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JP2683986B2 - Fuel injection amount control device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection amount control device for internal combustion engine

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Publication number
JP2683986B2
JP2683986B2 JP4215665A JP21566592A JP2683986B2 JP 2683986 B2 JP2683986 B2 JP 2683986B2 JP 4215665 A JP4215665 A JP 4215665A JP 21566592 A JP21566592 A JP 21566592A JP 2683986 B2 JP2683986 B2 JP 2683986B2
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Japan
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fuel
air
intake
plant
amount
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秀隆 牧
祐介 長谷川
修介 赤崎
勲 小森谷
俊明 廣田
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Priority to EP93110536A priority patent/EP0582085B1/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の燃料噴射量
制御装置に関し、より具体的には噴射した燃料が吸気管
などに付着することで生ずる燃料の輸送遅れを適応的に
補正して筒内実吸入燃料量を目標値に常に一致させる様
にした内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine, and more specifically, it adaptively corrects a fuel transport delay caused by the injected fuel adhering to an intake pipe and the like. The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that always matches the actual intake fuel amount with a target value.

【0002】[0002]

【従来の技術】機関の過渡運転時には実際の筒内実吸入
燃料量が目標値に一致せず、リーンスパイクやリッチス
パイクが生じることがある。その原因の一つに、燃料が
吸気管の壁面などに付着することによって起こる燃料の
輸送遅れを挙げることができる。この燃料の輸送遅れ
は、機関の運転状態や、初期バラツキや、更には吸気管
へのデポジット付着などによる経時変化によってその挙
動が変化する。そこで、特開平2−173334号ない
しは特開平3−26839号公報記載の技術の様に、付
着プラントとパラメータ調整機構とを設け、過渡運転時
においてもプラントの出力(実吸入燃料量)が目標燃料
吸入量に一致する様に適応的に制御することが提案され
ている。
2. Description of the Related Art During a transient operation of an engine, an actual in-cylinder actual intake fuel amount may not match a target value, and a lean spike or a rich spike may occur. One of the causes is a delay in fuel transportation caused by the fuel adhering to the wall surface of the intake pipe. The behavior of the fuel transportation delay changes due to engine operating conditions, initial variations, and changes over time due to deposits on the intake pipe. Therefore, as in the technique described in JP-A-2-173334 or JP-A-3-26839, an adhesion plant and a parameter adjusting mechanism are provided so that the plant output (actual intake fuel amount) is the target fuel even during transient operation. It has been proposed to adaptively control to match the inhaled amount.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料噴射量
制御においては常に時間遅れの問題が内在する。即ち、
噴射した燃料の空燃比は、燃焼が終了して排気ガスが空
燃比センサに到達して検出値変化として取り出されるま
で把握することができない。その検出遅れに加えて、燃
料噴射量の演算に時間が必要であることや、センシング
および出力のタイミングに起因する遅れも存在する。こ
れらは、燃料噴射量を適応的に制御しようとするときも
同様である。従って、適応制御器の入力と出力の時間的
な対応関係を正確に認識して両者の整合をとらない限
り、燃料の挙動に対する補正を正確に行うことができ
ず、特に過渡的な運転状態では制御値を適正に決定する
ことができない。しかしながら、上記した従来技術にお
いては空燃比センサに検出されるまでの無駄時間が認識
されているに止まり、適応制御器の入出力間の時間的な
整合については特に意識されていなかった。
By the way, the problem of time delay is always present in the fuel injection amount control. That is,
The air-fuel ratio of the injected fuel cannot be grasped until the combustion ends and the exhaust gas reaches the air-fuel ratio sensor and is taken out as a detection value change. In addition to the detection delay, there is a delay due to the time required for calculating the fuel injection amount and the timing of sensing and output. These are also the same when trying to adaptively control the fuel injection amount. Therefore, unless the correspondence between the input and output of the adaptive controller is accurately recognized and the two are matched, the fuel behavior cannot be corrected accurately, especially in a transient operating state. The control value cannot be determined properly. However, in the above-mentioned conventional technique, only the dead time until the air-fuel ratio sensor detects it is recognized, and the time alignment between the input and output of the adaptive controller is not particularly conscious of.

【0004】従って、この発明の目的は上記した欠点を
解消し、目標燃料吸入量と燃料付着プラントの出力(実
吸入燃料量)の間に時間差を生じさせることがなく、よ
って過渡運転時にも目標空燃比に精度良く収束できる様
にした内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することを
目的とする。
Therefore, the object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to prevent a time difference between the target fuel intake amount and the output (actual intake fuel amount) of the fuel adhering plant, so that the target can be achieved even during transient operation. An object of the present invention is to provide a fuel injection amount control device for an internal combustion engine, which is capable of accurately converging to an air-fuel ratio.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めにこの発明は例えば請求項1項において、内燃機関の
吸気管に噴射した燃料の輸送遅れに基づいて燃料輸送遅
れ補正を行う燃料輸送遅れ補正手段を備え、筒内実吸入
燃料量が目標筒内吸入燃料量に一致するよう適応的に
パラメータを同定し、そのパラメータに応じて制御器の
パラメータを調整する適応制御器を備えてなる内燃機関
の燃料噴射量制御装置であって、プラントに与える制御
入力とパラメータ同定・調整機構との間、あるいはプ
ラント出力若しくはその推定値とパラメータ同定・調
整機構との間、あるいはプラント出力若しくはその推
定値と前記適応制御器との間、の少なくともいずれか
に、制御入力の発生時点とプラント出力若しくはそ
の推定値の発生時点との時間遅れに対応した時間遅れ要
素を挿入するように構成すると共に、前記時間遅れ要素
の次数を、前記内燃機関の運転状態若しくは前記燃料噴
射量制御装置の状態によって変化させる如く構成した。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, for example, in claim 1, a fuel transport delay is based on a transport delay of fuel injected into an intake pipe of an internal combustion engine.
A fuel transportation delay correction means for performing the correction is provided, and parameters are adaptively identified so that the in- cylinder actual intake fuel amount matches the target in-cylinder intake fuel amount, and the controller parameter is determined according to the parameter. A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, comprising: an adaptive controller for adjusting a control output, which is provided between a control input u given to a plant and a parameter identification / adjustment mechanism, or between a plant output y or its estimated value and a parameter identification / adjustment mechanism. A time delay between the generation time point of the control input u and the generation time point of the plant output y or its estimated value between the adjusting mechanism and / or at least one of the plant output y or its estimated value and the adaptive controller. Is configured to insert a time delay element corresponding to
The order of the operating state of the internal combustion engine or the fuel injection
It is configured to change depending on the state of the radiation control device .

【0006】[0006]

【作用】プラントに与える制御入力uとパラメータ同定
・調整機構との間、あるいはプラント出力y若しくはそ
の推定値とパラメータ同定・調整機構との間、あるいは
プラント出力y若しくはその推定値と前記適応制御器と
の間、の少なくともいずれかに、時間遅れ要素(無駄時
を挿入するようにしたので、過渡運転時にも目標燃
料吸入量とプラント出力(実吸入燃料量)との間に時間
差が生じることがなく、よって目標空燃比に精度良く収
束させることができる。また、前記時間遅れ要素の次数
を、前記内燃機関の運転状態若しくは前記燃料噴射量制
御装置の状態によって変化させる如く構成したので、過
渡運転時にも目標燃料吸入量とプラント出力(実吸入燃
料量)との間に時間差が生じることがなく、更には運転
状態や燃料噴射量制御装置の状態の変化に左右されない
ので、目標空燃比に一層精度良く収束させることができ
る。
[Operation] Control input u and parameter identification given to the plant
.With the adjusting mechanism, or with the plant output y or
Between the estimated value of and the parameter identification / adjustment mechanism, or
The plant output y or its estimated value and the adaptive controller
During, at least one of, since to insert delay elements (dead time) time, that the time difference between the even target fuel intake amount and the plant output during transient operation (actual intake fuel amount) occurs Therefore, the target air-fuel ratio can be accurately converged. Also, the order of the time delay element
Is the operating state of the internal combustion engine or the fuel injection amount control.
Since it is configured to change depending on the state of the control device,
The target fuel intake amount and plant output (actual intake fuel
There is no time difference between the
Not affected by changes in the state of the fuel injection control device
Therefore, the target air-fuel ratio can be more accurately converged.
You.

【0007】[0007]

【発明の構成】図1はこの発明に係る制御装置を全体的
に示すブロック図であり、同図を参照して説明すると、
この制御装置は、機関回転数Ne、吸気圧力Pbなどか
ら予め設定され、マップ化された特性を検索して目標筒
内吸入燃料量(Ti)を決定するMAPブロック、スロ
ットル開度θTH、吸気圧力Pb 、大気圧Pa などから実
吸入空気量(Gair)の動的な挙動を推定するGai
rモデルブロック、排気系集合部の空燃比より各気筒の
空燃比を推定するA/Fオブザーバブロック、及び燃料
噴射量(Tout)を決定する燃料噴射制御ブロックか
ら構成される。この構成において、推定された筒内実吸
入空気量Gairと各気筒の空燃比A/Fとから、各時
刻(燃焼サイクル)における気筒吸入燃料量Gfuel
が推定され、それが目標燃料量Tiに一致する様に、前
記燃料噴射ブロックのパラメータが調整され、噴射燃料
量Toutが決定される。
1 is a block diagram showing an overall control device according to the present invention. Referring to FIG.
This control device is preset from the engine speed Ne, intake pressure Pb, etc., and searches a mapped characteristic to determine a target in-cylinder intake fuel amount (Ti), a MAP block, a throttle opening θTH, an intake pressure. Gai for estimating the dynamic behavior of the actual intake air amount (Gair) from Pb, atmospheric pressure Pa, etc.
The r model block, an A / F observer block that estimates the air-fuel ratio of each cylinder from the air-fuel ratio of the exhaust system collecting portion, and a fuel injection control block that determines the fuel injection amount (Tout). In this configuration, the cylinder intake fuel amount Gfuel at each time (combustion cycle) is calculated from the estimated actual cylinder intake air amount Gair and the air-fuel ratio A / F of each cylinder.
Is estimated, and the parameter of the fuel injection block is adjusted so that it matches the target fuel amount Ti, and the injected fuel amount Tout is determined.

【0008】以下、それぞれについて詳細に説明する。Each of these will be described in detail below.

【0009】先ず燃料噴射制御について説明するFirst, the fuel injection control will be described.

