JP3622796B2

JP3622796B2 - 内燃機関の燃料制御装置

Info

Publication number: JP3622796B2
Application number: JP15984695A
Authority: JP
Inventors: 常雄田辺; 武史北尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JPH08326577A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、内燃機関の供給燃料制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蒸発燃料を一時的に蓄えるキャニスタを具備し、機関排気通路内に空燃比センサを配置し、空燃比センサの出力信号に基づいて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量をフィードバック補正係数によって補正するようにした内燃機関が従来より知られている。ここで、前記フィードバック補正係数を第１の噴射量補正係数とする。この内燃機関ではキャニスタ内に蓄えられている燃料蒸気を機関吸気通路内にパージしていないときはフィードバック補正係数は基準値、例えば１．０を中心として変動している。次いでパージが開始されると空燃比を理論空燃比に維持するためにパージベーパ濃度を算出し燃料噴射量を補正する第２の噴射量補正係数により燃料噴射量を増減し、前記フィードバック補正係数が１．０に維持されるようにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のパージベーパ濃度はパージ中の空燃比のズレに基づいて算出され、この算出値を基に第２の噴射量補正係数が演算により決定される。ところで、第２の噴射量補正係数を学習させる上で、パージが終了してもパージベーパ濃度は保持されるようになっており、再びパージを開始すると新たにパージベーパ濃度が算出される。ここで、保持されたパージベーパ濃度に基づいて算出される状態のパージ率と再びパージを開始した直後に得られるパージ率との間に大きく差があった場合、実際のパージベーパ濃度にも差が生じていることが多く、このため、保持されていたパージベーパ濃度を基に算出された第２の噴射量補正係数は、実際のパージベーパ濃度を基に算出される第２の噴射量補正係数との違いが大きくなって、パージ再開時に空燃比のズレを補正できなくなることがある。
【０００４】
また、第２の噴射量補正係数は、空燃比が急激に変化することを避けるために、比較的ゆっくりと変化する。ここで、第２の噴射量補正係数がかなりリーン側の値のときでかつパージ率がかなり大きい状態（これは、パージベーパ濃度が高い状態を意味する）からパージ率が小さくなる方向へ比較的速く移行した場合、空燃比もこれに伴って急に変化するが、第２の噴射量補正係数の変化スピードは遅いので、空燃比の変化スピードについてゆけず、実際の空燃比が理論空燃比から大きくずれるという問題があった。
【０００５】
この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、保持されたパージベーパ濃度が算出された状態のパージ率と再びパージを開始した直後のパージ率との間に大きく差があった場合、また、第２の噴射量補正係数がかなりリーン側の値であってパージ率がかなり大きい状態から小さくなる方向へ比較的速く移行した場合のいずれにおいても、空燃比を理論空燃比通りに制御できるようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、図２の機能ブロック図に示すように、内燃機関の運転状態（エンジンの回転数Ｎ、機関負荷（Ｑ／Ｎ）など）によって決められる目標パージ流量を設定する目標パージ流量設定手段と、目標パージ流量に応じてパージ制御弁の開弁割合を制御するパージ制御弁開度制御手段と、パージ量と吸入空気量の比であるパージ率を算出するパージ率演算手段と、空燃比を検出するために機関排気通路内に配置された空燃比センサの出力信号にもとづいて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を補正する第１の噴射量補正係数を算出する第１の噴射量補正手段と、パージを行った時に生ずる空燃比のズレに基づいてパージベーパ濃度を算出するパージベーパ濃度算出手段と、パージを行った時にパージベーパ濃度により燃料噴射量を増減補正する第２の噴射量補正係数を算出する第２の噴射量補正手段と、前記第１、第２の噴射量補正手段で算出された第１、第２の噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段とを備え、前記パージベーパ濃度算出手段はパージベーパ濃度をパージ率の大きさに応じて複数個算出して所定時間保持する一方、前記第２の噴射量補正手段は、前記パージ率演算手段で算出されるパージ率の大きさに応じて前記所定時間保持していた当該パージベーパ濃度の内の一つを選定することで、算出される第２の噴射量補正係数を変更することを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、図４の機能ブロック図に示すように、請求項１記載の発明の構成において、前記第２の噴射量補正手段で算出される第２の噴射量補正値が所定値よりリーン側の値で、かつ前記パージ率演算手段で算出されるパージ率が所定値より大きい場合には、前記目標パージ流量設定手段で設定された目標パージ流量に所定定数を乗じてパージ流量を制限するパージ導入量制限手段を備えることを特徴としている。
【０００８】
【作用】
この発明の内燃機関の燃料制御装置において、パージベーパ濃度算出手段は、パージベーパ濃度をパージ率の大きさに応じて複数個算出して所定時間保持する一方、前記第２の噴射量補正手段は、前記パージ率演算手段で算出されるパージ率の大きさに応じて前記所定時間保持していた当該パージベーパ濃度の内の一つを選定することで、算出される第２の噴射量補正係数を変更する。このため、保持されるパージベーパ濃度が算出された時点のパージ率と再びパージを開始した直後に得られるパージ率との間に大きく差があった場合でも、第２の噴射量補正係数の違いを小さくすることができ、パージ再開時に空燃比のズレを補正できなくなるなどの不具合発生を防止でき、空燃比を理論空燃比通りに制御することが可能になる。
【０００９】
また、この発明の内燃機関の燃料制御装置において、パージ導入量制限手段は、前記第２の噴射量補正手段で算出される第２の噴射量補正値が所定値よりリーン側の値で、かつ前記パージ率演算手段で算出されるパージ率が所定値より大きい場合には、前記目標パージ流量設定手段で設定された目標パージ流量に所定定数を乗じてパージ流量を制限する。このため、パージ率が急に低下した場合でもその前後の目標パージ流量の偏差を小さくできるので、実際の空燃比が理論空燃比から大きくずれるという不具合発生を抑えることができ、空燃比を理論空燃比通りに制御することが可能になる。
【００１０】
【実施例】
図１はこの発明を具体化した内燃機関の燃焼制御装置のシステム構成例を示した概略図である。
図において、内燃機関本体１に吸入される空気は、吸入空気中の塵を取り除くエアクリーナ２、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ３、吸入空気量を検出する吸入空気量計（ＡＦＳ）４、及び吸入空気流量を調節するスロットル弁５を通過して、サージタンク６に導入され、吸気マニホルド７によって内燃機関本体１内に吸入される。
【００１１】
上記吸気系経路において、吸気温度センサ３により検出された吸入空気温度信号、吸入空気流量計（ＡＦＳ）４により検出された吸入空気流量信号はエンジンコントロールユニット２０に入力される。
【００１２】
次に、内燃機関本体１へ吸入される空気に混合する燃料は、燃料タンク１１から燃料ポンプ１２により加圧されつつ吸引され、燃料中の塵を取り除く燃料フィルタ１３を通過し、吸気マニホルド７に取り付けられている燃料噴射手段であるインジェクタ１４へと導かれる。この時のインジェクタ１４に導かれた燃料の圧力は、サージタンク６内の吸気圧力とインジェクタ１４に加わる燃料圧力との差圧を一定に保つプレッシャーレギュレータ１５によって調整（調圧）されている。そして、吸気圧力に対して一定圧力の燃料が加わっているインジェクタ１４の開弁時間をエンジンコントロールユニット２０で演算制御することによって吸入空気量に対する燃料噴射量を制御する。
【００１３】
また、内燃機関本体１に吸入された混合気は内燃機関本体１内で燃焼し、排出される訳であるが、この排気ガスは排気マニホルド８及び排気ガスを酸化、還元する三元触媒１０を通過し、大気中に放出される。この時、排気マニホルド８に取り付けられている空燃比センサ９によって空燃比情報を得て、この信号をエンジンコントロールユニット２０に入力しフィードバック制御することによって、上記インジェクタ１４からの燃料噴射量を補正し、空燃比を目標空燃比に制御する。
【００１４】
一方、燃料タンク１１上部には、燃料タンク１１内に発生する蒸気燃料を吸気系側へパージするためのパージ通路１６が設けられており、パージ通路１６の途中には蒸気燃料を吸着する活性炭等を内蔵したキャニスタ１７が設けられている。また、このキャニスタ１７には外気を導入するための大気導入口１８が設けられ、パージ通路１６におけるキャニスタ１７とサージタンク６との間にはパージ制御弁１９が設けられている。
このパージ制御弁１９は、エンジンコントロールユニット２０によりデューティ制御しており、パージ通路１６を開閉することによってパージ導入量を制御する。
【００１５】
ここで、パージベーパ濃度を算出して燃料噴射量を第２の噴射量補正係数により補正する方法について簡単に説明する。
吸入空気量をＱ、空燃比フィードバック制御による第１の噴射量補正係数をＣＦＢ、パージベーパ濃度による第２の噴射量補正係数をＣＥＶＬＲＮとすると、インジェクタによる燃料噴射量Ｑｆは数式（１）で表わされる。
また、空燃比（Ａ／Ｆ）は、パージ導入量をＰＲＧＤ、パージ燃料量をＱｆprgとして、数式（２）によって与えられる。
よって数式（１）及び（２）より、パージベーパ濃度ＣＥＶＬＦ（＝（Ｑｆprg／ＰＲＧＤ））が検出できる。
ここで、パージ導入により空燃比（Ａ／Ｆ）変動を抑えるには、ＣＦＢ＝０％となるように第２の噴射量補正係数ＣＥＶＬＲＮを決定して、燃料噴射量Ｑｆをこの第２の噴射量補正係数ＣＥＶＬＲＮにより補正すればよい。
【００１６】
【数１】

【００１７】
実施例１．
図３は実施例１におけるパージベーパ濃度をパージ率の値によって複数個演算する方法のフローチャートを示す。
【００１８】
まず、ステップ４０１において、パージ率が所定値Ｋ４１（例えば５％）未満であるか否かを検査する。パージ率が所定値Ｋ４１未満であった場合、ステップ４０２へと進み、パージ率が所定値（５％）未満であった場合のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬが所定時間内に更新されたか否かを検査する。そして、パージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬが更新されていた場合には、ステップ４０３にてパージ率が所定値未満であった場合の更新後の最新のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬをそのまま優先的に採用する。
【００１９】
ステップ４０２にてパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬが所定時間内に更新されていなかった場合、この値ＣＥＶＬＦＬは実パージベーパ濃度とズレがある可能性がある。そこで、ステップ４０４にて、パージ率が所定値以上であった場合のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨが所定時間内に更新されているか否かを検査する。そして、パージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨが更新されていた場合には、ステップ４０５にてこの更新後の最新のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨを、パージ率が所定値（５％）未満であった場合のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦとして代用する。
【００２０】
一方、ステップ４０１において、パージ率が所定値Ｋ４１（例えば５％）以上であった場合、ステップ４０６へと進み、パージ率が所定値（５％）以上であった場合のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨが所定時間内に更新されたか否かを検査する。そして、パージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨが更新されていた場合には、ステップ４０７にてパージ率が所定値以上であった場合の更新後の最新のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨをそのまま優先的に採用する。
【００２１】
これに対して、ステップ４０６にてパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨが所定時間内に更新されていなかった場合、この値ＣＥＶＬＦＨは実パージベーパ濃度とズレがある可能性がある。そこで、ステップ４０８にて、パージ率が所定値未満であった場合のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬが所定時間内に更新されているか否かを検査する。そして、パージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬが更新されていた場合には、ステップ４０９にてこの更新後の最新のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬを、パージ率が所定値（５％）以上であった場合のパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦとして代用する。
【００２２】
また、ステップ４０４においてパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＨが所定時間内に更新されてなかった場合、及びステップ４０８においてパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦＬが所定時間内に更新されていなかった場合は、パージベーパ濃度演算値［ｉ］として前回値［ｉ−１］を保持する。
【００２３】
そして次に、ステップ４１１において、選択されたパージベーパ濃度演算値ＣＥＶＬＦを用いて第２の噴射補正値ＣＥＶＬＲＮを算出する。
【００２４】
なお、上記実施例１においては、パージベーパ濃度演算値をパージ率が所定値Ｋ４１（例えば５％）未満か否かにより算出する場合を示したが、必要に応じてパージ率の範囲を複数個に分割してパージベーパ濃度演算値を２つ以上算出するようにしても良い。
【００２５】
実施例２．
図５は実施例２における第２の噴射量補正値が所定値よりリーンの値で、かつパージ率が所定値より大きい場合にパージ量を制限する方法のフローチャートを示す。
【００２６】
まず、ステップ５０１において、第２の噴射量補正値ＣＥＶＬＲＮが所定値Ｋ５１よりリーンの値であるか否かを検査する。リーンの値であった場合、ステップ５０２へと進み、パージ率が所定値Ｋ５２より大きいか否かを検査する。
【００２７】
パージ率が所定値Ｋ５２より大きかった場合、第２の噴射量補正値が所定値よりリーンの値でかつパージ率が所定値より大きい場合なので、ステップ５０３によりパージ導入量制限値に制限定数Ｋ５３をセットする。
ステップ５０１で第２の噴射量補正値ＣＥＶＬＲＮが所定値Ｋ５１よりリーンの値で無かった場合、及びリーンの値であったがステップ５０２においてパージ率が所定値Ｋ５２よりも小さかった場合、ステップ５０４へと進み、パージ導入量制限値には制限しないといった意味合いの１．０をセットする。
【００２８】
上記処理の後、ステップ５０５にてパージ導入量演算値に上記ステップで求めたパージ導入量制限値を乗じ、その値を新しいパージ導入量演算値とする。この時、パージ導入量制限値がステップ５０３にてセットされた制限定数Ｋ５３に比例した分だけ制限されることになる。
【００２９】
次に、ステップ５０６に進み、ステップ５０５で求めた新しいパージ導入量演算値を目標パージ導入量とし、ステップ５０７でこの目標パージ流量を基に設定パージ流量を算出する。
【００３０】
そして、ステップ５０８では、ステップ５０７にて求められた設定パージ流量を基にパージ制御弁１９を駆動させる。このため、パージ率が急に低下した場合でもその前後の目標パージ流量の偏差を小さくできるので、実際の空燃比が理論空燃比から大きくずれるという不具合発生を抑えることができ、空燃比を理論空燃比通りに制御することが可能になる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、パージベーパ濃度算出手段は、パージベーパ濃度をパージ率の大きさに応じて複数個算出して所定時間保持する一方、前記第２の噴射量補正手段は、前記パージ率演算手段で算出されるパージ率の大きさに応じて前記所定時間保持していた当該パージベーパ濃度の内の一つを選定することで、算出される第２の噴射量補正係数を変更する。このため、保持されるパージベーパ濃度が算出された時点のパージ率と再びパージを開始した直後に得られるパージ率との間に大きく差があった場合でも、第２の噴射量補正係数の違いを小さくすることができ、パージ再開時に空燃比のズレを補正できなくなるなどの不具合発生を防止でき、空燃比を理論空燃比通りに制御することが可能になる。
【００３２】
請求項２の発明では、パージ導入量制限手段は、第２の噴射量補正手段で算出される第２の噴射量補正値が所定値よりリーン側の値で、かつパージ率演算手段で算出されるパージ率が所定値より大きい場合には、目標パージ流量設定手段で設定された目標パージ流量に所定定数を乗じてパージ流量を制限する。このため、パージ率が急に低下した場合でもその前後の目標パージ流量の偏差を小さくできるので、実際の空燃比が理論空燃比から大きくずれるという不具合発生を抑えることができ、空燃比を理論空燃比通りに制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の内燃機関の燃焼制御装置のシステム構成例を示した概略図である。
【図２】実施例１における内燃機関の燃焼制御装置の機能ブロック図である。
【図３】実施例１において、パージベーパ濃度を複数個演算する制御のフローチャートの一例である。
【図４】実施例２における内燃機関の燃焼制御装置の機能ブロック図である。
【図５】実施例２において、第２の噴射量補正値が所定値よりリーン側の値かつ、パージ率が所定値よりも大きい時にパージ流量を制限するフローチャートの一例である。
【符号の説明】
１内燃機関本体、２エアクリーナ、３吸気温度センサ、
４吸入空気流量計（ＡＦＳ）、５スロットル弁、６サージタンク、
７吸気マニホールド、８排気マニホールド、９空燃比センサ、１０三元触媒、
１１燃料タンク、１２燃料ポンプ、１３燃料フィルタ、１４インジェクタ、
１５プレッシャーレギュレータ、１６パージ通路、１７キャニスタ、
１８キャニスタの大気導入口、１９パージ制御弁、
２０エンジンコントロールユニット。

Claims

蒸発燃料を一時的に蓄えるキャニスタとスロットル弁下流の吸気通路とを連結するパージ通路内に燃料ベーパのパージ量を制御するパージ制御弁を設けた内燃機関において、
内燃機関の運転状態によって決められる目標パージ流量を設定する目標パージ流量設定手段と、目標パージ流量に応じてパージ制御弁の開弁割合を制御するパージ制御弁開度制御手段と、パージ量と吸入空気量の比であるパージ率を算出するパージ率演算手段と、空燃比を検出するために機関排気通路内に配置された空燃比センサの出力信号にもとづいて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を補正する第１の噴射量補正係数を算出する第１の噴射量補正手段と、パージを行った時に生ずる空燃比のズレに基づいてパージベーパ濃度を算出するパージベーパ濃度算出手段と、パージを行った時にパージベーパ濃度により燃料噴射量を増減補正する第２の噴射量補正係数を算出する第２の噴射量補正手段と、前記第１、第２の噴射量補正手段で算出された第１、第２の噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段とを備え、前記パージベーパ濃度算出手段はパージベーパ濃度をパージ率の大きさに応じて複数個算出して所定時間保持する一方、前記第２の噴射量補正手段は、前記パージ率演算手段で算出されるパージ率の大きさに応じて前記所定時間保持していた当該パージベーパ濃度の内の一つを選定することで、算出される第２の噴射量補正係数を変更することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
前記第２の噴射量補正手段で算出される第２の噴射量補正値が所定値よりリーン側の値で、かつ前記パージ率演算手段で算出されるパージ率が所定値より大きい場合には、前記目標パージ流量設定手段で設定された目標パージ流量に所定定数を乗じてパージ流量を制限するパージ導入量制限手段を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料制御装置。