CN106460697B - 可以使用不同性能的燃料工作的内燃机的空气-燃料比控制 - Google Patents

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Abstract

通过使用第一校正值和第二校正值执行空气‑燃料比反馈控制，第一校正值根据检测到的空气‑燃料混合物的空气‑燃料比(A/F)与目标A/F之间的差来确定，第二校正值根据燃料的性能来确定。当在使用具有不同燃料性能的燃料重新填充燃料箱之后，如果第一校正值的绝对值大于预定阈值时，则执行燃料性能学习控制以校正第二校正值，使得第一校正值变得不大于预定阈值。第二校正值存储在燃烧继续校正值范围中，该范围是允许混合物的A/F被包括在其中燃烧可以继续的A/F范围内的第二校正值的范围。当A/F反馈控制和燃料性能学习控制被中断时，第二校正值被设定为燃烧继续校正值范围内的值。

Description

可以使用不同性能的燃料工作的内燃机的空气-燃料比控制
技术领域
本发明涉及内燃机的控制系统，该内燃机使用具有每当执行充入(charging)时性能(特性或性质)可能变化的可能性的燃料。
背景技术
通常，众所周知执行空气-燃料比反馈控制以校正燃料喷射量，使得要在内燃机中燃烧的空气-燃料混合物的空气-燃料比等于目标空气-燃料比。特别地，当通过使用压缩天然气(CNG)的内燃机的控制系统执行空气-燃料比反馈控制时，要求即使当CNG的性能变化时内燃机也可以适当地工作。为此，已知这样一种技术：在使用燃料执行充入之后，基于空气-燃料比反馈控制中的燃料喷射量的校正值的大小，根据学习控制校正与空气-燃料混合物的燃烧状态相关的参数(例如，参见专利文献1)。
即，在使用具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料的内燃机的情况下，恐怕即使维持相同的燃烧条件也可能发生发动机失速或哑火，这是由以下事实造成的：化学计量空气-燃料比在使用燃料充入之前和之后提供的情况之间变化。作为应对措施，在对应于燃料性能差异时，在某些情况下已经通过以下方式执行空气-燃料比反馈控制：如果被使用以允许混合物的空气-燃料比接近空气-燃料比反馈控制中的目标空气-燃料比的第一校正值的大小在使用燃料充入之后变得过大，则为了减小第一校正值的大小而使用第二校正值执行学习校正控制。
引用列表
专利文献
[专利文献1]WO2013/076811A
[专利文献2]JP2013-130123A
[专利文献3]JP2011-220253A
发明内容
技术问题
在上面描述的控制的情况下，在完成适合于燃料性能的学习校正控制并且第二校正值的大小具有适当值之前，需要特定时间范围。进一步，如果由于发动机停止要求而需要停止燃烧并且空气-燃料比反馈控制和适合于燃料性能的学习校正控制被中断，则重设控制参数(例如，第一校正值)。因此，如果空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始，则与在中断之前使用的控制参数的值相比，控制参数的值极大地变化，并且混合物的空气-燃料比与目标空气-燃料比之间的差增大。因此，恐怕可能发生发动机失速或哑火。
本发明已考虑到上述情况，并且本发明涉及这样的内燃机，其使用具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料。本发明涉及用于执行燃料性能学习控制的内燃机的控制系统，在该燃料性能学习控制中，尤其在使用燃料执行充入之后，如果在空气-燃料比反馈控制中第一校正值的大小大于阈值，则在学习第二校正值以使第一校正值的绝对值不大于阈值的同时确定燃料喷射量，在该空气-燃料比反馈控制中，混合物的空气-燃料比被允许接近目标空气-燃料比。
本发明的目的是提供一种技术，该技术使得即使在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断或停止并且然后重新开始之后，也可以抑制发生这种情况：即，混合物的空气-燃料比与目标空气-燃料比之间的差过度增大并且燃烧变得不稳定。
问题的解决方案
为了实现如上所述的目的，本发明提供一种内燃机的控制系统，所述内燃机使用具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料，所述内燃机的控制系统包括：
空气-燃料比反馈控制装置，其通过使用第一校正值和第二校正值执行空气-燃料比反馈控制，该空气-燃料比反馈控制用于确定燃料喷射量，使得空气-燃料比接近目标空气-燃料比，所述第一校正值根据检测到的在所述内燃机中燃烧的空气-燃料混合物的空气-燃料比与所述目标空气-燃料比之间的差来确定，所述第二校正值根据所述燃料的性能来确定；以及
燃料性能学习装置，如果在使用所述燃料执行充入之后，在所述空气-燃料比反馈控制中所述第一校正值的绝对值大于预定阈值，则所述燃料性能学习装置执行燃料性能学习控制，该燃料性能学习控制用于校正所述第二校正值，使得在所述空气-燃料比反馈控制中所述第一校正值的绝对值不大于所述预定阈值；以及所述内燃机的控制系统进一步包括：
存储装置，其存储燃烧继续校正值范围作为所述第二校正值的如此范围：该范围允许空气-燃料混合物的空气-燃料比被包括在其中燃烧能在所述内燃机中继续的空气-燃料比范围内；
判定装置，其判定在所述燃料性能学习装置开始所述燃料性能学习控制之后，所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制是否被中断；以及
设定装置，如果所述判定装置判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断，则所述设定装置执行设定，使得所述第二校正值处于存储在所述存储装置中的所述燃烧继续校正值范围内，该第二校正值要在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制重新开始时使用。
