JP2005048730A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】「ポート+筒内噴射領域」にあると判断されると(ステップ430)、「ポート噴射領域」の学習が完了しているか否かを判断する(ステップ440)。そして、「ポート噴射領域」の学習が完了していると判断されると、「ポート+筒内噴射領域」において目標とする空燃比と実際の空燃比との定常的なずれの検出結果と「ポート噴射領域」における空燃比学習値とに基づき、筒内噴射領域における空燃比学習値を算出する(ステップ450)。
【選択図】 図7
Description
請求項1記載の発明は、内燃機関の特定の気筒の燃焼室に燃料を供給するための燃料噴射弁を複数備え、これら複数の燃料噴射弁のそれぞれによって前記燃焼室に供給する燃料量の比率が互いに異なる複数の噴射領域を有し、これら各噴射領域において前記内燃機関の実際の空燃比をそれぞれ目標とする空燃比に制御する内燃機関の空燃比制御装置において、特定の燃料噴射弁を有する2つ以上の燃料噴射弁を用いた噴射領域を少なくとも1つ含む2つ以上の噴射領域のそれぞれにおいて実際の空燃比を目標とする空燃比にフィードバック制御しつつ、前記目標とする空燃比と前記実際の空燃比との定常的なずれを検出し、この検出結果に基づき、前記特定の燃料噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域において目標とする空燃比と実際の空燃比との定常的なずれを補償するための空燃比学習値を求める算出手段を備えることをその要旨とする。
以下、本発明にかかる内燃機関の空燃比制御装置をV型6気筒エンジンの空燃比制御装置に適用した第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図2に、本実施形態にかかる燃料噴射制御態様を示す。同図2に示すように、本実施形態では、内燃機関10の回転速度及び負荷によって対吸気系噴射弁13を用いるか、対筒内噴射弁14を用いるか、あるいはこれら双方を用いるかが設定される。なお、ここで内燃機関10の負荷とは、例えば同内燃機関10の1回転あたりの吸入空気量等によって定義される量である。
図3に示す一連の処理においては、まずステップ100において上記エアフローメータやクランク角センサ等の検出結果に基づき基本噴射量Qbを算出する。ちなみに、ここでは先の図2に示した運転状態に応じて「ポート噴射領域」や「ポート+筒内噴射領域」では理論空燃比とするための基本となる燃料量を算出する。また、「筒内噴射領域」においては、出力空燃比とするための基本となる燃料量を算出する。
次に、空燃比フィードバック制御について説明する。上述した燃料噴射制御においては、空燃比フィードバック制御が行われている。すなわち、フィードバック補正値FAFを適宜設定することで、実際の空燃比を目標とする空燃比とするようにフィードバック制御がなされる。ただし、本実施形態では、目標とする空燃比が理論空燃比である場合には、実際の空燃比を理論空燃比自体に一致させる制御を行う代わりに、理論空燃比近傍でリーン側及びリッチ側に交互に振動する空燃比の目標値に実際の空燃比を一致させるような制御を行う。次にこれについて図4に基づいて説明する。
<ポート噴射領域の場合>
ここでは、まず先の図2に示した「ポート噴射領域」における空燃比学習値KG(1,k)「k=1、2」の学習処理の手順について図5に基づいて説明する。ちなみに、図5に示す処理は、1番気筒#1、3番気筒#3、5番気筒#5と、2番気筒#2、4番気筒#4、6番気筒#6とについてそれぞれ独立に所定周期で繰り返し実行される。
次に、先の図2に示した「筒内噴射領域」における空燃比学習値KG(2,k)「k=1、2」の学習処理の手順について図6に基づいて説明する。ちなみに、図6に示す処理は、1番気筒#1、3番気筒#3、5番気筒#5と、2番気筒#2、4番気筒#4、6番気筒#6とについてそれぞれ独立に所定周期で繰り返し実行される。
図7に示す一連の処理においては、まずステップ400において、先の図2に示した「ポート噴射領域」にあるか否かを判断する。そして同領域にあると判断されると、ステップ410においてポート噴射領域における空燃比学習処理が完了しているか否かを判断する。すなわち、ここでは先の図5に示した処理によって空燃比学習値KG(1,k)が学習されているか否かを判断する。ちなみに、この判断は、例えばイグニッションスイッチがオンされたときから現在までに先の図5に示した処理がなされたか否かに基づいて行うようにしてもよい。こうしてステップ410において空燃比学習処理がなされたと判断されると、ステップ420において「ポート噴射領域」における空燃比学習値の学習が完了した旨のフラグをオンとする。
なお、ステップ410、430、440の判断が否定であった場合や、ステップ420、450の処理が終了した場合には、この処理を一旦終了する。
(1)「ポート噴射領域」の空燃比学習値KG(1,k)と、「ポート+筒内噴射領域」おいて目標とする空燃比と実際の空燃比との定常的なずれの検出結果とに基づき、「筒内噴射領域」における空燃比学習値G(2,k)を算出した。これにより、「筒内噴射領域」における空燃比学習値G(2,k)を迅速に取得することができる。
以下、本発明にかかる内燃機関の空燃比制御装置をV型6気筒エンジンの空燃比制御装置に適用した第2の実施形態について、上記第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
