JP2015086845A - Throttle opening control device of internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control an opening of a throttle valve while utilizing the estimation of a parameter using an output of an air flowmeter, related to a throttle opening control device.SOLUTION: An air amount forward flow value (Fig. 5 (a) solid line) is created by cutting a portion which attenuates by pressure pulsation out of an air amount output value (Fig. 5 (a) broken line) which is issued by an air flowmeter according to a suction air amount. With the air amount forward flow value set as the suction air amount dm, throttle upstream-side pressure Pat a sampling time t is estimated by applying an effective opening area Aof an intake passage corresponding to a throttle opening, and a suction air temperature Ttogether with throttle downstream-side pressure Pto a nozzle formula. By applying an estimation value of P, and Tand Pto the nozzle formula together with a required suction air amount dmat a time t+1, a target effective opening area Aat the time t+1 is calculated.

Description

この発明は、内燃機関のスロットル開度制御装置に係り、特に、車載用内燃機関が備える電子制御式スロットル弁の制御に適したスロットル開度制御装置に関する。   The present invention relates to a throttle opening control device for an internal combustion engine, and more particularly to a throttle opening control device suitable for controlling an electronically controlled throttle valve provided in an in-vehicle internal combustion engine.

下記特許文献１には、吸入空気量や吸気圧を含む複数のパラメータの間に成立する関係式を用いたモデル制御の一例が開示されている。この種の関係式に含まれるパラメータのうち、一つのパラメータだけが未知であるとすれば、他のパラメータをその関係式に当てはめることにより、その未知のパラメータを推定することができる。   Patent Document 1 below discloses an example of model control using a relational expression established between a plurality of parameters including an intake air amount and an intake pressure. If only one parameter is unknown among the parameters included in this type of relational expression, the unknown parameter can be estimated by applying another parameter to the relational expression.

内燃機関には一般にエアフロメータが備わっている。このため、この種の推定をするにあたっては、エアフロメータで検出した吸入空気量を既知のパラメータとして用いることが一般的に可能である。   An internal combustion engine is generally equipped with an air flow meter. For this reason, in making this kind of estimation, it is generally possible to use the intake air amount detected by the air flow meter as a known parameter.

特開２０１３−０３２７４１号公報JP2013-032741A

しかしながら、内燃機関の吸入空気には脈動が生じている。このため、エアフロメータは、その脈動に応じた出力を発する。一方、吸入空気の脈動は、主としてスロットル下流圧力の変動に起因して生ずるものであり、スロットル上流圧力の変動が主な原因ではない。このため、エアフロメータの出力が、例えばスロットル上流圧力の推定にそのまま用いられると、スロットル上流圧力の推定値に脈動が過大に反映される事態が生じ得る。そして、このような推定値は、その値を用いる制御にハンチングを生じさせ得る。   However, pulsation is generated in the intake air of the internal combustion engine. For this reason, the air flow meter emits an output corresponding to the pulsation. On the other hand, the pulsation of the intake air is mainly caused by the fluctuation of the throttle downstream pressure, and is not mainly caused by the fluctuation of the throttle upstream pressure. For this reason, if the output of the air flow meter is used for estimation of the throttle upstream pressure as it is, for example, a situation may occur in which the pulsation is excessively reflected in the estimated value of the throttle upstream pressure. Such an estimated value can cause hunting in control using the value.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、エアフロメータの出力を利用したパラメータの推定を利用しつつ、スロットル弁の開度を精度良く制御し得る内燃機関のスロットル制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine throttle control capable of accurately controlling the opening degree of a throttle valve while utilizing parameter estimation using the output of an air flow meter. An object is to provide an apparatus.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のスロットル開度制御装置であって、吸入空気量に応じた空気量出力値を発するエアフロメータと、脈動する空気量出力値のうち、少なくとも設定値を下回る値を、当該値より大きな代替値に置き換えて、前記空気量出力値から空気量順流値を生成する順流値生成手段と、を備え、前記設定値は、前記脈動する空気量出力値の中央値以下かつ極小値より大の値であり、更に、スロットル下流圧力を検知又は推定する下流圧力取得手段と、吸入空気温度を検知又は推定する空気温取得手段と、スロットル開度に応じた吸気通路の有効開口面積と吸入空気量と吸入空気温度とスロットル上流圧力とスロットル下流圧力との間に成立するノズル式の関係に、サンプリング時刻ｔにおける有効開口面積、空気量順流値、吸入空気温度、スロットル下流圧力、並びにサンプリング時刻ｔ−１に推定されたスロットル上流圧力を当てはめて、当該サンプリング時刻ｔにおけるスロットル上流圧力を推定する上流圧力推定手段と、前記サンプリング時刻ｔにおいて、前記ノズル式の関係に、当該サンプリング時刻ｔにおける吸入空気温度、スロットル下流圧力、スロットル上流圧力の推定値、並びにサンプリング時刻ｔ＋１における吸入空気量の要求値を当てはめて、当該サンプリング時刻ｔ＋１に実現するべき有効開口面積の目標値を設定する目標面積設定手段と、前記目標値が実現されるようにスロットル開度を制御するスロットル開度制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first invention is a throttle opening control device for an internal combustion engine, wherein an air flow meter for generating an air amount output value corresponding to an intake air amount, and a pulsating air amount output value Forward value generation means for generating an air amount forward value from the air amount output value by replacing at least a value lower than the set value with an alternative value larger than the value, wherein the set value is the pulsating air A downstream pressure acquisition means for detecting or estimating the throttle downstream pressure, an air temperature acquisition means for detecting or estimating the intake air temperature, and a throttle opening. The effective opening area at the sampling time t in the relationship of the nozzle type established among the effective opening area of the intake passage, the intake air amount, the intake air temperature, the throttle upstream pressure, and the throttle downstream pressure according to An upstream pressure estimating means for estimating the throttle upstream pressure at the sampling time t by applying the product, the air flow forward value, the intake air temperature, the throttle downstream pressure, and the throttle upstream pressure estimated at the sampling time t-1; At the sampling time t, the intake air temperature at the sampling time t, the estimated value of the throttle downstream pressure, the estimated value of the throttle upstream pressure, and the required value of the intake air amount at the sampling time t + 1 are applied to the nozzle type relationship. It comprises target area setting means for setting a target value of an effective opening area to be realized at t + 1, and throttle opening control means for controlling the throttle opening so that the target value is realized.

また、第２の発明は、第１の発明において、脈動する空気量出力値に基づいて前記中央値を計算する中央値計算手段を備え、前記設定値は、前記中央値であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided median value calculation means for calculating the median value based on a pulsating air amount output value, wherein the set value is the median value. To do.

また、第３の発明は、第２の発明において、前記代替値は、前記中央値であることを特徴とする。   According to a third aspect, in the second aspect, the substitute value is the median value.

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記吸入空気温度は、スロットル上流における吸気通路内の温度であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the intake air temperature is a temperature in the intake passage upstream of the throttle.

第１の発明によれば、エアフロメータが発する空気量出力値のうち、スロットル下流の圧力脈動の影響で空気の流れが減衰している際の値の少なくとも一部をカットした状態で、スロットル上流圧力を推定することができる。このため、本発明によれば、スロットル上流圧力が過大に脈動するのを防ぎ、有効開口面積を精度良く目標値に制御することができる。   According to the first aspect of the present invention, in the state where at least part of the value when the air flow is attenuated due to the pressure pulsation downstream of the throttle is cut out of the air amount output value generated by the air flow meter, the throttle upstream The pressure can be estimated. For this reason, according to the present invention, it is possible to prevent the throttle upstream pressure from pulsating excessively, and to control the effective opening area to the target value with high accuracy.

