CN104061080A - 燃料喷射控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料喷射控制装置,包含:氧传感器,其响应于车辆的发动机的排气通过的排气通路内的氧浓度;和喷射量控制单元,其基于氧传感器的输出来控制燃料喷射量。喷射量控制单元包含:喷射量修正值运算单元,其基于氧传感器的输出来求出喷射量修正值;短时间学习值运算单元,其基于喷射量修正值来求出短时间学习值;长时间学习值运算单元,其基于短时间学习值来求出长时间学习值;反馈修正量运算单元,其基于喷射量修正值、短时间学习值以及长时间学习值的和来运算反馈修正量;喷射量控制值运算单元,其使用反馈修正量来运算燃料喷射量的控制值;以及长时间学习值保持单元,其保持长时间学习值。在起动发动机时,使用以前的长时间学习值,另一方面,重新开始短时间学习值的运算。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制车辆的发动机所具备的燃料喷射装置的喷射量的燃料喷射控制装置。
背景技术
日本特开2001-329894号公报公开了内燃机的燃料系统异常诊断装置。在该现有技术中,求出用于将排气的空燃比反馈控制在目标空燃比附近的反馈修正系数。另外,学习实际空燃比与目标空燃比的偏移量而求出学习修正系数。使用这些反馈修正系数以及学习修正系数而算出要求燃料喷射量。学习修正系数储存于用电池备份的备份RAM。
发明内容
本申请的发明者对燃料喷射量控制装置进行了反复研究,对上述的现有技术也进行了研究,其中,发现了如下问题。
若加快学习速度,则学习值(上述学习修正量)迅速地追随反馈修正系数,但是容易受到发动机状态的短期变动、中期变动的影响,所以不一定能够进行适当的燃料喷射控制。发动机状态的短期变动的具体原因的例子是由加减速引起的暂时的浓/稀的产生、从燃料切断恢复时的暂时的稀的产生、由汽油用尽引起的稀的产生等。发动机状态的中期变动的具体原因的一个例子是燃料的种类(高辛烷值汽油、普通汽油、低级燃料、酒精燃料等)。沿用上次运转时的值的学习值不应该反映这些短期以及中期变动。因此,优选,以仅反映发动机状态的长期变动的方式设定学习速度。长期变动的原因的一个例子是个体差异、经时变化等,是半永久的变动。
但是,在日本特开2001-329894号公报的构成中,若用学习值仅吸收发动机状态的长期变动,则不仅对于发动机状态的短期变动就连其中期变动,也用反馈修正系数来应对。因此,在中断了反馈控制的状态下,燃料喷射量的控制只能根据仅与长期变动对应的学习值。因此,不能设定适当的燃料喷射量。另外,在从反馈控制中断恢复时,中期变动以及短期变动的双方都必须通过反馈修正系数来吸收。因此,追随性不充足。因此,从提高燃料效率等的观点出发,存在改善的余地。
本发明的一实施方式提供用于控制车辆的发动机所具备的燃料喷射装置的燃料喷射量的燃料喷射控制装置。该燃料喷射控制装置包含:氧传感器,其响应于所述发动机的排气通过的排气通路内的氧浓度;和喷射量控制单元,其基于所述氧传感器的输出来控制所述燃料喷射量。所述喷射量控制单元包含:喷射量修正值运算单元,其基于所述氧传感器的输出来求出喷射量修正值;短时间学习值运算单元,其基于所述喷射量修正值,来求出以预定的短时间学习速度进行更新的短时间学习值;长时间学习值运算单元,其基于所述短时间学习值,来求出以比所述短时间学习速度低的长时间学习速度进行更新的长时间学习值;反馈修正量运算单元,其基于所述喷射量修正值、所述短时间学习值以及所述长时间学习值的和来运算反馈修正量;喷射量控制值运算单元,其使用所述反馈修正量来运算所述燃料喷射量的控制值;以及长时间学习值保持单元,其保持所述长时间学习值。在起动所述发动机时,所述长时间学习值运算单元从所述长时间学习值保持单元读出以前的所述长时间学习值来使用,另一方面,所述短时间学习值运算单元不沿用以前的所述短时间学习值而重新开始短时间学习值的运算。
根据该构成,用于求出燃料喷射量的控制值的反馈修正量使用喷射量修正值、短时间学习值以及长时间学习值的和来求出。喷射量修正值基于响应于排气通路内的氧浓度的氧传感器的输出来求出,所以根据发动机的排气的状态而快速地变动。短时间学习值基于喷射量修正值以短时间学习速度进行更新。长时间学习值基于短时间学习值以长时间学习速度进行更新。短时间学习速度比长时间学习速度快。即,短时间学习值比长时间学习值更快地变动。
因此,喷射量修正值与短时间学习速度相应地渐渐向短时间学习值转变,短时间学习值与长时间学习速度相应地渐渐向长时间学习值转变。由此,发动机状态的长期变动的影响被长时间学习值吸收,发动机状态的中期变动的影响被短时间学习值吸收,发动机状态的短期变动的影响被喷射量修正值吸收。由此,即使暂时中断喷射量修正值的更新而复位喷射量修正值,通过使用短时间学习值以及长时间学习值,也能够设定与发动机的状态相应的适当的燃料喷射量。另外,在从喷射量修正值的更新中断恢复时,喷射量修正值也只要吸收短期变动的影响即可,所以能够快速地设定适当的燃料喷射量。由此,能够提高燃料效率,在具备排气净化用的催化剂的发动机中,能够提高排气的清洁度。
另一方面,在发动机的起动时,沿用上次运转时的长时间学习值,与此相对,短时间学习值不沿用上次运转时的值。由此,短时间学习的影响不被永久化,所以即使将其学习速度设定为比较大,也不会带给下次运转不好的影响。另外,通过设置短时间学习值,能够充分地减慢长时间学习值的学习速度,所以能够减小中期变动带给长时间学习值的影响。长时间学习值被下次运转沿用,所以在发动机的起动时,从开始使用氧传感器的输出的反馈控制之前开始,就能够实现适当的燃料喷射控制。
在本发明的一实施方式中,所述短时间学习值运算单元以使所述喷射量修正值接近零的方式更新所述短时间学习值,所述长时间学习值运算单元以将所述短时间学习值引导至零的方式更新所述长时间学习值。
通过该构成,喷射量修正值的变动向短时间学习值转变,短时间学习值的变动向长时间学习值转变。由此,随着学习进行,喷射量修正值接近零,所以即使在暂时中断喷射量修正值的更新而复位喷射量修正值的开环控制的状态下,也能够适当地进行燃料喷射控制。
在本发明的一实施方式中,所述喷射量控制单元包含反馈控制中断单元,所述反馈控制中断单元在预定的中断条件成立时,中断所述喷射量修正值运算单元的运算,中断基于所述氧传感器的输出的反馈控制,所述短时间学习值运算单元在中断了所述反馈控制时,在预定的保持时间内保持所述短时间学习值,在中断所述反馈控制的时间达到所述预定的保持时间时,使所述短时间学习值渐渐地接近零,所述反馈修正量运算单元在中断了所述反馈控制时,以所述短时间学习值与所述长时间学习值的和为所述反馈修正量来进行运算。
通过该结构,若预定的中断条件成立,则中断反馈控制,成为使用短时间学习值与长时间学习值的和作为反馈修正量来运算燃料喷射量的控制值的开环控制。短时间学习值是吸收了发动机状态的中期变动的值,所以与只将长时间学习值用于开环控制的情况相比,能够进行适当的燃料喷射控制。另外,在从开环控制恢复到反馈控制时,喷射量修正值也只要吸收发动机状态的短期变动的影响即可,所以其绝对值可以是小的值。因此,在向反馈控制恢复时,能够迅速地实现适当的燃料喷射控制。
上述中断条件的例子是处于向所述排气通路导入空气的空气引入动作中、和处于使所述燃料喷射量为零的燃料切断控制中等。在排气通路配置有催化剂(尤其是三元催化剂)的情况下,有时通过向排气通路导入二次空气(不通过发动机的燃烧室的空气)的空气引入来有意提高排气通路内的氧浓度,从而谋求排气的净化。此时的氧浓度不反映供给到发动机的混合气中的燃料比例,所以中断反馈控制是适当的。另外,通过在使燃料喷射量为零的燃料切断中中断反馈控制,能够避免在燃料喷射再次开始时出现燃料切断的影响。
在本发明的一实施方式中,所述短时间学习值运算单元在所述喷射量修正值的绝对值比预定的高速学习阈值大时,以比所述短时间学习速度高的高速短时间学习速度来更新所述短时间学习值。在该构成中,在喷射量修正值的值大时,提高短时间学习值的学习速度。由此,能够在短时间内减小喷射量修正值的绝对值,所以即使暂时中断喷射量修正值的更新而复位喷射量修正值,也能够提早实现适当的燃料喷射控制。即,因为能够使喷射量修正值快速地转变为短时间学习值,所以在反馈控制中断时的开环控制时等,能够设定适当的燃料喷射量。
在发动机刚起动后,重新开始短时间学习,所以短时间学习值成为初始值。因此,喷射量修正值的绝对值因为也要吸收发动机的中期变动的影响所以成为大的值。在这样的情况下,高速地更新短时间学习值。由此,能够快速地进行适当的燃料喷射控制。
本发明的一实施方式的燃料喷射控制装置还包含异常判定单元,所述异常判定单元对所述短时间学习值及所述长时间学习值的和的绝对值与预定的异常阈值进行比较,来判定有无所述发动机的燃料供给系统的异常。
根据该构成,使用短时间学习值与长时间学习值的和的绝对值来进行燃料供给系统的异常判定。由此,能够基于中期的以及长期的发动机状态的变动,来判定燃料供给系统的异常。另一方面,因为没有将喷射量修正值用于异常判定,所以能够一边排除发动机状态的短期变动的影响一边进行异常判定,所以能够减小误判定的概率。
而且,短时间学习值的学习速度比较快,所以在燃料供给系统产生了异常时,能够快速地进行异常判定。另外,短时间学习值的学习速度快,所以长时间学习值的学习速度能够设为足够低。由此,能够不损伤燃料喷射控制的稳定性地、适当地进行燃料供给系统的异常判定。另外,短时间学习值在发动机的起动时不沿用上次的值,所以即使因暂时的情况导致短时间学习值变大,在下次运转时也不被沿用。由此,燃料供给系统的异常判定以及燃料喷射控制都能够适当地进行。
本发明的一实施方式的燃料喷射控制装置还包含:怠速停止单元,其在满足预定的怠速停止条件时,自动停止所述发动机;和再次起动单元,其在通过所述怠速停止单元使所述发动机自动停止的自动停止状态下,在满足预定的再次起动条件时再次起动所述发动机。而且,在通过所述再次起动单元再次起动了所述发动机时,所述短时间学习值运算单元沿用以前的所述短时间学习值。
根据该构成,通过在满足怠速停止条件时使发动机自动停止,能够提高燃料效率。在通过怠速停止单元而发动机自动停止时,可以认为在燃料喷射控制中不存在问题,所以继续使用以前的短时间学习值也可以。从而,在发动机从发动机自动停止状态再次起动时,沿用以前的短时间学习值。由此,能够适当地进行发动机再次起动后的燃料喷射控制。另一方面,在不是因怠速停止控制而导致发动机自动停止、而是因燃料喷射控制等不合适而导致发动机停止的情况下,以前的短时间学习值在下次发动机起动时不被沿用。由此,能够舍弃以前的短时间学习值,而重新开始适当的学习。
参照附图,通过以下所述的实施方式的说明来阐明本发明的上述或者另外其他的目的、特征以及效果。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的燃料喷射控制装置能够应用的车辆的侧视图。
图2是用于说明与车辆所具备的发动机相关的结构的结构图。
图3是用于说明与发动机的控制相关的功能性构成的框图。
图4是用于说明作为发动机控制器的ECU的处理的概要的流程图。
图5是用于说明喷射量修正值的运算处理的流程图。
图6是用于说明喷射量修正值的变动例的时间图。
图7是用于说明短时间学习值用的学习处理的流程图。
图8是用于说明长时间学习值用的学习处理的流程图。
图9是用于说明应用了本发明的其他实施方式的燃料喷射装置的车辆的电结构的框图。
图10是用于说明图9的实施方式的ECU的处理的概要的流程图。
具体实施方式
图1是本发明的一实施方式的燃料喷射控制装置能够应用的车辆的侧视图。本实施方式的车辆是作为骑乘型车辆的一例的机动两轮车1。机动两轮车1的形式可以不是图1所示的形式,也可以是所谓的小型摩托车型、轻型摩托车型、越野型、道路型等中任一形式的机动两轮车。另外,骑乘型车辆的形态不限定于机动两轮车,也可以是ATV(All-Terrain Vehicle,全地形车)等。所谓骑乘型车辆,是指乘员跨骑乘坐的形态的车辆。进而,本实施方式的燃料喷射控制装置能够应用的车辆不限定于骑乘型车辆,也能够应用于具有车厢的四轮车辆等。直截了当地说,本实施方式的燃料喷射控制装置能够广泛应用于具备燃料喷射式发动机的车辆。
机动两轮车1具备燃料箱2、车座3、作为内燃机的发动机4以及支承它们的车架5。作为乘员的骑手(rider)以及同乘者跨坐于鞍形的车座3。在车架5的前方设置有头管6(head pipe),在头管6支承有转向轴(未图示)。在该转向轴的上部固定有车把12。另外,在转向轴的下部设置有前叉7。在前叉7的下端部,以自由旋转的方式支承有前轮8。在车架5,以上下自由摆动的方式支承有摇臂9。在摇臂9的后端部,以自由旋转的方式支承有后轮10。发动机4的驱动力传递到后轮10。
在车把12的两端,设置有供骑手分别用左右手把持的一对把手。其中的一方(例如从坐在车座3上的骑手来看右侧的把手)是用于调节发动机4的输出的油门把手13。油门把手13以自由转动的方式结合于车把12的一端。油门把手13是油门操作部件的一例。在车把12的前方配置有显示面板14。显示面板14例如包含发动机转速表、车速表等仪表类、各种指示器类。
图2是用于说明与发动机4相关的结构的结构图。发动机4具备:气缸21;在气缸21内往返运动的活塞22;曲轴23;以及连杆24,其连接活塞22和曲轴23。发动机4是反复进行包括进气行程(冲程)、压缩行程、爆发行程以及排气行程的循环的四冲程式单缸发动机。但是,发动机4不限于单缸发动机,也可以是多缸发动机。
发动机4具备:作为喷射燃料的燃料喷射装置的燃料喷射阀25;对燃烧室26内的燃料进行点火的点火装置27;以及用于起动的起动马达28。在发动机4中,设置有检测曲轴23的转速的转速传感器31和检测发动机4的温度的温度传感器32。所谓曲轴23的转速,是指曲轴23的单位时间内的旋转数。以下,将曲轴23的转速简称为“发动机转速”。温度传感器32可以是检测发动机4的一部分(例如气缸21)的温度的传感器。在发动机4为水冷式的情况下,温度传感器32可以是检测冷却水的温度的冷却水温传感器。即,温度传感器32可以是直接检测发动机4的温度的传感器,也可以是经由冷却水等间接检测发动机4的温度的传感器。
