JP6256377B2 - Intake air amount control system for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸気量を制御する内燃機関の吸気量制御システムに関する。 The present invention relates to an intake air amount control system for an internal combustion engine that controls the intake air amount of the internal combustion engine.
特許文献１に記載の吸気量制御システムは、スロットルバルブの実開度とスロットルバルブを通過する空気の流量との関係である流量特性を予め記憶し、この流量特性に基づきスロットルバルブの実開度を制御することで、インテークマニホールドに導入される空気の量を調節している。 The intake air amount control system described in Patent Document 1 previously stores a flow rate characteristic that is a relationship between the actual opening of the throttle valve and the flow rate of air passing through the throttle valve, and the actual opening of the throttle valve based on the flow rate characteristic. By controlling this, the amount of air introduced into the intake manifold is adjusted.
なお、スロットルバルブや吸気管にデポジットが付着すると、デポジットが付着する前と比較して、スロットルバルブを通過する空気の流量が減少する。これにより、予め記憶された流量特性と実際の流量特性とにずれが生じる。 Note that when deposits adhere to the throttle valve and the intake pipe, the flow rate of air passing through the throttle valve is reduced as compared to before deposits are deposited. As a result, a deviation occurs between the flow rate characteristic stored in advance and the actual flow rate characteristic.
これに対して特許文献１に記載の吸気量制御システムでは、エアフロメータによって測定された実際の空気の流量を利用して、デポジットの付着などによる流量特性の経時変化を学習するようにしている。 On the other hand, in the intake air amount control system described in Patent Document 1, the actual flow rate of air measured by an air flow meter is used to learn a change over time in flow rate characteristics due to deposit adhesion or the like.
また、近年では、特許文献２に記載されているように、複数のスロットルバルブを備える内燃機関が実用化されている。特許文献２に記載されている内燃機関では、インテークマニホールドに２つの吸気管が接続され、それぞれの吸気管にスロットルバルブが設けられている。こうした複数のスロットルバルブを備える内燃機関であっても、流量特性は経時的に変化する。 In recent years, as described in Patent Document 2, an internal combustion engine including a plurality of throttle valves has been put into practical use. In the internal combustion engine described in Patent Document 2, two intake pipes are connected to an intake manifold, and a throttle valve is provided in each intake pipe. Even in an internal combustion engine having such a plurality of throttle valves, the flow rate characteristics change over time.
ところで、特許文献１には、スロットルバルブを１つ備えた内燃機関において、そのスロットルバルブの流量特性の経時変化を学習する吸気量制御システムについては開示されているものの、複数のスロットルバルブを備える内燃機関において、それら複数のスロットルバルブの流量特性の経時変化を学習する吸気量制御システムについては何ら開示されていない。 By the way, Patent Document 1 discloses an intake air amount control system that learns a change over time in the flow rate characteristics of a throttle valve in an internal combustion engine having a single throttle valve, but an internal combustion engine having a plurality of throttle valves. There is no disclosure of an intake air amount control system that learns changes over time in the flow characteristics of the plurality of throttle valves in an engine.
なお、複数のスロットルバルブを備える内燃機関に、上記特許文献１に記載の吸気量制御システムを適用すると、各スロットルバルブ毎に流量特性の学習を行うことになり、学習負荷が大きくなってしまう。 If the intake air amount control system described in Patent Document 1 is applied to an internal combustion engine having a plurality of throttle valves, learning of the flow rate characteristic is performed for each throttle valve, and the learning load increases.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のスロットルバルブを備える場合であっても、スロットルバルブの流量特性の学習負荷の増大を抑制することのできる吸気量制御システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to control the intake air amount that can suppress an increase in the learning load of the flow rate characteristics of the throttle valve even when a plurality of throttle valves are provided. To provide a system.
上記課題を解決するための内燃機関の吸気量制御システムは、インテークマニホールドに接続された複数の吸気管にそれぞれ設けられたスロットルバルブと、各スロットルバルブの実開度を全てのスロットルバルブに共通の目標開度にフィードバック制御してインテークマニホールドに導入される空気の量を調節する制御装置と、各スロットルバルブを通過する空気の流量を合計した合計量を測定する空気量測定手段と、を備える内燃機関の吸気量制御システムであって、制御装置は、目標開度と前記合計量との関係を示す特性を流量特性としたとき、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される前記合計量と、空気量測定手段によって測定された前記合計量とのずれを、全てのスロットルバルブの実開度を平均した値である平均開度に関連付けて学習する学習制御を実行する。 An intake air amount control system for an internal combustion engine for solving the above-described problems is provided with a throttle valve provided in each of a plurality of intake pipes connected to an intake manifold, and an actual opening of each throttle valve is common to all throttle valves. An internal combustion engine comprising: a control device that adjusts the amount of air introduced into the intake manifold by feedback control to a target opening; and an air amount measuring unit that measures a total amount of air flows through the throttle valves. An intake air amount control system for an engine, wherein the controller is configured to estimate the total amount based on a flow rate characteristic stored in advance when a characteristic indicating a relationship between a target opening and the total amount is a flow rate characteristic. And the average opening degree which is a value obtained by averaging the actual opening degree of all the throttle valves, the deviation from the total amount measured by the air amount measuring means Association with performing the learning control for learning.