第２の発明によれば、スロットル下流の圧力脈動の影響で空気の流れが減衰している際の空気量出力値の大部分を、より大きな値に置き換えることができる。このため、本発明によれば、スロットル上流圧力の不当な脈動によるスロットル開度制御性の悪化を効果的に抑制することができる。   According to the second invention, most of the air amount output value when the air flow is attenuated due to the pressure pulsation downstream of the throttle can be replaced with a larger value. For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively suppress the deterioration of the throttle opening controllability due to an inappropriate pulsation of the throttle upstream pressure.

第３の発明によれば、スロットル下流の圧力脈動の影響で空気の流れが減衰している際の空気量出力値の大部分をカットすることができる。このため、本発明によれば、スロットル上流圧力の不当な脈動によるスロットル開度制御性の悪化を効果的に抑制することができる。   According to the third aspect of the invention, it is possible to cut most of the air amount output value when the air flow is attenuated due to the pressure pulsation downstream of the throttle. For this reason, according to the present invention, it is possible to effectively suppress the deterioration of the throttle opening controllability due to an inappropriate pulsation of the throttle upstream pressure.

第４の発明によれば、スロットル上流の吸入空気温度を用いてスロットル上流圧力を推定することができる。   According to the fourth invention, the throttle upstream pressure can be estimated using the intake air temperature upstream of the throttle.

本発明の実施の形態１のシステム構成を表す図である。It is a figure showing the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 図１に示すスロットル弁の周辺を拡大して表した図である。FIG. 2 is an enlarged view showing the periphery of a throttle valve shown in FIG. 1. 本発明の実施の形態１で用いられるノズル式に含まれる関数ψを示す図である。It is a figure which shows the function (psi) contained in the nozzle type | formula used in Embodiment 1 of this invention. 関数ψの近似方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the approximation method of the function (psi). 図５ａはエアフロメータが発する空気量出力値（破線）と空気量出力値から減衰の影響を除去した空気量順流値（実線）を示す。図５ｂは空気量出力値に基づくスロットル上流圧力の推定値（破線）と空気量順流値（実線）に基づくスロットル上流圧力の推定値を示す。図５ｃは空気量出力値に基づく目標有効開口面積（破線）と空気量順流値（実線）に基づく目標有効開口面積を示す。FIG. 5a shows an air amount output value (broken line) generated by the air flow meter and an air amount forward flow value (solid line) obtained by removing the influence of attenuation from the air amount output value. FIG. 5b shows an estimated value of the throttle upstream pressure based on the air amount output value (broken line) and an estimated value of the throttle upstream pressure based on the air amount forward flow value (solid line). FIG. 5c shows the target effective opening area based on the air amount output value (broken line) and the target effective opening area based on the air amount forward flow value (solid line). 空気量順流値の設定方法の第１の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the setting method of an air quantity forward flow value. 空気量順流値の設定方法の第２の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the setting method of an air quantity forward flow value. 図１に示すＥＣＵに実装される制御のフローチャートである。It is a flowchart of the control mounted in ECU shown in FIG.

実施の形態１．
［システム構成］
図１は本発明の実施の形態１のスロットル開度制御装置のシステム構成を示す。本実施形態はディーゼル式の内燃機関１０と、ＥＣＵ１５とを備えている。内燃機関１０は、吸気通路１２を備えている。吸気通路１２にはエアフロメータ１４が配置されている。 Embodiment 1 FIG.
[System configuration]
FIG. 1 shows a system configuration of a throttle opening control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The present embodiment includes a diesel internal combustion engine 10 and an ECU 15. The internal combustion engine 10 includes an intake passage 12. An air flow meter 14 is disposed in the intake passage 12.

エアフロメータ１４は、例えば特開２０１３−９２１１６号公報に開示されているような構造を有しており、吸気通路１２を流通する吸入空気量ｄｍに応じた出力を発生する。エアフロメータの出力はＥＣＵ１５に供給される。以下、その出力の値を「空気量出力値」と称す。   The air flow meter 14 has a structure as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-92116, and generates an output corresponding to the intake air amount dm flowing through the intake passage 12. The output of the air flow meter is supplied to the ECU 15. Hereinafter, the output value is referred to as “air amount output value”.

エアフロメータ１４の下流には、ターボチャージャ１６のコンプレッサ１８を介してインタークーラ２０が配置されている。また、インタークーラ２０の下流には、吸気温センサ２２並びにスロットル弁２４が、その順で配置されている。   An intercooler 20 is disposed downstream of the air flow meter 14 via a compressor 18 of the turbocharger 16. Further, an intake air temperature sensor 22 and a throttle valve 24 are arranged in that order downstream of the intercooler 20.

吸気温センサ２２は、スロットル上流における吸入空気温度、即ちスロットル上流温度Ｔ_ｕｓに応じた出力を発する。吸気温センサ２２の出力はＥＣＵ１５に供給される。 The intake air temperature sensor 22 _generates an output corresponding to the intake air temperature upstream of the throttle, that is, the throttle upstream temperature _Tus . The output of the intake air temperature sensor 22 is supplied to the ECU 15.

スロットル弁２４は、ＥＣＵ１５と電気的に接続されており、ＥＣＵ１５の指令に応じた開度を実現することができる。吸気通路１２の内部には、スロットル弁２４の開度に応じた有効開口面積Ａ_ｅｆｆが実現され、その有効開口面積Ａ_ｅｆｆに応じた吸入空気量ｄｍが流通する。上述したエアフロメータは、従って、スロットル弁２４を通過して流れる吸入空気量ｄｍに応じた空気量出力値を発する。 The throttle valve 24 is electrically connected to the ECU 15 and can realize an opening degree according to a command from the ECU 15. An effective opening area A _eff corresponding to the opening of the throttle valve 24 is realized in the intake passage 12, and an intake air amount dm corresponding to the effective opening area A _eff flows. Therefore, the air flow meter described above emits an air amount output value corresponding to the intake air amount dm flowing through the throttle valve 24.

ＥＣＵ１５は、スロットル弁２４に向けて発する開度指令に基づいて、或いは、スロットル弁２４に併設されているスロットル開度センサ（図示せず）の出力に基づいて、スロットル開度を検知することができる。ＥＣＵ１５は、スロットル開度と吸気通路１２の関係を定めたマップを記憶しており、そのマップに従って、スロットル開度に応じた有効開口面積Ａ_ｅｆｆを求めることができる。 The ECU 15 can detect the throttle opening based on an opening command issued toward the throttle valve 24 or based on an output of a throttle opening sensor (not shown) provided in the throttle valve 24. it can. The ECU 15 stores a map that defines the relationship between the throttle opening and the intake passage 12, and can determine the effective opening area A _eff according to the throttle opening according to the map.

スロットル弁２４の下流には過給圧センサ２６が配置されている。過給圧センサ２６の出力はＥＣＵ１５に供給されている。ＥＣＵ１５は、過給圧センサ２６の出力に基づいて、スロットル弁２４の下流における圧力、即ちスロットル下流圧力Ｐ_ｄｓを検知することができる。 A boost pressure sensor 26 is disposed downstream of the throttle valve 24. The output of the supercharging pressure sensor 26 is supplied to the ECU 15. The ECU 15 can detect the pressure downstream of the throttle valve 24, that is, the throttle downstream pressure P _ds , based on the output of the supercharging pressure sensor 26.

