CN102032059A - 内燃机的空燃比学习控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机的空燃比学习控制装置，内燃机具备向吸气通路喷射燃料的燃料喷射阀、向吸气通路放出蒸发气体地总是与吸气通路连通地在燃料箱及吸气通路之间设置的过滤罐、检测在排气通路流通的排气中的残余氧浓度的氧传感器和进行学习控制从而控制燃料喷射阀的燃料喷射量的控制单元，上述学习控制用于使根据氧传感器的检测值而得到的空燃比接近目标空燃比；其中，该内燃机的空燃比学习控制装置利用避免成本增加的简单结构，降低由蒸发气体流入到吸气通路而给空燃比带来的影响。控制单元(C)，在预测从过滤罐(24)向吸气通路(17)放出蒸发气体期间，对用学习控制确定的燃料喷射量的减少量施加规定的限制。

Description

内燃机的空燃比学习控制装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机的空燃比学习控制装置。该内燃机具备向吸气通路喷射燃料的燃料喷射阀、向上述吸气通路放出蒸发气体地与上述吸气通路总是连通地在燃料箱及上述吸气通路之间设置的过滤罐、检测在排气通路流通的废气中的残余氧浓度的氧传感器和进行学习控制从而控制来自上述燃料喷射阀的燃料喷射量的控制单元，上述学习控制用于使根据该氧传感器的检测值而得到的空燃比接近目标空燃比。

背景技术

在对比文件1中，公开了如下的空燃比学习控制装置，该空燃比学习控制装置根据基于氧传感器的检测值而得到的空燃比和目标空燃比之间的偏差来判断学习完成条件，在学习完成条件成立时，允许从过滤罐放出蒸发气体，在学习完成条件不成立时，暂时停止学习控制，允许流出蒸发气体。

【专利文献1】日本专利第3404872号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1中公开的空燃比学习控制装置为具备用于控制蒸发气体从过滤罐向吸气通路的流通的控制阀的结构，在这样的结构中，不仅需要控制阀，还需要用于控制该控制阀的动作的结构，从而使成本变高。另一方面，还存在想要降低由蒸发气体流入到吸气通路而给空燃比带来的影响的技术问题。

本发明是鉴于上述情况而做出的，本发明的目的是提供一种内燃机的空燃比学习控制装置，该内燃机的空燃比学习控制装置为避免了成本增加的简单结构，可降低由蒸发气体流入到吸气通路而给空燃比带来的影响。

为了达到上述目的，本发明的第1技术特征为，一种内燃机的空燃比学习控制装置，内燃机具备燃料喷射阀、过滤罐、氧传感器和控制单元，上述燃料喷射阀向吸气通路喷射燃料，上述过滤罐设置在燃料箱及上述吸气通路之间，上述过滤罐向上述吸气通路放出蒸发气体地总是与上述吸气通路连通，上述氧传感器检测在排气通路流通的废气中的残余氧浓度，上述控制单元进行学习控制从而控制上述燃料喷射阀的燃料喷射量，上述学习控制用于使根据该氧传感器的检测值而得到的空燃比接近目标空燃比；其中，上述控制单元，在预测从上述过滤罐向上述吸气通路放出蒸发气体期间，对用学习控制确定的燃料喷射量的减少量施加规定的限制。

本发明的第2技术特征为，除了第1特征的结构之外，上述控制单元，通过对预测上述蒸发气体放出的状态下的学习值乘以规定的限制值，从而对用学习控制确定的燃料喷射量施加限制。

本发明的第3技术特征为，除了第1或第2特征的结构之外，上述控制单元，将从电源接通时到预热完成的期间预测为从上述过滤罐向上述吸气通路放出蒸发气体的期间。

本发明的第4技术特征为，除了第2或第3特征的结构之外，具备检测发动机冷却水的水温的水温传感器，上述控制单元，按照该水温传感器的检测值为规定值以上，判断完成了上述蒸发气体的放出。

本发明的第5技术特征为，除了第1～第4特征中的任一结构之外，上述控制单元，学习控制用于利用上述氧传感器的检测值的空燃比控制的反馈修正系数，将该反馈修正系数与基本燃料喷射量相乘而计算燃料喷射量，并且，在施加上述规定的限制时，将超过“1”的限制系数与上述反馈修正系数相乘。