上記システムによれば、複数のスロットルバルブは、それぞれが別々の目標開度に制御されるのではなく、共通の目標開度になるように制御される。制御装置には、目標開度と各スロットルバルブを通過する空気の合計量との関係が流量特性として予め記憶されている。この流量特性は、複数のスロットルバルブを１つのスロットルバルブと仮想的にみなしたときの流量特性に相当する。制御装置は、この流量特性に基づいてスロットルバルブの実開度を制御することにより、各スロットルバルブを仮想的に１つのスロットルバルブとみなして吸気量制御を行う。そのため、スロットルバルブ毎に流量特性を記憶する必要がなく、制御装置の記憶容量を少なくできる。 According to the above system, the plurality of throttle valves are not controlled to have different target openings, but are controlled to have a common target opening. In the control device, the relationship between the target opening and the total amount of air passing through each throttle valve is stored in advance as a flow rate characteristic. This flow rate characteristic corresponds to the flow rate characteristic when a plurality of throttle valves are virtually regarded as one throttle valve. The control device controls the actual opening of the throttle valve based on the flow rate characteristic, thereby performing intake air amount control by regarding each throttle valve as virtually one throttle valve. Therefore, it is not necessary to store the flow characteristics for each throttle valve, and the storage capacity of the control device can be reduced.
また、上記システムによれば、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される空気の合計量と、空気量測定手段によって測定された空気の合計量とのずれが、全てのスロットルバルブの実開度を平均した値である平均開度に関連付けて学習される。これにより、複数のスロットルバルブ毎に個別に流量特性の経時変化を学習するのではなく、複数のスロットルバルブを１つのスロットルバルブとみなした上で、この１つのスロットルバルブに対して流量特性の経時変化の学習が行われる。したがって、複数のスロットルバルブを備える場合であっても、１つのスロットルバルブに対する流量特性の経時変化を学習する場合と略同等の負荷で学習を行うことができるようになり、学習負荷の増大を抑制することができる。 Further, according to the above system, the deviation between the total amount of air estimated based on the flow rate characteristics stored in advance and the total amount of air measured by the air amount measuring means is the actual value of all throttle valves. Learning is performed in association with the average opening, which is a value obtained by averaging the opening. As a result, instead of learning the change over time in the flow characteristics individually for each of the plurality of throttle valves, the plurality of throttle valves are regarded as one throttle valve, and the time characteristics of the flow characteristics with respect to the one throttle valve are determined. Change learning is performed. Therefore, even when a plurality of throttle valves are provided, learning can be performed with substantially the same load as when learning the change in flow rate characteristics with respect to one throttle valve, and the increase in the learning load is suppressed. can do.
また、上記吸気量制御システムは、各スロットルバルブの実開度が一致していないときには学習制御の実行を禁止することが望ましい。
上記システムでは、フィードバック制御を通じて各スロットルバルブの実開度が同一の目標開度になるように制御している。しかしながら、フィードバック制御を通じて実開度を変化させる際の各スロットルバルブの応答性は、それぞれ異なっているため、スロットルバルブの実開度を変化させているときには、各スロットルバルブの実開度が必ずしも同一にならない場合がある。
Further, it is desirable that the intake air amount control system prohibits execution of learning control when the actual opening of each throttle valve does not match.
In the above system, the actual opening of each throttle valve is controlled to be the same target opening through feedback control. However, since the response of each throttle valve when changing the actual opening through feedback control is different, the actual opening of each throttle valve is not necessarily the same when changing the actual opening of the throttle valve. It may not be.
スロットルバルブの特性上、実開度が大きい領域では、実開度が小さい領域に比べて、実開度が変化したときのスロットルバルブを通過する空気の流量の変化が大きくなる。このため例えば、全てのスロットルバルブの実開度が１０°のときと、半数のスロットルバルブの実開度が８°でもう半数のスロットルバルブの実開度が１２°であるときとでは、平均開度は同じ１０°になるが、スロットルバルブを通過する空気の合計量に違いが生じる。 Due to the characteristics of the throttle valve, in the region where the actual opening is large, the change in the flow rate of the air passing through the throttle valve when the actual opening changes is larger than in the region where the actual opening is small. For this reason, for example, when the actual opening of all throttle valves is 10 °, and when the actual opening of half of the throttle valves is 8 ° and the actual opening of the other half is 12 °, the average The opening is the same 10 °, but there is a difference in the total amount of air passing through the throttle valve.
上記システムでは、各スロットルバルブの実開度が一致していないときには学習制御の実行が禁止されるため、各スロットルバルブの実開度のばらつきによる合計量の変化の影響を除外して、流量特性の経時変化を適切に学習することができるようになる。 In the above system, since the execution of learning control is prohibited when the actual opening of each throttle valve does not match, the influence of the change in the total amount due to the variation in the actual opening of each throttle valve is excluded, and the flow characteristics It becomes possible to appropriately learn the change with time.