内燃機関１０の排気通路２８には、ターボチャージャ１６のタービン３０が配置されている。また、排気通路２８には、スロットル弁２４の下流において吸気通路１２と連通するＥＧＲ通路３２が連通している。従って、内燃機関１０には、スロットル弁２４を通過して流入してくる吸入空気と、ＥＧＲ通路３２を通って還流してくるＥＧＲガスとが吸入される。   A turbine 30 of the turbocharger 16 is disposed in the exhaust passage 28 of the internal combustion engine 10. Further, an EGR passage 32 communicating with the intake passage 12 is communicated with the exhaust passage 28 downstream of the throttle valve 24. Accordingly, intake air that flows in through the throttle valve 24 and EGR gas that recirculates through the EGR passage 32 are sucked into the internal combustion engine 10.

［スロットル制御の概要］
図２は、スロットル弁２４の周辺を拡大して表した図である。図２中に示す５つのパラメータは、本実施形態におけるスロットル制御の実行に必要なパラメータである。これらのパラメータのうち吸入空気量ｄｍ、スロットル上流温度Ｔ_ｕｓ、スロットル下流圧力Ｐ_ｄｓ、並びに有効開口面積Ａ_ｅｆｆは、本実施形態においてＥＣＵ１５が直接的に検知できるパラメータである。他方、残る１つのパラメータ、即ちスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓは、ＥＣＵ１５が直接的に検知できるパラメータではない。 [Outline of throttle control]
FIG. 2 is an enlarged view of the periphery of the throttle valve 24. The five parameters shown in FIG. 2 are parameters necessary for execution of throttle control in the present embodiment. Among these parameters, the intake air amount dm, the throttle upstream temperature T _us , the throttle downstream pressure P _ds , and the effective opening area A _eff are parameters that the ECU 15 can directly detect in the present embodiment. On the other hand, one parameter remains, namely the throttle upstream pressure _{P us} is, ECU 15 is not directly detect possible parameters.

図２に示す５つのパラメータは、互いに相関を有しており、４つのパラメータが判れば残りのパラメータが推定できる関係にある。このため、ＥＣＵ１５は、検知可能な４つのパラメータに基づいて未知のパラメータであるスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓを推定することができる。更に、スロットル上流圧力Ｐ_ｕｓが推定できれば、現存の条件下（Ｐ_ｕｓ、Ｔ_ｕｓ、Ｐ_ｄｓ）で要求される吸入空気量ｄｍ_＿ｔ＋１を発生させるのに必要な有効開口面積Ａ_ｅｆｆの目標値、即ち目標の有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}を計算することもできる。つまり、あるサンプリング時刻ｔにおいて次のサンプリング時刻ｔ＋１に発生させるべき要求吸入空気量ｄｍ_＿ｔ＋１を定めれば、そのｄｍ_＿ｔ＋１を発生させるための目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}を計算することができる。そして、時刻ｔ＋１においてそのＡ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}が実現されるようにスロットル弁２４を制御すれば、フィードフォワード的に精度良く吸入空気量ｄｍを制御することができる。 The five parameters shown in FIG. 2 have a correlation with each other, and if the four parameters are known, the remaining parameters can be estimated. For this reason, the ECU 15 can estimate the throttle upstream pressure _Pus , which is an unknown parameter, based on the four detectable parameters. Further, if the throttle upstream pressure P _us can be estimated, the target value of the effective opening area A _eff necessary for generating the intake air amount _{dm_t + 1} required under the existing conditions (P _us , T _us , P _ds ), That is, the target effective opening area A _{eff — t + 1} can be calculated. In other words, be determined the required intake air quantity _{dm _t + 1} to be generated at a certain sampling time t to the next sampling time t + 1, it is possible to calculate the target effective opening area _{A eff_t + 1} for generating the _{dm _t + 1.} Then, if the throttle valve 24 is controlled so that A _{eff —} t + 1 is realized at time t + 1, the intake air amount dm can be accurately controlled in a feedforward manner.

本実施形態において、ＥＣＵ１５は、上記の流れに沿ってスロットル開度を制御するべく、８ｍｓ毎にスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓの推定と目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}の計算とを行う。以下、Ｐ_ｕｓの推定手法と、Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}の計算手法を具体的に説明する。 In the present embodiment, ECU 15 is to control the throttle opening along the flow, performing the estimation and the target effective opening area _{A eff_t + 1} calculated throttle upstream pressure _{P us} every 8 ms. Hereinafter, the estimation method of P _us and the calculation method of A _{eff — t + 1} will be described in detail.

［スロットル上流圧力Ｐ_ｕｓの推定手法］
下記（１）式は、図２に示す５つのパラメータの間に成立するノズル式である。
ｄｍ＝Ａ_ｅｆｆ×Ｐ_ｕｓ×√｛２／（Ｒ×Ｔ_ｕｓ）｝×ψ（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ） ・・・（１）
但し、ｄｍ：スロットル弁２４を通過する吸入空気量［ｋｇ／ｓｅｃ］
Ａ_ｅｆｆ：吸気通路１２の有効開口面積［ｍ^２］
Ｐ_ｕｓ ：スロットル上流圧力［Ｐａ］
Ｐ_ｄｓ ：スロットル下流圧力［Ｐａ］
Ｔ_ｕｓ ：スロットル弁２４上流の吸入空気温度［Ｋ］
Ｒ ：気体定数［Ｊ／ｋｇ・Ｋ］ [Method for estimating throttle upstream pressure _Pus ]
The following equation (1) is a nozzle equation that is established between the five parameters shown in FIG.
dm = A _eff × P _us × √ {2 / (R × T _us )} × ψ (P _ds / P _us ) (1)
Where dm: amount of intake air passing through the throttle valve 24 [kg / sec]
A _eff : Effective opening area of the intake passage 12 [m ² ]
P _us : throttle upstream pressure [Pa]
P _ds : throttle downstream pressure [Pa]
T _us : intake air temperature upstream of the throttle valve 24 [K]
R: Gas constant [J / kg · K]

関数ψは、空気がスロットル弁２４を通過する程度を数値化する関数であり、（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）との関係で図３のように表すことができる。但し、図３中のκは、スロットル弁２４を通過する流体の比熱比である。以下、本実施形態では、スロットル弁２４を流れる流体が空気であるとし、κは空気の比熱比１．４であるものとする。この場合、図３中に示す｛２／（κ＋１）｝^{｛κ／（κ−１）｝}は０．５３となる。 The function ψ is a function for quantifying the degree of air passing through the throttle valve 24, and can be expressed as shown in FIG. 3 in relation to (P _ds / P _us ). However, κ in FIG. 3 is a specific heat ratio of the fluid passing through the throttle valve 24. Hereinafter, in this embodiment, it is assumed that the fluid flowing through the throttle valve 24 is air, and κ is a specific heat ratio of air of 1.4. In this case, {2 / (κ + 1)} ^{{κ / (κ−1)}} shown in FIG. 3 is 0.53.

