JP2004060543A - Air/fuel ratio control device of internal combustion engine - Google Patents
Air/fuel ratio control device of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004060543A JP2004060543A JP2002220376A JP2002220376A JP2004060543A JP 2004060543 A JP2004060543 A JP 2004060543A JP 2002220376 A JP2002220376 A JP 2002220376A JP 2002220376 A JP2002220376 A JP 2002220376A JP 2004060543 A JP2004060543 A JP 2004060543A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- air
- purge
- fuel ratio
- injection amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、より詳しくは、内燃機関の吸気系にパージされる蒸発燃料の影響を考慮して前記内燃機関に供給すべき燃料噴射量を決定し、空燃比を正確に制御してエミッション特性を向上させるようにした内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の内燃機関には、燃料供給管および燃料タンクからインジェクタを介して燃料が供給される。また、燃料タンク内で発生した蒸発燃料はキャニスタに吸着され、キャニスタに吸着された蒸発燃料の一部は、パージ通路を介して内燃機関の吸気系にパージされる。パージ通路にはパージ制御バルブが設けられており、運転状態に従ってその開度を調節することにより、吸気系にパージされる蒸発燃料の量が制御される。
【0003】
かかるパージが行なわれる場合、内燃機関に供給される燃料の総量は、インジェクタを介して供給される燃料量(以下「燃料噴射量」という)と、吸気系にパージされる蒸発燃料量の和となるため、空燃比が目標空燃比となるように正確に制御するためには、パージされる蒸発燃料の影響度を考慮しなければならない。このため、従来より、パージされる蒸発燃料の量や濃度に応じて燃料噴射量を減少方向に補正することが行なわれている。
【0004】
ところで、パージ制御バルブから流出した蒸発燃料は、パージ通路を介して内燃機関の吸気系にパージされるため、パージ制御バルブから流出した時点から実際に気筒内に供給されるまでには時間的な遅れ、いわゆる輸送遅れ期間がある。即ち、パージカット(パージ制御バルブの閉弁)がなされた後も、パージ通路内に残留した蒸発燃料(以下「残留蒸発燃料」という)が吸気系を介して内燃機関に供給され続け、空燃比に影響を与える。そこで、例えば特許第2841005号においては、蒸発燃料の空燃比に対する影響度が大きいときにパージカットされたときには、パージカット後所定期間にわたって燃料噴射量の補正を継続することで、パージカット後に供給される残留蒸発燃料の空燃比に対する影響を回避するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許第2841005号においては、補正を継続する所定期間は、パージカット後にパージ通路の残留蒸発燃料の全てが気筒内に吸入され終わると推定される期間に設定(固定)されていた。このため、設定期間内に蒸発燃料の空燃比に対する影響度が小さくなったとき(パージされる燃料量が零あるいは減少したとき)は、内燃機関に実際に供給される燃料の総量が減少して空燃比が意図しないリーン側の値となり、空燃比制御の精度が低下して所望のエミッション特性を得られないという問題があった。
【0006】
他方、設定期間を過ぎても残留蒸発燃料がパージされ続け、蒸発燃料の空燃比に対する影響度が小さくならないときは、内燃機関に実際に供給される燃料の総量が増加して空燃比が意図しないリッチ側の値となり、同様に空燃比制御の精度が低下して所望のエミッション特性を得られないという問題があった。
【0007】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、残留蒸発燃料が空燃比に影響を及ぼす期間において確実に燃料噴射量の補正を行なうことができるようにし、よって空燃比を目標空燃比に精度良く制御してエミッション特性を向上させるようにした内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、請求項1項においては、内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関に供給すべき燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段、燃料タンク内に発生した蒸発燃料を前記内燃機関の吸気系にパージするパージ手段、前記パージされた蒸発燃料の影響度に応じて前記算出された燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段、前記パージが終了した後、前記パージされた蒸発燃料の影響度、より具体的には空燃比への影響度が大きいときは前記燃料噴射量の補正を継続する補正継続手段、および前記補正された燃料量を前記内燃機関に供給する燃料供給手段、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記内燃機関から排出される排出ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段、を備えると共に、前記補正継続手段は、前記検出された空燃比が所定空燃比よりリーン側になった時点で前記燃料噴射量の補正の継続を終了するように構成した。
【0009】
内燃機関から排出される排出ガスの空燃比を検出し、検出された空燃比が所定空燃比よりリーン側になった時点で燃料噴射量の補正の継続を終了するように構成したので、残留蒸発燃料が空燃比に影響を及ぼす期間おいて確実に燃料噴射量の補正を行なうことができ、よって空燃比を目標空燃比に精度良く制御してエミッション特性を向上させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の空燃比制御装置を説明する。
【0011】
図1は、この実施の形態に係る内燃機関の空燃比制御装置の全体構成を示す概略図である。同図において符合10は内燃機関(以下「エンジン」という)を示し、エンジン10は、例えば直列4気筒のDOHCエンジンからなる。
【0012】
エンジン10の吸気管12の上流側には、スロットルバルブ14が配置される。スロットルバルブ14の付近にはスロットルバルブ開度センサ16が設けられ、スロットルバルブ14の開度(スロットル開度)θTHに応じた信号を出力してECU(電子制御ユニット)18に送出する。
【0013】
ECU18は、エンジン10の各部の制御を行うための演算を行なうCPU20と、エンジン10の各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータ(テーブルなど)を格納するROM(EEPROM)22と、CPU20による演算の作業領域を提供し、エンジン10の各部から送られてくるデータおよびエンジン10の各部に送り出す制御信号を一時記憶するRAM24と、エンジン10の各部から送られてくるデータを受け入れる入力回路26と、エンジン10の各部に制御信号を送る出力回路28などを備える。
【0014】
スロットルバルブ14の下流のインテークマニホールド(図示せず)の直後の吸気ポート付近には、気筒(図示せず)ごとにインジェクタ(燃料噴射弁)30が設けられる。インジェクタ30は、燃料供給管32を介して燃料タンク34に接続され、燃料供給管32の途中に設けられた燃料ポンプ36によってガソリン燃料が圧送されると共に、ECU18からの制御信号によって開弁時間が制御される。
【0015】
インジェクタ30と燃料ポンプ36の間には、図示しないレギュレータが設けられ、吸気管12から取り込まれる空気の圧力と燃料供給管32を介して供給される燃料の圧力との間の差圧を一定にするように動作し、燃料の圧力が高すぎるときは図示しないリターン管を通して余分な燃料を燃料タンク34に戻す。スロットルバルブ14を介して取り込まれた空気は、吸気管12を通り、インジェクタ30から噴射される燃料と混合してエンジン10の各気筒に供給される。
【0016】
吸気管12のスロットルバルブ14の下流側には、吸気管圧力センサ40および吸気温センサ42が装着され、それぞれ吸気管内圧力(負荷)PBAおよび吸気温TAを示す電気信号を出力し、ECU18に送出する。また、エシジン10のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁(図示せず)には、エンジン冷却水温センサ44が取り付けられ、エンジン冷却水温TWに応じた信号を出力する。
【0017】
エンジン10のカム軸またはクランク軸(共に図示せず)の付近には、気筒判別センサ46が取り付けられ、特定の気筒が所定のクラシク角度位置に達したときに気筒判別信号CYLを出力する。エンジン10のカム軸またはクランク軸の付近には、さらにTDCセンサ48およびクランク角センサ50が取り付けられる。TDCセンサ48は各気筒のピストンのTDC位置に関連した所定のクランク角度位置でTDC信号を出力し、クランク角センサ50はTDC信号よりも周期の短いクランク角度(例えば30度)でCRK信号を出力する。CRK信号はECU18によってカウントされ、エンジン回転数NEが検出される。
【0018】
エンジン10は排気管54を備え、排気管54の途中に設けられた排出ガス浄化装置である三元触媒56を介して燃焼ガスを外部に排出する。排気管54の途中に装着された広域空燃比センサ(以下「LAFセンサ」という)58は、リーンからリッチにわたる範囲において、排出ガス中の実空燃比KACTを示す出力を生じ、ECU18に送出する。
【0019】
エンジン10が搭載される車両(図示せず)のドライブシャフト付近には、車速センサ66が配置され、車両の走行速度を示す出力を生じてECU18に送る。車速センサ66の出力はECU18によってカウントされ、車速VPが検出される。また、図示しない車載バッテリには、バッテリ電圧センサ68が接続され、バッテリ電圧VBに応じた信号を出力する。さらに、エンジンルーム(図示せず)の適宜位置には大気圧センサ70が設けられ、大気圧PAに応じた信号を出力する。
【0020】
上記した各種センサの出力は、ECU18の入力回路26に入力される。入力回路26は、入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。CPU20は、変換されたデジタル信号を処理すると共に、ROM22に格納されているプログラムに従って演算を実行し、出力回路28を介してインジェクタ30、イグナイタおよびその他のアクチュエータ(共に図示せず)に制御信号を送る。
【0021】
次いでパージ機構(パージ手段)70について説明する。パージ機構70は、燃料タンク34、チャージ通路72、キャニスタ74、パージ通路76およびいくつかの制御バルブを備え、燃料タンク34からの蒸発燃料の排出を制御する。
