JP2012077719A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、アイドル回転数制御と空燃比フィードバック制御とを行う内燃機関を制御するうえで好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus, and more particularly to an internal combustion engine control apparatus suitable for controlling an internal combustion engine that performs idle speed control and air-fuel ratio feedback control.
従来、例えば特許文献1には、アイドル回転数制御と空燃比フィードバック制御とを行う内燃機関の電子制御装置が開示されている。この従来の電子制御装置では、アイドル回転数制御と空燃比フィードバック制御のうち少なくとも何れか一方の制御量を他方の制御量の変化方向に応じて補正するようにしている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an electronic control device for an internal combustion engine that performs idle speed control and air-fuel ratio feedback control. In this conventional electronic control device, at least one of the control amounts of idle speed control and air-fuel ratio feedback control is corrected according to the changing direction of the other control amount.
上記従来の電子制御装置では、より具体的には、アイドル時のエンジン回転数が目標回転数となるようにISCバルブを介してバイパス空気量を制御し、かつ、アイドル時に酸素センサで検出される空燃比が予め設定された目標空燃比となるように燃料噴射弁から噴射する燃料供給量を制御するようにしたうえで、アイドル時に、目標空燃比と実空燃比との偏差に応じて上記バイパス空気量を補正し、かつ目標回転数と実回転数との偏差に応じて上記燃料供給量を補正するようになっている。上記従来の電子制御装置では、このような制御を行うことによって、両制御系の相互作用により生じるハンチングを防ぎ、アイドル回転数や空燃比を高精度に制御することを図っている。 More specifically, in the above-described conventional electronic control unit, the bypass air amount is controlled via the ISC valve so that the engine speed during idling becomes the target speed, and is detected by the oxygen sensor during idling. The amount of fuel supplied from the fuel injection valve is controlled so that the air-fuel ratio becomes a preset target air-fuel ratio, and the above-mentioned bypass is set according to the deviation between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio at idle. The amount of air is corrected, and the fuel supply amount is corrected in accordance with the deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed. In the above-described conventional electronic control device, by performing such control, hunting caused by the interaction between both control systems is prevented, and the idling speed and the air-fuel ratio are controlled with high accuracy.
ところで、アイドル回転数制御における目標(目標エンジン回転数)に対するエンジン回転数の追従速度と、空燃比フィードバック制御における目標(目標空燃比)に対する空燃比の追従速度とは異なるものである。より具体的には、目標に対する空燃比の追従速度の方が、目標に対するエンジン回転数の追従速度よりも非常に高い。このような追従速度の違いを踏まえた制御を行わないと、アイドリング時に、内燃機関にストールや過回転が生じてしまう可能性がある。 Incidentally, the follow-up speed of the engine speed with respect to the target (target engine speed) in the idle speed control is different from the follow-up speed of the air-fuel ratio with respect to the target (target air-fuel ratio) in the air-fuel ratio feedback control. More specifically, the follow-up speed of the air-fuel ratio with respect to the target is much higher than the follow-up speed of the engine speed with respect to the target. If control based on such a difference in follow-up speed is not performed, a stall or overspeed may occur in the internal combustion engine during idling.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、アイドル回転数制御と空燃比フィードバック制御における目標への追従速度の差に起因して、アイドリング時に内燃機関にストールや過回転が生ずるのを好適に防止し得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Due to the difference in the tracking speed to the target in the idle speed control and the air-fuel ratio feedback control, the internal combustion engine is stalled or over-rotated during idling. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can suitably prevent the occurrence of this.
第1の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の実エンジン回転数を取得するエンジン回転数取得手段と、
前記内燃機関の実空燃比を取得する空燃比取得手段と、
アイドリング時に、前記実エンジン回転数が目標エンジン回転数となるように吸入空気量を調整するアイドル回転数制御を行うアイドル回転数制御手段と、
前記実空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
前記アイドリング時の前記実エンジン回転数と前記目標エンジン回転数との偏差が所定値以上である場合において、前記目標エンジン回転数が前記実エンジン回転数よりも低く、かつ前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリーンである第1の条件、または、前記目標エンジン回転数が前記実エンジン回転数よりも高く、かつ前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリッチである第2の条件が成立する場合に、前記空燃比フィードバック制御に比して前記アイドル回転数制御が優先して実行されるように、前記アイドル回転数制御手段および前記空燃比フィードバック制御手段のうちの少なくとも一方を調整する制御調整手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a control device for an internal combustion engine,
Engine speed acquisition means for acquiring the actual engine speed of the internal combustion engine;
Air-fuel ratio acquisition means for acquiring an actual air-fuel ratio of the internal combustion engine;
Idle speed control means for performing idle speed control for adjusting the intake air amount so that the actual engine speed becomes the target engine speed during idling;
Air-fuel ratio feedback control means for performing air-fuel ratio feedback control for adjusting the fuel injection amount so that the actual air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio;
When the deviation between the actual engine speed and the target engine speed at the time of idling is a predetermined value or more, the target engine speed is lower than the actual engine speed, and the actual air-fuel ratio is equal to the target A first condition that is leaner than the air-fuel ratio or a second condition that the target engine speed is higher than the actual engine speed and the actual air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio is satisfied A control for adjusting at least one of the idle speed control means and the air-fuel ratio feedback control means so that the idle speed control is executed with priority over the air-fuel ratio feedback control. Adjusting means;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記制御調整手段は、前記第1の条件または前記第2の条件が成立する場合に、前記空燃比フィードバック制御に比して前記アイドル回転数制御が優先して実行されるように、前記空燃比フィードバック制御手段の使用を禁止する手段であることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The control adjustment means is configured to control the air-fuel ratio so that the idle speed control is preferentially executed over the air-fuel ratio feedback control when the first condition or the second condition is satisfied. It is a means for prohibiting the use of the feedback control means.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記制御調整手段は、前記アイドリング時の前記実エンジン回転数と前記目標エンジン回転数との偏差が前記所定値以上である場合において、前記目標エンジン回転数が前記実エンジン回転数よりも低く、かつ前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリッチである条件が成立する場合には、前記空燃比フィードバック制御の使用を許可することを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The control adjusting means, when the deviation between the actual engine speed at the idling and the target engine speed is equal to or greater than the predetermined value, the target engine speed is lower than the actual engine speed, and When the condition that the actual air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio is satisfied, the use of the air-fuel ratio feedback control is permitted.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記制御調整手段は、前記アイドリング時の前記実エンジン回転数と前記目標エンジン回転数との偏差が前記所定値以上である場合において、前記目標エンジン回転数が前記実エンジン回転数よりも高く、かつ前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリーンである条件が成立する場合には、前記空燃比フィードバック制御の使用を許可することを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The control adjusting means, when the deviation between the actual engine speed at the idling and the target engine speed is equal to or greater than the predetermined value, the target engine speed is higher than the actual engine speed, and When the condition that the actual air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio is satisfied, use of the air-fuel ratio feedback control is permitted.
また、第5の発明は、第2の発明において、
前記内燃機関の失火を検出する失火検出手段を更に備え、
前記制御調整手段は、前記第1の条件が成立する場合であっても前記失火が検出された場合には、前記空燃比フィードバック制御の使用を許可することを特徴とする。
The fifth invention is the second invention, wherein
Further comprising misfire detection means for detecting misfire of the internal combustion engine,
The control adjusting means permits the use of the air-fuel ratio feedback control when the misfire is detected even when the first condition is satisfied.
第1の発明によれば、上記第1または第2の条件が成立している場合において、目標への追従速度が相対的に高い空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御を優先して実行させることにより、アイドリング時に内燃機関にストールや過回転が生ずるのを好適に防止することが可能となる。 According to the first invention, when the first or second condition is satisfied, the idle speed control is prioritized over the air-fuel ratio feedback control in which the follow-up speed to the target is relatively high. By performing this, it is possible to suitably prevent the internal combustion engine from stalling or over-rotating during idling.
第2の発明によれば、上記第1または第2の条件が成立している場合において、目標への追従速度が相対的に高い空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御を優先して実行すべく空燃比フィードバック制御が禁止されることになる。これにより、アイドリング時に内燃機関にストールや過回転が生ずるのを好適に防止することが可能となる。 According to the second invention, when the first or second condition is satisfied, the idle speed control is prioritized over the air-fuel ratio feedback control in which the follow-up speed to the target is relatively high. The air-fuel ratio feedback control is prohibited to be executed. As a result, it is possible to suitably prevent the internal combustion engine from stalling or over-rotating during idling.
第3または第4の発明によれば、アイドリング時に内燃機関にストールや過回転が生ずる懸念の低い条件下において、アイドル回転数制御および空燃比フィードバック制御の使用によって、実エンジン回転数および実空燃比をそれぞれの目標値に十分に追従させられるようになる。 According to the third or fourth aspect of the present invention, the actual engine speed and the actual air-fuel ratio can be obtained by using the idling engine speed control and the air-fuel ratio feedback control under the condition that the internal combustion engine is less likely to be stalled or over-rotated during idling. Can sufficiently follow each target value.