在本上下文中，假设这种情况：即，在执行使用所述燃料充入，并且所述燃料性能学习装置执行的所述燃料性能学习控制开始之后，所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断或停止并且然后重新开始。在这种情况下，响应于所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制的中断，重设控制参数(例如，所述第一校正值)。因此，当所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制重新开始时，恐怕与在中断之前提供的控制参数的值相比，控制参数的值可能极大地改变。因此，尤其当进行充入的燃料的性能从先前已使用的燃料的性能极大地变化时，则化学计量空气-燃料比由于性能的变化而改变，因此，混合物的空气-燃料比与目标空气-燃料比之间的差距(偏差或差异)增大。恐怕因此在某些情况下，在内燃机中产生发动机失速或哑火。
相反，在本发明中，如果所述判定装置判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断，则所述设定装置执行设定，使得所述第二校正值处于存储在所述存储装置中的所述燃烧继续校正值范围内，所述第二校正值在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制重新开始时使用。
因此，在所述燃料性能学习控制重新开始之后，在使用可以从市场上购买并且假设被用于所述内燃机的燃料的条件下，所述内燃机中的混合物的空气-燃料比可以被包括在其中燃烧可以继续的空气-燃料比范围内。因此，在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制重新开始之后，即使在其中所述第二校正值未收敛的状态下，也可抑制在所述内燃机中发生发动机失速或哑火。
进一步，在本发明中，具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料是压缩天然气。通过这样做，在本情况下，在使用压缩天然气作为燃料的内燃机中，可以在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断并且然后重新开始之后抑制发生发动机失速或哑火，所述压缩天然气是具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料的典型实例。但是，该事实并不意味着在本发明中具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料被限于所述压缩天然气。
进一步，在本发明中，所述判定装置可以通过判定有无要根据减速请求执行的燃料切断，判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制是否被中断。
在这种情况下，当驾驶者作出减速请求时，在某些情况下执行燃料切断。在其中执行所述燃料切断的期间，所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断。如上所述，根据所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制的中断重设控制参数(例如，所述第一校正值)。因此，当取消所述燃料切断，并且重新开始所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制时，则恐怕与在中断之前提供的所述控制参数的值相比，所述控制参数的值可能极大地改变。因此，尤其当进行充入的燃料的性能从先前已使用的燃料的性能极大地变化时，则化学计量空气-燃料比改变，因此混合物的空气-燃料比与目标空气-燃料比之间的差距增大。恐怕因此在某些情况下，在内燃机中产生发动机失速或哑火。
相反，在本发明中，所述判定装置通过判定有无基于减速请求的燃料切断，判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制是否被中断。如果所述判定装置判定基于减速请求的燃料切断被执行，则所述设定装置执行设定，使得所述第二校正值是存储在所述存储装置中的所述燃烧继续校正值范围内的值。
因此，在燃料切断取消之后，紧接在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制重新开始之后，在使用可以从市场上购买并且假设被用于所述内燃机的燃料的条件下，所述内燃机中的混合物的空气-燃料比被允许包括在其中至少燃烧可以继续的空气-燃料比范围内。因此，在燃料切断取消之后，紧接在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制重新开始之后，即使在其中所述第二校正值未收敛的状态下，也可以抑制在内燃机中发生发动机失速或哑火。
注意，在本发明中，除了如上所述其中判定燃料切断被执行的情况之外，针对其中所述判定装置判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断的情况假设各种情况。例如，针对其中可以使用诸如CNG和汽油之类的多种类型燃料的内燃机假设以下情况。即，当驾驶者在高负荷工作期间手动选择使用汽油时，则检测到要使用的燃料从先前已使用的CNG改变为汽油，并且判定已针对CNG执行的所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制停止。进一步，针对混合动力车辆假设以下情况。即，通过判定EV模式被选择，判定内燃机的所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断。
进一步，在本发明中，如果在所述判定装置判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断的时间点处提供的所述第二校正值大于所述燃烧继续校正值范围的最大值，则所述设定装置可执行设定，使得所述第二校正值为所述燃烧继续校正值范围的最大值，而如果在所述时间点处提供的所述第二校正值小于所述燃烧继续校正值范围的最小值，则所述设定装置可执行设定，使得所述第二校正值为所述燃烧继续校正值范围的最小值。
