JP3591046B2

JP3591046B2 - Fuel injection amount control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3591046B2
Application number: JP11195295A
Authority: JP
Inventors: 真人藤田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JPH08303281A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射量制御装置に係り、特に、空燃比フィードバック制御の実行下で目標空燃比を実現するための学習値を演算し、その学習値を用いて燃料噴射量制御を行う内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車載用内燃機関の分野においては、空燃比フィードバック制御の実行下で、理論空燃比を実現するための学習値を求め、内燃機関の運転状態等に基づいて演算した基本の燃料噴射量を、その学習値で補正することにより、最終的な燃料噴射量を求める手法が用いられている。
【０００３】
かかる手法を用いる燃料噴射量制御装置として、例えば、特開平３−６４６４３号公報には、暖機が終了した後、フィードバック制御の実行下で、内燃機関の運転状態に応じた複数の学習値を求め、それらの学習値を適宜選択使用して、より精度の高い燃料噴射量制御の実現を図った装置が開示されている。
【０００４】
また、上記従来の装置において空燃比フィードバック制御の実行中に求められた学習値は、空燃比フィードバック制御が実行できない冷間時等にも燃料噴射量の演算に用いられる。このため、上記従来の装置によれば、空燃比フィードバック制御が実行できない状況下でも、燃料噴射量の演算値に、内燃機関の経時変化を反映させることができる。
【０００５】
ところで、内燃機関の状態は、冷間時と暖機終了後とで同一ではない。このため、内燃機関が十分に暖機された状況下で演算された学習値は、必ずしも冷間時の燃料噴射量を演算するための補正値として最適な値にはならない。特に、冷間時のアイドル運転中では、暖機状態で求めた学習値をそのまま燃料噴射量に反映させると、空燃比がリーンとなってラフアイドルやエンジンストールが生ずる場合がある。
【０００６】
このため、上記従来の装置は、アイドル時に用いる学習値（以下、アイドル学習値と称す）に対してガードを設定し、アイドル学習値がそのガード値以上である場合にのみ、燃料噴射量の演算にアイドル学習値を反映させることとしている。かかる構成によれば、冷間時のアイドル運転中に不適切なアイドル学習値が用いられることにより、空燃比がリーンとなることはなく、広い運転領域において内燃機関を安定に維持することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関においては、インジェクタ等の燃料系に異常が生じた場合に、予定量を超える燃料が噴射されることがある（以下、かかる異常を燃料系リッチ異常と称す）。上記従来の装置を搭載する内燃機関において、暖機の終了後に燃料系リッチ異常が生じていれば、全ての運転領域に対する学習値にその異常状態が反映される。従って、その学習値に基づいた燃料噴射量補正が実行される状況下では、燃料系リッチ異常が発生している間も、現実の空燃比が大きくリッチ側に偏ることはない。
【０００８】
しかしながら、上記従来の装置によれば、冷間時のアイドル運転中には、アイドル学習値がガード値以上である場合にのみ、その値が燃料噴射量に反映される。言い換えれば、燃料系リッチ異常が生じて、大幅な減量補正を実現するためのアイドル学習値が設定される状況下では、その値が冷間時のアイドル時に学習値として用いられることはない。
【０００９】
このため、上記従来の燃料噴射量制御装置によれば、内燃機関に燃料系リッチ異常が生じた場合、冷間時のアイドル運転中の空燃比が燃料リッチ側に偏り、良好な排気エミッションを確保することが困難となる。このように、上記従来の燃料噴射量制御装置は、燃料系リッチ異常の発生時における排気エミッションの悪化を避けることができないという問題を有していた。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、冷間時のアイドル運転中はアイドル学習値にガードを設定して内燃機関の運転状態の安定化を図ると共に、燃料系リッチ異常の発生時には、アイドル学習値にガードを設定するのを禁止して、上記の課題を解決する内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、内燃機関の暖機後に、空燃比フィードバック制御の実行下で目標空燃比を実現するための学習値を求め、該学習値を、空燃比フィードバック制御の実行されない冷間時の燃料噴射量の演算にも反映させる内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
内燃機関の燃料系が予定量を超える燃料を噴射する燃料系リッチ異常を検出するリッチ異常検出手段と、
前記冷間時には、アイドル運転時に用いる学習値にガードを設定するアイドル学習値ガード設定手段と、
燃料系リッチ異常の発生時には、該アイドル学習値ガード設定手段によるガードの設定を禁止するアイドル学習値ガード禁止手段と、
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置により達成される。
【００１２】
【作用】
本発明において、燃料噴射量は、内燃機関の運転状態に応じて演算される基本燃料噴射量に、学習値に基づく補正を施すことにより求められる。内燃機関の暖機が終了した状態では、学習値によって補正された燃料噴射量により、高精度な空燃比制御が実現される。
【００１３】
学習値に基づく補正は、空燃比フィードバック制御の実行されない冷間時においても実行される。その結果、冷間時の燃料噴射量にも内燃機関の経時変化が反映され、冷間時の内燃機関において、優れた出力特性、排気特性等が実現される。
【００１４】
内燃機関の状態は、冷間時と暖機終了後とで異なるため、暖機終了後に求めた学習値を用いて燃料噴射量の制御が行われる冷間時には、現実の空燃比と目標空燃比との間にずれが生じ易い。冷間時のアイドル運転中に、空燃比がリーン側にずれると、ラフアイドル、エンジンストール等が生ずる。このため、冷間時のアイドル運転中は、学習値に基づいて空燃比がリーンとなるような補正を施すべきではない。
【００１５】
本発明において、アイドル学習値ガード設定手段は、冷間時にはアイドル運転時に用いる学習値（以下、アイドル学習値と称す）にガードを設定し、アイドル学習値に基づく補正に起因して、空燃比が不当にリーン化するのを防止する。この結果、冷間時における内燃機関のラフアイドル、エンジンストール等が効果的に防止される。
【００１６】
内燃機関に燃料系リッチ異常が発生すると、その異常はリッチ異常検出手段によって検出される。燃料系リッチ異常が発生すると、学習値は燃料噴射量の減量補正を達成すべく変更される。かかる状況下でアイドル学習値にガードが設定されると、燃料の減量補正量が不足し、空燃比が燃料リッチとなる。
【００１７】
本発明においては、燃料系リッチ異常が検出されると、アイドル学習値ガード禁止手段によってアイドル学習値に対するガードの設定が禁止される。このため、燃料系リッチ異常の発生時には、冷間時のアイドル運転中においても、十分な燃料減量補正が達成され、適切な空燃比制御が実現される。
【００１８】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例である燃料噴射量制御装置を搭載する内燃機関１０の全体構成図を示す。内燃機関１０の吸気通路１２には、その内部を流通する空気圧を検出する吸気圧センサ１４、流通する空気の温度を検出する吸気温センサ１６、流通する空気量を制御するスロットルバルブ１８、及び吸気通路１２内に燃料を供給するインジェクタ２０が設けられている。
【００１９】
