JP2017172461A - Control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置に関し、特に、入力値と制御値との関係を定めたマップを検索して制御値を求める、パワーユニットの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device, and more particularly to a power unit control device that searches a map that defines a relationship between an input value and a control value to obtain a control value.
車両を駆動する例えばエンジン(パワーユニット)の制御では、運転状態(例えば、エンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度等々)を各種センサで検出し、そのセンサ値(入力値)を用いて、予め設定されて記憶されているマップ(センサ値と制御値との関係を定めたマップ(ルックアップテーブル))を検索することにより、エンジンの制御値(例えば、燃料噴射量、点火時期等々)を求める手法が広く用いられている。 In the control of an engine (power unit) that drives a vehicle, for example, the operating state (for example, engine speed, intake air amount, throttle opening, etc.) is detected by various sensors, and the sensor value (input value) is used in advance. An engine control value (for example, fuel injection amount, ignition timing, etc.) is obtained by searching a map that has been set and stored (a map that defines the relationship between the sensor value and the control value (lookup table)). The method is widely used.
ところで、例えば、同一環境下で全運転領域のマップデータを計測(取得)できない場合や、入力値と制御値との関係の非線形性が強い場合など、一つのマップですべての制御値を表現することが困難な場合がある。このような場合に、従来では、一つのマップを複数のマップに分割し、その複数のマップを例えば所定の入力値(パラメータ)に応じて切り替えて使用することが行われている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, for example, when the map data of the entire operation region cannot be measured (acquired) under the same environment, or when the nonlinearity of the relationship between the input value and the control value is strong, all the control values are expressed by one map. It can be difficult. In such a case, conventionally, one map is divided into a plurality of maps, and the plurality of maps are used by switching according to, for example, a predetermined input value (parameter) (for example, patents). Reference 1).
しかしながら、従来の技術では、一般的に、上下限値でマップの境界が画定されているため、境界が矩形(軸と平行)になり、例えば所定の入力値(パラメータ)に基づいて、複数のマップの中から最も適したマップを選択しようとした場合に、最近傍でないマップ、すなわち最適でないマップを選択するおそれがあった。特に、例えば、入力値がマップの設定領域の外郭(境界)の外側に位置する場合や、2以上のマップの共有領域内に位置する場合には、複数のマップの中から、最適なマップを必ずしも選択できるとは限らなかった。 However, in the conventional technique, since the boundary of the map is generally defined by the upper and lower limit values, the boundary is rectangular (parallel to the axis), and, for example, based on a predetermined input value (parameter), a plurality of When trying to select the most suitable map from the maps, there is a possibility of selecting a map that is not the nearest neighbor, that is, a non-optimal map. In particular, for example, when the input value is located outside the outline (boundary) of the map setting area, or when the input value is located within a shared area of two or more maps, an optimal map is selected from a plurality of maps. It was not always possible to choose.
また、近年、排気ガス規制(エミッション規制)や燃費向上要求等からエンジンに付加される制御デバイスが増加し、かつ、トレードオフの関係にあるエンジン性能、排気ガス、燃費、信頼性等の間の最適な制御値を求める必要から、制御がますます複雑になってきており、上述したマップも、例えば5次元、6次元といったように多次元化されてきている。そのような状況においては、複数のマップの中から一つのマップを選択する際に、マップの選択に複雑な条件分岐処理などが必要になることがあるため、そのような複雑な条件分岐処理などを要することなく、より適切なマップを選択することのできる技術が要望されていた。 In recent years, the number of control devices added to engines has increased due to exhaust gas regulations (emission regulations), fuel efficiency improvement requirements, etc., and there are trade-offs between engine performance, exhaust gas, fuel economy, reliability, etc. The control is becoming more and more complicated due to the need to obtain an optimum control value, and the above-described map is also multidimensionalized, for example, 5 dimensions and 6 dimensions. In such a situation, when selecting one map from multiple maps, it may be necessary to perform complex conditional branch processing etc. to select the map. There has been a demand for a technique capable of selecting a more appropriate map without requiring a cost.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、マップが複数のマップに分割されている場合に、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能な制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When a map is divided into a plurality of maps, a complicated conditional branch process or the like is not required, and control can be performed from a plurality of maps. It is an object to provide a control device capable of selecting a more appropriate map.
本発明に係る制御装置は、パワーユニットの運転状態を示すパラメータの入力値を取得する検出手段と、入力値と制御値との関係を定めた複数のマップを予め記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されている複数のマップそれぞれについて、検出手段により取得された入力値に対する制御値、及び該制御値の誤差を取得する誤差取得手段と、誤差取得手段により取得された誤差に基づいて、複数のマップの中から、使用するマップを選択するマップ選択手段と、マップ選択手段により選択されたマップの制御値を、パワーユニットの制御値として採用する制御値確定手段とを備えることを特徴とする。 A control device according to the present invention includes a detection unit that acquires an input value of a parameter that indicates an operating state of a power unit, a storage unit that stores in advance a plurality of maps that define the relationship between the input value and the control value, and a storage unit For each of the stored maps, a plurality of control values for the input value acquired by the detection means, an error acquisition means for acquiring an error of the control value, and a plurality of errors based on the error acquired by the error acquisition means Map selection means for selecting a map to be used from among the maps, and control value determination means for adopting the control value of the map selected by the map selection means as the control value of the power unit.
本発明に係る制御装置によれば、複数のマップそれぞれについて、入力値に対する制御値、及び該制御値の誤差が取得され、その誤差に基づいて、使用されるマップが選択される。そのため、例えば、誤差が最も小さい制御値を持つマップを選択することができる。その結果、マップが複数のマップに分割されている場合に、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能となる。 According to the control device of the present invention, a control value for an input value and an error of the control value are acquired for each of a plurality of maps, and a map to be used is selected based on the error. Therefore, for example, a map having a control value with the smallest error can be selected. As a result, when the map is divided into a plurality of maps, it is possible to select a more appropriate map from the plurality of maps without requiring a complicated conditional branching process or the like.
その際に、上記誤差は、統計モデルを用いてマップを記述した場合における制御値のばらつきであることが好ましい。 In that case, it is preferable that the said error is a dispersion | variation in the control value at the time of describing a map using a statistical model.
この場合、上記誤差が、統計モデルを用いてマップを記述した場合における制御値のばらつき、すなわち、マップを作成する際の測定に含まれるばらつき(測定値の分散や歪み度など)であるため、これらのばらつきを考慮して、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能となる。また、統計モデルを用いてマップを記述しているため、マップを生成する際のばらつき(測定値の分散や歪み度など)を適切に取り扱うことができる。 In this case, since the error is a variation in the control value when the map is described using a statistical model, that is, a variation included in the measurement at the time of creating the map (dispersion of measurement value, degree of distortion, etc.) In consideration of these variations, it is possible to select a more appropriate map in terms of control from among a plurality of maps. Further, since the map is described using a statistical model, it is possible to appropriately handle variations (such as dispersion of measured values and degree of distortion) when the map is generated.
本発明に係る制御装置では、検出手段が、複数のパラメータの入力値を取得し、記憶手段が、複数のパラメータの入力値と一以上の制御値との関係を定めた2次元以上の複数のマップを予め記憶し、誤差取得手段が、複数のパラメータの入力値に対する制御値、及び該制御値の誤差を取得することが好ましい。 In the control device according to the present invention, the detection means acquires the input values of a plurality of parameters, and the storage means defines a plurality of two-dimensional or more plurality of values that define the relationship between the input values of the plurality of parameters and one or more control values. Preferably, the map is stored in advance, and the error acquisition means acquires control values for the input values of a plurality of parameters and errors of the control values.
この場合、複数のパラメータの入力値に対する制御値、及び該制御値の誤差が取得されるため、各マップが2次元以上の多次元マップであったとしても、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能となる。 In this case, since control values for the input values of a plurality of parameters and errors of the control values are acquired, even if each map is a two-dimensional or more multi-dimensional map, complicated conditional branch processing or the like is required. Instead, it is possible to select an appropriate map from a plurality of maps in terms of control.