因此，如果判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断，则将所述第二校正值设定为这样的值：该值最接近在其中判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断的时间点处提供的在所述燃烧继续校正值范围内包括的所述第二校正值。因此，可以从所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断的时间点处尽可能小地减少所述第二校正值的变化。可以尽可能小地减少内燃机的燃烧状态的变化。可以抑制所述内燃机的燃烧状态的不稳定。
注意，可以尽可能组合和使用用于解决本发明任务的装置。
发明的有益效果
根据本发明，在使用具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料的内燃机中，即使紧接在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断并且然后重新开始之后，也可以抑制发生所述内燃机中混合物的空气-燃料比与目标空气-燃料比之间的差过大的这种情况，并且抑制发生发动机失速或哑火。
附图说明
图1示出应用本发明的车辆的示意性布置。
图2示出表示本发明实施例中CNG燃料的惰性气体浓度与化学计量空气-燃料比之间的关系的图。
图3示出本发明实施例中CNG的燃料性能、燃料性能学习校正值和在该条件下获取的空气过剩率λ之间的示例性关系。
图4示出本发明第一和第二实施例中当在燃料性能学习控制期间请求伴随燃料切断的减速时，对内燃机中的混合物的空气-燃料比产生的影响。
图5示出本发明第一实施例中燃料性能关联控制例程的流程图。
图6示出本发明第二实施例中燃料性能关联控制例程2的流程图。
具体实施方式
下面将通过实例的方式参考附图详细解释用于执行本发明的最佳方式。
实施例1
首先，将基于图1至3解释本发明的第一实施例。图1示出应用本发明的车辆的示意性布置。图1所示的车辆是其上承载要使用CNG的内燃机的车辆。参考图1，在车辆100上承载内燃机1和燃料箱2。内燃机1具备多个气缸3和燃料喷射阀4，燃料喷射阀4将燃料喷射到各个气缸3中。进一步，进气通道5和排气通道6被连接到内燃机1。进气通道5是这样的通道：其被设置为将从大气吸入的新鲜空气(空气)引入到内燃机1的气缸3。进气节流阀7和进气温度传感器8被附接在进气通道5的中间位置处，进气节流阀7用于改变进气通道5的通道横截面积，进气温度传感器8用于测量新鲜空气(空气)的温度(外部空气温度)。
排气通道6是这样的通道：其被设置为将从气缸3排出的燃烧气体(排气)在例如通过排气净化催化剂和消声器或消音器之后排出到大气中。A/F传感器9被附接在排气通道6的中间位置处，A/F传感器9输出与混合物的空气-燃料比关联的电信号。燃料箱2是储存压缩天然气(CNG)的箱体。压力传感器10被附接到燃料箱2以便测量燃料箱2中的压力。进一步，燃料箱2经由燃料供给管11与内燃机1的燃料喷射阀4连通。燃料供给管11是这样的通道：其被设置为将包含在燃料箱2中的CNG引入到燃料喷射阀4。燃料箱2经由入口导管13被连接到充入端口12，充入端口12被附接到车辆100的主体。当例如布置在加油站中的充入喷嘴被插入时，充入端口12被打开，并且从充入喷嘴供给的CNG被引入到入口导管13。
在如上述构造的车辆100上承载ECU 14。ECU 14是电子控制单元，其例如由CPU、ROM、RAM和备用RAM构成。例如包括进气温度传感器8、A/F传感器9和压力传感器10的各种传感器被电连接到ECU 14。进一步，例如包括燃料喷射阀4和进气节流阀7的各种装置被电连接到ECU 14。ECU 14基于从各种传感器输入的信号控制各种装置。
进一步，除了与各种装置和内燃机1的控制相关的程序之外，其中存储各种类型数据的映射(map)也被存储在ECU 14的ROM中。在以下实施例中描述的燃料性能关联控制例程和燃料性能关联控制例程2也是存储在ECU 14的ROM中的程序。
现在将简要解释当完全不考虑燃料性能时执行的空气-燃料比控制。在这种情况下，ECU 14根据内燃机1的负荷和转速计算燃料喷射量，并且ECU 14根据所计算的燃料喷射量控制燃料喷射阀4。特别地，ECU 14根据以下表达式(1)计算燃料喷射量(燃料喷射阀4的开阀时间)。
燃料喷射量＝基本喷射量×(1+A/F校正值1)…(1)
在表达式(1)中，从映射获得基本喷射量，在该映射中，例如进气量和/或发动机的转速被提供作为自变量。在此提到的映射通过例如利用实验的自适应过程来预先确定，并且如上所述，该映射被存储在ECU 14的ROM中。进一步，A/F校正值1是这样的校正系数(空气-燃料比反馈校正系数)：其被设置为消除目标空气-燃料比与检测到的空气-燃料比(A/F传感器9检测到的空气-燃料比)之间的差距。例如，根据以下表达式(2)计算A/F校正值1。
A/F校正值1＝FB校正值+空气-燃料比学习校正值…(2)
在上面描述的表达式(2)中，FB校正值是基于目标空气-燃料比与所检测到的空气-燃料比之间的差确定的校正值(空气-燃料比反馈校正值)。进一步，空气-燃料比学习校正值是这样的学习值：其被设置为补偿目标空气-燃料比与所检测到的空气-燃料比之间的不变差距(例如，由例如燃料喷射阀4的喷射特性的依赖时间的变化产生的差距)。在这种情况下，FB校正值对应于该实施例中的第一校正值。
当根据表达式(1)和表达式(2)确定燃料喷射量(燃料喷射时间)时，在气缸3中燃烧的空气-燃料混合物的空气-燃料比从而可以被允许与目标空气-燃料比一致。因此，内燃机1的输出可以被允许与驾驶者要求的要求输出一致。否则，排气的性能可以是适合于排气净化装置的净化能力的性能。注意，不一定必须在上面描述的空气-燃料比的控制中引入空气-燃料比学习校正值。在这种情况下，A/F校正值1是表达式(2)’表示的FB校正值本身。
A/F校正值1＝FB校正值…(2)’
在本上下文中，压缩天然气(CNG)的性能不一定一致，并且在某些情况下性能可能不同，取决于用于使用CNG执行充入的每个充入场所。当使用CNG充入燃料箱时，燃料箱中剩余的CNG(在下文中，也称为“剩余CNG”)与执行充入使用的CNG(在下文中，也称为“充入CNG”)混合。如果充入CNG的性能不同于剩余CNG的性能，则在使用充入CNG充入之后从燃料箱向内燃机1供给的CNG(通过混合充入CNG与剩余CNG获得的CNG(在下文中，也称为“混合CNG”))的性能不同于剩余CNG的性能。
CNG的性能变化对内燃机的工作状态产生的影响通过理论空气-燃料比(在下文中，也称为“化学计量A/F”)的变化来例示，如图2所示。特别地，当包含在气体燃料中的惰性气体(例如，二氧化碳(CO2)和氮气(N2))的浓度变化时，包含在空气-燃料混合物中的CNG与氧气的相互反应既不太多也不太少时的空气-燃料比(理论空气-燃料比或化学计量A/F)变化。更具体地说，化学计量A/F根据CNG的惰性气体浓度的增大而线性减小。
在这种情况下，如果剩余CNG与充入CNG之间的性能差异度大，则化学计量A/F的值也极为不同，如图2的A和B所示。因此，如果在假设燃料性能恒定的情况下控制空气-燃料比，则在某些情况下混合物的空气-燃料比与目标空气-燃料比之间的差距增大。因此，例如FB校正值的变化量在空气-燃料比反馈控制开始时也增大。因此，内燃机1执行的燃烧变得不稳定。具有以下可能性：可能发生发动机失速或哑火。
作为应对措施，在该实施例的内燃机1中，如果表达式(2)中的FB校正值的绝对值大于预设阈值，则判定燃料性能的差异大，并且针对燃料性能执行学习控制。在该控制中，通过表达式(3)代替表达式(1)来表示从燃料喷射阀4喷射的最终燃料喷射量。
最终喷射量＝基本喷射量×(1+A/F校正值2)…(3)
在表达式(3)中，基本喷射量是这样的喷射量：它以与表达式(1)中相同的方式从映射获得，在该映射中，例如进气量和/或发动机的转速被提供作为自变量。进一步，A/F校正值2是这样的校正值：其被设置为通过校正基本喷射量来优化燃料喷射量，以便补偿目标空气-燃料比与A/F传感器9检测到的混合物的空气-燃料比之间的差以及剩余CNG与充入CNG之间的性能差异导致的化学计量A/F的变化。
在这种情况下，表达式(3)中的A/F校正值2被确定为FB校正值、空气-燃料比学习校正值和燃料性能学习校正值之和，如表达式(4)所示。
A/F校正值2＝FB校正值+空气-燃料比学习校正值+燃料性能学习校正值…(4)
在这种情况下，FB校正值是这样的校正值：其被设置为根据反馈控制校正A/F传感器9检测到的混合物的空气-燃料比与目标空气-燃料比之间的差，并且FB校正值以与表达式(2)中的FB校正值相同的方式起作用。进一步，空气-燃料比学习校正值是这样的学习值：其被设置为补偿目标空气-燃料比与混合物的空气-燃料比之间的不变差距(例如，由例如燃料喷射阀4的喷射特性的依赖时间的变化产生的差距)。此外，燃料性能学习校正值是这样的学习值：其与FB校正值进行相加以便消除由剩余CNG与充入CNG之间的性能差异产生的化学计量A/F的变化的影响。
同样不一定必须针对A/F校正值2引入空气-燃料比学习校正值。在这种情况下，A/F校正值2如表达式(4)’所示被提供。
A/F校正值2＝FB校正值+燃料性能学习校正值…(4)’
空气-燃料比的控制在下文中被称为“空气-燃料比反馈控制”，该控制基于根据上面描述的表达式(3)和表达式(4)(或表达式(4)’)，至少使用FB校正值和燃料性能学习校正值。
通过执行存储在ECU 14的ROM中的程序来执行空气-燃料比反馈控制。在该实施例中，空气-燃料比反馈控制装置被构造为包括ECU 14。在这种情况下，FB校正值对应于该实施例的第一校正值。进一步，燃料性能学习校正值对应于该实施例的第二校正值。下面将解释用于确定上面描述的燃料性能学习校正值的方法。
当使用CNG充入燃料箱2时，发生CNG的性能变化。例如，当充入CNG的惰性气体浓度高于剩余CNG的惰性气体浓度时，混合CNG的惰性气体浓度变得高于剩余CNG的惰性气体浓度。另一方面，当充入CNG的惰性气体浓度低于剩余CNG的惰性气体浓度时，混合CNG的惰性气体浓度变得低于剩余CNG的惰性气体浓度。
如果由于使用充入CNG充入而改变混合CNG的性能，则当在使用充入CNG充入之后开始空气-燃料比反馈控制时，FB校正值在某些情况下极大地变化。例如，当使用充入CNG(其惰性气体浓度高于剩余CNG的惰性气体浓度)充入时，混合CNG的理论空气-燃料比低于剩余CNG的理论空气-燃料比。因此，与目标空气-燃料比相比，A/F传感器9检测到的空气-燃料比偏向稀侧。在这种情况下，FB校正值是用于增大燃料喷射量的值(正值)，并且其绝对值的大小大于以下最大值：校正值的绝对值可以在CNG的性能恒定时达到该最大值。
另一方面，当使用充入CNG(其惰性气体浓度低于剩余CNG的惰性气体浓度)充入时，混合CNG的理论空气-燃料比高于剩余CNG的理论空气-燃料比。因此，与目标空气-燃料比相比，A/F传感器9检测到的混合物的空气-燃料比偏向浓侧。在这种情况下，FB校正值是用于减少燃料喷射量的值(负值)，并且其绝对值的大小大于以下最大值：校正值的绝对值可以在CNG的性能恒定时达到该最大值。
因此，如果当在使用充入CNG补充或供给之后开始空气-燃料比反馈控制时，FB校正值的绝对值大于阈值，则可以认为CNG的性能变化。注意，在此提到的“阈值”是这样的值：其是例如在其中CNG的性能恒定的条件下，通过将裕量(margin)与FB校正值的绝对值能够达到的最大值进行相加来获取。
因此，如果当在内燃机1启动之后开始空气-燃料比反馈控制时，FB校正值的绝对值大于阈值，则ECU 14更新燃料性能学习校正值。特别地，ECU 14将预定值“a”和燃料性能学习校正值进行相加。当FB校正值是正值时，预定值“a”被设定为正值，而当FB校正值是负值时，预定值“a”被设定为负值。注意，预定值“a”的绝对值的大小可以是可变值或固定值，该可变值根据FB校正值的绝对值的大小(或FB校正值的绝对值与阈值之间的差)来确定，该固定值通过例如利用实验根据自适应过程来预先确定。
如果更新燃料性能学习校正值，则ECU 14从FB校正值减去燃料性能学习校正值的更新量(预定值“a”)。因此，对于A/F校正值2，伴随CNG性能变化的校正量被反映到燃料性能学习校正值。注意，由于以下原因，燃料性能学习校正值的学习过程优先于空气-燃料比学习校正值的学习过程而执行。即，如果在使用充入CNG补充之后，在燃料性能学习校正值的学习过程之前执行空气-燃料比学习校正值的学习过程，则即使当CNG的性能变化时，FB校正值的绝对值也小于阈值。
