CN102140970B - 车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，即使车辆行驶的路面的高度突然变化也能够进行与其相应的适当的空燃比控制。控制单元(C)预先存储根据高度决定学习补正系数的按每个机构负载的基准值的多个模式，在从学习值改变指示机构(41)获得指示时，控制单元(C)将多个模式的一个基准值置换为当前为止的学习补正系数的学习值。

Description

车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置

技术领域

本发明涉及车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，其具备：向吸气通路喷射燃料的燃料喷射阀；检测流过排气通路的排放气体中的残存氧浓度的氧传感器；控制流过所述吸气通路的吸气量的节流阀；检测该节流阀的开度即节流开度的节流传感器；检测机构转速的转速传感器；和基于所述氧传感器、所述节流传感器以及所述转速传感器的检测值控制来自所述燃料喷射阀的燃料喷射量的控制单元；该控制单元为了使空燃比成为目标空燃比，而进行燃料喷射控制，即：基于所述节流开度以及所述机构转速决定基本燃料喷射量，并且对所述基本燃料喷射量乘以根据所述氧传感器的检测值而决定的反馈补正系数、和根据目标空燃比以及实际空燃比的差而学习且分为多个的按每个机构负载而决定的学习补正系数，从而得到燃料喷射量。 

背景技术

这种车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置例如在专利文献1中有所记载。 

【专利文献1】日本特许第2631580号公报 

但是，通常，由于是对平地中的值设置基于O₂反馈的学习值的初始值，所以对于在高海拔地或低海拔地利用车辆的用户来说，具有如下课题：从初始值开始学习到学习值成为适应利用地域高度的值，花费时间。 

发明内容

本发明鉴于上述情况而作，目的在于提供一种车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，能够与使车辆行驶的用户的地域高度相匹配来改变学习值的初始值、当前为止的学习值。 

为了实现上述目的，本发明提供一种车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，第1特征在于，其具备：向吸气通路喷射燃料的燃料喷射阀；检测流过排气通路的排放气体中的残存氧浓度的氧传感器；控制流过所述吸气通路的吸气量的节流阀；检测该节流阀的开度即节流开度的节流传感器；检测机构转速的转速传感器；和基于所述氧传感器、所述节流传感器以及所述转速传感器的检测值控制来自所述燃料喷射阀的燃料喷射量的控制单元；该控制单元为了使空燃比成为目标空燃比，而进行燃料喷射控制，即：基于所述节流开度以及所述机构转速确定基本燃料喷射量，并且对所述基本燃料喷射量乘以根据所述氧传感器的检测值而确定的反馈补正系数、和根据目标空燃比以及实际空燃比的差而学习且分为多个的按每个机构负载而确定的学习补正系数，从而得到燃料喷射量，其中，包括学习值改变指示机构，其从外部给予所述控制单元指示强制性改变所述学习补正系数的学习值的信号，存储按高度确定所述学习补正系数的每个机构负载的基准值的多个模式的所述控制单元根据来自所述学习值改变指示机构的指示，将所述多个模式的一个所述基准值置换为当前为止的所述学习补正系数的学习值。

此外本发明的第2特征是，在第1特征的结构中，具备选择机构，其指示所述控制单元选择与高度相应的多个模式的任一个。 

本发明第3特征是，在第2特征的结构中，所述选择机构是加速器把手，所述控制单元基于与伴随加速器把手的操作的所述节流传感器的检测值的时间经过相应的变化状态，判断选择所述多个模式的任一个。 

本发明的第4特征是，在第3特征的结构中，所述控制单元基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复形态，选择所述多个模式的任一个。 

本发明的第5特征是，在第4特征的结构中，所述控制单元以节流全开状态以及节流全闭状态分别持续规定时间为条件，基于节流全开状态以及节流全闭形态的反复状态，进行模式选择。 

进而本发明的第6特征是，在第1～第5特征的结构中的任一个中，所述控制单元使指示器以按各模式不同的状态显示选择了所述多个模式的任一个。 

(发明效果) 

根据本发明的第1～第6特征，通过根据来自学习值改变指示机构的指示，将根据高度决定学习补正系数的每个机构负载的基准值的多个模式的一个所述基准值置换为学习补正系数的初始值或当前为止所学习的学习值，从而由在低海拔地或高海拔地利用车辆的用户、工厂、贩卖店等能够改变初始值从而迅速地学习适当的学习值，在由运输机构向高海拔地、低海拔地运送车辆时，也能够将当前为止的学习值改变为与高度相匹配的学习值。 