以下、内燃機関の吸気量制御システムの一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、この吸気量制御システムを備える内燃機関には、インテークマニホールド１が設けられている。インテークマニホールド１には、４つの吸気ポート２が接続されている。各吸気ポート２には、それぞれシリンダが接続されている。
Hereinafter, an embodiment of an intake air amount control system for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an intake manifold 1 is provided in an internal combustion engine provided with this intake air amount control system. Four intake ports 2 are connected to the intake manifold 1. A cylinder is connected to each intake port 2.
また、インテークマニホールド１には、２つの吸気管３が接続されている。各吸気管３には、それぞれスロットルバルブ４が設けられている。スロットルバルブ４には、同スロットルバルブ４の実開度を変更するスロットルモータ５が接続されている。また、各吸気管３には、スロットルバルブ４の実開度を検出する開度センサ６がそれぞれ設けられている。 Two intake pipes 3 are connected to the intake manifold 1. Each intake pipe 3 is provided with a throttle valve 4. A throttle motor 5 that changes the actual opening of the throttle valve 4 is connected to the throttle valve 4. Each intake pipe 3 is provided with an opening sensor 6 for detecting the actual opening of the throttle valve 4.
図１に矢印で示すように、吸気管３の内部を流れた空気は、スロットルバルブ４を通過してインテークマニホールド１に流れ込む。インテークマニホールド１に流れ込んだ空気は、各吸気ポート２を通じて同吸気ポート２に接続されたシリンダに導入される。以下では、空気の流れ方向上流側を単に上流側とし、空気の流れ方向下流側を単に下流側とする。 As indicated by arrows in FIG. 1, the air that has flowed through the intake pipe 3 passes through the throttle valve 4 and flows into the intake manifold 1. The air flowing into the intake manifold 1 is introduced into the cylinder connected to the intake port 2 through each intake port 2. Hereinafter, the upstream side in the air flow direction is simply referred to as the upstream side, and the downstream side in the air flow direction is simply referred to as the downstream side.
各吸気管３におけるスロットルバルブ４よりも上流側（図１の下側）の部分には、スロットルバルブを通過する空気の流量を測定するエアフロメータ７がそれぞれ設けられている。これら２つのエアフロメータ７によって、各スロットルバルブ４を通過する空気の流量を合計した合計量が測定される。すなわち、これら２つのエアフロメータ７が空気量測定手段として機能する。 An air flow meter 7 for measuring the flow rate of air passing through the throttle valve is provided in each intake pipe 3 on the upstream side (lower side in FIG. 1) of the throttle valve 4. These two air flow meters 7 measure the total amount of the total flow of air passing through each throttle valve 4. That is, these two air flow meters 7 function as air amount measuring means.
また、内燃機関には、制御装置８が設けられている。制御装置８には、開度センサ６の出力信号やエアフロメータ７の出力信号の他、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ９の出力信号や、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ１０の出力信号などが入力される。制御装置８は、これら各センサから入力される信号に基づいて各種の演算を行い、スロットルバルブ４の実開度を制御して吸気量制御を実行したり、吸気量制御に用いられる流量特性の経時変化を学習する学習制御を実行したりする。本実施形態では、各スロットルバルブ４、制御装置８、及び各エアフロメータ７によって吸気量制御システムが構成されている。 The internal combustion engine is provided with a control device 8. In addition to the output signal of the opening sensor 6 and the output signal of the air flow meter 7, the control device 8 includes an output signal of the accelerator sensor 9 that detects the operation amount of the accelerator pedal, and a rotation speed sensor 10 that detects the engine rotation speed. An output signal or the like is input. The control device 8 performs various calculations based on the signals input from these sensors, and controls the actual opening of the throttle valve 4 to execute the intake air amount control or the flow rate characteristic used for the intake air amount control. The learning control for learning the change with time is executed. In the present embodiment, each throttle valve 4, the control device 8, and each air flow meter 7 constitute an intake air amount control system.
次に、制御装置８が実行する吸気量制御について説明する。
本実施形態では、制御装置８はまず、アクセルペダルの操作量及びエンジン回転速度の情報から目標エンジントルクを算出する。そして、算出した目標エンジントルクが得られる目標吸気量を演算する。そして、目標吸気量が演算されると、制御装置８はスロットルモータ５を駆動して、この目標吸気量が得られるように各スロットルバルブ４の実開度を制御する。このとき、制御装置８は、各スロットルバルブ４の実開度を双方のスロットルバルブ４に共通の目標開度にフィードバック制御する。制御装置８は、こうしてスロットルバルブ４の実開度を制御することにより、インテークマニホールド１に導入される空気の量を調節する。
Next, intake air amount control executed by the control device 8 will be described.
In the present embodiment, the control device 8 first calculates a target engine torque from information on the operation amount of the accelerator pedal and the engine speed. Then, a target intake air amount for obtaining the calculated target engine torque is calculated. When the target intake air amount is calculated, the control device 8 drives the throttle motor 5 to control the actual opening of each throttle valve 4 so as to obtain this target intake air amount. At this time, the control device 8 feedback-controls the actual opening of each throttle valve 4 to a target opening common to both throttle valves 4. The control device 8 adjusts the amount of air introduced into the intake manifold 1 by controlling the actual opening of the throttle valve 4 in this way.
