CN107642422B - 用于发动机的空燃比控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于发动机的空燃比控制装置，所述装置包括：空燃比反馈控制部，空燃比反馈控制部更新空燃比反馈校正值；空燃比学习控制部，空燃比学习控制部在学习区域中的每个学习区域中执行空燃比学习值的学习。如果空燃比反馈校正值收敛到小于或等于规定值的值，则空燃比学习控制部判定在学习区域中空燃比学习值的学习已经完成。如果尚未判定出在学习区域的任何学习区域中已经完成空燃比学习值的学习，则空燃比学习控制部在通过在学习区域的任何学习区域中的学习来更新空燃比学习值时对所有学习区域的空燃比学习值进行共同地更新。
Description
技术领域
本发明涉及用于发动机的空燃比控制装置，该空燃比控制装置执行空燃比学习控制。
背景技术
为了使在发动机的气缸中燃烧的空气燃料混合物的空燃比与目标空燃比相等，可以获取在气缸中燃烧的空气的量(缸内空气量)且可以确定燃料供给量，以使得燃料供给量与缸内空气量的比与目标空燃比相等。然而，喷射燃料的喷射器的喷射特性和用于计算缸内空气量的空气流量计的输出特性在个体之间不相同并随时间改变。因而，如果根据从空气流量计的检测结果计算的缸内空气量来简单地确定燃料供给量，则空燃比相对于目标空燃比可能会变化。空燃比的变化通过根据空燃比与目标空燃比的偏差执行对燃料供给量进行校正的空燃比反馈控制来校正。
进一步执行空燃比学习控制，空燃比学习控制从空燃比反馈控制的结果中来学习空燃比的变化作为空燃比学习值。已经学习的空燃比学习值被预先反映在燃料供给量中，使得空燃比反馈控制的响应性得以改进。即使在相同的发动机中，空燃比的变化趋势仍根据发动机的操作区域而变化。因而，期望对每个操作区域单独地执行空燃比学习值的学习。例如，日本公开特许公报No.2006-258037所公开的空燃比控制装置在包括用于进气口喷射及用于直接喷射的两种类型的喷射器的发动机中执行用于根据喷射器的类型、发动机的热操作/冷操作以及进气量划分的学习区域的空燃比学习值的学习。
然而，为单独学习分割操作区域(学习区域)减少了每个学习区域花费的时间并减少了每个学习区域的学习机会。因而，完成所有学习区域的学习所需的时间根据学习区域的数量的增加呈指数级增长。
日本公开特许公报No.2006-258037所公开的空燃比控制装置基于学习已经完成的学习区域的空燃比学习值例如通过线性插值来计算仅进气量不同的其他学习区域的空燃比学习值。这改进了具有较小学习机会的学习区域中的空燃比学习值的学习。日本公开特许公报No.2005-105978所公开的空燃比控制装置将每个学习区域的空燃比中的变化趋势存储在空燃比学习映射中，并且利用空燃比学习映射从学习已经完成的学习区域的空燃比学习值来计算其他学习区域的空燃比学习值。
在上述公报的空燃比控制装置中，学习已经完成的学习区域的学习结果反映在其他学习区域的空燃比学习值中以提高空燃比的学习效率。在上述公报的空燃比控制装置中，在学习区域的任何学习区域中已经完成空燃比学习值的学习之后，其他学习区域中的学习得到提升。然而，学习需要在每个学习区域中单独进行直到其他学习区域中的学习得到提升为止。因而，当空燃比学习值需要从所有的学习区域开始学习时，比如在清除电池之后，则要花费相当长的时间才能有效地学习空燃比。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种从早期阶段有效地学习空燃比学习值的用于发动机的空燃比控制装置。
为了实现上述目的并且根据本发明的第一方面，提供了一种空燃比控制装置，该空燃比控制装置通过根据空燃比反馈校正值和空燃比学习值来校正燃料供给量而将发动机中燃烧的空气燃料混合物的空燃比控制成目标空燃比。该装置包括空燃比反馈控制部和空燃比学习控制部。空燃比反馈控制部更新空燃比反馈校正值使得空燃比与目标空燃比之间的差减小。空燃比学习控制部在根据发动机的操作状态划分的多个学习区域的每个学习区域中执行空燃比学习值的学习，其中，空燃比学习值被更新以减小空燃比反馈校正值并且存储已更新的空燃比学习值。如果空燃比反馈校正值在每个学习区域中收敛到小于或等于规定值的值，则空燃比学习控制部判定在学习区域中空燃比学习值的学习已经完成。如果尚未判定出在学习区域的任何学习区域中已经完成空燃比学习值的学习，则空燃比学习控制部在通过在学习区域的任何学习区域中的学习更新空燃比学习值时对所有学习区域的空燃比学习值进行共同地更新。
通过如上所述配置的空燃比控制装置，空燃比与目标空燃比的偏差通过对由空燃比反馈控制部执行的空燃比反馈校正值进行更新来校正。通过在燃料供给量中预先反映已经在每个区域中被燃料比学习控制部更新和存储的空燃比学习值，燃料比在早期阶段收敛到目标空燃比。由空燃比学习控制部更新和存储的每个学习区域的空燃比学习值反映了每个学习区域中的空燃比的变化。
每个学习区域的空燃比的变化是单个发动机的变化和每个学习区域特有的变化的总和。在上述空燃比控制装置中，如果在学习区域的任何学习区域中尚未完成空燃比学习值的学习，则所有学习区域的空燃比学习值被共同更新。在这种情况下，在如上所述的空燃比的变化中，每个学习区域的空燃比学习值尽管不反映每个学习区域特有的变化，但反映了单个发动机特有的变化。因而，在学习区域的任何学习区域中学习尚未完成的阶段中，当前正在学习的学习区域的学习结果被反映在其他学习区域的空燃比学习值中。因而，上文描述的用于发动机的空燃比控制装置在早期阶段提高了空燃比学习值的学习效率。