図３に示す関数ψは、数式で表すと下記（２）式及び（３）式で表すことができる。尚、（２）式及び（３）式は、図３中に示す（２）及び（３）の箇所に対応している。
ψ（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）
＝√［｛κ／（κ−１）｝×｛（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）^２／κ−（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）^{｛（κ＋１）／κ｝}｝］
但し、（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）≧｛２／（κ＋１）｝^{｛κ／（κ−１）｝}の場合 ・・・（２）
＝｛２／（κ＋１）｝^{｛１／（κ−１）｝}×√｛κ／（κ＋１）｝
但し、（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）＜｛２／（κ＋１）｝^{｛κ／（κ−１）｝}の場合 ・・・（３） The function ψ shown in FIG. 3 can be expressed by the following equations (2) and (3) when expressed by equations. The expressions (2) and (3) correspond to the positions (2) and (3) shown in FIG.
ψ (P _ds / P _us )
= √ [{κ / (κ−1)} × {(P _ds / P _us ) ^{2 / κ−} (P _ds / P _us ) ^{{(κ + 1) / κ}} }]
However, when (P _ds / P _us ) ≧ {2 / (κ + 1)} ^{{κ / (κ−1)}} (2)
= {2 / (κ + 1)} ^{{1 / (κ-1)}} × √ {κ / (κ + 1)}
However, in the case of (P _ds / P _us ) <{2 / (κ + 1)} ^{{κ / (κ−1)}} (3)

上記（２）式及び（３）式の条件式右辺、即ち、｛２／（κ＋１）｝^{｛κ／（κ−１）｝}は、比熱比κに対して一義的に決まる値である。このため、本実施形態において、その値は固定値として扱うことができる。また、それらの条件式左辺（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）に含まれるスロットル下流圧力Ｐ_ｄｓは任意のサンプリング時刻ｔにおいて過給圧センサ２６により検知可能である。一方、スロットル上流圧力Ｐ_ｕｓは、時刻ｔにおいて検知することはできない。しかし、その値Ｐ_ｕｓは、８ｍｓ程度の短時間で大きく変化するものではないから、８ｍｓ前のサンプリング時刻ｔ−１において推定されたＰ_{ｕｓ＿ｔ−１}により代用が可能である（Ｐ_ｕｓの初期値は大気圧で代用可能である）。このため、ＥＣＵ１５は、任意のサンプリング時刻ｔにおいて、ψ（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）が（２）式の関係を満たしているのか、或いは（３）式の関係を満たしているのかを判断することができる。 The right side of the conditional expressions of the above expressions (2) and (3), that is, {2 / (κ + 1)} ^{{κ / (κ−1)}} is a value uniquely determined with respect to the specific heat ratio κ. For this reason, in this embodiment, the value can be handled as a fixed value. Further, the throttle downstream pressure P _ds included in the left side of the conditional expressions (P _ds / P _us ) can be detected by the supercharging pressure sensor 26 at an arbitrary sampling time t. On the other hand, the throttle upstream pressure _Pus cannot be detected at time t. However, the value _{P us,} since not intended changes significantly in a short time of about 8ms, the _{P us_t-1} estimated at the sampling time t-1 before 8ms are possible substitutes _(initial value of _{P us} Can be substituted at atmospheric pressure). Therefore, the ECU 15 determines whether ψ (P _ds / P _us ) satisfies the relationship of the expression (2) or the relationship of the expression (3) at an arbitrary sampling time t. Can do.

ところで、上記（１）式は、関数ψについて整理すると下記（４）式のように書き換えることができる。
ψ（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）＝ｄｍ／［Ａ_ｅｆｆ×Ｐ_ｕｓ×√｛２／（Ｒ×Ｔ_ｕｓ）｝］・・・（４） By the way, the above equation (1) can be rewritten as the following equation (4) by arranging the function ψ.
ψ (P _ds / P _us ) = dm / [A _eff × P _us × √ {2 / (R × T _us )}] (4)

ＥＣＵ１５は、任意のサンプリング時刻ｔにおいて、上記（４）式の右辺中ｄｍ、Ａ_ｅｆｆ及びＴ_ｕｓを検知することができる。Ｒは定数であり既知である。そして、時刻ｔにおけるスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓは、上記の理由により、８ｍｓ前の推定値Ｐ_{ｕｓ＿ｔ−１}で代用することができる。このため、ＥＣＵ１５は、任意の時刻ｔにおいて、上記（４）式に従ってψ（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）を計算することができる。以下、その値を「ψ_＿ｔ」とする。 ECU15, at any sampling time t, the (4) in the right-hand side of the equation _dm, it is possible to detect the _{A eff} and _{T us.} R is a constant and is known. The throttle upstream pressure P _{us at} time t can be substituted with the estimated value P _{us — t−1} before 8 ms for the above reason. Therefore, the ECU 15 can calculate ψ (P _ds / P _us ) according to the above equation (4) at an arbitrary time t. Hereinafter, the value is referred to as “ _{ψ_t} ”.

ψ_＿ｔを左辺に代入すると、上記（２）式は下記のように書き換えられる。
ψ_＿ｔ
＝√［｛κ／（κ−１）｝×｛（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）^２／κ−（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）^{｛（κ＋１）／κ｝}｝］
・・・（５） When _{ψ_t} is substituted for the left side, the above equation (2) is rewritten as follows.
_{ψ_t}
= √ [{κ / (κ−1)} × {(P _ds / P _us ) ^{2 / κ−} (P _ds / P _us ) ^{{(κ + 1) / κ}} }]
... (5)

（５）式右辺に含まれるＰ_ｄｓは検知可能なパラメータであるから、この式に含まれる未知のパラメータはＰ_ｕｓだけである。このため、上記（２）式の条件が成立する環境下では、この（５）式を解けば時刻ｔにおけるスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓを推定することが可能である。 Since P _ds included in the right side of the equation (5) is a detectable parameter, the only unknown parameter included in this equation is P _us . Therefore, under an environment where the condition of the above equation (2) is satisfied, the throttle upstream pressure _Pus at time t can be estimated by solving this equation (5).

しかしながら、上記（５）式は、その右辺にＰ_ｕｓのベキ乗を含んでいるため、数学的に解くことができない。このため、本実施形態では、以下に説明する近似の手法を用いてこの場合のＰ_ｕｓを推定する。 However, equation (5) because it contains raised to the power of P _us to the right side, can not be solved mathematically. For this reason, in this embodiment, _Pus in this case is estimated using an approximation method described below.

図４は、上記（５）式の右辺を３つの一次式で近似した様子を示す。ここでは、それらの近似式を以下のように示すこととする。
ψ_＿ｔ＝ａ_１×（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）＋ｂ_１
但し、Ａ＜（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）≦１の場合 ・・・（６）
ψ_＿ｔ＝ａ_２×（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）＋ｂ_２
但し、Ｂ＜（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）≦Ａの場合 ・・・（７）
ψ_＿ｔ＝ａ_３×（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）＋ｂ_３
但し、｛２／（κ＋１）｝^{｛κ／（κ−１）｝}＜（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）≦Ａ ・・・（８） FIG. 4 shows a state in which the right side of the above equation (5) is approximated by three linear equations. Here, these approximate expressions are shown as follows.
_{ψ_t} = a ₁ × (P _ds / P _us ) + b ₁
However, when A <(P _ds / P _us ) ≦ 1, (6)
_{ψ_t} = a ₂ × (P _ds / P _us ) + b ₂
However, when B <( _Pds / _Pus ) ≦ A (7)
_{ψ_t} = a ₃ × (P _ds / P _us ) + b ₃
However, {2 / (κ + 1)} ^{{κ / (κ-1)}} <(P _ds / P _us ) ≦ A (8)