第5の発明によれば、上記第1の条件が成立する場合であっても失火が検出された場合には、空燃比フィードバック制御の禁止が解除され、その使用が許可される。このため、上記第1の条件が成立する場合であっても失火が検出された場合において、内燃機関の過回転防止よりも実空燃比を目標空燃比に収束させることを優先することで、失火に起因する排気エミッションの悪化防止およびエンジンストールの発生防止を確実に行えるようになる。 According to the fifth invention, even if the first condition is satisfied, if misfire is detected, the prohibition of the air-fuel ratio feedback control is canceled and its use is permitted. For this reason, even when the first condition is satisfied, when misfire is detected, the misfire is prioritized by converging the actual air-fuel ratio to the target air-fuel ratio rather than preventing over-rotation of the internal combustion engine. This makes it possible to reliably prevent the deterioration of exhaust emissions caused by the engine and the occurrence of engine stall.
実施の形態1.
[内燃機関のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。筒内におけるピストン12の頂部側には、燃焼室14が形成されている。燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[System configuration of internal combustion engine]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an
吸気通路16の入口近傍には、吸気通路16に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ20が設けられている。エアフローメータ20の下流には、スロットルバルブ22が設けられている。スロットルバルブ22は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。
An
スロットルバルブ22の下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁24が配置されている。また、内燃機関10が備えるシリンダヘッドには、燃焼室14の頂部から燃焼室14内に突出するように点火プラグ26が取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室14と吸気通路16、或いは燃焼室14と排気通路18を導通状態または遮断状態とするための吸気バルブ28および排気バルブ30が設けられている。
A
また、排気通路18には、排気ガスを浄化するための触媒(三元触媒)32が配置されている。更に、触媒32よりも上流側の排気通路18には、その位置で排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ34が取り付けられている。空燃比センサ34は、排気ガスの空燃比に対してほぼリニアな出力を発するセンサである。また、触媒32の下流には、その位置の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号を発生する酸素センサ36が配置されている。
A catalyst (three-way catalyst) 32 for purifying exhaust gas is disposed in the
本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述したセンサに加え、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ42、および、燃焼室14内の圧力(筒内圧力)を検出するための筒内圧センサ44が接続されている。また、ECU40には、上述した各種のアクチュエータが接続されている。ECU40は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関10の運転状態を制御することができる。
The system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. In addition to the sensors described above, the
[アイドル回転数制御]
以上のように構成された本実施形態のシステムでは、アイドリング時に、クランク角センサ42を用いて検出されたエンジン回転数(以下、「実エンジン回転数NE」と称する)が所定の目標エンジン回転数NEtagとなるように吸入空気量を調整するアイドル回転数制御(ISC:Idle Speed Control)が行われる。より具体的には、このアイドル回転数制御は、例えば、実エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NEtagとなるようにスロットルバルブ22の開度をフィードバック制御することによって実行することができる。また、ECU40には、アイドリング時の実エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NEtagとするためのスロットル開度や吸入空気量がISC学習値として記憶されている。尚、アイドル回転数制御は、スロットルバルブ22の開度調整に代え、或いはそれとともに、スロットルバルブ22をバイパスするバイパス通路に設けられたISCバルブの開度調整を利用して吸入空気量を調整することによって行われるものであってもよい。
[Idle speed control]
In the system of the present embodiment configured as described above, the engine speed detected using the
[空燃比フィードバック制御]
また、本実施形態のシステムでは、内燃機関10の運転中に、内燃機関10の実空燃比AFが所定の目標空燃比AFtag(例えば、理論空燃比)となるように燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御が行われる。この空燃比フィードバック制御において使用する実空燃比AFとしては、上述した筒内圧センサ44を用いて算出された値、或いは、空燃比センサ34およびまたは酸素センサ36を用いて検出された値が用いられる。尚、筒内圧センサ44を用いる場合には、当該筒内圧センサ44により検出された筒内圧力(燃焼圧力)に基づいて所定の関係式に従って燃焼室14内に供給された燃料の燃焼による発熱量を算出したうえで、当該発熱量に基づいて所定の関係式に従って実空燃比AFを算出することができる。
[Air-fuel ratio feedback control]
Further, in the system of the present embodiment, during the operation of the
[実施の形態1の制御]
(アイドル回転数制御における課題)
上記アイドル回転数制御における目標(目標エンジン回転数NEtag)に対する追従速度と、上記空燃比フィードバック制御における目標(目標空燃比AFtag)に対する追従速度とは異なるものである。より具体的には、目標に対する空燃比の追従速度の方が、目標に対するエンジン回転数の追従速度よりも非常に高い。このような追従速度の差が生ずるのは、以下のような理由による。すなわち、空燃比フィードバック制御は、排気エミッションの低減要求、内燃機関10のドライバビリティに対する要求、および失火抑制要求などから、即効性が求められるものである。一方、アイドル回転数のフィードバック制御については、吸入空気量の応答が遅いので、フィードバックを素早く行おうとするとフィードバックが発散し、エンジン回転数のハンチングを誘引してしまうことが懸念される。従って、アイドル回転数の調整は、空燃比の調整に比べてゆっくり動かす必要がある。
[Control of Embodiment 1]
(Issues in idle speed control)
The follow-up speed with respect to the target (target engine speed NEtag) in the idle speed control is different from the follow-up speed with respect to the target (target air-fuel ratio AFtag) in the air-fuel ratio feedback control. More specifically, the follow-up speed of the air-fuel ratio with respect to the target is much higher than the follow-up speed of the engine speed with respect to the target. Such a difference in the follow-up speed occurs for the following reason. That is, the air-fuel ratio feedback control is required to be effective immediately from a request for reducing exhaust emissions, a request for drivability of the
上述したような追従速度の違いを踏まえた制御を行わないと、アイドリング時に、内燃機関にストールや過回転が生じてしまう可能性がある。
具体的には、アイドリング時において、実エンジン回転数NEが目標値よりも低く、かつ実空燃比AFが目標値よりもリッチであるケースでは、目標値である理論空燃比となるように空燃比のリーン補正を実施すると、目標への追従速度の緩やかなアイドル回転数制御(による吸入空気量の増量)によって実エンジン回転数NEが高められるよりも先に、目標への追従速度が相対的に高い空燃比フィードバック制御による空燃比のリーン補正によって実エンジン回転数NEが更に低下し、内燃機関10がストールしてしまう可能性がある。尚、このようなケースは、例えば、吸気バルブ28の作動不良のようにスロットルバルブ22の調整以外の要因で吸入空気量が突然減少した場合に生じ易い。
また、アイドリング時において、実エンジン回転数NEが目標値よりも高く、かつ実空燃比AFが目標値よりもリーンであるケースでは、目標値である理論空燃比となるように空燃比のリッチ補正を実施すると、目標への追従速度の緩やかなアイドル回転数制御(による吸入空気量の減量)によって実エンジン回転数NEが下げられるよりも先に、目標への追従速度が相対的に高い空燃比フィードバック制御による空燃比のリッチ補正によって実エンジン回転数NEの上昇(過回転)が生じてしまう可能性がある。尚、このようなケースは、例えば、バッテリー交換直後などにおいてISC学習値がキャンセルされた場合に生じ易い。付け加えると、ISC学習値の初期値は、一般的に、経時的なデポジットの付着によるスロットルバルブ22の開口面積の減少を考慮して大きく設定されており、これにより、ISC学習値のキャンセル直後には、アイドル回転数が高くなる傾向にある。
If the control based on the difference in the follow-up speed as described above is not performed, there is a possibility that the internal combustion engine may stall or over-rotate during idling.
Specifically, at the time of idling, in the case where the actual engine speed NE is lower than the target value and the actual air-fuel ratio AF is richer than the target value, the air-fuel ratio is set to the theoretical air-fuel ratio that is the target value. When the lean correction of the target is performed, the speed of following the target is relatively increased before the actual engine speed NE is increased by the idle speed control (increase of the intake air amount) by the gentle speed of the speed following the target. There is a possibility that the actual engine speed NE is further lowered due to the lean correction of the air-fuel ratio by the high air-fuel ratio feedback control, and the
In idling, when the actual engine speed NE is higher than the target value and the actual air-fuel ratio AF is leaner than the target value, the air-fuel ratio rich correction is performed so that the theoretical air-fuel ratio is the target value. Is executed, the air-fuel ratio with a relatively high tracking speed to the target is lowered before the actual engine speed NE is lowered by the idle speed control (the reduction of the intake air amount) due to the gentle tracking speed to the target. There is a possibility that the actual engine speed NE increases (overspeed) due to rich correction of the air-fuel ratio by feedback control. Such a case is likely to occur when the ISC learning value is canceled immediately after battery replacement, for example. In addition, the initial value of the ISC learning value is generally set to be large in consideration of a decrease in the opening area of the
(実施の形態1の制御の概要)
そこで、本実施形態では、アイドル回転数制御と空燃比フィードバック制御における目標への追従速度の差に起因して、アイドリング時に、内燃機関10にストールや過回転が生ずるのを好適に防止するために、次のような制御を行うようにした。すなわち、アイドリング時の実エンジン回転数NEと目標エンジン回転数NEtagとの回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が上側所定値DNEH(例えば、300rpm)以上である場合において、目標エンジン回転数NEtagが実エンジン回転数NEよりも低く、かつ実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリーンである第1の条件が成立する場合に、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が下側所定値DNEL(例えば、100rpm)以下となるまで、空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御が優先して実行されるようにした。具体的には、この第1の条件が成立する場合には、空燃比フィードバック制御を禁止するようにした。ただし、上記第1の条件が成立する場合であっても、失火が検出された場合には、空燃比フィードバック制御の実施を許可するようにした。
(Outline of control of Embodiment 1)
Therefore, in the present embodiment, in order to suitably prevent the
また、本実施形態では、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が上側所定値DNEH以上である場合において、目標エンジン回転数NEtagが実エンジン回転数NEよりも高く、かつ実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリッチである第2の条件が成立する場合においても、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が下側所定値DNEL以下となるまで、空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御が優先して実行されるようにするために、空燃比フィードバック制御を禁止するようにした。 Further, in the present embodiment, when the absolute value of the rotational speed deviation (NE−NEtag) is equal to or larger than the upper predetermined value DNEH, the target engine rotational speed NEtag is higher than the actual engine rotational speed NE and the actual air-fuel ratio AF. Even when the second condition in which the engine speed is richer than the target air-fuel ratio AFtag is satisfied, it is compared with the air-fuel ratio feedback control until the absolute value of the rotational speed deviation (NE-NEtag) becomes equal to or lower than the lower predetermined value DNEL. Thus, in order to preferentially execute the idle speed control, the air-fuel ratio feedback control is prohibited.