図２に示すように、制御装置８には、スロットルバルブ４の目標開度と、スロットルバルブ４を通過する空気の流量の合計量との関係を示す特性が流量特性として予め記憶されている。この流量特性は、マップとして記憶されており、このマップは、デポジットが付着していないスロットルバルブ４及び吸気管３を用いて実験を行うことにより予め求められている。この実験では、新品状態の２つのスロットルバルブ４を共通の目標開度になるようにフィードバック制御を実行する。そして、各スロットルバルブ４の実開度が共通の目標開度になっているときに各スロットルバルブ４を通過する空気の合計量を測定する。こうした実験は、目標開度を変更して繰り返し行われ、各目標開度における空気の合計量が測定される。そして、スロットルバルブ４の目標開度と合計量とを関連付けて記憶することによりマップが作成される。 As shown in FIG. 2, the control device 8 stores in advance a characteristic indicating the relationship between the target opening of the throttle valve 4 and the total amount of the air flow passing through the throttle valve 4 as a flow characteristic. This flow rate characteristic is stored as a map, and this map is obtained in advance by performing an experiment using the throttle valve 4 and the intake pipe 3 to which no deposit is attached. In this experiment, feedback control is executed so that the two new throttle valves 4 have a common target opening. Then, the total amount of air passing through each throttle valve 4 is measured when the actual opening of each throttle valve 4 is a common target opening. Such an experiment is repeated by changing the target opening, and the total amount of air at each target opening is measured. Then, a map is created by storing the target opening of the throttle valve 4 and the total amount in association with each other.
制御装置８は、初めて内燃機関が始動されたとき等は、この予め記憶された流量特性に基づいて各スロットルバルブ４の共通の目標開度を設定する。
ところで、内燃機関の運転に伴い、スロットルバルブ４や吸気管３にデポジットが付着すると、デポジットが付着する前と比較して、スロットルバルブ４を通過する空気の流量が減少する。これにより、予め記憶された流量特性と実際の流量特性とにずれが生じ、各スロットルバルブ４の実開度を共通の目標開度に制御した場合であっても、インテークマニホールド１に導入される空気の流量を目標吸気量と同じ流量にすることができない場合がある。
When the internal combustion engine is started for the first time, the control device 8 sets a common target opening of the throttle valves 4 based on the previously stored flow rate characteristics.
By the way, when the deposit is attached to the throttle valve 4 or the intake pipe 3 as the internal combustion engine is operated, the flow rate of the air passing through the throttle valve 4 is reduced as compared with that before the deposit is attached. As a result, there is a difference between the flow characteristic stored in advance and the actual flow characteristic, and even when the actual opening of each throttle valve 4 is controlled to a common target opening, it is introduced into the intake manifold 1. The air flow rate may not be the same as the target intake air amount.
そのため、制御装置８は、流量特性の経時変化を学習する学習制御を実行する。
次に、図３を参照して、学習制御に係る一連の処理の流れについて説明する。なお、この一連の処理は所定周期毎に繰り返し実行される。
Therefore, the control device 8 executes learning control for learning the change with time of the flow rate characteristic.
Next, a flow of a series of processes related to learning control will be described with reference to FIG. Note that this series of processing is repeatedly executed at predetermined intervals.
図３に示すように、この一連の処理では、まず、各スロットルバルブ４の実開度が一致しているか否かを判断する（ステップＳ３１）。そして、各スロットルバルブ４の実開度が一致していると判断したとき（ステップＳ３１：ＹＥＳ）には、ステップＳ３２の処理に移行して学習制御を実行する。 As shown in FIG. 3, in this series of processing, first, it is determined whether or not the actual opening of each throttle valve 4 matches (step S31). When it is determined that the actual opening of each throttle valve 4 is the same (step S31: YES), the process proceeds to step S32 and learning control is executed.
学習制御では、２つのエアフロメータ７によって測定した実際の空気の合計量と、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される空気の合計量とを比較し、これらのずれを学習する。 In the learning control, the actual total amount of air measured by the two air flow meters 7 is compared with the total amount of air estimated based on the flow rate characteristics stored in advance, and these deviations are learned.
すなわち、図４に示すように、各エアフロメータ７毎にスロットルバルブ４を通過する空気の流量を測定し、これらの流量を足し合わせることにより、２つのスロットルバルブ４を通過する空気の流量の合計量を算出する。 That is, as shown in FIG. 4, the flow rate of air passing through the throttle valve 4 is measured for each air flow meter 7, and the total of the flow rates of air passing through the two throttle valves 4 is obtained by adding these flow rates. Calculate the amount.
また、各開度センサ６によって測定されたスロットルバルブ４の実開度から２つのスロットルバルブ４の実開度の平均値である平均開度を算出し、制御装置８に予め記憶されている流量特性に基づいて、同平均開度における各スロットルバルブ４を通過する空気の流量の合計量を算出する。なお、本実施形態では、２つのスロットルバルブ４の実開度が同一であるときに学習制御を実行しているため、各スロットルバルブ４のそれぞれの実開度と平均開度とは一致している。 Further, an average opening that is an average value of the actual opening of the two throttle valves 4 is calculated from the actual opening of the throttle valve 4 measured by each opening sensor 6, and the flow rate stored in advance in the control device 8 is calculated. Based on the characteristics, the total amount of the flow rate of air passing through each throttle valve 4 at the same average opening is calculated. In this embodiment, since learning control is executed when the actual opening of the two throttle valves 4 is the same, the actual opening and the average opening of each throttle valve 4 coincide with each other. Yes.
そして、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量を、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される空気の合計量で割った商を学習値として、平均開度に関連付けて記憶する。このため、学習値には、流量特性に基づいて推定される空気の合計量に対して、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量がどの程度ずれているかが割合として示されている。そして、こうしてステップＳ３２の処理において学習制御を実行すると、この一連の処理を終了する。 Then, the quotient obtained by dividing the total amount of air measured by the two air flow meters 7 by the total amount of air estimated based on the flow characteristics stored in advance is stored as a learning value in association with the average opening. To do. For this reason, the learning value indicates how much the total amount of air measured by the two air flow meters 7 deviates from the total amount of air estimated based on the flow characteristics. . And if learning control is performed in the process of step S32 in this way, this series of processes will be complete | finished.
ここで、図５に実線で示すように、スロットルバルブ４や吸気管３にデポジットが付着していないときには、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量と、流量特性に基づいて推定される空気の合計量とが同じ量になる。このため、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量を、流量特性に基づいて推定される空気の合計量で割った商である学習値は１．０となる。 Here, as shown by a solid line in FIG. 5, when no deposit is attached to the throttle valve 4 or the intake pipe 3, it is estimated based on the total amount of air measured by the two air flow meters 7 and the flow rate characteristics. The total amount of air is the same. For this reason, the learning value which is a quotient obtained by dividing the total amount of air measured by the two air flow meters 7 by the total amount of air estimated based on the flow characteristics is 1.0.
一方、スロットルバルブ４や吸気管３にデポジットが付着すると、流量特性に基づいて推定される空気の合計量に対して、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量が減少する。このため、図５に示すように、学習値は、１．０よりも小さい値になる。なお、デポジットの付着量は機関運転に伴って経時的に増大するため、学習値は徐々に減少する傾向を有している。制御装置８は、所定周期毎に学習制御を繰り返し実行することによって、各平均開度における流量特性のずれを学習する。 On the other hand, when deposits adhere to the throttle valve 4 and the intake pipe 3, the total amount of air measured by the two air flow meters 7 is reduced with respect to the total amount of air estimated based on the flow characteristics. For this reason, as shown in FIG. 5, the learning value is a value smaller than 1.0. In addition, since the adhesion amount of deposit increases with time with engine operation, the learning value has a tendency to gradually decrease. The control device 8 learns the deviation of the flow rate characteristic at each average opening by repeatedly executing the learning control every predetermined period.
一方、ステップＳ３１の処理において、各スロットルバルブ４の実開度が一致していないと判断したとき（ステップＳ３１：ＮＯ）、すなわち、一方のスロットルバルブ４の実開度が他方のスロットルバルブ４の実開度と相違しているときには、学習制御を実行せずにこの一連の処理を終了する。 On the other hand, when it is determined in step S31 that the actual opening of each throttle valve 4 does not match (step S31: NO), that is, the actual opening of one throttle valve 4 is the same as that of the other throttle valve 4. When it is different from the actual opening, this series of processing is terminated without executing learning control.
図６に示すように、こうして学習制御によって学習値が学習されると、制御装置８は、予め記憶されている流量特性（図６の実線）に対して、学習値を乗算することで、経時変化後の新たな流量特性（図６の二点鎖線）を算出する。そして、制御装置８は、以降はこの新たな流量特性に基づいて吸気量制御を実行する。 As shown in FIG. 6, when the learning value is learned by learning control in this way, the control device 8 multiplies the flow rate characteristic (solid line in FIG. 6) stored in advance by the learning value, thereby A new flow rate characteristic after the change (two-dot chain line in FIG. 6) is calculated. Thereafter, the control device 8 performs intake air amount control based on this new flow rate characteristic.
したがって、吸気量制御における目標吸気量が吸気量Ｑ１に設定されているときには、デポジットが付着していない場合には、図６に実線で示す予め記憶された流量特性に基づいて各スロットルバルブ４の共通の目標開度が設定されるため、目標開度は開度θ１となる。一方、デポジットが付着して流量特性が変化した場合には、図６に二点鎖線で示す学習後の流量特性に基づいて目標開度が設定されるため、目標開度は開度θ２となる。これにより、流量特性に経時変化が生じてもインテークマニホールド１に導入される空気の流量を適切に調節することができる。 Therefore, when the target intake air amount in the intake air amount control is set to the intake air amount Q1, and no deposit is attached, the throttle valve 4 of each throttle valve 4 is based on the prestored flow characteristic shown by the solid line in FIG. Since a common target opening is set, the target opening is the opening θ1. On the other hand, when the deposit adheres and the flow characteristics change, the target opening is set based on the learned flow characteristics shown by the two-dot chain line in FIG. . As a result, the flow rate of the air introduced into the intake manifold 1 can be appropriately adjusted even if the flow rate characteristics change with time.