【0010】燃料噴射制御について図1を書き直すと図
2の様になる。ここで入力パラメータは、次の通りとす
る。 (1)目標筒内吸入燃料量Ti.....各種センサか
らの入力を用いて算出または推定した筒内実吸入空気量
を目標空燃比で割った値。尚、筒内実吸入空気量の算出
については後で詳述する。 (2)筒内実吸入燃料量Gfuel...同様に上記の
筒内実吸入空気量を広域空燃比センサ測定値から求めた
気筒ごとの実空燃比で割った値。気筒ごとの実空燃比の
算出についても後述する。
Regarding fuel injection control, FIG. 1 is rewritten as shown in FIG. Here, the input parameters are as follows. (1) Target in-cylinder intake fuel amount Ti. . . . . A value obtained by dividing the in-cylinder actual intake air amount calculated or estimated using the inputs from various sensors by the target air-fuel ratio. The calculation of the actual cylinder intake air amount will be described later in detail. (2) In-cylinder actual intake fuel amount Gfuel. . . Similarly, a value obtained by dividing the above-mentioned in-cylinder actual intake air amount by the actual air-fuel ratio for each cylinder obtained from the wide-range air-fuel ratio sensor measurement value. The calculation of the actual air-fuel ratio for each cylinder will also be described later.

【0011】即ち、上に述べた如く、ある時刻(k−
n)の燃焼サイクルの筒内実吸入空気量Gair(k−
n)を求めて目標空燃比A/F(k−n)で除算して目
標筒内吸入燃料量Ti(k−n)が決定される。また同
時刻の燃焼サイクルの筒内実吸入空気量Gair(k−
n)を当該気筒の測定空燃比A/F(k−n)で除算
し、筒内実吸入燃料量Gfuel(k−n)が決定され
る。そして適応制御器において、目標筒内吸入燃料量T
i(k−n)に筒内実吸入燃料量Gfuel(k−n)
が常に一致する様に補償器の調整がなされ、制御値(噴
射燃料量)Toutが決定される。ここで、前記した付
着パラメータの変化に即応するために、壁面付着プラン
トの前に、それと逆の伝達関数を持つ壁面付着補正補償
器を直列に挿入する。もし壁面付着補正補償器の持つ付
着パラメータと実機の持つ真の付着パラメータとが等し
ければ、両者は外から見ると伝達関数が1となり、即ち
プラントと補償器の伝達関数の積が1となり、目標筒内
吸入燃料量=筒内実吸入燃料量となるので、完全な補正
が行われるはずである。ところが、付着パラメータは一
般に機関運転状態によって複雑に変化するため、完全に
一致させることは難しい。また実機には初期バラツキが
あり、更にはデポジットの付着などによって経時変化も
生じる。それらの理由から、両者の付着パラメータが異
なった場合、伝達関数は1(またはその付近)以外の値
となり、時間応答を生じるので、目標筒内吸入燃料量と
筒内実吸入燃料量とは等しくならない。
That is, as described above, at a certain time (k-
n) in-cylinder actual intake air amount Gair (k-
n) is obtained and divided by the target air-fuel ratio A / F (k−n) to determine the target in-cylinder intake fuel amount Ti (k−n). In addition, the cylinder actual intake air amount Gair (k-
n) is divided by the measured air-fuel ratio A / F (k−n) of the cylinder to determine the in-cylinder actual intake fuel amount Gfuel (k−n). Then, in the adaptive controller, the target in-cylinder intake fuel amount T
i (k-n) is the in-cylinder actual intake fuel amount Gfuel (k-n)
The compensator is adjusted so as to always coincide with each other, and the control value (injected fuel amount) Tout is determined. Here, in order to immediately respond to the change in the adhesion parameter, a wall adhesion correction compensator having a transfer function opposite to that is inserted in series in front of the wall adhesion plant. If the adhesion parameter of the wall adhesion correction compensator is equal to the true adhesion parameter of the actual machine, the transfer function of both is 1 from the outside, that is, the product of the transfer function of the plant and the compensator is 1, and the target Since the in-cylinder intake fuel amount = the in-cylinder actual intake fuel amount, a complete correction should be made. However, since the adhesion parameters generally change intricately depending on the engine operating state, it is difficult to completely match them. In addition, the actual machine has initial variations, and further changes with time due to deposits and the like. For these reasons, when the adhesion parameters of the two differ, the transfer function becomes a value other than 1 (or in the vicinity) and a time response occurs, so the target in-cylinder intake fuel amount and the in-cylinder actual intake fuel amount are not equal. .

【0012】そこで、この付着補正補償器を含んで1つ
の仮想プラントとみなし、その仮想プラントの伝達特性
が1(またはその付近の値)以外になったとき、仮想プ
ラント及び適応制御器の伝達特性が全体として1(また
はその付近の値)になる様に、より具体的には、仮想プ
ラントの逆伝達特性を持つ様に適応制御器を動作させる
様にした。適応制御器には、目標値として目標筒内吸入
燃料量が入力され、仮想プラントの出力である筒内実吸
入燃料量が目標値と一致する様に変化する適応パラメー
タが用いられる。適応制御器のパラメータは、適応パラ
メータ調整(同定)器によって計算される。適応パラメ
ータ調整(同定)器には、仮想プラントへの過去の値を
含む入出力値が用いられる。尚、上記において適応制御
器は、筒内吸入空気量の持つ誤差を吸収する働きも行
う。即ち、筒内吸入空気量の推定に誤差があっても、結
果的に筒内吸入空気量を測定空燃比と目標空燃比でそれ
ぞれ除算して得られる筒内実吸入燃料量と目標筒内吸入
燃料量とが常に一致する様に適応パラメータが調整され
るので、空気量推定誤差は吸収されることになる。
Therefore, when the transfer characteristic of the virtual plant including the adhesion correction compensator is regarded as one virtual plant and the transfer characteristic of the virtual plant becomes a value other than 1 (or a value in the vicinity thereof), the transfer characteristics of the virtual plant and the adaptive controller. Is set to 1 (or a value in the vicinity thereof) as a whole, more specifically, the adaptive controller is operated so as to have the inverse transfer characteristic of the virtual plant. The target in-cylinder intake fuel amount is input as a target value to the adaptive controller, and an adaptive parameter that changes so that the in-cylinder actual intake fuel amount that is the output of the virtual plant matches the target value is used. The parameters of the adaptive controller are calculated by the adaptive parameter adjuster (identifier). Input / output values including past values to the virtual plant are used for the adaptive parameter adjuster (identifier). In the above, the adaptive controller also serves to absorb the error of the cylinder intake air amount. That is, even if there is an error in the estimation of the in-cylinder intake air amount, as a result, the in-cylinder actual intake fuel amount and the target in-cylinder intake fuel amount obtained by dividing the in-cylinder intake air amount by the measured air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, respectively. Since the adaptive parameter is adjusted so that the amount and the amount always match, the air amount estimation error is absorbed.

【0013】以下、詳述する。The details will be described below.

【0014】壁面付着プラントとしては数1に示す様な
1次系のモデルを用いる。ここではパラメータは2個と
する。
As the wall adhering plant, a primary system model as shown in equation 1 is used. Here, the number of parameters is two.

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】それを離散形の伝達関数で示すと、数2の
様になる。またブロック線図で示すと、図3の様にな
る。
When expressed by a discrete type transfer function, it becomes as shown in Equation 2. In addition, the block diagram is as shown in FIG.

【0017】[0017]

【数2】 (Equation 2)

【0018】また数3に壁面付着補正補償器の伝達関数
を示す。前記の如く、壁面付着プラントのそれの逆伝達
関数をとる。尚、この明細書で「ハット」は、推定値を
意味する。
Further, Equation 3 shows the transfer function of the wall surface adhesion correction compensator. As before, take the inverse transfer function of that of the wall-attached plant. In addition, in this specification, "hat" means an estimated value.

【0019】[0019]

【数3】 (Equation 3)

【0020】次いで、適応制御器について説明する。壁
面付着補正に求められる条件としては、常に輸送遅れを
小さくする方向で働くこと、A,B項の変化に追従でき
ること、が挙げられるが、その様に時変(時間的に変
化)であるプラントに追従して適応制御する手法として
は、MRACS(モデル規範形適応制御)が良く知られ
ている。そこで壁面付着補正にMRACSを適用する
と、図4に示す様になる。このとき規範モデルは時変プ
ラントの中央値付近に取っても良いし、壁面付着補正補
償器が制御し易い様に取っても良い。尚、MRACSは
無駄時間を持つプラントにのみ有効なため、付着プラン
トへの入力をdサイクル遅らせることによって見掛け上
無駄時間を挿入し、仮想プラントとしている(挿入ブロ
ックに「仮想」なる語を付す)。
Next, the adaptive controller will be described. The conditions required for wall surface adhesion correction are that it always works in the direction of reducing the transportation delay and that it can follow changes in the A and B terms, but such a plant is time-varying (temporal change). MRACS (model reference adaptive control) is well known as a method for adaptive control following the above. Therefore, when MRACS is applied to the wall surface adhesion correction, it becomes as shown in FIG. At this time, the reference model may be set near the median of the time-varying plant, or may be set so that the wall adhesion correction compensator can be easily controlled. Since MRACS is effective only for plants having dead time, the dead time is apparently inserted by delaying the input to the adhering plant by d cycles to make it a virtual plant (the word "virtual" is added to the insertion block). .

【0021】ここで気付くことは、仮想付着補正補償器
と仮想規範モデルが直列に並んでいることである。これ
らは互いに逆伝達関数の関係にあるので、キャンセルす
ることができる。その結果、仮想規範モデルの直後のz
d のブロックと、D(z-1)が残るが、zd は未来値を
出力する伝達関数であり、そのままでは存在できない。
よってD(z-1)をD(z-1)=z-dとおくことによ
り、この両者もキャンセルする。通常、D(z-1)は、
D(z-1)=1+d1 -1+・・・+dn -n、の様に
おかれるが、D(z-1)=z-dとおいても安定性には問
題がない。よって、図4を整理すると、図5の様になる
(これによって適応制御器はレギュレータ問題を扱うこ
ととなってSTR(セルフチューニングレギュレータ)
に変形する)。ここで適応制御器はパラメータ同定機構
によって同定された係数ベクトルを受け取ってフィード
バック補償器を形成する。但し、この動作自体は公知な
ものであって、例えば「コンピュートロール」No.2
7、『ディジタル適応制御』、28頁から41頁に詳述
されているので、説明は省略する。
What is noticed here is that the virtual adhesion correction compensator and the virtual reference model are arranged in series. Since these have an inverse transfer function relationship with each other, they can be canceled. As a result, z immediately after the virtual reference model
The block of d and D (z -1 ) remain, but z d is a transfer function that outputs a future value and cannot exist as it is.
Therefore, by setting D (z −1 ) to D (z −1 ) = z −d , both of them are canceled. Usually, D (z -1 ) is
D (z −1 ) = 1 + d 1 z −1 + ... + d n z −n , but there is no problem in stability even if D (z −1 ) = z −d . Therefore, when FIG. 4 is arranged, it becomes like FIG. 5 (this causes the adaptive controller to deal with the regulator problem and STR (self-tuning regulator)).
Transforms into). Here, the adaptive controller receives the coefficient vector identified by the parameter identification mechanism and forms a feedback compensator. However, this operation itself is publicly known, and for example, “Compute Roll” No. 2
7, "Digital Adaptive Control", page 28 to page 41, and detailed description thereof will be omitted.