更に、本実施形態では、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が上側所定値DNEH以上である場合において、目標エンジン回転数NEtagが実エンジン回転数NEよりも低く、かつ実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリッチである第3の条件が成立する場合には、アイドル回転数(フィードバック)制御と空燃比フィードバック制御の双方の使用を許可するようにした。また、同様に、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が上側所定値DNEH以上である場合において、目標エンジン回転数NEtagが実エンジン回転数NEよりも高く、かつ実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリーンである第4の条件が成立する場合においても、アイドル回転数(フィードバック)制御と空燃比フィードバック制御の双方の使用を許可するようにした。 Further, in the present embodiment, when the absolute value of the rotational speed deviation (NE-NEtag) is equal to or larger than the upper predetermined value DNEH, the target engine rotational speed NEtag is lower than the actual engine rotational speed NE and the actual air-fuel ratio AF When the third condition that is richer than the target air-fuel ratio AFtag is satisfied, the use of both the idling engine speed (feedback) control and the air-fuel ratio feedback control is permitted. Similarly, when the absolute value of the rotational speed deviation (NE−NEtag) is equal to or greater than the upper predetermined value DNEH, the target engine speed NEtag is higher than the actual engine speed NE and the actual air-fuel ratio AF is the target. Even when the fourth condition that is leaner than the air-fuel ratio AFtag is satisfied, the use of both the idling engine speed (feedback) control and the air-fuel ratio feedback control is permitted.
(実施の形態1における具体的処理)
図2は、上記の機能を実現するために、ECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、内燃機関10がアイドリング運転状態にあるときに、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、上述したアイドリング回転数(フィードバック)制御および空燃比フィードバック制御自体は、それぞれ、別のルーチンを用いて本ルーチンの処理と並行して実行されているものとする。
(Specific processing in Embodiment 1)
FIG. 2 is a flowchart showing a control routine executed by the
図2に示すルーチンでは、先ず、クランク角センサ42の出力を用いて実エンジン回転数NEが取得される(ステップ100)。次いで、ECU40に記憶されているアイドリング時の目標エンジン回転数NEtagが取得される(ステップ102)。
In the routine shown in FIG. 2, first, the actual engine speed NE is acquired using the output of the crank angle sensor 42 (step 100). Next, the target engine speed NEtag at idling stored in the
次に、筒内圧センサ44の出力を用いて実空燃比AF(の推定値)が取得される(ステップ104)。次いで、現在の目標空燃比AFtag(例えば、理論空燃比)が取得される(ステップ106)。 Next, the actual air-fuel ratio AF (estimated value) is acquired using the output of the cylinder pressure sensor 44 (step 104). Next, the current target air-fuel ratio AFtag (for example, the theoretical air-fuel ratio) is acquired (step 106).
次に、失火判定フラグXMFが取得される(ステップ108)。失火の有無の判定は、例えば、内燃機関10の回転変動が所定値以上であるか否かの判断、或いは、筒内圧センサ44の出力波形の変化に基づく判断によって行うことができる。失火判定フラグXMFは、このような手法によって失火が検出された際にONとされるフラグである。
Next, the misfire determination flag XMF is acquired (step 108). The determination of the presence or absence of misfire can be made, for example, by determining whether or not the rotational fluctuation of the
次に、実エンジン回転数NEと目標エンジン回転数NEtagとの回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が上側所定値DNEH(例えば、300rpm)よりも大きいか否かが判定される(ステップ110)。その結果、本ステップ110の判定が成立する場合には、実エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NEtagよりも高いか否かが判定される(ステップ112)。
Next, it is determined whether or not the absolute value of the rotational speed deviation (NE-NEtag) between the actual engine speed NE and the target engine speed NEtag is larger than an upper predetermined value DNEH (for example, 300 rpm) (step 110). ). As a result, when the determination in
上記ステップ112においてNE>NEtagが成立すると判定された場合には、次いで、実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりも大きいか否かが判定される(ステップ114)。その結果、AF>AFtagが成立すると判定された場合、つまり、実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリーンであると判断できる場合(上記第1の条件が成立する場合)には、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがONに設定される(ステップ116)。
If it is determined in
次に、失火判定フラグXMFがONでないか否かが判定される(ステップ118)。その結果、失火判定フラグXMFがONでない場合、つまり、失火が検出されていない場合には、次いで、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が下側所定値DNEL(例えば、100rpm)よりも小さいか否かが判定される(ステップ120)。その結果、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が未だ下側所定値DNELに到達しない間は、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがONのままとされ、一方、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が下側所定値DNELに到達した場合には、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがOFFとされる(ステップ122)。また、上記ステップ118の判定が不成立である場合、つまり、失火判定フラグXMFがONであるために失火が検出されていると判断できる場合には、ステップ122に進み、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがOFFとされる。 Next, it is determined whether the misfire determination flag XMF is not ON (step 118). As a result, if the misfire determination flag XMF is not ON, that is, if no misfire is detected, then, the absolute value of the rotational speed deviation (NE-NEtag) is lower than the lower predetermined value DNEL (for example, 100 rpm). It is also determined whether or not is smaller (step 120). As a result, while the absolute value of the rotational speed deviation (NE−NEtag) has not yet reached the lower predetermined value DNEL, the air-fuel ratio feedback prohibition flag XAFFBINH remains on, while the rotational speed deviation (NE− If the absolute value of NEtag) reaches the lower predetermined value DNEL, the air-fuel ratio feedback prohibition flag XAFFBINH is turned OFF (step 122). If the determination in step 118 is not established, that is, if it can be determined that misfire has been detected because the misfire determination flag XMF is ON, the routine proceeds to step 122, where the air-fuel ratio feedback prohibition flag XAFFBINH is set. It is turned off.
一方、上記ステップ114において、AF>AFtagが不成立であると判定された場合、つまり、実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリッチであると判断できる場合には、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがONに設定されることはなく、このため、アイドル回転数(フィードバック)制御および空燃比フィードバック制御の双方の使用が許可される。
On the other hand, if it is determined in
また、上記ステップ112において、NE>NEtagが不成立であると判定された場合には、次いで、実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりも小さいか否かが判定される(ステップ124)。その結果、AF<AFtagが成立すると判定された場合、つまり、実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリッチであると判断できる場合(上記第2の条件が成立する場合)には、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがONに設定される(ステップ126)。以後、上記ステップ120および122の処理と同様のステップ128および130の処理が順次実行される。
If it is determined in
一方、上記ステップ124において、AF<AFtagが不成立であると判定された場合、つまり、実空燃比AFが目標空燃比AFtagよりもリーンであると判断できる場合には、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがONに設定されることはなく、このため、アイドル回転数(フィードバック)制御および空燃比フィードバック制御の双方の使用が許可される。
On the other hand, if it is determined in
以上説明した図2に示すルーチンによれば、アイドリング時において、上記第1の条件が成立する場合には、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が下側所定値DNEL以下となるまで、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがONに設定される。本フラグXAFFBINHがONとされている間は、空燃比フィードバック制御の使用が禁止される。このように、上記ルーチンによれば、上記第1の条件が成立している場合に、目標への追従速度が相対的に高い空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御を優先して実行すべく空燃比フィードバック制御が禁止されることになる。その結果、アイドル回転数制御における実エンジン回転数NEの収束のための吸入空気量の減量よりも先に、空燃比フィードバック制御によって実空燃比AFのリッチ補正が行われるのを防止することができる。これにより、アイドリング時に、内燃機関10の過回転が生ずるのを好適に防止することができる。
According to the routine shown in FIG. 2 described above, when the first condition is satisfied during idling, the absolute value of the rotational speed deviation (NE-NEtag) is less than or equal to the lower predetermined value DNEL. The air-fuel ratio feedback prohibition flag XAFFBINH is set to ON. While the flag XAFFBINH is ON, the use of air-fuel ratio feedback control is prohibited. As described above, according to the above routine, when the first condition is satisfied, the idle speed control is preferentially executed as compared with the air-fuel ratio feedback control in which the follow-up speed to the target is relatively high. Therefore, the air-fuel ratio feedback control is prohibited. As a result, it is possible to prevent the rich correction of the actual air-fuel ratio AF by the air-fuel ratio feedback control prior to the reduction of the intake air amount for the convergence of the actual engine speed NE in the idling engine speed control. . Thereby, it is possible to suitably prevent over-rotation of the
また、上記ルーチンによれば、アイドリング時において、上記第2の条件が成立する場合においても、上記回転数偏差(NE−NEtag)の絶対値が下側所定値DNEL以下となるまで、空燃比フィードバック禁止フラグXAFFBINHがONに設定される。このように、上記第2の条件が成立している場合に、本フラグのON設定によって、目標への追従速度が相対的に高い空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御を優先して実行すべく空燃比フィードバック制御が禁止されることにより、アイドル回転数制御における実エンジン回転数NEの収束のための吸入空気量の増量よりも先に、空燃比フィードバック制御によって実空燃比AFのリーン補正が行われるのを防止することができる。これにより、アイドリング時に、内燃機関10にストールが生ずるのを好適に防止することができる。
Further, according to the above routine, even when the second condition is satisfied during idling, the air-fuel ratio feedback is continued until the absolute value of the rotational speed deviation (NE-NEtag) becomes equal to or lower than the lower predetermined value DNEL. The prohibit flag XAFFBINH is set to ON. As described above, when the second condition is satisfied, the idling speed control is prioritized over the air-fuel ratio feedback control in which the follow-up speed to the target is relatively high by setting the flag to ON. By prohibiting the air-fuel ratio feedback control to be executed, the leanness of the actual air-fuel ratio AF is achieved by the air-fuel ratio feedback control before the increase of the intake air amount for the convergence of the actual engine speed NE in the idling engine speed control. It is possible to prevent correction. Thereby, it is possible to suitably prevent the
また、上記ルーチンによれば、上記第3または第4の条件が成立する場合には、アイドル回転数(フィードバック)制御と空燃比フィードバック制御の双方の使用が許可される。これにより、上記第1または第2条件の成立時とは異なり、アイドリング時に内燃機関10にストールや過回転が生ずる懸念の低い条件下において、上記の2つのフィードバック制御の使用によって、実エンジン回転数NEおよび実空燃比AFをそれぞれの目標値NEtag、AFtagに十分に追従させられるようになる。
Further, according to the routine, when the third or fourth condition is satisfied, the use of both the idle speed (feedback) control and the air-fuel ratio feedback control is permitted. Thus, unlike when the first or second condition is satisfied, the actual engine speed is reduced by using the above two feedback controls under conditions where the
また、上記ルーチンによれば、上記第1の条件が成立する場合であっても失火が検出された場合には、空燃比フィードバック制御の禁止が解除され、その使用が許可される。このような処理によれば、上記第1の条件が成立する場合であっても失火が検出された場合において、内燃機関10の過回転防止よりも実空燃比AFを目標空燃比AFtagに収束させることを優先することで、失火に起因する排気エミッションの悪化防止およびエンジンストールの発生防止を確実に行えるようになる。
Further, according to the above routine, if misfire is detected even when the first condition is satisfied, the prohibition of the air-fuel ratio feedback control is canceled and its use is permitted. According to such a process, even when the first condition is satisfied, when the misfire is detected, the actual air-fuel ratio AF is converged to the target air-fuel ratio AFtag rather than preventing the
ところで、上述した実施の形態1においては、アイドリング時に上記第1または第2の条件が成立する場合に空燃比フィードバック制御の使用を禁止することにより、空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御が優先して実行されるようにしている。しかしながら、本発明において、空燃比フィードバック制御に比してアイドル回転数制御が優先して実行されるようにするために制御調整手段が行う制御調整の態様は、上記のものに限定されるものではない。すなわち、アイドリング時に上記第1または第2の条件が成立する場合に、例えば、アイドル回転数制御とともに空燃比フィードバック制御の使用を許可しつつ、空燃比フィードバック制御のフィードバックゲインを通常時よりも小さくするなどして、当該空燃比フィードバック制御における目標への追従速度をアイドル回転数制御における目標への追従速度に対して相対的に下げるものであってもよい。或いは、フィードバックの発散が生じない範囲でアイドル回転数制御における目標への追従速度を高めることが可能な場合であれば、アイドリング時に上記第1または第2の条件が成立する場合に、アイドル回転数制御とともに空燃比フィードバック制御の使用を許可しつつ、アイドル回転数制御における目標への追従速度を通常時よりも高めることによって、空燃比フィードバック制御における目標への追従速度をアイドル回転数制御における目標への追従速度に対して相対的に下げるものであってもよい。 By the way, in the above-described first embodiment, when the first or second condition is satisfied at the time of idling, the use of the air-fuel ratio feedback control is prohibited, so that the idling speed control is performed as compared with the air-fuel ratio feedback control. Is executed with priority. However, in the present invention, the aspect of the control adjustment performed by the control adjustment means in order to perform the idle rotation speed control with priority over the air-fuel ratio feedback control is not limited to the above. Absent. That is, when the first or second condition is satisfied at the time of idling, for example, the feedback gain of the air-fuel ratio feedback control is made smaller than normal while permitting the use of the air-fuel ratio feedback control together with the idle speed control. For example, the tracking speed to the target in the air-fuel ratio feedback control may be lowered relative to the tracking speed to the target in the idle speed control. Alternatively, if it is possible to increase the follow-up speed to the target in the idle speed control within a range where feedback divergence does not occur, the idle speed is determined when the first or second condition is satisfied at the time of idling. While allowing the use of the air-fuel ratio feedback control together with the control, the target tracking speed in the air-fuel ratio feedback control is increased to the target in the idle speed control by increasing the tracking speed to the target in the idle speed control from the normal time. It may be relatively lowered with respect to the following speed.
尚、上述した実施の形態1においては、ECU40が、上記ステップ100の処理を実行することにより前記第1の発明における「エンジン回転数取得手段」が、上記ステップ104の処理を実行することにより前記第1の発明における「空燃比取得手段」が、上記図2に示すルーチンと並行してアイドル回転数制御を実行することにより前記第1の発明における「アイドル回転数制御手段」が、上記図2に示すルーチンと並行して空燃比フィードバック制御を実行することにより前記第1の発明における「空燃比フィードバック制御手段」が、上記ステップ110〜130の一連の処理を実行することにより前記第1の発明における「制御調整手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態1においては、ECU40が上記ステップ108および118の処理を実行することにより前記第5の発明における「失火検出手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the
Further, in the first embodiment described above, the “misfire detection means” in the fifth aspect of the present invention is realized by the
10 内燃機関
14 燃焼室
16 吸気通路
18 排気通路
22 スロットルバルブ
24 燃料噴射弁
34 空燃比センサ
36 酸素センサ
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
44 筒内圧センサ
AF 実空燃比
AFtag 目標空燃比
DNEH 上側所定値
DNEL 下側所定値
NE 実エンジン回転数
NEtag 目標エンジン回転数
XAFFBINH 空燃比フィードバック禁止フラグ
XMF 失火判定フラグ
10
42
Claims (5)
前記内燃機関の実空燃比を取得する空燃比取得手段と、
アイドリング時に、前記実エンジン回転数が目標エンジン回転数となるように吸入空気量を調整するアイドル回転数制御を行うアイドル回転数制御手段と、
前記実空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を調整する空燃比フィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
前記アイドリング時の前記実エンジン回転数と前記目標エンジン回転数との偏差が所定値以上である場合において、前記目標エンジン回転数が前記実エンジン回転数よりも低く、かつ前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリーンである第1の条件、または、前記目標エンジン回転数が前記実エンジン回転数よりも高く、かつ前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリッチである第2の条件が成立する場合に、前記空燃比フィードバック制御に比して前記アイドル回転数制御が優先して実行されるように、前記アイドル回転数制御手段および前記空燃比フィードバック制御手段のうちの少なくとも一方を調整する制御調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Engine speed acquisition means for acquiring the actual engine speed of the internal combustion engine;
Air-fuel ratio acquisition means for acquiring an actual air-fuel ratio of the internal combustion engine;
Idle speed control means for performing idle speed control for adjusting the intake air amount so that the actual engine speed becomes the target engine speed during idling;
Air-fuel ratio feedback control means for performing air-fuel ratio feedback control for adjusting the fuel injection amount so that the actual air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio;
When the deviation between the actual engine speed and the target engine speed at the time of idling is a predetermined value or more, the target engine speed is lower than the actual engine speed, and the actual air-fuel ratio is equal to the target A first condition that is leaner than the air-fuel ratio or a second condition that the target engine speed is higher than the actual engine speed and the actual air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio is satisfied A control for adjusting at least one of the idle speed control means and the air-fuel ratio feedback control means so that the idle speed control is executed with priority over the air-fuel ratio feedback control. Adjusting means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記制御調整手段は、前記第1の条件が成立する場合であっても前記失火が検出された場合には、前記空燃比フィードバック制御の使用を許可することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。 Further comprising misfire detection means for detecting misfire of the internal combustion engine,
The internal combustion engine according to claim 2, wherein the control adjustment means permits the use of the air-fuel ratio feedback control when the misfire is detected even when the first condition is satisfied. Engine control device.
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JP2018096291A (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | いすゞ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
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-
2010
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