发动机4具备:进气通路41,其将空气导入燃烧室26;进气阀42,其对进气通路41与燃烧室26之间进行开闭;排气通路43,其排出由在燃烧室26内的燃烧而产生的排气;以及排气阀44,其对燃烧室26与排气通路43之间进行开闭。在本实施方式中,燃料喷射阀25配置为向进气通路41内喷射燃料。但是,燃料喷射阀25也可以构成为直接向燃烧室26内喷射燃料。另外,也可以具备分别向进气通路41内以及燃烧室26内喷射燃料的两种燃料喷射阀。
在排气通路43设置有催化剂45。催化剂45例如是三元催化剂转换器,同时除去发动机4的排气中所包含的有害成分、即碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)以及氮氧化物(NOx)。更具体而言,可以是氧化碳化氢以及一氧化碳来使其无害化、还原氮氧化物来使其无害化的氧化/还原催化剂。要想高效率地进行氧化/还原,供给到发动机4的混合气中的空燃比需要是理论空燃比(化学当量比:stoichiometry)。因此,在排气通路43配置有氧传感器33,基于其输出信号来控制燃料喷射量。氧传感器33检测排气中所包含的氧浓度。更具体而言,氧传感器33是如下传感器:在混合气中的空燃比相对于理论空燃比处于燃料过剩的浓区域时输出浓信号,处于空气过剩的稀区域时输出稀信号。
在排气通路43连接有空气引入系统(AIS)29。空气引入系统29是如下二次空气导入装置:在预热(暖机)运转时那样地、以比化学当量比浓的状态运转时进行工作,向排气通路43中的催化剂45的上游侧导入二次空气。所谓二次空气,是指不通过燃烧室26的空气,包含大量氧。
燃料箱2和燃料喷射阀25通过燃料配管46连接。在燃料箱2的内部设置有:燃料泵47,其朝向燃料配管46供给燃料;和燃料传感器34,其检测燃料箱2内的燃料量。燃料传感器34可以是液面传感器等公知的传感器。加进燃料箱2中的燃料可以是汽油,也可以是混合汽油以及乙醇而成的混合燃料。在燃料配管46的中途,配置有用于将燃料的压力保持为大致恒定的燃料压力调节器48。由燃料箱2、燃料喷射阀25、燃料配管46、燃料泵47以及燃料压力调节器48等构成燃料供给系统。
在进气通路41,设置有检测作为进气通路41的内部压力的进气管压力的压力传感器35。在进气通路41配置有节气门40。节气门40与节气门拉索49结合。节气门拉索49与在车把12的一端设置的油门把手13结合。因此,通过骑手转动操作油门把手13,能够调节节气门40的开度,由此,能够调节发动机4的输出(发动机转速)。在节气门40附设有节气门开度传感器36。节气门开度传感器36通过检测节气门40的位置,来输出表示其开度的信号。
机动两轮车1具备ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)50作为进行发动机4的控制的发动机控制单元。机动两轮车1还具备电池15和主开关16。若使用者打开主开关16,则电池15与ECU50之间成为通电状态,而向ECU50供给电力。ECU50具有:运算部51,其执行各种运算;和存储部52,其存储用于进行后述控制的控制程序和各种信息。运算部51包含CPU,存储部52包含ROM以及RAM。在本实施方式中,存储部52包括由于主开关16的切断而失去存储内容的易失性存储器52V和即使主开关16的切断时也保持存储内容的、能够写入的非易失性存储器52N。
图3是用于说明与发动机4的控制相关的功能性构成的框图。在ECU50连接有前述的传感器类,并从各传感器向ECU50输入检测信号。具体而言,在ECU50连接有转速传感器31、温度传感器32、氧传感器33、燃料传感器34、压力传感器35以及节气门开度传感器36。ECU50基于这些传感器类的检测值等,来控制发动机4。
运算部51通过执行储存于存储部52的动作程序,实质上具有作为多个功能处理单元的功能。多个功能处理单元包括点火控制部61、喷射量控制部62、异常判定部63以及通知控制部64。
点火控制部61控制点火装置27。喷射量控制部62控制燃料喷射阀25,控制燃料喷射正时以及燃料喷射量。根据需要,喷射量控制部62与通常时相比增减燃料喷射量,或者切断燃料喷射。例如,在发动机4的预热完成之前(冷机时),与通常时相比增多燃料喷射量。另外,在加速时,也增多燃料喷射量,来使发动机4的输出增大。另外,在减速时,切断燃料喷射。在这样进行与通常时不同的燃料喷射控制时,中断基于氧传感器33的输出信号的燃料喷射量的反馈控制。异常判定部63执行判定有无燃料供给系统的异常的异常判定处理。通知控制部64在异常判定部63判定为燃料供给系统产生了异常时,执行用于向骑手通知该情况的控制等。更具体而言,使配置于显示面板14内的指示器14a点亮。也可以使用在显示面板14外部的指示器来进行同样的警告。
喷射量控制部62包括前馈喷射量运算部60、反馈修正量运算部65、喷射量控制值运算部69以及反馈控制中断部70。喷射量控制部62基于传感器类的输出来控制每一次来自燃料喷射阀25的燃料喷射量。更具体而言,喷射量控制部62控制燃料喷射时间。
前馈喷射量运算部60运算作为不根据氧传感器33的输出信号的反馈地求出的控制值的、前馈喷射量。反馈修正量运算部65基于氧传感器33的输出信号来运算用于修正燃料喷射量的反馈修正量。
例如,前馈喷射量运算部60基于转速传感器31、温度传感器32、压力传感器35、节气门开度传感器36等的输出信号,来运算前馈喷射量。具体而言,前馈喷射量运算部60使用使进气量(吸入空气量)与节气门开度以及发动机转速相关联的映射、或者使进气量与进气压力以及发动机转速相关联的映射,来求出进气量。然后,前馈喷射量运算部60决定对于该进气量、能够达成目标空燃比的基本喷射量。该基本喷射量适于在大气为常温且1个大气压的状态下的预热后的发动机。因此,前馈喷射量运算部60基于发动机温度、大气温度以及大气压力等,来修正基本喷射量。然后,前馈喷射量运算部60进行与加减速时的瞬态特性相应的修正。这样,求出修正了基本喷射量而得的前馈喷射量。
反馈修正量运算部65使用氧传感器33的输出信号,来求出用于修正前馈喷射量的反馈修正量。具体而言,反馈修正量运算部65包含喷射量修正值运算部66、短时间学习值运算部67、长时间学习值运算部68以及加算部71。
喷射量修正值运算部66基于氧传感器33的输出,来求出喷射量修正值。更具体而言,若氧传感器33的输出是稀信号,则以下次的燃料喷射量(更具体而言是燃料喷射时间)增加的方式求出喷射量修正值。进一步具体而言,在氧传感器33的输出是稀信号时,喷射量修正值运算部66使喷射量修正值增加作为恒定变化量的修正变化量的量。另一方面,若氧传感器33的输出是浓信号,则以下次的燃料喷射量(更具体而言是燃料喷射时间)减少的方式求出喷射量修正值。进一步具体而言,在氧传感器33的输出是浓信号时,喷射量修正值运算部66使喷射量修正值减小所述修正变化量的量。另外,在氧传感器33的输出刚从稀信号转变为浓信号后,喷射量修正值运算部66使喷射量修正值减小比所述修正变化量大的跳跃(skip)变化量的量。同样地,在氧传感器33的输出刚从浓信号转变为稀信号后,喷射量修正值运算部66使喷射量修正值增加所述跳跃变化量的量。