从以下结合附图的描述中，本发明的其它方面及优点将变得显而易见，所述描述通过举例的方式说明了本发明的原理。
附图说明
通过参照当前优选实施方式的以下描述以及附图，可以最佳地理解本发明及其目的和优点，在附图中：
图1是示出了包括控制装置的发动机以及控制装置的功能配置的框图，其中，该控制装置是根据第一实施方式的用于发动机的空燃比控制装置；
图2是示出了根据第一实施方式的用于发动机的空燃比控制装置的学习区域的说明性框图；
图3是示出了在更新学习区域的空燃比学习值时由根据第一实施方式的用于发动机的空燃比控制装置所执行的程序的流程图；
图4是示出了根据第一实施方式的用于发动机的空燃比控制装置更新学习区域的空燃比学习值的方式的操作框图；
图5是示出了根据第一实施方式的用于发动机的空燃比控制装置更新学习区域的空燃比学习值的方式的操作框图；
图6是示出了根据第二实施方式的用于发动机的空燃比控制装置中的学习区域的分组的说明性框图；
图7是示出了当根据第二实施方式的用于发动机的空燃比控制装置更新学习区域的空燃比学习值时所执行的程序的一部分的流程图；
图8是示出了根据第三实施方式的用于发动机的空燃比控制装置更新学习区域的空燃比学习值的方式的操作框图；
图9是示出了根据第四实施方式的用于发动机的空燃比控制装置更新属于排除组的每个学习区域的空燃比学习值的方式的操作框图；以及
图10是示出了根据改型的用于发动机的空燃比控制装置如何使学习区域分组的框图。
具体实施方式
第一实施方式
现将参照图1至图5描述根据本发明的第一实施方式的用于发动机的空燃比控制装置。
图1示出了发动机10。发动机10包括用作空燃比控制装置的控制装置100。如图1所示，发动机10包括气缸11(图1中仅示出一个气缸)。每个气缸11容纳活塞12。每个活塞12经由连杆13联接至曲轴14。每个气缸11中的在活塞12上方的部段形成燃烧室15，含有燃料的空气燃料混合物在燃烧室15中燃烧。
进气通道16将进气引入燃烧室15中。进气通道16中设置有调节进气量GA的节气门17以及检测进气量GA的空气流量计51。从燃烧室15排出的废气流过排气通道18。排气通道18中设置有排气净化催化剂19，排气净化催化剂19使流过排气通道18的废气净化。在排气通道18中在排气净化催化剂19的上游设置有空燃比传感器52，空燃比传感器52检测废气中所含的氧的浓度。进气通道16相对于每个燃烧室15的打开和关闭由进气门20执行，并且排气通道18相对于每个燃烧室15的打开和关闭由排气门21执行。
发动机10包括点燃空气燃料混合物的火花塞22、向进气通道16的进气口喷射燃料的进气口喷射器23、以及直接向燃烧室15喷射燃料的直接喷射器24。在该实施方式中，气缸11中的每个气缸设置有用于进气口喷射的喷射器23以及用于直接喷射的喷射器24。
除了空气流量计51和空燃比传感器52之外，控制装置100还电连接到曲柄位置传感器53和加速踏板传感器54。曲柄位置传感器53对发动机的旋转速度NE进行检测，该旋转速度NE为曲轴14的旋转速度。加速踏板传感器54对加速踏板的下压度AC进行检测，该下压度AC是加速踏板的下压度。控制装置100根据由上述各种传感器51至54检测到的信息来控制发动机10的操作。
接下来，将参照图1对控制装置100的功能配置进行描述。
如图1所示，控制装置100包括供给量计算部110、空燃比反馈控制部120和空燃比学习控制部130。供给量计算部110是用于计算在一次喷射中到每个气缸11的燃料供给量Qfin的功能部。
空燃比反馈控制部120获得目标空燃比与基于由空燃比传感器52检测到的氧浓度所计算的空燃比之间的差，并且更新空燃比反馈校正值FAF以使得该差值减小。
当满足预定的学习条件时，空燃比学习控制部130更新空燃比学习值KG以使得空燃比反馈校正值FAF减小，并且将已更新的空燃比学习值KG存储在存储器131中。本实施方式提供了根据执行燃料喷射的喷射器23、喷射器24的类型、进行的热操作还是冷操作以及进气量GA划分的学习区域。存储器131存储所有学习区域的空燃比学习值KG。空燃比学习控制部130学习如上所述划分的每个学习区域的空燃比学习值KG。当学习区域中的一个学习区域中的空燃比反馈校正值FAF在发动机的操作期间被收敛到小于或等于规定值的值时，空燃比学习控制部130判定空燃比学习值KG在该学习区域中的学习已经完成，并且将与该学习区域相对应的学习完成标志FLG设定为1。与空燃比学习值KG的学习尚未完成的学习区域相对应的学习完成标志FLG未设定为1。
供给量计算部110将基础供给量Qbase与空燃比学习值KG和空燃比反馈校正值FAF的和相乘，乘积(Qbase×(KG+FAF))被定义为燃料供给量Qfin。空燃比学习值KG和空燃比反馈校正值FAF是大于或等于零的值。此时，供给量计算部110从存储器131读取包括发动机10的当前操作条件的学习区域的空燃比学习值KG，并且使用已经读取的空燃比学习值KG计算燃料供给量Qfin。基础供给量Qbase通过将作为气缸11中燃烧的空气量的缸内空气量除以目标空燃比而获得。基于由空气流量计51检测到的进气量GA以及节气门17的开度SC来计算缸内空气量。
接下来，将参照图2对学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35以及RP41至RP45进行描述。在图2中，由进气口喷射器23执行的燃料喷射被表示为“进气口喷射”，并且由直接喷射器24执行的燃料喷射被表示为“直接喷射”。