此外尤其根据本发明的第3特征，通过将加速器把手用作选择机构，能够抑制部件数量的增加。 

此外尤其根据本发明的第4特征，基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复形态，选择多个模式的哪个，所以加速器把手的操作容易。 

此外尤其根据本发明的第5特征，进行基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复形态的模式选择时，因为以节流全开状态以及节流全闭状态持续规定时间为条件，所以能够提高对噪声的抗性。 

进而尤其根据本发明的第6特征，根据指示器的显示形态能够确认选择了哪个模式。 

附图说明

图1是表示内燃机构的全体结构的图。 

图2是表示控制单元的结构的框图。 

图3是表示机构负载的区域的图。 

图4是表示用于进行学习值的置换的处理过程的流程图。 

图5是表示选择了模式1时的时序图的图。 

图6是表示选择了模式2时的时序图的图。 

图7是表示选择了模式3时的时序图的图。 

符号说明： 

17…吸气通路 

18…排气通路 

19…作为选择机构的加速器把手 

21…节流阀 

22…燃料喷射阀 

26…节流传感器 

30…转速传感器 

32…氧传感器 

41…学习值改变指示机构 

42…指示器 

C…控制单元 

E…内燃机构 

具体实施方式

以下，参照附图图1～图7说明本发明的实施方式时，首先在图1中，例如将用于对面临活塞12的顶部的燃烧室13提供混合气体的吸气装置14、和用于排出来自所述燃烧室13的排放气体的排气装置15连接于所述内燃机构E的气缸头部16，在吸气装置14中形成吸气通路17，在排气装置15中形成排气通路18，其中，气缸12与搭载在自动二轮车的水冷式内燃机构E的气缸内径11能够滑动地吻合。此外在气缸头部16安装前端面临所述燃烧室13的点火塞20。 

在所述吸气装置14中，配设用于控制流过吸气通路17的吸气量的节流阀21，节流阀21通过加速器把手19的转动操作而进行开闭，并且在节流阀21的下游侧的吸气通路17上附设用于喷射燃料的燃料喷射阀22。而且，绕过所述节流阀21的旁路(bypass)通路27与吸气通路17连接，流过该旁路通路27的空气量通过螺线管等执行元件(actuator)28的工作来调节。此外在所述排气装置15中介设催化转化器(catalytic converter)25。 

通过控制单元C控制所述点火塞20的点火时刻、来自所述燃料喷射阀22的燃料喷射量以及所述执行元件28的工作，对该控制单元C输入：检测所述节流阀21的开度即节流开度的节流传感器26的检测值、检测与所述活塞12连接的曲轴29的转速的转速传感器30的检测值、检测引擎冷却水的水温的水温传感器31的检测值、检测流过排气通路18的排放气体中的残存氧浓度的在所述催化转化器25的上游侧安装在所述排气装置15中的氧传感器32的检测值。此外代替水温传感器31，还可以通过油温传感器来检测内燃机构的温度。 

在图2中，所述控制单元C中控制所述燃料喷射阀22的喷射量的部分具备：基本喷射量计算机构34，其根据由转速传感器30得到的转速以及由节流传感器26得到的节流开度，并参照图表(map)33，决定用于获得目标空燃比的基本燃料喷射量；反馈补正系数计算机构35，其根据由所述氧传感器32得到的氧浓度，按照接近目标空燃比的方式计算反馈补正系数从而进行反馈控制；补正机构36，其根据由反馈补正系数计算机构35得到的补正量，补正基本燃料喷射量；和最终燃料喷射时间计算机构37，其求取与由补正机构36得到的最终燃料喷射量对应的燃料喷射时间。 

所述反馈补正系数计算机构35具有：富贫判定部38，其根据由氧传感器32检测出的氧浓度，判定排放气体的富贫程度；和参数计算部39，其根据该富贫判定部38的判定结果，补正反馈补正系数以及基本燃料喷射量。参数计算部39以规定周期使EPROM、闪速存储器等非易失性存储部40存储参数，并且在启动点火开关(ignition key)时(系统启动时)，从非易失性存储部40读入参数。 