スロットルバルブ１８は、図示しないアクセルペダルに連動して動作する弁体であり、その近傍にはスロットルバルブ１８の全閉状態を検出するアイドルスイッチ２２が設けられている。また、吸気通路１２には、スロットルバルブ１８をバイパスするバイパス通路２４が設けられている。このバイパス通路２４は、スロットルバルブ１８が全閉状態となった場合に、内燃機関１０をアイドル状態に維持し得る空気を流通させるべく設けられたものであり、例えばステップモータ等を駆動源とするアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）２６によりその導通状態が制御される。
【００２０】
インジェクタ２０は、その先端部に、駆動信号に応じて開閉する電磁駆動式バルブを備えている。また、インジェクタ２０には、図示しない燃料ポンプから適当な圧力の燃料が供給されている。かかる構成によれば、電磁駆動式バルブが開弁している場合に燃料噴射が実行されることになる。従って、インジェクタ２０から噴射される燃料の量は、インジェクタに供給する駆動信号の時間により制御することができる。
【００２１】
内燃機関１０のシリンダブロック２８には、冷却水を流通させることにより機関の冷却を図るべくウォータジャケット３０が設けられている。そして、ウォータジャケット３０の側壁には、その内部を流通する冷却水の温度を検出すべく水温センサ３２が設けられている。
【００２２】
シリンダブロック２８内を上下に摺動するピストン３４の上部には、点火プラグ３６が突出して設けられた燃焼室３８が形成されている。この燃焼室３８は、吸気バルブを備える吸気ポート４０を介して上記した吸気通路１２に連通し、また排気バルブを備える排気ポート４２を介して排気通路４４に連通する。
【００２３】
排気通路４４には、その内部を流通する排気ガス中に含有される酸素濃度に応じて、空燃比が理論空燃比に比してリッチである（以下、単にリッチと称す）場合はハイ出力を、理論空燃比に比してリーンである（以下、単位リーンと称す）場合はロー出力を発する酸素濃度センサ４６が設けられている。また、排気通路４４の更に下流には、排気ガス中の未燃成分を浄化する触媒装置４８が設けられている。そして、触媒装置４８には、その内部温度を検出する触媒床温センサ５０が設けられている。
【００２４】
イグナイタ５２は、電子制御装置（ＥＣＵ）５４から供給される駆動信号に基づいて、その上部に設置される点火コイル５６の一次捲線に、断続的に電流を流通させる。上記の如く点火コイル５６の一次捲線を流通する電流が断続制御されると、点火コイル５６の２次捲線には、ＥＣＵ５４が駆動信号を発する時期と同期して高圧の逆起電力が発生する。
【００２５】
このようにして点火コイル５６で発生した高圧信号は、点火信号としてディストリビュータ５８に供給される。ディストリビュータ５８は、図示しないクランクシャフトに同期して作動し、点火コイル５６から供給された点火信号を、それぞれの気筒の点火時期に、各気筒の点火プラグ３６に順次分配する。各気筒の点火プラグ３６は、上記の如く供給される高圧の点火信号を受けて燃焼室３８内でスパークを発生する。
【００２６】
また、ディストリビュータ５８には、クランクシャフトの基準位置検出信号を発生する気筒判別センサ６０と、内燃機関の回転角信号を例えば３０℃Ａ毎に発生する回転角センサ６２とが組み込まれている。ＥＣＵ５４は、これら気筒判別センサ６０および回転角センサ６２から供給される気筒判別信号および回転角信号に基づいて、インジェクタ２０およびイグナイタ５２に駆動信号を発する時期を制御する。
【００２７】
ＥＣＵ５４には、上述した各種センサに加え、車速センサ６４が接続されている。車速センサ６４は、内燃機関１０が搭載される車両の走行速度に応じた周期でパルス信号を発生するセンサである。このため、ＥＣＵ５４は、車速センサ６４から供給されるパルス信号の周期に基づいて車両の速度を検出することができる。
【００２８】
ＥＣＵ５４は、本実施例の燃料噴射量制御装置の要部であり、マイクロコンピュータを主体に構成される。ＥＣＵ５４は、上述した各種センサのセンサ出力に基づいて所望の空燃比を実現するための燃料噴射量ＴＡＵを演算し、そのＴＡＵに相当する駆動信号をインジェクタ２０に供給する。
【００２９】
ＥＣＵ５４は、燃料噴射量ＴＡＵを演算するにあたり、吸気圧ＰＭおよび機関回転数ＮＥに基づいて基準の燃料噴射量ＴＰを演算する。また、ＥＣＵ５４は、酸素濃度センサ４６の出力値に基づいて、後述の如くフィードバック補正係数ＦＡＦを演算する。そして、基準の燃料噴射量ＴＰに、フィードバック補正係数ＦＡＦ、空燃比フィードバック制御の実行下で求めた学習値ＫＧｉ、及び始動後増量等の各種制御を反映させるための補正係数αを乗算して燃料噴射量ＴＡＵを求める。
【００３０】
上述した学習値ＫＧｉは、酸素濃度センサ４６の出力に基づいて燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を実行しつつ、現実の空燃比を理論空燃比とするために、基本の燃料噴射量ＦＥＦｉに乗算すべき補正値として学習される値である。このように燃料噴射量ＴＡＵを、ＴＡＵ＝ＴＰ・ＦＡＦ・ＫＧｉ・αとして演算した場合、内燃機関１０に供給される空燃比を、精度良く理論空燃比近傍に制御することができる。
【００３１】
しかし、後述の如く、内燃機関１０がアイドル運転中である場合には、学習値ＫＧｉをそのまま燃料噴射量ＴＡＵの演算に反映させるべきでない場合がある。一方、内燃機関１０が同様にアイドル運転中であっても、インジェクタ２０が予定量を超える燃料を噴射する場合、すなわち燃料系リッチ異常が生じている場合等には、ＫＧｉをそのままＴＡＵの演算に反映させることが適切である場合もある。
【００３２】
本実施例の燃料噴射量制御装置は、これらの要求を共に満たすべく構成されたものであり、学習値ＫＧｉをＴＡＵに反映させる手法に特徴を有している。以下、図２乃至図５を参照して、本実施例の燃料噴射量制御装置の特徴的動作について説明する。
【００３３】
図２は、上記の機能を実現する前提として、学習値ＫＧｉを求めるためにＥＣＵ５４が実行する学習ルーチンの一例のフローチャートを示す。
図２に示すルーチンが起動すると、先ずステップ１００において、学習条件が成立しているかが判別される。本実施例においては、空燃比フィードバック制御が開始されており、かつ、８０℃≦冷却水温ＴＨＷ≦９５℃である場合に条件が成立すると判断される。その結果、学習条件が不成立であると判別された場合は、以後、何ら処理を行うことなく今回のルーチンを終了し、一方、学習条件が成立すると判別された場合は、ステップ１０２へ進む。
【００３４】
ステップ１０２では、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがスキップしたかが判別される。その結果、ＦＡＦに反転が生じていないと判別された場合は、以後、何ら処理を進めることなく今回のルーチンを終了し、一方、ＦＡＦに反転が生じていると判別された場合は、ステップ１０４へ進む。
【００３５】
空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、空燃比フィードバック制御の実行に際して、基準の燃料噴射量ＴＰを演算する過程で用いられる係数である。このＦＡＦは、以下に説明する如く、酸素濃度センサ４６から発せられる空燃比信号に基づいて、ほぼ１．０を中心値として変動するように更新される。
【００３６】
図３は、空燃比信号（図３（Ａ））の変化に対するＦＡＦ（図３（Ｂ））の変化を表すタイムチャートを示す。これら各図に示す如く、ＦＡＦは空燃比信号がリーンからリッチへ反転してから所定時間が経過する毎に、その値を小さくする方向にスキップし、その後緩やかに減少を続ける。また、空燃比信号がリッチからリーンへ反転してから所定時間が経過する毎に、その値を大きくする方向にスキップし、その後緩やかに増加を続ける。
【００３７】