短时间学习值运算部67基于由喷射量修正值运算部66求出的喷射量修正值,来求出短时间学习值。短时间学习值运算部67在每个预定的短时间学习值更新周期(例如1秒),执行每次以短时间学习更新量更新短时间学习值的学习运算,该短时间学习更新量是比所述修正变化量小的恒定变化量。具体而言,短时间学习值运算部67使用氧传感器33的输出在稀信号与浓信号之间进行反转紧接着后、即紧接着跳跃后的喷射量修正值。更具体而言,求出时间上相邻的2次跳跃各自紧接着后的喷射量修正值的算术平均值。该算术平均值与能够使排气通路43的氧浓度为化学当量比(既不浓也不稀)附近的喷射量修正值对应。短时间学习值运算部67根据该算术平均值的符号,来使短时间学习值增减短时间学习更新量的量。由此,短时间学习值进行变化,以使得喷射量修正值接近零。喷射量修正值迅速地响应于氧传感器33的输出,与此相对,短时间学习值的学习速度、即短时间学习速度比喷射量修正值的变化缓慢。短时间学习速度用其更新周期和短时间学习更新量的积来表示。
在本实施方式中,短时间学习更新量根据喷射量修正值的绝对值的大小,被切换为通常更新量和高速更新量这2种。具体而言,短时间学习值运算部67在喷射量修正值的绝对值为预定的高速学习阈值以下时,将通常更新量设定为短时间学习更新量。另一方面,在喷射量修正值的绝对值超过所述高速学习阈值时,短时间学习值运算部67将比通常更新量大的高速更新量设定为短时间学习更新量。由此,在喷射量修正值大时,短时间学习更新量的变化速度、即学习速度变快,而执行高速学习。
长时间学习值运算部68基于短时间学习值运算部67所求出的短时间学习值,来求出以比短时间学习速度低的长时间学习速度来进行更新的长时间学习值。长时间学习值运算部68在每个预定的长时间学习值更新周期(例如3秒),以长时间学习更新量的量来更新长时间学习值,该长时间学习更新量是比短时间学习更新量小的恒定变化量。更具体而言,长时间学习值运算部68根据现在的短时间学习值的符号,而以长时间学习更新量的量更新长时间学习值。由此,长时间学习值进行变化,以使得短时间学习值渐渐接近零。因为长时间学习更新量是比短时间学习更新量小的值,所以即使它们的更新周期相同,长时间学习值的学习速度、即长时间学习速度也比短时间学习速度低。长时间学习速度用其更新周期和长时间学习更新量的积来表示。
加算部71将喷射量修正值运算部66所运算出的喷射量修正值、短时间学习值运算部67所运算出的短时间学习值以及长时间学习值运算部68所运算出的长时间学习值加起来,来求出反馈修正量。
如下式(A)那样,喷射量控制值运算部69求出前馈喷射量运算部60所求出的前馈喷射量与反馈修正量运算部65所求出的反馈修正量的和,来作为燃料喷射量的控制值。如前述那样,反馈修正量是所述喷射量修正值、所述短时间学习值以及所述长时间学习值的和。使用这样地求出的燃料喷射量的控制值,来求出燃料喷射阀25的燃料喷射量(燃料喷射时间)。基于该燃料喷射时间,喷射量控制部62控制燃料喷射阀25的动作。
控制值=前馈喷射量+反馈修正量
=前馈喷射量+喷射量修正值+短时间学习值+长时间学习值…(A)
随着学习运算进行,喷射量修正值向短时间学习值转变,短时间学习值向长时间学习值转变。由此,喷射量修正值接近零,从而引导至能够进行稳定的燃料喷射控制的状态。
喷射量修正值运算部66将求出的喷射量修正值储存于易失性存储器52V。另外,短时间学习值运算部67将求出的短时间学习值储存于易失性存储器52V。并且,长时间学习值运算部68将求出的长时间学习值储存于非易失性存储器52N。即,在本实施方式中,非易失性存储器52N是长时间学习值保持单元。若切断主开关16而ECU50失去电源,则储存于易失性存储器52V的喷射量修正值以及短时间学习值消失,长时间学习值保持于非易失性存储器52N内。因此,在下一次接通主开关16而开始ECU50的运算时,喷射量修正值以及短时间学习值从各自的初始值开始运算。对于长时间学习值,沿用(继承)保持于非易失性存储器52N的以前的学习值,开始其学习运算。
反馈控制中断部70在满足预定的中断条件时,使喷射量修正值运算部66的喷射量修正值的运算停止,并将喷射量修正值复位为零。由此,中断反馈氧传感器33的输出来控制燃料喷射量的反馈控制。在本实施方式中,所述中断条件包括以下条件a、b。
a:处于向排气通路43导入空气的空气引入系统29的工作中。
b:处于使燃料喷射量为零的燃料切断控制中。
若满足条件a、b中的任一个,则中断使用氧传感器33的输出的反馈控制。在空气引入系统29的工作中,二次空气被导入排气通路43。二次空气是不通过燃烧室26的空气,包含大量的氧。因此,在空气引入系统29的工作中,氧传感器33所检测出的氧浓度与供给到燃烧室26的混合气中的燃料比例无关。因此,若在空气引入系统29的工作中反馈氧传感器33的输出信号,则喷射量修正值不会成为适当的值。另外,在为了减速而成为节气门全闭时等所执行的燃料切断控制中也同样,氧传感器33的输出与混合气中的燃料比例不对应,所以还是不应该执行反馈控制。中断条件除此之外,还可以包括想要以理论空燃比(化学当量比)以外的空燃比来运转的情况等。
异常判定部63判定有无燃料供给系统的异常。具体而言,如下式(B)那样,异常判定部63运算短时间学习值与长时间学习值的和的绝对值作为判定值。
判定值=|短时间学习值+长时间学习值|…(B)
异常判定部63在所述判定值超过异常阈值时,判定为燃料供给系统产生了异常,在所述判定值为异常阈值以下时,判定为燃料供给系统无异常。若在燃料供给系统产生了异常,则不能适当地进行燃料的供给,所以在排气通路43检测出的稀状态或者浓状态不被消除,喷射量修正值持续取为绝对值大的值。与此相应地,短时间学习值取为大的绝对值,进而长时间学习值也取为大的绝对值。由此,判定值超过异常阈值,而引起燃料供给系统的异常判定。即使在加速时、减速时喷射量修正值暂时为大的值,也不立即影响短时间学习值或者长时间学习值。因此,排除由发动机状态的短期变动引起的影响,适当地进行燃料供给系统的异常判定。
燃料供给系统的异常的例子是燃料配管46的异常、燃料泵47的异常、燃料压力调节器48的异常以及燃料喷射阀25的异常等。哪个异常都能够通过监视上述判定值来检测出。
异常判定部63在判定为燃料供给系统产生异常时,将异常判定通知提供给通知控制部64。接受到该通知,通知控制部64执行用于向骑手通知异常的控制。具体而言,使显示面板14所具备的指示器14a点亮,来向骑手通知异常产生。
图4是用于说明ECU50的处理的概要的流程图。若主开关16导通而向ECU50供给电力,则喷射量修正值C以及短时间学习值S分别初始化为初始值(例如零)(步骤S1、S2)。另一方面,对长时间学习值L,加载储存于非易失性存储器52N的值(步骤S3)。该值是上次运转时的长时间学习值L的运算结果。即,对于短时间学习值S,不沿用上次运转时的学习结果,与此相对,对于长时间学习值L,沿用上次运转时的学习结果而开始其学习运算。
若由骑手进行发动机4的起动操作而发动机4起动(步骤S4),则ECU50运算前馈喷射量(步骤S5),然后判断是否满足中断条件(步骤S6)。所谓起动操作,是用于使起动马达28工作的起动机开关的操作、反冲式起动机操作杆的操作等。如前述那样,中断条件是应该将反馈氧传感器33的输出信号来控制燃料喷射量的反馈控制中断的条件。