如图2所示，当执行燃料喷射的喷射器为喷射器23并且执行冷操作时，根据进气量GA提供了5个学习区域RP11、RP12、RP13、RP14和RP15。学习区域RP11是进气量GA小于第一进气量GA1的区域。学习区域RP 12是进气量GA小于第二进气量GA2且大于或等于第一进气量GA1的区域，其中，第二进气量GA2大于第一进气量GA1。学习区域RP13是进气量GA小于第三进气量GA3且大于或等于第二进气量GA2的区域，其中，第三进气量GA3大于第二进气量GA2。学习区域RP14是进气量GA小于第四进气量GA4且大于或等于第三进气量GA3的区域，其中，第四进气量GA4大于第三进气量GA3。学习区域RP15是进气量GA大于或等于第四进气量GA4的区域。
当执行燃料喷射的喷射器是进气口喷射器23并且执行热操作时，根据进气量GA提供了五个学习区域RP21、RP22、RP23、RP24和RP25。学习区域RP21是进气量GA小于第一进气量GA1的区域。学习区域RP22是进气量GA大于或等于第一进气量GA1且小于第二进气量GA2的区域。学习区域RP23是进气量GA大于或等于第二进气量GA2且小于第三进气量GA3的区域。学习区域RP24是进气量GA大于或等于第三进气量GA3并小于第四进气量GA4的区域。学习区域RP25是进气量GA大于或等于第四进气量GA4的区域。
当执行燃料喷射的喷射器是直接喷射器24并且执行冷操作时，根据进气量GA提供了五个学习区域RP31、RP32、RP33、RP34和RP35。学习区域RP31是进气量GA小于第一进气量GA1的区域。学习区域RP32是进气量GA大于或等于第一进气量GA1且小于第二进气量GA2的区域。学习区域RP33是进气量GA大于或等于第二进气量GA2且小于第三进气量GA3的区域。学习区域RP34是进气量GA大于或等于第三进气量GA3且小于第四进气量GA4的区域。学习区域RP35是进气量GA大于或等于第四进气量GA4的区域。
当执行燃料喷射的喷射器是直接喷射器24并且执行热操作时，根据进气量GA提供了五个学习区域RP41、RP42、RP43、RP44和RP45。学习区域RP41是进气量GA小于第一进气量GA1的区域。学习区域RP42是进气量GA大于或等于第一进气量GA1且小于第二进气量GA2的区域。学习区域RP43是进气量GA大于或等于第二进气量GA2且小于第三进气量GA3的区域。学习区域RP44是进气量GA大于或等于第三进气量GA3且小于第四进气量GA4的区域。学习区域RP45是进气量GA大于或等于第四进气量GA4的区域。
接下来，参照图3中的流程图，对在更新学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG时由空燃比学习控制部130执行的程序进行描述。在发动机10的操作期间，在空燃比学习值KG的学习条件满足的条件下执行该程序。例如，学习条件包括处于正常操作的用于学习空燃比学习值KG所需的各种传感器(空气流量计51和空燃比传感器52)以及处于稳定操作的发动机10。
如图3所示，在该程序中，空燃比学习控制部130判定所有的学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG的学习是否仍未完成(步骤S11)。为学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中的每一者设置学习完成标志FLG。如果学习完成标志FLG中的至少一者被设定为1，则空燃比学习控制部130判定存在空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域。如果所有的学习完成标志FLG均未被设定为1，则空燃比学习控制部130不判定存在空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域。也就是说，空燃比学习控制部130判定在所有的学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中均未完成空燃比学习值KG的学习。如果存在空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域(步骤S11：否)，则空燃比学习控制单元130将过程转移到下面将要讨论的步骤S14。也就是说，如果空燃比学习控制部130已经判定在学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中的任何区域中已经完成学习，则空燃比学习控制部130将过程转移到步骤S14。
如果在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中空燃比学习值KG的学习仍未完成(步骤S11：是)，则空燃比学习控制部130将过程转移到下一步骤S12。也就是说，如果空燃比学习控制部130尚未判定出在学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中的任何区域中空燃比学习值KG的学习已经完成，则空燃比学习控制部130将过程转移到下一步骤S12。