【0022】図示した構成についてのシミュレーション
による応答結果を図6に示す。この図より、MRACS
のパラメータ同定機構は、前述の構成において正常に動
作していることが分かる。しかし空燃比の挙動には暴れ
が残ってしまっている。これを微視的にみるために、図
7の(a)の様な目標吸入燃料量を入力してみると、プ
ラント出力と空燃比は同図(b)(c)の様になる。こ
れから、プラント出力が1サイクル遅れているのが分か
る。仮想プラントとしてプラントに無駄時間が挿入され
ているため、この遅れが原因で、過渡運転時に目標燃料
量とプラントの時間差が1サイクル分生じるため、空燃
比にスパイクが生じることが分かる。そこで、プラント
およびパラメータ同定機構ならびに制御器との間の時間
的な整合をとる必要がある。
FIG. 6 shows the response result of the simulation for the illustrated configuration. From this figure, MRACS
It can be seen that the parameter identification mechanism of 1 operates normally in the above configuration. However, the behavior of the air-fuel ratio remains rampant. In order to see this microscopically, when the target intake fuel amount as shown in FIG. 7A is input, the plant output and the air-fuel ratio are as shown in FIGS. 7B and 7C. From this, it can be seen that the plant output is delayed by one cycle. Since the dead time is inserted in the plant as a virtual plant, the delay causes the time difference between the target fuel amount and the plant for one cycle at the time of transient operation, so that it is understood that the air-fuel ratio has a spike. Therefore, it is necessary to make a time match between the plant, the parameter identification mechanism, and the controller.

【0023】ここでは、仮想プラントを外から見た場
合、無駄時間z-dをプラントの前に挿入しても後に挿入
しても等価なので、先ずこれをプラントの後に付けるこ
とにする。そして、プラントの出力y′(k)はプラン
トの直後から取り出し、その後に挿入した無駄時間z-d
の後からパラメータ同定機構が必要とする仮想プラント
出力y(k)を取り出すことにする。こうすれば入力r
(k)からプラント出力y′(k)の経路に無駄時間が
存在せず、かつパラメータ同定機構は無駄時間の入った
仮想プラント出力y(k)を用いることができる。その
構成を図8に示す。また図9に図8の構成のシミュレー
ション結果を示す。収束後は図9(c)の様に、実吸入
燃料量はほぼ目標燃料量となり、そのときの空燃比も1
4.7付近でフラットに推移している。また先と同じく
同定終了後の微視的応答を同じスケールでみると、図1
0の様になる(破線は比較のための無駄時間対策前の応
答)。これをみても、無駄時間対策後の応答は、同定が
終了すれば非常にフラットな空燃比になっている。よっ
て、適応制御の導入にあたっては、無駄時間を含む時間
的整合をとることが非常に重要であることが分かる。
Here, when the virtual plant is viewed from the outside, it is equivalent whether the dead time z -d is inserted before or after the plant. Therefore, it is first attached after the plant. Then, the output y ′ (k) of the plant is taken out immediately after the plant, and is inserted after that, the dead time z −d.
After that, the virtual plant output y (k) required by the parameter identification mechanism will be extracted. This way input r
There is no dead time in the path from (k) to the plant output y ′ (k), and the parameter identification mechanism can use the virtual plant output y (k) with dead time. The structure is shown in FIG. Further, FIG. 9 shows a simulation result of the configuration of FIG. After the convergence, as shown in FIG. 9C, the actual intake fuel amount becomes almost the target fuel amount, and the air-fuel ratio at that time is also 1
It has been flat near 4.7. Also, when the microscopic response after completion of identification is viewed on the same scale as before, it is shown in FIG.
It becomes 0 (the broken line is the response before countermeasures against dead time for comparison). Even if this is seen, the response after the dead time countermeasure has a very flat air-fuel ratio when the identification is completed. Therefore, it can be seen that it is very important to make time alignment including dead time when introducing adaptive control.

【0024】ところで、先に述べた様に燃料噴射量制御
においては、空燃比センサの検出遅れ、センサ出力のA
/D変換タイミングによる遅れ、燃料噴射量の演算によ
る遅れ、演算値を出力するタイミングによる遅れなど種
々の遅れが存在し、しかも、それらは内燃機関の運転状
態によって若しくは燃料噴射量制御装置の状態によって
変化する可能性があるが、この発明の特徴の一つは、無
駄時間を利用することで、その変化に対応しつつ前記し
たプラントとパラメータ同定機構ならびに制御器間の時
間的な整合をとる様にしたことにある。
By the way, as described above, in the fuel injection amount control, the detection delay of the air-fuel ratio sensor and the sensor output A
There are various delays such as the delay due to the D / D conversion timing, the delay due to the calculation of the fuel injection amount, the delay due to the timing at which the calculated value is output, and moreover, depending on the operating state of the internal combustion engine or the state of the fuel injection amount control device. Although it may change, one of the features of the present invention is to utilize the dead time so that the above-mentioned plant, the parameter identification mechanism, and the controller can be time-matched while coping with the change. There is something I did.

【0025】具体的には図8に示した構成を図11の様
に変形し、プラントとパラメータ同定機構ないしは適応
制御器の間に無駄時間要素を必要に応じて挿入すると共
に、その構成を用いて変化に対応する様にした。以下説
明する。
Specifically, the configuration shown in FIG. 8 is modified as shown in FIG. 11, and a dead time element is inserted between the plant and the parameter identification mechanism or the adaptive controller as needed, and the configuration is used. To adapt to changes. This will be described below.

【0026】図11の構成において、パラメータ同定則
について述べると、適応パラメータθハット(k)は、
ランダウなどの手法を用いて、数4の様に表すことがで
きる。数4中の同定誤差信号eスター(k)およびゲイ
ン行列Γ(k)は、各々数5および数6で表すことがで
きる。
In the configuration of FIG. 11, the parameter identification rule will be described. The adaptive parameter θ hat (k) is
It can be expressed as in Equation 4 using a technique such as Landau. The identification error signal e star (k) and the gain matrix Γ (k) in Expression 4 can be expressed by Expressions 5 and 6, respectively.

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】[0028]

【数5】 (Equation 5)

【0029】[0029]

【数6】 (Equation 6)

【0030】ここで、θハット(k)のベクトルの次数
およびΓ(k)の行列の次数は、仮想プラントの次数お
よび仮想プラントの無駄時間(時間遅れ要素)の次数で
一意に決定される。よって、内燃機関の運転状態により
無駄時間が変化した場合には、パラメータ同定機構で用
いるベクトルおよび行列の次数を変更しなければならな
い。即ち、アルゴリズム自体を変更しなければならな
い。これは、この装置を実現するに当たり、現実的では
ない。
Here, the degree of the vector of θ hat (k) and the degree of the matrix of Γ (k) are uniquely determined by the degree of the virtual plant and the degree of the dead time (time delay element) of the virtual plant. Therefore, when the dead time changes depending on the operating state of the internal combustion engine, the orders of the vector and matrix used in the parameter identification mechanism must be changed. That is, the algorithm itself must be changed. This is not practical for implementing this device.

【0031】そこで、その問題を解決する1つの手法と
して、パラメータ同定機構において演算に用いるベクト
ルおよび行列の次数を無駄時間が最長の場合に合わせて
おき、実際の無駄時間がそれより短くなった場合には、
図11に想像線で示す如く、プラントの入出力間に存在
する種々の時間遅れに対応できる様に、無駄時間を挿入
する様にした。例えば、高回転域においては、種々の遅
れが燃料噴射制御装置の演算周期に比べて大きくなり、
無駄時間の次数が最大でd=4に達する場合があるとす
る。そのとき、パラメータ同定機構および適応制御器の
構成をd=4に合わせておく。そして、低回転域では演
算周期が長くなるため、相対的に無駄時間が短くなり、
d=2になるとすると、その場合には図11における
h,i,jをh=2,i=0,j=2とすることによ
り、プラント出力の無駄時間をパラメータ同定機構およ
び適応制御器からみて、見掛け上、d=4にすることが
できる。
Therefore, as one method for solving the problem, the order of the vector and the matrix used for the calculation in the parameter identification mechanism is adjusted to the case where the dead time is the longest, and the actual dead time becomes shorter than that. Has
As shown by an imaginary line in FIG. 11, dead time is inserted so as to cope with various time delays existing between the input and output of the plant. For example, in the high rotation range, various delays are larger than the calculation cycle of the fuel injection control device,
It is assumed that the order of the dead time may reach d = 4 at the maximum. At that time, the configurations of the parameter identification mechanism and the adaptive controller are adjusted to d = 4. And in the low rotation range, the calculation cycle becomes long, so the dead time becomes relatively short,
If d = 2, in that case, by setting h, i, j in FIG. 11 as h = 2, i = 0, j = 2, the dead time of the plant output is calculated from the parameter identification mechanism and the adaptive controller. Apparently, d = 4 can be apparently set.

【0032】また、別の解決手法として、パラメータ同
定機構および適応制御器の構成を、無駄時間が最長の場
合よりも短く設定し、図11に想像線で示す如く、プラ
ントの入出力間に存在する種々の時間遅れに対応できる
様に無駄時間を挿入しても良い。例えば、無駄時間の次
数がd=4のとき、パラメータ同定機構を、プラントの
無駄時間の次数が2である場合に対応した構成にした場
合を考えると、h=0、i=2、j=0とすると、u
(k−2)に対してy(k)は無駄時間の次数d=4を
含むので、両者の無駄時間の差は2となり、無駄時間の
次数を2次に合わせて構成したパラメータ同定機構は、
安定に動作することができる。
As another solution, the parameter identification mechanism and the adaptive controller are set to have a configuration shorter than the case where the dead time is the longest, and as shown by an imaginary line in FIG. The dead time may be inserted so as to cope with various time delays. For example, when the order of dead time is d = 4 and the parameter identifying mechanism is configured to correspond to the case where the order of dead time of the plant is 2, h = 0, i = 2, j = If 0, u
Since y (k) includes the dead time order d = 4 with respect to (k−2), the difference in the dead time between the two is 2, and the parameter identification mechanism configured by combining the dead time orders to the second order ,
It can operate stably.

【0033】尚、上記以外の場合において、プラントの
入出力間に存在する種々の時間遅れ、またはその変化に
対応させるために、プラント入力および出力に無駄時間
を適宜挿入することは有効であり、この出願における制
御においては、前述した様にそれを一つの特徴とする。
In cases other than the above, it is effective to appropriately insert a dead time in the plant input and output in order to cope with various time delays existing between the input and output of the plant or changes thereof. In the control in this application, it is one of the features as described above.

【0034】ところで、数4から数6にパラメータ同定
則を示したが、数6中のλ1(k), λ2(k)の選び方によ
り、具体的なパラメータ同定則が決定する。MRACS
の代表的な同定則は、固定ゲイン法、漸減ゲイン法(最
小二乗法を含む)、可変ゲイン法(重みつき最小二乗法
を含む)、固定トレース法の4種に大別される。それら
について図4に示した構成に基づき以下の条件でシミュ
レーションを行った。ここで、実機への適用においては
時変プラントが対象となる可能性が高いため、時変プラ
ントを使用した。図12〜図15にそのシミュレーショ
ン結果を示す。シミュレーション結果から分かる様に、
固定ゲイン法(図12)ではプラント出力値が目標値を
中心に激しくハンチングを起こしている。これは、目標
値が変化しているとき(過渡運転時)に特に顕著であ
る。過渡運転時には規範モデル出力と、その目標値であ
るプラント出力値との差が大きくなるので、MRACS
のパラメータ同定機構は一度に大幅にパラメータを変え
ようとする。このため、プラントの変化が速すぎるとき
などの場合にはオーバシュートを起こし、ハンチングし
てしまう。それに対し、漸減ゲイン法(図13)と可変
ゲイン法(図14)と固定トレース法(図15)とで
は、目標値である規範モデルに対してプラント出力はき
ちんと追従している。部分的に振動が見られるが、目標
値に収束していることが分かる。この程度の振動は、収
束のためのパラメータを調整すれば、例えばゲイン行列
の数値やD(z-1)を変えることにより、収束スピード
を犠牲にすることなく、抑え込むことが可能である。よ
って、この3つの同定則は収束スピードが固定ゲイン法
に比べて速く、プラントが時変であっても追従可能であ
ることを示している。
By the way, although the parameter identification rules are shown in the equations 4 to 6, the specific parameter identification rule is determined by the selection of λ1 (k) and λ2 (k) in the equation 6. MRACS
The typical identification rules of (1) are roughly classified into four types: a fixed gain method, a gradually decreasing gain method (including a least square method), a variable gain method (including a weighted least square method), and a fixed trace method. Simulations were performed for them under the following conditions based on the configuration shown in FIG. Here, since there is a high possibility that the time-varying plant will be the target in the application to the actual machine, the time-varying plant was used. The simulation results are shown in FIGS. As you can see from the simulation results,
In the fixed gain method (FIG. 12), the plant output value causes severe hunting around the target value. This is particularly remarkable when the target value is changing (transient operation). During transient operation, the difference between the reference model output and its target value, the plant output value, becomes large.
The parameter identification mechanism of tries to change the parameters drastically at once. Therefore, when the plant changes too fast, overshoot occurs and hunting occurs. On the other hand, in the gradually decreasing gain method (FIG. 13), the variable gain method (FIG. 14), and the fixed tracing method (FIG. 15), the plant output properly follows the reference model that is the target value. Although some vibration is seen, it can be seen that it converges to the target value. This level of vibration can be suppressed by adjusting the parameters for convergence, for example, by changing the value of the gain matrix or D (z −1 ) without sacrificing the convergence speed. Therefore, these three identification rules show that the convergence speed is faster than that of the fixed gain method, and that it can follow even if the plant is time-varying.

【0035】続いて、筒内実吸入空気量Gairの推定
について説明する。
Next, the estimation of the in-cylinder actual intake air amount Gair will be described.

【0036】先に述べた様に、筒内実吸入燃料量Gfu
elを正確に求めるためには、吸入空気量を精度良く求
める必要がある。従来より、吸入空気量を直接的に計測
するマスフロー方式、吸気チャンバ内圧力によって間接
的に推定するスピードデンシティ方式などが提案されて
いるが、これらの従来手法は基本的には気筒吸入空気量
と相関の高いパラメータを用いてマッピング(マップ
化)しておき、それを検索して求めるものであるため、
マッピング時に考慮されていなかったパラメータの変化
に対しては全く無力であり、劣化、バラツキ、経年変化
などに対してタフネスがなかった。またマッピングは基
本的には定常状態でしか行うことができず、過渡運転状
態を表現していないため、過渡時の気筒吸入空気量はセ
ッティングに頼る他はなかった。従って、この発明にお
いては、吸気系に各種条件下において吸入空気量の変化
を反映することができる流体力学モデルを適用し、計測
自体は従来通り間接的であるにしても、マッピング、セ
ッティングを廃して精度良く求める様にした。即ち、ス
ロットルをオリフィスとみなし、スロットルまわりの流
体力学モデルを構築してスロットル通過空気量を推定
し、チャンバ充填遅れを考慮して動的に実吸入空気量を
推定する様にした。以下、説明する。
As described above, the in-cylinder actual intake fuel amount Gfu
In order to obtain el accurately, it is necessary to accurately obtain the intake air amount. Conventionally, a mass flow method that directly measures the intake air amount and a speed density method that indirectly estimates the intake air pressure have been proposed.However, these conventional methods are basically the same as the cylinder intake air amount. Mapping (mapping) is performed using parameters with high correlation, and it is searched for and obtained,
It was completely helpless against changes in parameters that were not taken into consideration during mapping, and was not tough against deterioration, variations, and secular changes. In addition, since mapping can basically be performed only in a steady state and does not represent a transient operating state, the cylinder intake air amount during a transition had to rely on the setting. Therefore, in the present invention, a fluid dynamic model that can reflect changes in the intake air amount under various conditions is applied to the intake system, and even if the measurement itself is indirect as usual, mapping and setting are eliminated. I tried to obtain it accurately. That is, the throttle is regarded as an orifice, a fluid dynamics model around the throttle is constructed, the amount of air passing through the throttle is estimated, and the actual amount of intake air is dynamically estimated in consideration of the chamber filling delay. This will be described below.

【0037】先ず、図16の吸気系モデルに示す様に、
スロットルをオリフィスとみなすと、数7に示すベルヌ
ーイの式、数8に示す連続の式、数9に示す断熱変化の
関係式より、数10に示す絞り式流量計などで使用され
る圧縮性流体についての流量の計算式を導出でき、単位
時間当たりのスロットル通過空気量Gthを求めること
ができる。
First, as shown in the intake system model of FIG.
When the throttle is regarded as an orifice, the compressive fluid used in the throttle type flow meter shown in the formula 10 is obtained from the Bernoulli's formula shown in the formula 7, the continuous formula shown in the formula 8, and the relational expression of the adiabatic change shown in the formula 9. Can be derived, and the throttle passing air amount Gth per unit time can be obtained.

【0038】[0038]

【数7】 (Equation 7)

【0039】[0039]

【数8】 (Equation 8)

【0040】[0040]

【数9】 (Equation 9)

【0041】[0041]

【数10】 (Equation 10)

【0042】次いで、気体の状態式に基づく数11に示
す式からチャンバ内空気量Gbを求める。尚、ここで
「チャンバ」はいわゆるサージタンク相当部位のみなら
ず、スロットル弁下流から吸気ポートに至る間の全ての
部位を意味する。
Next, the amount Gb of air in the chamber is obtained from the equation shown in equation 11 based on the gas state equation. Here, the “chamber” means not only a so-called surge tank-corresponding portion but also all portions from the downstream side of the throttle valve to the intake port.

【0043】[0043]

【数11】 [Equation 11]

【0044】従って、今回充填された空気量の変化分Δ
Gbは、圧力変化分より数12の式から求めることがで
きる。
Therefore, the change Δ in the amount of air filled this time
Gb can be obtained from the equation of Expression 12 from the pressure change.

【0045】[0045]

【数12】 (Equation 12)

【0046】即ち、定常運転状態であればGth=Ga
irとなる。他方、過渡状態で例えばスロットル弁が急
に開かれたとき吸入圧力が高くなるのは、空気がチャン
バを充填しているからである。逆に言えば、チャンバ内
を充填した空気量とスロットル弁を通過した空気量とが
分かれば気筒内に流入した空気量も分かることになる。
即ち、チャンバに充填された空気量分は当然ながら気筒
へ吸入されないものとすれば、単位時間ΔT当たりの筒
内実吸入空気量Gairは数13で表すことができ、こ
れによって実吸入空気量の動的な挙動が推定可能とな
る。図17にこの算出手法によるシミュレーション結果
を示す。
That is, in the steady operation state, Gth = Ga
It becomes ir. On the other hand, in transient conditions, the suction pressure is high when the throttle valve is suddenly opened, for example, because the air is filling the chamber. Conversely speaking, if the amount of air filling the chamber and the amount of air passing through the throttle valve are known, the amount of air flowing into the cylinder can be known.
That is, assuming that the amount of air filled in the chamber is not sucked into the cylinder as a matter of course, the in-cylinder actual intake air amount Gair per unit time ΔT can be expressed by Equation 13, and the actual intake air amount Behavior can be estimated. FIG. 17 shows the simulation result by this calculation method.

【0047】[0047]

【数13】 (Equation 13)

【0048】上記について実験結果を示す。図18にテ
スト装置の概略を示す。
Experimental results for the above are shown. FIG. 18 shows an outline of the test apparatus.