若中断条件不成立(步骤S6:否),则ECU50分别运算喷射量修正值C、短时间学习值S以及长时间学习值L(步骤S7、S8、S9)。在中断条件成立的情况下(步骤S6:是),ECU50将零代入喷射量修正值C来使以前的喷射量修正值C无效化(步骤S10),且省略喷射量修正值C的运算(步骤S7),运算短时间学习值S以及长时间学习值L(步骤S8、S9)。
然后,ECU50求出前馈喷射量(FF)、喷射量修正值C、短时间学习值S以及长时间学习值L的和,并将其设为燃料喷射量用的控制值(步骤S11)。在中断条件成立时,喷射量修正值C成为零,所以反馈修正量实质上成为短时间学习值S与长时间学习值L的和。因此,控制值实质上成为前馈喷射量(FF)、短时间学习值S以及长时间学习值L的和。
ECU50使用这样地求出的控制值,来控制燃料喷射阀25的喷射时间(即燃料喷射量)(步骤S12)。
然后,ECU50求出短时间学习值S与长时间学习值L的和的绝对值,并将其设为用于燃料供给系统异常判定的判定值。ECU50比较该判定值与异常阈值TH的大小(步骤S13)。在判定值超过异常阈值TH时(步骤S13:是),ECU50使指示器14a点亮,来对骑手发出警告(步骤S14)。若判定值为异常阈值TH以下(步骤S13:否),则省略步骤S14,指示器14a保持于熄灭状态。
然后,ECU50判断是否产生了发动机熄火(步骤S15)。在产生了发动机熄火时(步骤S15:是),燃料喷射量可能暂时成为了不适当的值,所以ECU50使喷射量修正值C以及短时间学习值S初始化为零(步骤S16、S17)。长时间学习值L几乎不受短期影响,所以在发动机熄火时也保持其值。
ECU50判断是否切断了主开关16(步骤S18),若切断了主开关16(步骤S18:是),则执行预定的结束处理、切断电源。若未切断主开关16,而持续电力的供给(步骤S18:否),则在每个预定的控制周期(例如0.5秒)(步骤S19),反复执行自步骤S5起的处理。在发动机熄火后,经过发动机4的起动(步骤S4),在每个控制周期反复进行自步骤S5起的处理。
图5是用于说明喷射量修正值C的运算处理(喷射量修正值运算部66的运算动作)的流程图。喷射量修正值运算部66判定氧传感器33的输出是浓信号还是稀信号(步骤S31)。
在是浓信号时,喷射量修正值运算部66判断是否为自氧传感器33的输出成为浓信号后的最初的控制周期(步骤S32)。若是最初的控制周期(步骤S32:是),则如下式(1)所示,对于本次控制周期n(n是自然数)的喷射量修正值C(n),代入从上次控制周期n-1的喷射量修正值C(n-1)减去跳跃变化量Δs(其中,Δs>0)而得的值(步骤S33)。在刚起动发动机4后的控制周期中,喷射量修正值C(1)、C(0)都是零,所以C(1)=-Δs。但是,在发动机刚起动后,也可以不应用下式,而设为喷射量修正值C(1)=0。
C(n)=C(n-1)-Δs…(1)
若是氧传感器33的输出成为浓信号后第2次以后的控制周期(步骤S32:否),则如下式(2)所示,对于本次控制周期n的喷射量修正值C(n),代入从上次控制周期n-1的喷射量修正值C(n-1)减去恒定的修正变化量Δ(其中,0<Δ<Δs)而得的值(步骤S34)。
C(n)=C(n-1)-Δ…(2)
另一方面,在氧传感器33的输出是稀信号时(步骤S31),喷射量修正值运算部66判断是否为氧传感器33的输出成为稀信号后的最初的控制周期(步骤S35)。若是最初的控制周期(步骤S35:是),则如下式(3)所示,对于本次控制周期n的喷射量修正值C(n),代入对上次控制周期n-1的喷射量修正值C(n-1)加上跳跃变化量Δs而得的值(步骤S36)。在刚起动发动机4后的控制周期中,喷射量修正值C(1)、C(0)都是零,所以C(1)=+Δs。但是,在发动机刚起动后,也可以不应用下式,而设为喷射量修正值C(1)=0。
C(n)=C(n-1)+Δs…(3)
若是氧传感器33的输出成为稀信号后的第2次以后的控制周期(步骤S35:否),则如下式(4)所示,对于本次控制周期n的喷射量修正值C(n),代入对上次控制周期n-1的喷射量修正值C(n-1)加上恒定的修正变化量Δ而得的值(步骤S37)。
C(n)=C(n-1)+Δ…(4)
这样,以在每个控制周期以修正变化量Δ或者跳跃变化量Δs的量变动的方式求出喷射量修正值C。求出的修正值C写入易失性存储器52V(步骤S38)。因此,喷射量修正值C在切断主开关16而停止向ECU50的电力供给时,失去其值。
图6是用于说明喷射量修正值C的变动例的时间图。在氧传感器33的输出是稀信号的期间,喷射量修正值C在每个控制周期增加修正变化量Δ。由此,供给到燃烧室26的混合气中的燃料比例提高,从而氧传感器33的输出最终反转为浓信号。于是,喷射量修正值C减小跳跃变化量Δs的量(跳跃)。在氧传感器33的输出为浓信号的期间,喷射量修正值C在每个控制周期减小修正变化量Δ。由此,供给到燃烧室26的混合气中的燃料比例变低,从而氧传感器33的输出最终反转为稀信号。于是,喷射量修正值C增加跳跃变化量Δs的量(跳跃)。
图7是用于说明短时间学习值S用的学习处理(短时间学习值运算部67的运算动作)的流程图。短时间学习值运算部67判断使用氧传感器33的输出的燃料喷射量的反馈控制、即喷射量修正值C的更新是否中断(步骤S41)。若反馈控制没有中断(步骤S41:否),则短时间学习值运算部67进而判断喷射量修正值C的绝对值是否超过高速学习阈值(>0)(步骤S42)。
在喷射量修正值C的绝对值超过高速学习阈值时(步骤S42:是),短时间学习值运算部67根据喷射量修正值C的符号,更新短时间学习值S。具体而言,若喷射量修正值C为正(步骤S43:是),则如下式(5)所示,对于本控制周期n的短时间学习值S(n),代入对前一控制周期n-1的短时间学习值S(n-1)加上高速学习更新量SHU(其中,SHU>0)而得的值(步骤S44)。在刚起动发动机4后的控制周期中,短时间学习值S(1)、S(0)都是零,所以S(1)=+SHU。但是,在发动机刚起动后也可以不应用下式,而设为短时间学习值S(1)=0。
S(n)=S(n-1)+SHU…(5)
若喷射量修正值C为负值(步骤S45:是),则如下式(6)所示,对于本控制周期n的短时间学习值S(n),代入从前一控制周期n-1的短时间学习值S(n-1)减去高速学习更新量SHU而得的值(步骤S46)。在刚起动发动机4后的控制周期中,短时间学习值S(1)、S(0)都是零,所以S(1)=-SHU。但是,也可以在发动机刚起动后不应用下式,而设为短时间学习值S(1)=0。
S(n)=S(n-1)-SHU…(6)
若喷射量修正值C为零(在步骤S43、S45中都为否),则对本控制周期n的短时间学习值S(n)代入前一控制周期的短时间学习值S(n-1)(步骤S47),来维持以前的短时间学习值。
高速学习更新量SHU设定为比较大的正值。因此,在通过氧传感器33的反馈而设定了绝对值大的喷射量修正值C时,能够提高短时间学习值S的学习速度。由此,能够使喷射量修正值C的绝对值快速地减小。
在喷射量修正值C为高速学习阈值以下时(步骤S42:否),短时间学习值运算部67根据紧邻之前的2次跳跃紧接着后的喷射量修正值C的算术平均值AV的符号,来更新短时间学习值S。更具体而言,短时间学习值运算部67在产生跳跃时,求出该跳跃后的喷射量修正值C与其前一次跳跃后的喷射量修正值C的算术平均值AV(参照图6)。在该2次跳跃之间,存在能够使排气通路43内的氧浓度为目标值的控制值(适当值)。因此,通过使用算术平均值AV,能够以使喷射量修正值C接近零的方式更新短时间学习值S。具体而言,若算术平均值AV为正(步骤S48:是),则如下式(7)所示,对于本控制周期的短时间学习值S(n),代入对前一控制周期的短时间学习值S(n-1)加上短时间学习更新量SU而得的值(步骤S49)。其中,0<SU<SHU。另外,SU<Δ(喷射量修正值的修正变化量)。在刚起动发动机4后的控制周期中,短时间学习值S(1)、S(0)都是零,因此S(1)=+SU。但是,也可以在发动机刚起动后不应用下式,而设为短时间学习值S(1)=0。
S(n)=S(n-1)+SU…(7)
另一方面,若算术平均值AV为负(步骤S50:是),则如下式(8)所示,对于本控制周期的短时间学习值S(n),代入从前一控制周期的短时间学习值S(n-1)减去短时间学习更新量SU而得的值(步骤S51)。在刚起动发动机4后的控制周期中,短时间学习值S(1)、S(0)都是零,所以S(1)=-SU。但是,也可以在发动机刚起动后不应用下式,而设为短时间学习值S(1)=0。
S(n)=S(n-1)-SU (8)
若算术平均值AV为零(在步骤S48、S50中都为否),则对本控制周期的短时间学习值S(n)代入前一控制周期的短时间学习值S(n-1)(步骤S52),维持以前的短时间学习值。
另一方面,在中断了反馈控制时(步骤S41:是),短时间学习值运算部67判断自反馈控制中断起的经过时间是否小于预定的保持时间(例如300秒左右)(步骤S53)。若经过时间小于保持时间(步骤S53:是),则对本控制周期的短时间学习值S(n)代入前一控制周期的短时间学习值S(n-1)(步骤S54),维持以前的短时间学习值S。
若经过时间成为保持时间以上(步骤S53:否),则短时间学习值运算部67执行使短时间学习值S的绝对值每次减少衰减量A(其中,A>0)的处理。
具体而言,若前一控制周期的短时间学习值S(n-1)为正(步骤S55:是),则短时间学习值运算部67将从前一控制周期的短时间学习值S(n-1)减去衰减量A而得的值代入本控制周期的短时间学习值S(n)(步骤S56)。另一方面,若前一控制周期的短时间学习值S(n-1)为负(步骤S57:是),则短时间学习值运算部67将对前一控制周期的短时间学习值S(n-1)加上衰减量A而得的值代入本控制周期的短时间学习值S(n)(步骤S58)。若前一控制周期的短时间学习值S(n-1)为零(在步骤S55、S57中都为否),则短时间学习值运算部67将前一控制周期的短时间学习值S(n-1)(=0)代入本控制周期的短时间学习值S(n)(步骤S54)。
这样地求出的短时间学习值S(n)储存于易失性存储器52V(步骤S59)。因此,短时间学习值S(n)在切断主开关16而停止向ECU50的电力供给时,失去其值。
这样,短时间学习值S以将喷射量修正值C引导至零的方式更新,所以随着学习进行,喷射量修正值C向短时间学习值S转变。另外,在反馈控制中断的期间,在预定的保持时间内保持以前的短时间学习值S,之后短时间学习值S衰减。由此,在短时间的反馈控制中断时,能够维持短时间学习值S,所以在从反馈控制中断恢复时能够再次开始适当的燃料喷射控制。另外,在反馈控制的中断超过预定的保持时间时,短时间学习值渐渐地衰减,所以能够以与中断时间相应的比例来保持短时间学习值。因此,在从反馈控制中断恢复时,能够以合适的比例使短时间学习值反映到燃料喷射控制。
图8是用于说明长时间学习值L用的学习处理(长时间学习值运算部68的运算动作)的流程图。长时间学习值运算部68根据短时间学习值S的符号,来更新长时间学习值L。具体而言,若短时间学习值S为正值(步骤S61:是),则如下式(9)所示,对于本控制周期的长时间学习值L(n),代入对前一控制周期的长时间学习值L(n-1)加上长时间学习更新量LU(其中,0<LU<SU)而得的值(步骤S62)。在刚起动发动机4后的控制周期中,从非易失性存储器52N加载上次运转时的值来作为长时间学习值L(0),所以L(1)=(上次运转时的值)+LU。但是,也可以在发动机刚起动后不应用下式,而设为长时间学习值L(1)=L(0)=(上次运转时的值)。
L(n)=L(n-1)+LU…(9)
另一方面,若短时间学习值S为负值(步骤S63:是),则如下式(10)所示,对于本控制周期的长时间学习值L(n),代入从前一控制周期的长时间学习值L(n-1)减去长时间学习更新量LU而得的值(步骤S64)。在刚起动发动机4后的控制周期中,从非易失性存储器52N加载上次运转时的值来作为长时间学习值L(0),所以L(1)=(上次运转时的值)-LU。但是,也可以在发动机刚起动后不应用下式,而设为长时间学习值L(1)=L(0)=(上次运转时的值)。
L(n)=L(n-1)-LU…(10)
若短时间学习值S为零(在步骤S61、S63中都为否),则对本控制周期n的长时间学习值L(n)代入前一控制周期的长时间学习值L(n-1)(步骤S65),维持以前的长时间学习值。若是在发动机刚起动后,则原样使用上次运转时的长时间学习值。
这样地求出的长时间学习值L(n)储存于非易失性存储器52N。因此,即使切断主开关16而停止向ECU50的电力供给,长时间学习值L(n)也保持其值,在下次发动机4的起动时沿用于学习。
此外,也可以一边将长时间学习值L储存于易失性存储器52V,一边进行长时间学习值L的学习运算。并且,可以响应于切断了主开关16这一情况,ECU50将长时间学习值L写入非易失性存储器52N。更具体而言,可以与主开关16并联地设置继电器,并通过ECU50控制该继电器。由此,即使切断主开关16,ECU50也能自行保持电源。从而,响应于切断了主开关16这一情况,ECU50一边自行保持电源,一边将长时间学习值L写入非易失性存储器52N,之后切断继电器。对于喷射量修正值C以及短时间学习值S,不需要向非易失性存储器52N写入。
如以上那样,根据本实施方式的构成,燃料喷射量的控制值是前馈喷射量与反馈修正量的和,反馈修正量通过喷射量修正值C、短时间学习值S以及长时间学习值L的和来求出。喷射量修正值C基于响应于排气通路43内的氧浓度的氧传感器33的输出来求出,所以根据发动机4的排气的状态而快速地变动。短时间学习值S基于喷射量修正值C而以短时间学习速度来进行更新。具体而言,短时间学习速度用更新短时间学习值S的周期与短时间学习更新量SU的积来定义。长时间学习值L基于短时间学习值S而以长时间学习速度来进行更新。具体而言,长时间学习速度用更新长时间学习值L的周期与长时间学习更新量LU的积来定义。短时间学习速度比长时间学习速度快。即,短时间学习值S比长时间学习值L更快地变动。
因此,喷射量修正值C与短时间学习速度相应地渐渐向短时间学习值S转变,短时间学习值S与长时间学习速度相应地渐渐向长时间学习值L转变。由此,发动机状态的长期变动的影响被长时间学习值L吸收,发动机状态的中期变动的影响被短时间学习值S吸收,发动机状态的短期变动的影响被喷射量修正值C吸收。
由此,即使暂时中断喷射量修正值C的更新,也能够通过使用短时间学习值S以及长时间学习值L,来设定与发动机4的状态相应的适当的燃料喷射量。另外,在从喷射量修正值C的更新中断恢复时,喷射量修正值C只要吸收短期变动的影响即可,所以能够快速地设定适当的燃料喷射量。由此,能够提高燃料效率(燃料经济性),能够保持排气中的空燃比接近理论空燃比的状态,所以能够促进催化剂45的排气净化功能,由此能够提高排气的清洁度。
另一方面,在发动机4的起动时,沿用上次运转时的长时间学习值L,与此相对,短时间学习值S不沿用上次运转时的值。由此,短时间学习的影响不被永久化,所以即使将其学习速度设定为比较大、即将短时间学习更新量SU设为比较大,也不会给下次运转带来不好的影响。另外,通过设置短时间学习值S,能够充分地减慢长时间学习值L的学习速度。从而,通过将长时间学习更新量LU设定为比较小的值,而充分地减慢长时间学习值L的学习速度,能够减小发动机状态的中期变动带给长时间学习值L的影响。另外,长时间学习值L被下次运转沿用,从而在发动机4的起动时,也能够避免喷射量修正值C成为非常大的值。由此,在反馈控制开始前、或者在暂时中断喷射量修正值而复位喷射量修正值的开环控制的状态下,也能够实现适当的燃料喷射控制。
短时间学习值S以使喷射量修正值C接近零的方式进行更新,所以喷射量修正值C向短时间学习值S转变。换言之,基于喷射量修正值C来更新短时间学习值S,以使喷射量修正值C转变为短时间学习值S而被引导至零。另外,长时间学习值L以使短时间学习值S接近零的方式进行更新,所以短时间学习值S向长时间学习值L转变。换言之,基于短时间学习值S来更新长时间学习值L,以使短时间学习值S转变为长时间学习值L而被引导至零。由此,随着学习进行,喷射量修正值C接近零,所以即使在反馈控制开始前、或者在暂时中断喷射量修正值而复位喷射量修正值的开环控制的状态下,也能够适当地进行燃料喷射控制。
另外,在本实施方式中,若中断使用氧传感器33的输出的反馈控制,则成为以短时间学习值S与长时间学习值L的和为反馈修正量来运算燃料喷射量的控制值的开环控制。短时间学习值S是吸收了发动机状态的中期变动的值,所以与只使用长时间学习值L作为开环控制时的反馈修正量的情况相比,能够进行适当的燃料喷射控制。另外,在从开环控制恢复到反馈控制时,喷射量修正值C只要吸收发动机状态的短期变动的影响即可,所以其绝对值可以是小的值。因此,在从反馈控制恢复时,能够迅速地实现适当的燃料喷射控制。
进而,在本实施方式中,在空气引入动作中以及燃料切断中,中断反馈控制。空气引入动作中的排气通路43内的氧浓度不反映供给到发动机4的混合气的空燃比,所以中断反馈控制是适当的。另外,通过在使燃料喷射量为零的燃料切断中中断反馈控制,能够避免在燃料喷射再次开始时出现燃料切断的影响。
另外,在本实施方式中,在喷射量修正值C比高速学习阈值大时,提高短时间学习值S的学习速度。具体而言,以高速短时间学习速度来更新短时间学习值S,该高速短时间学习速度用更新短时间学习值S的控制周期与高速学习更新量SHU的积来表示。由此,因为能够快速地减小喷射量修正值C的值,所以能够提早实现适当的燃料喷射控制。即,因为能够使喷射量修正值C快速地转变为短时间学习值S,所以能够在反馈控制中断时的开环控制时等,设定适当的燃料喷射量。
在发动机刚起动后,短时间学习值S成为初始值,所以喷射量修正值C因为也要吸收发动机4的中期变动的影响所以成为大的值。在这样的情况下,高速地更新短时间学习值S。由此,能够快速地进行适当的燃料喷射控制。
另外,在本实施方式中,短时间学习值S与长时间学习值L的和的绝对值被设为异常判定值,若该异常判定值超过异常阈值TH,则判定为燃料供给系统产生异常,指示器14a点亮。由此,能够向骑手通知燃料供给系统的异常。异常判定值是短时间学习值S与长时间学习值L的和的绝对值,所以能够基于中期的以及长期的发动机状态的变动,来判定燃料供给系统的异常。另一方面,因为没有将喷射量修正值C用于异常判定,所以能够一边排除发动机状态的短期变动的影响一边进行异常判定,所以能够减小误判定的概率。而且,因为短时间学习值S的学习速度比较快,所以在燃料供给系统产生了异常时,能够快速地进行异常判定。另外,因为短时间学习值S的学习速度快,所以长时间学习值L的学习速度能够设为足够低。由此,能够不损伤燃料喷射控制的稳定性地、适当地进行燃料供给系统的异常判定。另外,短时间学习值S在发动机4的起动时不沿用上次的值,所以即使因暂时的情况导致短时间学习值S变大,在下次运转时也不被沿用。由此,燃料供给系统的异常判定以及燃料喷射控制都能够适当地进行。
图9是用于说明应用了本发明的第2实施方式的燃料喷射装置的车辆的电结构的框图。在该第2实施方式的说明中,再次参照前述图1~图8。图9所示的构成取代前述图3的构成而被使用。在图9中,对与图3所示的各部分的对应部分附上相同的参照标记,并省略说明。
在本实施方式中,ECU50的运算部51,作为功能处理部包含点火控制部61、喷射量控制部62、异常判定部63、通知控制部64、怠速停止部73以及再次起动部74。怠速停止部73在满足预定的怠速停止条件时使发动机4自动停止。再次起动部74在通过怠速停止部73使发动机4自动停止了的自动停止状态下,若满足预定的再次起动条件则再次起动发动机4。
怠速停止条件可以是以下所有条件A1~A5都持续预定的持续时间(例如3秒钟)。
A1:节气门开度为全闭开度。
A2:车速为预定值(例如3km/h)以下。
A3:发动机转速处于怠速转速区(例如2500rpm以下)。
A4:发动机温度为预定值(例如60℃)以上。
A5:电池15的剩余容量为预定值以上。
再次起动条件可以是节气门开度成为预定开度以上。因此,通过骑手操作油门把手13,能够使发动机4的曲轴起转开始,使发动机4再次起动。
在通过怠速停止部73而使发动机4自动停止了时,与发动机熄火的情况不同,可以认为燃料喷射量的控制值是适当的值。从而,在本实施方式中,在通过怠速停止部73而使发动机4自动停止了时,保持短时间学习值S。因此,短时间学习值运算部67在通过再次起动部74再次起动了发动机4时,沿用储存于易失性存储器52V的以前的短时间学习值,再次开始学习动作。
图10是用于说明本实施方式的ECU50的处理的概要的流程图。在图10中,对进行与前述图4所示的各步骤同样的处理的步骤附上相同的参照标记,并省略说明。
在发动机4起动(步骤S4)后,判断是否满足怠速停止条件(步骤S21)。若不满足怠速停止条件(步骤S21:否),则执行自步骤S5起的处理。若满足怠速停止条件(步骤S21:是),则ECU50停止点火控制以及燃料喷射控制,使发动机4自动停止(步骤S22)。之后,判断是否满足再次起动条件(步骤S23)。
若满足再次起动条件(步骤S23:是),则ECU50使起动马达28通电而开始发动机4的曲轴起转,然后再次开始点火控制以及燃料喷射控制,使发动机4再次起动(步骤S24)。之后,喷射量修正值C被复位为零(步骤S25)。另外,短时间学习值S从易失性存储器52V加载上次运转时的值并沿用(步骤S26)。并且,长时间学习值L从非易失性存储器52N加载上次运转时的值并沿用(步骤S27)。
若不满足再次起动条件(步骤S23:否),则ECU50判断是否切断了主开关16(步骤S28)。若没有切断主开关16(步骤S28:否),则监视再次起动条件是否成立(步骤S23)。若切断了主开关16(步骤S28:是),则ECU50执行预定的结束处理,切断电源。因此,保持于易失性存储器52V的喷射量修正值C以及短时间学习值S的值失去,保持于非易失性存储器52N的长时间学习值L为了燃料喷射控制而被沿用。
这样,根据本实施方式,在满足怠速停止条件时自动停止发动机4,所以能够提高燃料效率。在通过怠速停止功能而发动机4自动停止的情况下,保持于易失性存储器52V的短时间学习值S可以认为是适当的值。从而,在发动机从由怠速停止功能引起的发动机自动停止状态再次起动时,沿用以前的短时间学习值S,使用该短时间学习值S来求出燃料喷射量用的控制值。由此,能够在再次起动后立即适当地进行发动机再次起动后的燃料喷射控制。
另一方面,在不是因怠速停止控制而导致发动机4自动停止、而是因燃料喷射控制等不合适而导致发动机4停止的情况下,以前的短时间学习值S在下次发动机起动时不被沿用(步骤S14、S16)。由此,能够舍弃可能不合适的以前的短时间学习值S,而重新开始适当的学习。
以上,说明了本发明的实施方式,但是本发明还能够以其他的方式来实施。例如,在前述实施方式中,短时间学习值S储存于易失性存储器52V,在切断向ECU50的电力供给时消失。但是,也可以将短时间学习值S储存于非易失性存储器52N。在这种情况下,在接通电源后第一次起动发动机4时,ECU50将以前的短时间学习值S初始化为零即可。
另外,在前述图4以及图10中,示出了如下的例子:在发动机起动(步骤S4)之前,初始化喷射量修正值C以及短时间学习值S(步骤S1、S2),并加载长时间学习值L(步骤S3)。但是,也可以在发动机起动后执行步骤S1、S2、S3的处理的一部分或者全部。
另外,在前述实施方式中,主要通过短时间学习更新量SU以及长时间学习更新量LU的设定,来设定短时间学习速度以及长时间学习速度。但是,也能够通过取代学习更新量SU、LU的设定,或者与学习更新量SU、LU的设定一起,设定它们的更新周期,来设定它们的学习速度。
进而,也可以使用对于如前述实施方式那样地求出的短时间学习值S乘以或者除以系数(常数或者变量)而得到的值作为“短时间学习值”。同样地,也可以使用对于如前述实施方式那样地求出的长时间学习值L乘以或者除以系数(常数或者变量)而得到的值作为“长时间学习值”。进一步来说,只要使用喷射量修正值、学习速度快的短时间学习值以及学习速度慢的长时间学习值的和来运算燃料喷射量的控制值即可,喷射量修正值、短时间学习值以及长时间学习值的运算不限定于前述实施方式的例子。
本申请与2013年3月22日向日本专利厅提交的特愿2013-060591号对应,该申请的全部内容通过引用而包含于此。
详细地说明了本发明的实施方式,但是这些只不过是为了阐明本发明的技术内容而使用的具体例,本发明不应该被解释为限定于这些具体例,本发明的范围仅通过后附的权利要求书进行限定。
Claims (7)
1.一种燃料喷射控制装置,用于控制车辆的发动机所具备的燃料喷射装置的燃料喷射量,其特征在于,包含:
氧传感器,其响应于所述发动机的排气通过的排气通路内的氧浓度;和
喷射量控制单元,其基于所述氧传感器的输出来控制所述燃料喷射量,
所述喷射量控制单元包含:
喷射量修正值运算单元,其基于所述氧传感器的输出来求出喷射量修正值;
短时间学习值运算单元,其基于所述喷射量修正值,来求出以预定的短时间学习速度更新的短时间学习值;
长时间学习值运算单元,其基于所述短时间学习值,来求出以比所述短时间学习速度低的长时间学习速度更新的长时间学习值;
反馈修正量运算单元,其基于所述喷射量修正值、所述短时间学习值以及所述长时间学习值的和来运算反馈修正量;
喷射量控制值运算单元,其使用所述反馈修正量来运算所述燃料喷射量的控制值;以及
长时间学习值保持单元,其保持所述长时间学习值,
在所述发动机起动时,所述长时间学习值运算单元从所述长时间学习值保持单元读出以前的所述长时间学习值来使用,另一方面,所述短时间学习值运算单元不沿用以前的所述短时间学习值而重新开始短时间学习值的运算。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置,
所述短时间学习值运算单元以使所述喷射量修正值接近零的方式更新所述短时间学习值,
所述长时间学习值运算单元以将所述短时间学习值引导至零的方式更新所述长时间学习值。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置,
所述喷射量控制单元包含反馈控制中断单元,该反馈控制中断单元,若预定的中断条件成立,则中断所述喷射量修正值运算单元的运算,中断基于所述氧传感器的输出的反馈控制,
所述短时间学习值运算单元,在所述反馈控制被中断了时,在预定的保持时间内保持所述短时间学习值,若所述反馈控制中断的时间达到所述预定的保持时间,则使所述短时间学习值渐渐地接近零,
所述反馈修正量运算单元,在所述反馈控制被中断了时,以所述短时间学习值与所述长时间学习值的和为所述反馈修正量来进行运算。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射控制装置,
所述反馈控制中断单元,在向所述排气通路导入空气的空气引入动作中和使所述燃料喷射量为零的燃料切断控制中,中断所述反馈控制。
5.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置,
所述短时间学习值运算单元,在所述喷射量修正值的绝对值比预定的高速学习阈值大时,以比所述短时间学习速度高的高速短时间学习速度来更新所述短时间学习值。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的燃料喷射控制装置,还包含:
异常判定单元,其对所述短时间学习值及所述长时间学习值的和的绝对值与预定的异常阈值进行比较,来判定有无所述发动机的燃料供给系统的异常。
7.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置,还包含:
怠速停止单元,若满足预定的怠速停止条件,则自动停止所述发动机;和
再次起动单元,在通过所述怠速停止单元使所述发动机自动停止了的自动停止状态下,若满足预定的再次起动条件,则再次起动所述发动机,
在通过所述再次起动单元再次起动了所述发动机时,所述短时间学习值运算单元沿用以前的所述短时间学习值。
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