JP2705113B2 - Fuel injection amount control device for internal combustion engine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の燃料の挙動を表す物理モデルに
則って燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御
装置に関する。Description: 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 that controls a fuel injection amount in accordance with a physical model representing the behavior of fuel of the internal combustion engine.

［従来の技術］ 従来より、内燃機関に供給される燃料混合気の空燃比
が目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する技術と
して、種々な技術が提案されており、本願出願人は、特
願昭62−189889号，特願昭62−189891号等により、内燃
機関における燃料挙動を記述した物理モデルに基づき、
非線形補償された制御則を決定することで、制御則を切
り替えることなく（即ち一つの制御即で）燃料噴射制御
を実行できる燃料噴射量制御装置を提案した。[Prior Art] Conventionally, various techniques have been proposed as techniques for controlling a fuel injection amount so that an air-fuel ratio of a fuel mixture supplied to an internal combustion engine becomes a target air-fuel ratio. Japanese Patent Application Nos. 62-189889 and 62-189891, based on a physical model describing the fuel behavior in an internal combustion engine,
A fuel injection amount control device capable of executing fuel injection control without switching the control law (that is, with one control immediately) by determining the control law with nonlinear compensation has been proposed.

更に、上記物理モデルによる内燃機関の燃料挙動をよ
り完全に記述するためには、内燃機関の運転変動に応じ
て係数（モデルパラメータ）を変更すると好適であるの
で、本出願人は上記モデルパラメータを逐次（オンボー
ドで）算出して燃料噴射量を制御する技術（特願昭63−
24483号等）も提案した。Further, in order to more completely describe the fuel behavior of the internal combustion engine based on the physical model, it is preferable to change the coefficient (model parameter) according to the operation fluctuation of the internal combustion engine. Technology for controlling the fuel injection amount by calculating it sequentially (on board) (Japanese Patent Application No. 63-63)
No. 24483).

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記モデルパラメータの算出及び算出した
モデルパラメータを用いた燃料噴射量の演算等には非常
に多くの計算が必要であり、特にオンボードでの計算に
はその演算を迅速に行わねばならず、例えば自動車に搭
載される小型の計算機とっては大きな負担となり、制御
性の低下の原因になっていた。[Problems to be Solved by the Invention] However, the calculation of the model parameters and the calculation of the fuel injection amount using the calculated model parameters require a great deal of calculation. The calculation must be performed quickly, and for example, a small computer mounted on an automobile imposes a heavy burden on the computer and causes a reduction in controllability.

このような膨大な演算の量を少なくして、迅速に燃料
噴射量を算出するための対策として、モデルパラメータ
を固定値とし、そのモデルパラメータの変動分を予め定
めたマップから読み込んで燃料噴射量を制御する技術が
提案されているが、機差や経時変化等によるモデルパラ
メータの変動には充分に的確に対応できなかった。As a measure to reduce the amount of such enormous calculations and to quickly calculate the fuel injection amount, the model parameters are fixed values, the amount of change in the model parameters is read from a predetermined map, and the fuel injection amount is read. Has been proposed, but it has not been possible to adequately cope with fluctuations in model parameters due to machine differences and changes over time.

そこで本発明は、上記のように内燃機関の燃料挙動を
記述した物理モデルに基づき設定された一つの制御則に
より内燃機関の燃料噴射制御を行なう装置において、内
燃機関の運転変動に伴うモデルパラメータの変動分を的
確に補償し得るように構成し、制御性をより向上できる
ようにすることを目的としてなされた。Accordingly, the present invention provides an apparatus for performing fuel injection control of an internal combustion engine according to one control law set based on a physical model describing the fuel behavior of an internal combustion engine as described above. The purpose of the present invention is to provide a structure capable of accurately compensating for the fluctuation, and to further improve the controllability.

［課題を解決するための手段］ 即ち上記目的を達するためになされた本発明の構成
は、第１図に例示する如く、 内燃機関M1の運転状態を検出する運転状態検出手段M2
と、 上記内燃機関M1の燃料の挙動を、上記運転状態，状態
変数及び燃料噴射量と、それらの各量に乗ぜられる値と
して予め定めた係数及び該係数の変動量と、を用いて記
述した物理モデルに則って、燃料噴射量を逐次算出して
制御する噴射量制御手段M3と、 上記物理モデルの係数の変動量として、予め運転状態
に応じて定めた設定値を記憶する設定値記憶手段M4と、 該設定値記憶手段M4によって記憶された設定値を、上
記運転状態検出手段M2によって検出された運転状態に応
じて、上記係数の変動量として出力する変動量出力手段
M5と、 を備えた内燃機関M1の燃料噴射量制御装置であって、 上記運転状態検出手段M2によって検出された運転状態
と、上記噴射量制御手段M3によって用いられた状態変数
及び燃料噴射量とを時系列のデータとして記憶するデー
タ記憶手段M6と、 該データ記憶手段M6によって記憶されたデータに基づ
いて、上記物理モデルの係数を同定する係数同定手段M7
と、 該係数同定手段M7で同定された係数と上記予め定めた
係数との差を算出して、上記係数の変動量を求める変動
量算出手段M8と、 該変動量算出手段M8で求められた係数の変動量を用い
て、上記設定値を更新する変動量更新手段M9と、 上記燃料噴射量制御装置の演算を行なう演算処理装置
が、上記係数同定手段M7による同定の演算処理及び上記
変動量算出手段M8による係数が変動量の演算処理に必要
な時間余裕があるか否かを判定する時間余裕判定手段M1
0と、 を備え、 上記時間余裕判定手段M10によって上記演算に必要な
時間余裕があると判断された場合には、上記係数同定手
段M7、上記変動量算出手段M8及び上記変動量更新手段M9
による処理を実行することを特徴とする内燃機関M1の燃
料噴射量制御装置を要旨とする。[Means for Solving the Problems] That is, a configuration of the present invention made to achieve the above object is, as illustrated in FIG. 1, an operating state detecting means M2 for detecting an operating state of an internal combustion engine M1.
The behavior of the fuel of the internal combustion engine M1 is described using the operating state, the state variable, and the fuel injection amount, and a coefficient predetermined as a value to be multiplied by each of the amounts and a variation amount of the coefficient. Injection amount control means M3 for sequentially calculating and controlling the fuel injection amount in accordance with the physical model, and set value storage means for storing a set value determined in advance according to the operation state as a variation amount of the coefficient of the physical model. M4 and a variation output means for outputting the set value stored by the set value storage means M4 as a variation of the coefficient in accordance with the operation state detected by the operation state detection means M2.
M5, a fuel injection amount control device for the internal combustion engine M1 comprising: an operation state detected by the operation state detection means M2, a state variable and a fuel injection amount used by the injection amount control means M3. Data storage means M6 for storing the data as time-series data, and coefficient identification means M7 for identifying the coefficients of the physical model based on the data stored by the data storage means M6.
And a difference between the coefficient identified by the coefficient identification means M7 and the predetermined coefficient to calculate a change amount of the coefficient, and a change amount calculation means M8 to obtain the change amount of the coefficient. A variation amount updating means M9 for updating the set value by using the variation amount of the coefficient, and an arithmetic processing device for performing an operation of the fuel injection amount control device, an identification operation process by the coefficient identification means M7 and the variation amount Time allowance determination means M1 for determining whether or not the coefficient by the calculation means M8 has a time allowance required for the calculation processing of the variation amount
When the time margin determination means M10 determines that there is a time margin necessary for the calculation, the coefficient identification means M7, the variation calculation means M8, and the variation update means M9 are provided.
The gist of the present invention is a fuel injection amount control device for an internal combustion engine M1 that performs the process of

［作用］ 本発明の内燃機関M1の燃料噴射量制御装置において
は、運転状態検出手段M2によって運転状態を検出し、設
定値記憶手段M4によって記憶してある値、即ち予め運転
状態に応じて定めた物理モデルの係数の変動量の設定値
を、変動量出力手段M5によって上記運転状態に応じて出
力する。[Operation] In the fuel injection amount control device for the internal combustion engine M1 of the present invention, the operating state is detected by the operating state detecting means M2 and the value stored in the set value storing means M4, that is, determined in advance according to the operating state. The set value of the variation amount of the coefficient of the physical model is output by the variation amount output means M5 according to the above-mentioned operation state.

更に、噴射量制御手段M3によって、予め定めた係数及
びその係数の変動量，状態変数及び燃料噴射量を用い、
物理モデルに則って燃料噴射量を逐次算出して制御する
が、その制御に伴って、データ記憶手段M6によって、上
記運転状態検出手段M2により検出された運転状態と、上
記噴射量制御手段M3により用いられた状態変数及び燃料
噴射量とを、一旦時系列のデータとして記憶する。Further, the injection amount control means M3 uses a predetermined coefficient and a variation amount of the coefficient, a state variable, and a fuel injection amount,
The fuel injection amount is sequentially calculated and controlled in accordance with the physical model.With the control, the operation state detected by the operation state detection unit M2 by the data storage unit M6 and the injection amount control unit M3 The used state variables and the fuel injection amount are temporarily stored as time-series data.

そして、時間余裕判定手段M10によって、上記演算に
必要な時間余裕があると判断された場合には、上記の様
な逐次計算ではなく一旦記憶したデータに基づき、係数
同定手段M6によって、上記物理モデルの係数を同定し、
変動量算出手段M8によって、係数同定手段M7で同定され
た係数と上記予め定めた係数との差を算出して上記係数
の変動量を求める。次に変動量更新手段M9によって、こ
の係数の変動量を用いて上記設定値を更新する。When the time margin determining means M10 determines that there is a time margin necessary for the calculation, the coefficient identifying means M6 performs the above-described physical model based on the temporarily stored data instead of the sequential calculation as described above. Identify the coefficient of
The variation amount calculating means M8 calculates the difference between the coefficient identified by the coefficient identifying means M7 and the predetermined coefficient to determine the variation amount of the coefficient. Next, the set value is updated by the variation updating means M9 using the variation of the coefficient.

即ち、燃料挙動を示す物理モデルを、所定の係数とそ
の係数の変動量を用いて表現することにより、燃料噴射
量の算出を迅速に行うとともに、演算のための時間余裕
がある場合には、一旦記憶した運転状態等のデータを用
いて上記係数の同定を行って、上記係数の変動量に適切
に更新することにより、燃料噴射量の制御性を向上す
る。That is, by expressing the physical model showing the fuel behavior using a predetermined coefficient and the variation of the coefficient, the fuel injection amount can be calculated quickly, and when there is a margin for the calculation, The controllability of the fuel injection amount is improved by identifying the above-mentioned coefficient using the data of the operating state and the like once stored, and appropriately updating the fluctuation amount of the above-mentioned coefficient.

即ち、燃料挙動を示す物理モデルを、所定の係数とそ
の係数の変動量を用いて表現することにより、燃料噴射
量の算出を迅速に行うとともに、一旦記憶した運転状態
等のデータを用いて上記係数の同定を行って、上記係数
の変動量を適切に更新することにより、燃料噴射量の制
御性を向上する。That is, by expressing the physical model showing the fuel behavior using a predetermined coefficient and the variation of the coefficient, the fuel injection amount can be calculated quickly, and the data such as the operating state once stored is used to calculate the fuel injection amount. The controllability of the fuel injection amount is improved by identifying the coefficient and appropriately updating the fluctuation amount of the coefficient.

［実施例］ 以下に本発明の第１実施例を図面と共に説明する。第
２図は本発明が適用された内燃機関２及びその周辺装置
の構成を表す概略構成図である。Example A first example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the internal combustion engine 2 to which the present invention is applied and its peripheral devices.