【0049】実験においては、スロットル開度一定と
し、空気量を変化させ、そのときのスロットル上、下流
の圧力を測定し、また同時に空気流量も測定した。テス
トはスロットル上流側に関して10種のスロットル開度
について行った。そのうちスロットル開度31.6度に
ついての結果を図19に示す。図示したものも含めた実
験結果から以下が判明した。 (1)スロットル下流の圧力は、スロットルから1D〜
2D(D:スロットル弁の径)で一度落ち込み、3D〜
4Dで回復し、再び下流へ向かうほど緩やかに圧力が下
がっていく(下流の落ち込みは、スロットル弁により流
れの縮流、渦流、剥離が発生するため)。 (2)落ち込んだ圧力を測定すると、スロットルの前後
差圧が実際よりも大きくなってしまうので、回復した圧
力値を用いてスロットル通過空気量を算出する必要があ
る。
In the experiment, the throttle opening was kept constant, the air amount was changed, and the pressures on the upstream and downstream of the throttle at that time were measured, and at the same time, the air flow rate was also measured. The test was conducted for ten throttle openings on the upstream side of the throttle. The result for the throttle opening of 31.6 degrees is shown in FIG. The following was found from the experimental results including those shown in the figure. (1) The pressure downstream of the throttle is 1D ~
2D (D: diameter of throttle valve) drops once, 3D ~
It recovers in 4D, and the pressure gradually decreases toward the downstream side again (the downward flow is caused by the throttle valve causing contraction, swirling, and separation of the flow). (2) When the dropped pressure is measured, the differential pressure across the throttle becomes larger than it actually is, so it is necessary to use the recovered pressure value to calculate the amount of air passing through the throttle.

【0050】またスロットル上流については、スロット
ル手前で圧力が低下することが判明した。
Further, it has been found that the pressure decreases in front of the throttle upstream of the throttle.

【0051】以上から、スロットル下流の圧力Pthdown
(数7等の式においてP2 )は圧力の回復した位置、即
ち、スロットル弁から約3D(理想的には3D〜4D)
離れた位置で、スロットル上流の圧力Pthup(数7等の
式においてP1 )はスロットル弁の影響が及ばない位置
で、かつスロットル弁にできるだけ近い位置、即ち、ス
ロットル弁から約1D(ないしはそれ以上)離れた位置
で測定するのが望ましいことが分かった。尚、スロット
ル下流の圧力はその意味でチャンバ(サージタンク)内
の圧力と等価とみなすことができる。よって、後で述べ
る様にサージタンク内に圧力センサを設け、その検出値
であるサージタンク内の圧力をスロットル下流圧Pthdo
wnとしても良い。
From the above, the pressure Pthdown downstream of the throttle
(P 2 in the equations such as Equation 7) is the position where the pressure is recovered, that is, about 3D from the throttle valve (ideally 3D to 4D).
At a distant position, the pressure Pthup upstream of the throttle (P 1 in the equations such as Equation 7) is a position where the influence of the throttle valve is not exerted, and a position as close as possible to the throttle valve, that is, about 1D (or more) from the throttle valve. ) It has been found desirable to make measurements at remote locations. The pressure downstream of the throttle can be regarded as equivalent to the pressure in the chamber (surge tank) in that sense. Therefore, as will be described later, a pressure sensor is provided in the surge tank, and the detected pressure in the surge tank is used as the throttle downstream pressure Pthdo.
It may be wn.

【0052】数10に示した式において、流量係数αの
みを未知数とし、前記したテストによって流量係数を同
定した。尚、ここで同定は、測定したスロットル前後の
圧力を用い、数10の式からスロットル通過空気量Gt
hを算出し(初期値は適宜設定)、続いて算出値と実測
値とを比較し、両者が一致する様に流量係数の値を変化
させ、以上を繰り返して行って誤差が最小になる値を流
量係数とする、手法を採った。図20にその手法によっ
て同定したスロットル開度に対する流量係数の値を示
す。また図21に同定した流量係数を用いて推定した値
と実測値とを比較して示す(スロットル開度31.6度
についてのみ示す)。
In the equation shown in the equation 10, only the flow coefficient α is set as an unknown number, and the flow coefficient is identified by the above-mentioned test. Here, the identification is performed by using the measured pressures before and after the throttle, and from the formula 10
Calculate h (initial value is set appropriately), then compare the calculated value with the measured value, change the value of the flow coefficient so that they match, and repeat the above to minimize the error. Was adopted as the flow coefficient. FIG. 20 shows the value of the flow coefficient with respect to the throttle opening identified by the method. Further, FIG. 21 shows a comparison between the value estimated using the identified flow coefficient and the actually measured value (only shown for the throttle opening of 31.6 degrees).

【0053】図22に、以上の手法で求めた流量係数を
使用し、またスロットル弁から下流に4D、上流に1D
離れた位置で測定した値を用いてシミュレーションで算
出した値と、実際に測定した値とを対比して示す。尚、
同図に示すのは、スロットル開度を7〜20度に変化さ
せたときのデータである。またPb は吸気圧センサ実測
値を、Gthはエアフロメータによる実測値を示す。同
図から、この算出手法が実効的であることが見てとれよ
う。
In FIG. 22, the flow coefficient obtained by the above method is used, 4D downstream from the throttle valve and 1D upstream.
The values calculated by simulation using the values measured at distant positions and the values actually measured are shown in comparison. still,
Shown in the figure are data when the throttle opening is changed to 7 to 20 degrees. Further, Pb indicates an actual measurement value of the intake pressure sensor, and Gth indicates an actual measurement value by the air flow meter. From this figure, it can be seen that this calculation method is effective.

【0054】尚、数10において測定値はPthup
(P1 ), Pthdown(P2 ), θTHであるので、それら
をマップ化(マッピング)しておいて特に平方根の演算
時間を短縮することとする。それを数14に示す。尚、
同式でMはマップデータを示す。
In addition, in the equation 10, the measured value is Pthup.
Since (P 1 ), Pthdown (P 2 ), and θTH, they are mapped (mapping) to reduce the square root calculation time in particular. It is shown in Equation 14. still,
In the equation, M indicates map data.

【0055】[0055]

【数14】 [Equation 14]

【0056】次いで、センサの分解能との関係を述べ
る。図23は縦軸に一定の計測誤差に対する制御誤差
を、横軸にスロットル開度をとった測定データである。
同図から、一定の計測誤差に対しては、低開度となるほ
ど、制御誤差が大きくなることが分かる。従って、セン
サは低開度側ほど計測誤差を少なくするもの、別言すれ
ば低開度側ほど高分解能を有するものであることが望ま
しい。また図24は縦軸に同様に制御誤差をとると共
に、横軸にスロットル弁前後の圧力比をとった測定デー
タである。これから同様に、吸気圧力センサについても
高負荷側(大気圧側、図に1で示す)に高分解能を備え
るものを使用することが望ましいことが分かる。従っ
て、実機での応用に際してはスロットル開度センサと吸
気圧力センサとは共に、あるいは少なくとも一方は、こ
の様な分解能を備えたものを用いることが望ましい。
Next, the relationship with the resolution of the sensor will be described. FIG. 23 shows the measurement data with the vertical axis representing the control error for a certain measurement error and the horizontal axis representing the throttle opening.
From the figure, it can be seen that for a constant measurement error, the control error increases as the opening degree decreases. Therefore, it is desirable that the sensor has a smaller measurement error on the lower opening side, that is, has a higher resolution on the lower opening side. Further, FIG. 24 shows the measurement data in which the vertical axis similarly shows the control error and the horizontal axis shows the pressure ratio before and after the throttle valve. From this, similarly, it is understood that it is desirable to use an intake pressure sensor having high resolution on the high load side (atmospheric pressure side, indicated by 1 in the figure). Therefore, it is desirable to use both the throttle opening sensor and the intake pressure sensor, or at least one of them, having such a resolution when applied in an actual machine.

【0057】尚、前記した空気量の測定について幾つか
付言すると、スロットル前後の圧力比が所定値以下の場
合には、流速が音速となっていることから、所定値(例
えば0.528)に固定する。また、吸気温センサは算
出精度を向上させる意味で、スロットル弁の上流の近傍
に設ける様にする。また湿度センサを備えて数10の式
の空気の比重量を補正するのが望ましい。
Incidentally, to add some remarks on the above-mentioned measurement of the air amount, when the pressure ratio before and after the throttle is a predetermined value or less, the flow velocity is sonic velocity, and therefore, it is set to a predetermined value (for example, 0.528). Fix it. Further, the intake air temperature sensor is provided near the upstream side of the throttle valve in order to improve the calculation accuracy. Further, it is desirable to provide a humidity sensor to correct the specific weight of air in the formula (10).

【0058】次いで、気筒別の空燃比の検出について説
明する。多気筒内燃機関においてはコストまたは耐久性
上の問題から、一般的には排気系の集合部に1個の空燃
比センサのみを配置している。従って、集合部の空燃比
から各気筒の空燃比を特定する必要がある。そこで、集
合部の空燃比の挙動をモデル化することにより、逆に集
合部の空燃比から数値演算によって各気筒の空燃比を推
定する様にした。
Next, the detection of the air-fuel ratio for each cylinder will be described. In a multi-cylinder internal combustion engine, generally only one air-fuel ratio sensor is arranged in the collecting portion of the exhaust system due to cost or durability problems. Therefore, it is necessary to specify the air-fuel ratio of each cylinder from the air-fuel ratio of the collecting portion. Therefore, by modeling the behavior of the air-fuel ratio of the collecting portion, conversely, the air-fuel ratio of each cylinder is estimated by numerical calculation from the air-fuel ratio of the collecting portion.

【0059】先ず、広域空燃比センサの応答遅れを1次
遅れと擬似的にモデル化し、その状態方程式を求め、周
期ΔTで離散化すると、数15の様になる。ここで、L
AF:広域空燃比センサ出力、A/F:入力空燃比であ
る。
First, the response delay of the wide-range air-fuel ratio sensor is modeled as a first-order delay, its state equation is calculated, and it is discretized with the period ΔT, as shown in Formula 15. Where L
AF: wide-range air-fuel ratio sensor output, A / F: input air-fuel ratio.

【0060】[0060]

【数15】 (Equation 15)

【0061】数15をZ変換を用いて伝達関数で示せば
数16の様になる。即ち、図25に示す如く、数16の
逆伝達関数を今回(時刻k)のセンサ出力LAFに乗じ
ることによって前回(時刻k−1)の空燃比を求めるこ
とができる。
If Expression 15 is expressed by a transfer function using Z conversion, Expression 16 is obtained. That is, as shown in FIG. 25, the air-fuel ratio at the previous time (time k−1) can be obtained by multiplying the inverse transfer function of Expression 16 by the sensor output LAF at this time (time k).