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、２つのスロットルバルブ４は、それぞれが別々の目標開度に制御されるのではなく、共通の目標開度になるように制御される。制御装置８には、目標開度と２つのスロットルバルブ４を通過する空気の合計量との関係が流量特性として予め記憶されており、この流量特性は、２つのスロットルバルブ４を１つのスロットルバルブと仮想的にみなしたときの流量特性に相当する。このため、この流量特性に基づいてスロットルバルブ４の実開度が制御されることにより、２つのスロットルバルブ４を仮想的に１つのスロットルバルブとみなして吸気量制御が行われる。そのため、スロットルバルブ４毎に流量特性を記憶する必要がない。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the two throttle valves 4 are not controlled to have different target openings, but are controlled to have a common target opening. In the control device 8, the relationship between the target opening and the total amount of air passing through the two throttle valves 4 is stored in advance as a flow rate characteristic. This corresponds to the flow rate characteristic when virtually considered. For this reason, by controlling the actual opening of the throttle valve 4 based on this flow rate characteristic, intake air amount control is performed with the two throttle valves 4 virtually regarded as one throttle valve. Therefore, it is not necessary to memorize the flow characteristics for each throttle valve 4.
また、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される空気の合計量と、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量とのずれが、全てのスロットルバルブ４の実開度を平均した値である平均開度に関連付けて学習される。これにより、複数のスロットルバルブ４毎に個別に流量特性の経時変化を学習するのではなく、複数のスロットルバルブ４を１つのスロットルバルブとみなした上で、この１つのスロットルバルブに対して流量特性の経時変化の学習が行われる。 Further, the difference between the total amount of air estimated based on the flow characteristics stored in advance and the total amount of air measured by the two air flow meters 7 averages the actual opening of all throttle valves 4. It learns in relation to the average opening degree which is the value. As a result, instead of learning the change over time in the flow characteristics individually for each of the plurality of throttle valves 4, the plurality of throttle valves 4 are regarded as one throttle valve, and the flow characteristics for the one throttle valve are determined. Learning over time is performed.
また、本実施形態では、フィードバック制御を通じて各スロットルバルブ４の実開度が共通の目標開度になるように制御しているが、フィードバック制御を通じて実開度を変化させる際の各スロットルバルブ４の応答性はそれぞれ異なっている。このため、スロットルバルブ４の実開度を変化させているときには、各スロットルバルブ４の実開度が必ずしも同一にならない場合がある。 Further, in this embodiment, control is performed so that the actual opening of each throttle valve 4 becomes a common target opening through feedback control, but each throttle valve 4 when changing the actual opening through feedback control is controlled. Each responsiveness is different. For this reason, when the actual opening of the throttle valve 4 is changed, the actual opening of each throttle valve 4 may not necessarily be the same.
スロットルバルブ４の特性上、実開度が大きい領域では、実開度が小さい領域に比べて、実開度が変化したときのスロットルバルブ４を通過する空気の流量の変化が大きくなる。このため例えば、両方のスロットルバルブ４の実開度が１０°のときと、一方のスロットルバルブ４の実開度が８°で他方のスロットルバルブ４の実開度が１２°であるときとでは、平均開度は同じ１０°になるが、各スロットルバルブ４を通過する空気の合計量に違いが生じる。 Due to the characteristics of the throttle valve 4, in the region where the actual opening is large, the change in the flow rate of the air passing through the throttle valve 4 when the actual opening changes is larger than in the region where the actual opening is small. For this reason, for example, when the actual opening of both throttle valves 4 is 10 ° and when the actual opening of one throttle valve 4 is 8 ° and the actual opening of the other throttle valve 4 is 12 °. The average opening is the same 10 °, but the total amount of air passing through each throttle valve 4 is different.
本実施形態では、各スロットルバルブ４の実開度が一致していないときには学習制御の実行が禁止されるため、各スロットルバルブ４の実開度のばらつきによる合計量の変化の影響が除外され、流量特性の経時変化が適切に学習される。 In the present embodiment, the execution of learning control is prohibited when the actual opening of each throttle valve 4 does not match, so the influence of the change in the total amount due to the variation in the actual opening of each throttle valve 4 is excluded, The change over time in the flow characteristics is appropriately learned.
以上説明した一実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）各スロットルバルブ４の実開度を全てのスロットルバルブ４に共通の目標開度にフィードバック制御するとともに、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される空気の合計量と、エアフロメータ７によって測定された空気の合計量とのずれを、スロットルバルブ４の平均開度に関連付けて学習するようにした。このため、２つのスロットルバルブ４を仮想的に１つのスロットルバルブとみなして吸気量制御を行うことができ、スロットルバルブ４毎に流量特性を記憶する必要がないため、制御装置８の記憶容量を少なくできる。また、複数のスロットルバルブ４毎に個別に流量特性の経時変化を学習するのではなく、複数のスロットルバルブ４を１つのスロットルバルブとみなした上で、この１つのスロットルバルブに対して流量特性の経時変化の学習が行われる。したがって、複数のスロットルバルブ４を備える場合であっても、１つのスロットルバルブに対する流量特性の経時変化を学習する場合と略同等の負荷で学習を行うことができるようになり、学習負荷の増大を抑制することができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The actual opening of each throttle valve 4 is feedback-controlled to a target opening common to all the throttle valves 4, and the total amount of air estimated based on the flow characteristics stored in advance, and the air flow meter The deviation from the total amount of air measured by 7 is learned in association with the average opening of the throttle valve 4. For this reason, it is possible to perform intake air amount control by virtually considering the two throttle valves 4 as one throttle valve, and it is not necessary to store the flow rate characteristics for each throttle valve 4. Less. In addition, instead of learning the change over time in the flow characteristics individually for each of the plurality of throttle valves 4, the flow characteristics of the flow characteristics of the one throttle valve are determined by regarding the plurality of throttle valves 4 as one throttle valve. Learning over time is performed. Therefore, even when a plurality of throttle valves 4 are provided, learning can be performed with a load that is substantially the same as when learning a change in flow characteristics with respect to one throttle valve over time, and the learning load can be increased. Can be suppressed.
（２）各スロットルバルブ４の実開度が一致していないときには学習制御の実行を禁止したため、各スロットルバルブ４の実開度のばらつきによる合計量の変化の影響を除外して、流量特性の経時変化を適切に学習することができるようになる。 (2) Since the learning control is prohibited when the actual opening of each throttle valve 4 does not match, the influence of the change in the total amount due to the variation in the actual opening of each throttle valve 4 is excluded, and the flow characteristics It becomes possible to appropriately learn changes with time.
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・吸気量制御システムが適用される内燃機関の構成としては、上述したものに限られない。例えば、図７に示すように、従来、インテークマニホールド１に２つの吸気管３を接続した内燃機関において、各吸気管３のスロットルバルブ４よりも上流側（図７の左側）の部分であって且つエアフロメータ７よりも下流側（図７の右側）の部分をそれぞれ連通する連通管１１を設けたものが知られている。この構成では、図７に矢印で示すように、一方の吸気管３に設けられたエアフロメータ７を通過した空気が連通管１１を介して他方の吸気管３にも流れるようになるため、エアフロメータ７によって測定した空気の流量と同エアフロメータ７の下流側に設けられたスロットルバルブ４を通過する空気の流量とにずれが生じる。このため、こうした内燃機関では、各スロットルバルブ４毎に流量特性の経時変化を学習することができない。
In addition, the said embodiment can be changed and implemented as follows.
The configuration of the internal combustion engine to which the intake air amount control system is applied is not limited to that described above. For example, as shown in FIG. 7, in the conventional internal combustion engine in which two intake pipes 3 are connected to the intake manifold 1, the upstream side of the throttle valve 4 of each intake pipe 3 (the left side in FIG. 7) In addition, there is known one provided with a communication pipe 11 that communicates with a portion downstream of the air flow meter 7 (on the right side in FIG. 7). In this configuration, as shown by an arrow in FIG. 7, the air that has passed through the air flow meter 7 provided in one intake pipe 3 flows to the other intake pipe 3 via the communication pipe 11. There is a difference between the flow rate of air measured by the meter 7 and the flow rate of air passing through the throttle valve 4 provided on the downstream side of the air flow meter 7. For this reason, in such an internal combustion engine, it is impossible to learn a change with time of the flow rate characteristic for each throttle valve 4.
この点、上記実施形態では、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量と、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される空気の合計量とに基づき、流量特性の経時変化を学習している。連通管１１が設けられている上記内燃機関であっても、２つのエアフロメータ７によって測定された空気の合計量と、各スロットルバルブ４を通過する空気の合計量とは一致するため、上記実施形態を上記内燃機関に適用することによって、流量特性の経時変化を学習することができる。このように、上記実施形態は、連通管１１を備える内燃機関であっても適用可能であり、これにより、インテークマニホールド１に導入される空気の量を目標吸気量と同じ量に調節することができるようになる。 In this regard, in the above embodiment, the change in flow rate characteristics over time is based on the total amount of air measured by the two air flow meters 7 and the total amount of air estimated based on the flow rate characteristics stored in advance. Learning. Even in the internal combustion engine provided with the communication pipe 11, the total amount of air measured by the two air flow meters 7 and the total amount of air passing through each throttle valve 4 coincide with each other. By applying the configuration to the internal combustion engine, it is possible to learn a change in flow rate characteristics with time. As described above, the above-described embodiment can be applied even to an internal combustion engine including the communication pipe 11, whereby the amount of air introduced into the intake manifold 1 can be adjusted to the same amount as the target intake air amount. become able to.
・インテークマニホールド１に接続される吸気管３は３つ以上であってもよい。こうした構成であってもそれぞれの吸気管３にスロットルバルブ４を設ければよい。
・吸気管３におけるエアフロメータ７の配設位置は、スロットルバルブ４よりも上流側の位置に限らず、スロットルバルブ４よりも下流側の位置であってもよい。
The number of intake pipes 3 connected to the intake manifold 1 may be three or more. Even in such a configuration, the throttle valve 4 may be provided in each intake pipe 3.