于是，在所述参数计算部39中，通过非易失性存储部40中周期性存储的反馈补正系数KO2以及学习补正系数KBU，利用KT←(KO2×KBU)计算基于氧传感器32的检测值的空燃比控制所用的合并补正系数KT。这里学习补正系数KBU是根据目标空燃比以及实际空燃比的差来学习并分为多个的按每个机构负载而决定的值，以规定周期存储在非易失性存储部40中，在点火开关关闭(系统停止)后，也保持值，在系统启动时读入，进行学习控制。 

所述反馈补正系数KO2是进行O₂反馈控制时按每个规定周期初步使用的变量，基本上，根据该反馈补正系数KO2进行O₂反馈控制，使空燃比接近目标空燃比。于是，基于在富贫判定部38的富贫判定结果，决定反馈补正系数KO2。 

在图3中，通过机构转速NE以及节流开度TH分为多个区域来设定机构负载，如图3中斜线所示，O₂反馈区域被设定为由设定下限转速NLOP、设定上限转速NHOP以及怠速区域上限转速NTHO2L、和设定下限节流开度THO2L以及设定上限节流开度THO2H决定的区域。此外设定下限以及上限节流开度THO2L、THO2H间的多个设定节流开度 THFB0、THFB1、THFB2、THFB3根据机构转速NE的增大而变大，并且按照成为TH02L＜THFB1＜THFB2＜THFB3＜THO2H的方式进行设定，附加「1」～「6」的编号来表示6个O₂反馈区域，附加「0」、「7」～「11」的编号来表示O₂反馈区域以外的区域，具有滞后量(hysteresis)来设定各区域间的边界。 

于是，参数计算部39对于所述O₂反馈区域以外的负载区域，将所述反馈补正系数KO2决定为「1」，并且将所述学习补正系数KBU决定为在相邻的O₂反馈区域的值，从而计算合并补正系数KT(＝KO2×KBU)，在图3中，在O₂反馈区域以外、附加了编号「0」的负载区域中，选择在O₂反馈区域「1」的学习补正系数KBU1，在O₂反馈区域以外、附加了编号「7」的负载区域中，选择在O₂反馈区域「2」的学习补正系数KBU2，在O₂反馈区域以外、附加了编号「8」的负载区域中，选择在O₂反馈区域「3」的学习补正系数KBU3，在O₂反馈区域以外、附加了编号「9」的负载区域中，选择在O₂反馈区域「4」的学习补正系数KBU4，在O₂反馈区域以外、附加了编号「10」的负载区域中，选择在O₂反馈区域「5」的学习补正系数KBU5，在O₂反馈区域以外、附加了编号「11」的负载区域中，选择在O₂反馈区域「6」的学习补正系数KBU6。 

根据本发明，在所述控制单元C的所述参数计算部39中，从外部的学习值改变指示机构41输入指示强制改变所述学习补正系数KBU的学习值的信号。另一方面，在所述控制单元C的所述非易失性存储部40中，预先存储有根据高度决定所述学习补正系数KBU的每个机构负载的基准值的多个模式，参数计算部39根据来自所述学习值改变指示机构41的指示，将所述多个模式的一个所述基准值置换为当前为止的所述学习补正系数KBU的学习值。 

所述学习值改变指示机构41例如由排除服务检测耦合器(service check coupler)而短路的操作、全打开节流阀21的操作、点火启动操作构成，所述参数计算部39预先存储根据高度决定学习补正系数KBU的每个机构负载的基准值的多个模式，例如模式1～模式4这4个。于是，参数计算部39根据所述节流传感器26的检测值伴随作为选择机构的所述加速器把手19的操作的根据时间经过的变化状态，判断是否选择所述4个模式 的任一个，并以与该模式选择的状态使指示器42工作。 

这里参照图4说明控制单元C的参数计算部39的学习值置换过程，在车辆行驶的高度突然变化时，强制改变学习补正系数KBU的学习值时，首先在步骤S1执行排除服务检测耦合器从而短路(表示为SCS)的操作、和全打开节流阀21(表示为TH全开)的操作后，在下一步骤S2，执行点火启动操作时，判断为由学习值改变指示机构41进行指示，以使利用4个模式的一个基准值代替当前为止的所述学习补正系数KBU的学习值，在步骤S3使指示器42闪烁。该指示器42可以是为了学习值改变而专用，也可以使用车辆中所具备的指示器中的一个。 

在下一步骤S4中，在节流开度全开的状态没有持续T1秒(例如5秒钟)时，作为学习值改变意向消失，从步骤S4进入步骤S5，点亮指示器42。此外在步骤S4，在节流开度全开的状态持续了T1秒钟时，从步骤S4进入步骤S6，为了表示进入了学习值改变模式，而使指示器42闪烁。 

步骤S7～步骤S22，根据步骤S6的指示器闪烁开始后的节流传感器26的检测值伴随加速器把手19的操作的时间经过，判断选择4个模式的哪个，对于步骤S7，成为向模式1改变的准备阶段。 

于是，在向模式1的改变准备阶段中，在步骤S8确认了在上次节流开度全闭后的T2秒(例如3秒)以内，节流开度没有从全开向关闭侧变化时，在步骤S9中使学习补正系数KBU的学习值改变为模式1的基准值，在下一步骤S10为了表示模式1的改变完成而使指示器42闪烁。 

此外在步骤S8，确认了在上次节流开度全闭后的T2秒以内，节流开度从全开向关闭侧变化时，从步骤S8进入步骤S11，作为向模式2改变的准备阶段，在该状态下，在步骤S12确认了在上次节流开度全闭后的T2秒以内，节流开度没有从全开向关闭侧变化时，在步骤S13中，使学习补正系数KBU的学习值改变为模式2的基准值，在下一步骤S14为了表示模式2的改变完成而使指示器42闪烁。 

在步骤S12，在确认了在上次节流开度全闭后的T2秒以内，节流开度从全开向关闭侧变化时，从步骤S12进入步骤S15，作为向模式3改变的准备阶段，以该状态，在步骤S16确认了在上次节流开度全闭后的T2秒以内，节流开度没有从全开向关闭侧变化时，在步骤S17中使学习补正 系数KBU的学习值改变为模式3的基准值，在下一步骤S18为了表示模式3的改变完成而使指示器42闪烁。 

在步骤S16，确认了在上次节流开度全闭后的T2秒以内，节流开度从全开向关闭侧变化时，从步骤S16进入步骤S19，作为向模式4改变的准备阶段，以该状态，在步骤S20确认了在上次节流开度变化后的T2秒以内，节流开度没有从全开向关闭侧变化时，在步骤S21中使学习补正系数KBU的学习值改变为模式4的基准值，在下一步骤S22为了表示模式4的改变完成而使指示器42闪烁。 

进而在步骤S20中，确认了在上次节流开度变化后的T2秒以内，节流开度从全开向关闭侧变化时，从步骤S20返回步骤S7。 

根据这样的参数计算部39的学习值置换过程，如图5所示，在排除服务检测耦合器从而短路(表示为SCS)的节流(TH)的全开状态使点火开启的时刻t1，成为开始模式的选择处理的情况，从由该时刻t1经过了时间T1秒的时刻t2开始指示器24的闪烁，节流(TH)的全开状态持续到由时刻t2经过了时间T2秒的时刻t3时，成为选择模式1的情况，指示器42隔开时间间隔，各闪烁一次。 

此外如图6所示，从在时刻t1开始模式选择处理之后经过了时间T1秒的时刻t2开始指示器24的闪烁，直到从时刻t2经过了比时间T2短的时间T2A(＜T2)的时刻t4为止，确认了节流开度从全开向关闭侧变化时，之后从节流开度成为全闭的时刻t5开始，节流开度的全闭状态持续到从t5经过时间T2秒的时刻t6时，成为选择模式2，指示器42隔开时间间隔，各闪烁两次。 

进而如图7所示，指示器24从在时刻t1开始模式选择处理之后经过了时间T1秒的时刻t2开始闪烁，直到从时刻t2经过了比时间T2短的时间T2A(＜T2)的时刻t4为止，确认了节流开度从全开向关闭侧变化时，之后从节流开度成为全闭的时刻t5开始观察经过时间T2秒为止的节流开度的变化，直到从所述时刻t5经过了比时间T2秒短的时间T2B的时刻t6为止，节流开度从全闭变化为全开时，成为在从该时刻t6经过了时间T2秒的时刻t7选择模式3，指示器42隔开时间间隔，各闪烁3次。 

在选择模式4时，也通过与上述图5～图7所示的相同的时间经过来选 择模式4，此时，指示器42隔开时间间隔，各闪烁4次。即指示器42成为按模式1～模式4的各模式以不同的状态显示工作。 

此外根据节流全开状态以及节流全闭状态的反复状态，选择所述多个模式的任一个时，参数计算部39以节流全开状态以及节流全闭状态持续规定时间T3(例如0.5)秒以上为条件，进行基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复状态的模式选择。 

下面说明本实施方式的作用，控制单元C为了使空燃比成为目标空燃比，而基于节流开度以及机构转速决定基本燃料喷射量，并且对基本燃料喷射量乘以根据氧传感器32的检测值而决定的反馈补正系数KO2、和根据目标空燃比以及实际空燃比的差来学习且分为多个的按每个机构负载而决定的学习补正系数KBUK来得到燃料喷射量，但是因为预先存储根据高度而决定学习补正系数KBUK的按每个机构负载的基准值的多个模式，并根据来自学习值改变指示机构41的指示，基于伴随加速器把手19的操作的节流传感器26的检测值的时间经过相应的变化状态，选择多个模式的一个，将所选择的模式的基准值置换为当前为止的学习补正系数KBUK的学习值，所以能够进行与高度相应的学习补正系数KBUK的学习，能够由在低海拔地、高海拔地利用车辆的用户、工厂、贩卖店等改变初始值从而使适当的学习值快速地学习，在由运输机构向高海拔地、低海拔地运送车辆时，也能够使当前为止的学习值改变为与高度相匹配的学习值。 

而且，基于与节流传感器26的检测值伴随加速器把手19的操作的时间经过相应的变化状态来选择多个模式，由此能够抑制部件数量的增加。 

此外基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复状态，选择多个模式的任一个，所以加速器把手19的操作变得容易。 

此外在基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复状态的模式选择时，节流全开状态以及节流全闭状态持续规定时间成为条件，所以能够实现对噪声的抗性(toughness)提高。 

进而指示器42按各模式以不同的状态显示选择所述多个模式的任一个的情况，所以能够容易地确认选择了哪个模式。 

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，能够进行不脱离权利要求书中所记载的本发明的各种设计改变。 

Claims (6)

1.一种车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，具备：

向吸气通路(17)喷射燃料的燃料喷射阀(22)；

检测流过排气通路(18)的排放气体中的残存氧浓度的氧传感器(32)；

控制流过所述吸气通路(17)的吸气量的节流阀(21)；

检测该节流阀(21)的开度即节流开度的节流传感器(26)；

检测机构转速的转速传感器(30)；和

基于所述氧传感器(32)、所述节流传感器(26)以及所述转速传感器(30)的检测值控制来自所述燃料喷射阀(22)的燃料喷射量的控制单元(C)；

该控制单元(C)为了使空燃比成为目标空燃比，而进行燃料喷射控制，即：基于所述节流开度以及所述机构转速确定基本燃料喷射量，并且对所述基本燃料喷射量乘以根据所述氧传感器(32)的检测值而确定的反馈补正系数(KO2)、和根据目标空燃比以及实际空燃比的差来学习且分为多个的按每个机构负载而确定的学习补正系数(KBU)，来得到燃料喷射量，

所述车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置包括学习值改变指示机构(41)，该学习值改变指示机构(41)从外部给予所述控制单元(C)指示强制改变所述学习补正系数的学习值的信号，

存储根据高度确定所述学习补正系数(KBU)的按每个机构负载的基准值的多个模式的所述控制单元(C)，根据来自所述学习值改变指示机构(41)的指示，将所述多个模式的一个所述基准值置换为至此为止的所述学习补正系数(KBU)的学习值。

2.根据权利要求1所述的车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，其特征在于，

还具备：

选择机构(19)，其指示所述控制单元(C)选择与高度相应的多个模式的任一个。

3.根据权利要求2所述的车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，其特征在于，

所述选择机构是加速器把手(19)，所述控制单元(C)基于与伴随加速器把手(19)的操作的所述节流传感器(26)的检测值的时间经过相应的变化状态，判断选择所述多个模式的任一个。

4.根据权利要求3所述的车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，其特征在于，

所述控制单元(C)基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复形态，选择所述多个模式的任一个。

5.根据权利要求4所述的车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，其特征在于，

所述控制单元(C)以节流全开状态以及节流全闭状态分别持续规定时间为条件，基于节流全开状态以及节流全闭状态的反复形态，进行模式选择。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆用内燃机构的空燃比学习控制装置，其特征在于，

所述控制单元(C)使指示器以按各模式不同的形态显示选择了所述多个模式的任一个。

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