【0062】[0062]

【数16】 (Equation 16)

【0063】次いで、上記の如く遅れ補正して求めた空
燃比から各気筒の空燃比を分離抽出する手法について説
明すると、先ず図26に示す様に内燃機関の排気系をモ
デル化する(これを図1において「EXMN PLAN
T」と示した)。尚、このモデル(プラント)ではF
(燃料量)を制御量とするため、燃空比F/Aを用いて
いる。
Next, a method of separating and extracting the air-fuel ratio of each cylinder from the air-fuel ratio obtained by delay correction as described above will be explained. First, as shown in FIG. 26, the exhaust system of the internal combustion engine is modeled (this is modeled). In FIG. 1, "EXMN PLAN
"T"). In this model (plant), F
The fuel-air ratio F / A is used to control (fuel amount).

【0064】ここで、集合部の空燃比は発明者達の知見
によれば各気筒の空燃比の時間的な寄与度を考慮した加
重平均として表すことができ、式で示すと、数17の様
になる。
Here, according to the knowledge of the inventors, the air-fuel ratio of the collecting portion can be expressed as a weighted average considering the temporal contribution of the air-fuel ratio of each cylinder. Like

【0065】[0065]

【数17】 [Equation 17]

【0066】また各気筒の空燃比を漸化式の形式で表す
と、数18の様になる。
When the air-fuel ratio of each cylinder is expressed in the form of a recurrence formula, the formula 18 is obtained.

【0067】[0067]

【数18】 (Equation 18)

【0068】入力U(k)は未知なので、4気筒として
4TDCごとに空燃比が再現するものとして漸化式を構
成すると、数19の様になり、よって数20の如き通常
の状態方程式の問題に帰着する。
Since the input U (k) is unknown, if the recurrence formula is constructed assuming that the air-fuel ratio is reproduced for every 4TDC with four cylinders, the formula 19 is obtained, and thus the problem of the ordinary state equation as the formula 20 is obtained. Return to.

【0069】[0069]

【数19】 [Equation 19]

【0070】[0070]

【数20】 (Equation 20)

【0071】従って、時間的な寄与度Cが分かれば、カ
ルマンフィルタを設計して図27に示す様なオブザーバ
を構成することにより、各時刻のX(k)をY(k)よ
り推定することが可能となる。即ち、上記の様な状態方
程式に対し、適当なゲイン行列をとって数21で示す様
な式のXハット(k)を考える。
Therefore, if the temporal contribution C is known, X (k) at each time can be estimated from Y (k) by designing a Kalman filter and constructing an observer as shown in FIG. It will be possible. That is, an X-hat (k) of the formula as shown in the equation (21) is considered by taking an appropriate gain matrix for the above equation of state.

【0072】[0072]

【数21】 (Equation 21)

【0073】ここで、(A−KC)が安定行列であれ
ば、Xハット(k)がX(k)となり、X(k)(各気
筒の空燃比)をY(k)(集合部の空燃比)から推定す
ることが可能となる。尚、その詳細は本出願人が先に提
案した技術(特願平3−359340号、平成3年12
月27日出願)に述べてあるので、これ以上の説明は省
略する。
If (A-KC) is a stable matrix, X hat (k) becomes X (k), and X (k) (air-fuel ratio of each cylinder) is set to Y (k) (collection part It can be estimated from the air-fuel ratio). The details are described in the technique previously proposed by the applicant (Japanese Patent Application No. 3-359340, December 1991).
(Filed 27th of the month), so further explanation is omitted.

【0074】以上について、実機に適用した場合につい
て実施例を説明する。
An embodiment will be described for the case where the above is applied to an actual machine.

【0075】[0075]

【実施例】図28はそれを全体的に示す概略図である。
図において、符号10は4気筒の内燃機関を示してお
り、吸気路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(チャンバ)18とインテーク
マニホルド20を経て第1〜第4気筒に流入される。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。燃焼後
の排気ガスは排気弁(図示せず)を介してエキゾースト
マニホルド24に排出され、エキゾーストパイプ26を
経て三元触媒コンバータ28で浄化されて機関外に排出
される。
28. FIG. 28 is a schematic view showing it as a whole.
In the figure, reference numeral 10 indicates a four-cylinder internal combustion engine, and the intake air introduced from an air cleaner 14 arranged at the tip of an intake passage 12 has its flow rate adjusted by a throttle valve 16 and a surge tank (chamber) 18 And through the intake manifold 20 into the first to fourth cylinders. An injector 22 is provided near the intake valve (not shown) of each cylinder.
Is provided to inject fuel. The air-fuel mixture that has been injected and integrated with the intake air is ignited by a spark plug (not shown) in each cylinder, burns, and drives a piston (not shown). The exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust manifold 24 via an exhaust valve (not shown), is purified by the three-way catalytic converter 28 via the exhaust pipe 26, and is discharged to the outside of the engine.

【0076】また内燃機関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34が設けられると
共に、スロットル弁16の開度θTHを検出するスロット
ル開度センサ36、スロットル弁16下流の吸気圧力P
b を絶対圧力で検出する吸気圧センサ38も設けられ
る。またスロットル弁16の上流側には、大気圧Pa を
検出する大気圧センサ40、吸入空気の温度を検出する
吸気温センサ42、吸入空気の湿度を検出する湿度セン
サ44が設けられる。更に、排気系においてエキゾース
トマニホルド24の下流側で三元触媒コンバータ28の
上流側には酸素濃度検出素子からなる広域空燃比センサ
46が設けられ、排気ガスの空燃比を検出する。これら
センサ34などの出力は、制御ユニット50に送られ
る。尚、上記において、スロットル上流側の圧力を検出
する大気圧センサ40は、スロットル弁16の配置位置
から1D(D:吸気路12の径)以上離れた位置に配置
すると共に、スロットル下流側の圧力を検出する吸気圧
センサ38は、スロットル弁16の配置位置から3D以
上離れたサージタンク18内に配置する。また吸気温セ
ンサ42と湿度センサ44とはスロットル弁16に可能
な限り接近して配置する。尚、スロットル開度センサ3
6と吸気圧センサ38の分解能は、それぞれ0.01
度、0.1mmHg以上とする。
A crank angle sensor 34 for detecting a crank angle position of a piston (not shown) is provided in a distributor (not shown) of the internal combustion engine 10, and a throttle for detecting an opening θTH of a throttle valve 16 is provided. Intake pressure P downstream of the opening sensor 36 and the throttle valve 16
An intake pressure sensor 38 for detecting b in absolute pressure is also provided. Further, on the upstream side of the throttle valve 16, an atmospheric pressure sensor 40 for detecting the atmospheric pressure Pa, an intake air temperature sensor 42 for detecting the temperature of intake air, and a humidity sensor 44 for detecting the humidity of intake air are provided. Further, in the exhaust system, a wide-range air-fuel ratio sensor 46 including an oxygen concentration detecting element is provided on the downstream side of the exhaust manifold 24 and on the upstream side of the three-way catalytic converter 28 to detect the air-fuel ratio of the exhaust gas. The outputs of these sensors 34 and the like are sent to the control unit 50. In the above description, the atmospheric pressure sensor 40 for detecting the pressure on the upstream side of the throttle is arranged at a position 1D (D: the diameter of the intake passage 12) or more away from the position where the throttle valve 16 is arranged, and the pressure on the downstream side of the throttle is arranged. The intake pressure sensor 38 for detecting the above is arranged in the surge tank 18 3D or more away from the position where the throttle valve 16 is arranged. The intake air temperature sensor 42 and the humidity sensor 44 are arranged as close to the throttle valve 16 as possible. The throttle opening sensor 3
6 and the intake pressure sensor 38 have a resolution of 0.01
And 0.1 mmHg or more.

【0077】図29は制御ユニット50の詳細を示すブ
ロック図である。広域空燃比センサ46の出力は検出回
路52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空燃比(A
/F)が検出される。尚、その詳細は先に本出願人が提
案した出願(特願平3−169456号、平成3年6月
14日出願)に述べてあるので、これ以上の説明は省略
する。検出回路52の出力はA/D変換回路54を介し
てCPU56,ROM58,RAM60からなるマイク
ロ・コンピュータ内に取り込まれ、RAM60に格納さ
れる。同様にスロットル開度センサ36などのアナログ
出力はレベル変換回路62、マルチプレクサ64及び第
2のA/D変換回路66を介して、またクランク角セン
サ34の出力は波形整形回路68で波形整形された後、
カウンタ70で出力値がカウントされ、カウント値はマ
イクロ・コンピュータ内に入力される。マイクロ・コン
ピュータにおいてCPU56はROM58に格納された
命令に従って前記の如く適応制御手法に基づいて制御値
を演算し、駆動回路72を介して各気筒のインジェクタ
22を駆動する。
FIG. 29 is a block diagram showing the details of the control unit 50. The output of the wide-range air-fuel ratio sensor 46 is input to the detection circuit 52, where appropriate linearization processing is performed, and the air-fuel ratio (A having a linear characteristic proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas in a wide range from lean to rich is provided (A
/ F) is detected. The details are described in the application previously proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 3-169456, filed on June 14, 1991), and therefore further description will be omitted. The output of the detection circuit 52 is taken into the microcomputer including the CPU 56, the ROM 58, and the RAM 60 via the A / D conversion circuit 54, and stored in the RAM 60. Similarly, the analog output of the throttle opening sensor 36 and the like is subjected to waveform shaping through the level conversion circuit 62, the multiplexer 64 and the second A / D conversion circuit 66, and the output of the crank angle sensor 34 is subjected to waveform shaping by the waveform shaping circuit 68. rear,
The output value is counted by the counter 70, and the count value is input into the microcomputer. In the microcomputer, the CPU 56 calculates the control value based on the adaptive control method as described above according to the instruction stored in the ROM 58, and drives the injector 22 of each cylinder via the drive circuit 72.

【0078】続いて、図29の制御装置の動作を図30
フロー・チャートを参照して説明する。
Next, the operation of the control device shown in FIG. 29 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flow chart.

【0079】先ずS10においてクランク角センサ34
が検出した機関回転数Neを読み込み、S12で大気圧
センサ40などが検出した大気圧Pa (前記したスロッ
トル上流圧Pthupに同じ)、吸気圧力Pb (前記したス
ロットル下流圧Pthdownに同じ)、スロットル開度θT
H、空燃比A/Fなどを読み込む。
First, in S10, the crank angle sensor 34
Is read by the engine speed Ne, the atmospheric pressure Pa (same as the above-mentioned throttle upstream pressure Pthup), the intake pressure Pb (same as the above-mentioned throttle downstream pressure Pthdown) detected by the atmospheric pressure sensor 40 in S12, the throttle opening Degree θT
Read H, air-fuel ratio A / F, etc.