【0022】
燃料タンク34は、チャージ通路72を介してキャニスタ74に接続される。チャージ通路72は、第1の分岐路72aと第2の分岐路72bを備える。チャージ通路72の燃料タンク34側には内圧センサ78が取り付けられ、チャージ通路72内の内圧を示す信号を出力する。
【0023】
第1の分岐路72aには二方向バルブ80が設けられる。二方向バルブ80は、2つの機械式のバルブ80aおよび80bを備える。バルブ80aは、タンク内圧が大気圧より所定量高くなったときに開く正圧弁であり、これが開弁状態にあると、蒸発燃料がキャニスタ74に流れ、そこで吸着される。バルブ80bは、タンク内圧がキャニスタ74側の圧力より所定量低くなったとき開く負圧弁であり、これが開弁状態にあると、キャニスタ74に吸着された蒸発燃料が燃料タンク34に戻る。第2の分岐路72bには電磁弁であるバイパスバルブ82が設けられる。バイパスバルブ82は、通常は閉弁状態にあり、ECU18からの制御信号に従って開弁する。
【0024】
キャニスタ25は、蒸発燃料を吸着する活性炭を内蔵し、通路84を介して大気に連通する吸気口(図示せず)を備える。通路84の途中には、電磁弁であるべントシャットバルブ86が設けられ、ベントシャットバルブ86は、通常は開弁状態にあり、ECU18からの制御信号に従って閉弁する。
【0025】
キャニスタ74は、パージ通路76を介して吸気管12のスロツトルバルブ14の下流側、即ち吸気系に接続される。パージ通路76の途中には、電磁弁であるパージ制御バルブ88が設けられ、キャニスタ74に吸着された燃料は、パージ制御バルブ88を介してエンジン10の吸気系にパージされる。パージ制御バルブ88は、ECU18からの制御信号に基づいてデューティ比が変更されることにより、パージ流量を連続的に制御する。
【0026】
次いで図2以降を参照し、この実施の形態に係る装置の動作、具体的にはECU18の動作について説明する。図2は、ECU18の動作を示すブロック図である。
【0027】
同図に示すように、この実施の形態に係る装置は燃料供給量算出部100を備える。燃料供給量算出部100は、各種センサの出力などが入力され、インジェクタ30を介して実際に噴射される燃料噴射量TCYLを式(1)によって算出する。
TCYL=TIM×(KTOTAL×KCMD×KAF−KAFEVACT)・・・式(1)
【0028】
上式で、TIMは基本燃料噴射量であり、具体的には、エンジン回転数NEおよび吸気管内圧力PBAなどからマップ検索して決定される基本燃料噴射量(インジェクタ30の開弁時間で示される)である。KTOTALは、各種センサからの検出信号に基づいて算出される補正係数であり、運転状態に応じてエンジンの燃費特性および加速特性等が最適化されるように設定される。また、KCMDは目標空燃比係数と呼ばれ、目標空燃比を当量比で表したものである。目標空燃比係数KCMDは、空燃比A/Fの逆数、すなわち燃空比F/Aに比例し、理論空燃比のとき値1.0となる。
【0029】
KAFは空燃比補正係数を示し、エンジンに供給される混合気の空燃比が目標空燃比に一致するように空燃比フィードバック制御を実行するための係数である。空燃比補正係数KAFは、LAFセンサ58によって検出される実空燃比に基づき、空燃比制御部102で算出される。尚、KAFEVACTは、パージ補正係数であり、燃料噴射量TCYLを減少方向に補正するための補正項である。パージ補正係数KAFEVACTの算出については後述する。
【0030】
インジェクタ30は、以上のようにして算出された燃料噴射量TCYLを実現する時間だけ開弁され、燃料タンク34内のガソリン燃料をエンジン10の各気筒に供給する。
【0031】
燃料供給量算出部100は、上記のように燃料噴射量TCYLを算出する一方、以下の式(2)に基づいて吸入空気量QAIRを算出(推定)する。
QAIR=TIM×NE×2×KQAIR×KPA・・・式(2)
【0032】
ここで、前述したように基本燃料噴射量TIMは吸気管内圧力PBAなどから決定されるため、KQAIRは、それによって決定される燃料噴射量を空気流量に換算するための係数であり、固定値(例えば、0.45L/mms)とされる。また、KPAは、吸気管圧力PBAに応じた流量の変動を補正するための係数である。
【0033】
燃料供給量算出部100は、さらに、吸入空気量QAIRに対する蒸発燃料の割合、即ち、基本パージ流量QPGCBASEを、以下の式(3)に基づいて算出する。
QPGCBASE=QAIR×KQPGB・・・式(3)
【0034】
ここで、KQPGBは目標パージ率であり、例えば0.04に設定される。この場合、吸入空気量QAIRの4%に蒸発燃料を含めることを意味する。
【0035】
図3は、この実施の形態に係る装置の動作、より具体的にはECU18による吸入空気量QAIRおよび基本パージ流量QPGCBASEの算出動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えばTDCセンサ48からTDCを示す信号が出力されるたびに実行される。
【0036】
以下説明すると、先ず、S10において、前述した式(2)に従って吸入空気量QAIRを求める。次いでS12に進み、前述した式(3)に従って基本パージ流量QPGCBASEを求める。
【0037】
図2の説明に戻ると、パージ流量算出部104は、燃料供給量算出部102で算出された基本パージ量QPGCBASEに基づき、目標パージ流量QPGCMDを以下の式(4)に従って算出する。目標パージ流量QPGCMDは、今回の制御周期においてエンジンの吸気系にパージするパージ流量の目標値を表す。
QPGCMD=QPGCBASE×KPGT・・・式(4)
【0038】
ここで、KPGTはパージ流量係数であり、1以下の値に設定される。この係数KPGTを変えることにより、目標パージ流量QPGCMDを制御することができる。尚、係数KPGTは、運転状態に応じて算出される。
【0039】
さらに、パージ流量算出部104は、吸入空気量QAIRに基づき、今回の制御周期(図3フロー・チャートの実行時刻)でパージするパージ流量QPGCを、以下の式(5)に基づいて算出する。
QPGC(k)=QPGC(k−1)+(QAIR×KDQPGC)・・・式(5)
【0040】
ここで、kは制御周期(離散系のサンプル時間)を示し、(k)は今回の制御周期(今回のプログラム実行時刻)を示し、(k−n)はn回前の制御周期を示す。KDQPGCは予め決められた固定値(例えば0.003)である。式(5)から明らかなように、パージ流量QPGCは、徐々に目標パージ流量QPGCMDに達するように制御される。
【0041】
パージ制御バルブ駆動量算出部106は、パージ流量算出部104で算出されたパージ流量QPGCが吸気系にパージされるように、パージ制御バルブ88を駆動するデューティ比PGCMDを、以下の式(6)に従って算出する。デューティ比は、パージ制御バルブを開弁している比率を表す。
PGCMD=PGCMD0+DPGCVBX+DPGC0
PGCMD0=QPGC×KDUTY/KDPBG・・・式(6)
【0042】
ここで、KDUTYは、パージ流量をデューティ比に換算するための係数であり、固定値(例えば3.8%・min/L)とされる。KDPBGは、パージ制御バルブ88の前後の差圧に応じて開度が変化するので、それを補正するための係数である。PGCMD0は、パージ流量QPGCに対応するデューティ比を表し、以下「目標デューティ比」と呼ぶ。DPGCVBXおよびDPGC0は、それぞれ、バッテリ電圧VBおよび吸気管圧力PBAの如何によってパージ制御バルブ88が開き始めるまでに遅れが生ずるので、この遅れ(無効時間)を補正する係数である。
【0043】
パージ制御バルブ駆動量算出部106は、算出したデューティ比PGCMDに対し、所定の上限値および下限値でリミット処理を行い、最終デューティ比DOUTPGCを出力する。パージ制御バルブ88は、この最終デューティ比DOUTPGCに従って開閉が制御される。
【0044】
また、レート算出部108は、算出した最終デューティ比DOUTPGCに基づき、以下の式(7)に従ってデューティレートPGRATEを算出する。
PGRATE=(DOUTPGC−DPGCVBX−DPGC0)/PGCMD0・・・式(7)
【0045】
ここで、デューティレートPGRATEは、パージ流量QPGCの目標デューティ比PGCMD0に対する、実際のデューティ比(無効時間を差し引いたもの)の割合を示す。従って、QPGCにPGRATEを乗じた値が、今回の制御周期においてパージ制御バルブ88によってパージされる実際のパージ流量を示す。
【0046】
図4は、最終デューティ比DOUTPGCの算出動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えば80msecごとに実行される。
【0047】
以下説明すると、先ず、S20においてパージ流量QPGCを求める。
【0048】
図5は、パージ流量QPGCの算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。以下同図を参照してパージ流量QPGCの算出動作について説明すると、先ず、S100において、パージ流量係数KPGTを求める。パージ流量係数KPGTは、前記したように運転状態に応じて算出される。
【0049】
次いでS102に進み、前述した式(4)に従って基本パージ流量QPGCBASEに係数KPGTを乗算した値を一時変数qpgcmdとし、S104に進んで一時変数qpgcmdが予め設定された上限値QPGMAX(例えば30L/min)よりも大きいか否か判断する。S104で肯定されるときは、S105に進んで上限値QPGMAXを目標パージ流量QPGCMDとする一方、S104で否定されるときは、次いでS106に進み、一時変数qpgcmdが予め設定された下限値QPGMIN(例えば1L/min)よりも小さいか否か判断する。
【0050】
S106で肯定されるときはS108に進んで下限値QPGMINを目標パージ流量QPGCMDとすると共に、S106で否定されるとき、即ち、一時変数qpgcmdが上限値QPGMAXと下限値QPGMINの間にあるときは、S110に進み、一時変数qpgcmdを目標パージ流量QPGCMDとする。
【0051】
次いで、S112に進み、パージ許可フラグF.NEPGACTのビットが1にセットされているか否か判断する。パージ許可フラグF.NEPGACT(初期値0)は、そのビットが1にセットされているとき、パージの実行が許可されていることを示す。このパージ許可フラグF.NEPGACTのビットのセットについては後に詳説する。S112で肯定されるときは、次いでS114に進み、パージカットフラグF.PGREQのビットが1にセットされているか否か判断する。パージカットフラグF.PGREQ(初期値0)は、そのビットが1にセットされているとき、パージカットが実行されていることを示す。
【0052】
S114で肯定されるときは、次いでS116に進み、前回の制御周期(プログラム実行時刻)で算出されたパージ流量QPGC(k−1)から所定値DQPGCOBD(例えば2L/min)を減算して得た値を一時変数qpgcとする。他方、S114で否定されるときはS118に進み、吸入空気量QAIRにパージ加算係数KDQPGCを乗じて得た値を一時変数qpgcとする。パージ加算係数KDQPGCは、吸入空気量QAIRに対してどれくらいをパージ流量として加算すべきかを定める係数(例えば0.003)である。