図に於て４はエアクリーナ６を介して空気を吸入する
吸気管を表し、この吸気管４には、吸気空気量を制御す
るためのスロットルバルブ８、吸気の脈動を抑えるため
のサージタンク10、その内部の圧力（吸気管圧力）Ｐを
検出する吸気圧センサ12、及び吸気温度Tiを検出する吸
気温センサ14が備えられている。In the drawing, reference numeral 4 denotes an intake pipe for sucking air through an air cleaner 6. The intake pipe 4 includes a throttle valve 8 for controlling the amount of intake air, a surge tank 10 for suppressing pulsation of intake air, An intake pressure sensor 12 for detecting an internal pressure (intake pipe pressure) P and an intake temperature sensor 14 for detecting an intake temperature Ti are provided.

一方16は排気管で、排気を浄化するための三元触媒コ
ンバータ18が備えられている。On the other hand, reference numeral 16 denotes an exhaust pipe provided with a three-way catalytic converter 18 for purifying exhaust gas.

また当該内燃機関２には、その運転状態を検出するた
めのセンサとして、上記吸気圧センサ12及び吸気温セン
サ14の他、ディストリビュータ20の回転から内燃機関２
の回転速度ωを検出するための回転速度センサ22、同じ
くディストリビュータ20の回転から内燃機関２への燃料
噴射タイミングｔを検出するためのクランク角センサ2
4、及び内燃機関２のウォータジャケットに取り付けら
れ、冷却水温Ｔを検出する水温センサ26が備えられてい
る。尚ディストリビュータ20はイグナイタ28からの高電
圧を所定の点火タイミングで点火プラグ29に印加するた
めのものである。In addition to the intake pressure sensor 12 and the intake air temperature sensor 14, the internal combustion engine 2 detects the operating state of the internal combustion engine 2 from the rotation of the distributor 20.
A rotation speed sensor 22 for detecting a rotation speed ω of the engine, and a crank angle sensor 2 for detecting a timing t of fuel injection from the rotation of the distributor 20 to the internal combustion engine 2.
4, and a water temperature sensor 26 that is attached to the water jacket of the internal combustion engine 2 and detects the cooling water temperature T. The distributor 20 is for applying a high voltage from the igniter 28 to the ignition plug 29 at a predetermined ignition timing.

そして上記各センサからの検出信号は、マイクロコン
ピュータを中心とする論理演算回路として構成された電
子制御回路30に出力され、燃料噴射弁32を駆動して燃料
噴射弁32からの燃料噴射量を制御するのに用いられる。A detection signal from each of the above sensors is output to an electronic control circuit 30 configured as a logical operation circuit centered on a microcomputer, and drives the fuel injection valve 32 to control the fuel injection amount from the fuel injection valve 32. Used to do.

即ち電子制御回路30は、予め設定された制御プログラ
ムに従って燃料噴射量制御のための演算処理を実行する
CPU40、CPU40で演算処理を実行するのに必要な制御プロ
グラムや初期データが予め記録されたROM42、同じくCPU
40で演算処理を実行するのに用いられるデータが一時的
に読み書きされるRAM44、上記各センサからの検出信号
を入力するための入力ポート46、及びCPU40での演算結
果に応じて燃料噴射弁32に駆動信号を出力するための出
力ポート48、等から構成され、内燃機関２のシリンダ2a
内に流入する燃料混合気の燃空比λが予め設定された目
標燃空比λｒになるように燃料噴射弁32からの燃料噴射
量ｑを制御する。That is, the electronic control circuit 30 performs an arithmetic process for controlling the fuel injection amount according to a preset control program.
CPU 40, a ROM 42 in which control programs and initial data necessary for executing arithmetic processing by the CPU 40 are recorded in advance,
A RAM 44 for temporarily reading and writing data used to execute arithmetic processing at 40, an input port 46 for inputting a detection signal from each of the above sensors, and a fuel injection valve 32 according to the arithmetic result at the CPU 40. And an output port 48 for outputting a drive signal to the cylinder 2a of the internal combustion engine 2.
The fuel injection amount q from the fuel injection valve 32 is controlled such that the fuel / air ratio λ of the fuel mixture flowing into the fuel tank reaches a preset target fuel / air ratio λr.

（Ｉ）第１実施例の物理モデルの設定 次に、燃料挙動を示す本実施例の物理モデルについて
説明する。この物理モデルは、吸気管壁面4aへの付着燃
料量fwと、吸気管内部4bでの蒸発燃料量fvとを状態変数
として用いるいゆる現代制御理論に基づくものである。(I) Setting of Physical Model of First Embodiment Next, a physical model of the present embodiment that shows fuel behavior will be described. This physical model is based on any modern control theory using the amount of fuel fw adhering to the intake pipe wall surface 4a and the amount of fuel vapor fv inside the intake pipe 4b as state variables.

まず内燃機関２のシリンダ2a内に流入する燃料量fc
は、燃料噴射弁32からの燃料噴射量ｑと、吸気管壁面4a
への付着燃料量fwと、吸気管内部4bでの蒸発燃料量fvと
を用いて次式（１）のように記述することができる。First, the fuel amount fc flowing into the cylinder 2a of the internal combustion engine 2
Is the fuel injection amount q from the fuel injection valve 32 and the intake pipe wall surface 4a
The following equation (1) can be described using the amount of fuel fw attached to the fuel tank and the amount of fuel vapor fv in the intake pipe interior 4b.

fc＝α１・ｑ＋α２・fw＋α３・fv …（１） 即ち上記燃料量fcは、燃料噴射弁32からの噴射燃料の
直接流入量α１・ｑと、その噴射燃料が付着した吸気管
４からの間接流入量α２・fwと、噴射燃料或は壁面付着
燃料の蒸発により吸気管内部4bに存在する蒸発燃料の流
入量α３・fvとの総和であると考えられることから、上
式（１）のようにシリンダ2a内に流入する燃料量fcを記
述することができるのである。fc = α1 · q + α2 · fw + α3 · fv (1) That is, the fuel amount fc is the direct inflow amount α1 · q of the injected fuel from the fuel injection valve 32 and the indirect inflow from the intake pipe 4 to which the injected fuel is attached. Since it is considered that this is the sum of the amount α2 · fw and the inflow amount α3 · fv of the evaporated fuel present in the intake pipe interior 4b due to the evaporation of the injected fuel or the fuel deposited on the wall, the following equation (1) is used. The amount of fuel fc flowing into the cylinder 2a can be described.

上式（１）において、燃料噴射量ｑは燃料噴射弁32の
制御量によって定まるので、吸気管壁面4aへの付着燃料
量fw及び吸気管内部4bでの蒸発燃料量fvを知ることがで
きれば、燃料量fcを予測することができる。In the above equation (1), since the fuel injection amount q is determined by the control amount of the fuel injection valve 32, if the amount of fuel fw adhering to the intake pipe wall surface 4a and the amount of evaporated fuel fv inside the intake pipe 4b can be known, The fuel amount fc can be predicted.

そこで次に上記付着燃料量fw及び蒸発燃料量fvについ
て考える。Therefore, the amount of deposited fuel fw and the amount of evaporated fuel fv will now be considered.

まず吸気管壁面4aへの付着燃料量fwは、吸気行程時の
シリンダ2a内への流入によって、吸気サイクル毎にその
一部α２が減少する他、吸気管内部4bへの蒸発によって
減少し、吸気サイクルと同期して燃料噴射弁32から噴射
される燃料噴射量ｑの一部α４が付着することによって
増加する。また吸気行程毎の燃料蒸発量はα５・Vf/ω
として表すことができる。このため吸気管壁面4aへの付
着燃料量fwは次式（２）に示す如く記述できる。First, the amount of fuel fw adhering to the intake pipe wall surface 4a is reduced by a part of α2 in each intake cycle due to inflow into the cylinder 2a during the intake stroke, and is also reduced by evaporation to the intake pipe interior 4b. The amount increases due to the attachment of a part α4 of the fuel injection amount q injected from the fuel injection valve 32 in synchronization with the cycle. The amount of fuel evaporation for each intake stroke is α5 · Vf / ω
Can be expressed as Therefore, the amount of fuel fw adhering to the intake pipe wall surface 4a can be described as shown in the following equation (2).

fw(ｋ＋１)＝(１−α２)・fw(ｋ)＋α４・ｑ(ｋ) −α５・Vf(ｋ)／ω(ｋ) …（２） （但し、k:吸気サイクル） 一方吸気管内部4bでの蒸発燃料量fvは、吸気行程時の
シリンダ2a内への流入によって、吸気サイクル毎にその
一部α３が減少する他、燃料噴射量ｑの一部α６が蒸発
することによって増加し、更に上記付着燃料の燃料蒸発
によって増加する。このため吸気管内部4bの蒸発燃料量
fvは次式（３）に示す如く記述できる。fw (k + 1) = (1−α2) · fw (k) + α4 · q (k) −α5 · Vf (k) / ω (k) (2) (where k: intake cycle) On the other hand, inside the intake pipe 4b The fuel vapor amount fv at the time of the intake stroke is reduced by the inflow into the cylinder 2a, a part α3 of the fuel injection amount q is reduced in each intake cycle, and a part α6 of the fuel injection amount q is increased by evaporation. It increases due to the fuel evaporation of the attached fuel. For this reason, the amount of evaporated fuel inside the intake pipe 4b
fv can be described as shown in the following equation (3).

fv(ｋ＋１)＝(１−α３)・fv(ｋ)＋α６・ｑ(ｋ) ＋α５・Vf(ｋ)／ω(ｋ) …（３） 次に内燃機関２のシリンダ2a内に吸入された燃料量fc
（ｋ）は、排気中の酸素濃度に基づき検出可能な燃空比
λ（ｋ）とシリンダ2a内に流入した空気量ｍ（ｋ）とか
ら、次式（４）のように記述できる。fv (k + 1) = (1−α3) · fv (k) + α6 · q (k) + α5 · Vf (k) / ω (k) (3) Next, the fuel sucked into the cylinder 2a of the internal combustion engine 2 Quantity fc
(K) can be described as the following equation (4) from the fuel-air ratio λ (k) detectable based on the oxygen concentration in the exhaust gas and the air amount m (k) flowing into the cylinder 2a.

fc（ｋ）＝λ（ｋ）・ｍ（ｋ） …（４） 従って上記各式のパラメータα２〜α６を周知の同定
法によって決定すれば、次式（５）及び（６）に示す如
く、内燃機関２の吸気サイクルをサンプリング周期とし
て離散系で表現された、吸気管壁面4aへの付着燃料量fw
と蒸発燃料量fvとを状態変数とする状態方程式（５）及
び出力方程式（６）を得ることができ、これによって内
燃機関２での燃料挙動を表す物理モデルが定まる。fc (k) = λ (k) · m (k) (4) Therefore, if the parameters α2 to α6 in the above equations are determined by a known identification method, as shown in the following equations (5) and (6), The amount of fuel fw adhering to the intake pipe wall surface 4a expressed in a discrete system using the intake cycle of the internal combustion engine 2 as a sampling cycle.
A state equation (5) and an output equation (6) using と and the evaporated fuel amount fv as state variables can be obtained, whereby a physical model representing the fuel behavior in the internal combustion engine 2 is determined.

このような物理モデルでは、Vf/ωの項によって非線
形補償されるため、各モデルパラメータα２〜α６を定
めることで、燃料挙動を内燃機関２の全運転領域でほぼ
正確に記述することができる。しかし上記物理モデルに
よって内燃機関２の燃料挙動をより高精度で記述させよ
うとすると、上記各モデルパラメータは、機関温度の低
下，吸気管圧力の変動等によって変化するため、各モデ
ルパラメータをある固定値に設定することができなくな
る。 In such a physical model, the nonlinear behavior is compensated by the term of Vf / ω. Therefore, by determining the model parameters α2 to α6, the fuel behavior can be almost accurately described in the entire operation range of the internal combustion engine 2. However, when trying to describe the fuel behavior of the internal combustion engine 2 with higher accuracy using the physical model, each of the model parameters changes due to a decrease in the engine temperature, a change in the intake pipe pressure, and the like. It cannot be set to a value.

そこで本実施例では、こうしたモデルパラメータの変
動量のうちの状態変数量fw,fvにかかるパラメータ（１
−α２）及び（１−α３）の変動量△（１−α２）及び
△（１−α３）を考慮して、例えば次式（５）′及び
（６）′の如き物理モデルを設定し、これに基づき制御
則が決定されている。Therefore, in the present embodiment, the parameter (1) related to the state variable amounts fw and fv among the fluctuation amounts of the model parameters is described.
−α2) and (1−α3), the physical models such as the following equations (5) ′ and (6) ′ are set in consideration of △ (1−α2) and △ (1−α3), A control law is determined based on this.

上記（５）′式及び（６）′式には、２種のモデルパ
ラメータ（１−α２），（１−α３）の変動量△（１−
α２），△（１−α３）が含まれているが、いずれか一
方の変動量のみを含めた形で物理モデルを設定しても、
本実施例を構成して制御性を向上するができる。 In the above equations (5) ′ and (6) ′, the variation amount of two types of model parameters (1−α2) and (1−α3) △ (1−
α2) and △ (1-α3) are included, but even if the physical model is set to include only one of the fluctuation amounts,
By configuring this embodiment, controllability can be improved.

尚、上記物理モデルにおいて用いる吸気管壁面4aから
の燃料の蒸発量Vfは、吸気管内部4bでの燃料の飽和蒸気
圧Psと吸気管内部4bの圧力（吸気管圧力）Ｐとの関数と
して求めることができる。また飽和蒸気圧Psはセンサに
より直接検出することは難しいが、飽和蒸気圧Psは吸気
管壁面4aへの付着燃料温度Ｔの関係であり、付着燃料温
度Ｔは内燃機関２のウォータジャケット水温或は吸気ポ
ート付近のシリンダヘッド温度によって代表させること
ができるので、水温センサ26によりウォータジャケット
水温或はシリンダヘッド温度を検出し、その検出結果Ｔ
をパラメータとする例えば次式（７）に示す如き演算式
を用いて、飽和蒸気圧Psを求めることができる。The evaporation amount Vf of the fuel from the intake pipe wall 4a used in the above physical model is obtained as a function of the saturated vapor pressure Ps of the fuel inside the intake pipe 4b and the pressure P (the intake pipe pressure) inside the intake pipe 4b. be able to. Although it is difficult to directly detect the saturated vapor pressure Ps by a sensor, the saturated vapor pressure Ps is related to the temperature T of the fuel adhering to the intake pipe wall surface 4a, and the temperature T of the adhering fuel is the water jacket water temperature of the internal combustion engine 2 or Since the temperature can be represented by the cylinder head temperature near the intake port, the water jacket sensor detects the water jacket water temperature or the cylinder head temperature.
The saturation vapor pressure Ps can be obtained by using, for example, an arithmetic expression such as the following expression (7) using

Ps＝β１・T²−β２・Ｔ＋β３ …（７） （但し、β1,β2,β3:定数） このため吸気管壁面4aからの燃料の蒸発量Vfの検出
は、ウォータジャケット水温或はシリンダヘッド温度を
検出する水温センサ26からの検出信号に基づき飽和蒸気
圧Psを求めると共に、周知の吸気圧センサ12を用いて吸
気管圧力Ｐを検出し、これら各値Ps及びＰをパラメータ
とするデータマップ或は演算式を用いて蒸発量Vfを検出
するようにすればよい。また燃料蒸発量Vfは、飽和蒸気
圧Psによって大きく変化するので、飽和蒸気圧Psをパラ
メータとする次式（７）′ Vf＝β４・Ps …（７）′ （但し、β4:定数） を用いて近似的に求めるようにしてもよい。Ps = β1 · T ² −β2 · T + β3 (7) (where β1, β2, β3: constant) Therefore, the detection of the evaporation amount Vf of the fuel from the intake pipe wall surface 4a is based on the water jacket water temperature or the cylinder head temperature. The saturated vapor pressure Ps is obtained based on the detection signal from the water temperature sensor 26 that detects the intake air pressure, the intake pipe pressure P is detected by using the well-known intake pressure sensor 12, and a data map or a data map using these values Ps and P as parameters is provided. May be used to detect the evaporation amount Vf using an arithmetic expression. Further, since the fuel vaporization amount Vf changes greatly depending on the saturated vapor pressure Ps, the following equation (7) ′ Vf = β4 · Ps (7) ′ (where β4 is a constant) using the saturated vapor pressure Ps as a parameter is used. Approximately.

次にシリンダ2a内に流入する空気量ｍは、例えば吸気
管圧力Ｐと吸気温度Tiと内燃機関の回転速度ωとをパラ
メータとする次式（８） ｍ＝｛β×（ω）・Ｐ−βｙ（ω）｝/Ti …（８） により容易に算出することができる。このため空気量ｍ
は、吸気管圧力Ｐ及び吸気温度Tiを周知の吸気圧センサ
12及び吸気温センサ14により検出し、その検出結果と上
記回転速度センサ22による検出結果とに基づき上式
（８）を用いて求めることで検出することができる。ま
た吸気管圧力Ｐと回転速度ωとをパラメータとするマッ
プにより基本空気量ｍを求めその算出結果を吸気温度Ti
によって補正することで空気量ｍを検出することもでき
る。またスロットルバルブ８上流に周知のエアフロメー
タを設けて吸気管４に流入する空気量を検出し、その検
出結果に基づき吸気行程時にシリンダ2a内に流入する空
気量ｍを推定するようにしてもよい。Next, the amount of air m flowing into the cylinder 2a is calculated by the following equation (8) using, for example, the intake pipe pressure P, the intake temperature Ti, and the rotation speed ω of the internal combustion engine as follows: m = ｛β × (ω) · P− βy (ω)｝ / Ti (8) It can be easily calculated. Therefore, the air volume m
Is a well-known intake pressure sensor that measures intake pipe pressure P and intake temperature Ti.
12 and the intake air temperature sensor 14, and can be detected by using the above expression (8) based on the detection result and the detection result by the rotation speed sensor 22. Further, the basic air amount m is obtained from a map using the intake pipe pressure P and the rotation speed ω as parameters, and the calculation result is calculated as the intake air temperature Ti.
Thus, the air amount m can be detected by performing the correction. A well-known air flow meter may be provided upstream of the throttle valve 8 to detect the amount of air flowing into the intake pipe 4, and based on the detection result, estimate the amount m of air flowing into the cylinder 2a during the intake stroke. .

また、上記状態変数の付着燃料量fw及び蒸発燃料量fv
は、回転速度ωのようにセンサを用いて直接検出でき
ず、また燃料の蒸発量Vfや空気量ｍのようにセンサによ
る検出結果をパラメータとする演算式等を用いて間接的
に検出することもできないので、上記（５）及び（６）
式、或は（５）′及び（６）′式に基づきオブサーバと
して構成するか、又は上記（５）式又は（５）′式を用
いて算出するよう構成してもよい。In addition, the attached fuel amount fw and the evaporated fuel amount fv in the above state variables.
Cannot be detected directly using a sensor, such as the rotational speed ω, and indirectly detected using an arithmetic expression that uses the detection result of the sensor as a parameter, such as the fuel evaporation amount Vf or air amount m. (5) and (6)
The observer may be configured as an observer based on the equation or the equations (5) ′ and (6) ′, or may be configured to calculate using the above equation (5) or (5) ′.

上記オブザーバとして構成する場合には、古田勝久他
著「基礎システム理論」（昭和53年）コロナ社、或は古
田勝久他著「メカニカルシステム制御」（昭和59年）オ
ーム社等、に詳解されている種々の設計法を用いること
により、最少次元オブザーバ（Minimal Order Observe
r）、同一次元オブサーバ（Identity Observer）、有限
整定オブザーバ（Dead Beat Observer）、線形関数オブ
サーバ（Linear Function Observer）、適応オブサーバ
（Adaptive Observer）等の種々のオブザーバを構成す
ることができる。The above-mentioned observer is described in detail in Katsuhisa Furuta et al., "Basic System Theory" (1973), Corona Corporation, or Katsuhisa Furuta et al., "Mechanical System Control" (1984), Ohmsha, etc. By using various design methods, the minimum order observer (Minimal Order Observe
r), various observers such as the same-dimensional observer (Identity Observer), a finite set observer (Dead Beat Observer), a linear function observer (Linear Function Observer), and an adaptive observer (Adaptive Observer) can be configured.

（II）燃料噴射の制御則の設定 次に第３図に示す燃料噴射制御のための制御則の設計
方法について説明する。(II) Setting of Control Rule for Fuel Injection Next, a method of designing a control rule for fuel injection control shown in FIG. 3 will be described.

尚、この種の制御則の設計方法としては、例えば、古
田勝久著「実システムのデジタル制御」システムと制
御,Vol.28,ωo.12（1984年）計測自動制御学会等に詳し
いので、ここでは簡単に説明する。As a method of designing this kind of control law, for example, Katsuhisa Furuta, “Digital Control of Real System” System and Control, Vol.28, ωo.12 (1984) A brief explanation follows.

本実施例の制御則は、前述の（５）′及び（６）′式
に示した物理モデルにおけるモデルパラメータ（１−α
２）の変動量△（１−α２）を含め、△（１−α３）を
０と設定した次式（５）″，（６）″の物理モデルに基
づき設計されている。The control rule of this embodiment is based on the model parameters (1-α) in the physical model shown in the above-mentioned equations (5) ′ and (6) ′.
It is designed based on the physical model of the following equations (5) "and (6)" in which △ (1-α3) is set to 0, including the variation △ (1-α2) of 2).

このモデルは非線形であるので、線形制御理論を適用
するために、まず上記モデルを線形近似する。 Since this model is nonlinear, the above model is first linearly approximated in order to apply the linear control theory.

上記（５）″，（６）″式において、まず Vf（ｋ）／ω（ｋ）＝Vfw（ｋ） …（９） とし、更に、 とおくと、上記（５）″，（６）″式は で表すことができる。In the above equations (5) ″ and (6) ″, first, Vf (k) / ω (k) = Vfw (k) (9) Then, the above equations (5) ″ and (6) ″ are Can be represented by

ここで、 で定常となるとき、 とすると、上式（17）及び（18）は次式（19）、（20）
に示す如くなる。here, When becomes steady, Then, the above equations (17) and (18) become the following equations (19) and (20)
It becomes as shown in.

上式（17）〜（20）より、 と表すことができる。次に、上式（21），（22）におい
て、 とおくと、（21），（22）式は次式（26）（27）の如く
なる。 From the above equations (17) to (20), It can be expressed as. Next, in the above equations (21) and (22), Then, the equations (21) and (22) are as shown in the following equations (26) and (27).

この（26）及び（27）において、Ｘ（ｋ）→０とすれ
ば、Ｙ（ｋ）＝０となり， となる。 In these (26) and (27), if X (k) → 0, then Y (k) = 0, and Becomes

従って上式（26）の最適レギュレータを設計すればよ
い。即ち、離散型リカッチ方程式を説くことで、最適制
御は次式（28）の如く求まる。Therefore, the optimum regulator of the above equation (26) may be designed. That is, by prescribing the discrete Riccati equation, the optimal control is obtained as in the following equation (28).