【0080】次いでS14に進んでクランキングか否か
判断し、否定されるときはS16に進んでフュエルカッ
トか否か判断する。そこでも否定されたときはS18に
進み、機関回転数Neと吸気圧力Pb とからマップを検
索し(図1に示す)、目標筒内吸入燃料量Tiを算出
し、S20に進んで基本モードの式によって燃料噴射量
Toutを算出する。尚、ここで基本モードとは前記し
た適応制御によらない手法であって、従来の公知の手法
によるものを意味する。
Next, in S14, it is determined whether or not cranking has been performed. If the determination is negative, then the control proceeds to S16 and it is determined whether or not a fuel cut has occurred. If the result is negative, the program proceeds to S18, the map is searched from the engine speed Ne and the intake pressure Pb (shown in FIG. 1), the target in-cylinder intake fuel amount Ti is calculated, and the program proceeds to S20 to proceed to the basic mode. The fuel injection amount Tout is calculated by the formula. Here, the basic mode means a method that does not rely on the above-mentioned adaptive control and that is based on a conventionally known method.

【0081】次いでS22に進み、広域空燃比センサ4
6の活性化が完了したか否か判断し、肯定されるときは
S24に進んで先に述べた手法で気筒別空燃比を推定
し、S26に進んで実吸入空気量Gairを推定し、S
28に進んでそれから筒内実吸入燃料量Gfuelを推
定し、S30に進んで適応制御によって最終燃料噴射量
Toutを決定し、S32に進んで駆動回路72を介し
て当該気筒のインジェクタ22に出力する。尚、S14
でクランキングと判断されたときはS34,S36に進
んで始動モードの制御値を算出すると共に、S16でフ
ュエルカットと判断されたときはS38に進んでTou
tを零とする。またS22でセンサが活性化していない
と判断されるときは直ちにS32にジャンプして基本モ
ードによる制御値でインジェクタを駆動する。
Next, in S22, the wide area air-fuel ratio sensor 4
It is determined whether or not the activation of 6 is completed, and when the determination is affirmative, the routine proceeds to S24, the cylinder-by-cylinder air-fuel ratio is estimated by the above-described method, the routine proceeds to S26, and the actual intake air amount Gair is estimated.
Then, the routine proceeds to S28 to estimate the in-cylinder actual intake fuel amount Gfuel, proceeds to S30 to determine the final fuel injection amount Tout by adaptive control, and proceeds to S32 to output to the injector 22 of the cylinder via the drive circuit 72. Incidentally, S14
If it is determined to be cranking, the process proceeds to S34 and S36 to calculate the control value for the starting mode, and if it is determined to be fuel cut in S16, the process proceeds to S38 and Tou.
Let t be zero. If it is determined in S22 that the sensor is not activated, the process immediately jumps to S32, and the injector is driven with the control value in the basic mode.

【0082】上記した構成においては気筒別に空燃比を
推定して筒内実吸入燃料量を精度良く求め、筒内実吸入
燃料量が目標値に一致する様に制御器のパラメータを適
応的に制御したので、精度の良い適応制御を実現するこ
とができる。
In the above configuration, the air-fuel ratio is estimated for each cylinder to accurately determine the in-cylinder actual intake fuel amount, and the parameters of the controller are adaptively controlled so that the in-cylinder actual intake fuel amount matches the target value. It is possible to realize highly accurate adaptive control.

【0083】また、付着プラントとパラメータ同定・調
整機構あるいは適応制御器との間に系の無駄時間(時間
遅れ要素)を介挿する様にしたので、過渡運転時にも目
標燃料吸入量と付着プラントの出力(実吸入燃料量)と
の間に時間差が生じることがなく、目標空燃比に精度良
く収束させることができる。更に、無駄時間の次数を内
燃機関の運転状態や燃料噴射量制御装置の状態に応じて
変化させる様にしたので、一層精度良く目標空燃比に収
束させることができる。
Further, since the dead time (time delay element) of the system is inserted between the deposition plant and the parameter identification / adjustment mechanism or the adaptive controller, the target fuel intake amount and the deposition plant are also maintained during the transient operation. There is no time difference with the output (actual intake fuel amount) and the target air-fuel ratio can be accurately converged. Furthermore, since the order of the dead time is changed according to the operating state of the internal combustion engine and the state of the fuel injection amount control device, the target air-fuel ratio can be more accurately converged.

【0084】また、付着プラントの伝達関数の逆伝達関
数を持つ補償器を付着プラントに直列に接続し、その補
償器を含んで1つの仮想プラントとみなし、その仮想プ
ラントの伝達関数が1(またはその付近の値)以外にな
ったとき、その逆伝達関数を持つ如く適応制御器を動作
させる様にしたので、予め設定する特性が経年変化など
で実際の特性と異なることがあっても良くその変化に追
従して目標値となる様に適応的に制御することができ
る。
Further, a compensator having an inverse transfer function of the transfer function of the adhering plant is connected in series to the adhering plant, the compensator is included and regarded as one virtual plant, and the transfer function of the virtual plant is 1 (or The value is set to a value other than (around that value), the adaptive controller is operated so as to have the inverse transfer function, so the characteristics set in advance may differ from the actual characteristics due to aging, etc. It can be adaptively controlled so as to reach the target value by following the change.

【0085】尚、上記した構成においてこの発明を図1
に関して説明したが、それに限られるものではなく、こ
の発明は図31に示す様に、実吸入空気量の動的な挙動
を推定するGairモデルブロックを設けず、マップ値
に”14.7”を乗じて実吸入空気量Gairを推定す
る様にした構成にも妥当し、適応制御を行うことによっ
て吸気系の挙動も吸収する、即ち、前記した如く、実吸
入空気量の推定に誤差があっても、それを吸収すること
ができる。更に、この発明は図32に示す様に、目標値
Tiをマップ化せず、Gairモデルブロックが推定し
た実吸入空気量Gairに”1/14.7”を乗じて目
標値Tiを決定する様にした構成にも妥当する。
It should be noted that the present invention having the above-described structure is shown in FIG.
However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 31, the Gir model block for estimating the dynamic behavior of the actual intake air amount is not provided, and the map value is set to “14.7”. This is also applicable to the configuration in which the actual intake air amount Gair is estimated by multiplying, and the behavior of the intake system is also absorbed by performing the adaptive control, that is, as described above, there is an error in the estimation of the actual intake air amount. Can even absorb it. Further, according to the present invention, as shown in FIG. 32, the target value Ti is not mapped and the target value Ti is determined by multiplying the actual intake air amount Gair estimated by the Gair model block by "1 / 14.7". It is also applicable to the configuration.

【0086】更に、上記した構成において、1個の空燃
比センサを用いて各気筒の空燃比を推定し、目標値に制
御する例を示したが、それに限られるものではなく、気
筒ごとに空燃比センサを設けて各気筒の空燃比を直接検
出しても良い。
Further, in the above-mentioned configuration, an example in which one air-fuel ratio sensor is used to estimate the air-fuel ratio of each cylinder and control is performed to the target value has been shown. A fuel ratio sensor may be provided to directly detect the air-fuel ratio of each cylinder.

【0087】更には、上記した制御を行うために、吸気
系のモデルを立てて実吸入空気量を算出したが、この手
法は開示した制御に限られるものではなく、一般的な燃
料噴射量制御や点火時期制御などにも利用することがで
きる。
Further, in order to perform the above-mentioned control, the model of the intake system was set up and the actual intake air amount was calculated, but this method is not limited to the disclosed control, and a general fuel injection amount control is performed. It can also be used for ignition timing control.

【0088】[0088]

【発明の効果】請求項1項は、内燃機関の吸気管に噴射
した燃料の輸送遅れに基づいて燃料輸送遅れ補正を行う
燃料輸送遅れ補正手段を備え、筒内実吸入燃料量が目標
筒内吸入燃料量に一致するよう適応的にパラメータを
同定し、そのパラメータに応じて制御器のパラメータを
調整する適応制御器を備えてなる内燃機関の燃料噴射量
制御装置であって、プラントに与える制御入力とパラ
メータ同定・調整機構との間、あるいはプラント出力
若しくはその推定値とパラメータ同定・調整機構との
間、あるいはプラント出力若しくはその推定値と前記
適応制御器との間、の少なくともいずれかに、制御入力
の発生時点とプラント出力若しくはその推定値の発
生時点との時間遅れに対応した時間遅れ要素を挿入する
ように構成すると共に、前記時間遅れ要素の次数を、前
記内燃機関の運転状態若しくは前記燃料噴射量制御装置
の状態によって変化させる如く構成したので、過渡運転
時にも目標燃料吸入量とプラント出力(実吸入燃料量)
との間に時間差が生じることがないことから、目標空燃
比に精度良く収束させることができる。
According to the first aspect of the present invention, the fuel transportation delay is corrected based on the transportation delay of the fuel injected into the intake pipe of the internal combustion engine.
An adaptive controller is provided, which is provided with a fuel transportation delay correction means , adaptively identifies parameters so that the actual in- cylinder intake fuel amount matches the target in-cylinder intake fuel amount, and adjusts the parameter of the controller in accordance with the parameter. A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, comprising a control input u applied to a plant and a parameter identification / adjustment mechanism, or a plant output y.
Alternatively, at least one of the estimated value and the parameter identification / adjustment mechanism, or between the plant output y or the estimated value and the adaptive controller is input.
Insert a time delay element corresponding to the time delay between the occurrence of u and the occurrence of the plant output y or its estimated value
And the order of the time delay element is
The operating state of the internal combustion engine or the fuel injection amount control device
The target fuel intake amount and plant output (actual intake fuel amount) are configured even during transient operation because the configuration is changed according to the state of
Since there is no time difference between the target air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, the target air-fuel ratio can be accurately converged.

【0089】請求項項の装置は、前記時間遅れ要素
の次数を、前記内燃機関の運転状態若しくは前記燃料噴
射量制御装置の状態によって変化させるように構成した
ので、過渡運転時にも目標燃料吸入量とプラント出力
(実吸入燃料量)との間に時間差が生じることがなく、
更には運転状態や燃料噴射量制御装置の状態の変化に左
右されることがないことから、目標空燃比に一層精度良
く収束させることができる。
[0089] The apparatus of claim 1 wherein, the order of the time delay element, the so constructed as to vary the state of the internal combustion engine operating state or the fuel injection amount control apparatus, the target fuel even during transient operation There is no time difference between the intake amount and the plant output (actual intake fuel amount),
Furthermore, since it does not depend on changes in the operating state and the state of the fuel injection amount control device, the target air-fuel ratio can be more accurately converged.

【0090】請求項項の装置は、前記パラメータ同定
・調整機構に、漸減ゲイン法、可変ゲイン法および固定
トレース法のうちのいずれかを用いるように構成したの
で、過渡運転時においても目標値にプラント出力を良く
追従させることができる。
[0090] The apparatus of claim 2 wherein the said parameter identification and adjustment mechanism, decreasing gain method, since it is configured to use any of the variable gain method and a fixed tracing method, the target value even during transient operation The plant output can be tracked well.

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

【図1】この発明に係る制御装置を全体的に示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram generally showing a control device according to the present invention.

【図2】図1中の燃料噴射制御を動作的に示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram operationally showing fuel injection control in FIG.

【図3】図2中の壁面付着プラントのブロック線図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram of the wall adhering plant in FIG.

【図4】図2の壁面付着補正にMRACS(モデル規範
形適応制御)を適用した状態を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a state in which MRACS (model reference adaptive control) is applied to the wall adhesion correction of FIG.

【図5】図4に示すブロック図を整理した後の状態を示
すブロック図である。
5 is a block diagram showing a state after organizing the block diagram shown in FIG. 4. FIG.

【図6】図5の構成のシミュレーション結果を示すデー
タ図である。
FIG. 6 is a data diagram showing a simulation result of the configuration of FIG.

【図7】図6のデータを微視的に検証したシミュレーシ
ョン結果を示すデータ図である。
FIG. 7 is a data diagram showing a simulation result of microscopically verifying the data of FIG.

【図8】図5の構成に無駄時間対策を施した状態を示す
ブロック図である。
8 is a block diagram showing a state in which measures against dead time are applied to the configuration of FIG.

【図9】図8の構成のシミュレーション結果を示すデー
タ図である。
9 is a data diagram showing a simulation result of the configuration of FIG.

【図10】図9のデータを微視的に検証したシミュレー
ション結果を示すデータ図である。
FIG. 10 is a data diagram showing a simulation result of microscopically verifying the data of FIG.

【図11】図5の構成に別の無駄時間対策を施した状態
を示すブロック図である。
11 is a block diagram showing a state in which another measure against dead time is applied to the configuration of FIG.

【図12】図4の構成において固定ゲイン法について行
ったシミュレーションを示すデータ図である。
FIG. 12 is a data diagram showing a simulation performed for the fixed gain method in the configuration of FIG.

【図13】図4の構成において漸減ゲイン法について行
ったシミュレーションを示すデータ図である。
FIG. 13 is a data diagram showing a simulation performed for the gradually decreasing gain method in the configuration of FIG.

【図14】図4の構成において可変ゲイン法について行
ったシミュレーションを示すデータ図である。
FIG. 14 is a data diagram showing a simulation performed for the variable gain method in the configuration of FIG.

【図15】図4の構成において固定トレース法について
行ったシミュレーションを示すデータ図である。
FIG. 15 is a data diagram showing a simulation performed for the fixed trace method in the configuration of FIG.

【図16】図1に示したGairモデルブロックの筒内
実吸入空気量の算出に用いる吸気系のモデルを示す説明
図である。
16 is an explanatory diagram showing a model of an intake system used to calculate an actual cylinder intake air amount of the Gair model block shown in FIG. 1. FIG.

【図17】図16のモデルの筒内実吸気空気量算出のシ
ミュレーション結果を示すデータ図である。
FIG. 17 is a data diagram showing a simulation result of calculating the in-cylinder actual intake air amount of the model of FIG. 16.

【図18】図16のモデルの筒内実吸気空気量算出手法
のテスト装置を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a test device for a method of calculating an actual intake air amount in a cylinder of the model of FIG. 16;

【図19】図18のテスト装置のテスト結果を示すデー
タ図である。
FIG. 19 is a data diagram showing a test result of the test apparatus of FIG.

【図20】図18テスト装置を用いて行ったスロットル
開度に対するスロットルの流量係数の同定結果を示すデ
ータ図である。
FIG. 20 is a data diagram showing the identification result of the flow rate coefficient of the throttle with respect to the throttle opening degree performed by using the test device in FIG. 18;

【図21】図20の同定結果を用いて求めた推定値と実
測値とを対比的に示すデータ図である。
FIG. 21 is a data diagram showing the estimated value and the actually measured value, which are obtained by using the identification result of FIG. 20, for comparison.

【図22】図16に示したモデルに基づいてシミュレー
ションで求めた値と実測値とを対比的に示すデータ図で
ある。
22 is a data diagram comparatively showing a value obtained by simulation based on the model shown in FIG. 16 and an actually measured value.

【図23】制御誤差とスロットル開度の関係を示すデー
タ図である。
FIG. 23 is a data diagram showing the relationship between control error and throttle opening.

【図24】制御誤差とスロットル弁前後の圧力比の関係
を示すデータ図である。
FIG. 24 is a data diagram showing the relationship between the control error and the pressure ratio before and after the throttle valve.

【図25】空燃比センサの検出遅れをモデル化し、真の
空燃比を推定する推定器のブロック線図である。
FIG. 25 is a block diagram of an estimator that models the detection delay of the air-fuel ratio sensor and estimates the true air-fuel ratio.

【図26】図1のEXMN PLANTを示すブロック
線図である。
FIG. 26 is a block diagram showing the EXMN PLANT of FIG. 1.

【図27】図26の構成にオブザーバを組み込んだ構成
を示すブロック図である。
27 is a block diagram showing a configuration in which an observer is incorporated in the configuration of FIG.

【図28】図1の構成を実機に適用した状態を示す、内
燃機関の燃料噴射量制御装置を全体的に示す概略図であ
る。
28 is a schematic diagram showing an overall state of a fuel injection amount control device for an internal combustion engine, showing a state in which the configuration of FIG. 1 is applied to an actual machine.

【図29】図28の制御ユニットの構成を示すブロック
図である。
FIG. 29 is a block diagram showing the configuration of the control unit shown in FIG. 28.

【図30】図29の制御ユニットの動作を示すフロー・
チャートである。
30 is a flowchart showing the operation of the control unit of FIG.
It is a chart.

【図31】この発明の別の構成例を示す図1と同様のブ
ロック図である。
FIG. 31 is a block diagram similar to FIG. 1, showing another configuration example of the present invention.

【図32】この発明の更に別の構成例を示す図1と同様
のブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram similar to FIG. 1, showing still another configuration example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 内燃機関 12 吸気路 16 スロットル弁 18 サージタンク 20 インテークマニホルド 22 インジェクタ 24 エキゾーストマニホルド 26 エキゾーストパイプ 36 スロットル開度センサ 38 吸気圧センサ 40 大気圧センサ 42 吸気温センサ 44 湿度センサ 46 広域空燃比センサ 50 制御ユニット 10 Internal Combustion Engine 12 Intake Line 16 Throttle Valve 18 Surge Tank 20 Intake Manifold 22 Injector 24 Exhaust Manifold 26 Exhaust Pipe 36 Throttle Opening Sensor 38 Intake Pressure Sensor 40 Atmospheric Pressure Sensor 42 Intake Temperature Sensor 44 Humidity Sensor 46 Wide Area Air-Fuel Ratio Sensor 50 Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小森谷 勲 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 廣田 俊明 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平4−187844(JP,A) 特開 昭60−36748(JP,A) 特開 平3−42703(JP,A) 特開 平1−211648(JP,A) 特開 平4−187843(JP,A) 特開 平4−128523(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isao Komoritani 4-1-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Hirota 4-1-1 Chuo, Wako, Saitama (56) References JP-A-4-187844 (JP, A) JP-A-60-36748 (JP, A) JP-A-3-42703 (JP, A) JP-A-1-211648 ( JP, A) JP 4-187843 (JP, A) JP 4-128523 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の吸気管に噴射した燃料の輸送
遅れに基づいて燃料輸送遅れ補正を行う燃料輸送遅れ補
正手段を備え、筒内実吸入燃料量が目標筒内吸入燃料量
に一致するよう適応的にパラメータを同定し、そのパ
ラメータに応じて制御器のパラメータを調整する適応制
御器を備えてなる内燃機関の燃料噴射量制御装置であっ
て、プラントに与える制御入力とパラメータ同定・調
整機構との間、あるいはプラント出力若しくはその推
定値とパラメータ同定・調整機構との間、あるいはプラ
ント出力若しくはその推定値と前記適応制御器との
間、の少なくともいずれかに、制御入力の発生時点と
プラント出力若しくはその推定値の発生時点との時間
遅れに対応した時間遅れ要素を挿入するように構成する
と共に、前記時間遅れ要素の次数を、前記内燃機関の運
転状態若しくは前記燃料噴射量制御装置の状態によって
変化させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御
装置。
1. Transportation of fuel injected into an intake pipe of an internal combustion engine
Fuel transportation delay compensation that corrects fuel transportation delay based on delay
With a positive means to identify and adaptively parameters so that the amount of cylinder Naijitsu intake fuel is equal to the target cylinder intake fuel amount, comprising an adaptive controller for adjusting the parameters of the controller in accordance with the parameters internal combustion A fuel injection amount control device for an engine, which is provided between a control input u given to a plant and a parameter identification / adjustment mechanism, or between a plant output y or its estimated value and a parameter identification / adjustment mechanism, or A time delay element corresponding to the time delay between the generation time point of the control input u and the generation time point of the plant output y or its estimated value is provided in at least one of the plant output y or its estimated value and the adaptive controller. configured to insert
Along with the order of the time delay element,
Depending on the rotation state or the state of the fuel injection amount control device
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, which is changed .
【請求項2】 前記パラメータ同定・調整機構に、漸減
ゲイン法、可変ゲイン法および固定トレース法のうちの
いずれかを用いることを特徴とする請求項1項記載の内
燃機関の燃料噴射量制御装置。
2. The parameter identification / adjustment mechanism is gradually reduced.
Of gain method, variable gain method and fixed trace method
The method according to claim 1, wherein any one of them is used.
Fuel injection amount control device for fuel engine.
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