【0053】
次いでS120に進み、一時変数qpgcの値が、予め決められた上限値DQPGCMAX(例えば2L/min)以上か否か判断する。S120で肯定されるときはS122に進み、上限値DQPGCMAXを加算パージ流量DQPGCとする。他方、S120で否定されるときはS124に進み、一時変数qpgcを加算パージ流量DQPGCとする。
【0054】
次いでS126に進み、前回の制御周期で算出されたパージ流量QPGC(k−1)に加算パージ流量DQPGCを加算した値を一時変数qpgcとする。このようにして、目標パージ流量QPGCMDに向けてパージ流量が徐々に増やされる。
【0055】
次いでS128に進み、S126でパージ流量を増加させた結果、一時変数qpgcが目標パージ流量QPGCMDを超えたか否か判断する。S128で肯定されるときは、S130に進み、目標パージ流量QPGCMDの値をパージ流量QPGCとする。他方、S128で否定されるときはS132に進み、一時変数qpgcをパージ流量QPGCとする。このように、今回の制御周期においてパージされるパージ流量QPGCが、目標パージ流量QPGCMDを超えないように算出される。尚、S112において、パージ許可フラグF.NEPGACTのビットが1ではないと判断されるときは、S134に進んでパージ流量QPGCを零とする。
【0056】
図4フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS22に進み、S20で算出したパージ流量QPGCが零か否か判断する。S22で肯定されるとき、即ち、蒸発燃料をパージしないときは、次いでS24に進んでデューティ比PGCMDを零とする。他方、S22で否定されるときは、S26に進んでパージ制御バルブ88を駆動する周期を、例えば0.80msecに設定する。
【0057】
次いでS28に進み、バッテリ電圧VBに応じたパージ制御バルブ88の無効時間を補正するため、DPGCVBXテーブル(図示せず)をバッテリ電圧VBに基づいて検索し、無効時間DPGCVBXを求める。DPGCVBXテーブルは、バッテリ電圧が大きくなるほど無効時間DPGCVBXが小さくなるように設定される。
【0058】
次いでS30に進み、パージ制御バルブ88の前後の差圧に起因するデューティ比変動を補正するため、KDPBGテーブル(図示せず)を吸気管圧力PBAに基づいて検索し、差圧補正値KDPBGを求める。KDPBGテーブルは、エンジン負荷(PBA)が低くなるほど、差圧補正値KDPBGが大きくなるように設定される。
【0059】
次いでS32に進み、吸気管圧力PBAに応じたパージ制御バルブ88の無効時間を補正するため、DPGC0テーブル(図示せず)を吸気管圧力PBAに基づいて検索し、無効時間DPGC0を求める。DPGC0テーブルは、負荷が大きくなるほど、無効時間DPGC0が大きくなるようにその特性が設定される。次いでS34およびS36に進み、前述した式(6)に従い、デューティ比PGCMDを求める。
【0060】
次いでS38において、デューティ比PGCMDが予め決められた上限値DOUTPGH(例えば95%)以上か否か判断する。S38で肯定されるときは次いでS40に進み、最終デューティ比DOUTPGCを上限値DOUTPGHとする。他方、S38で否定されるときは、S42に進み、デューティ比PGCMDが予め決められた下限値DOUTPGL(例えば5%)以下か否か判断する。S42で肯定されるときは、S44で最終デューティ比DOUTPGCを零とする。さらに、S46において、デューティレートPGRATEおよびパージ流量レートQRATE(後述)の値を零とすると共に、高濃度補正係数KKEVG(後述)の値を1.0とする。
【0061】
一方、S42で否定されるとき、即ち、最終デューティ比DOUTPGCが上限値DOUTPGHと下限値DOUTPGLの間にあるときは、S48で最終デューティ比DOUTPGCをデューティ比PGCMDとし、次いでS50で前述した式(7)に従ってデューティレートPGRATEを求める。尚、S38で肯定されてS40を通過した後も、S50に進んでデューティレートPGRATEを算出する。
【0062】
図2の説明に戻ると、輸送遅れ期間算出部110は、エンジン回転数NEに基づいて輸送遅れ期間CPGDLYRXを算出する。輸送遅れ期間CPGDLYRXとは、蒸発燃料がパージ通路にパージされてからエンジン10の吸気系に送られるまでの時間的な遅れを示す。輸送遅れ期間CPGDLYRXは整数nで表され、nが大きくなるにつれて輸送遅れが大きいことを示す。尚、代替的に、輸送遅れ期間を、エンジン回転数NEの代わりに吸入空気量QAIRに基づいて算出するようにしてもよい。
【0063】
パージ係数算出手段112は、空燃比制御部102で算出された空燃比係数KAFや目標空燃比KCMD、および検出された実空燃比KACTなどに基づき、べーパ濃度係数KAFEVを算出する。
【0064】
また、高濃度補正係数算出部114は、パージ係数算出手段112で算出されたべーパ濃度係数KAFEVなどに基づき、高濃度補正係数KKEVGを算出する。蒸発燃料の濃度が高いほど空燃比に対する影響度が大きいので、高濃度補正係数KKEVGは、これを補正するための係数である。
【0065】
パージ補正係数算出部116は、上記のようにして算出された各種の値に基づき、以下の式(8)に従って目標パージ補正係数KAFEVACZを算出する。
KAFEVACZ=KAFEV×PGRATE×QRATE・・・式(8)
【0066】
ここで、QRATEはパージ流量レートであり、以下の式(9)に従って算出される。
QRATE=QPGC/QPGCBASE・・・式(9)
【0067】
式(7)および式(9)から明らかなように、デューティレートPGRATEにパージ流量レートQRATEを乗じた値「PGRATE×QRATE」は、今回の制御周期において吸気系にパージされるパージ流量の割合を表す。また、蒸発燃料の空燃比に対する影響度はべーパ濃度係数KAFEVに依存して表されるので、「PGRATE×QRATE」にべーパ濃度係数KAFEVを乗算することにより、目標とすべきパージ補正係数を正確に求めることができる。
【0068】
パージ補正係数算出部116は、算出した目標パージ補正係数KAFEVACZに基づき、以下の式(10)に従ってパージ補正係数KAFEVACTを算出する。
KAFEVACT=KAFEVACZ×KKEVG・・・式(10)
【0069】
ここで、パージ補正係数KAFEVACTは、要求燃料に対するパージ流量QPGCが寄与する燃料量の割合を示す。パージ流量QPGCが寄与する燃料量の割合は、上記のように先ず目標パージ補正係数KAFEVACZとして算出され、これに高濃度補正係数KKEVGを乗算して補正した値が、最終的なパージ補正係数KAFEVACTとして設定される。
【0070】
燃料供給量算出部100は、このようにして算出されたパージ補正係数KAFEVACTに基づき、前述の式(1)に従って燃料噴射量TCYL(インジェクタ30を介して供給すべき燃料量)を減少方向に補正する。これにより、エンジン10に供給される燃料の総量が適正となり、実空燃比KACTが目標空燃比に正確に追従制御される。
【0071】
図6は、パージ補正係数KAFEVACTの算出動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えばTDCセンサ48からTDCパルス信号が出力されるたびに実行される。
【0072】
以下説明すると、先ず、S200において、燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVのビットが1にセットされているか否か判断する。ここで、燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKV(初期値0)は、そのビットが1にセットされているとき、燃料噴射量の補正を実行しない(終了する)ことを意味する。尚、燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVのビットのセットについては、後に詳説する。
【0073】
S200で否定されるときは、次いでS202に進み、目標パージ補正係数KAFEVACZを算出する。
【0074】
図7は、その算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。同図に示すように、先ずS300において、リングバッファQPGCnの格納値を更新する。リングバッファQPGCnは、QPGC0からQPGC23の24個のバッファ(図示せず)から構成され、パージ流量QPGCの最新値から23回前まで値の計24個の値が時系列に格納される。S300にあっては、このリングバッファQPGCnに格納された値を、1つシフトする。尚、リングバッファをシフトするということは、QPGC0からQPGC22に格納されたデータを、QPGC1からQPGC23にそれぞれシフトし、QPGC0を空にすることを意味する。
【0075】
次いでS302に進み、空にされたQPGC0にパージ流量QPGCの今回値QPGC(k)を最新値として格納し、S304に進んで輸送遅れ期間テーブルCPGDLYRXをエンジン回転数NEに基づいて検索し、輸送遅れ期間CPGDLYRXを算出する。輸送遅れ期間CPGDLYRXは、前述したように、蒸発燃料がパージ制御バルブ88を介してパージ通路にパージされてからエンジン10の吸気系に到達するまでの時間的遅れを示す。
【0076】
この実施の形態にあっては、輸送遅れ期間CPGDLYRXは、整数n、より具体的にはTDC数で表される。図8に、輸送遅れ期間テーブルCPGDLYRXの例を示す。同図に示すように、輸送遅れ期間CPGDLYRXは、エンジン回転数NEが大きくなるほど輸送遅れ期間CPGDLYRXも大きくなるように設定される。これは、エンジン回転数NEが大きいほど、蒸発燃料がパージされてからエンジンの吸気系に到達するまでの間に実行される行程数が増加する、即ち、TDC数が増加するためである。
【0077】
次いでS306に進み、前記した式(9)に従い、パージ流量レートQRATEを算出する。このとき、パージ流量QPGCは、リングバッファQPGCnに格納された24個の値のうち、輸送遅れ期間CPGDLYRXだけ前の値(QPGC(k−CPGDLYRX))が使用される。
【0078】
次いでS308に進み、パージ流量レートQRATEにデューティレートPGRATEを乗じた値をKAFEVRTとし、次いでS310において、前記した式(8)に従い、目標パージ補正係数KAFEVACZを算出する。
【0079】
図6フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS204に進み、べーパ濃度係数KAFEVがガード係数KEVACTGよりも大きいか否か判断する。ガード係数KEVACTGは、運転状態に応じて算出される係数であり、べーパ濃度係数KAFEVがこの値よりも大きいときは、その大きさに応じて目標パージ補正係数KAFEVACZを増加方向に補正する必要があることを意味する。
【0080】
S204で肯定されるときは、S206に進み、べーパ濃度係数KAFEVをガード係数KEVACTGで除した値を高濃度補正係数KKEVGとし、さらにS208に進み、前記した式(10)に従ってパージ補正係数KAFEVACTを算出する。この場合、べーパ濃度係数KAFEVはガード係数KEVACTGよりも大きいことから、S208で算出される高濃度補正係数KKEVGは1.0よりも大きい値となる。従って、S208において、目標パージ補正係数KAFEVACZを増加方向に補正した値が、最終的なパージ補正係数KAFEVACTとされる。
【0081】
他方、S204で否定されるときはS208に進み、高濃度補正係数KKEVGを1.0とする。即ち、S206において、目標パージ補正係数KAFEVACZがそのまま最終的なパージ補正係数KAFEVACTとされる。
【0082】
尚、S200で燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVのビットが1にセットされていると判断されるときは、S212に進み、パージ補正係数KAFEVACTと零とする。即ち、燃料供給量算出部100において、式(1)に従った燃料噴射量TCYLの補正は行なわない。
【0083】
このように、燃料噴射量TCYLの補正項であるパージ補正係数KAFEVACTを、蒸発燃料の輸送遅れ期間CPGDLYRXだけ前のパラメータ(QPGC(k−CPGDLYRX),KAFEVRT(k−CPGDLYRX))に基づいて算出することから、燃料噴射量TCYLの補正は、パージカット後も輸送遅れ期間CPGDLYRXの間継続されることになる。即ち、蒸発燃料の輸送遅れ期間CPGDLYRXを求め、その期間の間、燃料噴射量TCYLの補正が継続されるようにした。従って、残留蒸発燃料(パージカット後に吸気系にパージされた蒸発燃料)が空燃比に影響を及ぼす期間おいて確実に燃料噴射量TCYLの補正を行なうことができるため、空燃比を目標空燃比に精度良く制御してエミッション特性を向上させることができる。
【0084】
また、輸送遅れ期間CPGDLYRXをエンジン回転数NEに基づいて決定するようにしたので、残留蒸発燃料が空燃比に影響を及ぼす期間をより正確に算出することができるため、残留蒸発燃料が空燃比に影響を及ぼす期間おいてより確実に燃料噴射量TCYLの補正を行なうことができ、よって空燃比を目標空燃比により精度良く制御してエミッション特性を向上させることができる。
【0085】
次いで、上記したパージ許可フラグF.NEPGACTおよび燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVについて説明する。図9は、パージ許可フラグF.NEPGACTおよび燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVのビットのセット動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、例えばTDCセンサ48からTDCを示す信号が出力されるたびに実行される。
【0086】
以下説明すると、S400において、検出したエンジン回転数NEが、アイドル(アイドリング)回転数付近に設定された所定回転数NEPGACT(例えば500rpm)よりも大きいか否か判断する。S400で肯定されるときは、次いでS402に進み、燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVのビットを0にセットし、さらにS404に進んでパージ許可フラグF.NEPGACTのビットを1にセットする。
【0087】
ここで、燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVは、前述したように、そのビットが1にセットされるとき燃料噴射量の補正を実行しない(終了する)ことを意味する。また、パージ許可フラグF.NEPGACTは、前述したように、そのビットが1にセットされるときパージの実行が許可されていることを示す。即ち、S400からS404の処理は、エンジン回転数NEがアイドル回転数よりも大きいときは、燃料噴射量TCYLの補正を継続すると共に、蒸発燃料のパージを実行することを意味する。
【0088】
他方、S400で否定されるときは、次いでS406に進み、検出した空燃比(実空燃比)KACTが所定空燃比KACTKV(例えば13.9)よりもリーン側か否か判断する。S406で否定されるときは、S408に進み、燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVのビットに0にリセットし、さらにS410に進んでパージ許可フラグF.NEPGACTのビットを0にリセットする。即ち、検出した実空燃比KACTが所定空燃比KACTKVよりもリッチ側であることから、パージされた燃料の空燃比に対する影響度が大きいと考えられるため、燃料噴射量TCYLの減少方向への補正を継続すると共に、蒸発燃料のパージを停止する。換言すれば、パージカット後においても、燃料噴射量TCYLの減少方向への補正を継続する。
【0089】
他方、S406で肯定されるときはS412に進み、燃料噴射量補正終了フラグF.KACTKVのビットを1にセットする。即ち、検出した実空燃比KACTが所定空燃比KACTKVよりもリーン側であることから、パージされた蒸発燃料の空燃比に対する影響度が小さいと考えられるため、燃料噴射量TCYLの減少方向への補正の継続を終了する。
【0090】
このように、エンジン10から排出される排出ガスの実空燃比KACTを検出し、検出された実空燃比KACTが所定空燃比KACTKVよりリーン側になった時点で燃料噴射量TCYLの補正の継続を終了するようにしたので、残留蒸発燃料が空燃比に影響を及ぼす期間において確実に燃料噴射量TCYLの補正を行なうことができるため、空燃比を目標空燃比に精度良く制御してエミッション特性を向上させることができる。
【0091】
以上のように、この実施の形態にあっては、内燃機関(エンジン)10の運転状態に基づいて前記内燃機関に供給すべき燃料噴射量TCYLを算出する燃料噴射量算出手段(各種センサ、ECU18、燃料供給量算出部100)、燃料タンク34内に発生した蒸発燃料を前記内燃機関の吸気系にパージするパージ手段(パージ機構70、ECU18、燃料供給量算出部100、パージ流量算出部104、パージ制御バルブ駆動量算出部106、S10,S12,S20からS50,S100からS134)、前記パージされた蒸発燃料の影響度に応じて前記算出された燃料噴射量TCYLを補正する燃料噴射量補正手段(各種センサ、ECU18、燃料供給量算出部100、パージ補正係数算出部116、S200からS212、S300からS310)、前記パージが終了した後、前記パージされた蒸発燃料の影響度が大きいときは前記燃料噴射量TCYLの補正を継続する補正継続手段(各種センサ、ECU18、パージ補正係数算出部116)、および前記補正された燃料噴射量TCYLを前記内燃機関に供給する燃料供給手段(インジェクタ30、ECU18、燃料供給量算出部100)、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記内燃機関から排出される排出ガスの空燃比(実空燃比)KACTを検出する空燃比検出手段(LAFセンサ58、ECU18)、を備えると共に、前記補正継続手段は、前記検出された空燃比が所定空燃比KACTKVよりリーン側になった時点で前記燃料噴射量TCYLの補正の継続を終了する(ECU18、パージ補正係数算出部116、S200,S212,S406,S412)ように構成した。
【0092】
尚、上記において、空燃比センサとしてLAFセンサを用いたが、その他のセンサ、例えばO2 センサであっても良い。
【0093】
また、本発明は、エンジンの出力軸を鉛直方向とした、船外機などの船舶推進用エンジンの空燃比制御装置にも適用することができる。
【0094】
【発明の効果】
請求項1項にあっては、内燃機関から排出される排出ガスの空燃比を検出し、検出された空燃比が所定空燃比よりリーン側になった時点で燃料噴射量の補正の継続を終了するように構成したので、残留蒸発燃料が空燃比に影響を及ぼす期間において確実に燃料噴射量の補正を行なうことができ、よって空燃比を目標空燃比に精度良く制御してエミッション特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の空燃比制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】図1に示す装置のECUの動作を示すブロック図である。
【図3】図1に示す装置のECUの動作のうち、吸入空気量の算出動作を示すフロー・チャートである。
【図4】図1に示す装置のECUの動作のうち、最終デューティ比の算出動作を示すフロー・チャートである。
【図5】図4に示すフロー・チャートにおける、パージ流量の算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図6】図1に示す装置のECUの動作のうち、パージ補正係数の算出動作を示すフロー・チャートである。
【図7】図6に示すフロー・チャートにおける、目標パージ補正係数の算出動作を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図8】図7に示すサブルーチン・フロー・チャートで輸送遅れ期間の検索に用いるテーブルの特性を示す図である。
【図9】図1に示す装置のECUの動作のうち、パージ許可フラグおよび燃料噴射量補正終了フラグのビットのセット動作を示すフロー・チャートである。
【符号の説明】
10 内燃機関(エンジン)
18 ECU(電子制御ユニット)
30 インジェクタ(燃料噴射弁)
34 燃料タンク
50 クランク角センサ
58 LAFセンサ(空燃比センサ)
70 パージ機構
100 燃料供給量算出部
104 パージ流量算出部
106 パージ制御バルブ駆動量算出部
110 輸送遅れ期間算出部
116 パージ補正係数算出部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, and more particularly, to determine an amount of fuel injection to be supplied to the internal combustion engine in consideration of the effect of evaporated fuel purged to an intake system of the internal combustion engine, The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine in which the emission characteristics are improved by accurately controlling the air-fuel ratio.
[0002]
[Prior art]
Fuel is supplied to an internal combustion engine of an automobile from a fuel supply pipe and a fuel tank via an injector. Further, the fuel vapor generated in the fuel tank is adsorbed by the canister, and a part of the fuel vapor adsorbed by the canister is purged to the intake system of the internal combustion engine via the purge passage. A purge control valve is provided in the purge passage, and the amount of evaporated fuel purged to the intake system is controlled by adjusting the opening of the purge passage in accordance with the operating state.
[0003]
When such purging is performed, the total amount of fuel supplied to the internal combustion engine is determined by the sum of the amount of fuel supplied through the injector (hereinafter referred to as “fuel injection amount”) and the amount of evaporated fuel purged to the intake system. Therefore, in order to accurately control the air-fuel ratio to be the target air-fuel ratio, it is necessary to consider the influence of the purged fuel vapor. For this reason, conventionally, the fuel injection amount has been corrected in a decreasing direction according to the amount and concentration of the evaporated fuel to be purged.
[0004]
By the way, the evaporated fuel flowing out of the purge control valve is purged into the intake system of the internal combustion engine through the purge passage, so that it takes time from when the fuel flows out of the purge control valve to when it is actually supplied into the cylinder. There is a delay, the so-called transport delay period. That is, even after the purge cut (purge control valve is closed), the evaporated fuel remaining in the purge passage (hereinafter referred to as “residual evaporated fuel”) continues to be supplied to the internal combustion engine via the intake system, and the air-fuel ratio Affect. Therefore, for example, in Japanese Patent No. 2841005, when the purge cut is performed when the influence of the evaporated fuel on the air-fuel ratio is large, the correction of the fuel injection amount is continued for a predetermined period after the purge cut to supply the fuel after the purge cut. The effect of the residual evaporated fuel on the air-fuel ratio is avoided.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned Japanese Patent No. 2841005, the predetermined period in which the correction is continued is set (fixed) to a period in which it is estimated that all of the residual evaporated fuel in the purge passage will be completely taken into the cylinder after the purge cut. . For this reason, when the influence of the evaporated fuel on the air-fuel ratio becomes small (when the amount of fuel to be purged becomes zero or decreases) within the set period, the total amount of fuel actually supplied to the internal combustion engine decreases. The air-fuel ratio becomes an unintended value on the lean side, and there is a problem that the accuracy of the air-fuel ratio control is reduced and a desired emission characteristic cannot be obtained.
[0006]
On the other hand, if the residual fuel vapor continues to be purged even after the set period and the influence of the fuel vapor on the air-fuel ratio does not decrease, the total amount of fuel actually supplied to the internal combustion engine increases and the air-fuel ratio is not intended. This is a value on the rich side, and similarly, there has been a problem that the accuracy of the air-fuel ratio control is reduced and a desired emission characteristic cannot be obtained.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to surely correct the fuel injection amount during a period in which the residual fuel vapor affects the air-fuel ratio. It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine which is controlled well to improve emission characteristics.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, according to
[0009]
Since the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is detected and the correction of the fuel injection amount is terminated when the detected air-fuel ratio becomes leaner than the predetermined air-fuel ratio, the residual evaporation The fuel injection amount can be surely corrected during the period in which the fuel affects the air-fuel ratio, and thus the emission characteristics can be improved by accurately controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to this embodiment. In FIG. 1,
[0012]
A
[0013]
The ECU 18 includes a
[0014]
An injector (fuel injection valve) 30 is provided for each cylinder (not shown) near the intake port immediately downstream of an intake manifold (not shown) downstream of the
[0015]
A regulator (not shown) is provided between the
[0016]
An intake
[0017]
A
[0018]
The
[0019]
A
[0020]
The outputs of the various sensors described above are input to the
[0021]
Next, the purge mechanism (purge means) 70 will be described. The
[0022]
The
[0023]
A two-
[0024]
The canister 25 incorporates activated carbon that adsorbs evaporated fuel, and has an intake port (not shown) that communicates with the atmosphere via a
[0025]
The
[0026]
Next, the operation of the apparatus according to this embodiment, specifically, the operation of the ECU 18 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating the operation of the ECU 18.
[0027]
As shown in the figure, the device according to this embodiment includes a fuel supply
TCYL = TIM × (KTOTAL × KCMD × KAF-KAFEVACT) Equation (1)
[0028]
In the above equation, TIM is a basic fuel injection amount, and more specifically, a basic fuel injection amount (indicated by a valve opening time of the injector 30) determined by searching a map from the engine speed NE and the intake pipe pressure PBA. ). KTOTAL is a correction coefficient calculated based on detection signals from various sensors, and is set so that the fuel consumption characteristics, acceleration characteristics, and the like of the engine are optimized according to the driving state. KCMD is called a target air-fuel ratio coefficient, and represents the target air-fuel ratio in an equivalent ratio. The target air-fuel ratio coefficient KCMD is proportional to the reciprocal of the air-fuel ratio A / F, that is, the fuel-air ratio F / A, and takes a value of 1.0 at the stoichiometric air-fuel ratio.
[0029]
KAF indicates an air-fuel ratio correction coefficient, and is a coefficient for executing the air-fuel ratio feedback control so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine matches the target air-fuel ratio. The air-fuel ratio correction coefficient KAF is calculated by the air-
[0030]
The
[0031]
The fuel supply
QAIR = TIM × NE × 2 × KQAIR × KPA (2)
[0032]
Here, since the basic fuel injection amount TIM is determined from the intake pipe pressure PBA and the like as described above, KQAIR is a coefficient for converting the fuel injection amount determined thereby into an air flow rate, and is a fixed value ( For example, 0.45 L / mms). KPA is a coefficient for correcting a change in flow rate according to the intake pipe pressure PBA.
[0033]
The fuel supply
QPGCBASE = QAIR × KQPGB Equation (3)
[0034]
Here, KQPGB is a target purge rate, and is set to, for example, 0.04. In this case, it means that the fuel vapor is included in 4% of the intake air amount QAIR.
[0035]
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the apparatus according to this embodiment, more specifically, the operation of the ECU 18 for calculating the intake air amount QAIR and the basic purge flow rate QPGCBASE. The illustrated program is executed every time a signal indicating TDC is output from the
[0036]
First, in S10, the intake air amount QAIR is obtained according to the above-described equation (2). Next, the program proceeds to S12, in which the basic purge flow rate QPGCBASE is obtained according to the above-mentioned equation (3).
[0037]
Returning to the description of FIG. 2, the purge flow
QPGCMD = QPGCBASE × KPGT Equation (4)
[0038]
Here, KPGT is a purge flow coefficient and is set to a value of 1 or less. By changing the coefficient KPGT, the target purge flow rate QPGCMD can be controlled. Note that the coefficient KPGT is calculated according to the operating state.
[0039]
Further, the purge flow
QPGC (k) = QPGC (k−1) + (QAIR × KDQPGC) Equation (5)
[0040]
Here, k indicates a control cycle (discrete sample time), (k) indicates a current control cycle (current program execution time), and (kn) indicates a control cycle n times before. KDQPGC is a predetermined fixed value (for example, 0.003). As is apparent from the equation (5), the purge flow rate QPGC is controlled so as to gradually reach the target purge flow rate QPGCMD.
[0041]
The purge control valve drive
PGCMD = PGCMD0 + DPGCVBX + DPGC0
PGCMD0 = QPGC × KDUTY / KDPBG (6)
[0042]
Here, KDUTY is a coefficient for converting the purge flow rate into a duty ratio, and is a fixed value (for example, 3.8% · min / L). KDPBG is a coefficient for correcting the opening degree according to the pressure difference between before and after the
[0043]
The purge control valve drive
[0044]
Further, the
PGRATE = (DOUTPGC-DPGCVBX-DPGC0) / PGCMD0 Equation (7)
[0045]
Here, the duty rate PGRATE indicates the ratio of the actual duty ratio (after subtracting the invalid time) to the target duty ratio PGCMD0 of the purge flow rate QPGC. Therefore, the value obtained by multiplying QPGC by PGRATE indicates the actual purge flow rate purged by the
[0046]
FIG. 4 is a flowchart showing the calculation operation of the final duty ratio DOUTPGC. The illustrated program is executed, for example, every 80 msec.
[0047]
First, in step S20, the purge flow rate QPGC is determined.
[0048]
FIG. 5 is a subroutine flowchart showing the operation of calculating the purge flow rate QPGC. Hereinafter, the operation of calculating the purge flow rate QPGC will be described with reference to the same drawing. First, in S100, a purge flow rate coefficient KPGT is obtained. The purge flow coefficient KPGT is calculated according to the operating state as described above.
[0049]
Next, proceeding to S102, a value obtained by multiplying the basic purge flow rate QPGCBASE by the coefficient KPGT in accordance with the above-described equation (4) is set as a temporary variable qpgcmd. It is determined whether it is greater than. When the result in S104 is affirmative, the program proceeds to S105, in which the upper limit value QPGMAX is set to the target purge flow rate QPGCMD. 1 L / min).
[0050]
When the result in S106 is affirmative, the process proceeds to S108, in which the lower limit value QPGMIN is set to the target purge flow rate QPGCMD. When the result in S106 is negative, that is, when the temporary variable qpgcmd is between the upper limit value QPGMAX and the lower limit value QPGMIN, Proceeding to S110, the temporary variable qpgcmd is set to the target purge flow rate QPGCMD.
[0051]
Next, the routine proceeds to S112, where the purge permission flag F. It is determined whether the bit of NEPGACT is set to 1. Purge permission flag F. NEPGACT (initial value: 0), when the bit is set to 1, indicates that the execution of the purge is permitted. This purge permission flag F. The setting of the NEPGACT bit will be described later in detail. When the result in S112 is affirmative, the program proceeds to S114, in which the purge cut flag F.P. It is determined whether the bit of PGREQ is set to 1. Purge cut flag F. PGREQ (initial value 0) indicates that purge cut is being executed when the bit is set to 1.
[0052]
When the result in S114 is affirmative, the program proceeds to S116, in which a predetermined value DQPGCOBD (for example, 2 L / min) is subtracted from the purge flow rate QPGC (k-1) calculated in the previous control cycle (program execution time). Let the value be a temporary variable qpgc. On the other hand, when the result in S114 is NO, the program proceeds to S118, in which a value obtained by multiplying the intake air amount QAIR by a purge addition coefficient KDQPGC is set as a temporary variable qpgc. The purge addition coefficient KDQPGC is a coefficient (for example, 0.003) that determines how much to be added to the intake air amount QAIR as the purge flow rate.
[0053]
Next, the process proceeds to S120, and it is determined whether or not the value of the temporary variable qpgc is equal to or greater than a predetermined upper limit value DQPGCMAX (for example, 2 L / min). When the result in S120 is affirmative, the program proceeds to S122, in which the upper limit value DQPGCMAX is set to the added purge flow rate DQPGC. On the other hand, when the result in S120 is NO, the program proceeds to S124, in which the temporary variable qpgc is set to the added purge flow rate DQPGC.
[0054]
Next, in S126, a value obtained by adding the added purge flow rate DQPGC to the purge flow rate QPGC (k-1) calculated in the previous control cycle is set as a temporary variable qpgc. Thus, the purge flow rate is gradually increased toward the target purge flow rate QPGCMD.
[0055]
Next, the process proceeds to S128, and it is determined whether or not the temporary variable qpgc has exceeded the target purge flow rate QPGCMD as a result of increasing the purge flow rate in S126. When the result in S128 is affirmative, the program proceeds to S130, in which the value of the target purge flow rate QPGCMD is set as the purge flow rate QPGC. On the other hand, when the result in S128 is NO, the program proceeds to S132, in which the temporary variable qpgc is set to the purge flow rate QPGC. Thus, the purge flow rate QPGC purged in the current control cycle is calculated so as not to exceed the target purge flow rate QPGCMD. In S112, the purge permission flag F. When it is determined that the bit of NEPGACT is not 1, the routine proceeds to S134, where the purge flow rate QPGC is set to zero.
[0056]
Returning to the description of the flow chart of FIG. 4, the process proceeds to S22, where it is determined whether the purge flow rate QPGC calculated in S20 is zero. When the result in S22 is affirmative, that is, when the evaporative fuel is not purged, the process proceeds to S24, where the duty ratio PGCMD is set to zero. On the other hand, if the result in S22 is negative, the program proceeds to S26, in which the cycle for driving the
[0057]
Next, in S28, a DPGCVBX table (not shown) is searched based on the battery voltage VB to correct the invalid time of the
[0058]
Next, in S30, a KDPBG table (not shown) is searched based on the intake pipe pressure PBA to obtain a differential pressure correction value KDPBG in order to correct the duty ratio fluctuation caused by the differential pressure across the
[0059]
Next, in S32, a DPGC0 table (not shown) is searched based on the intake pipe pressure PBA to determine the invalid time DPGC0 in order to correct the invalid time of the
[0060]
Next, in S38, it is determined whether the duty ratio PGCMD is equal to or greater than a predetermined upper limit value DOUTPGH (for example, 95%). When the result in S38 is affirmative, the program proceeds to S40, in which the final duty ratio DOUTPGC is set to the upper limit value DOUTPGH. On the other hand, when the result in S38 is NO, the program proceeds to S42, in which it is determined whether the duty ratio PGCMD is equal to or less than a predetermined lower limit value DOUTPGL (for example, 5%). When the result in S42 is affirmative, the final duty ratio DOUTPGC is set to zero in S44. Further, in S46, the values of the duty rate PGRATE and the purge flow rate QRATE (described later) are set to zero, and the value of the high concentration correction coefficient KKEVG (described below) is set to 1.0.
[0061]
On the other hand, when the result in S42 is negative, that is, when the final duty ratio DOUTPGC is between the upper limit value DOUTPGH and the lower limit value DOUTPGL, the final duty ratio DOUTPGC is set to the duty ratio PGCMD in S48, and then the above-described equation (7) is used in S50. ), The duty rate PGRATE is obtained. It should be noted that, even if the result in S38 is affirmative, the program proceeds to S50 and the duty rate PGRATE is calculated.
[0062]
Returning to the description of FIG. 2, the transport
[0063]
The purge coefficient calculation means 112 calculates a vapor concentration coefficient KAFEV based on the air-fuel ratio coefficient KAF and the target air-fuel ratio KCMD calculated by the air-fuel
[0064]
Further, the high density correction
[0065]
The purge correction
KAFEVACZ = KAFEV × PGRATE × QRATE Equation (8)
[0066]
Here, QRATE is a purge flow rate, and is calculated according to the following equation (9).
QRATE = QPGC / QPGCBASE Equation (9)
[0067]
As is clear from the equations (7) and (9), the value “PGRATE × QRATE” obtained by multiplying the duty rate PGRATE by the purge flow rate QRATE is a ratio of the purge flow rate purged to the intake system in the current control cycle. Represent. Further, since the degree of influence of the evaporated fuel on the air-fuel ratio is expressed depending on the vapor concentration coefficient KAFEV, the target purge correction is calculated by multiplying “PGRATE × QRATE” by the vapor concentration coefficient KAFEV. The coefficient can be determined accurately.
[0068]
The purge correction
KAFEVACT = KAFEVACZ × KKEVG (10)
[0069]
Here, the purge correction coefficient KAFEVACT indicates the ratio of the fuel amount to which the purge flow rate QPGC contributes to the required fuel. The ratio of the fuel amount contributed by the purge flow rate QPGC is first calculated as described above as the target purge correction coefficient KAFEVACZ, and a value corrected by multiplying the target purge correction coefficient KAFEVACZ by the high concentration correction coefficient KEVEVG is used as the final purge correction coefficient KAFEVACT. Is set.
[0070]
The fuel supply
[0071]
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of calculating the purge correction coefficient KAFEVACT. The illustrated program is executed each time a TDC pulse signal is output from the
[0072]
First, in S200, the fuel injection amount correction end flag F. It is determined whether the bit of KACTKV is set to 1. Here, the fuel injection amount correction end flag F. KACTKV (initial value 0) means that when the bit is set to 1, the correction of the fuel injection amount is not executed (end). Note that the fuel injection amount correction end flag F. The setting of the KACTKV bit will be described later in detail.
[0073]
When the result in S200 is negative, the program proceeds to S202, in which a target purge correction coefficient KAFEVACZ is calculated.
[0074]
FIG. 7 is a subroutine flowchart showing the calculation operation. As shown in the figure, first, in S300, the stored value of the ring buffer QPGCn is updated. The ring buffer QPGCn is composed of 24 buffers QPGC0 to QPGC23 (not shown), and stores a total of 24 values from the latest value of the purge flow rate QPGC to 23 times before in a time series. In S300, the value stored in the ring buffer QPGCn is shifted by one. Note that shifting the ring buffer means shifting the data stored in QPGC0 to QPGC22 from QPGC1 to QPGC23, respectively, and emptying QPGC0.
[0075]
Next, in S302, the current value QPGC (k) of the purge flow rate QPGC is stored in the emptied QPGC0 as the latest value, and in S304, the transport delay period table CPGDLYRX is searched based on the engine speed NE, and the transport delay is determined. The period CPGDLYRX is calculated. As described above, the transport delay period CPGDLYRX indicates a time delay from when the evaporated fuel is purged to the purge passage via the
[0076]
In this embodiment, the transport delay period CPGDLYRX is represented by an integer n, more specifically, the number of TDCs. FIG. 8 shows an example of the transport delay period table CPGDLYRX. As shown in the figure, the transport delay period CPGDLYRX is set such that the transport delay period CPGDLYRX increases as the engine speed NE increases. This is because, as the engine speed NE increases, the number of strokes that is performed from the time when the fuel vapor is purged to the time when the fuel reaches the intake system of the engine increases, that is, the number of TDCs increases.
[0077]
Next, the routine proceeds to S306, where the purge flow rate QRATE is calculated according to the equation (9). At this time, as the purge flow rate QPGC, of the 24 values stored in the ring buffer QPGCn, the value (QPGC (k-CPGDLYRX)) preceding by the transport delay period CPGDLYRX is used.
[0078]
Next, in S308, the value obtained by multiplying the purge flow rate QRATE by the duty rate PGRATE is set as KAFEVRT, and then in S310, the target purge correction coefficient KAFEVACZ is calculated in accordance with the above-described equation (8).
[0079]
Returning to the description of the flow chart of FIG. 6, the process proceeds to S204, where it is determined whether the vapor density coefficient KAFEV is larger than the guard coefficient KEVACTG. The guard coefficient KEVACTG is a coefficient calculated according to the operating state. When the vapor concentration coefficient KAFEV is larger than this value, the target purge correction coefficient KAFEVACZ needs to be corrected in the increasing direction according to the value. It means there is.
[0080]
When the result in S204 is affirmative, the program proceeds to S206, in which a value obtained by dividing the vapor density coefficient KAFEV by the guard coefficient KEVACTG is set as a high density correction coefficient KKEVG. Is calculated. In this case, since the vapor density coefficient KAFEV is larger than the guard coefficient KEVACTG, the high density correction coefficient KKEVG calculated in S208 is a value larger than 1.0. Therefore, in S208, a value obtained by correcting the target purge correction coefficient KAFEVACZ in the increasing direction is set as the final purge correction coefficient KAFEVACT.
[0081]
On the other hand, when the result in S204 is NO, the process proceeds to S208, and the high density correction coefficient KKEVG is set to 1.0. That is, in step S206, the target purge correction coefficient KAFEVACZ is directly used as the final purge correction coefficient KAFEVACT.
[0082]
In S200, the fuel injection amount correction end flag F. If it is determined that the KACTKV bit is set to 1, the process proceeds to S212, where the purge correction coefficient KAFEVACT is set to zero. That is, the fuel supply
[0083]
As described above, the purge correction coefficient KAFEVACT, which is a correction term of the fuel injection amount TCYL, is calculated based on the parameters (QPGC (k-CPGDLYRX), KAFEVRT (k-CPGDLYRX)) preceding by the evaporated fuel transport delay period CPGDLLYRX. Therefore, the correction of the fuel injection amount TCYL is continued during the transport delay period CPGDLYRX after the purge cut. That is, the evaporative fuel transport delay period CPGDLYRX is obtained, and during that period, the correction of the fuel injection amount TCYL is continued. Therefore, the fuel injection amount TCYL can be reliably corrected during a period in which the residual fuel vapor (vapor fuel purged into the intake system after the purge cut) affects the air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio. Emission characteristics can be improved by controlling with high accuracy.
[0084]
Further, since the transport delay period CPGLYRX is determined based on the engine speed NE, it is possible to more accurately calculate the period in which the residual fuel vapor affects the air-fuel ratio. The fuel injection amount TCYL can be more reliably corrected during the influence period, so that the air-fuel ratio can be more accurately controlled to the target air-fuel ratio to improve the emission characteristics.
[0085]
Next, the purge permission flag F. NEPGACT and a fuel injection amount correction end flag F.N. KACTKV will be described. FIG. NEPGACT and a fuel injection amount correction end flag F.N. 9 is a flow chart showing an operation of setting bits of KACTKV. The illustrated program is executed every time a signal indicating TDC is output from the
[0086]
In the following, in S400, it is determined whether or not the detected engine speed NE is higher than a predetermined engine speed NEPGACT (for example, 500 rpm) set near an idle (idling) engine speed. When the result in S400 is affirmative, the program proceeds to S402, in which the fuel injection amount correction end flag F.F. KACTKV bit is set to 0, and the process proceeds to S404, where a purge permission flag F.K. Set the NEPGACT bit to one.
[0087]
Here, the fuel injection amount correction end flag F. KACTKV, as described above, means that when the bit is set to 1, the correction of the fuel injection amount is not executed (ends). The purge permission flag F. NEPGACT indicates that purging is permitted when the bit is set to 1, as described above. That is, when the engine speed NE is higher than the idle speed, the processes from S400 to S404 mean that the correction of the fuel injection amount TCYL is continued and the purge of the evaporated fuel is executed.
[0088]
On the other hand, when the result in S400 is NO, the program proceeds to S406, in which it is determined whether the detected air-fuel ratio (actual air-fuel ratio) KACT is leaner than a predetermined air-fuel ratio KACTKV (for example, 13.9). When the result in S406 is NO, the program proceeds to S408, in which the fuel injection amount correction end flag F.F. The KACTKV bit is reset to 0, and the process proceeds to S410, where the purge permission flag F.K. Reset the NEPGACT bit to 0. That is, since the detected actual air-fuel ratio KACT is richer than the predetermined air-fuel ratio KACTKV, it is considered that the degree of influence of the purged fuel on the air-fuel ratio is large. At the same time, the purge of the fuel vapor is stopped. In other words, the correction in the decreasing direction of the fuel injection amount TCYL is continued even after the purge cut.
[0089]
On the other hand, when the result in S406 is affirmative, the routine proceeds to S412, in which the fuel injection amount correction end flag F.F. The bit of KACTKV is set to 1. That is, since the detected actual air-fuel ratio KACT is leaner than the predetermined air-fuel ratio KACTKV, it is considered that the degree of influence of the purged fuel vapor on the air-fuel ratio is small. End continuation of.
[0090]
As described above, the actual air-fuel ratio KACT of the exhaust gas discharged from the
[0091]
As described above, in this embodiment, the fuel injection amount calculation means (various sensors, ECU 18) for calculating the fuel injection amount TCYL to be supplied to the internal combustion engine (engine) 10 based on the operating state of the internal combustion engine (engine) 10 , A fuel supply amount calculation unit 100), a purge unit (purge
[0092]
In the above description, the LAF sensor is used as the air-fuel ratio sensor. 2 It may be a sensor.
[0093]
Further, the present invention can be applied to an air-fuel ratio control device for a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor in which the output shaft of the engine is set in a vertical direction.
[0094]
【The invention's effect】
According to the first aspect, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is detected, and the continuation of the correction of the fuel injection amount is terminated when the detected air-fuel ratio becomes leaner than the predetermined air-fuel ratio. As a result, the fuel injection amount can be reliably corrected during the period in which the residual fuel vapor affects the air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is accurately controlled to the target air-fuel ratio to improve the emission characteristics. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an operation of an ECU of the device shown in FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of calculating an intake air amount among operations of an ECU of the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing a calculation operation of a final duty ratio among operations of the ECU of the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a subroutine flowchart showing an operation of calculating a purge flow rate in the flowchart shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart showing a calculation operation of a purge correction coefficient among operations of the ECU of the apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a subroutine flowchart showing an operation of calculating a target purge correction coefficient in the flowchart shown in FIG. 6;
8 is a diagram showing characteristics of a table used for searching for a transport delay period in the subroutine flow chart shown in FIG. 7;
9 is a flowchart showing an operation of setting bits of a purge permission flag and a fuel injection amount correction end flag among operations of the ECU of the apparatus shown in FIG. 1.
[Explanation of symbols]
10 Internal combustion engine (engine)
18 ECU (electronic control unit)
30 Injector (fuel injection valve)
34 Fuel tank
50 Crank angle sensor
58 LAF sensor (air-fuel ratio sensor)
70 Purge mechanism
100 Fuel supply calculation unit
104 Purge flow rate calculation unit
106 Purge control valve drive amount calculation unit
110 Transportation delay period calculation unit
116 Purge correction coefficient calculation unit
Claims (1)
b.燃料タンク内に発生した蒸発燃料を前記内燃機関の吸気系にパージするパージ手段、
c.前記パージされた蒸発燃料の影響度に応じて前記算出された燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段、
d.前記パージが終了した後、前記パージされた蒸発燃料の影響度が大きいときは前記燃料噴射量の補正を継続する補正継続手段、
および
e.前記補正された燃料噴射量を前記内燃機関に供給する燃料供給手段、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
f.前記内燃機関から排出される排出ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段、
を備えると共に、前記補正継続手段は、前記検出された空燃比が所定空燃比よりリーン側になった時点で前記燃料噴射量の補正の継続を終了することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。a. Fuel injection amount calculation means for calculating a fuel injection amount to be supplied to the internal combustion engine based on an operation state of the internal combustion engine,
b. Purging means for purging evaporative fuel generated in a fuel tank into an intake system of the internal combustion engine,
c. Fuel injection amount correction means for correcting the calculated fuel injection amount according to the degree of influence of the purged evaporated fuel,
d. After the completion of the purge, when the influence of the purged evaporated fuel is large, a correction continuation unit that continues to correct the fuel injection amount,
And e. Fuel supply means for supplying the corrected fuel injection amount to the internal combustion engine,
In an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine having
f. Air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas discharged from the internal combustion engine,
And the correction continuation means ends the correction of the fuel injection amount when the detected air-fuel ratio becomes leaner than a predetermined air-fuel ratio. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002220376A JP2004060543A (en) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | Air/fuel ratio control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002220376A JP2004060543A (en) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | Air/fuel ratio control device of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004060543A true JP2004060543A (en) | 2004-02-26 |
Family
ID=31941007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002220376A Pending JP2004060543A (en) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | Air/fuel ratio control device of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004060543A (en) |
-
2002
- 2002-07-29 JP JP2002220376A patent/JP2004060543A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6079397A (en) | Apparatus and method for estimating concentration of vaporized fuel purged into intake air passage of internal combustion engine | |
JP2010024991A (en) | Control device for internal combustion engine | |
US5765541A (en) | Engine control system for a lean burn engine having fuel vapor recovery | |
US6039032A (en) | Air-fuel ratio controller for an internal combustion engine | |
JPH10318015A (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
US5609142A (en) | Fuel-vapor treatment method and apparatus for internal combustion engine | |
US5609135A (en) | Control system for internal combustion engines | |
JP3788204B2 (en) | Engine purge control device | |
JP2008115803A (en) | Control device for internal combustion engine | |
US5899192A (en) | Fuel supply control system for internal combustion engines | |
JP3842709B2 (en) | Intake air amount calculation device for internal combustion engine | |
US6837223B2 (en) | Internal combustion engine purge flow rate controlling apparatus and method | |
JP2007270772A (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP2013142370A (en) | Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine | |
JPH07119555A (en) | Exhaust gas recirculation control device for internal combustion engine | |
JP3560156B2 (en) | Evaporative fuel control system for internal combustion engine | |
US5941224A (en) | Air-fuel ratio control system for internal combustion engines | |
JP2004060543A (en) | Air/fuel ratio control device of internal combustion engine | |
US6273063B1 (en) | Apparatus and method for controlling idle rotation speed of an internal combustion engine | |
JP3970655B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JPH02245442A (en) | Air-fuel ratio learning control method and control device and fuel supply method and device for internal combustion engine | |
JP3937702B2 (en) | Evaporative purge control device for internal combustion engine | |
JP3889379B2 (en) | Apparatus for controlling an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups using the concentration of evaporated fuel | |
JP3898593B2 (en) | Idle speed control device for internal combustion engine | |
JPH05248312A (en) | Evaporated fuel treating device of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061031 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |