JP2005090427A - Engine air-fuel ratio control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの空燃比制御装置に係り、特に触媒装置の上流側の排気通路にリニア空燃比センサを設け、触媒装置の下流側の排気通路に酸素センサを設け、酸素センサの出力値によりリニア空燃比センサの目標空燃比を補正して燃料学習制御するエンジンの空燃比制御装置に関するものである。 The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine, and in particular, a linear air-fuel ratio sensor is provided in an exhaust passage upstream of a catalyst device, an oxygen sensor is provided in an exhaust passage downstream of the catalyst device, and an output value of the oxygen sensor is determined. The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine that performs fuel learning control by correcting a target air-fuel ratio of a linear air-fuel ratio sensor.
車両においては、エンジンの排気通路に触媒装置を設け、触媒装置の上流側の排気通路にリニア空燃比(LAF)センサを設け、触媒装置の下流側の排気通路に酸素(リヤO2)センサを設け、酸素センサの出力値(指示値)によりリニア空燃比センサの目標空燃比を補正して燃料学習制御するエンジンの空燃比制御装置を設けたものがある。 In a vehicle, a catalyst device is provided in the exhaust passage of the engine, a linear air-fuel ratio (LAF) sensor is provided in the exhaust passage upstream of the catalyst device, and an oxygen (rear O2) sensor is provided in the exhaust passage downstream of the catalyst device. Some have provided an air-fuel ratio control device for an engine that performs fuel learning control by correcting the target air-fuel ratio of the linear air-fuel ratio sensor based on the output value (instruction value) of the oxygen sensor.
従来、エンジンの空燃比制御装置においては、触媒の高い浄化率を最大限に引き出すため、排気系デバイスとして触媒装置の上流側にリニア空燃比センサを設けるとともに、触媒装置の下流側に酸素センサを設け、この下流側の酸素センサの出力値が設定値に収束するように、上流側のリニア空燃比センサの目標空燃比を、目標空燃比基本値からリッチ側又はリーン側に制御しているものがある。
また、従来、目標空燃比補正制御においては、下流側の酸素センサの出力値によって上流側のリニア空燃比センサの目標空燃比(AFTRGT)が補正された場合でも、複数に分割された各運転領域で、燃料学習値(KLRN)に補正された目標空燃比に対するフィードバック補正量を反映させていた。しかしながら、これでは、同一の運転領域でも目標空然比(AFTRGT)が異なれば、燃料学習値(KLRN)も変わってしまう。このため、燃料学習に許容できない変動が生じて、アイドル学習値が変動した等の場合は、排ガス値の変動、ドライバビリティの悪化を招いており、対策の必要があった。 Further, conventionally, in the target air-fuel ratio correction control, even when the target air-fuel ratio (AFTRGT) of the upstream linear air-fuel ratio sensor is corrected by the output value of the downstream oxygen sensor, each operation region divided into a plurality of regions Thus, the feedback correction amount for the target air-fuel ratio corrected to the fuel learning value (KLRN) is reflected. However, if the target air-fuel ratio (AFTRGT) is different even in the same operating range, the fuel learning value (KLRN) also changes. For this reason, when an unacceptable change in fuel learning occurs and the idle learning value fluctuates, the exhaust gas value fluctuates and drivability deteriorates, requiring countermeasures.
更に、触媒装置の上流側にリニア空燃比センサを設け、触媒装置の下流側に酸素センサを配設したシステムとしての目標空燃比補正制御する空燃比制御装置には、エンジンの運転状態に応じて運転領域を複数に分割し、各運転領域に応じた目標空燃比の学習値を運転領域毎に記憶させ、これにより、目標空燃比を補正し、運転状態の変動による下流側の酸素センサの目標空燃比への収束性を良好とし、排気効率の向上を図るものがある。
更にまた、触媒の上流側にフロント酸素センサを設け、下流側にリヤ酸素センサを配設したシステムとしての空燃比制御装置には、アイドル時学習領域条件中のエンジン回転数判定項目を行う際に、エンジン回転数がISC(アイドルスピードコントロール)目標回転数と固定値あるいはエンジン水温毎にテーブルにて設定される変動値からなる所定値とを加算した値以下になった場合に、エンジン回転数判定項目が成立したと判断し、エンジン始動完爆後の空燃比補正を適正に行うものがある。
ところが、従来、エンジンの空燃比制御装置においては、ある分割された運転領域において、下流側の酸素センサが必ず同一の出力値の電圧であるとは限らなく、その直前の運転状態が、例えば、理論空燃比フィードバック運転はもちろんのこと、燃料カットや高負荷時のエンリッチ運転など様々であり、触媒内を理論空燃比に保つために、上記運転の後に生じる下流側の酸素センサの出力値の変化に応じて、上流側のリニア空燃比センサから算出された目標空燃比を、リッチ側又はリーン側に補正する必要があり、よって、この方法でも、直前の運転状態の如何により、燃料学習に許容できない変動が生じていたという不都合があった。 However, conventionally, in an air-fuel ratio control device for an engine, in a certain divided operation region, the downstream oxygen sensor is not always at the same output voltage, and the immediately preceding operation state is, for example, In addition to theoretical air-fuel ratio feedback operation, there are various fuel cuts, enrichment operation at high load, etc., and in order to keep the catalyst at the theoretical air-fuel ratio, changes in the output value of the downstream oxygen sensor that occurs after the above operation Accordingly, it is necessary to correct the target air-fuel ratio calculated from the upstream linear air-fuel ratio sensor to the rich side or the lean side. Therefore, this method also allows fuel learning depending on the previous operating state. There was an inconvenience that there was a change that could not be done.
この発明は、エンジンの排気通路に触媒装置を設け、前記触媒装置の上流側の前記排気通路にリニア空燃比センサを設け、前記排気装置の下流側の前記排気通路に酸素センサを設けたエンジンの空燃比制御装置において、基本燃料噴射量を予め設定する基本燃料噴射量設定部と、空燃比フィードバック制御条件が成立しているときには前記酸素センサの出力値により目標空燃比を補正する目標空燃比補正制御部と、この補正された目標空燃比と前記リニア空燃比センサの出力値からフィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック処理部と、燃料学習値を算出する燃料学習制御部と、少なくとも前記空燃比フィードバック処理部から算出されたフィードバック補正量と前記燃料学習制御部から算出された燃料学習値とに応じて前記基本燃料噴射量設定部から予め設定された基本燃料噴射量を補正するとともにこの補正された燃料噴射量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出部とを備え、この燃料噴射量算出部の実行時には、前記燃料学習制御部での燃料学習値を、前記空燃比フィードバック処理部から算出されたフィードバック補正量の値に左右されないように算出する制御手段を設けたことを特徴とする。 According to the present invention, a catalyst device is provided in an exhaust passage of an engine, a linear air-fuel ratio sensor is provided in the exhaust passage upstream of the catalyst device, and an oxygen sensor is provided in the exhaust passage downstream of the exhaust device. In the air-fuel ratio control device, a basic fuel injection amount setting unit that presets the basic fuel injection amount, and a target air-fuel ratio correction that corrects the target air-fuel ratio based on the output value of the oxygen sensor when the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied A control unit, an air-fuel ratio feedback processing unit that calculates a feedback correction amount from the corrected target air-fuel ratio and the output value of the linear air-fuel ratio sensor, a fuel learning control unit that calculates a fuel learning value, and at least the air-fuel ratio In accordance with the feedback correction amount calculated from the feedback processing unit and the fuel learning value calculated from the fuel learning control unit, the basic A fuel injection amount calculation unit that corrects a basic fuel injection amount preset from the fuel injection amount setting unit and calculates a fuel injection amount based on the corrected fuel injection amount. At the time of execution, there is provided control means for calculating the fuel learning value in the fuel learning control unit so as not to be influenced by the value of the feedback correction amount calculated from the air-fuel ratio feedback processing unit.
この発明の空燃比制御装置においては、燃料噴射量算出部の実行時に、燃料学習制御部での燃料学習値を、空燃比フィードバック処理部から算出されたフィードバック補正量の値に左右させないようにすることから、燃料学習値が、補正された目標空燃比の値に左右されることがなく、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施可能とすることができる。 In the air-fuel ratio control apparatus of the present invention, when the fuel injection amount calculation unit is executed, the fuel learning value in the fuel learning control unit is not influenced by the feedback correction amount value calculated from the air-fuel ratio feedback processing unit. Thus, the fuel learning value is not affected by the corrected target air-fuel ratio value, and it is possible to perform highly accurate learning control of the fuel injection amount.
この発明は、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施可能とするという目的を、燃料学習値が、補正された目標空燃比の値に左右されないようにすることで実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
The present invention achieves the object of enabling highly accurate learning control of the fuel injection amount by making the fuel learning value independent of the corrected target air-fuel ratio value.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings.
図1〜図8は、この発明の実施例を示すものである。図8において、2は車両(図示せず)に搭載されるエンジン、4はシリンダブロック、6はシリンダヘッド、8はピストン、10は燃焼室である。 1 to 8 show an embodiment of the present invention. In FIG. 8, 2 is an engine mounted on a vehicle (not shown), 4 is a cylinder block, 6 is a cylinder head, 8 is a piston, and 10 is a combustion chamber.
シリンダヘッド6には、吸気ポート12と排気ポート14とが形成されているとともに、吸気口16と排気口18とを開閉する吸気弁20と排気弁22とが設けられている。また、シリンダヘッド6には、吸気ポート12に連通する吸気通路24を形成した吸気管26が連結されているとともに、排気ポート14に連通する排気通路28を形成した排気管30が連結されている。
The
エンジン2の燃焼室10には、燃料噴射制御装置32によって燃料が噴射される。この燃料噴射制御装置32は、吸気弁20側に指向して吸気管26の噴射弁取付部34に取り付けられた燃料噴射弁36を有している。
Fuel is injected into the
シリンダヘッド6には、燃焼室10の上部で点火制御装置38の点火栓40が取り付けられている。
An
排気管30で形成された排気通路28の途中には、触媒装置42の触媒コンバータ44が設けられている。この触媒装置42の上流側の排気通路28には、空燃比(AF)を検出してその検出値を出力値として出力するリニア空燃比(LAF)センサ46が取り付けられている。また、排気装置42の下流側の排気通路28には、排気中の酸素濃度を検出してその検出値を出力値としての電圧を出力する酸素(リアO2)センサ48が設けられている。
In the middle of the
燃料噴射弁36と点火栓40とリニア空燃比センサ46と酸素センサ48とは、制御手段(ECU)50に連絡している。また、この制御手段50には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ52と、エンジン水温を検出する水温センサ54と、クランク角状態からエンジン回転数を検出するクランク角センサ56と、吸気管圧力をエンジン負荷として検出する吸気管絶対圧力センサ58とが連絡している。
The
制御手段50は、基本燃料噴射量を予め設定する基本燃料噴射量設定部50Aと、空燃比フィードバック制御条件が成立しているときには酸素センサ48の出力値により目標空燃比を補正する目標空燃比補正制御部50Bと、この目標空燃比補正制御部50Bで補正された目標空燃比とリニア空燃比センサ46の出力値からフィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック処理部50Cと、燃料学習値を算出する燃料学習制御部50Dと、少なくとも空燃比フィードバック処理部50Cから算出されたフィードバック補正量と燃料学習制御部50Dから算出された燃料学習値とに応じて基本燃料噴射量設定部50Aから予め設定された基本燃料噴射量を補正するとともにこの補正された燃料噴射量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出部50Eとを備え、この燃料噴射量算出部50Eの実行時には、燃料学習制御部50Dでの燃料学習値を、空燃比フィードバック処理部50Cから算出されたフィードバック補正量の値に左右されないように算出するものである。
The control means 50 includes a basic fuel injection
前記フィードバック補正量は、空燃比フィードバック補正係数と空燃比フィードバック処理部50Cにより補正された値とから算出されるものである。
The feedback correction amount is calculated from the air-fuel ratio feedback correction coefficient and the value corrected by the air-fuel ratio
次に、この実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
図2に示す如く、空燃比フィードバック処理として、空燃比フィードバック補正係数(KFB)の算出ルーチンにおいて、プログラムがスタートすると(ステップ102)、先ず、空燃比フィードバック制御条件が成立しているか否かを判断する(ステップ104)。つまり、リニア空燃比センサ46が、活性しているか、あるいは、運転領域が、ある設定された範囲に収まっているか等により、空燃比フィードバック制御条件が成立しているか否かが判定される。
As shown in FIG. 2, as the air-fuel ratio feedback processing, when the program starts in the air-fuel ratio feedback correction coefficient (KFB) calculation routine (step 102), it is first determined whether or not the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied. (Step 104). That is, whether or not the air-fuel ratio feedback control condition is satisfied is determined based on whether the linear air-
このステップ104がYESの場合には、リニア空燃比センサ46からの出力値(AF)を読み込み(ステップ106)、そして、エンジン回転数とエンジン負荷の値の関数である目標空燃比基本値(AFTRGTM)マップを検索して(ステップ108)、目標空燃比基本値(AFTRGTM)を算出する。
When this
そして、酸素センサ48が活性しているか否かを判断する(ステップ110)。つまり、酸素センサ48の出力値の電圧(VRO2)が、上限値(VRO2H)以上を所定時間(VRO2TM)以上継続して出力しているか等により、酸素センサ48が活性しているか否かが判定される。
Then, it is determined whether or not the
このステップ110がYESの場合には、目標空燃比補正制御を行う(ステップ112)。
If
この目標空燃比補正制御においては、図3に示す如く、プログラムがスタートすると(ステップ202)、酸素センサ48の出力値の電圧(VRO2)が、上限値(VRO2H)以上であるか、又は、下限値(VRO2L)以下であるかを判断、つまり、VRO2>VRO2H、又は、VRO2<VRO2Lを判断する(ステップ204)。
In this target air-fuel ratio correction control, as shown in FIG. 3, when the program starts (step 202), the voltage (VRO2) of the output value of the
このステップ204がYESの場合には、エンジン回転数の関数である目標電圧(VRO2TRGT)テーブルを検索し(ステップ206)、酸素センサ48の制御すべき目標電圧(VRO2TRGT)を算出する。そして、酸素センサ48の出力値の電圧(VRO2)と酸素センサ48の制御すべき目標電圧(VRO2TRGT)との電圧差(△V)を、△V=VRO2−VRO2TRGTで算出する(ステップ208)。
When this
そして、この電圧差(△V)の関数である目標空燃比(AFTRGT)テーブルを検索して、目標空燃比基本値(AFTRGTM)からの目標空燃比シフト量(AFTRGTSFT)を算出する(ステップ210)。 Then, a target air-fuel ratio (AFTRGT) table that is a function of this voltage difference (ΔV) is searched to calculate a target air-fuel ratio shift amount (AFTRGTSFT) from the target air-fuel ratio basic value (AFTRGTM) (step 210). .
このステップ210で目標空燃比シフト量(AFTRGTSFT)を算出した後は、目標空燃比(AFTRGT)を、目標空燃比基本値(AFTRGTM)と目標空燃比シフト量(AFTRGTSFT)との和で算出、つまり、AFTRGT=AFTRGTM+AFTRGTSFTで算出し(ステップ212)、プログラムをリターンする(ステップ214)。 After calculating the target air-fuel ratio shift amount (AFTRGTSFT) in step 210, the target air-fuel ratio (AFTRGT) is calculated by the sum of the target air-fuel ratio basic value (AFTRGTM) and the target air-fuel ratio shift amount (AFTRGTSFT), that is, , AFTRGT = AFTRGTM + AFTRGTSFT is calculated (step 212), and the program is returned (step 214).
一方、前記ステップ204がNOの場合には、前記ステップ210で算出された目標空燃比シフト量(AFTRGTSFT)に零(0)を代入し、つまり、AFTRGTSFT=0とし(ステップ216)、そして、前記ステップ212に移行する。
On the other hand, when the
この目標空燃比補正制御の後は、図2のステップ114において、目標空燃比(AFTRGT)と現在の空燃比(AF)とから、別途定義された空燃比フィードバック補正係数(KFB)の積分項(KFBI)及び比例項(KFBP)の算出ルーチンにより、積分項(KFBI)及び比例項(KFBP)を算出する。
After the target air-fuel ratio correction control, in
そして、積分項(KFBI)からフィードバック量補正値(KRO2HOS)を、図4の算出ルーチンで算出する(ステップ116)。 Then, a feedback amount correction value (KRO2HOS) is calculated from the integral term (KFBI) by the calculation routine of FIG. 4 (step 116).
このフィードバック量補正値(KRO2HOS)の算出においては、図4の算出ルーチンに示す如く、プログラムがスタートすると(ステップ302)、先ず、リッチ/リーン状態判定を行う(ステップ304)。 In the calculation of the feedback amount correction value (KRO2HOS), as shown in the calculation routine of FIG. 4, when the program starts (step 302), first, rich / lean state determination is performed (step 304).
このリッチ/リーン状態判定は、リッチ/リーン状態が変化したかを判定するものであり、図5のリッチ/リーン状態判定ルーチンにおいて、プログラムがスタートすると(ステップ402)、現在の空燃比(AF)が目標空燃比(AFTRGT)よりも小さいか否かを判断、つまり、AF<AFTRGTか否かを判断し(ステップ404)、そして、このステップ404がYESの場合には、リッチ/リーン状態判定値(RLCDTN(n))に1を代入、つまり、RLCDTN(n)=1(RICH)とする(ステップ406)。
This rich / lean state determination determines whether the rich / lean state has changed. When the program starts in the rich / lean state determination routine of FIG. 5 (step 402), the current air-fuel ratio (AF) is determined. Is determined to be smaller than the target air-fuel ratio (AFTRGT), that is, whether AF <AFTRGT is determined (step 404). If this
一方、前記ステップ404がNOの場合には、リッチ/リーン状態判定値(RLCDTN(n))に零(0)を代入、つまり、RLCDTN(n)=0(LEAN)とする(ステップ408)。
On the other hand, if
このステップ406及びステップ408の処理後は、今回算出したリッチ/リーン状態判定値(RLCDTN(n))から前回算出したリッチ/リーン状態判定値(RLCDTN(n−1))を減算した値が零(0)か否かを判断、つまり、RLCDTN(n)−RLCDTN(n−1)=0か否かを判断する(ステップ410)。
After the processing of
このステップ410がYESの場合には、リッチ/リーン状態が変化していないと判定し、つまり、リッチ/リーン状態変化フラグ(RLCHNG)を零(0)とし、つまり、RLCHNG=0とし(ステップ412)、プログラムをリターンする(ステップ414)。
If this
一方、前記ステップ410がNOの場合には、リッチ/リーン状態が変化したと判定し、つまり、リッチ/リーン状態変化フラグ(RLCHNG)を1とし、つまり、RLCHNG=1とし(ステップ416)、プログラムをリターンする(ステップ414)。
On the other hand, if
このように、リッチ/リーン状態が判定されたら、図4のステップ306において、RLCHNG=1か否かを判断し、このステップ306がYESで、リッチ/リーン状態が変化したと判断した場合には、フィードバック量補正値(KRO2HOS(n))を、KRO2HOS(n)=K3*AFTRGTM/AFTRGT−1で算出し(ステップ308)、プログラムをリターンする(ステップ310)。
As described above, when the rich / lean state is determined, it is determined in
一方、前記ステップ306でNOの場合には、今回算出されたフィードバック量補正値(KRO2HOS(n))に前回算出されたフィードバック量補正値(KRO2HOS(n−1))を代入し、つまり、KRO2HOS(n)=KRO2HOS(n−1)とし(ステップ312)、プログラムをリターンする(ステップ310)。
On the other hand, if NO in
このように、フィードバック量補正値(KRO2HOS)を算出したならば、図2のステップ118において、積分項(KFBI)からフィードバック量補正値(KRO2HOS)を減算して最終的な空燃比フィードバック補正係数(KFB)の積分項(KFBI2)を算出し、つまり、KFBI2=KFBI−KRO2HOSを計算し、プログラムをリターンする(ステップ120)。
When the feedback amount correction value (KRO2HOS) is calculated in this way, in
前記ステップ110がNOの場合には、目標空燃比補正制御を実施せず、目標空燃比(AFTRGT)に目標空燃比基本値(AFTRGTM)を代入し、つまり、AFTRGT=AFTRGTMとし(ステップ122)、目標空燃比(AFTRGT)と現在の空燃比(AF)とから、別途定義された空燃比フィードバック補正係数(KFB)の積分項(KFBI)及び比例項(KFBP)の算出ルーチンにより、積分項(KFBI)及び比例項(KFBP)を算出し(ステップ124)、その後、フィードバック量補正値(KRO2HOS)に零(0)を代入し、つまり、KRO2HOS=0とし(ステップ126)、前記ステップ118へ移行し、KFBI2=KFBI−KRO2HOSを計算し、プログラムをリターンする(ステップ120)。
When the
一方、前記ステップ104がNOの場合には、空燃比フィードバック補正係数(KFB)の積分項(KFBI)及び比例項(KFBP)とフィードバック量補正値(KRO2HOS)とに零(0)を夫々代入し、つまり、KFBI=0とし(ステップ128)、また、KFBP=0とし(ステップ130)、そして、KRO2HOS=0とし(ステップ132)、前記ステップ118へ移行し、KFBI2=KFBI−KRO2HOSを計算し、プログラムをリターンする(ステップ120)。
On the other hand, when
次いで、燃料学習制御について説明すると、図1の制御ルーチンにおいて、プログラムがスタートすると(ステップ502)、先ず、空燃比フィードバック制御中か否かを判断する(ステップ504)。 Next, fuel learning control will be described. When the program starts in the control routine of FIG. 1 (step 502), it is first determined whether or not air-fuel ratio feedback control is in progress (step 504).
このステップ504がYESの場合には、エンジン回転数及びエンジン負荷の値の関数である運転領域(ZONE(n))マップから、運転領域(ZONE(n))を算出して確認し(ステップ506)、今回算出した運転領域(ZONE(n))と前回算出した運転領域(ZONE(n−1))とが同じか否かを判断、つまり、(ZONE(n))=(ZONE(n−1))か否かを判断する(ステップ508)。
If this
このステップ508がYESの場合には、運転領域番号(k)に運転領域(ZONE(n))を代入し、つまり、k=ZONE(n)とし(ステップ510)、そして、リッチ/リーン状態判定を行う(ステップ512)。このリッチ/リーン状態判定は、上述した図5の判定ルーチンで同じように行われる。
If this
そして、リッチ/リーン状態変化フラグ(RLCHNG)が、RLCHNG=1か否かを判断し(ステップ514)、このステップ514がYESの場合には、上記の図2の空燃比フィードバック処理ルーチンにより算出された積分項(KFBI2)を読み込む(ステップ516)。
Then, it is determined whether the rich / lean state change flag (RLCHNG) is RLCHNG = 1 (step 514). If this
この積分項(KFBI2)を読み込んだ後は、該積分項(KFBI2)を、リッチ/リーンの切り替わり時に、補正値(KFBCHNG(RLCNT))に代入、つまり、KFBCHNG(RLCNT)=KFBI2とし(ステップ518)、リッチ/リーン状態変化回数(RLCNT)が所定値に到達したか否か、つまり、RLCNT=N1か否かを判断する(ステップ520)。 After this integral term (KFBI2) is read, the integral term (KFBI2) is substituted into the correction value (KFBCHNG (RLCNT)) when rich / lean is switched, that is, KFBCHNG (RLCNT) = KFBI2 (step 518). ), It is determined whether or not the number of rich / lean state changes (RLCNT) has reached a predetermined value, that is, whether or not RLCNT = N1 (step 520).
このステップ520がYESの場合には、燃料学習値(KLRN)を算出する条件が成立したとして判断し、KFBCHNG(0)〜KFBCHNG(N1)まで、N1+1回分の空燃比フィードバック補正係数(KFB)の積分項(KFBI2)の平均値(KFBAVRG)を算出する(ステップ522)。
If this
そして、この平均値(KFBAVRG)の関数である燃料学習更新値(TKDKL)テーブルから、燃料学習更新値(TKDKL)を算出し(ステップ524)、その後、前回算出した燃料学習値(KLRNk(n−1))に燃料学習更新値(TKDKL)を加算し、燃料学習値(KLRNk(n))を、KLRNk(n)=KLRNk(n−1)+TKDKLで算出する(ステップ526)。 Then, a fuel learning update value (TKDKL) is calculated from a fuel learning update value (TKDKL) table that is a function of the average value (KFBAVRG) (step 524), and then the previously calculated fuel learning value (KLRNk (n− 1)) is added to the fuel learning update value (TKKDKL), and the fuel learning value (KLRNk (n)) is calculated as KLRNk (n) = KLRNk (n-1) + TKDKL (step 526).
その後、リッチ/リーン状態変化回数(RLCNT)に零(0)を代入し、つまり、RLCNT=0とし(ステップ528)、プログラムをリターンする(ステップ530)。 Thereafter, zero (0) is substituted into the rich / lean state change count (RLCNT), that is, RLCNT = 0 (step 528), and the program is returned (step 530).
前記ステップ504及びステップ508でNOの場合には、直ぐに、前記ステップ528に移行し、リッチ/リーン状態変化回数(RLCNT)に零(0)を代入し、つまり、RLCNT=0とし、そして、プログラムをリターンする(ステップ530)。
If NO in
また、前記ステップ520がNOの場合には、リッチ/リーン状態変化回数(RLCNT)に1を代入し、つまり、RLCNT=RLCNT+1とし(ステップ532)、プログラムをリターンする(ステップ530)。
If
更に、前記ステップ514がNOの場合には、直ぐに、プログラムをリターンする(ステップ530)。
If
次いで、この実施例における制御例を、図7のタイムチャートに基づいて説明する。 Next, a control example in this embodiment will be described based on the time chart of FIG.
図7に示す如く、時間t1未満では、酸素センサ48の出力値(VRO2)が上限値(RO2H)と下限値(RO2L)との中間の目標電圧(RO2TRGT)で一定であり、リニア空燃比センサ46の出力値(AF)が目標空燃比(AFTRGT)付近で一定に増減変化し、空燃比フィードバック補正係数(KFB)の積分項(KFBI2)が零(0)付近で一定に増減変化し、燃料学習値(KLRN)が一定であり、また、フィードバック量補正値(KRO2HOS)が零(0)で一定である。
As shown in FIG. 7, below the time t1, the output value (VRO2) of the
そして、時間t1になると、酸素センサ48の出力値(VRO2)が上限値(RO2H)側に増加し始め、そして、時間t2になると、酸素センサ48の出力値(VRO2)が上限値(RO2H)を超えて増加し、このとき、目標空燃比(AFTRGT)が増加するとともに、リニア空燃比センサ46の出力値(AF)が増加し、目標空燃比(AFTRGT)が増加し、また、積分項(KFBI2)が低下し始める。一方、燃料学習値(KLRN)は、一定である。
At time t1, the output value (VRO2) of the
その後、時間t3になると、リニア空燃比センサ46の出力値(AF)が目標空燃比(AFTRGT)を横切る。このとき、酸素センサ48の出力値(VRO2)が最大になってから漸次減少し始め、また、フィードバック量補正値(KRO2HOS)が急激に低下して第1値(L1)となり、積分項(KFBI2)が、KFBI2=KFBI−KRO2HOSとなって増加する。このときも、燃料学習値(KLRN)は、一定である。
Thereafter, at time t3, the output value (AF) of the linear air-
そして、時間t4になると、酸素センサ48の電圧の低下と共に、目標空燃比(AFTRGT)がリッチ側に動き、フィードバック量補正値(KRO2HOS)が増加して、第1値(L1)よりも少し零(0)側の第2値(L2)となる。このときも、燃料学習値(KLRN)は、一定である。
At time t4, as the voltage of the
その後、時間t5になると、酸素センサ48の出力値(VRO2)が上限値(RO2H)まで減少し、目標空燃比(AFTRGT)が元に戻り、フィードバック量補正値(KRO2HOS)が元の零(0)に戻る。このときも、燃料学習値(KLRN)は、一定である。
Thereafter, at time t5, the output value (VRO2) of the
そして、時間t6になると、酸素センサ48の出力値(VRO2)が電圧(RO2TRGT)で一定になり、リニア空燃比センサ46の出力値(AF)が目標空燃比(AFTRGT)に収束し始める。このときも、燃料学習値(KLRN)は、一定である。
At time t6, the output value (VRO2) of the
つまり、この図7における制御例においては、運転状態の変化により触媒装置42の下流側の酸素センサ48の出力値の電圧(VRO2)が、VRO2>RO2Hとなると(図7の時間t2で示す)、目標空燃比補正制御により、酸素センサ48の出力値の電圧(VRO2)に応じた目標空燃比(AFTRGT)(図7の破線で示す)が設定される。
That is, in the control example in FIG. 7, when the voltage (VRO2) of the output value of the
そして、リニア空燃比センサ46の出力値(AF)が目標空燃比(AFTRGT)を横切った時点で、フィードバック量補正値(KRO2HOS)は、KRO2HOS=K3*AFTRGTM/AFTRGT−1で更新され(K3:所定値、AFTRGTM:目標空燃比基本値)、直後に、上記の図2の空燃比フィードバック処理ルーチンで得られた積分項(KFBI2)を、KFBI2=KFBI−KRO2HOSで減算処理する(図7の時間t3で示す)。
When the output value (AF) of the linear air-
そして、燃料学習制御により、目標空燃比(AFTRGT)に対してリニア空燃比センサ46の出力値(AF)が横切る度に、減算処理された後の積分項(KFBI2)を(N1+1)回積算し、その平均値(KFBAVRG)から燃料学習更新値(TKDKL)を算出して燃料学習値(KLRN)に反映させる。この図7の制御例の場合に、目標空燃比(AFTRGT)は、変動しているが、燃料学習値(KLRN)は、変動要因がないため、変更されていない。
Then, every time the output value (AF) of the linear air-
フィードバック量補正値(KRO2HOS)は、KRO2HOS=K3*AFTRGTM/AFTRGT−1で算出され、目標空燃比基本値(AFTRGTM)と目標空燃比(AFTRGT)との比により算出される。K3は、調整値であり、整合性が図られるような所定値に設定される。 The feedback amount correction value (KRO2HOS) is calculated by KRO2HOS = K3 * AFTRGTM / AFTRGT-1, and is calculated by the ratio between the target air-fuel ratio basic value (AFTRGTM) and the target air-fuel ratio (AFTRGT). K3 is an adjustment value, and is set to a predetermined value for achieving consistency.
これは、従来、排ガスを浄化する触媒装置の高い浄化率を引き出すため、空燃比フィードバック補正係数(KFB)の積分項(KFBI)及び比例項(KFBP)から生じる振幅挙動により、燃料噴射パルス幅(TIOUTi)の振幅(△TI)が、ある所定値となるように、空燃比フィードバック補正係数(KFB)が設定されている(図6参照)。この実施例による燃料噴射パルス幅(TIOUTi)は、TIOUTi=TIBASEi*(1+KFB+KRO2HOS)*(1+KLRN)*K1+K2で算出され、フィードバック量補正値(KRO2HOS)を、空燃比フィードバック補正係数(KFB)との和とすることにより、燃料噴射パルス幅(TIOUTi)の振幅(△TI)を崩すことなく、触媒装置42の高い浄化率を引き出すことが可能である。フィードバック量補正値(KRO2HOS)を空燃比フィードバック補正係数(KFB)との積とした場合には、燃料噴射パルス幅(TIOUTi)の振幅(△TI)を、ある所定値に制御することは、非常に困難となるものである。
Conventionally, in order to draw out a high purification rate of a catalytic device that purifies exhaust gas, the fuel injection pulse width (by the amplitude behavior generated from the integral term (KFBI) and proportional term (KFBP) of the air-fuel ratio feedback correction coefficient (KFB) The air-fuel ratio feedback correction coefficient (KFB) is set so that the amplitude (ΔTI) of TIOUTi) becomes a predetermined value (see FIG. 6). The fuel injection pulse width (TIOUTi) according to this embodiment is calculated by TIOUTi = TIBASEi * (1 + KFB + KRO2HOS) * (1 + KLRN) * K1 + K2, and the feedback amount correction value (KRO2HOS) is summed with the air-fuel ratio feedback correction coefficient (KFB). Thus, a high purification rate of the
よって、この実施例においては、酸素センサ48の出力値(VRO2)によって目標空燃比(AFTRGT)が補正された場合でも、燃料噴射量を正確に学習することができることを目的としたものである。このため、制御手段50は、基本燃料噴射量を予め設定する基本燃料噴射量設定部50Aと、空燃比フィードバック制御条件が成立しているときには酸素センサ48の出力値により目標空燃比(AFTRGT)を補正する目標空燃比補正制御部50Bと、この目標空燃比補正制御部50Bで補正された目標空燃比(AFTRGT)とリニア空燃比センサ46の出力値からフィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック処理部50Cと、燃料学習値(KLRN)を算出する燃料学習制御部50Dと、少なくとも空燃比フィードバック処理部50Cから算出されたフィードバック補正量と燃料学習制御部50Dから算出された燃料学習値(KLRN)とに応じて基本燃料噴射量設定部50Aから予め設定された基本燃料噴射量を補正するとともにこの補正された燃料噴射量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出部50Eとを備え、この燃料噴射量算出部50Eの実行時には、燃料学習制御部50Dでの燃料学習値(KLRN)を、空燃比フィードバック処理部50Cから算出されたフィードバック補正量の値に左右されないように算出する。
Therefore, in this embodiment, even if the target air-fuel ratio (AFTRGT) is corrected by the output value (VRO2) of the
そして、目標空燃比(AFTRGT)が補正されている時は、空燃比フィードバック補正値(積分項)から空燃比フィードバック処理部50Cにより算出された補正値を減算処理し、この補正値を上記の算出結果により得られた空燃比フィードバック補正値(積分項)に加算したものを空燃比フィードバック補正係数(KFB)に加算したものをフィードバック補正量として基本燃料噴射パルス幅に乗算することにより、酸素センサ48の出力値(VRO2)による目標空燃比(AFTRGT)の補正分が燃料学習値(KLRN)に反映されないようにすることができ、目標空燃比(AFTRGT)が大きく補正された場合でも、燃料学習値(KLRN)が変動することがない。
When the target air-fuel ratio (AFTRGT) is corrected, the correction value calculated by the air-fuel ratio
つまり、エンジン2の完爆判定後の燃料噴射パルス幅(TIOUTi)は、TIOUTi=TIBASEi*(1+KFB+KRO2HOS)*(1+KLRN)*K1+K2で与えられる。
That is, the fuel injection pulse width (TIOUTi) after the complete explosion determination of the
ここで、フィードバック量補正値(KRO2HOS)は、図7に示す如く、リニア空燃比センサ46の出力値(AF)が目標空燃比(AFTRGT)を横切ったときに更新される。空燃比フィードバック補正係数(KFB)は、KFB=KFBP(比例項)+KFBI2(積分項)で算出される。積分項(KFBI)は、従来のPI(比例積分)制御(説明省略)で算出される。積分項(KFBI2)は、KFBI2=KFBI−KRO2HOSの処理により、積分項(KFBI)からフィードバック量補正値(KRO2HOS)を減算した値である。
Here, the feedback amount correction value (KRO2HOS) is updated when the output value (AF) of the linear air-
また、燃料学習値(KLRN)は、燃料学習制御により算出されたものであり、運転領域毎に値を持つものである。基本燃料噴射時間(TIBASEi)は、エンジン回転数、吸気管絶対圧力、吸入空気量偏差により設定される。K1、K2は、各種エンジンパラメータ信号により算出される補正係数である。 The fuel learning value (KLRN) is calculated by fuel learning control and has a value for each operation region. The basic fuel injection time (TIBASEi) is set by the engine speed, the intake pipe absolute pressure, and the intake air amount deviation. K1 and K2 are correction coefficients calculated from various engine parameter signals.
この結果、制御手段50は、基本燃料噴射量を予め設定する基本燃料噴射量設定部50Aと、空燃比フィードバック制御条件が成立しているときには酸素センサ48の出力値により目標空燃比(AFTRGT)を補正する目標空燃比補正制御部50Bと、この目標空燃比補正制御部50Bで補正された目標空燃比(AFTRGT)とリニア空燃比センサ46の出力値からフィードバック補正量を算出する空燃比フィードバック処理部50Cと、燃料学習値(KLRN)を算出する燃料学習制御部50Dと、少なくとも空燃比フィードバック処理部50Cから算出されたフィードバック補正量と燃料学習制御部50Dから算出された燃料学習値(KLRN)とに応じて基本燃料噴射量設定部50Aから予め設定された基本燃料噴射量を補正するとともにこの補正された燃料噴射量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出部50Eとを備え、この燃料噴射量算出部50Eの実行時には、燃料学習制御部50Dでの燃料学習値(KLRN)を、空燃比フィードバック処理部50Cから算出されたフィードバック補正量の値に左右されないように算出することから、つまり、目標空燃比(AFTRGT)が補正されたときに、そのフィードバック補正量を燃料学習値(KLRN)の算出に直接反映させないように、リッチ/リーンの変化の回数を条件とし、リッチ/リーンの変化の回数が一定値となったときには空燃比フィードバック処理部50Bで算出された、空燃比フィードバック補正係数積分項(KFBI2)の平均値(KFBAVRG)から燃料学習更新値(TKDKL)を算出して燃料学習値(KLRN)に反映させることから、燃料学習値(KLRN)が、補正された目標空燃比の値に左右されることがなく、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施可能とすることができる。
As a result, the control means 50 sets the target air-fuel ratio (AFTRGT) based on the basic fuel injection
また、前記フィードバック補正量は、空燃比フィードバック補正係数(KFB)と空燃比フィードバック処理部50Cにより補正された値とから算出されたことから、燃料噴射パルス幅が最適な振幅挙動を示すことができ、触媒装置42の浄化性能を最大限に引き出すことが可能となる。
Further, since the feedback correction amount is calculated from the air / fuel ratio feedback correction coefficient (KFB) and the value corrected by the air / fuel ratio
つまり、目標空燃比補正制御による基本燃料噴射量のズレを、図2の空燃比フィードバック処理内で補正するものであり、そのフィードバック量補正値(KRO2HOS)は、KRO2HOS=K3*AFTRGTM/AFTRGT−1で算出されることから、目標空燃比(AFTRGT)が如何なる値であっても、ベース(基本)燃料噴射量からのズレを示す燃料学習値(KLRN)を正確に算出でき、目標空燃比(AFTRGT)の変動による燃料学習値(KLRN)の変動を抑えることができる。 That is, the deviation of the basic fuel injection amount by the target air-fuel ratio correction control is corrected within the air-fuel ratio feedback process of FIG. 2, and the feedback amount correction value (KRO2HOS) is KRO2HOS = K3 * AFTRGTM / AFTRGT-1. Therefore, the fuel learning value (KLRN) indicating the deviation from the base (basic) fuel injection amount can be accurately calculated regardless of the target air-fuel ratio (AFTRGT), and the target air-fuel ratio (AFTRGT) can be calculated accurately. ) Fluctuations in the fuel learning value (KLRN) due to fluctuations.
また、図2の空燃比フィードバック処理ルーチン後の積分項(KFBI2)の値を使用して燃料学習値(KLRN)を算出することから、目標空燃比(AFTRGT)の変動代による積分項(KFBI2)への影響を除くことができる。 Further, since the fuel learning value (KLRN) is calculated using the value of the integral term (KFBI2) after the air-fuel ratio feedback processing routine of FIG. 2, the integral term (KFBI2) due to the fluctuation margin of the target air-fuel ratio (AFTRGT) is calculated. Can be removed.
更に、フィードバック量補正値(KRO2HOS)は、図2の空燃比フィードバック処理ルーチンにおいて、図7に示す如く、リニア空燃比センサ46の出力値(AF)が目標空燃比(AFTRGT)を横切ったときにのみ更新され、積分項(KFBI2)は、KFBI2=KFBI−KRO2HOSで算出され、これにより、積分項(KFBI2)は、常に、ベース燃料噴射量からのズレ量を表すことができる。
Further, the feedback amount correction value (KRO2HOS) is obtained when the output value (AF) of the linear air-
更にまた、フィードバック量補正値(KRO2HOS)を、図2の空燃比フィードバック補正係数(KFB)との和として、燃料噴射パルス幅(TIOUTi)を、TIOUTi=TIBASEi*(1+KFB+KRO2HOS)*(1+KLRN)*K1+K2により算出し、空燃比フィードバック補正係数(KFB)は、触媒装置42が排ガスを高い浄化率で浄化できるようにするため、燃料噴射パルス幅(TIOUTi)が最適な振幅挙動を示すように設定されている。フィードバック量補正値(KRO2HOS)を空燃比フィードバック補正係数(KFB)との和とするように設定することにより、目標空燃比(AFTRGT)が如何なる値でも、燃料噴射パルス幅(TIOUTi)を、最適な振幅挙動に制御できる。
Furthermore, the feedback amount correction value (KRO2HOS) is summed with the air-fuel ratio feedback correction coefficient (KFB) in FIG. The air-fuel ratio feedback correction coefficient (KFB) is calculated so that the fuel injection pulse width (TIOUTi) exhibits an optimum amplitude behavior so that the
なお、この発明においては、燃料学習値(KLRN)の許容できないような大きなフィードバック補正量が頻繁に発生した場合に、多くの情報を得て判定ができるように、判定範囲を広げ、そして、平均値を求めて適正な値を算出することも可能である。また、この平均値を算出する際に、極端に大きな値を無視し、平均値の適正化を図ることも可能である。また、フィードバック量補正値(KRO2HOS)の算出の際に、なましを入れることにより、つまり、フィードバック量補正値(KRO2HOS)を、KRO2HOS(n)=KHOS*KRO2HOS(n)+(1−KHOS)*KRO2HOS(n−1)により算出することにより、燃料学習値の適正化を図ることも可能である。ここで、KHOSは、ゲイン補正値である。 In the present invention, when a large feedback correction amount that is not acceptable for the fuel learning value (KLRN) is frequently generated, the determination range is expanded so that a large amount of information can be obtained for determination, and the average It is also possible to calculate an appropriate value by obtaining the value. Further, when calculating the average value, it is possible to ignore the extremely large value and optimize the average value. Further, when calculating the feedback amount correction value (KRO2HOS), smoothing is performed, that is, the feedback amount correction value (KRO2HOS) is calculated as KRO2HOS (n) = KHOS * KRO2HOS (n) + (1−KHOS). * It is also possible to optimize the fuel learning value by calculating with KRO2HOS (n-1). Here, KHOS is a gain correction value.
燃料学習値が、補正された目標空燃比の値に左右されないようにすることで、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施可能とするもので、他の空燃比制御にも用いることができる。 By making the fuel learning value independent of the corrected target air-fuel ratio value, it is possible to implement highly accurate learning control of the fuel injection amount and can be used for other air-fuel ratio control. .
2 エンジン
6 シリンダヘッド
28 排気通路
30 排気管
32 燃料噴射装置
36 燃料噴射弁
42 触媒装置
46 リニア空燃比センサ
48 酸素センサ
50 制御手段
56 クランク角センサ
58 吸気管絶対圧力センサ
2
Claims (2)
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---|---|---|---|
JP2003327477A JP2005090427A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Engine air-fuel ratio control device |
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---|---|---|---|---|
WO2008026567A1 (en) | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller of internal combustion engine |
-
2003
- 2003-09-19 JP JP2003327477A patent/JP2005090427A/en active Pending
Cited By (2)
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WO2008026567A1 (en) | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller of internal combustion engine |
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