基準の燃料噴射量ＴＰは、内燃機関１０の運転状態に応じて演算された基本量にＦＡＦを乗算することにより求められる。このため、空燃比信号がリーンからリッチに切り替わると、その後、所定時間の経過を待ってＴＰが増加傾向から減少傾向に転ずる。従って、その後、空燃比は徐々にリーン側に修正される。また、空燃比信号がリッチからリーンに切り替わると、その後、所定時間の経過を待ってＴＰが減少傾向から増加傾向に転ずる。従って、その後、空燃比は徐々にリッチ側に修正される。
【００３８】
このようにＦＡＦを用いて空燃比フィードバック制御が実行されると、基準の燃料噴射量ＴＰは、常に空燃比を理論空燃比に近づける方向に修正される。このため、本実施例の燃料噴射量制御装置において、空燃比フィードバック制御が実行される場合、空燃比は、常に理論空燃比の近傍に維持されることになる。ところで、上記ステップ１０２においてＦＡＦがスキップしたと判別された場合は、ステップ１０４において、スキップ時のＦＡＦの値、すなわち、図３（Ｂ）中にＡ〜Ｆで示す点の値ＦＡＦ_Ａ〜ＦＡＦ_Ｆを読み込む処理を行う。空燃比がリッチ側に偏っている場合は、リーン信号が出力される期間に比してリッチ信号が出力される期間が長くなりＦＡＦ_Ａ〜ＦＡＦ_Ｆは通常時に比して小さくなる。一方、空燃比がリーン側に偏っている場合は、リッチ信号が出力される期間に比してリーン信号が出力される期間が長くなり、ＦＡＦ_Ａ〜ＦＡＦ_Ｆは通常時に比して大きくなる。このため、スキップ時のＦＡＦの値は、空燃比の偏向度合いを表していることになる。
【００３９】
上記の如くスキップ時のＦＡＦを読み込んだら、次にステップ１０６において、過去検出したスキップ時のＦＡＦのうち、最新の２つのＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを計算する。今回のルーチンで、図３（Ｂ）中にＢで示す点のＦＡＦが検出されたとすれば、ＦＡＦＡＶは、Ａ点で示す点のＦＡＦ_ＡとＢ点で示す点のＦＡＦ_Ｂの平均値（ＦＡＦ_Ａ＋ＦＡＦ_Ｂ）／２となる。
【００４０】
上記の処理を終えたら、ステップ１０８へ進み、ＦＡＦＡＶ＞１．０２が成立するかを判別する。上記の如くＦＡＦ_Ａ〜ＦＡＦ_Ｆは空燃比の偏向度合いを表しているため、ＦＡＦＡＶ＞１．０２の条件は、空燃比が顕著にリーン側に偏っている場合、すなわち、燃料噴射量ＴＡＵが不足傾向となる場合に成立する。
【００４１】
このため上記ステップ１０８において、ＦＡＦＡＶ＞１．０２が成立すると判別された場合は、以後、ステップ１１０へ進み、燃料噴射量ＴＡＵを増量することを目的として学習値ＫＧｉの更新を行う。
本実施例においては、高精度な燃料噴射量制御を実現するため、アイドル状態から全負荷状態までを八段階に区分し、それぞれの運転状態に対して学習値ＫＧｉ（ｉ＝０〜７）を設定すると共に、アイドル時の学習値（以下、アイドル学習値と称す）ＫＧ０と、他の学習値ＫＧｉ（ｉ＝１〜７）を独立に更新することとしている。
【００４２】
このため、ステップ１１０では、アイドルスイッチ２２がオンであるか否かに基づいて、内燃機関１０がアイドル運転中であるかを判別する。その結果、アイドルスイッチ２２がオンであると判別された場合は、ステップ１１２へ進み、アイドル学習値ＫＧ０に所定値、例えば０．００５を加算して今回のルーチンを終了する。一方、アイドルスイッチ２２がオンではないと判別された場合は、ステップ１１４へ進み、運転状態に対応する他の学習値ＫＧｉ（ｉ＝１〜７）に所定値、例えば０．００５を加算して今回のルーチンを終了する。
【００４３】
学習値ＫＧｉがこのように増加されると、以後、燃料噴射量ＴＡＵ（＝ＴＰ・ＦＡＦ・ＫＧｉ・α）が増量されることから、空燃比がリッチ側、すなわち、理論空燃比に近づく側に補正されることになる。
上記ステップ１０８においてＦＡＦＡＶ＞１．０２が不成立であると判別された場合は、以後、ステップ１１６へ進み、ＦＡＦＡＶ＜０．９８が成立するか否かが判別される。ＦＡＦＡＶ＜０．９８の条件は、空燃比が顕著にリッチ側に偏っている場合、すなわち、燃料噴射量ＴＡＵが過剰傾向である場合に成立する。
【００４４】
このため上記ステップ１１６において、ＦＡＦＡＶ＜０．９８が成立すると判別された場合は、以後、ステップ１１８へ進み、燃料噴射量ＴＡＵを減量することを目的として学習値ＫＧｉの更新を行う。一方、上記条件が不成立であれば、空燃比が偏りなく理論空燃比近傍に制御できていると判断することができる。このため、かかる場合には、学習値ＫＧｉを更新することなく今回のルーチンを終了する。
【００４５】
ステップ１１８では、アイドルスイッチ２２がオンであるか否かに基づいて、内燃機関１０がアイドル運転中であるかを判別する。その結果、アイドルスイッチ２２がオンであると判別された場合は、ステップ１２０へ進み、アイドル学習値ＫＧ０から所定値０．００５を減算して今回のルーチンを終了する。一方、アイドルスイッチ２２がオンではないと判別された場合は、ステップ１２２へ進み、他の学習値ＫＧｉ（ｉ＝１〜７）から所定値０．００５を減算して今回のルーチンを終了する。
【００４６】
学習値ＫＧｉがこのように減少されると、以後、燃料噴射量ＴＡＵ（＝ＴＰ・ＦＡＦ・ＫＧｉ・α）が減量されることから、空燃比がリーン側、すなわち、理論空燃比に近づく側に補正されることになる。
図４は、上記の如く演算された学習値ＫＧｉ（ｉ＝１〜７）を燃料噴射量ＴＡＵの演算に反映させるためにＥＣＵ５４が実行する学習反映ルーチンの一例のフローチャートを示す。
【００４７】
同図に示すルーチンにおいては、先ずステップ２００で、学習ルーチンで求めた学習値ＫＧｉ（ｉ＝０〜７）が読み込まれる。次いで、ステップ２０２において、冷却水温ＴＨＷ≧８０℃の条件が成立するか否かが判別される。学習値ＫＧｉは、上述の如くＴＨＷ≧８０℃なる条件下で更新されるため（上記ステップ１００参照）、かかる条件が成立する状況下では、内燃機関１０の状態と学習値ＫＧｉの値とが精度良く整合する。このため、上記ステップ２０２においてＴＨＷ≧８０℃が成立すると判別された場合は、学習値ＫＧｉに何ら処理を施すことなくステップ２１０へ進み、基準の燃料噴射量ＴＰに、ＦＡＦ、αと共に内燃機関１０の運転状態に応じた適当な学習値ＫＧｉを乗算して燃料噴射量ＴＡＵを求めて今回のルーチンを終了する。
【００４８】
一方、ＴＨＷが８０℃に到達しない領域では、ＴＨＷ≧８０℃が成立する場合に比して学習値ＫＧｉの値と内燃機関１０の状態との整合性が悪化する。特に、ＴＨＷが８０℃に到達するまでは、暖機を促進するためにアイドルアップ等の補正がなされるため、アイドル学習値ＫＧ０の値と、冷間時に内燃機関１０を所望のアイドル状態に維持するために必要な補正値との間には偏差が生じ易い。
【００４９】
アイドル学習値ＫＧ０と本来必要とされる補正値との間に偏差が生じても、空燃比フィードバック制御が実行されていれば、結果的に空燃比は理論空燃比の近傍に維持することができ、内燃機関１０においてラフアイドルやエンジンストールが生ずることはない。
【００５０】
しかし、内燃機関１０においては、冷間時の始動直後に、早期暖機を優先して燃料の増量補正がなされる場合がある。かかる状況下では、目標空燃比が燃料リッチに設定されるため、空燃比フィードバック制御を行うことはできない。また、空燃比フィードバック制御を実行するためには、酸素濃度センサ４６から高精度な空燃比信号が発生されることが前提となるが、そのためには、酸素濃度センサ４６が活性化温度領域に昇温されていることが必要である。
【００５１】
尚、本実施例の燃料噴射量制御装置においては、ＴＨＷ≧４０℃が成立するまでは、空燃比フィードバック制御を実行せず、ＦＡＦを１．０に固定して燃料噴射量ＴＡＵの演算を行うこととしている。
従って、本実施例の内燃機関１０において、ＴＨＷが４０℃に到達するまでの冷間時に、学習ルーチンで求めたアイドル学習値ＫＧ０を用いた燃料噴射量制御を行うと、ラフアイドルやエンジンストールが発生し易くなる。このため、本実施例においては、上記ステップ２０２においてＴＨＷ≧８０℃が不成立であると判別された場合、以後、後述の如く、アイドル学習値ＫＧ０に下限側のガード値を設定することとしている。
【００５２】