The arrangement position of the air flow meter 7 in the intake pipe 3 is not limited to the position upstream of the throttle valve 4 but may be a position downstream of the throttle valve 4.
・エアフロメータ７の数は適宜変更可能である。例えば、吸気管が下流側で二股に分岐してインテークマニホールドに接続され、分岐した部分にスロットルバルブ４がそれぞれ設けられている構成では、吸気管の分岐した部分よりも上流側の部分にエアフロメータ７を１つ設けるようにしてもよい。要は、エアフロメータ７によって、各スロットルバルブ４を通過する空気の流量の合計量を測定することができればよい。 The number of air flow meters 7 can be changed as appropriate. For example, in a configuration in which the intake pipe is bifurcated on the downstream side and connected to the intake manifold, and the throttle valve 4 is provided at each branched part, the air flow meter is provided at a part upstream of the branched part of the intake pipe. One 7 may be provided. In short, it is only necessary that the total amount of the air flow passing through each throttle valve 4 can be measured by the air flow meter 7.
・学習値として、各エアフロメータ７によって測定された空気の合計量を流量特性に基づいて推定される空気の合計量で割った商を用いたが、各エアフロメータ７によって測定された空気の合計量と流量特性に基づいて推定される空気の合計量とのずれと相関する値であれば他の値を採用してもよい。例えば、流量特性に基づいて推定される空気の合計量から各エアフロメータ７によって測定された空気の合計量を減算した差を学習値として用いてもよい。 The quotient obtained by dividing the total amount of air measured by each air flow meter 7 by the total amount of air estimated based on the flow characteristics is used as the learning value, but the total amount of air measured by each air flow meter 7 is used. Other values may be adopted as long as the values correlate with the difference between the amount and the total amount of air estimated based on the flow characteristics. For example, a difference obtained by subtracting the total amount of air measured by each air flow meter 7 from the total amount of air estimated based on the flow rate characteristics may be used as the learning value.
・各スロットルバルブ４の実開度が一致していないときに学習制御を実行するようにしてもよい。例えば、スロットルバルブ４の実開度が小さい領域では、各スロットルバルブ４の実開度がずれていても、各スロットルバルブ４の実開度のばらつきによる空気の合計量に変化が生じ難い。このため、こうした場合には、各スロットルバルブ４の実開度が一致していないときであっても学習制御を実行することができる。 The learning control may be executed when the actual opening of each throttle valve 4 does not match. For example, in the region where the actual opening degree of the throttle valve 4 is small, even if the actual opening degree of each throttle valve 4 is deviated, the total amount of air hardly changes due to the variation in the actual opening degree of each throttle valve 4. For this reason, in such a case, the learning control can be executed even when the actual opening of each throttle valve 4 does not match.
１…インテークマニホールド、２…吸気ポート、３…吸気管、４…スロットルバルブ、５…スロットルモータ、６…開度センサ、７…エアフロメータ、８…制御装置、９…アクセルセンサ、１０…回転速度センサ、１１…連通管。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Intake manifold, 2 ... Intake port, 3 ... Intake pipe, 4 ... Throttle valve, 5 ... Throttle motor, 6 ... Opening sensor, 7 ... Air flow meter, 8 ... Control device, 9 ... Accelerator sensor, 10 ... Rotational speed Sensor, 11 ... communication pipe.
Claims (2)
各スロットルバルブの実開度を全てのスロットルバルブに共通の目標開度にフィードバック制御して前記インテークマニホールドに導入される空気の量を調節する制御装置と、
各スロットルバルブを通過する空気の流量を合計した合計量を測定する空気量測定手段と、を備える内燃機関の吸気量制御システムであって、
前記制御装置は、
前記目標開度と前記合計量との関係を示す特性を流量特性としたとき、予め記憶されている流量特性に基づいて推定される前記合計量と、前記空気量測定手段によって測定された前記合計量とのずれを、全てのスロットルバルブの実開度を平均した値である平均開度に関連付けて学習する学習制御を実行する
内燃機関の吸気量制御システム。 Throttle valves respectively provided in a plurality of intake pipes connected to the intake manifold;
A control device that feedback controls the actual opening of each throttle valve to a target opening common to all throttle valves and adjusts the amount of air introduced into the intake manifold; and
An air amount measuring means for measuring a total amount of the total flow rate of air passing through each throttle valve, and an intake air amount control system for an internal combustion engine,
The controller is
When the characteristic indicating the relationship between the target opening and the total amount is a flow rate characteristic, the total amount estimated based on the flow rate characteristic stored in advance and the total measured by the air amount measuring unit An intake air amount control system for an internal combustion engine that executes learning control that learns a deviation from an amount in association with an average opening that is a value obtained by averaging the actual opening of all throttle valves.
請求項１に記載の内燃機関の吸気量制御システム。 The intake air amount control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein execution of the learning control is prohibited when the actual opening of each throttle valve does not match.
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