当通过上面描述的方法更新燃料性能学习校正值时，根据表达式(3)计算的燃料喷射量(燃料喷射时间)具有这样的值：在该值处，由CNG的性能变化导致的化学计量A/F的变化可以被补偿。因此，当CNG的性能变化时，则FB校正值的变化量被抑制，并且因此空气-燃料混合物的空气-燃料比可以迅速收敛到目标空气-燃料比。那么，在空气-燃料混合物燃烧时产生的热能的量可以被允许与所需量一致。注意，在此解释的控制在该实施例中被称为“燃料性能学习控制”，在该控制中，根据学习过程更新燃料性能学习校正值。通过执行存储在ECU 14中的程序来执行燃料性能学习控制，并且该实施例的燃料性能学习装置被构造为包括ECU 14。
图3示出CNG的燃料性能、燃料性能学习校正值和在该条件下获取的空气过剩率λ之间的示例性关系。横轴表示燃料性能学习校正值，并且纵轴表示空气过剩率λ。进一步，在相对于纵轴的中心位置处由点划线示出的水平线指示化学计量空气-燃料比(空气过剩率λ＝1.0)。由布置在上下虚线示出的水平线之间的区域指示的空气过剩率λ范围是这样的空气过剩率λ范围：其中不产生发动机失速或哑火并且可以在内燃机1中继续燃烧。
进一步，图3中由实线示出的两条曲线的每一条，针对具有不同燃料性能的两种类型CNG的每一种，指示燃料性能学习校正值与空气过剩率λ之间的关系。在上侧示出并且被包括在这两条曲线中的曲线涉及具有高惰性气体浓度的CNG，并且在下侧示出的曲线涉及具有低惰性气体浓度的CNG。然后，认为可以从市场上购买并且假设被用于内燃机的CNG具有大致被包括在这两条曲线之间的特性。即，可以肯定，对于可以从市场上购买的CNG，就燃料性能学习校正值与空气过剩率λ之间的关系而言，上面描述的两条曲线指示布置在最稀侧的曲线和布置在最浓侧的曲线。然后，也如从图3理解的，认为如果燃料性能学习校正值被设定在NSGOF1和NSGOF2之间，则在使用目前可以从市场上购买的CNG的条件下，在内燃机1中不发生发动机失速或哑火。
其中燃料性能学习校正值与空气过剩率λ之间的关系曲线被包括在这两条曲线之间范围内的可以从市场上购买的CNG组对应于根据该实施例的可以从市场上购买的燃料组。进一步，其中如图3所示的值不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的燃料性能学习校正值的范围对应于根据该实施例的燃烧继续校正值范围。此外，燃烧继续校正值范围的数据被存储在ECU 14的ROM中，并且ECU 14对应于根据该实施例的存储装置。
接下来，将参考图4解释，如果在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制期间针对内燃机1请求伴随燃料切断(fuel cut)的减速，则对内燃机1中的混合物的空气-燃料比产生什么影响。图4的横轴表示时间，如果假设在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制期间作出减速请求并且执行燃料切断，则通过由虚线示出的两条垂直线指示燃料切断期间。至于纵轴，在图4的上部，纵轴指示车速的变化。在中部，纵轴指示表达式(4)中的FB校正值的变化。在下部，纵轴指示空气过剩率λ的变化。进一步，图4中由实线示出的曲线指示当剩余CNG的燃料性能与充入CNG的燃料性能之间的差异大时提供的各个参数的行为。另一方面，图4中由虚线示出的曲线指示当剩余CNG的燃料性能与充入CNG的燃料性能之间的差异小时提供的各个参数的行为。
参考图4，在燃料切断期间之前，如中部所示，如果剩余CNG的燃料性能与充入CNG的燃料性能之间的差异小，则FB校正值的变化量小，并且FB校正值稳定在零附近。另一方面，如果剩余CNG的燃料性能与充入CNG的燃料性能之间的差异大，则FB校正值的变化量由于燃料性能的差异而增大，并且FB校正值发生变化以使FB校正值在很大程度上偏离零。进一步，如果FB校正值超过阈值，则根据燃料性能学习控制更新燃料性能学习校正值，并且FB校正值的值也根据此而减小。然后，在重复更新燃料性能学习校正值之后提供适当值的时间点处，FB校正值也被稳定化。
现在考虑以下这种情况：在燃料性能学习控制的执行期间，针对内燃机1作出伴随燃料切断的减速请求，如图4的上部所示。一般而言，由于以下原因，在其中执行燃料切断的期间，空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断。即，在执行燃料切断时，紧接在燃料切断被取消之后，空气-燃料比反馈控制中FB校正值的任何错误校正和燃料性能学习控制中燃料性能学习校正值的任何错误学习容易发生。
当如上所述通过燃料切断中断空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制时，FB校正值被重设并且返回到零，如图4的中部所示。在该过程中，如果剩余CNG的燃料性能与充入CNG的燃料性能之间的差异小，则FB校正值最初被定位在零附近。因此，即使紧接于在其中FB校正值被重设且返回到零的状态下取消燃料切断并且空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始之后，空气过剩率也不会在很大程度上偏离1.0，如图4的下部中的虚线所示。另一方面，如果剩余CNG的燃料性能与充入CNG的燃料性能之间的差异大，则原始FB校正值是在很大程度上偏离零的值。因此，紧接于在其中FB校正值被重设且返回到零的状态下取消燃料切断并且空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始之后，空气过剩率λ在很大程度上偏离1.0，如由图4的下部中的实线所示，有时导致与λ的优选区域产生偏离。因此，恐怕内燃机1执行的燃烧可能变得不稳定，并且可能发生发动机失速或哑火。