Ａ及びＢは、｛２／（κ＋１）｝^{｛κ／（κ−１）｝}と１の間に設定した固定値である。またａ_１、ａ_２、ａ_３並びにｂ_１、ｂ_２、ｂ_３は、Ａ及びＢとの関係で１次式の係数として定めた係数である。時刻ｔにおいてＰ_{ｕｓ＿ｔ−１}をＰ_ｕｓとして代用すれば（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）を計算することができ、その計算値に基づいて、上記（６）、（７）、（８）のうち何れを選択するべきかを判断することができる。そして、選択された数式に、上記（４）式で得られたψ_＿ｔと、時刻ｔに検出されたＰ_ｄｓを代入すれば、時刻ｔにおけるスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓの推定値を得ることができる。このように、ＥＣＵ１５は、Ｐ_{ｕｓ＿ｔ−１}に基づいて計算された（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）が上記（２）式の条件を満たす環境下では、図４に示す近似の手法を用いて、任意のサンプリング時刻ｔにおいてスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓを推定することができる。 A and B are fixed values set between {2 / (κ + 1)} ^{{κ / (κ-1)}} and 1. Further, a ₁ , a ₂ , a _{3 and} b ₁ , b ₂ , b ₃ are coefficients defined as coefficients of a linear expression in relation to A and B. If P _{us —} t ₋₁ is substituted as P _{us at} time t, (P _ds / P _us ) can be calculated, and any one of the above (6), (7), and (8) can be calculated based on the calculated value. Can be determined. Then, by substituting _{ψ_t} obtained by the above equation (4) and P _ds detected at time t into the selected equation, an estimated value of the throttle upstream pressure P _us at time t can be obtained. . As described above, the ECU 15 uses the approximate method shown in FIG. 4 in an environment where (P _ds / P _us ) calculated based on P _{us — t−1} satisfies the condition of the above expression (2). The throttle upstream pressure _Pus can be estimated at the sampling time t.

Ｐ_{ｕｓ＿ｔ−１}に基づいて計算された（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）が上記（３）式の条件を満たす場合、本実施形態では、真の（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）が、図３に示す変局点｛２／（κ＋１）｝^{｛κ／（κ−１）｝}、即ち０．５３であるものとして取り扱う。この場合、スロットル上流圧力Ｐ_ｕｓはＰ_ｕｓ＝Ｐ_ｄｓ／０．５３として推定することができる。このため、ＥＣＵ１５は、この場合においても、任意のサンプリング時刻ｔにおいてスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓを推定することができる。 When (P _ds / P _us ) calculated based on P _{us — t−1} satisfies the condition of the above expression (3), in this embodiment, true (P _ds / P _us ) is changed as shown in FIG. Node {2 / (κ + 1)} ^{{κ / (κ-1)}} , that is, 0.53. In this case, the throttle upstream pressure P _us can be estimated as P _us = P _ds /0.53. Therefore, even in this case, the ECU 15 can estimate the throttle upstream pressure _Pus at an arbitrary sampling time t.

［スロットル弁の制御手法］
以下に示す（９）式は、上記のノズル式（１）を変形して表したものである。
Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}＝ｄｍ_＿ｔ＋１／［Ｐ_ｕｓ×√｛２／（Ｒ×Ｔ_ｕｓ）｝×ψ（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）］
・・・（９）
但し、ｄｍ_＿ｔ＋１は、サンプリング時刻ｔにおいて、次のサンプリング時刻ｔ＋１に発生させるべきものとして設定した目標の吸入空気量である。また、Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}は、時刻ｔ＋１における目標の有効開口面積である。 [Throttle valve control method]
Equation (9) shown below is a variation of the nozzle equation (1).
_{A eff_t + 1 = dm _t +} 1 / [P us × √ {2 / (R × T us)} × ψ (P ds / P us)]
... (9)
However, _{dm_t + 1} is a target intake air amount set to be generated at the next sampling time t + 1 at the sampling time t. A _{eff_t + 1} is a target effective opening area at time t + 1.

スロットル弁２４周辺の環境を表すパラメータ（Ｐ_ｕｓ、Ｐ_ｄｓ、Ｔ_ｕｓ）は、８ｍｓ程度の短時間で大きく変化するものではない。このため、ノズル式（１）の関係は、サンプリング時刻ｔにおけるそれら（Ｐ_ｕｓ、Ｐ_ｄｓ、Ｔ_ｕｓ）と、サンプリング時刻ｔ＋１に達成されるべき目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}並びに要求吸入空気量ｄｍ_＿ｔ＋１との間にも概ね成立する。また、Ｐ_ｕｓが推定値として既知であれば、（９）式に含まれているψ（Ｐ_ｄｓ／Ｐ_ｕｓ）は上記（２）式又は（３）式により計算することができる。このため、時刻ｔ＋１に発生させるべき要求吸入空気量ｄｍ_＿ｔ＋１と、時刻ｔに検知又は推定したＰ_ｕｓ、Ｐ_ｄｓ、Ｔ_ｕｓとを用いれば、上記（９）式から、時刻ｔ＋１においてｄｍ_＿ｔ＋１を発生させるのに必要な目標の有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}を計算することができる。 The parameters (P _us , P _ds , T _us ) representing the environment around the throttle valve 24 do not change greatly in a short time of about 8 ms. For this reason, the relationship of the nozzle equation (1) is that they are at the sampling time t (P _us , P _ds , T _us ), the target effective opening area A _{eff_t + 1} to be achieved at the sampling time t _{+ 1} , and the required intake air amount _{dm_t + 1.} It is generally established in between. If P _us is known as an estimated value, ψ (P _ds / P _us ) included in the equation (9) can be calculated by the above equation (2) or (3). Therefore, the required intake air quantity _{dm _t + 1} to be generated at time t + 1, the time t on the detected or estimated _{P us,} P _ds, be used and _{T us,} the above equation (9), the _{dm _t + 1} at time t + 1 The target effective aperture area A _{eff — t + 1} required to be generated can be calculated.

ＥＣＵ１５は、このような原理で、サンプリング時刻ｔにおいて、次のサンプリング時刻ｔ＋１に達成されるべき目標の有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}を計算する。そして、ＥＣＵ１５は、時刻ｔ＋１において、そのＡ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}が達成されるようにスロットル弁２４の開度を制御する。 Based on this principle, the ECU 15 calculates the target effective opening area A _{eff —} t + 1 to be achieved at the next sampling time t + 1 at the sampling time t. Then, the ECU 15 controls the opening degree of the throttle valve 24 so that A _{eff —} t + 1 is achieved at time t + 1.

［吸気脈動の影響排除］
次に、本実施形態の特徴である吸気脈動の影響排除について説明する。
本実施形態のシステムでは、スロットル上流圧力Ｐ_ｕｓを推定するにあたって、エアフロメータ１４により吸入空気量ｄｍを検知することが必要である。ここで、吸気通路１２内を流れる吸入空気には、内燃機関１０の動作に同期した脈動が生ずる。このため、エアフロメータ１４が発する空気量出力値にも、その脈動が反映される。 [Exclusion of influence of intake pulsation]
Next, exclusion of the influence of intake pulsation, which is a feature of the present embodiment, will be described.
In the system of the present embodiment, it is necessary to detect the intake air amount dm by the air flow meter 14 in estimating the throttle upstream pressure _Pus . Here, pulsation synchronized with the operation of the internal combustion engine 10 occurs in the intake air flowing in the intake passage 12. For this reason, the pulsation is also reflected in the air amount output value generated by the air flow meter 14.

図５（ａ）中に破線で示す波形は、その空気量出力値の様子を示している。また、図５（ｂ）中に示す破線は、ＥＣＵ１５が、その空気量出力値を吸入空気量ｄｍとして推定処理を行った場合に得られるスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓの波形である。更に、図５（ｃ）中に示す破線は、そのＰ_ｕｓ推定値に基づいて計算される目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}の波形である。 A waveform indicated by a broken line in FIG. 5A indicates the state of the air amount output value. Also, the broken line shown in FIG. 5B is a waveform of the throttle upstream pressure _Pus obtained when the ECU 15 performs the estimation process with the air amount output value as the intake air amount dm. Further, the broken line shown in FIG. _5C is a waveform of the target effective opening area A _{eff — t + 1} calculated based on the estimated P _us value.