かかるガード値を設定した場合、暖機後の内燃機関１０の状態に応じてアイドル学習値ＫＧ０が、ガード値より小さな値に設定されても、その値が冷間時のアイドル運転中に学習値として採用されることはない。このため、本実施例の燃料噴射量制御装置によれば、空燃比フィードバック制御の実行されない冷間時にアイドル運転がなされ、かつ、アイドル学習値ＫＧ０と現実に必要とされる補正値との間に大きな偏差が生ずる状況下において、内燃機関１０のラフアイドルやエンジンストールを効果的に抑制することができる。
【００５３】
ところで、上記の如くアイドル学習値ＫＧ０に下限側のガード値を設定するのは、冷間時のアイドル運転中に、燃料噴射量ＴＡＵが不足傾向となるのを防止するためである。従って、内燃機関１０の特性から見て、ＴＡＵが不足することはないと考えられる場合には、敢えてＫＧ０にガード値を設定する必要はない。
【００５４】
また、内燃機関１０においては、インジェクタ２０等の燃料系の異常に起因して、予定量を超える燃料噴射が成される事態、すなわち燃料系リッチ異常が生ずる場合がある。かかる場合には、冷間時であるか否かを問わず学習値ＫＧｉを十分に小さくして、燃料噴射量の減量補正を図ることが適切であり、アイドル学習値ＫＧ０に下限側のガード値を設定すべきではない。
【００５５】
このため、本ルーチンにおいては、上記ステップ２０２においてＴＨＷ≧８０℃が不成立であると判別された場合、アイドル学習値ＫＧ０にガード値を設定するに先立って、ステップ２０４で、燃料系リッチ異常の発生状態を表すフラグＸＣＦＫＧに“１”がセットされているか否かを判別することとしている。
【００５６】
フラグＸＣＦＫＧは、図５に示す異常判定ルーチンによって設定される。すなわち、ＥＣＵ５４においては、所定時間毎に図５に示すルーチンが実行される。図５に示すルーチンにおいては、先ずステップ３００で、学習値ＫＧｉ（ｉ＝０〜７）が読み込まれる。
【００５７】
次に、ステップ３０２で、ＫＧｉ（ｉ＝０〜７）が、それぞれ対応する判定値αｉ（ｉ＝０〜７）より小さいか否かが判別される。これらの判定値αｉ（ｉ＝０〜７）は、燃料系リッチ異常が生じた場合に、各学習値ＫＧｉ（ｉ＝０〜７）が到達すると考えられる値である。
【００５８】
上記ステップ３０２で、全てのＫＧｉ（ｉ＝０〜７）が判定値αｉ（ｉ＝０〜７）より小さいと判別された場合は、内燃機関１０に燃料系リッチ異常が生じていると判断し、ステップ３０４でフラグＸＣＦＫＧに“１”をセットして今回のルーチンを終了する。一方、上記の条件が不成立である場合には、ステップ３０６でフラグＸＣＦＫＧを“０”にリセットして今回のルーチンを終了する。
【００５９】
図４に示す学習反映ルーチンでは、このようにして設定されるフラグＸＣＦＫＧに基づいて燃料系リッチ異常の発生状態を判断する。すなわち、上記ステップ２０４でフラグＸＣＦＫＧに“１”がセットされていないと判別された場合は、内燃機関１０に燃料系リッチ異常は生じていないと判断し、以後、ステップ２０６でＫＧ０がガード値１．０以上であるか否かを判別する。その結果、ＫＧ０≧１．０が成立する場合は、ＫＧ０を変更することなくステップ２１０へ進み、一方、ＫＧ０≧１．０が不成立である場合は、ステップ２０８でＫＧ０をガード値１．０に変更した後ステップ２１０へ進む。
【００６０】
これに対して、上記ステップ２０６においてＸＣＦＫＧに“１”がセットされていると判別された場合は、内燃機関１０に燃料系リッチ異常が生じていると判断し、以後、ＫＧ０に何ら処理を施すことなくステップ２１０へ進む。
かかる処理によれば、冷間時のアイドル運転中に燃料噴射量ＴＡＵが不足するおそれのある状況下では、アイドル学習値ＫＧ０が１．０以上に規制され、一方、燃料系リッチ異常が生じ、冷間時のアイドル運転中に燃料噴射量ＴＡＵが不足することはないと考えられる状況下では、１．０に満たないアイドル学習値ＫＧ０が許容される。
【００６１】
このため、本実施例の燃料噴射量制御装置によれば、燃料系が正常に機能している場合に、冷間時のアイドル運転中を含む全ての運転領域で、適切な排気特性を実現しつつ優れたドライバビリティを実現することができると共に、燃料系リッチ異常が生じた場合においても、冷間時のアイドル運転中を含む全ての運転領域で、排気特性を良好に維持することができる。
【００６２】
ところで、上述した実施例においては、ＥＣＵ５４が図５に示す異常判定ルーチンを実行することにより前記したリッチ異常検出手段が実現される。また、ＥＣＵ５４が、図４に示す学習反映ルーチン中、ステップ２０２、２０６、及び２０８を実行することにより前記したアイドル学習値ガード設定手段が、また、ステップ２０４を実行することにより前記したアイドル学習値ガード禁止手段がそれぞれ実現される。
【００６３】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、内燃機関の燃料系が正常に機能している場合には、冷間時におけるアイドル学習値にガードが設定され、また、内燃機関に燃料系リッチ異常が発生している場合には、冷間時におけるアイドル学習値に対するガードの設定が禁止される。このため、本発明に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置によれば、空燃比フィードバック制御が実行されない冷間時において、燃料系が正常に機能している場合に、確実にラフアイドルやエンジンストール等を防止することができると共に、燃料系リッチ異常が生じている場合に、適切に空燃比の燃料リッチ化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である燃料噴射量制御装置を搭載する内燃機関の全体構成図である。
【図２】本実施例において実行される学習ルーチンの一例のフローチャートである。
【図３】図３（Ａ）は空燃比信号の変動状態を表すタイムチャートである。図３（Ｂ）は空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの変動状態を表すタイムチャートである。
【図４】本実施例において実行される学習反映ルーチンの一例のフローチャートである。
【図５】本実施例において実行される異常判定ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０内燃機関
１４吸気圧センサ
１６吸気温センサ
２０インジェクタ
２２アイドルスイッチ
３２水温センサ
４６酸素濃度センサ
５４電子制御装置（ＥＣＵ）
６０気筒判別センサ
６２回転角センサ６２
６４車速センサ
ＦＡＦ空燃比フィードバック補正係数
ＫＧｉ（ｉ＝０〜７）学習値
ＫＧ０アイドル学習値
ＴＨＷ冷却水温
ＸＣＦＫＧ燃料系リッチ異常フラグ
ＴＡＵ燃料噴射量
ＴＰ基準の燃料噴射量[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine, and in particular, calculates a learning value for achieving a target air-fuel ratio under execution of air-fuel ratio feedback control, and performs fuel injection amount control using the learning value. The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the field of a vehicle-mounted internal combustion engine, a learning value for realizing a stoichiometric air-fuel ratio has been obtained under execution of air-fuel ratio feedback control, and a basic fuel injection amount calculated based on an operating state of the internal combustion engine and the like. Is corrected by the learning value to obtain a final fuel injection amount.