响应于如上所述的问题，在该实施例中，如果在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制的执行期间，通过执行燃料切断中断空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制，则燃料性能学习校正值的值被设定为这样的值：该值被包括在不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围内，如图3所示。那么，在取消燃料切断之后，通过使用被设定为包括在不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围内的值的燃料性能学习校正值，重新开始空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制。因此，在使用的燃料可以从市场上购买并且假设燃料被用于内燃机1的条件下，即使在完成燃料性能学习控制之前作出伴随燃料切断的减速请求，并且空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断，也可抑制在内燃机1中发生发动机失速或哑火。
图5示出该实施例中燃料性能关联控制例程的流程图。该例程是存储在ECU 14的ROM中的程序，并且每当在内燃机1的操作期间经过预定时间时由ECU 14执行该例程。注意，当执行该例程时，前提是内燃机1工作并且已经执行空气-燃料比反馈控制。
如果执行该例程，则首先在S201判定使用燃料充入是否执行。具体地说，压力传感器10检测燃料箱2中的压力，并且根据所检测到的压力是否高于用于判定使用燃料充入的阈值来作出判定。该过程基于以下事实：即，通过使用CNG充入燃料箱2升高燃料箱2的内部压力。用于判定使用燃料充入的阈值是这样的阈值：如果燃料箱2的内部压力不小于该阈值，则判定执行使用燃料充入。在理论上或者通过任何实验或任何仿真预先确定用于判定使用燃料充入的阈值。可以通过如上所述检测压力本身作出判定。备选地，可以通过检测压力的增大程度作出判定。如果在S201判定使用燃料充入未执行，则也判定燃料性能不变，并且因此该例程一度终止。另一方面，如果判定使用燃料充入执行，则判定可能CNG的燃料性能会变化，并且因此例程继续到S202。
在S202，判定在空气-燃料比反馈控制中提供的FB校正值的绝对值是否大于阈值。在该过程中，如果判定FB校正值的绝对值不大于阈值，则判定剩余CNG与充入CNG之间的燃料性能差异小，并且即使当不执行燃料性能学习控制时，在内燃机1中也不发生发动机失速或哑火。因此，该例程一度终止。另一方面，如果判定FB校正值的绝对值大于阈值，则判定剩余CNG的燃料性能与充入CNG的燃料性能之间的差异大，并且恐怕在内燃机1中可能发生发动机失速或哑火，除非执行燃料性能学习控制。因此，例程继续到S203。
在S203，开始燃料性能学习控制。如果S203过程终止，则例程继续到S204。在S204，判定是否作出伴随燃料切断的减速请求。更具体地说，可以通过检测燃料喷射阀4的工作电流来作出判定。备选地，进行设定以使当执行燃料切断时ECU 14接通预定标志，并且可以通过确认标志的接通/关断来作出判定。在该过程中，如果判定未作出伴随燃料切断的减速请求，则也不中断空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制，并且因此例程继续到随后描述的S210。另一方面，如果判定作出伴随燃料切断的减速请求，则例程继续到S205。注意，执行S204过程的ECU 14对应于根据该实施例的判定装置。
在S205，空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断。在这种情况下，恐怕由于空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制的中断，可能在内燃机1中发生发动机失速或哑火。因此，如果S205过程终止，则例程继续到S206过程。
在S206，判定燃料性能学习校正值nsg是否属于不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围，nsg在S205中的燃料性能学习控制中断的时间点处提供。在该过程中，如果判定燃料性能学习校正值nsg属于不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围，则判定在使用可以从市场上购买并且假设被用于内燃机1的燃料的条件下，在内燃机1中不发生发动机失速或哑火，如图3所示。因此，例程继续到S216，并且在保留nsg值的同时，例程进一步继续到S208。
另一方面，如果判定燃料性能学习校正值nsg不属于不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围，则判定如果将燃料性能学习校正值nsg保留在当前值，则恐怕在取消燃料切断并且重新开始空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制之后，在内燃机1中发生发动机失速或哑火。因此，例程继续到S207。
在S207，将燃料性能学习校正值nsg设定为(NSGOF1+NSGOF2)/2。该值对应于其中内燃机1中不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值nsg的范围的中值。进一步，执行S207过程的ECU 14对应于根据该实施例的设定装置。如果S207过程终止，则例程继续到S208。
在S208，判定燃料切断是否终止。在该过程中，如果判定燃料切断未终止，则空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制的中断状态继续。因此，在S216将燃料性能学习校正值nsg保留在不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围内。否则，在S207判定必须维持其中燃料性能学习校正值nsg被设定为(NSGOF1+NSGOF2)/2的状态。因此，例程返回到S208过程之前的位置，并且再次执行S208过程。即，维持其中燃料性能学习校正值nsg被保留在不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围内或者被设定为(NSGOF1+NSGOF2)/2的状态，直至在S208判定燃料切断终止。如果在S208判定燃料切断终止，则例程继续到S209。