吸気通路１２を流れる空気量の減衰は、主としてスロットル弁２４の下流における圧力変動に起因して生ずる。換言すると、図５（ａ）中に破線で示す空気量出力値の減衰は、スロットル上流圧力Ｐ_ｕｓの低下が主原因で生ずるものではない。このため、空気量出力値の減衰値がそのままスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓの推定値に反映されてしまうと、そのＰ_ｕｓ推定値には過大な減衰が反映されてしまう（図５（ｂ）中に破線の部分）。更に、その値が基礎とされれば、Ｐ_ｕｓ推定値が過大に減衰する期間において、目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}は過大な値となる（図５（ｃ）中に破線の部分）。そして、このような目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}が用いられる場合には、スロットル弁２４の制御にハンチングが生じかねない。 Attenuation of the amount of air flowing through the intake passage 12 is mainly caused by pressure fluctuations downstream of the throttle valve 24. In other words, the attenuation of the air amount output value indicated by the broken line in FIG. 5A does not occur mainly due to a decrease in the throttle upstream pressure _Pus . Therefore, the attenuation value of the air amount output value from being directly reflected to the estimated value of the throttle upstream pressure P _us, on its P _us estimate would excessive attenuation is reflected (in FIG. 5 (b) Broken line). Further, if that value is used as a basis, the target effective opening area A _{eff — t + 1} becomes an excessive value during the period in which the estimated P _us value is excessively attenuated (the broken line portion in FIG. 5C). When such target effective opening area A _{eff — t + 1} is used, hunting may occur in the control of the throttle valve 24.

上記のハンチングを防ぐ一つの手法としては、エアフロメータ１４が発する空気量出力値を平滑化して、その振幅を小さくすることが考えられる。しかしながら、このような手法では、空気量出力値の過大な減衰部分はカットすることができるが、同時にその極大値周辺の値までもが小さな値に置き換えられてしまう。この場合、極大値近傍の吸入空気量ｄｍを発生させるべきタイミングで、目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}が過少な値となってしまい、要求される吸入空気量ｄｍ_＿ｔ＋１が得られない事態が生ずる。 As one method for preventing the above hunting, it is conceivable to smooth the air amount output value generated by the air flow meter 14 and reduce its amplitude. However, with such a technique, an excessively attenuated portion of the air amount output value can be cut, but at the same time, values around the local maximum value are replaced with small values. In this case, the timing to generate the intake air quantity dm near the maximum, becomes the target effective opening area _A eff_t _{+ 1} is excessively small value, occurs the required intake air quantity dm _t _{+ 1} can not be obtained situation.

このような不都合を回避するため、本実施形態では、空気量出力値から圧力脈動に起因する減衰部分だけをカットして空気量順流値を生成し、その空気量順流値を吸入空気量ｄｍとして扱うこととした。図５（ａ）中に示す実線は、空気量順流値の波形イメージを示す。ここで、図５（ａ）に示す空気量順流値は、空気量出力値のものと同じ振幅周期及び極大値を有し、また、空気量出力値の中央値と等しい極小値を有している。   In order to avoid such an inconvenience, in the present embodiment, only an attenuation portion caused by pressure pulsation is cut from the air amount output value to generate an air amount forward flow value, and the air amount forward flow value is set as the intake air amount dm. I decided to handle it. The solid line shown in FIG. 5A shows a waveform image of the air quantity forward flow value. Here, the air quantity forward flow value shown in FIG. 5A has the same amplitude period and maximum value as those of the air quantity output value, and has a minimum value equal to the median value of the air quantity output value. Yes.

図５（ｂ）中に示す実線の波形は、上述した空気量順流値が吸入空気量ｄｍとして用いられた場合に得られるスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓの推定値を示す。また、図５（ｃ）中に示す実線は、上記実線波形のＰ_ｕｓ推定値に基づいて計算される目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}の波形である。 A solid line waveform shown in FIG. 5B indicates an estimated value of the throttle upstream pressure _Pus obtained when the above-described air amount forward flow value is used as the intake air amount dm. Further, the solid line shown in FIG. 5C is a waveform of the target effective opening area A _{eff — t + 1} calculated based on the P _us estimated value of the solid line waveform.

図５（ａ）に示す空気量順流値には、スロットル弁２４下流の圧力変動に起因する減衰が含まれていない。このため、その値を吸入空気量ｄｍとすれば、図５（ｂ）に示すようにＰ_ｕｓ推定値に過大な減衰が生じない。その結果、図５（ｃ）に示すように、目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}の極大値が過大になるのを避けることができる。このため、上記の手法によれば、スロットル制御にハンチングが生ずる可能性を効果的に排除することができる。 The air amount forward flow value shown in FIG. 5A does not include attenuation due to pressure fluctuation downstream of the throttle valve 24. Therefore, if the value is the intake air amount dm, the _Pus estimated value is not excessively attenuated as shown in FIG. 5B. As a result, as shown in FIG. 5C, it can be avoided that the maximum value of the target effective opening area A _{eff — t + 1} becomes excessive. For this reason, according to said method, possibility that hunting will arise in throttle control can be excluded effectively.

また、空気量出力値が減衰している環境下では、そもそも有効開口面積Ａ_ｅｆｆを大きくしても、さほど吸入空気量ｄｍは増加しない。このため、空気量出力値がその中央値を下回る期間において、図５（ｃ）に示すように目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}の設定値が抑えられたとしても、その結果生ずる吸入空気量ｄｍが大きく減少することはない。このため、上記の手法によれば、スロットル制御のハンチングを有効に回避しつつ精度良く要求吸入空気量ｄｍ_＿ｔ＋１を発生させることができる。 In an environment where the air amount output value is attenuated, the intake air amount dm does not increase so much even if the effective opening area A _eff is increased in the first place. For this reason, even if the set value of the target effective opening area A _{eff — t + 1} is suppressed as shown in FIG. 5C during the period in which the air amount output value is lower than the median value, the resulting intake air amount dm is large. There is no decrease. Therefore, according to the above method, the required intake air amount _{dm_t + 1} can be generated with high accuracy while effectively avoiding the hunting of the throttle control.

［空気量順流値の生成手法］
図６中に示す実線は、本実施形態において用いることのできる第１の手法で生成した空気量順流値の波形である。図６に示す空気量順流値は、エアフロメータ１４から発せられる空気量出力値から中央値を下回る値をカットすることで得ることができる。ＥＣＵ１５は、サンプリング時刻毎に、過去１サイクル以上の所定期間に渡る空気量出力値に基づいて、その中央値を計算することができる。そして、ＥＣＵ１５は、サンプリングした空気量出力値がその中央値を下回る場合に限りそのサンプリング値を中央値に置き換えることで、図６に示す空気量順流値を得ることができる。 [Method of generating air flow forward value]
The solid line shown in FIG. 6 is the waveform of the air amount forward flow value generated by the first method that can be used in this embodiment. The air amount forward flow value shown in FIG. 6 can be obtained by cutting a value lower than the median value from the air amount output value emitted from the air flow meter 14. The ECU 15 can calculate the median value based on the air amount output value over a predetermined period of the past one cycle or more at each sampling time. The ECU 15 can obtain the air amount forward flow value shown in FIG. 6 by replacing the sampled value with the median value only when the sampled air amount output value falls below the median value.