またこの（28）式は、上記（23）及び（24）式より次
式（29）の如くなる。 The equation (28) becomes the following equation (29) from the equations (23) and (24).

従って、上記（19）及び（20）式において、 が について解ければ上式（29）が確定し、 を求めることができるようになる。 Therefore, in the above equations (19) and (20), But Equation (29) is determined if Can be asked for.

本実施例の場合、上式（30）は前述の（10）〜（16）
式より、次式（31）の如くなり、 （即ちfwr、fvr、qr）が夫々次式（32）〜（34）の如く
求まる。In the case of the present embodiment, the above equation (30) is equivalent to the above equations (10) to (16).
From the equation, the following equation (31) is obtained. (That is, fwr, fvr, qr) are obtained as in the following equations (32) to (34), respectively.

fwr＝β11・Vfw(ｋ)＋β12・{λｒ・ｍ(ｋ) −(１−α４−α６)ｑ(ｋ)＋△(１−α２)・fw(ｋ)} …(32) fvr＝β21・Vfw(ｋ)＋β22・{λｒ・ｍ(ｋ) −(１−α４−α６)ｑ(ｋ)＋△(１−α２)・fw(ｋ)} …(33) qr＝β21・Vfw(ｋ)＋β23・{λｒ・ｍ(ｋ) −(１−α４−α６)ｑ(ｋ)＋△(１−α２)・fw(ｋ)} …(34) （但し、β11〜β23は定数） 従って、これら各式（32），（33），（34）式を上記
（29）式に代入することによって、制御入力 即ちｑ（ｋ）を求めるための演算式が次式（35）の如く
求める。fwr = β11 · Vfw (k) + β12 · {λr · m (k) − (1−α4−α6) q (k) + △ (1−α2) · fw (k)} (32) fvr = β21 · Vfw (k) + β22 · {λr · m (k) − (1−α4−α6) q (k) + △ (1−α2) · fw (k)} (33) qr = β21 · Vfw (k) + Β23 · {λr · m (k) − (1−α4−α6) q (k) + {(1−α2) · fw (k)} (where β11 to β23 are constants) By substituting equations (32), (33), and (34) into equation (29), the control input That is, an arithmetic expression for obtaining q (k) is obtained as in the following expression (35).

ｑ(ｋ)＝f1・fw(ｋ)＋f2・fv(ｋ)＋f3・ｍ(ｋ)λｒ ＋f4・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋f5・△(１−α２)・fw(ｋ)} …(35) 上式（35）における状態変数量，即ち付着燃料量fw及
び蒸発燃料量fvを推定するための推定装置は、通常、ゴ
ピナスの設計法等によってオブザーバとして設計される
が、本実施例では内燃機関２に実際に供給された燃料混
合気の空燃比λを測定する空燃比センサが設けられてい
ないため、通常のオブザーバを設計することができな
い。しかし内燃機関２での燃料挙動は、前述の（５）式
によってほぼ正確に記述できる。そこで本実施例では、
（５）式をそのまま用いて各状態変数量fw及びfvを求め
るようにされている。q (k) = f1 · fw (k) + f2 · fv (k) + f3 · m (k) λr + f4 · Vf (k) / ω (k) + f5 · {(1−α2) · fw (k)} (35) The estimating device for estimating the state variable amount in the above equation (35), that is, the adhering fuel amount fw and the evaporated fuel amount fv, is usually designed as an observer by a Gopinas design method or the like. Since no air-fuel ratio sensor for measuring the air-fuel ratio λ of the fuel mixture actually supplied to the internal combustion engine 2 is provided, a normal observer cannot be designed. However, the fuel behavior in the internal combustion engine 2 can be described almost exactly by the above-mentioned equation (5). Therefore, in this embodiment,
The state variable quantities fw and fv are obtained using the equation (5) as it is.

つまりまず（５）式において、ｑ（ｋ）は燃料噴射弁
32からの燃料噴射量であるので、電子制御回路30側で知
ることができ、またVf（ｋ）／ω（ｋ）は各センサから
の検出信号に基づき求めることができるので、右辺第２
項、第３項は計算可能である。そこで、 δｗ（ｋ）＝fw（ｋ）−ｗ（ｋ） …（36） δｖ（ｋ）＝fv（ｋ）−ｖ（ｋ） …（37） とおくと、 となる。上式（38）において１−α２＜１、１−α３＜
１であるから（38）は安定で、δｗ（ｋ）、δｖ（ｋ）
→０、即ちｗ（ｋ）→fw（ｋ）、ｖ（ｋ）→fv
（ｋ）となる。従って上記fw（ｋ）、fv（ｋ）として適
当な初期値を与えれば、fw（ｋ）及びfv（ｋ）は上式
（５）によって推定できるようになるのである。That is, first, in equation (5), q (k) is the fuel injection valve.
Since it is the fuel injection amount from 32, it can be known on the electronic control circuit 30 side, and Vf (k) / ω (k) can be obtained based on the detection signal from each sensor.
The term and the third term can be calculated. Then, δw (k) = fw (k) −w (k) (36) δv (k) = fv (k) −v (k) (37) Becomes In the above equation (38), 1−α2 <1, 1−α3 <
(38) is stable because it is 1, δw (k), δv (k)
→ 0, ie, w (k) → fw (k), v (k) → fv
(K). Therefore, if appropriate initial values are given as fw (k) and fv (k), fw (k) and fv (k) can be estimated by the above equation (5).

次に上述した様にして設計された制御則について、第
３図に示すブロックダイヤグラムに基づいて説明する。
尚、第３図は制御則を示す図であって、ハード的な構成
を示すものではなく、燃料噴射制御は第４図のフローチ
ャートに示した一連のプログラムの実行により実現され
る。Next, the control law designed as described above will be described based on the block diagram shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a control law and does not show a hardware configuration, and the fuel injection control is realized by executing a series of programs shown in the flowchart of FIG.

第３図に示すように、本実施例では、まず吸気圧セン
サ12で検出された吸気管圧力Ｐ及び水温センサ26で検出
された冷却水温Ｔが第１演算部P1に入力される。すると
第１演算部P1では、その入力された冷却水温Ｔが前述の
（７）式の如き演算式を用いて吸気管４内での燃料の飽
和蒸気圧Psに変換され、更にその変換された飽和蒸気圧
Psと吸気管圧力Ｐとから吸気管４の壁面に付着した燃料
の蒸発量Vfが算出される。またその変換された蒸発量Vf
は除算部P2に入力され、上記回転速度センサ22を用いて
検出される内燃機関２の回転速度ωによって除算され
る。そしてその除算結果Vf/ωは係数f4乗算部P3に入力
され、予め設定された係数f4が乗算される。As shown in FIG. 3, in the present embodiment, first, the intake pipe pressure P detected by the intake pressure sensor 12 and the cooling water temperature T detected by the water temperature sensor 26 are input to the first calculation unit P1. Then, in the first arithmetic unit P1, the input cooling water temperature T is converted into the saturated vapor pressure Ps of the fuel in the intake pipe 4 by using the arithmetic expression such as the above-mentioned expression (7), and further converted. Saturated vapor pressure
From Ps and the intake pipe pressure P, the evaporation amount Vf of the fuel attached to the wall surface of the intake pipe 4 is calculated. Also, the converted evaporation amount Vf
Is input to the division unit P2, and is divided by the rotation speed ω of the internal combustion engine 2 detected using the rotation speed sensor 22. Then, the division result Vf / ω is input to the coefficient f4 multiplication unit P3, and is multiplied by a preset coefficient f4.

また次に吸気管圧力Ｐ及び回転速度ωは、吸気温セン
サ14により検出された吸気温度Tiと共に第２演算部P4に
も入力される。第２演算部P4は、上述の（８）式の如き
演算式を用いて、上記入力された回転速度ωと吸気管圧
力Ｐと吸気温度Tiとからシリンダ2a内に流入する空気量
ｍを算出するためのもので、その算出結果は第１乗算部
P5に出力される。すると乗算部P5では、上記算出された
空気量ｍと予め設定された目標燃空比λｒとを乗算し、
これによってシリンダ2a内に流入すべき燃料量（目標燃
料量）λrmを算出する。そしてこの目標燃料量λrmは係
数f3乗算部P6に入力され、予め設定された係数f3が乗算
される。Next, the intake pipe pressure P and the rotation speed ω are also input to the second arithmetic unit P4 together with the intake air temperature Ti detected by the intake air temperature sensor 14. The second calculating unit P4 calculates the amount m of air flowing into the cylinder 2a from the input rotation speed ω, the intake pipe pressure P, and the intake air temperature Ti using an arithmetic expression such as the expression (8). The result of the calculation is the first multiplication unit
Output to P5. Then, in the multiplication unit P5, the calculated air amount m is multiplied by a preset target fuel-air ratio λr,
Thereby, the fuel amount (target fuel amount) λrm that should flow into the cylinder 2a is calculated. Then, the target fuel amount λrm is input to a coefficient f3 multiplication unit P6, and is multiplied by a preset coefficient f3.

一方上記除算部P2の除算結果Vf/ωは状態変数推定部P
7にも入力される。状態変数推定部P7は、予め設定され
た演算式（本実施例では前述の（５）式）を用いて、除
算部P2の除算結果Vf/ωと、一次遅延部P8を介して入力
される燃料噴射弁32から噴射した燃料量ｑ（ｋ−１）
と、当該状態変数推定部P7で前回推定した状態変数量
ｗ（ｋ−１）及びｖ（ｋ−１）とから、燃料噴射弁32
からの次回の燃料噴射量ｑ（ｋ）を算出するための状態
変数量，即ち付着燃料量fwと蒸発燃料量fvを推定する。
そしてその推定結果ｗ及びｖには、係数f1乗算部P9
及び係数f2乗算部P10で、夫々、係数f1及びf2が乗算さ
れる。On the other hand, the division result Vf / ω of the division unit P2 is
7 is also entered. The state variable estimating unit P7 is inputted with the division result Vf / ω of the dividing unit P2 and the primary delay unit P8 by using a preset arithmetic expression (Equation (5) in the present embodiment). Fuel quantity q (k-1) injected from fuel injection valve 32
From the state variable amounts w (k−1) and v (k−1) estimated last time by the state variable estimating unit P7, the fuel injection valve 32
, The state variable amount for calculating the next fuel injection amount q (k) from the above, that is, the attached fuel amount fw and the evaporated fuel amount fv are estimated.
The estimation results w and v are added to the coefficient f1 multiplication unit P9.
And the coefficient f2 are multiplied by coefficients f1 and f2, respectively.

また吸気管圧力P,回転速度ω，冷却水温Ｔは、第３演
算部P11にも入力される。第３演算部P11は、この入力さ
れた内燃機関２の運転状態に応じて、上記モデルパラメ
ータ（１−α２）の変動量を係数△（１−α２）として
算出する。尚この算出には、上記（５）″及び（６）″
の各モデルパラメータをシステム同定によって決定する
際に生ずるモデルパラメータ（１−α２）の変動量△
（１−α２）を、上記各運転状態と関連付けて設定され
たマップが使用される。そしてこの第３演算部P11で算
出された係数△（１−α２）には、係数f5乗算部P12で
係数f5が乗算され、更に第２乗算部P13で状態変数推定
部P7で推定された付着燃料量ｗが乗算される。Further, the intake pipe pressure P, the rotation speed ω, and the cooling water temperature T are also input to the third calculation unit P11. The third calculation unit P11 calculates the amount of change of the model parameter (1-α2) as a coefficient △ (1-α2) according to the input operating state of the internal combustion engine 2. In this calculation, the above (5) ″ and (6) ″
Of the model parameter (1-α2) generated when each of the model parameters is determined by system identification △
A map in which (1−α2) is associated with each of the above operating states is used. Then, the coefficient １− (1−α2) calculated by the third arithmetic unit P11 is multiplied by the coefficient f5 by the coefficient f5 multiplying unit P12, and the adhesion estimated by the state variable estimating unit P7 by the second multiplying unit P13. The fuel amount w is multiplied.

そしてこの第２乗算部P13による乗算結果は、他の乗
算部P3,P6,P9,10での乗算結果と共に加算部P14〜P17で
加算され、これによって燃料噴射弁32からの次回の燃料
噴射量ｑ（ｋ）が決定される。The multiplication result by the second multiplication unit P13 is added by the addition units P14 to P17 together with the multiplication results by the other multiplication units P3, P6, P9, and 10, whereby the next fuel injection amount from the fuel injection valve 32 is q (k) is determined.

尚本実施例の場合、規制則を前述の（５）″，
（６）″式を用いて設計したので、これと対応させるた
めにこの状態変数推定部P7を、（５）″式を用いて状態
変数量fw,fvを推定するように構成してもよい。この場
合、（５）″式にはモデルパラメータ（１−α２）の変
動量△（１−α２）が含まれるので、第３演算部P11で
求めた変動量△（１−α２）を状態変数推定部P7に入力
する必要はある。また前述の（５）′を用いて状態変数
量を推定するようにしてもよい。In the case of the present embodiment, the regulation rule is set to the aforementioned (5) ″,
Since the state variable estimating unit P7 is designed using the equation (6), the state variable estimating unit P7 may be configured to estimate the state variable quantities fw, fv using the equation (5). . In this case, since the equation (5) ″ includes the variation of the model parameter (1-α2) △ (1−α2), the variation △ (1−α2) obtained by the third arithmetic unit P11 is used as the state variable. It is necessary to input to the estimating unit P7, and the state variable amount may be estimated using the above (5) '.

次に上記変動量を△（１−α２）を設定する際に用い
られるマップの値を更新するための構成について説明す
る。Next, a configuration for updating the value of the map used when setting the variation amount to △ (1−α2) will be described.

まず、状態変数推定部P7から出力される蒸発燃料量
ｖは、係数α３乗算部P18に入力されて係数α３を乗ぜ
られた後にデータ記憶部P19に入力される。また加算部P
17から出力される燃料噴射量ｑは係数乗算部P20に入力
されて、係数（１−α４−α６）を乗ぜられた後にデー
タ記憶部P19に入力される。更に第１乗算部P5から出力
される目標燃料量λrmも、データ記憶部P19に入力され
る。First, the fuel vapor amount v output from the state variable estimating unit P7 is input to the coefficient α3 multiplying unit P18, multiplied by the coefficient α3, and then input to the data storage unit P19. Addition unit P
The fuel injection amount q output from 17 is input to a coefficient multiplying unit P20, multiplied by a coefficient (1−α4−α6), and then input to a data storage unit P19. Further, the target fuel amount λrm output from the first multiplier P5 is also input to the data storage P19.

このデータ記憶部P19に入力されたデータは、係数同
定部P21で演算されて係数 が算出される。次にその同定方法について説明する。な
お、ここで行うパラメータの同定方法は、中溝高好著
「線形離散時間システムの同定手法−Ｉ」システムと制
御Vol.25 No.8 P476〜489 1981年に詳しく記述されてい
るので簡潔に記載する。The data input to the data storage unit P19 is calculated by the coefficient identification unit Is calculated. Next, the identification method will be described. The method of parameter identification performed here is described in detail in Takayoshi Nakamizo's "Identification Method of Linear Discrete-Time System-I" System and Control Vol.25 No.8 P476-489 1981. I do.

まず上記（５）式である出力方程式に基づき、誤差ｅ
（ｋ）を、流入燃料量の測定値λＭ（ｋ）mM（ｋ），燃
料噴射量ｑ（ｋ），状態変数ｗ（ｋ），ｖ（ｋ）等
を用いて、下記（39）式で記述する。First, based on the output equation of the above equation (5), the error e
(K) is calculated by the following equation (39) using the measured value λM (k) mM (k) of the inflow fuel amount, the fuel injection amount q (k), the state variables w (k), v (k) and the like. Describe.

ここでｗ（ｋ），ｖ（ｋ）はオブザーバの計算
値,q（ｋ）は操作量であるから、α3,α4,α６を既知量
としてΣ｛ｅ（ｋ）｝^２を最少にする を算出する最小二乗アルゴリズムにより、係数 を求めることができる。即ち、 Ｙ(ｋ)＝λＭ(ｋ)mM(ｋ)−(α３ｖ(ｋ)＋(１−α４ −α6q(ｋ))) …(40) Ｘ(ｋ)＝ｗ(ｋ) …(41) とすると、 この式を逐次計算に適した次式に変形すると、 上記（43）式は、下記（44）式の一般的な逐次最小二
乗法の計算式で表現できる。 Here, w (k) and v (k) are the calculated values of the observer, and q (k) is the manipulated variable, so that {e (k)} ² is minimized using α3, α4, α6 as known quantities. Is calculated by the least squares algorithm. Can be requested. That is, Y (k) = λM (k) mM (k) − (α3v (k) + (1−α4−α6q (k))) (40) X (k) = w (k) (41) Then By transforming this equation into the following equation suitable for sequential calculation, The above formula (43) can be expressed by a general recursive least squares calculation formula of the following formula (44).

この様にして同定によって算出された係数 検証部P22に入力されその値が物理的に有意か否か、例
えば か否かが検証され、有意であると肯定判断された場合に
は変動量演算部P23にて、すでに設定されている係数α
２と次式（47）を用いて、その変動量△（１−α２）が
算出される。 Coefficient calculated by identification in this way Whether the value input to the verification unit P22 is physically significant, for example, It is verified whether or not the coefficient α is already significant.
2 and the following equation (47), the variation △ (1−α2) is calculated.

この様にして算出された変動量△（１−α２）は、第
３演算部P11に入力されて、第３演算部P11で用いられる
マップの値が更新される。 The fluctuation amount △ (1−α2) calculated in this manner is input to the third calculation unit P11, and the value of the map used in the third calculation unit P11 is updated.

（III）噴射量制御のフローチャート 次に電子制御回路30で実行される燃料噴射量ｑを算出
して燃料噴射を行う処理について、第４図に示すフロー
チャートに基づいて説明する。(III) Flowchart of Injection Amount Control Next, the process of calculating the fuel injection amount q and performing the fuel injection executed by the electronic control circuit 30 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

当該燃料噴射制御は内燃機関２の始動と共に開始さ
れ、内燃機関２の運転中繰り返し実行される。The fuel injection control is started when the internal combustion engine 2 is started, and is repeatedly executed while the internal combustion engine 2 is operating.

処理が開始されると、まずステップ100を実行して、
付着燃料量ｗ（ｋ−１）、蒸発燃料量ｖ（ｋ−
１）、燃料噴射量ｑ（ｋ−１）を初期設定し、続くステ
ップ110に移行して、上記各センサからの出力信号に基
づき、吸気管圧力Ｐ（ｋ）、吸気温度Ti（ｋ）、内燃機
関２の回転速度ω（ｋ）、冷却水温Ｔ（ｋ）を求める。When the process is started, first execute step 100,
The attached fuel amount w (k-1) and the evaporated fuel amount v (k-
1) Initializing the fuel injection amount q (k-1), and proceeding to step 110, based on the output signals from the sensors, the intake pipe pressure P (k), the intake temperature Ti (k), The rotation speed ω (k) of the internal combustion engine 2 and the cooling water temperature T (k) are obtained.

次にステップ120では、上記ステップ110で求めた吸気
管圧力Ｐ（ｋ）と、内燃機関２の回転速度ω（ｋ）とに
基づき、内燃機関２の負荷に応じた目標燃空比λｒを算
出する。尚このステップ120では、通常、燃料混合気の
空気過剰率が１（即ち理論空燃比）となるよう目標燃空
比λｒが設定され、内燃機関２の高負荷運転時等には燃
料を通常より増量して内燃機関の出力を上げるため、目
標燃空比λｒがリッチ側に設定され、内燃機関２の軽負
荷運転等には、燃料を通常より減量して燃費を向上する
ため、目標燃空比λｒがリーン側に設定される。Next, at step 120, a target fuel-air ratio λr corresponding to the load on the internal combustion engine 2 is calculated based on the intake pipe pressure P (k) obtained at step 110 and the rotational speed ω (k) of the internal combustion engine 2. I do. In this step 120, normally, the target fuel-air ratio λr is set so that the excess air ratio of the fuel mixture becomes 1 (that is, the stoichiometric air-fuel ratio). The target fuel / air ratio λr is set to a rich side to increase the output of the internal combustion engine by increasing the amount of fuel. The ratio λr is set to the lean side.

ステップ120で目標燃空比λｒ（ｋ）が設定される
と、今度はステップ130に移行し、上記ステップ120で求
めた吸気管圧力Ｐ（ｋ）と吸気温度Ti（ｋ）と内燃機関
２の回転速度ω（ｋ）とに基づき、前述の（８）式に示
した如き演算式またはデータマップを用いてシリンダ2a
内に流入する空気量ｍ（ｋ）を算出する第２演算部P4と
しての処理を実行する。When the target fuel-air ratio λr (k) is set in step 120, the process proceeds to step 130, in which the intake pipe pressure P (k) and intake temperature Ti (k) obtained in step 120 and the internal combustion engine 2 Based on the rotation speed ω (k), the cylinder 2a is calculated using an arithmetic expression or a data map as shown in the above expression (8).
The processing as the second calculating unit P4 for calculating the amount of air m (k) flowing into the inside is executed.

また続くステップ140では、上記ステップ110で求めた
冷却水温Ｔ（ｋ）と吸気管圧力Ｐ（ｋ）とに基づき吸気
管壁面4aへの付着燃料の蒸発量Vfを求め、その値の内燃
機関２の回転速度ω（ｋ）で除算し、前回の吸気行程か
ら次の吸気行程迄の間に吸気管壁面4aからの燃料の蒸発
量Vfw（ｋ）（即ち、Vf（ｋ）／ω（ｋ））を算出す
る。第１演算部P1及び除算部P2としての処理を実行す
る。In the following step 140, the evaporation amount Vf of the fuel adhering to the intake pipe wall surface 4a is determined on the basis of the cooling water temperature T (k) and the intake pipe pressure P (k) determined in step 110, and the internal combustion engine 2 Of the fuel from the intake pipe wall 4a during the period from the previous intake stroke to the next intake stroke (ie, Vf (k) / ω (k)). ) Is calculated. The processing as the first operation unit P1 and the division unit P2 is executed.

続くステップ150は、上記ステップ140で求めた吸気管
壁面4aからの燃料蒸発量Vfw（ｋ）と、前回の燃料噴射
量ｑ（ｋ−１）と、前回求めた付着燃料量ｗ（ｋ−
１）及び蒸発燃料量ｖ（ｋ−１）とにより、前記
（５）式に基づき設定された次式（48） を用いて付着燃料量ｗ（ｋ）及び蒸発燃料量ｖ
（ｋ）を推定する状態変数推定部P7としての処理を実行
する。In the following step 150, the fuel evaporation amount Vfw (k) from the intake pipe wall surface 4a obtained in step 140, the previous fuel injection amount q (k-1), and the previously obtained attached fuel amount w (k-
The following equation (48) set based on the above equation (5), based on 1) and the evaporated fuel amount v (k-1) Is used to determine the amount of deposited fuel w (k) and the amount of evaporated fuel v
The processing as the state variable estimating unit P7 for estimating (k) is executed.

また次にステップ160では、上記ステップ120で設定し
た目標燃空比λｒ（ｋ）と上記ステップ130で求めた空
気量ｍ（ｋ）とを乗算して、シリンダ2a内に流入する目
標燃料量λrm（ｋ）を算出する、第１乗算部P5としての
処理を実行する。Next, at step 160, the target fuel-air ratio λr (k) set at step 120 is multiplied by the air amount m (k) obtained at step 130 to obtain the target fuel amount λrm flowing into the cylinder 2a. A process as the first multiplication unit P5 for calculating (k) is executed.

そして続くテップ170では、上記ステップ110で求めた
冷却水温Ｔ（ｋ）と吸気管圧力Ｐ（ｋ）と回転速度ω
（ｋ）とに基づき、予め設定されたマップを用いてモデ
ルパラメータ（１−α２）の変動量△（１−α２）を算
出する第３演算部P11としての処理を行ない、ステップ1
80に移行する。尚、上記変動量△（１−α２）を算出す
るためにマップに記憶された設定値は、後述処理によっ
て運転変動に適応した適切な値に更新されるものであ
る。Then, at step 170, the cooling water temperature T (k), the intake pipe pressure P (k), and the rotation speed
Based on (k), a process is performed as a third calculation unit P11 for calculating a variation amount △ (1−α2) of the model parameter (1−α2) using a preset map.
Move to 80. The set value stored in the map for calculating the variation △ (1−α2) is updated to an appropriate value adapted to the driving variation by a process described later.

ステップ180では、上記ステップ140〜ステップ170で
求めた１サイクルの燃料の蒸発量Vfw（ｋ），状態変数
量としての付着燃料量ｗ（ｋ）及び蒸発燃料量ｖ
（ｋ）、目標燃料量λrm（ｋ）、及び変動量△（１−α
２）とから前述の（35）式を用いて次回の燃料噴射量ｑ
（ｋ）を算出し、ステップ190に移行する。In step 180, the fuel evaporation amount Vfw (k) of one cycle obtained in steps 140 to 170, the attached fuel amount w (k) as the state variable amount, and the evaporated fuel amount v
(K), target fuel amount λrm (k), and fluctuation amount △ (1-α
From 2), the next fuel injection amount q is obtained by using the aforementioned equation (35).
(K) is calculated, and the routine proceeds to step 190.

そしてステップ190では、上記クランク角センサ24か
らの検出信号に基づき決定される燃料噴射タイミングｔ
で、ステップ180で求めた噴射量ｑ（ｋ）に応じて燃料
噴射弁32を開弁し、燃料噴射を実行する。In step 190, the fuel injection timing t determined based on the detection signal from the crank angle sensor 24
Then, the fuel injection valve 32 is opened according to the injection amount q (k) obtained in step 180, and the fuel injection is executed.

このステップ190で燃料噴射が行なわれ、内燃機関２
への燃料供給が一旦終了すると、ステップ200に移行
し、今回求めた状態変数量ｗ（ｋ）及びｖ（ｋ）
と、燃料噴射量ｑ（ｋ）を、夫々、次回の処理のために
ｗ（ｋ−１），ｖ（ｋ−１）,q（ｋ−１）に置き換
え、再度ステップ110に移行する。In step 190, fuel injection is performed and the internal combustion engine 2
Once the fuel supply to is completed, the process proceeds to step 200, in which the state variable amounts w (k) and v (k) obtained this time are calculated.
Then, the fuel injection amount q (k) is replaced with w (k-1), v (k-1), q (k-1) for the next processing, respectively, and the process returns to step 110 again.

次に、上記モデルパラメータの変動量△（１−α２）
を設定するために用いられるマップの値を更新する処理
について、第５図のフローチャートに基づいて説明す
る。Next, the variation amount of the model parameter △ (1−α2)
The process of updating the value of the map used to set the value will be described with reference to the flowchart of FIG.

このマップの値の更新には係数α２の同定を行う必要
があるが、この係数α２の同定には多くの計算をする必
要があるので、迅速な制御を行うために、係数α２の同
定及びこの同定した値に基づくマップの更新は、オンボ
ードで行うのではなく、係数α２の同定に必要な各種の
運転状態や燃料噴射量ｑ等のデータを一旦記憶させて、
CPU40の演算能力に余裕がある場合に行うものである。To update the value of this map, it is necessary to identify the coefficient α2. However, since identification of the coefficient α2 requires a lot of calculations, the identification of the coefficient α2 and the The update of the map based on the identified values is not performed on-board, but is performed by temporarily storing data such as various operating states and the fuel injection amount q necessary for identifying the coefficient α2,
This is performed when the CPU 40 has sufficient computing power.

まず、ステップ300では、各種のセンサからの吸気管
圧力P,回転速度ω，冷却水温Ｔ等の運転状態のデータ
や、それらのデータを用いて既に演算した状態変数w,
ｖ及び燃料噴射量ｑ等のデータを読み込む。First, in step 300, data of the operating state such as the intake pipe pressure P, the rotational speed ω, the cooling water temperature T from the various sensors, and the state variables w, already calculated using those data,
The data such as v and the fuel injection amount q are read.

続くステップ310では、現在CPU40が多量の演算を処理
する余裕があるか否かを判定する。ここで否定判断され
るとステップ320に進む。In the following step 310, it is determined whether or not the CPU 40 has a margin for processing a large amount of operations at present. If a negative determination is made here, the process proceeds to step 320.

ステップ320では、上記各種のデータを時系列のデー
タとして記憶するが、その際古くなったデータは順次消
去する。そして再びステップ300に移行する。In step 320, the above various data is stored as time-series data, and at this time, old data is sequentially deleted. Then, the process returns to step 300 again.

一方、上記ステップ320でCPU40の演算の能力に余裕が
あると判断された場合は、ステップ330に進み、上述し
た最小二乗アルゴリズムに基づいて式（44）ないし（4
6）を用いて係数 の同定計算を行う。On the other hand, if it is determined in step 320 that the CPU 40 has sufficient calculation capability, the process proceeds to step 330, and the equations (44) to (4) are calculated based on the least squares algorithm described above.
6) Using the coefficient Is calculated.

続くステップ340では、上記係数 が物理的に有意な値である の範囲の値か否かを判定する。ここで肯定判断されると
ステップ350に進む。In the following step 340, the coefficient Is a physically significant value It is determined whether or not the value is within the range. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 350.

ステップ350では、上記（47）式に基づき、既に設定
されている係数α２と上記ステップ330で算出した係数 とを用いて、モデルパラメータの変動量△（１−α２）
を求める。In step 350, the coefficient α2 already set and the coefficient calculated in step 330 are calculated based on the above equation (47). And the variation amount of the model parameter △ (1−α2)
Ask for.

続くステップ360では。上記変動量△（１−α２）を
用いて、運転状態に応じて設定されているマップの値を
更新しステップ370に進む。In the next step 360. Using the variation △ (1−α2), the value of the map set according to the operating state is updated, and the routine proceeds to step 370.

一方上記ステップ340で、算出した係数 の値が適切ではないと判断された場合は、ステップ380
にて警告を出して異常があることを知らせ、ステップ37
0に進む。On the other hand, in step 340 above, the calculated coefficient If it is determined that the value of
In step 37, a warning is issued to notify that there is something wrong, and step 37
Go to 0.

続くステップ370では、上記係数 の算出に用いた各種のデータを消去し、ステップ300に
移行する。In the following step 370, the above coefficient The various types of data used for the calculation are deleted, and the process proceeds to step 300.

即ち上記ステップ300ないしステップ380の処理によ
り、運転変動に応じた適切な変動量△（１−α２）を用
いて、マップの設定値を更新できる。That is, through the processing of steps 300 to 380, the set value of the map can be updated using the appropriate variation amount 変 動 (1−α2) according to the operation variation.

以上説明したように本実施例の燃料噴射制御装置で
は、制御則が内燃機関２における燃料の挙動を記述した
物理モデルに基づき設定されるため、内燃機関２の暖機
状態によって変化する燃料の挙動をVfw（即ちVf/ω）に
よって非線形補償することができ、単一の制御則によっ
て燃料噴射量を制御することができる。また（35）式に
示す如く、制御則にモデルパラメータ（１−α２）の変
動による制御量誤差を補償するための△（１−α２）・
ｗの項が設けられているので、内燃機関２にモデルパ
ラメータ（１−α２）が変動するような運転変動が発生
しても、この運転変動に伴う制御量誤差を補償すること
ができ、制御性を向上することができる。As described above, in the fuel injection control device of the present embodiment, since the control law is set based on the physical model describing the behavior of the fuel in the internal combustion engine 2, the behavior of the fuel that changes according to the warm-up state of the internal combustion engine 2 Can be nonlinearly compensated by Vfw (that is, Vf / ω), and the fuel injection amount can be controlled by a single control law. Also, as shown in equation (35), １− (1−α2) · for compensating a control amount error due to a change in the model parameter (1−α2) in the control law.
Since the term w is provided, even if an operation fluctuation occurs in the internal combustion engine 2 such that the model parameter (1−α2) fluctuates, a control amount error accompanying the operation fluctuation can be compensated, and the control can be performed. Performance can be improved.

更に、上記モデルパラメータ（１−α２）の係数α２
を、、CPU40の余裕のある時間に同定計算を行って求
め、そのモデルパラメータの変動量△（１−α２）を算
出し、そしてこの算出した変動量△（１−α２）を用い
て、マップの設定値をを更新しているので、より運転変
動に適切に対応した制御を行うことができる。Further, the coefficient α2 of the model parameter (1−α2)
Is obtained by performing an identification calculation at a time when the CPU 40 has a margin, a variation amount of the model parameter △ (1−α2) is calculated, and a map is obtained by using the calculated variation amount △ (1−α2). Since the set value of is updated, it is possible to perform control that appropriately responds to the operation fluctuation.

即ち、制御量誤差を補償するための△（１−α２）・
ｗの項を用いた物理モデルを採用することによって、
迅速に燃料噴射量ｑの制御を行うことができ、その変動
量△（１−α２）を求めるためのマップの値の適正化を
適宜行うことができるので、正確に燃料噴射の制御を行
うことができる。That is, △ (1−α2) · for compensating the control amount error.
By adopting the physical model using the term of w,
The fuel injection amount q can be quickly controlled, and the value of the map for obtaining the fluctuation amount △ (1−α2) can be appropriately adjusted, so that accurate fuel injection control can be performed. Can be.

ここで上記実施例では、制御則を（５）″，（６）″
式で記述された物理モデルに基づき設定したが、前述の
（５）′及び（６）′で記述された物理モデルに基づき
設定すれば、内燃機関２の運転変動に伴う付着燃料量fw
及び蒸発燃料量fvの推定誤差を共に補償することがで
き、制御精度をより向上することができる。尚この場合
制御則は、上記実施例と同様の手法で設計することがで
き、次式（49）の如くなる。Here, in the above embodiment, the control rules are (5) ″, (6) ″
Although the setting is performed based on the physical model described by the equation, if the setting is performed based on the physical model described in the above (5) ′ and (6) ′, the amount of deposited fuel fw accompanying the operation fluctuation of the internal combustion engine 2 will be described.
In addition, the estimation error of the fuel vapor amount fv can be compensated for, and the control accuracy can be further improved. In this case, the control law can be designed in the same manner as in the above embodiment, and is expressed by the following equation (49).

ｑ(ｋ)＝f1・fw(ｋ)＋f2・fv(ｋ)＋f3・ｍ(ｋ)λｒ ＋f4・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋f5・△（１−α２）・ｗ
(ｋ) ＋f6・△（１−α３）・ｖ(ｋ) …(49) また（５）′及び（６）′のモデルにおいて△（１−
α２）を０とし、モデルパラメータ（１−α３）の変動
に対する蒸発燃料量fvの推定誤差を補償するように構成
しても制御精度を向上することは可能である。尚この場
合制御則は、次式（50）の如く求められる。q (k) = f1 · fw (k) + f2 · fv (k) + f3 · m (k) λr + f4 · Vf (k) / ω (k) + f5 · △ (1−α2) · w
(k) + f6 △ (1−α3) ・ v (k) (49) In the models of (5) ′ and (6) ′, △ (1-
Even if α2) is set to 0 and the configuration is made to compensate for the estimation error of the evaporated fuel amount fv with respect to the fluctuation of the model parameter (1−α3), the control accuracy can be improved. In this case, the control law is obtained as in the following equation (50).

ｑ(ｋ)＝f1・fw(ｋ)＋f2・fv(ｋ)＋f3・ｍ(ｋ)λｒ ＋f4・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋f6・△（１−α３）・ｖ
(ｋ) …（50） また次に上記実施例においては、空燃比センサを用い
ず、空燃比を目標空燃比に制御可能な燃料噴射量制御装
置を例にとり説明したが、排気系に空燃比センサを設け
て空燃比のフィードバック制御を行なうように構成すれ
ば、制御精度をより向上することが可能である。尚この
場合、制御則としては空燃比センサにより検出された内
燃機関２の実空燃比と目標空燃比との偏差を一つのパラ
メータとして燃料噴射量を決定する、周知のサーボ系と
して設計するばよい。またこの場合内燃機関の実空燃比
を検出することができるので、状態変数量fw,fvを推定
するためにオブザーバを用いることもできる。q (k) = f1 · fw (k) + f2 · fv (k) + f3 · m (k) λr + f4 · Vf (k) / ω (k) + f6 · △ (1−α3) · v
(k) (50) In the above embodiment, the fuel injection amount control device capable of controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio without using the air-fuel ratio sensor has been described as an example. If a sensor is provided to perform feedback control of the air-fuel ratio, control accuracy can be further improved. In this case, the control law may be designed as a well-known servo system that determines the fuel injection amount using the deviation between the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine 2 detected by the air-fuel ratio sensor and the target air-fuel ratio as one parameter. . In this case, since the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine can be detected, an observer can be used to estimate the state variable amounts fw and fv.

（IV）第２実施例 次に第２実施例の燃料噴射量制御装置について説明す
る。(IV) Second Embodiment Next, a fuel injection amount control device according to a second embodiment will be described.

この実施例と上記第１実施例の異なる点は、モデルパ
ラメータの変動量と乗ぜられる値が状態変数ではなく、
燃料噴射量ｑであることである。The difference between this embodiment and the first embodiment is that the value multiplied by the variation of the model parameter is not a state variable,
That is, the fuel injection amount q.

そこで本実施例では、第１実施例で用いた物理モデル
のモデルパラメータの変動量のうち、燃料噴射量ｑにか
かるモデルパラメータα４及びα６の変動量△α４及び
△α６を考慮し、前記（５）及び（６）式を用いて、例
えば次式（51）及び（52）の如き物理モデルを設定し、
これに基づき制御則が決定されている。Therefore, in the present embodiment, among the fluctuation amounts of the model parameters of the physical model used in the first embodiment, the fluctuation amounts △ α4 and △ α6 of the model parameters α4 and α6 related to the fuel injection amount q are considered, and the (5) ) And (6), a physical model such as the following equation (51) and (52) is set,
A control law is determined based on this.

尚、上記（51）式及び（52）式には、α４及びα６の
変動量△α４及び△α６が含まれているが、いずれか一
方の変動量のみを含めた形で物理モデルを設定しても、
本実施例を構成して制御性を向上することができる。そ
こで以下の説明では、上記（51）式及び（52）式におけ
る変動量△α６を０とする。 Note that the equations (51) and (52) include the fluctuation amounts αα4 and △ α6 of α4 and α6, however, the physical model is set so as to include only one of the fluctuation amounts. Even
By configuring this embodiment, controllability can be improved. Therefore, in the following description, the variation Δα6 in the above equations (51) and (52) is set to 0.

（Ｖ）第２実施例の燃料噴射の制御則の設定 まず第６図の制御則の設計方法について説明する。(V) Setting of Control Rule for Fuel Injection of Second Embodiment First, a method of designing the control rule of FIG. 6 will be described.

本実施例の設計方法は、上記第１実施例とほぼ同様で
あり、その制御則は、前述の（51）及び（52）式に示し
た物理モデルにおけるモデルパラメータα４の変動量△
α４を含め、△α６と０と設定した次式（51）′及び
（52）′に示す物理モデルに基づき設計されている。The design method of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, and its control rule is the variation amount of the model parameter α4 in the physical model shown in the above-mentioned equations (51) and (52).
It is designed based on the physical models shown in the following equations (51) 'and (52)', which are set to △ α6 and 0, including α4.

このモデルは非線形であるので、線形制御理論を適用
するために、まず上記モデルを線形近似する。 Since this model is nonlinear, the above model is first linearly approximated in order to apply the linear control theory.

上記（51）′，（52）′式において、 とおき、以下第１実施例と同様にして下記（59）式を導
く。In the above equations (51) 'and (52)', Then, the following equation (59) is derived in the same manner as in the first embodiment.

更に、fwr、fvr、qrが夫々次式（60）〜（62）の如く
求まる。 Further, fwr, fvr, and qr are obtained as in the following equations (60) to (62).

fwr＝β11・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋β12・{λｒ・ｍ(ｋ) −(１−α４−α６)ｑ(ｋ)＋△α４・ｑ(ｋ)} …(60) fvr＝β21・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋β22・{λｒ・ｍ(ｋ) −(１−α４−α６)ｑ(ｋ)＋△α４・ｑ(ｋ)} …(61) qr＝β21・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋β23・{λｒ・ｍ(ｋ) −(１−α４−α６)ｑ(ｋ)＋△α４・ｑ(ｋ)} …(62) （但し、β11〜β23は定数） このため、これら各式（60），（61），（62）式を上
記（71）式に代入することによって、制御入力 即ちｑ（ｋ）を求めるための演算式が次式（63）の如く
求まる。fwr = β11 · Vf (k) / ω (k) + β12 · {λr · m (k) − (1-α4-α6) q (k) + {α4 · q (k)} (60) fvr = β21 Vf (k) / ω (k) + β22 · {λr · m (k) − (1-α4-α6) q (k) + {α4 · q (k)} (61) qr = β21 · Vf ( k) / ω (k) + β23 · {λr · m (k) − (1-α4-α6) q (k) + {α4 · q (k)} (62) (where β11 to β23 are constants) Therefore, by substituting these equations (60), (61), and (62) into equation (71), the control input That is, an arithmetic expression for obtaining q (k) is obtained as in the following expression (63).

ｑ(ｋ)＝γ１・fw(ｋ)＋γ２・fv(ｋ)＋γ３・ｍ(ｋ)λ
ｒ ＋γ４・Vf(ｋ)／ω(ｋ) …(63) しかしこのように求めた場合、上記（60）〜（62）式
には、△α４・ｑ（ｋ）の項があるので、モデルパラメ
ータα４の変動に応じて、上記演算式（63）の係数γ１
〜γ４を変更する必要がある。そこで本実施例において
は、燃料噴射量が内燃機関２の１サイクルの間で大きく
変動することはないので、上記△α４・ｑ（ｋ）の項を
△α４・ｑ（ｋ−１）とし、上記と同様の手法でｑ
（ｋ）を求めるための演算式を次式（64）の如く設定す
る。q (k) = γ1 · fw (k) + γ2 · fv (k) + γ3 · m (k) λ
r + γ4 · Vf (k) / ω (k) (63) However, in this case, in the above equations (60) to (62), there is a term of △ α4 · q (k). In accordance with the variation of the parameter α4, the coefficient γ1
~ Γ4 needs to be changed. Therefore, in the present embodiment, since the fuel injection amount does not fluctuate greatly during one cycle of the internal combustion engine 2, the term of 項 α4 · q (k) is set to △ α4 · q (k-1). In the same manner as above, q
An arithmetic expression for obtaining (k) is set as in the following expression (64).

ｑ(ｋ)＝f1・fw(ｋ)＋f2・fv(ｋ)＋f3・ｍ(ｋ)λｒ ＋f4・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋f5・△α４・ｑ(ｋ−１) …(64) 尚、上式（64）における状態変数量，即ち付着燃料量
fw及び蒸発燃料量fvは、上記第１実施例と同様にして推
定する。q (k) = f1 · fw (k) + f2 · fv (k) + f3 · m (k) λr + f4 · Vf (k) / ω (k) + f5 · △ α4 · q (k−1) (64) Note that the state variable amount in the above equation (64), that is, the amount of deposited fuel
The fw and the fuel vapor amount fv are estimated in the same manner as in the first embodiment.

次にこの燃料噴射制御のための制御則を第６図に示す
ブロックダイヤグラムに基づいて説明する。Next, a control law for this fuel injection control will be described based on a block diagram shown in FIG.

第６図に示すように、本実施例の各演算部等Q1〜Q23
は、上記実施例の各演算部等P1〜P23とほぼ同様であ
る。異なる点は、第３演算部Q11から出力される値が変
動値△（１−α２）ではなくモデルパラメータα４の変
動値△α４であり、第２乗算部Q13に入力する値が状態
変数推定部Q7からではなく一次遅延部Q8から出力される
前の燃料噴射量ｑ（ｋ−１）である点である。更に本実
施例例では状態変数推定部Q7から出力される付着燃料量
ｗが係数α２乗算部Q24に入力され、係数α２が乗ぜ
られその演算結果がデータ記憶部Q19に入力される構成
となっている。As shown in FIG. 6, each of the operation units Q1 to Q23 of this embodiment
Are substantially the same as the operation units P1 to P23 in the above embodiment. The difference is that the value output from the third calculation unit Q11 is not the variation value △ (1−α2) but the variation value of the model parameter α4 △ α4, and the value input to the second multiplication unit Q13 is the state variable estimation unit. The point is that the fuel injection amount is q (k-1) before being output from the primary delay unit Q8, not from Q7. Further, in the present embodiment, the amount of deposited fuel w output from the state variable estimating unit Q7 is input to the coefficient α2 multiplying unit Q24, multiplied by the coefficient α2, and the calculation result is input to the data storage unit Q19. I have.

尚本実施例の場合、制御則を前述の（51）′，（5
2）′を用いて設計したので、これと対応させるために
この状態変数推定部Q7を、（51）′式を用いて状態変数
量fw,fvを推定するようにしてもよい。この場合、（5
1）′式にはモデルパラメータα４の変動量△α４が含
まれるので、第３演算部Q11で求めた△α４を状態変数
推定部Q7に入力する必要はある。また前述の（51）を用
いて状態変数量を推定するようにしてもよい。In the case of the present embodiment, the control law is defined by the aforementioned (51) ′, (5)
2) ', the state variable estimating unit Q7 may be adapted to estimate the state variable quantities fw, fv using the equation (51)'. In this case, (5
Since 1) ′ includes the variation 変 動 α4 of the model parameter α4, it is necessary to input △ α4 obtained by the third arithmetic unit Q11 to the state variable estimation unit Q7. Alternatively, the state variable amount may be estimated using (51) described above.

以上説明したように本実施例の燃料噴射制御装置で
は、上述した実施例と同様に、制御則が内燃機関２にお
ける燃料の挙動を記述した物理モデルに基づき設定され
るため、燃料の挙動を非線形補償することができ、単一
の制御則によって燃料噴射量を制御することができる。
また（64）式に示す如く、制御則にモデルパラメータα
４の変動量△α４を補償するための△α４・ｑ（ｋ−
１）の項が設けられているので、内燃機関２に、モデル
パラメータα４が変動するような運転変動が生じた場合
に、この運転変動に伴う制御量誤差を補償することがで
き、制御性を向上することができる。As described above, in the fuel injection control device according to the present embodiment, the control law is set based on the physical model describing the behavior of the fuel in the internal combustion engine 2 as in the above-described embodiment. Compensation can be made, and the fuel injection amount can be controlled by a single control law.
Further, as shown in equation (64), the model parameter α
△ α4 · q (k−
Since the term (1) is provided, when an operation fluctuation occurs in the internal combustion engine 2 such that the model parameter α4 fluctuates, a control amount error caused by the operation fluctuation can be compensated, and the controllability is improved. Can be improved.

更に、上記モデルパラメータα４を、CPU40の余裕の
ある時間に同定計算を行って求め、その変動量△α４を
算出し、この変動量△α４を求めるために用いるマップ
の値を更新するので、より運転変動に適切に対応した制
御を行うことができる。Further, the model parameter α4 is obtained by performing an identification calculation at a time when the CPU 40 has a margin, the variation Δα4 is calculated, and the value of the map used for obtaining the variation Δα4 is updated. It is possible to perform control appropriately corresponding to the operation fluctuation.

即ち、制御量誤差を補償するための△α４・ｑ（ｋ−
１）の項を用いた計算が容易な物理モデルによって、迅
速に燃料噴射量の制御を行うことができ、その制御に用
いるマップの値の適正化を行うことができるので、正確
に燃料噴射の制御を行うことができる。That is, △ α4 · q (k−
The fuel injection amount can be quickly controlled by the physical model which is easy to calculate using the term 1), and the value of the map used for the control can be optimized, so that the fuel injection can be accurately performed. Control can be performed.

ここで本実施例では、制御則を（51）′，（52）′式
で記述された物理モデルに基づき設定したが、前述の
（51）及び（52）で記述された物理モデルに基づき設定
すれば、モデルパラメータα４及びα６の変動による制
御誤差を防止することができ、制御精度をより向上する
ことができる。尚この場合制御則は、上記実施例と同様
の手法で設計することができ、次式（65）の如くなる。Here, in the present embodiment, the control rule is set based on the physical model described by the equations (51) ′ and (52) ′, but the control rule is set based on the physical model described in the above (51) and (52). Then, a control error due to a change in the model parameters α4 and α6 can be prevented, and control accuracy can be further improved. In this case, the control law can be designed in the same manner as in the above embodiment, and is expressed by the following equation (65).

ｑ(ｋ)＝f1・fw(ｋ)＋f2・fv(ｋ)＋f3・ｍ(ｋ)λｒ ＋f4・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋f5・△α４・ｑ(ｋ−１) ＋f6・△α６・ｑ(ｋ−１) …(65) また（51）及び（52）のモデルにおいて、△α４を０
とし、モデルパラメータα６の変動に対して制御量を補
償するように構成しても、制御性を向上することは可能
である。尚この場合、制御則は、次式（66）の如く求め
られる。q (k) = f1 · fw (k) + f2 · fv (k) + f3 · m (k) λr + f4 · Vf (k) / ω (k) + f5 · △ α4 · q (k−1) + f6 · △ α6 Q (k-1) (65) In the models of (51) and (52), △ α4 is set to 0
Even if the control amount is compensated for the variation of the model parameter α6, the controllability can be improved. In this case, the control law is obtained as in the following equation (66).

ｑ(ｋ)＝f1・fw(ｋ)＋f2・fv(ｋ)＋f3・ｍ(ｋ)λｒ ＋f4・Vf(ｋ)／ω(ｋ)＋f6・△α６・ｑ(ｋ−１) …(66) また上記実施例においては、空燃比センサを用いず、
空燃比を目標空燃比に制御可能な燃料噴射量制御装置を
例にとり説明したが、排気系に空燃比センサを設けて空
燃比のフィードバック制御を行なうように構成すれば、
制御精度をより向上することが可能である。尚この場
合、制御則としては空燃比センサにより検出された内燃
機関２の実空燃比と目標空燃比との偏差を一つのパラメ
ータとして燃料噴射量を決定する、周知のサーボ系とし
て設計すればよい。またこの場合には実空燃比を検出す
ることができるので、状態変数量を推定するためにオブ
ザーバ使用することができる。q (k) = f1 · fw (k) + f2 · fv (k) + f3 · m (k) λr + f4 · Vf (k) / ω (k) + f6 · △ α6 · q (k−1) (66) In the above embodiment, the air-fuel ratio sensor is not used,
Although the fuel injection amount control device capable of controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio has been described as an example, if an air-fuel ratio sensor is provided in the exhaust system to perform the air-fuel ratio feedback control,
Control accuracy can be further improved. In this case, the control law may be designed as a well-known servo system that determines the fuel injection amount using the deviation between the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine 2 detected by the air-fuel ratio sensor and the target air-fuel ratio as one parameter. . In this case, since the actual air-fuel ratio can be detected, an observer can be used to estimate the state variable amount.

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の内燃機関の燃料噴射量制
御装置によれば、内燃機関の燃料挙動を記述する物理モ
デルのモデルパラメータが変動するような運転変動が生
じた場合、モデルパラメータの変動量を用いた補正を行
うので、その運転変動による制御量誤差を迅速に補償す
ることができる。更に上記変動量を設定の際に用いる値
を、モデルパラメータを同定して更新するので、運転変
動に適切に対応した正確な燃料噴射量の制御を行うこと
ができる。しかも、係数の同定や変動量の更新の処理
は、演算処理に余裕があるとき、一旦記憶したデータに
基づいて行なうので、迅速に運転変動に対応した制御を
行なうことができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the fuel injection amount control device for an internal combustion engine of the present invention, when an operation fluctuation occurs in which a model parameter of a physical model describing the fuel behavior of the internal combustion engine fluctuates, Since the correction is performed using the fluctuation amount of the model parameter, the control amount error due to the operation fluctuation can be quickly compensated. Further, since the value used for setting the above-mentioned fluctuation amount is updated by identifying the model parameter, it is possible to control the fuel injection amount accurately and appropriately corresponding to the operation fluctuation. In addition, since the process of identifying the coefficient and updating the variation is performed based on the data once stored when there is room in the arithmetic processing, control corresponding to the operation variation can be quickly performed.

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

第１図は本発明の構成を表すブロック図、第２図は実施
例の内燃機関及びその周辺装置を表す概略構成図、第３
図は燃料噴射制御のための制御則を示すブロックダイヤ
グラム、第４図は燃料噴射制御処理を表わすフローチャ
ート、第５図は係数の変動量を求めるために用いるマッ
プの設定値を更新する処理を表すフローチャート、第６
図は他の実施例の燃料噴射制御のための制御則を示すブ
ロックダイヤグラムである。 M1、２……内燃機関、M2運転状態検出手段 M3……噴射量制御手段、M4……設定値記憶手段 M5……変動量出力手段、M6……データ記憶手段 M7……係数同定手段、M8……変動量乗算手段 M9……変動量更新手段、M10……時間余裕判定手段、2a
……シリンダ ４……吸気管、12……吸気圧センサ 14……吸気温センサ、20……回転速度センサ 26……水温センサ、30……電子制御回路FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine and peripheral devices of the embodiment, FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a control law for fuel injection control, FIG. 4 is a flowchart showing a fuel injection control process, and FIG. 5 shows a process for updating a set value of a map used for obtaining a coefficient variation. Flowchart, 6th
The figure is a block diagram showing a control law for fuel injection control according to another embodiment. M1, 2 ... internal combustion engine, M2 operating state detection means M3 ... injection amount control means, M4 ... set value storage means M5 ... fluctuation amount output means, M6 ... data storage means M7 ... coefficient identification means, M8 … Fluctuation amount multiplying means M9… fluctuation amount updating means, M10… time margin judgment means, 2a
... cylinder 4 ... intake pipe, 12 ... intake pressure sensor 14 ... intake temperature sensor, 20 ... rotational speed sensor 26 ... water temperature sensor, 30 ... electronic control circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】内燃機関の運転状態を検出する運転状態検
出手段と、 上記内燃機関の燃料の挙動を、上記運転状態，状態変数
及び燃料噴射量と、それらの各量に乗ぜられる値として
予め定めた係数及び該係数の変動量と、を用いて記述し
た物理モデルに則って、燃料噴射量を逐次算出して制御
する噴射量制御手段と、 上記物理モデルの係数の変動量として、予め運転状態に
応じて定めた設定値を記憶する設定値記憶手段と、 該設定値記憶手段によって記憶された設定値を、上記運
転状態検出手段によって検出された運転状態に応じて、
上記係数の変動量として出力する変動量出力手段と、 を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、 上記運転状態検出手段によって検出された運転状態と、
上記噴射量制御手段によって用いられた状態変数及び燃
料噴射量とを時系列のデータとして記憶するデータ記憶
手段と、 該データ記憶手段によって記憶されたデータに基づい
て、上記物理モデルの係数を同定する係数同定手段と、 該係数同定手段で同定された係数と上記予め定めた係数
との差を算出して、上記係数の変動量を求める変動量算
出手段と、 該変動量算出手段で求められた係数の変動量を用いて、
上記設定値を更新する変動量更新手段と、 上記燃料噴射量制御装置の演算を行なう演算処理装置
が、上記係数同定手段による同定の演算処理及び上記変
動量算出手段による係数が変動量の演算処理に必要な時
間余裕があるか否かを判定する時間余裕判定手段と、 を備え、 上記時間余裕判定手段によって上記演算に必要な時間余
裕があると判断された場合には、上記係数同定手段、上
記変動量算出手段及び上記変動量更新手段による処理を
実行することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装
置。1. An operating state detecting means for detecting an operating state of an internal combustion engine, wherein the behavior of the fuel of the internal combustion engine is determined in advance as the operating state, state variables and fuel injection amount, and values multiplied by the respective amounts. Injection amount control means for sequentially calculating and controlling the fuel injection amount in accordance with the physical model described using the determined coefficient and the variation amount of the coefficient, and operating in advance as the variation amount of the coefficient of the physical model. Setting value storage means for storing a set value determined according to the state; and setting values stored by the set value storage means in accordance with the operating state detected by the operating state detecting means.
A fluctuation amount output means for outputting as a fluctuation amount of the coefficient, a fuel injection amount control device for an internal combustion engine comprising: an operation state detected by the operation state detection means;
Data storage means for storing the state variables and the fuel injection amount used by the injection quantity control means as time-series data; and identifying the coefficients of the physical model based on the data stored by the data storage means. Coefficient identification means, a difference between the coefficient identified by the coefficient identification means and the predetermined coefficient, and a fluctuation amount calculation means for obtaining a fluctuation amount of the coefficient; Using the variation of the coefficient,
A change amount updating means for updating the set value; and an arithmetic processing unit for performing the calculation of the fuel injection amount control device, an identification calculation processing by the coefficient identification means and a coefficient calculation processing of the coefficient by the change amount calculation means. Time margin determining means for determining whether or not there is a necessary time margin, and when the time margin determining means determines that there is a time margin necessary for the calculation, the coefficient identifying means; A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, wherein the control unit executes processing by the fluctuation amount calculating unit and the fluctuation amount updating unit.