在S209，空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始。在该时间提供的燃料性能学习校正值nsg的值是其中在S216将燃料性能学习校正值nsg保留在不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围内的值，或者其中在S207将燃料性能学习校正值nsg设定为(NSGOF1+NSGOF2)/2的值。因此，在该例程中，在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始的时间点处，燃料性能学习校正值nsg确实地属于不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围。然后，在燃料性能学习控制中更新燃料性能学习校正值nsg。即，通过将±a与在如上所述的开始时间点处提供的值进行相加，逐渐更新和改变燃料性能学习校正值nsg。因此，根据该例程，在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始的时间点处，可以抑制在内燃机1中发生发动机失速或哑火。如果S209过程终止，则例程继续到S210。
在S210，判定燃料性能学习是否完成。更具体地说，判定表达式(3)中的FB校正值的值是否不大于阈值。在该过程中，如果FB校正值不大于阈值，则判定燃料性能学习完成并且可以根据正常空气-燃料反馈控制执行空气-燃料比控制。因此，例程继续到S211。另一方面，如果判定FB校正值并非不大于阈值的值并且燃料性能学习尚未完成，则例程返回到S204之前的位置。
在S211，燃料性能学习控制终止。如果S211过程终止，则该例程一度终止。
如上面解释的，在该实施例中，如果在燃料性能学习控制的开始之后和终止之前作出伴随燃料切断的减速请求，则在燃料可以从市场上购买并且假设燃料被用于内燃机1的条件下，燃料性能学习校正值的值被设定为燃料性能学习校正值范围内的值，在该范围内，在内燃机1中不发生发动机失速或哑火。然后，当燃料切断被取消时，使用燃料性能学习校正值重新开始已通过燃料切断中断的空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制。
因此，即使当空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制由于燃料切断而中断时，也将燃料性能学习校正值设定为其中在内燃机1中不发生发动机失速或哑火的值。因此，可以在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始时，抑制内燃机1的燃烧状态不稳定。
特别地，在该实施例中，当在燃料性能学习控制的开始之后和终止之前作出伴随燃料切断的减速请求时，如果在这种情况下燃料性能学习校正值nsg不属于不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围，则燃料性能学习校正值nsg的值被设定为(NSGOF1+NSGOF2)/2。因此，在燃料可以从市场上购买并且假设燃料被用于内燃机1的条件下，燃料性能学习校正值nsg的值可以被设定为其中在内燃机1中不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值的中值。因此，可以在空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制重新开始时，更可靠地抑制内燃机1的燃烧状态不稳定。
但是，在该实施例中，不一定必须将燃料性能学习校正值nsg设定为(NSGOF1+NSGOF2)/2。如果燃料性能学习校正值nsg被设定为不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围内的值，则可能稳定内燃机1的燃烧状态，并且可以避免发生发动机失速或哑火。
实施例2
接下来，将解释本发明的第二实施例。在该实施例中，将解释这样的实例：即，如果使用燃料充入燃料箱，则首先执行燃料性能学习控制，并且将燃料性能学习校正值nsg设定为这样的值：该值被包括在不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围内，并且如果出现中断燃料性能学习控制的任何情况，则该值尽可能小地减少燃料性能学习校正值的变化。注意，该实施例中的内燃机1的示意性布置与第一实施例中解释的相同。
图6示出根据本发明的燃料性能关联控制例程2的流程图。该例程与第一实施例中解释的燃料性能关联控制例程之间的差异是执行S301至S304过程代替燃料性能关联控制例程的S206至S207。至于其它过程，该例程的过程与燃料性能关联控制例程的那些过程相同。因此，在该部分中，将仅解释两个例程之间相互不同的过程。
在该例程的S204，如果判定作出伴随燃料切断的减速请求，则例程继续到S301。在S301，判定在S205中的燃料性能学习控制中断的时间点处提供的燃料性能学习校正值nsg是否小于NSGOF1，NSGOF1是在燃料可以从市场上购买的条件下，其中认为在内燃机1中不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值范围的最小值。在该过程中，如果判定燃料性能学习校正值nsg小于NSGOF1，则例程继续到S302。另一方面，在该过程中，如果判定燃料性能学习校正值nsg不小于NSGOF1，则例程继续到S303。
在S302，将燃料性能学习校正值nsg设定为NSGOF1，NSGOF1是其中认为在内燃机1中不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值范围的最小值。在这种情况下，当将燃料性能学习校正值nsg设定为NSGOF1时，从而可以在其中认为在内燃机1中不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值范围内进行设定，同时尽可能小地减少燃料性能学习校正值nsg的变化。如果S302过程终止，则例程继续到S208。
随后，在S303，判定燃料性能学习校正值nsg是否大于NSGOF2，NSGOF2是在燃料可以从市场上购买的条件下，其中认为在内燃机1的燃烧状态下不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值范围的最大值。在该过程中，如果判定燃料性能学习校正值nsg大于NSGOF2，则例程继续到S304。另一方面，如果判定燃料性能学习校正值nsg不大于NSGOF2，则判定燃料性能学习校正值nsg属于不小于NSGOF1且不大于NSGOF2的范围。因此，例程继续到S216，并且在保留nsg值的同时，例程继续到S208。
在S304，将燃料性能学习校正值nsg设定为NSGOF2，NSGOF2是其中认为在内燃机1中不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值范围的最大值。在这种情况下，当将燃料性能学习校正值nsg设定为NSGOF2时，从而可以在其中认为在内燃机1的燃烧状态下不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值范围内进行设定，同时尽可能小地减少燃料性能学习校正值nsg的变化。如果S304过程终止，则例程继续到S208。注意，执行该例程的S302和S304过程的ECU 14对应于根据该实施例的设定装置。
S208至S211过程与燃料性能关联控制例程的过程相同，在此省略其任何解释。
根据该实施例，可能在其中认为在内燃机1中不发生发动机失速或哑火的燃料性能学习校正值范围内，进行其中燃料性能学习校正值变化最小的值的设定，取决于燃料性能学习校正值nsg的值。因此，可以抑制发动机失速或哑火，同时尽可能小地减少内燃机1的燃烧状态的变化。
注意，在上面描述的实施例中，已解释本发明，其中CNG例如被称为具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料。但是，具有每当执行充入时性能可能变化的可能性的燃料并不限于CNG。本发明也适用于任何其它内燃机，前提是内燃机使用具有如上所述的特性的燃料。例如，本发明也适用于使用乙醇作为燃料的内燃机。
注意，在本发明中，根据执行燃料切断的判定(判定装置进行该判定)，判定空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断。但是，判定空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断的判定依据并不限于燃料切断的有无。例如，当驾驶者针对可以使用如上述的CNG和汽油等多种类型燃料的内燃机手动选择使用汽油时，检测到要使用的燃料从先前已使用的CNG改变为汽油，也可允许根据此判定CNG的空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断。进一步，也可允许根据针对混合动力车辆选择EV模式的判定，判定内燃机的空气-燃料比反馈控制和燃料性能学习控制被中断。
参考符号列表
1：内燃机，2：燃料箱，3：气缸，4：燃料喷射阀，5：进气通道，6：排气通道，7：进气节流阀，8：进气温度传感器，9：A/F传感器，10：压力传感器，11：燃料供给管，12：充入端口，13：入口导管，14：ECU，100：车辆。

Claims (3)

1.一种内燃机的控制系统，所述内燃机使用乙醇或压缩天然气作为燃料，所述内燃机的控制系统包括：
空气-燃料比反馈控制装置，其通过使用第一校正值和第二校正值执行空气-燃料比反馈控制，该空气-燃料比反馈控制用于确定燃料喷射量，使得空气-燃料比接近目标空气-燃料比，所述第一校正值根据检测到的在所述内燃机中燃烧的空气-燃料混合物的空气-燃料比与所述目标空气-燃料比之间的差来确定，所述第二校正值根据所述燃料的性能来确定；以及
燃料性能学习装置，如果在使用所述燃料执行充入之后，在所述空气-燃料比反馈控制中所述第一校正值的绝对值大于预定阈值，则所述燃料性能学习装置执行燃料性能学习控制，该燃料性能学习控制用于校正所述第二校正值，使得在所述空气-燃料比反馈控制中所述第一校正值的绝对值不大于所述预定阈值；以及所述内燃机的控制系统进一步包括：
存储装置，其存储燃烧继续校正值范围作为所述第二校正值的这样的范围：该范围允许空气-燃料混合物的空气-燃料比被包括在其中燃烧能在所述内燃机中继续的空气-燃料比范围内；
判定装置，其判定在所述燃料性能学习装置开始所述燃料性能学习控制之后，所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制是否被中断；以及
设定装置，如果所述判定装置判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断，则所述设定装置执行设定，使得所述第二校正值处于存储在所述存储装置中的所述燃烧继续校正值范围内，该第二校正值要在所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制重新开始时使用。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制系统，其中所述判定装置通过判定有无要根据减速请求执行的燃料切断，判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制是否被中断。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制系统，其中如果在所述判定装置判定所述空气-燃料比反馈控制和所述燃料性能学习控制被中断的时间点处提供的所述第二校正值大于所述燃烧继续校正值范围的最大值，则所述设定装置执行设定，使得所述第二校正值为所述燃烧继续校正值范围的最大值，而如果在所述时间点处提供的所述第二校正值小于所述燃烧继续校正值范围的最小值，则所述设定装置执行设定，使得所述第二校正值为所述燃烧继续校正值范围的最小值。
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