この場合、実際の空燃比が目標とする空燃比となったときのフィードバック補正値FAFの基準値「1.0」からのずれは、「2i−1」番気筒についての対筒内噴射弁14の燃料噴射性能を反映したものとなっている。そして、算出された平均値FAFAV(1)の基準値「1.0」からのずれ量を「3」倍したものを先の図6にて求めた空燃比学習値KG(2,k)から減算した値を、「2i−1」番気筒の空燃比学習値とする。
(FAF1+FAF2+FAF3)/3=FAF(1)≒1.0 …(c1)
ここで、例えば1気筒#1の燃焼室11に燃料を供給する燃料噴射弁を対吸気系噴射弁13に切り替えた場合を考える。ここでは、対吸気系噴射弁13は、対筒内噴射弁14と比較して燃料噴射特性が低下しやすい環境下におかれていないと考えられるため、1番気筒#1の対吸気系噴射弁13についての空燃比学習値と、1番気筒#1及び3番気筒#3及び5番気筒#5の対吸気系噴射弁13についての空燃比学習値KG(1,1)とは等しいとする。そして、既にこの空燃比学習値KG(1,1)は学習されているのであるから、1番気筒#1、3番気筒#3、5番気筒#5の燃焼室11に供給する全ての燃料を、1番気筒の対吸気系噴射弁13を用いて供給した場合に想定されるフィードバック補正値は、「1.0」としてよい。したがって、上記切り替えによりフィードバック補正値FAF(1)が「1.0」から「1.0+Δ」にずれたとすると、下式(c2)が成立する。
上式(c1)及び(c2)から、仮想補正値FAF1は、「1.0−3Δ」と算出される。したがって、対筒内噴射弁14についての1番気筒#1の空燃比学習値は、上記空燃比学習値KG(2,1)からずれ量Δを3倍したものを減算した値となる。
この場合、先の図5のステップ210と同様の処理によって、フィードバック補正値FAF(1)の平均値FAFAV(1)を算出する。この算出された平均値FAFAV(1)の基準値「1.0」からのずれは、「2i−1」番気筒についての対筒内噴射弁14の燃料噴射性能を反映したものとなっている。そして、算出された平均値FAFAV(1)の基準値「1.0」からのずれ量を「3(b+a)/b」倍したものを先の図6にて求めた空燃比学習値KG(2,k)から減算した値を、「2i−1」番気筒の空燃比学習値とする。
(2)「ポート噴射領域」における空燃比学習値KG(1,k)と「筒内噴射領域」における空燃比学習値KG(2,k)との取得後、各気筒の対筒内噴射弁14の空燃比学習値を個別に算出した。これにより、特定の気筒の対筒内噴射弁14の燃料噴射特性が悪化している場合であれ、これに適切に対処することができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・「ポート+筒内噴射領域」における「筒内噴射領域」の空燃比学習値KG(2,k)の算出にかかる処理は、図8に例示したものに限らない。例えば、「ポート噴射領域」の空燃比学習値KG(1,k)の学習後、これを用いつつ、先の図5に示す処理において、「ポート噴射領域」の空燃比学習値KG(1,k)の代わりに、「筒内噴射領域」の空燃比学習値KG(2,k)を学習するようにしてもよい。また、必ずしも「ポート+筒内噴射領域」において空燃比学習値KG(1,k)を用いて空燃比フィーバック制御を実行することで上記空燃比学習値KG(2,k)を算出するものにも限らない。要は、実際の空燃比を目標とする空燃比にフィードバック制御したときの実際の空燃比と目標とする空燃比との定常的なずれの検出結果と、学習された空燃比学習値KG(1,k)とに基づいて空燃比学習値KG(1,k)を求めるものであればよい。
・対筒内噴射弁及び対吸気系噴射弁のそれぞれを用いて噴射される燃料噴射量の算出処理は、先の図3に例示したものに限らない。
・目標とする空燃比が理論空燃比であるときの空燃比学習値の学習態様としては、先の図5に例示したものに限らない。例えば実際の空燃比を理論空燃比に一致させた際のフィードバック補正値FAF(k)の基準値「1.0」からのずれに基づいて空燃比学習値を学習するようにしてもよい。
Claims (8)
- 内燃機関の特定の気筒の燃焼室に燃料を供給するための燃料噴射弁を複数備え、これら複数の燃料噴射弁のそれぞれによって前記燃焼室に供給する燃料量の比率が互いに異なる複数の噴射領域を有し、これら各噴射領域において前記内燃機関の実際の空燃比をそれぞれ目標とする空燃比に制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
特定の燃料噴射弁を有する2つ以上の燃料噴射弁を用いた噴射領域を少なくとも1つ含む2つ以上の噴射領域のそれぞれにおいて実際の空燃比を目標とする空燃比にフィードバック制御しつつ、前記目標とする空燃比と前記実際の空燃比との定常的なずれを検出し、この検出結果に基づき、前記特定の燃料噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域において目標とする空燃比と実際の空燃比との定常的なずれを補償するための空燃比学習値を求める算出手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 請求項1記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記内燃機関が多気筒内燃機関であって且つその各気筒の燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁として第1の燃料噴射弁及び第2の燃料噴射弁をそれぞれ備え、