[0003]
As a fuel injection amount control device using such a method, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-64643 discloses that a plurality of learning values according to the operating state of an internal combustion engine are executed under feedback control after warm-up is completed. There is disclosed an apparatus which realizes more accurate fuel injection amount control by determining and using the learning values as appropriate.
[0004]
In addition, the learning value obtained during the execution of the air-fuel ratio feedback control in the above-described conventional apparatus is used for calculating the fuel injection amount even in a cold state where the air-fuel ratio feedback control cannot be executed. Therefore, according to the above-described conventional device, even when the air-fuel ratio feedback control cannot be performed, the change over time of the internal combustion engine can be reflected in the calculated value of the fuel injection amount.
[0005]
By the way, the state of the internal combustion engine is not the same between when the engine is cold and after the warm-up. For this reason, the learning value calculated under the condition that the internal combustion engine is sufficiently warmed up is not always an optimal value as a correction value for calculating the fuel injection amount at the time of cold. In particular, during the idling operation in the cold state, if the learned value obtained in the warmed-up state is directly reflected on the fuel injection amount, the air-fuel ratio becomes lean and rough idle or engine stall may occur.
[0006]
For this reason, the conventional apparatus sets a guard for a learning value used during idling (hereinafter, referred to as an idle learning value), and calculates the fuel injection amount only when the idle learning value is equal to or larger than the guard value. To reflect the idle learning value. According to this configuration, the inappropriate idling learning value is used during the idling operation in the cold state, so that the air-fuel ratio does not become lean and the internal combustion engine can be stably maintained in a wide operating region. It becomes.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in an internal combustion engine, when an abnormality occurs in a fuel system such as an injector, fuel exceeding a predetermined amount may be injected (hereinafter, such an abnormality is referred to as a fuel system rich abnormality). In the internal combustion engine equipped with the above-described conventional device, if a fuel system rich abnormality has occurred after the end of warm-up, the abnormal state is reflected in the learning values for all operating regions. Therefore, in a situation where the fuel injection amount correction based on the learning value is performed, the actual air-fuel ratio does not largely shift to the rich side even during the occurrence of the fuel system rich abnormality.
[0008]
However, according to the above-described conventional device, during the idling operation in the cold state, the value is reflected in the fuel injection amount only when the idle learning value is equal to or larger than the guard value. In other words, in a situation where a fuel system rich abnormality occurs and an idle learning value for realizing a large amount of reduction correction is set, the value is not used as a learning value at the time of idling in a cold state.
[0009]
For this reason, according to the conventional fuel injection amount control device described above, when a fuel system rich abnormality occurs in the internal combustion engine, the air-fuel ratio during the idling operation in a cold state is biased toward the fuel rich side, and good exhaust emission is secured. It will be difficult to do. As described above, the above-described conventional fuel injection amount control apparatus has a problem that deterioration of exhaust emission at the time of occurrence of a fuel system rich abnormality cannot be avoided.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and during idle operation in a cold state, a guard is set to an idle learning value to stabilize the operation state of the internal combustion engine, and a fuel system rich abnormality is detected. It is an object of the present invention to provide a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that solves the above-mentioned problem by prohibiting the setting of a guard for an idle learning value when an occurrence occurs.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The above object is to obtain a learning value for realizing the target air-fuel ratio under the execution of the air-fuel ratio feedback control after the internal combustion engine is warmed up, and to determine the learning value as a fuel in a cold state in which the air-fuel ratio feedback control is not performed. In a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that reflects the calculation of the injection amount,
Rich abnormality detection means for detecting a fuel system rich abnormality in which the fuel system of the internal combustion engine injects fuel exceeding a predetermined amount;
In the cold state, idle learning value guard setting means for setting a guard to a learning value used during idling operation,
When a fuel system rich abnormality occurs, an idle learning value guard prohibiting unit that prohibits setting of a guard by the idle learning value guard setting unit;
This is achieved by a fuel injection amount control device for an internal combustion engine having:
[0012]
[Action]
In the present invention, the fuel injection amount is obtained by performing a correction based on a learned value to a basic fuel injection amount calculated according to the operating state of the internal combustion engine. In a state where the internal combustion engine has been warmed up, highly accurate air-fuel ratio control is realized by the fuel injection amount corrected by the learning value.
[0013]
The correction based on the learning value is also performed during a cold period in which the air-fuel ratio feedback control is not performed. As a result, the change over time in the internal combustion engine is also reflected in the fuel injection amount in the cold state, and excellent output characteristics, exhaust characteristics, and the like are realized in the internal combustion engine in the cold state.
[0014]
Since the state of the internal combustion engine is different between when the engine is cold and after the end of the warm-up, the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio Is likely to be shifted. If the air-fuel ratio shifts to the lean side during the idling operation in the cold state, rough idle, engine stall, and the like occur. For this reason, during the idling operation in the cold state, it is not necessary to make a correction based on the learning value so that the air-fuel ratio becomes lean.
[0015]
In the present invention, the idle learning value guard setting means sets a guard to a learning value (hereinafter, referred to as an idle learning value) used at the time of an idling operation in a cold state, and the air-fuel ratio is reduced due to a correction based on the idle learning value. Prevent unreasonable leaning. As a result, rough idle, engine stall, and the like of the internal combustion engine in a cold state are effectively prevented.
[0016]
When a fuel system rich abnormality occurs in the internal combustion engine, the abnormality is detected by rich abnormality detection means. When the fuel system rich abnormality occurs, the learning value is changed to achieve the fuel injection amount reduction correction. If a guard is set for the idle learning value in such a situation, the fuel reduction correction amount becomes insufficient, and the air-fuel ratio becomes fuel-rich.
[0017]
In the present invention, when the fuel system rich abnormality is detected, the setting of the guard for the idle learning value is prohibited by the idle learning value guard prohibiting means. For this reason, when a fuel system rich abnormality occurs, a sufficient fuel reduction correction is achieved even during the idling operation in a cold state, and appropriate air-fuel ratio control is realized.