在步骤S12中，空燃比学习控制部130对所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG进行共同地更新。例如，在发动机10在学习区域RP13中操作的情况下，空燃比学习控制部130更新学习区域RP13的空燃比学习值KG使得空燃比反馈校正值FAF得以减小，并且存储已更新的空燃比学习值KG。空燃比学习控制部130还更新学习区域RP13以外的学习区域的空燃比学习值KG。此时，空燃比学习控制部130使学习区域RP13以外的学习区域的空燃比学习值KG与由上文提到的学习获得的学习区域RP13的空燃比学习值KG相等。如果存在通过这样的更新过程使空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域，则空燃比学习控制部130将与该学习区域相对应的学习完成标志FLG设定为1。
在能够执行进气口喷射和直接喷射的发动机10中，根据条件选择仅执行进气口喷射的操作、仅执行直接喷射的操作以及执行进气口喷射和直接喷射两者的操作。然而，如果在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中尚未完成空燃比学习值KG的学习，则执行进气口喷射和直接喷射两者的操作不执行。因而，例如，如果发动机10处于冷操作下，并且进气量GA大于第二进气量GA2且小于第三进气量GA3，则选择仅执行进气口喷射的操作或仅执行直接喷射的操作。此时，例如，在优选地执行进气口喷射用的学习区域的空燃比学习值KG的学习的情况下，仅执行进气口喷射，并且执行学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习。
随后，空燃比学习控制部分130判定在所有学习区域中RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中是否存在空燃比学习值KG的学习已经完成的任何学习区域(步骤S13)。如果不存在空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域(步骤S13：否)，则空燃比学习控制单元130将过程转移到上述步骤S12。如果在学习区域中的至少一个学习区域中空燃比学习值KG的学习已经完成(步骤S13：是)，则空燃比学习控制部130将过程转移到下一步骤S14。在步骤S13中，空燃比学习控制部130判定是否存在学习完成标志FLG被设定为1的任何学习区域。如果存在学习完成标志FLG被设定为1的学习区域，则空燃比学习控制部130判定存在空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域。如果不存在学习完成标志FLG被设定为1的学习区域，则空燃比学习控制部130不判定存在空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域。如果步骤S13的判定结果为肯定(步骤S13：是)，也就是说，如果空燃比学习控制部130已经判定在学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中的任何区域中学习已经完成，则空燃比学习控制部130将过程转移到步骤S14。
在步骤S14中，空燃比学习控制部130判定在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中空燃比学习值KG的学习是否已经完成。也就是说，如果所有上述学习完成标志FLG被设定为1，则空燃比学习控制部130判定在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中学习已经完成。如果在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中空燃比学习值KG的学习已经完成(步骤S14：是)，则空燃比学习控制部130结束本程序。如果存在未设定为1的学习完成标志FLG，则空燃比学习控制部130不判定在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中学习已经完成。如果存在空燃比学习值KG的学习尚未完成的学习区域(步骤S14：否)，则空燃比学习控制部130将过程转移到下一步骤S15。
在步骤S15中，当空燃比学习值KG的学习尚未完成的学习区域被称为剩余学习区域时，空燃比学习控制部130对在剩余学习区域中的空燃比学习值KG进行共同地更新。此时，如果发动机10在剩余学习区域中的任何一个区域中操作，则剩余学习区域的空燃比学习值KG通过上述在该学习区域中的学习被共同地更新。如果存在其中空燃比学习值KG的学习通过这种更新过程已经完成的学习区域，则空燃比学习控制部130将与该学习区域相对应的学习完成标志FLG设定为1并且将过程转移到上述步骤S14。空燃比学习值KG的学习可以完成的学习区域是发动机10的操作被执行的区域。
接下来，将参照图4和图5对当学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG被更新时的操作和优点进行描述。
例如，在清除电池之后，所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG均被初始化。在这种情况下，与学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45相对应的所有学习完成标志FLG均不设定为1。因而，如果在发动机10的操作期间满足学习条件，则所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG均被共同地更新。
通过将各个学习区域的特定变化添加到单个发动机10的变化中，获得学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中的空燃比的变化。在本实施方式中，如果在学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中的任何学习区域中尚未完成空燃比学习值KG的学习时，则所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG被共同地更新。因而，在空燃比的上述变化中，学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG尽管不反映每个学习区域的特定变化，但在一定程度上反映单个发动机10的变化。因而，从学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中的任何学习区域中的空燃比学习值KG的学习尚未完成的阶段，当前处于学习过程的学习区域(例如，学习区域RP13)的学习结果反映在其他学习区域的空燃比学习值KG中。这从更早期的阶段提高了学习空燃比的效率。
例如，如果继续进行发动机10在学习区域RP13中的操作，则当发动机10在学习区域RP13中操作时的空燃比反馈校正值FAF收敛于小于或等于规定值的值。因而，与学习区域RP13相对应的学习完成标志FLG被设定为1，并且判定学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习已经完成，如图4所示。在判定之后，如果发动机10在学习区域RP13以外的学习区域中操作，则学习区域RP13以外的剩余学习区域的空燃比学习值KG被共同地更新。
如果在学习区域RP13中的空燃比学习值KG的学习完成之后，继续进行发动机10例如在学习区域RP11中的操作，则执行学习区域R11的空燃比学习值KG的学习，使得空燃比反馈校正值FAF得以减小。在这种情况下，当学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习被执行时，单个发动机10的变化在某种程度上被反映在学习区域RP11的空燃比学习值KG中。因而，与学习区域RP11的空燃比学习值KG的学习从完成学习区域R13的空燃比学习值KG的学习之后开始被执行的情况相比，学习区域RP11的空燃比学习值KG的学习在早期阶段完成。
在发动机11在学习区域R11中进行操作期间，当空燃比反馈校正值FAF收敛到小于或等于规定值的值时，空燃比学习控制部130判定在学习区域RP11中空燃比学习值KG的学习已经完成，如图5所示。因而，在判定之后，如果发动机10在除了学习区域RP11和学习区域RP13之外的学习区域中操作，则除了学习区域RP11和学习区域RP13之外的剩余学习区域的空燃比学习值KG被共同地更新。以这种方式，继续进行尚未完成学习的学习区域的空燃比学习值KG的共同更新。
第二实施方式
现在将参照图6至图7对根据第二实施方式的用于发动机的空燃比控制装置进行描述。因此，下面将主要讨论与第一实施方式的不同之处，并且对与第一实施方式的相应部件相同的部件给予相似或相同的附图标记。这些部件将不作描述。
在具有相似的空燃比变化趋势的学习区域中，在学习完成时所获得的空燃比学习值很可能是相似的。因而，在本实施方式中，学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45分类成具有相似的空燃比变化趋势的区域组。也就是说，由于在执行直接喷射的情况与执行进气口喷射的情况之间执行燃料喷射的喷射器的类型不相同，则空燃比的变化趋势也不相同。因而，学习区域基于执行喷射的喷射器的类型被分类成组。
在发动机10处于冷操作下的情况与发动机10处于热操作下的情况之间，空燃比的变化趋势也不相同。也就是说，与在发动机10的热操作期间气缸11的壁表面的温度和进气通道16的壁表面的温度相比，在发动机10的冷操作期间，气缸11的壁表面的温度和进气通道16的壁表面的温度较低，并且燃料很可能粘附到壁表面上。因而，空燃比的变化趋势在发动机10处于冷操作下的情况与发动机10处于热操作下的情况之间也不相同。
供给至燃烧室15的一些燃料可能混合到发动机10的油底盘中。混合到油底盘中的燃料在油底盘中蒸发并且可以经由气缸11的壁表面与活塞12的壁表面之间的小间隙返回到燃烧室15。当发动机10处于冷操作时油底盘的油温度低于当发动机10处于热操作时油底盘的油温度。因此，当发动机10处于冷操作时油底盘中蒸发的燃料的量小于当发动机10处于热操作时油底盘中蒸发的燃料的量。因此，空燃比的变化趋势在发动机10处于冷操作下的情况与发动机10处于热操作下的情况之间也不相同。
由于这些原因，学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45被分类成组，如图6所示。也就是说，如图6所示，学习区域RP11至RP15形成第一组GP11，其中，执行燃料喷射的喷射器是进气口喷射器23且冷操作正在执行。学习区域RP21至RP25形成第二组GP12，其中，执行燃料喷射的喷射器是进气口喷射器23且热操作正在执行。学习区域RP31至RP35形成第三组GP13，其中，执行燃料喷射的喷射器是直接喷射器24且冷操作正在执行。学习区域RP41至RP45形成第四组GP14，其中，执行燃料喷射的喷射器是直接喷射器24且热操作正在执行。
接下来，将参照图7中的流程图对在对学习区域RRP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG进行更新时由空燃比学习控制单元130执行的程序进行描述。该程序与参照图3描述的第一实施方式的程序不同之处在于，在学习区域中的任何一个学习区域的空燃比学习值KG的学习完成之后执行的过程。因而，图7中示出的流程图省略了在学习区域中的任何一个学习区域的空燃比学习值KG的学习完成之前的过程(从步骤S11到步骤S13的过程)。
如图7所示，如果在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中存在空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域(步骤S11：否或步骤S13：是)，则空燃比学习控制部130将过程转移到步骤S14。在步骤S14中，如果在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中空燃比学习值KG的学习已经完成(步骤S14：是)，则空燃比学习控制部130结束本程序。
如果存在空燃比学习值KG的学习尚未完成的任何学习区域(步骤S14：否)，则空燃比学习控制部130执行分类过程，其中，组GP11至组GP14被分类为继续组和排除组(步骤S21)。在本实施方式中，“继续组”是指不包括空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域的组，并且“排除组”是指包括空燃比学习值KG的学习已经完成的学习区域的组。例如，在学习区域RP13中的空燃比学习值KG的学习已经完成的情况下，包括学习区域RP13的第一组GP11被划分为排除组。除了第一组GP11之外的组GP12至组GP14被划分为继续组。
随后，空燃比学习控制部130执行继续组的更新过程或排除组的更新过程(步骤S22)。也就是说，如果发动机10在属于排除组的学习区域中的任何一个学习区域中进行操作，则空燃比学习控制部130执行排除组的更新过程。此时，在通过排除组的更新过程对学习尚未完成的学习区域的空燃比学习值KG进行更新的情况下，空燃比学习控制部130对属于与上述学习区域相同的组且学习尚未完成的所有学习区域的空燃比学习值KG进行共同地更新。如果发动机10在学习已经完成的学习区域中操作，则空燃比学习控制部130结束步骤S22的过程，而不对属于与上述学习区域相同的组且学习尚未完成的所有学习区域的空燃比学习值KG进行更新。当执行排除组的更新过程时，空燃比学习控制部130不对不属于排除组的所有学习区域的空燃比学习值KG进行更新。
如果发动机10在属于继续组的学习区域中的任何一个学习区域中操作，则空燃比学习控制部130执行继续组的更新过程。此时，空燃比学习控制部130通过继续组的更新过程对不属于排除组的所有学习区域的空燃比学习值KG进行共同地更新。当执行继续组的更新过程时，空燃比学习控制部130不对属于排除组且学习尚未完成的学习区域的空燃比学习值KG进行更新。随后，空燃比学习控制部130将过程转移到上述步骤S14。
接下来，将对通过参照附图7描述的程序来更新学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG的情况下的操作及优点进行描述。
例如，如果在所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45中学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习完成，则第一组GP11被划分为排除组，并且除了第一组GP11之外的组GP12至组GP14被划分为继续组。
在这种状态下，发动机10可以在属于第一组GP11(排除组)且空燃比学习值KG的学习尚未完成的学习区域RP12中操作。如果在这种情况下满足学习条件，则执行学习区域RP12的空燃比学习值KG的学习。此时，学习区域RP11、RP12、RP14、RP15的空燃比学习值KG被共同地更新。这提高了在属于具有相似的空燃比变化趋势的第一组且学习尚未完成的所有学习区域中的学习空燃比学习值KG的效率。在这种情况下，不属于第一组GP11的学习区域RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG不被更新并且被保持。
在学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习已经完成之后，发动机10可以在不属于第一组GP11(也就是排除组)的学习区域(例如，学习区域RP23)中操作。如果在这种情况下满足学习条件，则执行学习区域RP23的空燃比学习值KG的学习。此时，不属于第一组GP11的所有学习区域RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG被共同地更新。因而，即使在完成了学习区域中的至少一个学习区域中的空燃比学习值KG的学习之后，不属于排除组的所有学习区域的空燃比学习值KG的学习效率仍然提高。
在这种情况下，例如，可以完成学习区域RP23的空燃比学习值KG的学习。在这种情况下，学习区域RP23所属的第二组GP12也被划分为排除组。因而，如果当发动机在属于第二组GP12且空燃比学习值KG的学习尚未完成的学习区域(例如学习区域RP21)中操作时满足学习条件，则学习区域RP21、RP22、RP24、RP25的空燃比学习值KG被共同地更新。属于第三组GP13的所有学习区域RP31至RP35和属于第四组GP14的所有学习区域RP41至RP45的空燃比学习值KG不被更新。属于作为除了第二组GP12以外的排除组的第一组GP11且学习尚未完成的学习区域RP11、RP12、RP14、RP15的空燃比学习值KG也不被更新。
第三实施方式
现将参照图8对根据第三实施方式的用于发动机的空燃比控制装置进行描述。在本实施方式中，在所有学习区域中的一个学习区域的空燃比学习值KG的学习已经完成之后的过程与第二实施方式的过程不相同。因此，下面将主要讨论与第二实施方式的不同之处，并且对与第二实施方式的相应部件相同的部件给予相似或相同的附图标记。这些部件将不作描述。
例如，如图8所示，在学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习已经完成的情况下，发动机10可以在属于作为排除组的第一组GP11的学习区域(例如，学习区域RP11)中操作。此时，如果满足学习条件，则执行排除组的更新过程。也就是说，如同第二实施方式一样，空燃比学习控制部130对属于第一组GP11且学习尚未完成的所有学习区域RP11、RP12、RP14、RP15的空燃比学习值KG进行共同地更新。
在学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习已经完成的情况下，发动机10可以在组GP12到组GP14中属于第三组GP13的学习区域RP33中操作，其中，GP12到组GP14为继续组。如果在该状态下满足学习条件，则执行继续组的更新过程。
在本实施方式中，与第二实施方式不同，空燃比学习控制部130对属于第三组GP13的所有学习区域RP31、RP32、RP34和RP35的空燃比学习值KG进行共同地更新。空燃比学习控制部130对属于组GP12的学习区域RP21至RP25以属于组GP14的学习区域RP41至RP45的空燃比学习值KG不进行更新，其中，组GP12和GP14为除了第三组GP13以外的继续组。
也就是说，当学习区域中的任何一个学习区域的空燃比学习值KG的学习完成时，所有学习区域RP11至RP15、RP21至RP25、RP31至RP35和RP41至RP45的空燃比学习值KG被设定为在一定程度上反映单个发动机的变化的值。因而，在完成了学习区域中的任何一个学习区域中的学习之后，学习区域的空燃比学习值KG根据相似的空燃比变化趋势一组一组地共同地更新。因而，即使在至少一个学习区域的空燃比学习值KG的学习已经完成之后，学习区域空燃比学习值KG的学习效率一组一组地得以提高。
第四实施方式
现将参照图9对根据第四实施方式的用于发动机的空燃比控制装置进行描述。在本实施方式中，用于对属于排除组且尚未完成学习的学习区域的空燃比学习值KG进行更新的方法与根据第二实施方式和第三实施方式的方法不同。因此，下面将主要讨论与第二实施方式和第三实施方式的不同之处，并且对与第二实施方式和第三实施方式的相应部件相同的部件给予相似或相同的附图标记。这些部件将不作描述。
组GP11至组GP14中的每一者均包括具有相似的空燃比变化趋势的学习区域。因而，在对学习区域中的任一学习区域的空燃比学习值KG进行更新时属于特定组的学习区域中的任何学习区域中空燃比学习值KG的学习尚未完成的情况下，其他学习区域的空燃比学习值KG被更新以使得学习区域的空燃比学习值KG的学习效率一组一组地得以提高。在属于特定组的学习区域的一个学习区域的空燃比学习值KG的学习完成的情况下，其他学习区域的空燃比学习值KG被设定为在一定程度上反映单个发动机变化的值。因而，空燃比学习控制部130各自地(individually)更新属于排除组且空燃比学习值KG的学习尚未完成的所有学习区域中的每个学习区域的空燃比学习值KG。
例如，如图9所示，在学习区域RP13的空燃比学习值KG的学习已经完成并且第一组GP11为排除组时，空燃比学习控制部130不通过排除组的更新过程共同地更新属于第一组GP11的其他学习区域RP11、RP12、RP14、RP15的空燃比学习值KG。更特别地，例如，如果发动机10在学习区域RP11中操作的情况下满足学习条件，则空燃比学习控制部130对学习区域RP11的空燃比学习值KG进行更新，但对学习尚未完成的其他学习区域RP12、RP14、RP15的空燃比学习值KG不进行更新。
上文示出的实施方式可以作如下修改。
在上文描述的第二实施方式至第四实施方式中的每一者中，只要学习区域可以被分类成由具有相似的空燃比变化趋势的区域构成的组，则区域可以以与图6中示出的分组不同的方式被分类成组。例如，学习区域可以根据执行燃料喷射的喷射器的类型和进气量GA被分类成组。也就是说，空气流量计51的输出特性的变化可以根据进气量GA来改变。因而，空燃比的变化趋势可以根据由空气流量计51检测出的进气量GA而变化。
图10示出了根据执行燃料喷射的喷射器的类型和进气量GA而确定的示例性分组。也就是说，如图10所示，第一组GP21包括其中执行燃料喷射的喷射器为进气口喷射器23且进气量GA小于第二进气量GA2的学习区域RP11、RP12、RP21和RP22。第二组GP22包括其中执行燃料喷射的喷射器为进气口喷射器23且进气量GA大于或等于第二进气量GA2的学习区域RP13、RP14、RP15、RP23、RP24和RP25。第三组GP23包括其中执行燃料喷射的喷射器为直接喷射器24且进气量GA小于第二进气量GA2的学习区域RP31、RP32、RP41和RP42。第四组GP24包括其中执行燃料喷射的喷射器为直接喷射器24且进气量GA大于或等于第二进气量GA2的学习区域RP33、RP34、RP35、RP43、RP44和RP45。
除了执行燃料喷射的喷射器的类型和进气量GA之外，学习区域还可以基于发动机10处于冷操作还是热操作而被分类成组。例如，图10中示出的组GP21、GP22、GP23、GP24可以基于执行冷操作还是热操作进行划分，以形成八个组。
只要在所有学习区域中空燃比学习值KG的学习均未完成时所有学习区域的空燃比学习值KG的学习被共同地更新，在学习区域中的任何一个学习区域的空燃比学习值KG的学习已经完成之后空燃比学习值KG可以各自地在每个学习区域中被更新。此外，在这种情况下，所有学习区域的空燃比学习值KG被共同地更新，直到学习区域中的一个学习区域的空燃比学习值KG的学习完成为止。因而，学习尚未完成的其他学习区域的空燃比学习值KG在某种程度上反映了单个发动机10的变化。因而，空燃比学习值的学习效率从早期阶段就得到提高。
只要操作区域被划分成多个操作区域，并且使用每个操作区域的空燃比学习值KG来计算燃料供给量，则配备有空燃比控制装置的发动机可以是只包括进气口喷射器23或直喷喷射器24的发动机。
Claims (7)
1.一种空燃比控制装置，所述空燃比控制装置通过根据空燃比反馈校正值和空燃比学习值来校正燃料供给量而将发动机中燃烧的空气燃料混合物的空燃比控制到目标空燃比，所述空燃比控制装置包括：
空燃比反馈控制部，所述空燃比反馈控制部对所述空燃比反馈校正值进行更新，使得所述空燃比与所述目标空燃比之间的差减小；以及
空燃比学习控制部，其中，
所述空燃比学习控制部在根据所述发动机的操作状态划分的多个学习区域的每个学习区域中执行所述空燃比学习值的学习，其中，所述空燃比学习值被更新以减小所述空燃比反馈校正值并且存储已更新的空燃比学习值，并且
如果所述空燃比反馈校正值在每个学习区域中收敛到小于或等于规定值的值，则所述空燃比学习控制部判定在所述学习区域中所述空燃比学习值的所述学习已经完成，
其中，如果尚未判定出在所述学习区域的任何学习区域中已经完成所述空燃比学习值的学习，则所述空燃比学习控制部在通过在所述学习区域的任何学习区域中的学习来更新所述空燃比学习值时，对所有学习区域的所述空燃比学习值进行共同地更新，
所述空燃比控制装置的特征在于，
所述学习区域被分类成具有相似的所述空燃比的变化趋势的区域所构成的组，
如果判定在所述学习区域的任何学习区域中已经完成所述空燃比学习值的学习并且存在所述空燃比学习值的学习尚未完成的任何学习区域，则包括所述学习已经完成的学习区域的组被定义为排除组，
不包括所述学习已经完成的学习区域的组被定义为继续组，并且
如果存在多个继续组，则所述空燃比学习控制部在通过在属于所述继续组中的任何一个继续组的所述学习区域的任何学习区域中的所述学习来更新所述空燃比学习值时，对属于所述继续组中的所述任何一个继续组的所有所述学习区域的所述空燃比学习值进行共同地更新。
2.一种空燃比控制装置，所述空燃比控制装置通过根据空燃比反馈校正值和空燃比学习值来校正燃料供给量而将发动机中燃烧的空气燃料混合物的空燃比控制到目标空燃比，所述空燃比控制装置包括：
空燃比反馈控制部，所述空燃比反馈控制部对所述空燃比反馈校正值进行更新，使得所述空燃比与所述目标空燃比之间的差减小；以及
空燃比学习控制部，其中，
所述空燃比学习控制部在根据所述发动机的操作状态划分的多个学习区域的每个学习区域中执行所述空燃比学习值的学习，其中，所述空燃比学习值被更新以减小所述空燃比反馈校正值并且存储已更新的空燃比学习值，并且
如果所述空燃比反馈校正值在每个学习区域中收敛到小于或等于规定值的值，则所述空燃比学习控制部判定在所述学习区域中所述空燃比学习值的所述学习已经完成，
其中，如果尚未判定出在所述学习区域的任何学习区域中已经完成所述空燃比学习值的学习，则所述空燃比学习控制部在通过在所述学习区域的任何学习区域中的学习来更新所述空燃比学习值时，对所有学习区域的所述空燃比学习值进行共同地更新，
所述空燃比控制装置的特征在于，
所述学习区域被分类成具有相似的所述空燃比的变化趋势的区域所构成的组，
如果判定在所述学习区域的任何学习区域中已经完成所述空燃比学习值的学习并且存在所述空燃比学习值的学习尚未完成的任何学习区域，则包括所述学习已经完成的学习区域的组被定义为排除组，并且
不包括所述学习已经完成的学习区域的组被定义为继续组，并且
所述空燃比学习控制部在通过在属于所述继续组的所述学习区域的任何学习区域中的所述学习来更新所述空燃比学习值时，对不属于所述排除组的所有所述学习区域的所述空燃比学习值进行共同地更新。
3.根据权利要求1或2所述的空燃比控制装置，其中，在通过在属于所述排除组且所述学习尚未完成的所述学习区域的任何学习区域中的所述学习来更新所述空燃比学习值时，所述空燃比学习控制部对其中所述学习尚未完成且属于与所述空燃比学习值待更新的所述学习区域相同的组的所有所述学习区域的所述空燃比学习值进行共同地更新。
4.根据权利要求1或2所述的空燃比控制装置，其中，所述空燃比学习控制部各自地对在属于所述排除组且所述学习尚未完成的所有所述学习区域中的每个学习区域的所述空燃比学习值进行更新。
5.根据权利要求1或2所述的空燃比控制装置，其中，所述学习区域基于正在执行热操作还是冷操作被分类成组。
6.根据权利要求1或2所述的空燃比控制装置，其中，所述学习区域基于进气量被分类成组。
7.根据权利要求1或2所述的空燃比控制装置，其中，
所述发动机包括用于直接喷射和用于进气口喷射的两种喷射器，并且
所述学习区域基于执行喷射的喷射器的类型被分类成组。
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