本発明に係る制御装置は、検出手段により取得された入力値と、記憶手段に記憶されている複数のマップそれぞれの設定領域の外郭との距離を求める距離取得手段をさらに備え、マップ選択手段が、誤差が所定値未満の場合には、該誤差に基づいて、複数のマップの中から、使用するマップを選択し、誤差が所定値以上の場合には、上記距離に基づいて、複数のマップの中から、使用するマップを選択することが好ましい。 The control device according to the present invention further includes distance acquisition means for obtaining a distance between the input value acquired by the detection means and the outline of each setting area of the plurality of maps stored in the storage means, and the map selection means includes If the error is less than a predetermined value, a map to be used is selected from a plurality of maps based on the error, and if the error is greater than or equal to a predetermined value, a plurality of maps are selected based on the distance. It is preferable to select a map to be used.
この場合、入力値と複数のマップそれぞれの設定領域の外郭との距離を求める距離取得手段がさらに備えられており、上記誤差が所定値未満の場合には、該誤差に基づいて使用するマップが選択され、誤差が所定値以上の場合には、上記距離に基づいて使用するマップが選択される。そのため、誤差が所定値未満の場合には、例えば、誤差が最も小さい制御値を持つマップを選択することができ、一方、誤差が所定値以上のときには、例えば、入力値が外殻(境界)の内側にある場合には距離がより長いマップを選択し、入力値が外殻の外側にあるときには距離がより短いマップを選択することができる。その結果、マップが複数のマップに分割されている場合に、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップ(最適なマップ)を選択することが可能となる。 In this case, distance acquisition means for obtaining the distance between the input value and the outline of the setting area of each of the plurality of maps is further provided. If the error is less than a predetermined value, a map to be used based on the error is obtained. If the selected error is equal to or greater than a predetermined value, a map to be used is selected based on the distance. Therefore, when the error is less than a predetermined value, for example, a map having a control value with the smallest error can be selected. On the other hand, when the error is greater than or equal to a predetermined value, for example, the input value is an outer shell (boundary). If the input value is outside the outer shell, a map having a shorter distance can be selected. As a result, when the map is divided into multiple maps, it is possible to select an appropriate map (optimal map) from among multiple maps without requiring complicated conditional branching processing. It becomes.
特に、本発明に係る制御装置では、検出手段が複数のパラメータの入力値を取得し、記憶手段が、複数のパラメータの入力値と一以上の制御値との関係を定めた2次元以上の複数のマップを予め記憶し、距離取得手段が、複数のパラメータの入力値と、複数のマップそれぞれの設定領域の外郭との距離を求めることが好ましい。 In particular, in the control device according to the present invention, the detection means acquires the input values of a plurality of parameters, and the storage means has a plurality of two-dimensional or more that defines the relationship between the input values of the plurality of parameters and one or more control values. Preferably, the map is stored in advance, and the distance acquisition means obtains the distance between the input values of the plurality of parameters and the outline of the setting area of each of the plurality of maps.
この場合、複数のパラメータの入力値(入力ベクトル)と複数のマップそれぞれの設定領域の外郭(境界)との距離が求められるため、各マップが2次元以上の多次元マップであったとしても、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することができる。 In this case, since the distance between the input values (input vectors) of the plurality of parameters and the outline (boundary) of the setting area of each of the plurality of maps is obtained, even if each map is a multidimensional map of two or more dimensions, A map suitable for control can be selected from a plurality of maps without requiring a complicated conditional branching process or the like.
本発明に係る制御装置では、入力値と複数のマップそれぞれとの距離を求める際に、距離取得手段が、入力値とマップの設定領域の外郭との距離に、該設定領域の外郭の内側を「−」、該設定領域の外郭の外側を「+」とする符号を付加した、符号付距離を求め、マップ選択手段が、符号付距離がもっとも小さいマップを選択することが好ましい。 In the control device according to the present invention, when obtaining the distance between the input value and each of the plurality of maps, the distance acquisition means sets the distance between the input value and the outline of the setting area of the map to the inside of the outline of the setting area. It is preferable that a signed distance is obtained by adding “−” and a sign “+” outside the outline of the setting area, and the map selecting unit selects a map having the smallest signed distance.
このようにすれば、制御値の誤差が大きい場合であっても、入力値と各マップの設定領域の外郭との距離(符号付距離)を求めるだけで、複数のマップの中からより適切なマップを選択することができる。 In this way, even if the error of the control value is large, it is possible to obtain a more appropriate one from a plurality of maps by simply obtaining the distance (signed distance) between the input value and the outline of the setting area of each map. A map can be selected.
一方、本発明に係る制御装置では、入力値と複数のマップそれぞれとの距離を求める際に、距離取得手段が、入力値とマップの設定領域の外郭との距離に、該設定領域の外郭の内側を「+」、該設定領域の外郭の外側を「−」とする符号を付加した、符号付距離を求め、マップ選択手段が、符号付距離がもっとも大きいマップを選択することも好ましい。 On the other hand, in the control device according to the present invention, when obtaining the distance between the input value and each of the plurality of maps, the distance acquisition means sets the distance between the input value and the outline of the map setting area to the distance of the outline of the setting area. It is also preferable that a signed distance is obtained by adding a sign “+” on the inner side and “−” on the outer side of the outline of the setting area, and the map selecting unit selects a map having the largest signed distance.
このようにしても、制御値の誤差が大きい場合に、入力値と各マップの設定領域の外郭との距離(符号付距離)を求めるだけで、複数のマップの中からより適切なマップを選択することができる。 Even in this case, if the control value error is large, a more appropriate map can be selected from multiple maps simply by calculating the distance (signed distance) between the input value and the outline of the setting area of each map. can do.
本発明に係る制御装置では、上記複数のマップそれぞれの設定領域の外郭の形状が矩形でないことが好ましい。 In the control device according to the present invention, it is preferable that the outer shape of the setting area of each of the plurality of maps is not rectangular.
このようにすれば、複数のマップそれぞれが、設定領域の外郭の形状が矩形でない(すなわち非線形の)マップであっても、複数のマップの中から制御上より好ましいマップを選択することができる。 In this way, even if each of the plurality of maps is a map whose outline of the setting area is not rectangular (that is, non-linear), a map that is more preferable in terms of control can be selected from the plurality of maps.
本発明に係る制御装置では、上記複数のマップそれぞれの設定領域の外郭が統計モデルを用いて数式化されていることが好ましい。 In the control device according to the present invention, it is preferable that the outline of the setting area of each of the plurality of maps is formulated using a statistical model.
この場合、設定領域の外郭(計測領域の境界)が統計モデル化されているため、各マップの外郭が非線形な形状であったとしても、該外郭を適切に画定することができる。よって、入力値と各マップの設定領域の外郭(境界)との距離を正確に求めることができるため、入力値に最も近いマップを的確に選択することができる。 In this case, since the outline of the set area (the boundary of the measurement area) is statistically modeled, the outline can be appropriately defined even if the outline of each map has a non-linear shape. Therefore, since the distance between the input value and the outline (boundary) of the setting area of each map can be obtained accurately, the map closest to the input value can be selected accurately.
本発明によれば、マップが複数のマップに分割されている場合に、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能となる。 According to the present invention, when a map is divided into a plurality of maps, an appropriate map can be selected from a plurality of maps without requiring complicated conditional branch processing or the like. .
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、特に区別する必要がある場合を除いて、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are used for the same or corresponding parts in the drawings, unless otherwise required. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
まず、図1及び図2を併せて用いて、第1実施形態に係る制御装置1の構成について説明する。ここで、図1は、制御装置1の構成、及び制御装置1が適用されたエンジン10の構成を示す図である。また、図2は、制御装置1が有するエンジン吸入空気推定量を求める制御モデルの一例を示す図である。
(First embodiment)
First, the structure of the control apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment is demonstrated using FIG.1 and FIG.2 collectively. Here, FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the control device 1 and a configuration of the
エンジン10は、例えば水平対向型の4気筒ガソリンエンジンである。また、エンジン10は、シリンダ内(筒内)に燃料を直接噴射する筒内噴射式のエンジンである。エンジン10では、エアクリーナ16から吸入された空気が、吸気管15に設けられた電子制御式スロットルバルブ(以下、単に「スロットルバルブ」ともいう)13により絞られ、インテークマニホールド11を通り、エンジン10に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナ16から吸入された空気の量は、エアクリーナ16とスロットルバルブ13との間に配置されたエアフローメータ14により検出される。また、インテークマニホールド11を構成するコレクター部(サージタンク)の内部には、インテークマニホールド11内の圧力(吸気マニホールド圧力)を検出するバキュームセンサ30が配設されている。さらに、スロットルバルブ13には、該スロットルバルブ13の開度を検出するスロットル開度センサ31が配設されている。
The
シリンダヘッドには、気筒毎に吸気ポート22と排気ポート23とが形成されている(図1では片バンクのみ示した)。各吸気ポート22、排気ポート23それぞれには、該吸気ポート22、排気ポート23を開閉する吸気バルブ24、排気バルブ25が設けられている。吸気バルブ24を駆動する吸気カム軸と吸気カムプーリとの間には、吸気カムプーリと吸気カム軸とを相対回動してクランク軸10aに対する吸気カム軸の回転位相(変位角)を連続的に変更して、吸気バルブ24のバルブタイミング(開閉タイミング)を進遅角する可変バルブタイミング機構26が配設されている。この可変バルブタイミング機構26により吸気バルブ24の開閉タイミングがエンジン運転状態に応じて可変設定される。
In the cylinder head, an
同様に、排気カム軸と排気カムプーリとの間には、排気カムプーリと排気カム軸とを相対回動してクランク軸10aに対する排気カム軸の回転位相(変位角)を連続的に変更して、排気バルブ25のバルブタイミング(開閉タイミング)を進遅角する可変バルブタイミング機構27が配設されている。この可変バルブタイミング機構27により排気バルブ25の開閉タイミングがエンジン運転状態に応じて可変設定される。
Similarly, between the exhaust cam shaft and the exhaust cam pulley, the exhaust cam pulley and the exhaust cam shaft are relatively rotated to continuously change the rotation phase (displacement angle) of the exhaust cam shaft with respect to the
エンジン10の各気筒には、シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ12が取り付けられている。インジェクタ12は、高圧燃料ポンプ(図示省略)により加圧された燃料を各気筒の燃焼室内へ直接噴射する。
Each cylinder of the
また、各気筒のシリンダヘッドには、混合気に点火する点火プラグ17、及び該点火プラグ17に高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイル21が取り付けられている。エンジン10の各気筒では、吸入された空気とインジェクタ12によって噴射された燃料との混合気が点火プラグ17により点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管18を通して排出される。
A
排気管18の集合部の下流かつ排気浄化触媒20の上流には、空燃比センサ19が取り付けられている。空燃比センサ19としては、排気ガス中の酸素濃度、未燃ガス濃度に応じた信号(すなわち混合気の空燃比に応じた信号)を出力でき、空燃比をリニアに検出することができるリニア空燃比センサ(LAFセンサ)が用いられる。
An air-
LAFセンサ19の下流には排気浄化触媒20が配設されている。排気浄化触媒20は三元触媒であり、排気ガス中の炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)の酸化と、窒素酸化物(NOx)の還元を同時に行い、排気ガス中の有害ガス成分を無害な二酸化炭素(CO2)、水蒸気(H2O)及び窒素(N2)に清浄化するものである。
An
排気管18には、エンジン10から排出された排気ガスの一部を、エンジン10のインテークマニホールド11に再循環させる排気ガス再循環装置(以下「EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置」という)40が設けられている。EGR装置40は、エンジン10の排気管18とインテークマニホールド11とを連通するEGR配管41、及びEGR配管41上に介装され、排気ガス還流量(EGR流量)を調節するEGRバルブ42を有している。EGRバルブ42は、エンジン10の運転状態に応じて、後述する電子制御装置50によって開度(EGRSTP)が制御される。
The
上述したエアフローメータ14、LAFセンサ19、バキュームセンサ30、スロットル開度センサ31に加え、エンジン10のカムシャフト近傍には、エンジン10の気筒判別を行うためのカム角センサ32が取り付けられている。また、エンジン10のクランクシャフト10a近傍には、クランクシャフト10aの回転位置を検出するクランク角センサ33が取り付けられている。ここで、クランクシャフト10aの端部には、例えば、2歯欠歯した34歯の突起が10°間隔で形成されたタイミングロータ33aが取り付けられており、クランク角センサ33は、タイミングロータ33aの突起の有無を検出することにより、クランクシャフト10aの回転位置を検出する。カム角センサ32及びクランク角センサ33としては、例えば電磁ピックアップ式のものなどが用いられる。
In addition to the
これらのセンサは、電子制御装置(以下「ECU」という)50に接続されている。さらに、ECU50には、エンジン10の冷却水の温度を検出する水温センサ34、潤滑油の温度を検出する油温センサ35、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサ36、及び、車両の速度を検出する車速センサ37等の各種センサも接続されている。なお、エンジン10の運転状態を示すセンサ値(パラメータ値)を取得する上記各種センサは、特許請求の範囲に記載の検出手段として機能する。
These sensors are connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 50. Further, the
ECU50は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM、バッテリ等によってその記憶内容が保持されるバックアップRAM、及び入出力I/F等を有して構成されている。また、ECU50は、インジェクタ12を駆動するインジェクタドライバ、点火信号を出力する出力回路、及び、電子制御式スロットルバルブ13を開閉する電動モータ13aを駆動するモータドライバ等を備えている。
The
ECU50では、カム角センサ32の出力から気筒が判別され、クランク角センサ33の出力から回転角速度およびエンジン回転数が求められる。また、ECU50では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、吸気管負圧、アクセルペダル開度、混合気の空燃比、及びエンジン10の水温や油温等の各種情報が取得される。そして、ECU50は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、及び、スロットルバルブ13やEGRバルブ42等の各種デバイスを制御することによりエンジン10を総合的に制御する。
In the
特に、ECU50は、上記各種デバイス等の制御値(制御指示値)を求める際に、マップが複数のマップに分割されている場合に、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択する機能を有している。そのため、ECU50は、記憶部51、制御値・誤差取得部521、マップ選択部531、及び制御値確定部541を機能的に備えている。ECU50では、ROM等に記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、記憶部51、制御値・誤差取得部521、マップ選択部531、及び、制御値確定部541の各機能が実現される。
In particular, when the
記憶部51は、上述したROM等により構成され、一又は複数のパラメータの入力値と一以上の制御値との関係を定めた複数に分割されたマップ(例えば、後述するエンジンダイナモメータ(EDM)の計測結果を元に生成された中高負荷マップ、及びシャシダイナモメータ(CDM)の計測結果を元に生成された低負荷マップ等)を予め記憶する。すなわち、記憶部51は、特許請求の範囲に記載の記憶手段として機能する。なお、マップとしては、例えば統計モデルを用いて記述(表現)されたものを好適に用いることができる(詳細は後述する)。また、マップが作成される際に、その設定領域の外郭も画定される。
The
ここで、記憶部51に記憶されている複数に分割されたマップ(例えば中高負荷マップ及び低負荷マップ)に含まれる一つのマップの例を図3に示す。図3に示されたマップは、エンジン回転数NE(rpm)、スロットル開度THR(deg)、吸気バルブタイミングVTR(deg)、及びEGRバルブ開度EGRSTPとエンジン吸入空気推定量GN’(g/rev)との関係を定めた4次元のマップである。なお、図3では、EGRバルブ開度EGRSTPを固定したときの3次元形状(Boundary Model)を示している。
Here, an example of one map included in a plurality of divided maps (for example, a medium / high load map and a low load map) stored in the
また、図3に示されたマップの散布図行列とBoundary Modelを図4に示す。図4に示される散布図行列は、EGRバルブ開度EGRSTP、エンジン回転数NE、スロットル開度THR、及び吸気バルブタイミングVTRの中から2つの入力(パラメータ)を選んで、計測点を2次元平面に投影したものである。なお、散布図行列中の黒点は計測点を示している。また、図3、図4に示されるように、このマップの設定領域(計測領域)の外郭(以下、単に「マップの外郭」ともいう)の形状は、矩形ではなく非線形になっている。本実施形態では、マップの設定領域(計測領域)の外郭を統計モデルを用いて数式化した。 FIG. 4 shows the scatter diagram matrix and Boundary Model of the map shown in FIG. In the scatter diagram matrix shown in FIG. 4, two inputs (parameters) are selected from the EGR valve opening EGRSTP, the engine speed NE, the throttle opening THR, and the intake valve timing VTR, and the measurement points are displayed in a two-dimensional plane. It is a projection. In addition, the black point in a scatter diagram matrix has shown the measurement point. As shown in FIGS. 3 and 4, the outline of the map setting area (measurement area) (hereinafter also simply referred to as “map outline”) is not rectangular but nonlinear. In the present embodiment, the outline of the map setting area (measurement area) is mathematically expressed using a statistical model.
制御値・誤差取得部521は、複数のマップ(例えば中高負荷マップ及び低負荷マップ)それぞれについて、取得された一又は複数のパラメータの入力値(例えば、上述したエンジン回転数NE、スロットル開度THR、吸気バルブタイミングVTR、及びEGRバルブ開度EGRSTP)を用いてマップ検索を行い、制御値(例えば、上述したエンジン吸入空気推定量GN’)を取得するとともに、該制御値の誤差(%)を求める。すなわち、制御値・誤差取得部521は、特許請求の範囲に記載の誤差取得手段として機能する。制御値・誤差取得部521により取得された誤差は、マップ選択部531に出力される。
The control value /
ここで、上記誤差は、統計モデルを用いてマップ(例えば、上述した中高負荷マップ及び低負荷マップ)を記述した場合における制御値(例えば、上述したエンジン吸入空気推定量GN’)のばらつきである。すなわち、マップを作成する際の測定に含まれるばらつき(例えば、測定値の分散や歪み度など)である。 Here, the error is a variation in a control value (for example, the estimated engine intake air amount GN ′ described above) when a map (for example, the medium / high load map and the low load map described above) is described using a statistical model. . That is, it is a variation included in the measurement when creating the map (for example, dispersion of measured values, degree of distortion, etc.).
制御値の誤差は、例えば、代替推定法(Resubstitution estimate)、テストサンプル法(Test sample estimate)、又は交差検証法(n−flod cross−validation estimate)などの方法を用いて算出することが好ましい。例えば、代替推定法を用いる場合には、まず初めに、予め計測された点群の入力値と出力値(制御値)との関係がモデル化(マップ化)される。その後、作成されたマップに入力値が入力され、出力(制御値)が取得される。そして、得られた出力(制御値)と予め計測された出力値の比が当該出力(制御値)の誤差とされる。 The error of the control value is preferably calculated using, for example, a method such as an alternative estimation method, a test sample method, or an n-flood cross-validation method. For example, when using an alternative estimation method, first, the relationship between the input value and output value (control value) of a point group measured in advance is modeled (mapped). Thereafter, an input value is input to the created map, and an output (control value) is acquired. The ratio between the obtained output (control value) and the output value measured in advance is taken as the error of the output (control value).
ここで、2つのマップ(マップA,マップB)それぞれにおける実験計測値と制御値の誤差との関係の一例を図5に示す。図5の横軸はマップ検索値(制御値)であり、縦軸は実験計測値である。図5に破線で示されるように、マップAでは、実験計測値のばらつき(誤差)が紡錘形に(すなわち、マップ検索値(制御値)の増大に対して、ばらつき(誤差)が一旦拡大した後収束するように)分布している。一方、マップBでは、図5に一点鎖線で示されるように、実験計測値のばらつき(誤差)が略扇形に(すなわち、マップ検索値(制御値)の増大に対して、ばらつき(誤差)が単調増加するように)分布している。 Here, an example of the relationship between the experimental measurement value and the control value error in each of the two maps (Map A and Map B) is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 5 is the map search value (control value), and the vertical axis is the experimental measurement value. As shown by a broken line in FIG. 5, in the map A, the variation (error) of the experimental measurement value is spindle-shaped (that is, after the variation (error) is temporarily increased with respect to the increase of the map search value (control value). Distributed to converge). On the other hand, in the map B, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 5, the variation (error) of the experimental measurement value is substantially fan-shaped (that is, the variation (error) increases as the map search value (control value) increases. Distributed in a monotonically increasing manner).
次に、上述した2つのマップ(マップA,マップB)それぞれにおいて、同一の入力値について取得された制御値(図5中のx1,x2)、及び該制御値に対する誤差の一例を図6に示す。図6に示されるように、制御値x1の誤差(ばらつき)は、「マップAの制御値x1の誤差>マップBの制御値x1の誤差」となる。なお、この場合には、より誤差の少ないマップBの制御値x1が選択される(詳細は後述する)。同様に、制御値x2の誤差(ばらつき)は、「マップAの制御値x2の誤差<マップBの制御値x2の誤差」となる。なお、この場合には、より誤差に少ないマップAの制御値x2が選択される(詳細は後述する)。 Next, in each of the two maps (map A and map B) described above, an example of control values (x1, x2 in FIG. 5) acquired for the same input value and an error with respect to the control value are shown in FIG. Show. As shown in FIG. 6, the error (variation) of the control value x1 is “the error of the control value x1 of the map A> the error of the control value x1 of the map B”. In this case, the control value x1 of the map B with less error is selected (details will be described later). Similarly, the error (variation) of the control value x2 is “the error of the control value x2 of the map A <the error of the control value x2 of the map B”. In this case, the control value x2 of the map A with less error is selected (details will be described later).
図1に戻り、説明を続ける。マップ選択部531は、制御値・誤差取得部521により取得された制御値の誤差に基づいて、複数のマップの中から、制御に使用するマップを選択する。その際に、マップ選択部531は、制御値の誤差がもっとも小さいマップを選択する。すなわち、マップ選択部531は、特許請求の範囲に記載のマップ選択手段として機能する。なお、マップ選択部531により選択されたマップは、制御値確定部541に出力される。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. The
制御値確定部541は、マップ選択部531により選択されたマップの制御値を、エンジン10の制御値として確定(採用)する。すなわち、制御値確定部541は、特許請求の範囲に記載の制御値確定手段として機能する。
The control
ここで、図2に示した制御モデルを用いて、例えば、エンジンダイナモメータ(EDM)の計測結果を元に生成された中高負荷マップ、及びシャシダイナモメータ(CDM)の計測結果を元に生成された低負荷マップを択一的に選択する場合を例にして、具体的に説明する。ここで、図2は、ECU50が有する、エンジン吸入空気推定量GN’を求める制御モデルの一例を示す図である。なお、中高負荷モデル521a(制御値・誤差取得部521に対応)は、エンジンダイナモメータ(EDM)の計測結果を元に生成された中高負荷マップを有しており、低負荷モデル521b(制御値・誤差取得部521に対応)は、シャシダイナモメータ(CDM)の計測結果を元に生成された低負荷マップを有している。
Here, the control model shown in FIG. 2 is used, for example, based on the medium / high load map generated based on the measurement result of the engine dynamometer (EDM) and the measurement result of the chassis dynamometer (CDM). A specific description will be given by taking as an example the case of alternatively selecting the low load map. Here, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a control model that the
中高負荷モデル521aに、エンジン回転数NE、スロットル開度THR、吸気バルブタイミングVTR、及びEGRバルブ開度EGRSTPそれぞれが入力されると、中高負荷マップに基づく制御値(吸入空気推定量GN’)、及び該制御値の誤差が取得されて出力される。同様に、低負荷モデル521bに、エンジン回転数NE、スロットル開度THR、吸気バルブタイミングVTR、及びEGRバルブ開度EGRSTPそれぞれが入力されると、低負荷マップに基づく制御値(吸入空気推定量GN’)、及び該制御値の誤差が取得されて出力される。
When the engine speed NE, the throttle opening THR, the intake valve timing VTR, and the EGR valve opening EGRSTP are input to the medium /
ここで、中高負荷モデル521a及び低負荷モデル521bそれぞれによって取得された制御値の誤差は、後述する比較ブロック(マップ選択部に対応)531に出力される。一方、中高負荷モデル521a及び低負荷モデル521bそれぞれによって取得された制御値(吸入空気推定量GN’)は、選択ブロック(制御値確定部に対応)541に出力される。
Here, the error of the control value acquired by each of the medium /
比較ブロック531は、中高負荷モデル521aから出力された制御値の誤差と、低負荷モデル521bから出力された制御値の誤差とを比較し、例えば、中高負荷モデル521aから出力された制御値の誤差の方が小さい場合には「1」を出力する。一方、比較ブロック53は、低負荷モデル521bから出力された制御値の誤差の方が小さい場合には「0」を出力する。
The
選択ブロック541には、比較ブロック531の比較結果(「1」又は「0」)、及び、中高負荷モデル(中高負荷マップ)521a、低負荷モデル(低負荷マップ)521bそれぞれの制御値(吸入空気推定量GN’)が入力される。選択ブロック541は、比較結果として「1」が入力された場合には、中高負荷モデル(中高負荷マップ)の制御値(吸入空気推定量GN’)を出力し、「0」が入力された場合には、低負荷モデル(低負荷マップ)の制御値(吸入空気推定量GN’)を出力する。
The
以上のようにして、制御上より適切な制御値(吸入空気推定量GN’)が取得される。なお、求められたエンジン吸入空気推定GN’に基づいて、例えば、スロットルバルブ13の開度を調節することや、エンジン吸入空気推定量GN’の変化を予測して、スロットルバルブ13や、可変バルブタイミング機構26、EGRバルブ42等の最適制御を行うこともできる。また、エアフローメータ14で計測された吸入空気量GNと吸入空気推定量GN’を比較する事で、空気漏れなどの異常検知を行うこともできる。
As described above, an appropriate control value (estimated intake air amount GN ′) is acquired from the viewpoint of control. It should be noted that, based on the calculated engine intake air estimation GN ′, for example, adjusting the opening of the
次に、図7を参照しつつ、制御装置1の動作について説明する。図7は、制御装置1による制御値取得処理(マップ選択処理)の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ECU50において、所定のタイミングで繰り返して実行される。なお、ここでは、例えば、図3に示されたマップを用いて、図2に示されたようにエンジン吸入空気推定量GN’(吸入空気最適制御の制御値として利用する)を求める場合を例にして説明する。
Next, the operation of the control device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of control value acquisition processing (map selection processing) by the control device 1. This process is repeatedly executed in the
まず、ステップS100では、エンジン10の運転状態を示す複数のパラメータの入力値、図2の例では、エンジン回転数NE(rpm)、スロットル開度THR(deg)、吸気バルブタイミングVTR(deg)、及びEGRバルブ開度EGRSTPそれぞれが入力される。
First, in step S100, input values of a plurality of parameters indicating the operating state of the
次に、ステップS102では、ステップS100において入力された入力値を用いて、制御値探索(マップ検索)が実行され、中高負荷マップの制御値が取得される。続いてステップS104では、ステップS102において取得された中高負荷マップの制御値の誤差が取得される。なお、制御値の誤差の取得方法については、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。 Next, in step S102, the control value search (map search) is executed using the input value input in step S100, and the control value of the medium / high load map is acquired. Subsequently, in step S104, an error in the control value of the medium / high load map acquired in step S102 is acquired. Since the method for acquiring the control value error is as described above, detailed description thereof is omitted here.
同様に、ステップS106では、ステップS100において入力された入力値を用いて、制御値探索(マップ検索)が実行され、低負荷マップの制御値が取得される。続いて、ステップS108では、ステップS106において取得された低負荷マップの制御値の誤差が取得される。なお、誤差の取得方法については、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。 Similarly, in step S106, a control value search (map search) is executed using the input value input in step S100, and the control value of the low load map is acquired. Subsequently, in step S108, an error in the control value of the low load map acquired in step S106 is acquired. Since the error acquisition method is as described above, detailed description thereof is omitted here.
次に、ステップS110では、ステップS104で求められた中高負荷マップの制御値の誤差と、ステップS108で求められた低負荷マップの制御値の誤差とが比較され、制御値の誤差が小さい方のマップが選択される。 Next, in step S110, the control value error of the medium / high load map obtained in step S104 is compared with the control value error of the low load map obtained in step S108, and the control value error is smaller. A map is selected.
そして、ステップS112では、ステップS110において選択されたマップから得られた制御値(吸入空気推定量GN’)が、正規の制御値として確定(採用)され、出力される。 In step S112, the control value (intake air estimated amount GN ') obtained from the map selected in step S110 is determined (adopted) as a normal control value and output.
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、複数のマップそれぞれについて、入力値に対する制御値の誤差が取得され、その誤差に基づいて、使用されるマップが選択される。そのため、例えば、誤差が最も小さい制御値を持つマップを選択することができる。その結果、マップが複数のマップに分割されている場合に、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能となる。 As described above in detail, according to the present embodiment, an error of a control value with respect to an input value is acquired for each of a plurality of maps, and a map to be used is selected based on the error. Therefore, for example, a map having a control value with the smallest error can be selected. As a result, when the map is divided into a plurality of maps, it is possible to select a more appropriate map from the plurality of maps without requiring a complicated conditional branching process or the like.
特に、本実施形態によれば、上記誤差が、統計モデルを用いてマップを記述した場合における制御値のばらつき、すなわち、マップを作成する際の測定に含まれるばらつき(測定値の分散や歪み度など)であるため、これらのばらつきを考慮して、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能となる。また、統計モデルを用いてマップを記述しているため、マップを生成する際のばらつき(測定値の分散や歪み度など)を適切に取り扱うことができる。 In particular, according to the present embodiment, the error is the variation in the control value when the map is described using a statistical model, that is, the variation included in the measurement at the time of creating the map (the dispersion of the measurement value and the degree of distortion). Therefore, it is possible to select an appropriate map from a plurality of maps in consideration of these variations. Further, since the map is described using a statistical model, it is possible to appropriately handle variations (such as dispersion of measured values and degree of distortion) when the map is generated.
また、本実施形態によれば、複数のパラメータの入力値に対する制御値の誤差が取得されるため、各マップが2次元以上の多次元マップであったとしても、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することが可能となる。 In addition, according to the present embodiment, since an error of a control value with respect to input values of a plurality of parameters is acquired, even if each map is a two-dimensional or more multi-dimensional map, a complicated conditional branching process or the like is required. Therefore, it is possible to select an appropriate map from a plurality of maps in terms of control.
(第2実施形態)
上述した第1実施形態では、制御値の誤差に応じて用いるマップを選択した(切替えた)が、このような方法に代えて、各マップの誤差が所定値よりも小さい場合には、当該誤差によってマップを選択し(切替え)、各マップの誤差が所定値よりも大きいときには、複数のマップそれぞれの設定領域の外郭と入力値との距離に応じてマップを選択する(切替える)構成とすることもできる。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the map to be used is selected (switched) according to the error of the control value. Instead of such a method, when the error of each map is smaller than the predetermined value, the error The map is selected (switched) according to the above, and when the error of each map is larger than a predetermined value, the map is selected (switched) according to the distance between the outline of the setting area of each map and the input value. You can also.
そこで、次に、図8及び図9を併せて用いて第2実施形態に係る制御装置2の構成について説明する。図8は、制御装置2の構成、及び該制御装置2が適用されたエンジン10の構成を示す図である。また、図9は、制御装置2が有する、エンジン吸入空気推定量を求める制御モデルの一例を示す図である。なお、図8、図9において上記第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
Then, next, the structure of the control apparatus 2 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated using FIG.8 and FIG.9 collectively. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the control device 2 and a configuration of the
本実施形態は、ECU50に代えてECU50Bが用いられている点で上述した第1実施形態と異なっている。また、ECU50Bは、距離取得部522をさらに有している点、及び、マップ選択部531、制御値確定部541に代えてマップ選択部532、制御値確定部542を有している点で上述した第1実施形態と異なっている。その他の構成は、上述した第1実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
The present embodiment is different from the first embodiment described above in that an
距離取得部522は、取得された一又は複数のパラメータの入力値(入力点)と、複数のマップそれぞれの設定領域の外郭(境界)との距離を求める。その際に、距離取得部522は、入力値(入力点)がマップの外郭の内側に位置しているか外側に位置しているかを判定するとともに、入力値とマップの設定領域の外郭との距離に対して、該設定領域の外郭の内側を「−」、該設定領域の外郭の外側を「+」とする符号を付加した、符号付距離を求める。すなわち、距離取得部522は、特許請求の範囲に記載の距離取得手段として機能する。距離取得部522により取得された符号付距離は、マップ選択部532に出力される。
The
マップ選択部532は、制御値・誤差取得部521により取得された制御値の誤差が予め設定されている所定値(閾値)未満の場合には、制御値の誤差に基づいて、複数のマップの中から使用するマップを選択する。その際に、マップ選択部532は、制御値の誤差がもっとも小さいマップを選択する。一方、マップ選択部532は、制御値の誤差が上記所定値以上の場合には、距離取得部522により取得された符号付距離に基づいて、複数のマップの中から使用するマップを選択する。その際に、マップ選択部532は、符号付距離がもっとも小さいマップを選択する。なお、マップ選択部532により選択されたマップは、制御値確定部542に出力される。
When the error of the control value acquired by the control value /
制御値確定部542は、マップ選択部532により選択されたマップの制御値を、エンジン10の制御値として確定(採用)する。
The control
ここで、図9に示した制御モデルを用いて、例えば、エンジンダイナモメータ(EDM)の計測結果を元に生成された中高負荷マップ、及びシャシダイナモメータ(CDM)の計測結果を元に生成された低負荷マップを択一的に選択する場合を例にして、具体的に説明する。ここで、図9は、ECU50が有する、エンジン吸入空気推定量GN’を求める制御モデルの一例を示す図である。なお、中高負荷モデル52a(制御値・誤差取得部521、距離取得部522に対応)は、エンジンダイナモメータ(EDM)の計測結果を元に生成された中高負荷マップを有しており、低負荷モデル52b(制御値・誤差取得部521、距離取得部522に対応)は、シャシダイナモメータ(CDM)の計測結果を元に生成された低負荷マップを有している。
Here, the control model shown in FIG. 9 is used, for example, based on the medium / high load map generated based on the measurement result of the engine dynamometer (EDM) and the measurement result of the chassis dynamometer (CDM). A specific description will be given by taking as an example the case of alternatively selecting the low load map. Here, FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a control model that the
中高負荷モデル52aに、エンジン回転数NE、スロットル開度THR、吸気バルブタイミングVTR、及びEGRバルブ開度EGRSTPそれぞれが入力されると、中高負荷マップに基づく制御値(吸入空気推定量GN’)、並びに該制御値の誤差、及び、入力値と中高負荷マップの外郭との符号付距離が取得されて出力される。
When the engine speed NE, the throttle opening THR, the intake valve timing VTR, and the EGR valve opening EGRSTP are respectively input to the medium /
より具体的には、中高負荷モデル52aに、エンジン回転数NE、スロットル開度THR、吸気バルブタイミングVTR、及びEGRバルブ開度EGRSTPが入力されると、中高負荷モデル52aでは、これらの入力値を用いて中高負荷マップを検索し、エンジン10の制御値(吸入空気推定量GN’)を求める。そして、取得された制御値がGN’ポートから出力される。また、中高負荷モデル52aでは、上記入力値が中高負荷マップの外郭の内側に位置しているか、外側に位置しているかが判定されるとともに、入力値と中高負荷マップ外郭との距離が求められる。そして、例えば、外側であれば「+」、内側であれば「−」の符号が付加された距離(入力点の外郭からの符号付距離)が距離ポートから出力される。なお、制御値の誤差の算出方法については、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
More specifically, when the engine speed NE, the throttle opening THR, the intake valve timing VTR, and the EGR valve opening EGRSTP are input to the medium /
同様に、低負荷モデル52bに、エンジン回転数NE、スロットル開度THR、吸気バルブタイミングVTR、及びEGRバルブ開度EGRSTPそれぞれが入力されると、低負荷マップに基づく制御値(吸入空気推定量GN’)、並びに該制御値の誤差、及び、入力値と低負荷マップの外郭との符号付距離が取得されて出力される。
Similarly, when the engine speed NE, the throttle opening degree THR, the intake valve timing VTR, and the EGR valve opening degree EGRSTP are input to the
第1比較ブロック532a(マップ選択部532に対応)は、中高負荷モデル52aから出力された符号付距離と低負荷モデル52bから出力された符号付距離とを比較し、例えば、中高負荷モデル52aから出力された符号付距離の方が小さい場合には「1」を出力する。一方、第1比較ブロック532aは、低負荷モデル52bから出力された符号付距離の方が小さい場合には「0」を出力する。
The
同様に、第2比較ブロック532b(マップ選択部532に対応)は、中高負荷モデル52aから出力された誤差と低負荷モデル52bから出力された誤差とを比較し、例えば、中高負荷モデル52aから出力された誤差の方が小さい場合には「1」を出力する。一方、第2比較ブロック532bは、低負荷モデル52bから出力された誤差の方が小さい場合には「0」を出力する。
Similarly, the
第1選択ブロック542a(制御値確定部542に対応)には、比較ブロック532aの比較結果(「1」又は「0」)、及び、中高負荷モデル(中高負荷マップ)52a、低負荷モデル(低負荷マップ)52bそれぞれの制御値(吸入空気推定量GN’)が入力される。第1選択ブロック542aは、比較結果として「1」が入力された場合には、中高負荷モデル(中高負荷マップ)の制御値(吸入空気推定量GN’)を出力し、「0」が入力された場合には、低負荷モデル(低負荷マップ)の制御値(吸入空気推定量GN’)を第3選択ブロック542cに出力する。
In the
同様に、第2選択ブロック542b(制御値確定部542に対応)には、比較ブロック532bの比較結果(「1」又は「0」)、及び、中高負荷モデル(中高負荷マップ)52a、低負荷モデル(低負荷マップ)52bそれぞれの制御値(吸入空気推定量GN’)が入力される。第2選択ブロック542bは、比較結果として「1」が入力された場合には、中高負荷モデル(中高負荷マップ)の制御値(吸入空気推定量GN’)を出力し、「0」が入力された場合には、低負荷モデル(低負荷マップ)の制御値(吸入空気推定量GN’)を第3選択ブロック542cに出力する。
Similarly, the
第3比較ブロック532cは、誤差が予め設定された所定値(閾値)よりも小さい場合には「1」を第3選択ブロック542cに出力する。一方、第3比較ブロック532cは、誤差が上記所定値以上のときには「0」を第3選択ブロック542cに出力する。
The
第3選択ブロック542cには、第3比較ブロック532の比較結果(「1」又は「0」)、及び、第1選択ブロック542a、第2選択ブロック542bそれぞれからの制御値(吸入空気推定量GN’)が入力される。第3選択ブロック542cは、比較結果として「0」が入力された場合には、第1選択ブロック542aの制御値(吸入空気推定量GN’)を出力し、「1」が入力された場合には、第2選択ブロック542bの制御値(吸入空気推定量GN’)を出力する。
The
以上のようにして、制御上より適切な制御値(吸入空気推定量GN’)が取得される。なお、求められたエンジン吸入空気推定GN’に基づいて、例えば、スロットルバルブ13の開度を調節することや、エンジン吸入空気推定量GN’の変化を予測して、スロットルバルブ13や、可変バルブタイミング機構26、EGRバルブ42等の最適制御を行うこともできる。また、エアフローメータ14で計測された吸入空気量GNと吸入空気推定量GN’を比較する事で、空気漏れなどの異常検知を行うこともできる。
As described above, an appropriate control value (estimated intake air amount GN ′) is acquired from the viewpoint of control. It should be noted that, based on the calculated engine intake air estimation GN ′, for example, adjusting the opening of the
次に、図10を参照しつつ、制御装置2の動作について説明する。図10は、制御装置2による制御値取得処理(マップ選択処理)の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ECU50Bにおいて、所定のタイミングで繰り返して実行される。なお、ここでは、例えば、図3に示されたマップを用いて、図9に示されたようにエンジン吸入空気推定量GN’(吸入空気最適制御の制御値として利用する)を求める場合を例にして説明する。
Next, the operation of the control device 2 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of control value acquisition processing (map selection processing) by the control device 2. This process is repeatedly executed at a predetermined timing in the
まず、ステップS200では、エンジン10の運転状態を示す複数のパラメータの入力値、図9の例では、エンジン回転数NE(rpm)、スロットル開度THR(deg)、吸気バルブタイミングVTR(deg)、及びEGRバルブ開度EGRSTPそれぞれが入力される。
First, in step S200, input values of a plurality of parameters indicating the operating state of the
次に、ステップS202では、ステップS200において入力された入力値を用いて、制御値探索(マップ検索)が実行され、中高負荷マップの制御値が取得される。続いてステップS204では、ステップS202において取得された中高負荷マップの制御値の誤差が取得される。なお、誤差の取得方法は上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。 Next, in step S202, the control value search (map search) is executed using the input value input in step S200, and the control value of the medium / high load map is acquired. Subsequently, in step S204, an error in the control value of the medium / high load map acquired in step S202 is acquired. Since the error acquisition method is as described above, detailed description is omitted here.
同様に、ステップS206では、ステップS200において入力された入力値を用いて、制御値探索(マップ検索)が実行され、低負荷マップの制御値が取得される。続いて、ステップS208では、ステップS206において取得された低負荷マップの制御値の誤差が取得される。なお、誤差の取得方法は上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。 Similarly, in step S206, the control value search (map search) is executed using the input value input in step S200, and the control value of the low load map is acquired. Subsequently, in step S208, an error in the control value of the low load map acquired in step S206 is acquired. Since the error acquisition method is as described above, detailed description is omitted here.
次に、ステップS210では、ステップS200において入力されたエンジン回転数NE、スロットル開度THR、吸気バルブタイミングVTR、及びEGRバルブ開度EGRSTPの入力値(入力点)が、中高負荷マップの設定領域(計測領域)の外郭の内側に位置しているか、外側に位置しているかが判定されるとともに、入力値と中高負荷マップの設定領域の外郭との距離に対して、該設定領域の外郭の内側を「−」、該設定領域の外郭の外側を「+」とする符号が付加された、符号付距離が求められる。 Next, in step S210, the input values (input points) of the engine speed NE, the throttle opening THR, the intake valve timing VTR, and the EGR valve opening EGRSTP input in step S200 are set in a setting region ( It is determined whether it is located inside or outside the outline of the measurement area) and the inside of the outline of the setting area with respect to the distance between the input value and the outline of the setting area of the medium / high load map A signed distance to which “−” is added and “+” is added to the outside of the outline of the setting area is obtained.
ステップS212では、上記ステップS210と同様にして、入力値と低負荷マップの設定領域の外郭との距離に対して、該設定領域の外郭の内側を「−」、該設定領域の外郭の外側を「+」とする符号を付加した、符号付距離が求められる。 In step S212, in the same manner as in step S210, with respect to the distance between the input value and the outline of the setting area of the low load map, “−” is set inside the outline of the setting area, and outside the outline of the setting area. A signed distance to which a sign “+” is added is obtained.
次に、ステップS214では、ステップS204で取得された中高負荷マップの制御値の誤差、及びステップS208で取得された低負荷マップの制御値の誤差が所定値(閾値)未満であるか否かについての判断が行われる。ここで、双方又はいずれか一方の誤差が所定値未満である場合には、ステップS216に処理が移行する。一方、双方(すべて)の制御値の誤差が所定値以上であるときには、ステップS218に処理が移行する。 Next, in step S214, whether or not the error in the control value of the medium / high load map acquired in step S204 and the error in the control value of the low load map acquired in step S208 are less than a predetermined value (threshold). Judgment is made. Here, when both or one of the errors is less than the predetermined value, the process proceeds to step S216. On the other hand, when the error of both (all) control values is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S218.
誤差が所定値未満の場合、ステップS216では、該誤差に基づいて使用するマップが選択される。すなわち、ステップS204で求められた中高負荷マップの制御値の誤差と、ステップS208で求められた低負荷マップの制御値の誤差とが比較され、制御値の誤差が小さい方のマップが選択される。 If the error is less than the predetermined value, in step S216, a map to be used is selected based on the error. That is, the control value error of the medium and high load map obtained in step S204 is compared with the control value error of the low load map obtained in step S208, and the map having the smaller control value error is selected. .
一方、誤差が所定値以上の場合、ステップS218では、符号付距離に基づいて使用するマップが選択される。すなわち、ステップS210で求められた中高負荷マップの外郭からの符号付距離と、ステップS212で求められた低負荷マップの外郭からの符号付距離とが比較され、符号付距離が小さい方のマップが選択される。 On the other hand, if the error is greater than or equal to the predetermined value, in step S218, a map to be used is selected based on the signed distance. That is, the signed distance from the outline of the medium / high load map obtained in step S210 is compared with the signed distance from the outline of the low load map obtained in step S212, and the map with the smaller signed distance is obtained. Selected.
そして、ステップS220において、選択されたマップから得られた制御値(吸入空気推定量GN’)が出力される。 In step S220, the control value (intake air estimated amount GN ') obtained from the selected map is output.
本実施形態によれば、マップから得られる制御値の誤差が所定値未満の場合には、該誤差に基づいて使用するマップが選択され、制御値の誤差が所定値以上の場合には、符号付距離に基づいて使用するマップが選択される。そのため、少なくとも一つの誤差が所定値未満の場合には、例えば、誤差が最も小さい制御値を持つマップを選択することができる。一方、すべての誤差が所定値以上のときには、例えば、符号付距離が最も小さいマップを選択することができる。ここで、例えば、入力値がマップの外殻の内側にあるが近傍に計測点がなく誤差が大きい場合があり得る一方、入力値がマップの外殻の外側にあるが近傍に計測点があり誤差が小さい場合があり得る。このような場合には、後者のマップが選択される。また、例えば、入力値がマップの外殻の外側にありかつ近傍に計測点がなく誤差が大きい場合には、符号付距離に応じてマップが選択される。その結果、マップが複数のマップに分割されている場合に、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップ(最適なマップ)を選択することが可能となる。 According to the present embodiment, when the error of the control value obtained from the map is less than the predetermined value, the map to be used is selected based on the error, and when the error of the control value is equal to or larger than the predetermined value, the code A map to be used is selected based on the attached distance. Therefore, when at least one error is less than a predetermined value, for example, a map having a control value with the smallest error can be selected. On the other hand, when all the errors are equal to or greater than a predetermined value, for example, a map with the smallest signed distance can be selected. Here, for example, there are cases where the input value is inside the outer shell of the map but there is no measurement point in the vicinity and there is a large error, while the input value is outside the outer shell of the map but there is a measurement point in the vicinity. There may be small errors. In such a case, the latter map is selected. For example, when the input value is outside the outer shell of the map and there is no measurement point in the vicinity and the error is large, the map is selected according to the signed distance. As a result, when the map is divided into multiple maps, it is possible to select an appropriate map (optimal map) from among multiple maps without requiring complicated conditional branching processing. It becomes.
また、その際に、本実施形態によれば、入力値とマップの設定領域の外郭との距離に、該設定領域の外郭の内側を「−」、該設定領域の外郭の外側を「+」とする符号が付加された、符号付距離が求められ、この符号付距離がもっとも小さいマップが選択される。そのため、制御値の誤差が大きい場合には、入力値と各マップの設定領域の外郭との距離(符号付距離)を求めるだけで、複数のマップの中からより適切なマップを選択することができる。なお、上記に代え、入力値とマップの設定領域の外郭との距離に、該設定領域の外郭の内側を「+」、該設定領域の外郭の外側を「−」とする符号を付加した符号付距離を求め、この符号付距離がもっとも大きいマップを選択するようにしてもよい。 At this time, according to the present embodiment, the distance between the input value and the outline of the setting area of the map is set to “−” inside the outline of the setting area and “+” outside the outline of the setting area. Is added, and a map having the smallest signed distance is selected. Therefore, when the control value error is large, it is possible to select a more appropriate map from a plurality of maps simply by obtaining the distance (signed distance) between the input value and the outline of the setting area of each map. it can. In place of the above, a code in which the input value and the outline of the setting area of the map are added with a sign that “+” is inside the outline of the setting area and “−” is outside the outline of the setting area. The attached distance may be obtained and a map having the largest signed distance may be selected.
特に、本実施形態によれば、各マップが2次元以上の多次元マップであったとしても、複雑な条件分岐処理等を要することなく、複数のマップの中から制御上より適切なマップを選択することができる。 In particular, according to the present embodiment, even if each map is a multi-dimensional map of two or more dimensions, an appropriate map is selected from a plurality of maps without requiring complicated conditional branch processing or the like. can do.
また、本実施形態によれば、マップの設定領域の外郭(計測領域の境界)が統計モデル化されているため、各マップの外郭が非線形な形状であったとしても、該外郭を適切に画定することができる。よって、入力値と各マップの設定領域の外郭(境界)との距離を正確に求めることができるため、入力値に最も近いマップを的確に抽出(選択)することができる。 Further, according to the present embodiment, since the outline of the map setting area (the boundary of the measurement area) is statistically modeled, even if the outline of each map has a non-linear shape, the outline is appropriately defined. can do. Therefore, since the distance between the input value and the outline (boundary) of the setting area of each map can be obtained accurately, the map closest to the input value can be accurately extracted (selected).
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明をガソリンエンジンの制御装置に適用した場合を例にして説明したが、本発明は、例えば、ディーゼルエンジン、自動変速機、電動モータ(ハイブリッド車、電気自動車)、燃料電池等のパワーユニットの制御装置にも適用することができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a gasoline engine control device has been described as an example. However, the present invention includes, for example, a diesel engine, an automatic transmission, an electric motor (hybrid vehicle, electric vehicle), The present invention can also be applied to a control device for a power unit such as a fuel cell.
また、上記実施形態では、出力される制御値が1つ(エンジン吸入空気推定量GN’)であったが、2つ以上の制御値を出力する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, one control value is output (the estimated engine intake air amount GN ′). However, two or more control values may be output.
1,2 制御装置
10 エンジン
12 インジェクタ
13 電子制御式スロットルバルブ
14 エアフローメータ
17 点火プラグ
26,27 可変バルブタイミング機構
31 スロットル開度センサ
32 カム角センサ
33 クランク角センサ
40 排気ガス再循環装置
42 EGRバルブ
50,50B ECU
51 記憶部
521 制御値・誤差取得部
522 距離取得部
522a 最近傍点取得部
522b 入力値選択部
522c 制御値探索部
531,532 マップ選択部
541,542 制御値確定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2
51
Claims (9)
入力値と制御値との関係を定めた複数のマップを予め記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている複数のマップそれぞれについて、前記検出手段により取得された入力値に対する制御値、及び該制御値の誤差を取得する誤差取得手段と、
前記誤差取得手段により取得された誤差に基づいて、前記複数のマップの中から、使用するマップを選択するマップ選択手段と、
前記マップ選択手段により選択されたマップの制御値を、前記パワーユニットの制御値として採用する制御値確定手段と、を備えることを特徴とする制御装置。 Detecting means for acquiring an input value of a parameter indicating an operation state of the power unit;
Storage means for storing in advance a plurality of maps defining the relationship between the input value and the control value;
For each of a plurality of maps stored in the storage means, a control value for the input value acquired by the detection means, and an error acquisition means for acquiring an error of the control value;
Map selection means for selecting a map to be used from the plurality of maps based on the error acquired by the error acquisition means;
A control device comprising: a control value determination unit that employs a control value of the map selected by the map selection unit as a control value of the power unit.
前記記憶手段は、複数のパラメータの入力値と一以上の制御値との関係を定めた2次元以上の複数のマップを予め記憶し、
前記誤差取得手段は、前記複数のパラメータの入力値に対する制御値、及び該制御値の誤差を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。 The detection means obtains input values of a plurality of parameters,
The storage means stores in advance a plurality of maps of two or more dimensions that define a relationship between input values of a plurality of parameters and one or more control values,
The control apparatus according to claim 1, wherein the error acquisition unit acquires a control value with respect to input values of the plurality of parameters and an error of the control value.
前記マップ選択手段は、前記誤差が所定値未満の場合には、該誤差に基づいて、前記複数のマップの中から、使用するマップを選択し、前記誤差が前記所定値以上の場合には、前記距離に基づいて、前記複数のマップの中から、使用するマップを選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置。 A distance acquisition unit that obtains a distance between the input value acquired by the detection unit and the outline of each setting region of the plurality of maps stored in the storage unit;
When the error is less than a predetermined value, the map selection means selects a map to be used from the plurality of maps based on the error, and when the error is equal to or greater than the predetermined value, The control apparatus according to claim 1, wherein a map to be used is selected from the plurality of maps based on the distance.
前記記憶手段は、複数のパラメータの入力値と一以上の制御値との関係を定めた2次元以上の複数のマップを予め記憶し、
前記距離取得手段は、前記複数のパラメータの入力値と、前記複数のマップそれぞれの設定領域の外郭との距離を求めることを特徴とする請求項4に記載の制御装置。 The detection means obtains input values of a plurality of parameters,
The storage means stores in advance a plurality of maps of two or more dimensions that define a relationship between input values of a plurality of parameters and one or more control values,
The control apparatus according to claim 4, wherein the distance obtaining unit obtains distances between input values of the plurality of parameters and outlines of setting areas of the plurality of maps.
前記マップ選択手段は、前記符号付距離がもっとも小さいマップを選択することを特徴とする請求項4又は5に記載の制御装置。 The distance acquisition means, when determining the distance between the input value and each of the plurality of maps, the distance between the input value and the outline of the setting area of the map, "-" inside the outline of the setting area, A signed distance is obtained by adding a sign “+” outside the outline of the setting area,
The control device according to claim 4, wherein the map selection unit selects a map having the smallest signed distance.
前記マップ選択手段は、前記符号付距離がもっとも大きいマップを選択することを特徴とする請求項4又は5に記載の制御装置。 The distance acquisition means, when obtaining the distance between the input value and each of the plurality of maps, to the distance between the input value and the outline of the map setting area, "+" inside the outline of the setting area, A signed distance is obtained by adding a sign "-" outside the outline of the setting area,
The control device according to claim 4, wherein the map selection unit selects a map having the largest signed distance.
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