前記算出手段は、前記第1の燃料噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域と、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁を用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域とのそれぞれにおいて各目標とする空燃比と実際の空燃比との定常的なずれを検出し、これら検出結果に基づき、前記第2の燃料噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域における空燃比学習値を求める
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 請求項2記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記第2の燃料噴射弁は、前記第1の燃料噴射弁よりも燃料噴射性能の低下しやすい環境下にある燃料噴射弁であって、且つ
前記第1の燃料噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域及び前記第2の燃料噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域のそれぞれにおける空燃比学習値を求めた後、前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれにより前記燃焼室に燃料を供給する割合を気筒間で異ならせつつ実際の空燃比が目標とする空燃比となるようにフィードバック制御したときの前記実際の空燃比と前記目標とする空燃比との定常的なずれを検出し、この検出結果と前記求めた空燃比学習値とに基づき、所望の気筒に燃料を供給する第2の燃料噴射弁の燃料噴射特性を求める
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 請求項3記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記第1の燃料噴射弁及び前記第2の燃料噴射弁のそれぞれにより前記燃焼室に燃料を供給する割合を気筒間で異ならせつつ行うフィードバック制御は、少なくとも前記第2の燃料噴射弁を用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域において、前記所望の気筒の前記第2の燃料噴射弁を用いて前記燃焼室に供給する燃料の少なくとも1部を前記第1の燃料噴射弁を用いて供給するように切り替えて行うものである
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記第1の燃料噴射弁が前記燃焼室に空気を供給する吸気系に燃料を噴射供給する対吸気系噴射弁であり、前記第2の燃料噴射弁が前記燃焼室に燃料を噴射供給する対筒内噴射弁である
請求項2〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 多気筒内燃機関の各気筒毎に、燃焼室に燃料を供給するための複数種の燃料噴射弁をそれぞれ備えて前記内燃機関の実際の空燃比を目標とする空燃比に制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
実際の空燃比を目標とする空燃比に制御する際の前記目標とする空燃比と前記実際の空燃比との定常的なずれを補償するための空燃比学習値を、前記複数種の燃料噴射弁のうちの2種類の燃料噴射弁の一方を用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域及び同2種類の燃料噴射弁の他方を用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域のそれぞれについて求めた後、前記2種類の燃料噴射弁による前記燃焼室への燃料の供給割合を気筒間で異ならせ、実際の空燃比が目標とする空燃比となるようにフィードバック制御したときの前記実際の空燃比と前記目標とする空燃比との定常的なずれを検出し、この検出結果と前記求めた空燃比学習値とに基づき、所望の気筒において前記2種類の燃料噴射弁のうちの燃料噴射性能の低下しやすい環境下にある燃料噴射弁である前記一方の燃料噴射弁の燃料噴射特性を求める
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 請求項6記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記2種類の燃料噴射弁による前記燃焼室への燃料の供給割合を気筒間で異ならせつつ行うフィードバック制御は、少なくとも前記一方の燃料噴射弁を用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域において、前記所望の気筒の前記一方の燃料噴射弁を用いて前記燃焼室に供給する燃料の少なくとも1部を前記他方の燃料噴射弁を用いて供給するように切り替えて行うものである
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記一方の燃料噴射弁が前記燃焼室に燃料を噴射供給する対筒内噴射弁であり、前記他方の燃料噴射弁が前記燃焼室に空気を供給する吸気系に燃料を噴射供給する対吸気系噴射弁である
請求項6又は7記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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