[0018]
【Example】
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine 10 equipped with a fuel injection amount control device according to one embodiment of the present invention. In the intake passage 12 of the internal combustion engine 10, an intake pressure sensor 14 for detecting the air pressure flowing through the inside, an intake temperature sensor 16 for detecting the temperature of the flowing air, a throttle valve 18 for controlling the amount of flowing air, and an intake air An injector 20 for supplying fuel into the passage 12 is provided.
[0019]
The throttle valve 18 is a valve body that operates in conjunction with an accelerator pedal (not shown), and an idle switch 22 that detects a fully closed state of the throttle valve 18 is provided near the throttle valve 18. In addition, a bypass passage 24 that bypasses the throttle valve 18 is provided in the intake passage 12. The bypass passage 24 is provided for flowing air that can maintain the internal combustion engine 10 in an idle state when the throttle valve 18 is fully closed. For example, the drive source is a stepping motor or the like. The conduction state is controlled by an idle speed control valve (ISCV) 26.
[0020]
The injector 20 includes an electromagnetically driven valve that opens and closes in accordance with a drive signal at the distal end. The injector 20 is supplied with fuel at an appropriate pressure from a fuel pump (not shown). According to such a configuration, fuel injection is performed when the electromagnetically driven valve is open. Therefore, the amount of fuel injected from the injector 20 can be controlled by the time of the drive signal supplied to the injector.
[0021]
A water jacket 30 is provided in the cylinder block 28 of the internal combustion engine 10 to cool the engine by flowing cooling water. A water temperature sensor 32 is provided on the side wall of the water jacket 30 to detect the temperature of the cooling water flowing inside the water jacket 30.
[0022]
Above a piston 34 that slides up and down in the cylinder block 28, a combustion chamber 38 in which a spark plug 36 protrudes is formed. The combustion chamber 38 communicates with the intake passage 12 via an intake port 40 having an intake valve, and communicates with an exhaust passage 44 via an exhaust port 42 having an exhaust valve.
[0023]
When the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter simply referred to as rich) according to the concentration of oxygen contained in the exhaust gas flowing through the exhaust passage 44, a high output is provided. When the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter, referred to as unit lean), an oxygen concentration sensor 46 that generates a low output is provided. Further, further downstream of the exhaust passage 44, a catalyst device 48 for purifying unburned components in the exhaust gas is provided. The catalyst device 48 is provided with a catalyst bed temperature sensor 50 for detecting the internal temperature.
[0024]
The igniter 52 intermittently causes a current to flow through a primary winding of an ignition coil 56 installed on the upper part based on a drive signal supplied from an electronic control unit (ECU) 54. When the current flowing through the primary winding of the ignition coil 56 is intermittently controlled as described above, a high-voltage back electromotive force is generated in the secondary winding of the ignition coil 56 in synchronization with the timing at which the ECU 54 issues a drive signal.
[0025]
The high voltage signal generated by the ignition coil 56 in this way is supplied to the distributor 58 as an ignition signal. The distributor 58 operates in synchronization with a crankshaft (not shown), and sequentially distributes the ignition signal supplied from the ignition coil 56 to the ignition plug 36 of each cylinder at the ignition timing of each cylinder. The ignition plug 36 of each cylinder generates a spark in the combustion chamber 38 in response to the high-pressure ignition signal supplied as described above.
[0026]
Further, the distributor 58 incorporates a cylinder discrimination sensor 60 that generates a reference position detection signal of the crankshaft, and a rotation angle sensor 62 that generates a rotation angle signal of the internal combustion engine at every 30 ° C., for example. The ECU 54 controls the timing at which a drive signal is issued to the injector 20 and the igniter 52 based on the cylinder discrimination signal and the rotation angle signal supplied from the cylinder discrimination sensor 60 and the rotation angle sensor 62.
[0027]
The ECU 54 is connected to a vehicle speed sensor 64 in addition to the various sensors described above. The vehicle speed sensor 64 is a sensor that generates a pulse signal at a cycle corresponding to the traveling speed of the vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted. Therefore, the ECU 54 can detect the speed of the vehicle based on the cycle of the pulse signal supplied from the vehicle speed sensor 64.
[0028]
The ECU 54 is a main part of the fuel injection amount control device of the present embodiment, and is mainly configured by a microcomputer. The ECU 54 calculates a fuel injection amount TAU for realizing a desired air-fuel ratio based on the sensor outputs of the various sensors described above, and supplies a drive signal corresponding to the TAU to the injector 20.
[0029]
When calculating the fuel injection amount TAU, the ECU 54 calculates a reference fuel injection amount TP based on the intake pressure PM and the engine speed NE. Further, the ECU 54 calculates a feedback correction coefficient FAF based on the output value of the oxygen concentration sensor 46 as described later. Then, the reference fuel injection amount TP is multiplied by a feedback correction coefficient FAF, a learning value KGi obtained under the execution of the air-fuel ratio feedback control, and a correction coefficient α for reflecting various controls such as an increase after start-up. The injection amount TAU is determined.
[0030]
The above-described learning value KGi is multiplied by the basic fuel injection amount FEFi in order to make the actual air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio while performing the air-fuel ratio feedback control of the fuel injection amount based on the output of the oxygen concentration sensor 46. This is a value learned as a correction value to be performed. As described above, when the fuel injection amount TAU is calculated as TAU = TP / FAF / KGi / α, the air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine 10 can be accurately controlled near the stoichiometric air-fuel ratio.
[0031]
However, as described later, when the internal combustion engine 10 is in the idling operation, there is a case where the learned value KGi should not be directly reflected in the calculation of the fuel injection amount TAU. On the other hand, even when the internal combustion engine 10 is idling similarly, when the injector 20 injects a fuel exceeding a predetermined amount, that is, when a fuel system rich abnormality occurs, KGi is directly used for the calculation of TAU. It may be appropriate to reflect it.
[0032]
The fuel injection amount control device according to the present embodiment is configured to satisfy both of these requirements, and is characterized by a method of reflecting the learning value KGi in the TAU. Hereinafter, the characteristic operation of the fuel injection amount control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0033]
FIG. 2 shows a flowchart of an example of a learning routine executed by the ECU 54 in order to obtain the learning value KGi as a premise for realizing the above-described function.
When the routine shown in FIG. 2 is started, first, in step 100, it is determined whether a learning condition is satisfied. In the present embodiment, it is determined that the condition is satisfied when the air-fuel ratio feedback control has been started and 80 ° C ≦ cooling water temperature THW ≦ 95 ° C. As a result, when it is determined that the learning condition is not satisfied, the current routine is terminated without performing any processing, and when it is determined that the learning condition is satisfied, the process proceeds to step 102.
[0034]
In step 102, it is determined whether the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF has been skipped. As a result, if it is determined that inversion has not occurred in the FAF, the current routine ends without any further processing. On the other hand, if it is determined that inversion has occurred in the FAF, step 104 is executed. Proceed to.
[0035]
The air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is a coefficient used in the process of calculating the reference fuel injection amount TP when performing the air-fuel ratio feedback control. This FAF is updated so as to fluctuate about 1.0 as a center value based on the air-fuel ratio signal emitted from the oxygen concentration sensor 46, as described below.
[0036]
FIG. 3 is a time chart showing a change in the FAF (FIG. 3B) with respect to a change in the air-fuel ratio signal (FIG. 3A). As shown in these figures, the FAF skips in the direction of decreasing the value every time a predetermined time elapses after the air-fuel ratio signal is inverted from lean to rich, and thereafter gradually decreases. Every time a predetermined time elapses after the air-fuel ratio signal is inverted from rich to lean, the signal is skipped in a direction of increasing the value, and thereafter the value is gradually increased.
[0037]
The reference fuel injection amount TP is obtained by multiplying the basic amount calculated according to the operating state of the internal combustion engine 10 by FAF. Therefore, when the air-fuel ratio signal switches from lean to rich, the TP changes from an increasing tendency to a decreasing tendency after a predetermined time has elapsed. Therefore, thereafter, the air-fuel ratio is gradually corrected to the lean side. When the air-fuel ratio signal switches from rich to lean, the TP changes from a decreasing tendency to an increasing tendency after a predetermined time has elapsed. Therefore, thereafter, the air-fuel ratio is gradually corrected to the rich side.
[0038]
When the air-fuel ratio feedback control is performed using the FAF in this manner, the reference fuel injection amount TP is always corrected so that the air-fuel ratio approaches the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when the air-fuel ratio feedback control is performed in the fuel injection amount control device of the present embodiment, the air-fuel ratio is always maintained near the stoichiometric air-fuel ratio. If it is determined in step 102 that the FAF has been skipped, in step 104, the value of the FAF at the time of the skip, that is, the value FAF of the points indicated by A to F in FIG. _A ~ FAF _F Perform the process of reading. When the air-fuel ratio is biased to the rich side, the period during which the rich signal is output becomes longer than the period during which the lean signal is output, and the FAF _A ~ FAF _F Is smaller than usual. On the other hand, when the air-fuel ratio is biased to the lean side, the period during which the lean signal is output becomes longer than the period during which the rich signal is output, and the FAF _A ~ FAF _F Is larger than usual. Therefore, the value of the FAF at the time of skipping indicates the degree of deflection of the air-fuel ratio.
[0039]
After reading the skipped FAF as described above, in step 106, the average FAFAV of the two latest FAFs among the past detected skipped FAFs is calculated. In this routine, if the FAF at the point indicated by B in FIG. 3B is detected, the FAFAV becomes the FAF at the point indicated by point A. _A And the FAF of the point indicated by point B _B Average value (FAF _A + FAF _B ) / 2.
[0040]
After the above processing is completed, the routine proceeds to step 108, where it is determined whether or not FAFAV> 1.02 is satisfied. FAF as described above _A ~ FAF _F Represents the degree of deflection of the air-fuel ratio, and the condition of FAFAV> 1.02 is satisfied when the air-fuel ratio is remarkably biased toward the lean side, that is, when the fuel injection amount TAU tends to be insufficient.
[0041]
Therefore, if it is determined in step 108 that FAFAV> 1.02 holds, the process proceeds to step 110, where the learning value KGi is updated for the purpose of increasing the fuel injection amount TAU.
In the present embodiment, in order to realize highly accurate fuel injection amount control, the range from the idle state to the full load state is divided into eight stages, and the learning value KGi (i = 0 to 7) is calculated for each operation state. At the same time, the learning value during idling (hereinafter referred to as idle learning value) KG0 and other learning values KGi (i = 1 to 7) are updated independently.
[0042]
For this reason, in step 110, it is determined whether or not the internal combustion engine 10 is idling based on whether or not the idle switch 22 is on. As a result, when it is determined that the idle switch 22 is ON, the routine proceeds to step 112, where a predetermined value, for example, 0.005 is added to the idle learning value KG0, and the current routine ends. On the other hand, if it is determined that the idle switch 22 is not turned on, the process proceeds to step 114, where a predetermined value, for example, 0.005 is added to another learning value KGi (i = 1 to 7) corresponding to the operating state. This routine ends.
[0043]
When the learning value KGi is increased in this manner, the fuel injection amount TAU (= TP / FAF / KGi / α) is subsequently increased, so that the air-fuel ratio is on the rich side, that is, on the side approaching the stoichiometric air-fuel ratio. It will be corrected.
If it is determined in step 108 that FAFAV> 1.02 is not established, the process proceeds to step 116, where it is determined whether FAFAV <0.98 is established. The condition of FAFAV <0.98 holds when the air-fuel ratio is remarkably biased toward the rich side, that is, when the fuel injection amount TAU tends to be excessive.
[0044]
Therefore, if it is determined in step 116 that FAFAV <0.98 holds, the process proceeds to step 118, where the learning value KGi is updated for the purpose of reducing the fuel injection amount TAU. On the other hand, if the above condition is not satisfied, it can be determined that the air-fuel ratio can be controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio without bias. Therefore, in such a case, the current routine ends without updating the learning value KGi.
[0045]
In step 118, it is determined whether or not the internal combustion engine 10 is idling based on whether or not the idle switch 22 is on. As a result, when it is determined that the idle switch 22 is ON, the routine proceeds to step 120, where a predetermined value 0.005 is subtracted from the idle learning value KG0, and the current routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the idle switch 22 is not turned on, the process proceeds to step 122, where a predetermined value 0.005 is subtracted from the other learning values KGi (i = 1 to 7), and the current routine ends.
[0046]
When the learning value KGi is reduced in this manner, the fuel injection amount TAU (= TP / FAF / KGi / α) is thereafter reduced, so that the air-fuel ratio is leaner, that is, closer to the stoichiometric air-fuel ratio. It will be corrected.
FIG. 4 shows a flowchart of an example of a learning reflection routine executed by the ECU 54 in order to reflect the learning value KGi (i = 1 to 7) calculated as described above in the calculation of the fuel injection amount TAU.
[0047]
In the routine shown in the figure, first, in step 200, the learning value KGi (i = 0 to 7) obtained in the learning routine is read. Next, at step 202, it is determined whether or not the condition of cooling water temperature THW ≧ 80 ° C. is satisfied. Since the learning value KGi is updated under the condition that THW ≧ 80 ° C. as described above (see step 100), under the condition where such a condition is satisfied, the state of the internal combustion engine 10 and the value of the learning value KGi are not accurate. Well matched. Therefore, if it is determined in step 202 that THW ≧ 80 ° C. is satisfied, the process proceeds to step 210 without performing any processing on the learning value KGi, and the reference fuel injection amount TP is added to the internal combustion engine 10 along with FAF and α. Is multiplied by an appropriate learning value KGi according to the operating state of the vehicle to obtain the fuel injection amount TAU, and the current routine ends.
[0048]
On the other hand, in a region where THW does not reach 80 ° C., the consistency between the value of the learned value KGi and the state of the internal combustion engine 10 is deteriorated as compared with the case where THW ≧ 80 ° C. holds. In particular, until THW reaches 80 ° C., correction such as idle-up is performed to promote warm-up. Therefore, the value of the idle learning value KG0 and the desired idle state of the internal combustion engine 10 in the cold state are maintained. Deviation tends to occur between the correction value and the correction value required to perform the correction.
[0049]
Even if a deviation occurs between the idle learning value KG0 and the originally required correction value, if the air-fuel ratio feedback control is executed, the air-fuel ratio can be maintained close to the stoichiometric air-fuel ratio as a result. In addition, rough idle or engine stall does not occur in the internal combustion engine 10.
[0050]
However, in the internal combustion engine 10, there is a case where the fuel increase correction is performed immediately after the start of the cold state, giving priority to the early warm-up. In such a situation, the target air-fuel ratio is set to be fuel-rich, so that the air-fuel ratio feedback control cannot be performed. In addition, in order to execute the air-fuel ratio feedback control, it is premised that a high-precision air-fuel ratio signal is generated from the oxygen concentration sensor 46. For that purpose, the oxygen concentration sensor 46 rises to the activation temperature region. It must be warm.
