関係は、後
述する（４）式で示されるような関係式で表わせ。同様
に、矢印の先を示す行程ｎの気筒流人空気量Ｑ：ｎ（ｎ
）１行程ｎの燃焼トルクＴｒ（ｎ）、行程ｎ＋１の空燃
比計測値Ａ　／　Ｆ　（ｎ　＋２）は、各々矢印の起点
である・印を変化の要因として表わしている。また、噴
射量Ｇｆおよび点火時期Ｑ　Ｆｌ　ａ　ｖは、計測値に
基づいた演算の結果。

制御装置によって操作される量であるのでそれら矢印の
起点は、制御演算器（制御装置）である。

以下のようにモデル化できる（ｎは行程を表わす添字）
。

／に筒流入空気ｆ１： Ｑｔｎ（ｎ）＝ｆ（（Ｑｔｈ（τ）Ｉτεｅ（ｎ））。

Ｎ（ｎ）、Ｎ（ｎ−１）、　α（ｎ））ここに Ｑｔｈ（τ）：スロットル開度、τは行程ｎにおけるク
ランク角でありｅ（ｎ） はその定義域 α（ｎ）　　：緩慢に変化するパラメータ＋Ｎ（ｎ−１
）　　　　　　　　　　（４）ここに。

Δ（ｎ−１）：行程ｎ−１の所要時間 ■　　＝回転モーメント Ｔｒ（ｎ）：燃焼トルク Ｌ（ｎ）　　：回転負荷 燃焼トルク： Ｔｒ（ｎ）＝ｇ（Ｑ＊　ｎ（ｎ−２）、ｅ（ｎ−２）・
０ｒ（ｎ−２Ｌ　Ｎ（ｎ）。

ｆ）ｎ　ｄｖ（ｎ）、β（ｎ））　　　　（５）ここに
。

Ｏｒ　（ｎ　　２）　：行程ｎ−２における燃料供給指
令値 ｅ（ｎ−２）　　：行程ｎ−２における燃料供給実効値 θｎａｖ（ｎ）：行程ｎにおける点火時期β（ｎ）　　
　：緩慢に変化するパラメータ流量計計測値（行程積分
値）： Ｑｑ、ｙ（ｎ−１）＝ｈ（Ｑｉ、、（ｎ　　ｌ）。

（θｔ　ｈ　（ｖ）Ｉ　ｔ　Ｅ　ｅ（ｎ　−１）ＬＮ（
ｎ−１）、Ｎ（ｎ−２）。

γ（ｎ−１））　　　　　　（６） 二二に。

γ（ｎ−１）：緩慢に変化するパラメータ空燃比計測値
： Ａ／Ｆ、（ｎ−１）＝ｐ（Ｑｓ　ｎ（ｎ　　５）。

ａ（ｎ−ｓ）Ｇｒ（ｎ−５）） Ｇｒ（ｎ）＝Ｑ　＋　ｎ（ｎ／ｎ−１）／Ａ／Ｆ　（ｎ
）ここに、 Ａ／Ｆ（ｎ）：行程ｎにおける空燃比目標値△ Ｑ　ｊｎ　（ｎ　／ｎ−１）　：行程ｎ−１までの計測
摺報に基いて予測した行程ｎの 気筒流人空気量予測値 点火時期指令値： △ ０２　ｄｖ（ｎ）＝ｑ（Ｎ（ｎ／ｎ−１）。

Ｑｊ−（ｎ−２）。

ｅ（ｎ−２）Ｏｒ（ｎ−２）。

Ｔｒ　　（ｎ））　　　　　　　　　　（９）ここに、 △ Ｎ（ｎ／ｎ−１）：行程ｎ−１までの計測摺報に基いて
予測した行程ｎの 回転数予測値 Ｔｒ（ｎ）：目標トルり 上述のモデル式において、回転数Ｎは、１行程内におい
ても変化しうるが、ここではその代表値をとるものとす
る。これによる演算誤差の発生が、時間同期の積分を含
む（４）式において起こる可能性があるが、この場合に
は、（４）式の積分幅を小さくすればよい（但し、この
時には、燃焼トルクの発生パターンを点火時期をパラメ
ータとしてあらかじめ保持しておく必要がある。） 気筒流人空気量の予測の問題は、上述の（３）〜（９）
式のモデルに基づき、行程ｎ−１までに計測されている
スロットル開度（θｔ　）１　（τ）１τεθ（ｉ−１
））、回転数Ｎ（ｉ−１）、行程所要時間Δ（ｉ−１）
、１ｆｉＥ量計計測値Ｑ。Ｉｙ（ｉ−１）Ｔ空燃比計潤
値Ａ／Ｆア（ｉ−１）、燃料供給指令値Ｇｆ（ｉ−１）
、点火時期指令値θ８ｄｖ（１１）（ただしｉ≦ｎ）か
ら、行程ｎの気筒流入空気量の予△ 測値Ｑ１ゎ（ｎ／ｎ−１）を合理的に求めることである
。

（３）〜（９）式には、α、β、γ、ｅというパラメー
タが含まれており、これらを推定する必要がある。さら
に回転負荷りも実測できるものではない。しかし、これ
らは行程ごとに変化する物流量、と比較すると、大気圧
、大気温、壁温、マニホールド、流量計の汚れ、燃料供
給装置（インジェクタ）の詰り、燃料質に依存するもの
であるため緩慢にしか変化せず、一定値に近いと考えて
よい。

したがって、これらの時間的変動モデルとしては、Ｘ（
ｎ）＝Ｘ（ｎ−１）＋ｙ＋、（ｎ−１）　　　（１０）
ここに。

ｑ８：ランダム変数 という形でとらえることができる。

このように、制御系の挙動をモデル化すると、カルマン
・フィルターに代表される推定理論を適用することがで
きる。表現を簡単にするために、以下のようなベクトル
を導入する。

状態ｉ： ＤＣ（ｎ−１）＝［：Ｑ　ｓ　ｎ（ｎ−１）、Ｑ　ｓ　
ｎ（ｎ−２）。

Ｑ　＋　−（ｎ−３）、　Ｑ　＋　ｏ（ｎ−４）。

Ｑｊｎ（ｎ　　５）、Ｎ（ｎ−１）、Ｎ（ｎ　　２）。

Ａ　／　Ｆ　ｙ　（ｎ−１）　＋　Ｔ　ｒ　（ｎ　　ｌ
　）　＋α（ｎ−ＩＬ　β（ｎ−１）、γ（ｎ−１）。

ｅ（ｎ−３）、ｅ（ｎ−５）、Ｌ（ｎ−１）］外外部力
ニ ｕ（ｎ−１）＝［θ＊　ｈ（ｔＮ　ｔ　Ｅ　ｅ（ｎ）Ｌ
（θｔ、　ｈ　（τ）１τεｅ（ｎ−１））Δ（ｎ　−
１）、　Ｇ　ｒ　（ｎ　　３）。

０ｎｄｖ（ｎ　　１）］ 計測値： ｙ（ｎ　−１）＝［Ｎ（ｎ　−１）、　Ｑ　Ａ　、ｙ　
（ｎ　−１）。

Ａ　／　Ｆ　ｙ　（ｎ　　　　１　）コこれらのベクト
ルで（３）〜（１０）式をまとめて表現すると、 と表現できる（実際には系が非線形であるため状態ベク
トルはこのように単純には定められない。

ここでは、高次の揺れに対してはそれまでに得られてい
る推定値で代替することとしている）。第１図に示した
、状態推定は、推定理論によれば、次式 ％式％（１） を演算することによって達成される。ここに、Ｋは、推
定理論によって求められるゲイン行列である。

△ （１２）式は、ｏｃ（ｉｌｉ）に関して再帰的な構造に
なっているので、行程の進展に伴って、これを逐次演算
するだけで、それまでに計測されている活報を最大限に
利用した推定値を得ることができろ。

第１図に示した各部を説明する。第１図の状態推定部１
０１は、計測値（計測ベクトル）ｙ（ｎ−△ １）、計測ベクトル相当推定値ｙ（ｎ−１１ｎ−１）お
よび操作ベクトルｕ（ｎ−２）を入力し、（１２）式の
演算を行ない、エンジン状態ベクトル推定値ＤＣ（ｎ−
１１ｎ−１）を演算する。第１図のｗｌ側行列９は、　
（１１）式の第２式あるいは（１２）式中の第１次の中
の観測行列Ｈである。予測部１０２は、前△ 記エンジン状態ベクトル推定値ＤＣ（ｎ−Ｌｌｎ　−１
）と操作ベクトルｕ（ｎ−１）に基づき（１２）式の第
２式の演算を行ない（ここで１ｎｄｅｘ　ｎ　−２はｎ
Δ −１となる）エンジン状態予測ベクトルＤＣ（ｎｌｎ−
１）を予測する。操作量決定部１０３では、制御目標ベ
クトルＤＣになるように前記エンジン状態ベクトル推定
値とエンジン状態予測ベクトルを用いて操作ベクトルを
決定する。

気筒流人空気量を予測するには、（１１）式の一部であ
る（３）式および（１０）式（Ｘがαに対応）を用いれ
ばよいが、この中には１行程ｎでのスロットル開度が含
まれており、これは１行程ｎ−１においては未知である
。このために９次の方法のいず才しかをとる。

（１）傾向値から予測 スロットル開度は直線的に変化することが多いので、直
線予測をする。具体的には、次式％式％） θｔｈ（ｔｌｔ’）：時・刻ｔ′までの計測値を用いて
予測した時刻ｔでのス ロットル開度予測値 ｗ（０＋、　ｈ　（ｔ）＋Δｔｐ）：重みづけパラメー
タΔｔ：スロットル開度の計測サンプリング周期によっ
て予測する（予測値が上下限を越えた時は上下限値をそ
の上、用いる）。この予測値は１時間軸上の値であるの
で、これを（４）、（５）式によって定まる回転数予測
値Ｎ（ｎｌｎ−１）によってクランク角表現＜　Ｏｔ、
　ｈ　（τ）１τεθ（ｎ））に変換する。

（２）アクセルとスロットル間に遅れ要素を導入アクセ
ルとスロットルとは機構的に結合されている。この結合
に人間が感知できない程度に遅れ要素を導入し、アクセ
ル変化を検知し、結合伝送特性に基いてスロットル角を
予測するようにすれば予測のリード・タイムを稼げるこ
とになる。第１図の符号４のようにアクセルをスロット
ルの総合部に遅れ要素を導入する。完全遅れ要素を電気
的手段で実現すれば、スロットル角は、アクセル変位か
ら確実に予測することが可能になる。信頼性を重視する
と機械的手段で実現することが必須であるが、この場合
には完全遅れ要素を実現することが難しい。これに対応
するには、積分的な遅れを導入し、アクセル角自体を（
１３）式のごとき方法で予測すればよい。具体的には１
次式のようにアクセル角を予測し、 △ θａｒ、（ｔ＋Δｔｐｌｔ） Δｔ ＋０ｎｏ（ｔ）　　　　　　　　　　　（１４）ここに
、 △ ｏ　ｎ　ｒ、（ｔ　ｌ　ｔ’　）：時刻ｔ′までの計測
値を用いて予測した時刻ｔでのア クセル角 ｗ′　：　みづけパラメータ θ９ｏ：アクセル角覚測値 この結果を、次式のθａ。

θ　ｔｈ＝Ｇ（ｓ）θＦｉｌ”、　　　　　　　　　　
　（１５）ここに、Ｇ（ｓ）はアクセル角、スロットル
角伝達関数に代入することによってＯｆ、　ｈの予測値
を得ることができる。

以上の実施例の全体構成を第２図に示す。第２図におい
て、対象のエンジン系については第１図と同じであり、
第２図の符号１〜符号７も同じであるので説明は略す。

また第２図は、制御系の全体構成を示すものであるが基
本的な構造は第１図と同等である。第２図の比較要素２
００は、第１図の１０４と同じである。第２図の状態推
定部２０１は、計測した空燃比Ａ　／　Ｆ　ｙ、計測し
たエンジン回転数Ｎ、計測したマニホールド流の空気△ ｆｌｋ’Ｄｎ、ｙと、推定した空燃比Ａ／　Ｆ　ｙ　（
ｎ　　ｌ　ｌ△ ｎ−１）、推定回転数Ｎ（ｎ−１１ｎ−１）、推定△ 流入空気量θｎｗｙｃｎ　　ｌｌｎ　　１）を各々比較
したその偏差を入力し、操作量である燃料供給量Ｇ「、
点火時期ｏｎｄｖを入力する。これらの信号を用いて、
状態推定部２０１は、気筒流入空気△　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Δ量Ｑ　１ｎ（
ｎ−２１ｎ−１）、　　Ｑ　１ｎ（ｎ−１ｌ　　ｎ△ −１）、実効燃料供給率ｅ（ｎ−２Ｉ　ｎ−ＩＬ回△ 空燃比Ａ／Ｆ、、エンジン回転数Ｎ、マニホールド流入
空気量Ｑ　Ｑ　＊　５’を（１２）式に基づき推定する
。

スロットル角予測部２０３では、前記予測の傾向値から
の予測方法（１３）式に基づくか、あるいは、アクセル
とスロットル間に遅れ要素を導入して（１４）式および
（１５）式で予測するものである。気筒流人量Ｑ　ｉ　
ｎおよび回転数Ｎの予測部では、前記状態推定部より算
出されたスロットル予測値Ｑ？、　ｈ（ｎ　ｌ　ｎ−１
）、気筒流人空気量推定値Δ Ｑｎ　ｅ（ｎ　　１１　ｎ　　１））９回転負荷推定値
Ｌ（ｎ△ 一１Ｉｎ−１）、回転の推定値Ｎ（ｎ−１Ｉ　ｎ−１）
△　　　△ およびパラメータ推定値α、βを用いて、気筒流人空気
量Ｑ　（ｎ（ｎ　Ｉ　ｎ−１）ｅ　ｘンジン回転数へ Ｎ（ｎｌｎ−１）を予測する。燃料供給量、点火時期決
定部では、前記算出された情報を用いて、目標空燃比Ａ
／Ｆ　、　［標トルクＴｒとなるように（８）式、（９
）式を用いて燃料供給指令値ａｒ、点火時期０ＲｄＶを
決定する。ここで示した実施例　、は、これを規定する
数式からみても明らかなよう。

に、演算量が比較的大きい。したがって、小規模の演算
装置では実行不可能な場合がある。高回転時においては
１回転負荷に対してトルク慣性は大きいので、行程毎に
燃料供給量を算定せず、適切な行程サンプリングで算定
し、これをホールドして燃料供給指令値として供するこ
とができるが、低回転時ではトルク慣性が小さいため、
外乱ファクタである回転負荷の影響を強くうけ、行程毎
の燃料供給量の正確な算定が必要となってくる。小規模
の演算装置で、上述の実施例を実現するための簡易方式
について以下に述べる。

（１）回転数による簡易予測方式 気筒流入空気量Ｑｓ、（ｎ）は、スロットル角（８ｔ、
　ｈ　（ｒ）　ｌ　ｔ　ｉ　ｅ（ｉ））　、　回転数Ｎ
（ｉ）　（ｉ≦ｎ−１）によって基本的には決定される
という考え方に基づく方式である。具体的には。

Ｑ　ｓ　　ｎ　（ｎ）＝　ｆ　８＋（（θ＋、　ｈ　（
ｔ）Ｉ　ｔ　ｉ　ｅ（ｉ）ＬＮｂ）：　ｐ　Ｒ、ｌ　ｔ
≦ｎ　−１）　　　（１６）なる関数式ｆＦ＋１により
Ｑｔｏ（ｎ）を予測しようとするもので（Ｐ＊＋はパラ
メータ）、具体形式としては、 ＋Σ　Σｐ１１．θθやｈ（τｋ） ｋ　　τ ＋　ｐＦｌ　ｔｅ。　　　　　　　　　　（１７）があ
る。（１６）式ではパラメータｐＦｌ、が含まれている
が、これは実測値から以下のようにして推定し、この結
果を逐次利用してゆく。

オンボード制御系によって、気筒流人空気量を計測する
のは困難である。しかし、オフボード的には、計測可能
であり、これによって、空気量計測値Ｑ　Ｒ＋　Ｆ　＋
スロットル開度θ＋ｈ９回転数Ｎから関数式を次式のよ
うに求めることができる。

Ｑ　ｓ　　ｎ（ｉ）＝ｇ　ｑ＋ＱＦｌ、ｙ（ｉ）。

（Ｏｔ、　ｈ　（ｒ）ｌ　ｔ　　ｔ　ｅ（ｉ）１．　　
Ｎ（ｉ））ここに、Ｑ　（ｎはモデル式によって求めた
気筒流人空気量である。この式では、説明要因として、
同行程の計測値を用いているが、さらに、その前後行程
の計測値をつけ加えてもよい。

（１８）式のように、事後的に気筒流人空気量が算出で
きると、この結果を用いて が最小になるようにパラメータｐｑ＋を求める。

ここに、ρ（ｊ）は重みづけ関数である。ここで求めた
パラメータｐｑ＋に代入することにより、行程ｎでの気
筒流入量を求めることができる。（１６）式は、スロッ
トル開度を行程ｎ−１のものまで利用することとしてい
るが、行程ｎまで説明因子として含め、前述のスロット
ル開度予測方式によって求めた予測値を用いてもよい。

尚、（１９）式を最小とするパラメータｐ６．の算出は
、更帰的関数式で行なうことができるので、演算負荷は
大きくはならない。また、（１６）式においては、説明
因子として空気流量計測値Ｑｐｓ、−（ｉ）を加えても
よい。

これは、吸気管内空気の慣性効果を反映する上で有用で
ある。

排ガス空燃比センサの出入値は、燃料供給指令値Ｇｒ（
ｎ）に乗算した係数補正に用いる。これは空燃比が目櫻
値に保ち得ないのは、供給装置（インジェクタ）の詰り
ゃ、燃料質に依存するという考えに括づく。補正係数ｅ
（ｎ）は次式％式％（５） のどと＜　（Ｋｅは推定ゲイン）推定され、実燃料供給
指令は ｅ（ｎ）Ｇ　ｒ（ｎ）＝ｅ（ｎ）Ａ　／Ｆ（ｎ）／Ｑ（
ｎ（ｎ　　ｌ　　ｎ　　　１）　　　　（２１）と算出
される。

（２）トルク推定による簡易予測方式 本方式は、燃焼トルクが過去における気筒流入量推定値
、噴射量および点火時期から予測できることを利用して
、この結果から回転数の変動を予測し、さらにスロット
ル開度（予測値）を用いて気筒流入空気量を予測しよう
とするものである。

このために、各物理量に関するモデルを次のように定め
る。

気筒流人ｆｆｉ： Ｑ　１ｎ（ｎ）＝ｆ　ｑｐ（（Ｏｔ　ｈ（ｔ）ＩτＥθ
（ｎ）。

Ｎ　（ｎ））　　　　　　　　　　　（２２）■ ＋　Ｎ（ｎ　−１）　　　　　　　　　（２３）燃焼ト
ルク： Ｔｒ（ｎ）＝　ｇ　Ｒ１１（Ｑ　１１．（ｉ　−２）。

ｅ（ｎ−２）Ｇｒ（ｎ−２）。

Ｎ（ｎ−１）、　　θＦｌ　ｄｖ（ｎ））　　　（２４
）空燃比計測値： Ａ／Ｆｙ（ｎ−１）＝ｐ（Ｑｔ　ｎ（ｎ−５Ｌｅ　（ｎ
　−５）Ｇ　ｒ　（ｎ　−５））気筒流人量と空気流量
計測値との関係二〇　＋　ｎ（ｎ　　１）＝ｇ＊、（Ｑ
ｎ＊ｙＣｎ　　ＩＬ（θ、Ｉ、（τ）１τεθｑ（ｎ−
１）。

Ｎ（ｎ　　１））　　　　　　　（２６）Ｍｒｔ密なモ
デル式に基いた方法と本方法との相違は、（２２）式は
気筒流人量の予測のみに用い空気流量計測値との関係づ
けは（２６）式を用いること、方程式系を極力差分形式
にし、同時方程式を解くことを不要としていること、指
定すべきパラメータを受荷りと供給実効値ｅのみにし推
定負荷を軽減している点にある。これらの方程式系に基
づく指定、予測は前述の方法と同時にして行なうことが
できる。

以上、実施例を記載したが、制御系においては冷却水温
Ｔ％Ｉを計測している場合が多い。したがって、モデル
式中に含まれるパラメータをＴｗの関数式もしくはテー
ブルであらかじめ設定しておくことは、推定負荷を低減
する上で有用である。

第４図に、第１図の処理をマイクロプロセッサなどで実
行するときの処理手順のフローチャートを示す。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来の制御論理が定常時対応の構成と
なっており、過渡時においては、状況対応的に補正が加
えられていたのに対し、動的な物理構造に基いて論理が
構築されているので。

（１）種々な型式のエンジンに対して制御論理を適令さ
せる上で５０％以上の期間が、過渡時補正方式の開発に
費されていたのに対し、論理構造が明確なためこの期間
を大幅に削減することができる。

（２）論理そのものが動的な現象に基いて組立てられて
いるので、定常時、過渡時の全領域にわたって制御性能
が高く、かつ、現状では不可能であった過渡的に対する
制御論理のオンボード適応が可能となるという効果があ
る。

構成図、第３図は、エンジン制御に関する物理量および
計測、制御のタイミング・チャート、第４図は第１図の
制御をマイクロプロセッサなどで実行するときの制御手
順を示すフローチャートである。

７・−＼、 代理人　弁理士　小川勝男（、） 叉− 第７図 ず゛　争゛１４邪Ｊ〒７（り）九／ μ゛第４γＡ７）＋Ｖ 第３目 第４圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジン状態の計測手段と、燃料供給量の算出手段
   と、燃料供給手段とを有する自動車エンジン燃料供給シ
   ステムにおいて、エンジン状態の計測値から次行程にお
   いて気筒に流入する空気量を予測し、該予測された空気
   量と所定の空燃比目標値から次行程において供給すべき
   燃料量を算出することを特徴とするフィードフォワード
   型燃料供給方式。 ２、第１項記載の空気量予測において、少くともスロッ
   トル開度を回転数の過去値から空気量を予測する関数式
   を持ち、該関数式のパラメータを、マニホールド入口空
   気流量、スロットル開店、回転数の過去値から推定して
   用いることを特徴とするフィードフォワード型燃料供給
   方式。 ３、第１項記載の空気量予測において、少くともスロッ
   トル開度と回転数と空気量とを関係づける関数式を持ち
   、回転数の１行程先の値は、少くとも現在までの回転数
   計測値、および、燃焼トルク、回転負荷の推定値から上
   記関数式に従って予測し、さらに該関数式に含まれる回
   転負荷は、回転数計測値、理論燃焼トルクから逐次推定
   して用いることを特徴とするフィードフォワード型燃料
   給供方式。 ４、第１項記載の空気量予測において、スロットル開度
   と回転数と空気量とを関係づける関数式と、燃焼トルク
   と回転負荷から回転数を関係づける関数式と、空気量、
   燃料供給量、回転数、点火時期から燃焼トルクを関係づ
   ける関数式と、空気量、スロットル開度、回転数とマニ
   ホールド入口空気流量とを関係づける関数式を少くとも
   持ち、空気量、回転負荷および各関数式に含まれるパラ
   メータ値を各関数式および計測値に基いて推定し、さら
   に各関数式により空気量を予測することを特徴とするフ
   ィードフォワード型燃料供給方式。 ５、第１項記載の空気量予測において、アクセル・ペダ
   ル角とスロットル開度とを一定値以上の時定数を持の既
   知の伝達特性で結合し、アクセル・ペダル角の検出量か
   らスロットル開度を予測して、空気量予測を行なうこと
   を特徴とするフィードフォワード型燃料供給方式。 ６、第２項から第５項までのいづれか１項記載の空気量
   予測において、上記各関数式に含まれるパラメータを排
   気ガス空燃比センサの出力値をも用いて補正することを
   特徴とするフィードフォワード型燃料供給方式。