本发明的第6技术特征为，除了第5特征的结构之外，上述控制单元设定上述反馈修正系数的下限值，以避免为该设定值以下的方式进行学习控制。

根据本发明的第1技术特征，在预测从过滤罐向吸气通路放出蒸发气体期间，对用学习控制确定的燃料喷射量的减少量施加规定的限制，因此在设想由于蒸发气体流入而使得空燃比为浓侧的期间内，通过对学习值加上一定的限制，能够防止学习值的误差变大，利用不需要在吸气通路及过滤罐之间设置控制蒸发气体的流通的控制阀从而避免了成本增加的简单结构，能够减轻由蒸发气体流入到吸气通路而给空燃比带来的影响。

另外，根据本发明的第2技术特征，仅通过将规定的限制值乘以学习值的简单方法，就能够对用学习控制确定的燃料喷射量施加限制，能够防止学习值大幅地变动。

根据本发明的第3技术特征，通常，在预热运转中向吸气通路放出并燃烧蒸发气体，因此通过将从电源接通时到预热完成的期间预测为从上述过滤罐向上述吸气通路放出蒸发气体的期间，能够简单地预测蒸发气体的放出期间。

根据本发明的第4技术特征，通常，在预热运转中向吸气通路放出并燃烧蒸发气体，在能判断发动机的冷却水温到达规定水温以上、完成预热的时刻，可判断蒸发气体的放出完成，能够简单地判断蒸发气体放出完成的时间。

根据本发明的第5技术特征，学习控制用于空燃比控制的反馈修正系数，并且，将反馈修正系数乘以基本燃料喷射量而得到燃料喷射量，有促动器，在施加规定的限制时，将超过“1”的限制系数乘以反馈修正系数，因此能够防止空燃比变为过稀的状态。

进而，根据本发明的第6技术特征，因为反馈修正系数避免为设定的下限值以下，因此能够防止空燃比变为过稀的状态。

附图说明

图1是表示内燃机的整体结构的图。

图2是表示控制单元的结构的方框图。

符号说明

17吸气通路

18排气通路

22燃料喷射阀

23燃料箱

24过滤罐

31水温传感器

32氧传感器

C 控制单元

具体实施方式

下面，一边参照附图1及附图2一边对本发明的实施方式进行说明。首先，在图1中，在搭载在例如机动两轮车的水冷式内燃机E的汽缸盖16连接着吸气装置14和排气装置15。上述吸气装置14用于向与活塞12的顶部相对的燃烧室13供给混合气体，上述活塞12可滑动地与上述内燃机E的汽缸内径11嵌合。上述排气装置15用于将来自上述燃烧室13的废气排出。在吸气装置14形成吸气通路17，在排气装置15形成排气通路18。另外，在汽缸盖16安装火花塞20，该火花塞20的前端与上述燃烧室13相对。

在上述吸气装置14，可开关地配设有用于控制在吸气通路17流通的空气量的节流阀21，并且，附设有用于向节流阀21的下游侧的吸气通路17喷射燃料的燃料喷射阀22。另外，在上述节流阀21的下游侧的吸气通路17和燃料箱23之间设有过滤罐24，该过滤罐24向上述吸气通路17放出蒸发气体地与上述吸气通路17总是连通。进而，在上述排气装置15设有催化转化器25。

上述火花塞20的点火时间、上述燃料喷射阀22的燃料喷射量、及开关驱动上述节流阀21的执行器26的动作由控制单元C控制，并且向该控制单元C输入以下检测值：检测加速手柄27的转动操作量的加速传感器28的检测值、检测与上述活塞12连接的曲柄轴29的转速的转速传感器30的检测值、检测发动机冷却水的水温的水温传感器31的检测值、氧传感器32的检测值。该氧传感器32用于检测在排气通路18流通的废气中的残余氧浓度，在上述催化转换器25的下游侧安装在上述排气装置15。

在图2中，上述控制单元C之中控制上述燃料喷射阀22的喷射量的部分备有基本喷射量计算机构34、反馈修正系数计算机构35、修正机构36和最终燃料喷射时间计算机构37。上述基本喷射量计算机构34，根据由转速传感器30得到的转速以及由加速传感器28得到的节流开度一边参照映射33，一边确定用于得到目标空燃比的基本燃料喷射量；上述反馈修正系数计算机构35，为了接近目标空燃比，根据由上述氧传感器32得到的氧浓度计算反馈修正系数、进行反馈控制；上述修正机构36，根据由反馈修正系数计算机构35得到的修正量，修正基本燃料喷射量；上述最终燃料喷射时间计算机构37，求出与由修正机构36得到的最终的燃料喷射量相对应的燃料喷射时间。

上述反馈修正系数计算机构部35具有根据氧浓度判断废气的浓/稀程度的浓/稀判断部38和根据该浓/稀判断部38的判断结果来修正反馈修正系数及基本燃料喷射量的参数计算部39。参数计算部39，在EPROM、闪存等易失性存储部40，以规定的周期存储参数，在接通点火开关时(系统起动时)，从易失性存储部40读取参数。

而且，在上述参数计算部39中，根据周期性地存储在易失性存储部40的变量KO2，KBUK，KBUR，KALT，作为KT←(KO2×KBUK×KBUR×KALT)，计算综合修正系数KT，即，计算用于利用氧传感器32的检测值的空燃比控制的反馈修正系数。

在此，变量KBUK是变量KO2的辅助的变量，以适当的周期补充KO2，使得变量KO2返回到初期值“1”。另外，变量KBUR是经时变化辅助系数，记录因内燃机E的老化等引起的长期的修正倾向，另外，变量KALT是环境辅助系数，记录由大气压等引起的比较短期的修正倾向。

上述变量KBUK、KBUR、KALT以规定的周期记录在易失性存储部40，即使在点火开关关闭(系统停止)后，也保持数值，在系统起动时读取，进行学习控制。

另外，上述变量KO2是在进行O₂反馈控制时，在每个规定的周期初次使用的变量，基本上，根据该变量KO2进行反馈控制，从而使空燃比接近目标空燃比。而且，根据浓/稀判断部38的浓/稀判断结果，确定作为反馈修正量的KO2。

在基本喷射量计算机构34，根据映射33将基本燃料喷射量设为TO时，在修正机构36，作为(TO×KT)求出修正燃料喷射量T1，最终燃料喷射时间计算机构37求出与最终的燃料喷射量(TO×KT)对应的燃料喷射时间。即，控制单元C进行用于使根据氧传感器32的检测值的空燃比接近目标空燃比的学习控制，控制来自上述燃料喷射阀22的燃料喷射量。

上述控制单元C的上述参数计算部39，在预测从上述过滤罐24向上述吸气通路17放出蒸发气体期间，对用学习控制确定的燃料喷射量(TO×KT)施加规定的限制。而且，在施加该限制时，参数计算部39，通过对学习值乘以规定的限制值，而对用学习控制确定的燃料喷射量施加限制，对上述综合修正系数KT乘以超过“1”的限制系数，例如乘以“1.2～1.5”左右的限制系数。

另外，关于上述综合系数KT的修正方法，并不局限于上述方法。例如，控制单元C，在预测放出蒸发气体期间，将作为学习值存储的综合修正系数KT的下限值设定为例如“0.8”，在综合修正系数KT为该下限值以下时，也可以以上述下限值进行学习。另外，作为将燃料喷射量T1设为(TO×KT)的代替，设T1＝TO×KO2，变量KO2可以与上述KT相同。

在此，通常，在预热运转中，向吸气通路17放出并燃烧蒸发气体，上述参数计算部39，在加速传感器28的检测值小且水温传感器31的检测值小的状态下的内燃机E起动时，将从电源接通时到预热完成的期间预测为从上述过滤罐向上述吸气通路放出蒸发气体的期间，按照水温传感器31的检测值达到规定值以上作为预热完成来判断上述蒸发气体的放出完成。

接着，对该实施方式的作用进行说明，控制单元C进行用于使根据检测在排气通路18流通的废气中的残余氧浓度的该氧传感器32的检测值的空燃比接近目标空燃比的学习控制，从而控制燃料喷射阀22的燃料喷射量，该控制单元C在预测从过滤罐24向吸气通路17放出蒸发气体期间，对用学习控制确定的燃料喷射量的减少量施加规定的限制，因此在设想由于蒸发气体流入而使空燃比为富侧的期间内，通过对学习值加上一定的限制，能够防止学习值的误差变大，利用不需要在吸气通路17及过滤罐24之间设置控制蒸发气体的流通的控制阀从而避免了成本增加的简单结构，能够减轻由蒸发气体流入到吸气通路17而给空燃比带来的影响。

控制单元C学习控制综合修正系数KT，即，学习控制用于利用氧传感器32的检测值的空燃比控制的反馈修正系数，将该综合修正系数KT与基本燃料喷射量TO相乘而计算燃料喷射量，并且，在施加规定的限制时，将超过“1”的限制系数与综合修正系数KT相乘，因此能够防止空燃比变为过稀的状态。

另外，控制单元C，通过对在预测上述蒸发气体放出的状态的学习值乘以规定的限制值，从而对用学习控制确定的燃料喷射量施加限制，因此仅通过将规定的限制值乘以学习值的简单方法，就能够对用学习控制确定的燃料喷射量施加限制，能够防止学习值大幅地变动。

另外，控制单元C，在预测上述蒸发气体放出的状态下，将作为学习值被存储的综合修正系数KT的下限值设定为例如“0.8”，在修正系数KT为该下限值以下时，即使以上述下限值进行学习，也能够防止学习值大幅地变动。

进而，控制单元C，将从电源接通时到预热完成的期间预测为从过滤罐24向吸气通路17放出蒸发气体的期间，通常，在预热运转中向吸气通路放出并燃烧蒸发气体，因此能够简单的预测蒸发气体的放出期间，而且控制单元C，按照检测发动机冷却水的水温的水温传感器31的检测值从电源接通时之后达到规定值以上，来判断已完成了蒸发气体的放出，因此在能判断发动机的冷却水温到达规定水温以上、完成预热的时刻，判断蒸发气体的放出完成，能够简单地判断蒸发气体放出完成的时间。

以上，对本发明的实施方式进行说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，可不脱离记载于权利要求中的本发明地进行各种各样的设计改变。

Claims (6)

1.一种内燃机的空燃比学习控制装置，该内燃机具备燃料喷射阀(22)、过滤罐(24)、氧传感器(32)和控制单元(C)，上述燃料喷射阀(22)向吸气通路(17)喷射燃料，上述过滤罐(24)设置在燃料箱(23)及上述吸气通路(17)之间，上述过滤罐(24)向上述吸气通路(17)放出蒸发气体地总是与上述吸气通路(17)连通，上述氧传感器(32)检测在排气通路(18)流通的废气中的残余氧浓度，上述控制单元(C)进行学习控制从而控制来自上述燃料喷射阀(22)的燃料喷射量，上述学习控制用于使根据该氧传感器(32)的检测值的空燃比接近目标空燃比；其特征在于，

上述控制单元(C)，在预测从上述过滤罐(24)向上述吸气通路(17)放出蒸发气体期间，对用学习控制确定的燃料喷射量的减少量施加规定的限制。

2.根据权利要求1所述的内燃机的空燃比学习控制装置，其特征在于，上述控制单元(C)，通过对预测上述蒸发气体放出的状态下的学习值乘以规定的限制值，从而对用学习控制确定的燃料喷射量施加限制。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的空燃比学习控制装置，其特征在于，上述控制单元(C)，将从电源接通时到预热完成的期间预测为从上述过滤罐(24)向上述吸气通路(17)放出蒸发气体的期间。

4.根据权利要求2或3所述的内燃机的空燃比学习控制装置，其特征在于，具备检测发动机冷却水的水温的水温传感器(31)，上述控制单元(C)，按照该水温传感器(31)的检测值为规定值以上，判断完成了上述蒸发气体的放出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的空燃比学习控制装置，其特征在于，上述控制单元(C)，学习控制用于利用上述氧传感器(32)的检测值的空燃比控制的反馈修正系数(KT)，将该反馈修正系数(KT)与基本燃料喷射量(TO)相乘而计算燃料喷射量，并且，在施加上述规定的限制时，将超过“1”的限制系数与上述反馈修正系数(KT)相乘。

6.根据权利要求5所述的内燃机的空燃比学习控制装置，其特征在于，上述控制单元(C)，设定上述反馈修正系数(KT)的下限值，以避免为该设定值以下的方式进行学习控制。

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