図７は、本実施形態において用いることのできる空気量順流値の生成方法の第２の例を説明するための図である。図７に示す空気量順流値は、エアフロメータが発する空気量出力値が有するものと同じ振幅周期及び極大値を有し、かつ、空気量出力値の中央値と等しい極小値を有している。ＥＣＵ１５は、サンプリング時刻毎に、過去１サイクル以上の所定期間に渡る空気量出力値に基づいて、その振幅周期、極大値、及び中央値を計算することができる。ＥＣＵ１５は更に、その振幅周期でその極大値とその中央値の間を増減する振幅波形をシミュレートすることができる。そして、ＥＣＵ１５は、サンプリングした空気量出力値がその振幅波形値を下回る場合に限りそのサンプリング値を振幅波形値に置き換えることで、図７に示す空気量順流値を得ることができる。   FIG. 7 is a diagram for explaining a second example of the air amount forward flow value generation method that can be used in the present embodiment. The air amount forward flow value shown in FIG. 7 has the same amplitude period and maximum value as those of the air amount output value generated by the air flow meter, and has a minimum value equal to the median value of the air amount output value. . The ECU 15 can calculate the amplitude period, the maximum value, and the median value at each sampling time based on the air amount output value over a predetermined period of the past one cycle or more. The ECU 15 can further simulate an amplitude waveform that increases or decreases between the maximum value and the median value in the amplitude period. The ECU 15 can obtain the air amount forward flow value shown in FIG. 7 by replacing the sampled value with the amplitude waveform value only when the sampled air amount output value falls below the amplitude waveform value.

［ＥＣＵが実行する具体的処理］
図８は、上述したスロットル制御を実現するためにＥＣＵ１５が実行するルーチンの流れを説明するためのフローチャートである。このルーチンは、内燃機関１０の始動後、８ｍｓ毎に起動される。 [Specific processing executed by ECU]
FIG. 8 is a flowchart for explaining the flow of a routine executed by the ECU 15 in order to realize the throttle control described above. This routine is started every 8 ms after the internal combustion engine 10 is started.

このルーチンが起動されると、先ず、スロットル制御の実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップ１００）。   When this routine is started, it is first determined whether or not the throttle control execution condition is satisfied (step 100).

実行条件の成立が認められると、エアフロメータ１４の出力値、即ち空気量出力値が取得される（ステップ１０２）。   When the execution condition is satisfied, the output value of the air flow meter 14, that is, the air amount output value is acquired (step 102).

次いで、その空気量出力値に基づいて、スロットル制御用の吸入空気量ｄｍ、即ち空気量順流値が検出される（ステップ１０４）。具体的には、ここでは、図６を参照して説明した手法より空気量出力値から空気量順流値（ｄｍ）が計算されるものとする。   Next, the intake air amount dm for throttle control, that is, the air amount forward flow value is detected based on the air amount output value (step 104). Specifically, here, it is assumed that the air flow forward value (dm) is calculated from the air flow output value by the method described with reference to FIG.

次に、過給圧センサ２６の出力に基づいてスロットル下流圧力Ｐ_ｄｓが検知され、また、吸気温センサの出力に基づいてスロットル上流温度Ｔ_ｕｓが検知される（ステップ１０６）。 Next, the throttle downstream pressure P _ds is detected based on the output of the supercharging pressure sensor 26, and the throttle upstream temperature _Tus is detected based on the output of the intake air temperature sensor (step 106).

次いで、現サンプリング時刻ｔにおけるスロットル上流圧力Ｐ_ｕｓが推定される（ステップ１０８）。具体的には、上記ステップ１０４で計算したｄｍ、上記ステップ１０６で検知したＰ_ｄｓ及びＴ_ｕｓ、並びに前回のサンプリング時刻ｔ−１において推定されたスロットル上流圧力Ｐ_{ｕｓ＿ｔ−１}に基づいてＰ_ｕｓの推定値が計算される。（上記段落［００２７］〜［００３８］参照）。 Next, the throttle upstream pressure _{Pus at} the current sampling time t is estimated (step 108). Specifically, calculated in step 104 dm, _{P ds} and _{T us} is detected in step 106, and the _{P us} on the basis of the throttle upstream pressure _{P us_t-1} estimated in the preceding sampling time t-1 An estimate is calculated. (See paragraphs [0027]-[0038] above).

Ｐ_ｕｓの推定が終了すると、次に、次回のサンプリング時刻ｔ＋１において実現するべき目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}が算出される（ステップ１１０）。具体的には、ここでは先ず、車両に対する要求等に基づいて時刻ｔ＋１に達成するべき要求吸入空気量ｄｍ_＿ｔ＋１が設定される。そして、そのｄｍ_＿ｔ＋１を、上記ステップ１０８で計算したＰ_ｕｓ推定値、並びに上記ステップ１０４及び１０６で検知したＰ_ｄｓ及びＴ_ｕｓと共に上記（９）式の関係に当てはめることで、目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}が算出される。 When the estimation of P _us is finished, next, a target effective opening area A _{eff —} t + 1 to be realized at the next sampling time t _{+ 1} is calculated (step 110). Specifically, first, a required intake air amount _{dm_t + 1} to be achieved at time t _{+ 1} is set based on a request to the vehicle and the like. Then, by applying the _{dm_t + 1} to the relationship of the above equation (9) together with the estimated P _us value calculated in step 108 and the P _ds and T _us detected in steps 104 and 106, the target effective opening area A _{eff_t + 1} is calculated.

その後、設定された目標有効開口面積Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}を発生させるべく、スロットル弁２４に対して開度指令が発せられる（ステップ１１２）。ＥＣＵ１５は、スロットル開度と有効開口面積Ａ_ｅｆｆとの関係を定めたマップを記憶している。ここでは、先ず、そのマップに従ってＡ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１}を発生させるのに必要なスロットル開度が決定される。そして、決定されたスロットル開度に応じた指令がスロットル弁２４に与えられる。上記の処理が終わると、ＥＣＵ１５は、今回の処理が終了したものとしてこのルーチンを終了させる。 Thereafter, an opening degree command is issued to the throttle valve 24 in order to generate the set target effective opening area A _{eff — t + 1} (step 112). The ECU 15 stores a map that defines the relationship between the throttle opening and the effective opening area A _eff . Here, first, the throttle opening required to generate A _{eff — t + 1} is determined according to the map. Then, a command according to the determined throttle opening is given to the throttle valve 24. When the above process ends, the ECU 15 ends this routine on the assumption that the current process is completed.

ＥＣＵ１５が以上の処理を実行することにより、本実施形態のシステムでは、制御上のハンチングを生じさせることなく、スロットル弁２４がフィードフォワード的に精度良く制御される。このため、このシステムによれば、優れたドライブアビリティを実現することができる。   When the ECU 15 executes the above processing, in the system according to the present embodiment, the throttle valve 24 is accurately controlled in a feedforward manner without causing control hunting. For this reason, according to this system, excellent drive ability can be realized.

ところで、上述した実施の形態１では、スロットル上流温度Ｔ_ｕｓ、及びスロットル下流圧力Ｐ_ｄｓを、それぞれセンサにより実測することとしているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、スロットル上流温度Ｔ_ｕｓ、及びスロットル下流圧力Ｐ_ｄｓは、モデル等を用いた周知の推定方法により取得することとしてもよい。 In the first embodiment described above, the throttle upstream temperature T _us and the throttle downstream pressure P _ds are measured by sensors, respectively, but the present invention is not limited to such a configuration. That is, the throttle upstream temperature T _us and the throttle downstream pressure P _ds may be obtained by a known estimation method using a model or the like.

また、上述した実施の形態１では、ノズル式（１）に当てはめる吸入空気温度をスロットル上流温度Ｔ_ｕｓに限定しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、その温度に顕著な相違が生じない範囲においては、ノズル式（１）に当てはめる吸入空気温度をスロットル弁２４の下流で得た温度としてもよい。 In the first embodiment described above, the intake air temperature applied to the nozzle type (1) is limited to the throttle upstream temperature _Tus , but the present invention is not limited to such a configuration. In other words, the intake air temperature applied to the nozzle type (1) may be the temperature obtained downstream of the throttle valve 24 within a range where no significant difference occurs in the temperature.

また、上述した実施の形態１では、内燃機関１０が、ターボチャージャ１６を備えるディーゼル機関に限定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、ガソリン機関に適用することも可能であり、また、ターボチャージャ１６を具備しない機関に適用することも可能である。   Moreover, in Embodiment 1 mentioned above, although the internal combustion engine 10 is limited to the diesel engine provided with the turbocharger 16, this invention is not limited to this. In other words, the present invention can be applied to a gasoline engine, and can also be applied to an engine that does not include the turbocharger 16.

また、上述した実施の形態１では、ステップ１０４において、ＥＣＵ１５が、図６を参照して説明した手法により空気量順流値を計算することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ＥＣＵ１５は、ステップ１０４において、上記図７を参照して説明した手法により空気量順流値を計算することとしてもよい。   In the first embodiment described above, in step 104, the ECU 15 calculates the air amount forward flow value by the method described with reference to FIG. 6, but the present invention is not limited to this. . That is, in step 104, the ECU 15 may calculate the air amount forward flow value by the method described with reference to FIG.

また、上述した実施の形態１では、サンプリング間隔を８ｍｓとしているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、サンプリング間隔は、設計上の要求に従って適宜設定された時間であればよい。   In Embodiment 1 described above, the sampling interval is set to 8 ms. However, the present invention is not limited to this configuration, and the sampling interval may be a time set appropriately according to design requirements.

尚、上述した実施の形態１においては、空気量出力値の中央値が、前記第１の発明における「設定値」及び「代替値」に相当している。また、実施の形態１では、ステップ１０４の処理が実行されることにより第１の発明における「順流値生成手段」が、ステップ１０６の処理が実行されることにより第１の発明における「下流圧力取得手段」及び「空気温取得手段」が、ステップ１０８の処理が実行されることにより第１の発明における「上流圧力推定手段」が、ステップ１１０の処理が実行されることにより第１の発明における「目標面積設定手段」が、ステップ１１２の処理が実行されることにより第１の発明における「スロットル開度制御手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the median value of the air amount output value corresponds to the “set value” and the “alternative value” in the first invention. In the first embodiment, the “forward flow value generating means” in the first invention is executed by executing the process of step 104, and the “downstream pressure acquisition” in the first invention is executed by executing the process of step 106. The means "and the" air temperature acquisition means "execute the process of step 108, the" upstream pressure estimating means "in the first invention, and the process of step 110 executes the" upstream pressure estimation means "in the first invention. The “target area setting means” is realized as the “throttle opening control means” according to the first aspect of the present invention by executing the processing of step 112.

また、上述した実施の形態１では、ステップ１０４の処理中で、空気量出力値の中央値が計算されることにより第２の発明における「中央値計算手段」が実現されている。   In the first embodiment described above, the “median value calculation means” according to the second aspect of the present invention is realized by calculating the median value of the air amount output value during the process of step 104.

１０ 内燃機関
１４ エアフロメータ
１５ ＥＣＵ
２２ 吸気温センサ
２４ スロットル弁
２６ 過給圧センサ
ｄｍ 吸入空気量
Ｔ_ｕｓ スロットル上流温度
Ｐ_ｄｓ スロットル下流圧力
Ａ_ｅｆｆ 有効開口面積
ｄｍ_＿ｔ＋１ 要求吸入空気量
Ａ_{ｅｆｆ＿ｔ＋１} 目標の有効開口面積
κ 比熱比 10 Internal combustion engine 14 Air flow meter 15 ECU
22 intake air temperature sensor 24 throttle valve 26 supercharging pressure sensor dm intake air amount _{T us} upstream intake air temperature _{P ds} throttle downstream pressure _{A eff} the effective opening area _{dm _t + 1} requests the effective opening area κ specific heat ratio of the intake air amount _{A eff_t + 1} goal

Claims (4)

吸入空気量に応じた空気量出力値を発するエアフロメータと、
脈動する空気量出力値のうち、少なくとも設定値を下回る値を、当該値より大きな代替値に置き換えて、前記空気量出力値から空気量順流値を生成する順流値生成手段と、を備え、前記設定値は、前記脈動する空気量出力値の中央値以下かつ極小値より大の値であり、更に、
スロットル下流圧力を検知又は推定する下流圧力取得手段と、
吸入空気温度を検知又は推定する空気温取得手段と、
スロットル開度に応じた吸気通路の有効開口面積と吸入空気量と吸入空気温度とスロットル上流圧力とスロットル下流圧力との間に成立するノズル式の関係に、サンプリング時刻ｔにおける有効開口面積、空気量順流値、吸入空気温度、スロットル下流圧力、並びにサンプリング時刻ｔ−１に推定されたスロットル上流圧力を当てはめて、当該サンプリング時刻ｔにおけるスロットル上流圧力を推定する上流圧力推定手段と、
前記サンプリング時刻ｔにおいて、前記ノズル式の関係に、当該サンプリング時刻ｔにおける吸入空気温度、スロットル下流圧力、スロットル上流圧力の推定値、並びにサンプリング時刻ｔ＋１における吸入空気量の要求値を当てはめて、当該サンプリング時刻ｔ＋１に実現するべき有効開口面積の目標値を設定する目標面積設定手段と、
前記目標値が実現されるようにスロットル開度を制御するスロットル開度制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のスロットル開度制御装置。 An air flow meter that emits an air amount output value according to the amount of intake air;
A forward flow value generating means for generating an air flow forward value from the air flow output value by replacing at least a value lower than the set value among the pulsating air flow output value with an alternative value larger than the value; and The set value is a value equal to or less than the median value of the pulsating air amount output value and greater than the minimum value,
Downstream pressure acquisition means for detecting or estimating the throttle downstream pressure;
Air temperature acquisition means for detecting or estimating the intake air temperature;
The effective opening area at the sampling time t, the air volume, in relation to the nozzle type relationship established between the effective opening area of the intake passage according to the throttle opening, the intake air amount, the intake air temperature, the throttle upstream pressure, and the throttle downstream pressure. An upstream pressure estimating means for estimating the throttle upstream pressure at the sampling time t by applying the forward flow value, the intake air temperature, the throttle downstream pressure, and the throttle upstream pressure estimated at the sampling time t−1;
At the sampling time t, the intake air temperature, the throttle downstream pressure, the estimated value of the throttle upstream pressure at the sampling time t, and the required value of the intake air amount at the sampling time t + 1 are applied to the nozzle-type relationship. Target area setting means for setting a target value of an effective opening area to be realized at time t + 1;
Throttle opening control means for controlling the throttle opening so that the target value is realized;
A throttle opening control device for an internal combustion engine, comprising: 脈動する空気量出力値に基づいて前記中央値を計算する中央値計算手段を備え、
前記設定値は、前記中央値であることを特徴とする請求項１に記載のスロットル開度制御装置。 Median calculating means for calculating the median based on the pulsating air amount output value,
The throttle opening control device according to claim 1, wherein the set value is the median value. 前記代替値は、前記中央値であることを特徴とする請求項２に記載のスロットル開度制御装置。   The throttle opening control device according to claim 2, wherein the alternative value is the median value. 前記吸入空気温度は、スロットル上流における吸気通路内の温度であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスロットル開度制御装置。   The throttle opening control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the intake air temperature is a temperature in an intake passage upstream of the throttle.

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