[0051]
In the fuel injection amount control device of this embodiment, the air-fuel ratio feedback control is not performed until THW ≧ 40 ° C., and the calculation of the fuel injection amount TAU is performed with the FAF fixed at 1.0. I'm supposed to.
Therefore, in the internal combustion engine 10 of the present embodiment, when the fuel injection amount control using the idle learning value KG0 obtained in the learning routine is performed during the cold until the THW reaches 40 ° C., rough idle and engine stall occur. It is easy to occur. Therefore, in the present embodiment, if it is determined in step 202 that THW ≧ 80 ° C. is not established, the lower limit guard value is set to the idle learning value KG0, as described later.
[0052]
When such a guard value is set, even if the idle learning value KG0 is set to a value smaller than the guard value in accordance with the state of the internal combustion engine 10 after the warm-up, the value is set to the learning value during the idling operation in the cold state. Will not be adopted as. For this reason, according to the fuel injection amount control device of the present embodiment, the idle operation is performed during a cold period in which the air-fuel ratio feedback control is not performed, and the idle learning value KG0 and the actually required correction value Under a situation where a large deviation occurs, rough idle and engine stall of the internal combustion engine 10 can be effectively suppressed.
[0053]
By the way, the reason why the lower limit guard value is set to the idle learning value KG0 as described above is to prevent the fuel injection amount TAU from becoming insufficient during the idling operation in the cold state. Therefore, if it is considered that TAU is not insufficient in view of the characteristics of the internal combustion engine 10, it is not necessary to set a guard value in KG0.
[0054]
Further, in the internal combustion engine 10, there is a case where a fuel injection exceeding a predetermined amount is performed due to an abnormality of the fuel system such as the injector 20, that is, a fuel system rich abnormality may occur. In such a case, it is appropriate to make the learning value KGi sufficiently small irrespective of whether the engine is in the cold state or not to correct the decrease in the fuel injection amount. Should not be set.
[0055]
For this reason, in this routine, if it is determined in step 202 that THW ≧ 80 ° C. is not established, prior to setting the guard value to the idle learning value KG0, in step 204, the occurrence of the fuel system rich abnormality It is determined whether or not "1" is set in the flag XCFKG indicating the state.
[0056]
The flag XCFKG is set by the abnormality determination routine shown in FIG. That is, the ECU 54 executes the routine shown in FIG. 5 every predetermined time. In the routine shown in FIG. 5, first, at step 300, the learning value KGi (i = 0 to 7) is read.
[0057]
Next, in step 302, it is determined whether or not KGi (i = 0 to 7) is smaller than the corresponding determination value αi (i = 0 to 7). These determination values αi (i = 0 to 7) are values that each learning value KGi (i = 0 to 7) is considered to reach when a fuel system rich abnormality occurs.
[0058]
If it is determined in step 302 that all KGi (i = 0 to 7) are smaller than the determination value αi (i = 0 to 7), it is determined that the fuel system rich abnormality has occurred in the internal combustion engine 10. In step 304, "1" is set to the flag XCFKG, and the current routine ends. On the other hand, if the above condition is not satisfied, the flag XCFKG is reset to “0” in step 306, and the current routine ends.
[0059]
In the learning reflection routine shown in FIG. 4, the occurrence state of the fuel system rich abnormality is determined based on the flag XCFKG set in this manner. That is, when it is determined in step 204 that the flag XCFKG is not set to “1”, it is determined that the fuel system rich abnormality has not occurred in the internal combustion engine 10, and thereafter, in step 206, KG0 is set to the guard value 1 0.0 is determined. As a result, when KG0 ≧ 1.0 is satisfied, the process proceeds to step 210 without changing KG0. On the other hand, when KG0 ≧ 1.0 is not satisfied, KG0 is set to the guard value 1.0 in step 208. After the change, go to step 210.
[0060]
On the other hand, if it is determined in step 206 that XCFKG is set to "1", it is determined that a fuel system rich abnormality has occurred in the internal combustion engine 10, and thereafter, any processing is performed on KG0. Proceed to step 210 without any processing.
According to such processing, in a situation in which the fuel injection amount TAU may be insufficient during the idling operation in the cold state, the idle learning value KG0 is regulated to 1.0 or more, while a fuel system rich abnormality occurs, Under a situation where it is considered that the fuel injection amount TAU does not become insufficient during the idling operation in the cold state, an idle learning value KG0 less than 1.0 is allowed.
[0061]
For this reason, according to the fuel injection amount control device of the present embodiment, when the fuel system is functioning normally, appropriate exhaust characteristics are realized in all operation regions including during the idle operation when the vehicle is cold. In addition, excellent drivability can be realized, and even when a fuel system rich abnormality occurs, the exhaust characteristics can be favorably maintained in all operating regions including during a cold idling operation.
[0062]
In the above-described embodiment, the rich abnormality detecting means is realized by the ECU 54 executing the abnormality determination routine shown in FIG. In addition, the ECU 54 executes steps 202, 206, and 208 during the learning reflection routine shown in FIG. 4 to execute the idle learning value guard setting unit. Guard prohibiting means are respectively realized.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the fuel system of the internal combustion engine is functioning normally, a guard is set to the idle learning value at a cold time, and a fuel system rich abnormality occurs in the internal combustion engine. In such a case, the setting of the guard for the idle learning value in the cold state is prohibited. Therefore, according to the fuel injection amount control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the fuel system is functioning normally in a cold state in which the air-fuel ratio feedback control is not performed, the rough idle and the engine stall can be reliably performed. And the like can be prevented, and when a fuel system rich abnormality has occurred, the fuel richness of the air-fuel ratio can be appropriately suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine equipped with a fuel injection amount control device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of an example of a learning routine executed in the embodiment.
FIG. 3A is a time chart showing a state of change of an air-fuel ratio signal. FIG. 3B is a time chart showing the state of fluctuation of the air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF.
FIG. 4 is a flowchart of an example of a learning reflection routine executed in the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of an example of an abnormality determination routine executed in the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Internal combustion engine
14 Intake pressure sensor
16 Intake air temperature sensor
20 Injector
22 Idle switch
32 Water temperature sensor
46 Oxygen concentration sensor
54 Electronic Control Unit (ECU)
60 cylinder discrimination sensor
62 Rotation angle sensor 62
64 vehicle speed sensor
FAF air-fuel ratio feedback correction coefficient
KGi (i = 0 to 7) Learning value
KG0 Idle learning value
THW cooling water temperature
XCFKG fuel system rich abnormality flag
TAU fuel injection amount
Fuel injection amount based on TP

Claims

After the internal combustion engine is warmed up, a learning value for realizing the target air-fuel ratio under the execution of the air-fuel ratio feedback control is obtained, and the learning value is used to calculate a cold fuel injection amount in which the air-fuel ratio feedback control is not performed. In the internal combustion engine fuel injection amount control device to reflect
Rich abnormality detection means for detecting a fuel system rich abnormality in which the fuel system of the internal combustion engine injects fuel exceeding a predetermined amount;
In the cold state, idle learning value guard setting means for setting a guard to a learning value used during idling operation,
When a fuel system rich abnormality occurs, an idle learning value guard prohibiting unit that prohibits setting of a guard by the idle learning value guard setting unit;
A fuel injection amount control device for an internal combustion engine, comprising: