JP3671727B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に空燃比フィードバック係数の学習の機会を増加させることで正確な学習値を得ることを目的とする。
【0002】
【従来の技術】
自動車の燃料タンクから蒸発する燃料は、燃費向上および大気汚染防止のためにいったんキャニスタに吸着され、適当なタイミングで吸気管内にパージされ燃料の一部として使用される。しかしながらパージされる気体は内燃機関の空燃比制御にとっては外乱となるため、空燃比制御への影響を少なくするパージ方法を適用することが必要である。
【0003】
特に内燃機関のエアフローメータあるいは燃料噴射弁の特性の経時的変化を考慮するためにベース空燃比フィードバック係数を学習する機能を備えた空燃比制御にあっては、ベース空燃比フィードバック係数の学習中にパージが行われた場合に、そのパージされた気体に起因して誤学習が行われることを防止することが極めて重要である。
【0004】
このような問題を解決するための一つの手法として、ベース空燃比フィードバック係数は内燃機関の運転領域毎に学習されることが普通であるため、ベース空燃比フィードバック係数の学習が完了していない運転領域にある場合にはパージを中止する空燃比制御装置が提案されている(特開昭62−206262公報)。
【0005】
しかしながら、運転状態に応じて運転領域は頻繁に変動するため、未学習領域が多い場合にはパージのオンオフが頻繁に発生し、可能なかぎり常時パージしたいという要請に反するだけでなく、頻繁なパージのオンオフはベース空燃比フィードバック係数の誤学習の原因となる。さらにキャニスタに多量の蒸発燃料が蓄積されている場合にはパージのオンオフにより空燃比が荒れることを抑制できない。
【0006】
このことを解決するために、特開平7−293362号や特開平6−10736号公報記載の技術では、パージ濃度を学習して、そのパージ学習値が小さい場合は、パージされる燃料蒸気は希薄であるとして、ベース空燃比フィードバック係数の学習を行っていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特開平7−293362号では、一旦、ベース空燃比フィードバック係数の学習を完了してしまうと、学習を禁止してしまうため、何らかの原因で誤学習してしまうと、その学習値を再学習により正常に戻すことができない。更に、このことは、ベース空燃比フィードバック係数の誤学習値を用いてパージの濃度学習が行われてしまうことを示し、パージの濃度学習にも影響してパージ濃度も誤学習をしてしまうことになる。
【0008】
したがって、このように間違ったパージ濃度学習値のままで、未だベース空燃比フィードバック係数の学習値が得られていない運転領域に入った場合には、その領域でのベース空燃比フィードバック係数の学習値にも誤学習をさせるおそれがある。更に、間違ったパージ濃度学習値のままで、正常なベース空燃比フィードバック係数の学習値が得られている運転領域に入った場合にも、パージの学習値が異常であることから、内燃機関の空燃比が正確に制御できず、エミッションやドライバビリティ上の問題を生じるおそれがある。
【0009】
また、前記特開平6−10736号公報はパージされる燃料蒸気は希薄である場合に、繰り返しベース空燃比フィードバック係数の学習を行っているので、誤学習が再学習で正常に戻るように考えられる。しかし、ここでは、パージされる燃料蒸気は希薄であることをパージ濃度学習値が小さいことで判断している。このパージ濃度学習値は、ベース空燃比フィードバック係数と同様に、空燃比フィードバック係数の中心からのずれ量に基づいて求められるものであり、パージ学習値とベース空燃比フィードバック係数とは相補的な関係にあるとともに、空燃比フィードバック係数の挙動から得られる。
【0010】
このため、パージ濃度学習値は、パージされる燃料蒸気の濃度を間接的に示すものでしかなく、実際のパージされる気体中の燃料濃度に対して比較的誤差が大きくなる傾向にある。例えば、内燃機関のある運転領域において、ベース空燃比フィードバック係数の学習値が、パージの燃料蒸気による空燃比フィードバック係数のずれ分を吸収してしまい、パージ濃度学習値がパージ燃料蒸気の希薄な状態を間違って示すおそれがあり、このような不適切なパージ濃度学習値の状態で、他の運転領域に入ってからベース空燃比フィードバック係数を学習して、不適切な学習をしてしまうおそれがある。
【0011】
この他、所定周期でパージを停止して、ベース空燃比フィードバック係数の学習を行わせる技術(特開昭63−129159号公報)も提案されているが、パージの機会を頻繁に奪うので上述した問題の解決にはならない。
【0012】
本発明は、パージされる燃料蒸気の濃度を正確に検出して、この結果を用いてベース空燃比フィードバック係数の適切な再学習を可能とすることを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料を吸気管内にパージするパージ手段と、内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段にて検出される空燃比を目標空燃比に制御するための空燃比フィードバック係数を演算する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいて吸気管内にパージされる蒸発燃料の濃度を学習する濃度学習手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいてベース空燃比フィードバック係数を学習するベース空燃比フィードバック係数学習手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算された空燃比フィードバック係数、前記濃度学習手段によって学習された蒸発燃料の濃度および前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段で学習されたベース空燃比フィードバック係数に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定する燃料蒸気量推定手段と、前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さい場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも大きい場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可する学習制御手段とを備え、前記燃料蒸気量推定手段は、前記燃料蒸気の発生量を、前記燃料タンク内の温度および前記燃料タンクに与えられる速度変化に応じて求めることを特徴とする。
【0014】
燃料蒸気量推定手段が、燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定する。このように、パージされる燃料蒸気の濃度を、空燃比フィードバック係数の学習から得るのではなく、直接的に、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を推定している。そして、この燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が小さいと推定されれば、ほぼ確実に、燃料タンクから流出する燃料蒸気の濃度が薄いと判断できるので、学習制御手段がベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可し、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止している。逆に、燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が大きいと推定されれば、燃料タンクから流出する燃料蒸気の濃度が濃くなる可能性が高いので、学習制御手段がベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止し、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可している。
【0015】
このことにより適切な状態でのベース空燃比フィードバック係数の再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。更に、このことにより、ベース空燃比フィードバック係数の学習値が正確な値に維持できることから、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。
例えば、内燃機関が自動車に搭載されている場合には、その速度変化は燃料タンク内の燃料の液面に振動を与えて、波を生じさせる。このことにより、燃料は蒸気の発生が促進される。したがって、燃料蒸気の発生量を、燃料タンク内の温度および燃料タンクに与えられる速度変化に応じて求めることにより、一層正確に燃料蒸気の発生量を求めることができる。
【0016】
請求項2の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料を吸気管内にパージするパージ手段と、内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段にて検出される空燃比を目標空燃比に制御するための空燃比フィードバック係数を演算する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいて吸気管内にパージされる蒸発燃料の濃度を学習する濃度学習手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいてベース空燃比フィードバック係数を学習するベース空燃比フィードバック係数学習手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算された空燃比フィードバック係数、前記濃度学習手段によって学習された蒸発燃料の濃度および前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段で学習されたベース空燃比フィードバック係数に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記パージ手段に設けられたパージ量を調整するパージ弁と、前記パージ弁を開いた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動と、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動とを検出する空燃比フィードバック係数挙動検出手段と、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段にて得られた2つの挙動に基づき、パージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、パージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可する学習制御手段とを備え、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じることにより前記空燃比フィードバック係数の挙動を検出するに際して、前記パージ弁を徐々に閉じることを特徴とする。
【0017】
空燃比フィードバック係数挙動検出手段が、パージ弁の開状態と閉状態とで、それぞれ空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動を検出している。この2つの状態における挙動は、両者を比較すれば、パージされる燃料蒸気の濃度の程度が判明する。
【0018】
すなわち、具体的な例を示すと、実際にパージされる燃料蒸気の濃度が薄ければ、パージ弁が開状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数のレベルは、パージ弁が閉状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数のレベルに比較して、ほぼ同じかあるいはわずかに高い。逆に、実際にパージされる燃料蒸気の濃度が濃ければ、パージ弁が開状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数のレベルは、パージ弁が閉状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数のレベルに比較して低くなる。
【0019】
したがって、学習制御手段は、パージ弁の開閉状態の各場合の空燃比フィードバック係数の挙動に基づき、パージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに蒸発燃料の濃度の学習を禁止している。また、パージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに蒸発燃料の濃度の学習を許可している。
【0020】
このように、パージ弁を開閉処理することにより、パージがなされている状態とパージを無くした状態とを実現して、パージされる燃料蒸気の濃度の濃い薄いを正確に判断することができ、確実にパージされる燃料蒸気が薄い時あるいはほとんど燃料蒸気が存在しない時に、ベース空燃比フィードバック係数の再学習を行わせることができるようになる。
【0021】
このことにより適切な状態でのベース空燃比フィードバック係数の再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。また、ベース空燃比フィードバック係数の学習値が正確な値に維持できることから、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。
【0022】
なお、パージ弁を閉じる期間が存在するが、従来技術と異なり、単に空燃比フィードバック係数のレベルを検出するのみであり、この間にベース空燃比フィードバック係数の学習そのものを行っているのではないことから、パージ弁の閉状態は短期間でよくなり、パージを制限するほどのことはない。
何らかの原因で、パージ側の学習値に設定されるべき蒸発燃料分が、ベース空燃比フィードバック係数に学習されているような状況が考えられる。このような状況下においては、パージ弁をオフ動作にて瞬時に閉じた場合、ベース空燃比フィードバック係数は誤学習されて低くなっているので、パージ停止による燃料供給量の急激な低減が生じる。このような急激な燃料供給量の低減に対しては、実測された空燃比に基づいて空燃比フィードバック制御手段が行う空燃比フィードバック係数の増加を待たなくてはならない。
したがって、特にパージされる蒸発燃料が濃く多量である状態で上述したごとくの誤学習が存在した場合には、パージ停止の瞬間に空燃比が大きく稀薄側に傾き、内燃機関の回転安定性に問題を生じるおそれがある。
本請求項2では、空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、パージ弁を徐々に閉じることにより空燃比の急激な変化を抑制している。このことにより、上述したごとくの学習値の誤設定が存在したとしても、空燃比フィードバック制御手段が演算する空燃比フィードバック係数の増加により、十分に適切な空燃比を維持できるようにしている。このため、空燃比フィードバック係数の挙動検出時においても、内燃機関の回転安定性を損なうことが防止される。
請求項3記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項2記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じる際に、前記空燃比フィードバック係数が、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値より濃い側へ変化した場合に、前記パージ弁を閉じるのを停止または前記パージ弁を開いて、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止することを特徴とする。
パージ弁を閉じる際に、空燃比フィードバック係数が増加し続けている場合がある。このような場合は、前記請求項2にて述べた学習値の誤設定により、空燃比フィードバック制御手段が演算する空燃比フィードバック係数の増加では空燃比を適切に維持することが困難となっている可能性が高いと見ることができる。
このため、空燃比フィードバック係数に対して、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値を設定し、この濃厚側判定値より濃い側へ空燃比フィードバック係数が変化したか否かを検出している。このような変化があった場合には、パージ弁を閉じるのを停止またはパージ弁を開いて、パージ弁を閉じた状態における空燃比フィードバック係数の挙動検出を中止している。このことにより、請求項2の作用効果と共に、不適切な空燃比が実現されるのを未然に防止でき、内燃機関の回転安定性を維持することができる。
【0023】
請求項4の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料を吸気管内にパージするパージ手段と、内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段にて検出される空燃比を目標空燃比に制御するための空燃比フィードバック係数を演算する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいて吸気管内にパージされる蒸発燃料の濃度を学習する濃度学習手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいてベース空燃比フィードバック係数を学習するベース空燃比フィードバック係数学習手段と、前記空燃比フィードバック制御手段で演算された空燃比フィードバック係数、前記濃度学習手段によって学習された蒸発燃料の濃度および前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段で学習されたベース空燃比フィードバック係数に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定する燃料蒸気量推定手段と、前記パージ手段に設けられたパージ量を調整するパージ弁と、前記パージ弁を開いた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動と、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動とを検出する空燃比フィードバック係数挙動検出手段と、前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さく、かつ前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段にて得られた2つの挙動に基づいてパージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも大きい、あるいはパージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可する学習制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0024】
ここでは、前記請求項1と前記請求項2、3との構成が採用されていることで、学習制御手段は、燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さく、かつ2つの空燃比フィードバック係数の挙動に基づいてパージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも大きい、あるいは2つの空燃比フィードバック係数の挙動に基づいてパージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに蒸発燃料の濃度の学習を許可している。
【0025】
このように、二重のチェックにてベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するようにしているので、確実にパージされる燃料蒸気が薄い時あるいはほとんど燃料蒸気が存在しない時に、ベース空燃比フィードバック係数の再学習を行わせることができるようになる。このことにより適切な状態でのベース空燃比フィードバック係数の再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。また、ベース空燃比フィードバック係数の学習値が正確な値に維持できることから、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。
【0026】
更に、燃料蒸気量推定手段にて推定される燃料蒸気の存在量の判定を先にして、この燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さい場合に、空燃比フィードバック係数挙動検出手段を起動し、得られた2つの挙動の判定を行うようにすれば、パージ弁を閉じる期間が存在しても、実質的にパージの機会を奪うことにはならないので好ましい。
【0027】
請求項5の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項4記載の構成に対して、前記燃料蒸気量推定手段が、前記燃料蒸気の発生量を、前記燃料タンク内の温度に応じて求めることを特徴とする。
【0028】
燃料蒸気圧は温度に比例していることから、燃料蒸気の発生量を求める具体的な例として、燃料タンク内の温度に応じて求める手法を挙げることができる。なお、燃料タンク内の温度は、直接検出してもよいが、例えば、内燃機関への吸入空気の温度は燃料タンク内の燃料温度にほぼ比例しているので、吸入空気の温度を用いてもよい。この場合、内燃機関が吸入空気温度センサを他の制御にて設けていた場合には、付加する設備が少なくなり、製造コストの低減に寄与する。
【0031】
請求項7の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項1、5または6記載の構成に対して、前記燃料蒸気量推定手段が、大気圧の値に応じて前記燃料蒸気の発生量を補正することを特徴とする。
【0032】
大気圧が低い場合は燃料は蒸気の発生が促進される。したがって、燃料蒸気の発生量を、燃料タンク内の温度や速度変化に加えて、大気圧も加味することにより、一層正確に燃料蒸気の発生量を求めることができる。
【0033】
なお、上述した内燃機関の空燃比制御装置において、前記燃料蒸気量推定手段は、例えば、前記燃料蒸気のパージ量を、吸気に対するパージ率と吸気量とに応じて求めることとしてもよい。吸気に対するパージ率および吸気量に基づけば、実際に燃料タンク側からパージされる流量が求められる。このことにより、例えば、通常、燃料タンク内に存在する平均的な燃料蒸気濃度を用いることで燃料蒸気のパージ量が求められる。また、平均的な燃料蒸気濃度の内でも、内燃機関の運転条件により最も低い濃度を用いた場合は、パージされる燃料は最低限のものとして計算することとなるので、燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が少なければ、パージされる燃料蒸気の濃度は確実に薄いものであることが判断できる。
【0041】
請求項10記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項4記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じる際に、前記空燃比フィードバック係数が、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値より濃い側へ変化した場合に、前記パージ弁を閉じるのを停止または前記パージ弁を開いて、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止するとともに、前記燃料蒸気量推定手段にて推定される燃料蒸気の存在量を増加補正することを特徴とする。
【0042】
このようにパージ弁を閉じるのを停止またはパージ弁を開いて、パージ弁を閉じた状態における空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止する処理に加えて、更に燃料蒸気量推定手段にて推定される燃料蒸気の存在量を増加補正している。濃厚側判定値より濃くなるような空燃比フィードバック係数の変化は、燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が、燃料蒸気量推定手段にて推定される量よりも多いことを推定させるものである。このため、燃料蒸気の存在量を増加補正している。このように燃料蒸気の存在量を増加補正すると、請求項4の作用効果に加えて、より適切な値が燃料蒸気の存在量に設定されることになり、学習制御手段における燃料蒸気の存在量に対する判定が一層正確なものとなる。
【0043】
請求項11記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項2〜4、8〜10のいずれか記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、空燃比フィードバック係数の挙動検出中に、内燃機関の負荷の変化が挙動検出中止判定値より大きくなった場合に、空燃比フィードバック係数の挙動検出を中止することを特徴とする。
【0044】
例えば、燃料噴射弁特性やエアフロメータなどの特性のずれ等により、内燃機関負荷状態(例えば、エアコンのオン・オフ)によって空燃比のフィードバック中心が大きく異なる場合がある。したがって、ある程度以上の負荷変動が生じた場合には、空燃比フィードバック係数挙動検出の精度が低下するおそれがある。
このため、内燃機関の負荷の変化が挙動検出中止判定値より大きくなった場合に、空燃比フィードバック係数の挙動検出を中止している。こうして、請求項2〜4、8〜10のいずれかの作用効果と共に、空燃比フィードバック係数挙動検出手段における不正確な検出を防止できるので、学習制御手段での不正確な判定を防止でき、異常な学習値の設定を防止できる。
【0045】
請求項12記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項11記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を開状態から閉状態に移行した場合は、内燃機関の負荷の変化と前記挙動検出中止判定値とを比較するに際しては、前記パージ弁を介して吸気管内に導入されていた気体に対応する内燃機関の負荷変動を相殺した状態で行うことを特徴とする。
【0046】
パージ弁が開状態から閉状態に移行した場合には、内燃機関の回転数を自動的に制御している場合などでは、パージ弁が閉じたことによる吸入空気量の低下分を補償するために吸入空気量を増加させる。このため実質的には吸入空気量は増加していないのに、内燃機関の負荷が増加したと検知される場合がある。このため、本請求項12では、内燃機関の負荷の変化と挙動検出中止判定値とを比較するに際しては、パージ弁を介して吸気管内に導入されていた気体に対応する内燃機関の負荷変動を相殺した状態で行っている。こうして、請求項11の作用効果と共に、空燃比フィードバック係数挙動検出手段において正確な検出ができる状況をより確実に判定でき、空燃比フィードバック係数の挙動検出の機会を増加させることができる。
【0047】
請求項13記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項1〜12記載の内燃機関の空燃比制御装置の構成に加えて、前記学習制御手段により前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習が許可されている状態にて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出するパージ増加検出手段と、前記パージ増加検出手段にて検出された前記パージ蒸発燃料の増加が、許可取り消し判定値より大きい場合は、前記学習制御手段により許可された前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習許可を取り消す学習許可取消手段とを備えたことを特徴とする。
【0048】
パージされる燃料蒸発量が稀薄であれば、学習制御手段は、ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可している。しかし、その後、燃料タンクに対して大きな加速度が加わったりして、急にパージされる燃料蒸発量が濃厚となる場合も考えられる。
【0049】
このような場合は、ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を継続すると正確な学習値が得られなくなるおそれがある。このため、本請求項13では、パージ増加検出手段にて検出されたパージ蒸発燃料の増加が、許可取り消し判定値より大きい場合は、学習許可取消手段は、学習制御手段により許可されたベース空燃比フィードバック係数の学習許可を取り消すこととしている。
【0050】
このことにより、請求項1〜12の作用効果に加えて、ベース空燃比フィードバック係数の一層正確な学習値を維持できるようになる。
請求項14記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項13記載の構成に対して、前記パージ増加検出手段は、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段により学習されるベース空燃比フィードバック係数の変化に基づいて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出することを特徴とする。
【0051】
ベース空燃比フィードバック係数の学習中におけるパージ蒸発燃料の増加は、ベース空燃比フィードバック係数の変化に基づいて検出することができる。このことにより、請求項13の作用効果に加えて、容易に吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出することができ、ベース空燃比フィードバック係数自身の一層正確な学習が可能となる。
【0052】
請求項15記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項13記載の構成に対して、前記パージ増加検出手段は、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数の変化に基づいて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出することを特徴とする。
【0053】
ベース空燃比フィードバック係数の学習中におけるパージ蒸発燃料の増加は、空燃比フィードバック係数の変化に基づいて検出することができる。このことにより、請求項13の作用効果に加えて、容易に吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加、特に急激な増加を検出することができ、ベース空燃比フィードバック係数の一層正確な学習が可能となる。
【0054】
なお、上述したような内燃機関の空燃比制御装置の各手段をコンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、ROMやバックアップRAMをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、このROMあるいはバックアップRAMをコンピュータシステムに組み込んで用いることができる。この他、フロッピーディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いてもよい。
【0055】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、上述した発明が適用された内燃機関の空燃比制御装置の概略構成を表すブロック図である。ここでは内燃機関としてガソリンエンジンが用いられ、自動車に搭載されて、自動車を走行駆動するものを例示している。
【0056】
本ガソリンエンジン2の気筒4には、吸気弁6を介して吸気流路8、および排気弁10を介して排気流路12が接続されている。吸気流路8の吸気弁6近傍には燃料噴射弁14が配置されている。
【0057】
吸気流路8の上流には吸気量を検出するためのエアフローメータ16が設置されて、その下流にはスロットルバルブ8aが設けられている。このスロットルバルブ8aは図示していないアクセルペダルにより直接、あるいは電子スロットルとして間接に開度が調整される。
【0058】
燃料噴射弁14には燃料タンク18に貯蔵され、燃料ポンプ20で加圧された燃料が燃料配管22を介して供給される。燃料タンク18内で発生する蒸発燃料は、ベーパ配管24を介してキャニスタ26に導かれる。
【0059】
キャニスタ26と吸気流路8とはパージ配管28によって接続され、パージ配管28にはパージ弁30が設置される。また排気流路12には排気の空燃比を検出する空燃比センサ32が設置される。本空燃比制御装置は電子制御ユニット(ECU)34によって制御されるが、ECU34はここではマイクロコンピュータシステムとして構成される。
【0060】
すなわち、ECU34はバス36を中心として、CPU38、メモリ40、入力インターフェイス42および出力インターフェイス44から構成される。空燃比センサ32およびエアフローメータ16等の各種センサは入力インターフェイス42に接続され、排気の空燃比および吸気量のデータ等をECU34に取り込む。なお、入力インターフェイス42には、これ以外に、図示していないが、吸気流路8に設けられた吸気温センサから吸気温(吸入空気の温度)信号を、スロットルバルブ8aに設けられたスロットル開度センサからスロットル開度信号とアイドル信号とを、クランク軸に設けられた回転数センサからエンジン回転数信号を、シリンダブロックに設けられた水温センサから冷却水温信号を、車両の速度メータから車速信号をそれぞれ取り込んでいる。
【0061】
更に、ECU34は出力インターフェイス44を介して燃料噴射弁14およびパージ弁30等と接続される。
上記構成による空燃比制御装置によれば、燃料タンク18内で発生する蒸発燃料はいったんキャニスタ26に吸着される。パージ弁30が開弁すると吸気管内圧力は負圧であるため、キャニスタ26に吸着された蒸発燃料はパージ配管28とパージ弁30とを介して吸気流路8に導かれ、燃料噴射弁14から噴射された燃料とともに気筒4内で燃料として使用される。
【0062】
一方、燃焼後の排気の清浄度を維持するために排気の空燃比は空燃比センサ32によって検出され、ECU34において燃料噴射弁14の開弁時間を決定するために使用される。
【0063】
次に、本実施の形態1において、ECU34により実行される制御について、図2以下の図面に基づいて説明する。なお各処理に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。
【0064】
図2は、ECUにより実行される空燃比制御処理を示すフローチャートである。この処理は、一定クランク角毎の割り込みで実行される。
本処理が開始されると、まず、空燃比フィードバック制御を行う条件が成立しているか否かを判定する(S100)。この条件とは次のごとくである。
【0065】
(1)始動時でない。
(2)燃料カット中でない。
(3)暖機完了している。(例えば冷却水温度THW≧40°)
(4)空燃比センサ32は活性が完了している。
【0066】
以上の(1)〜(4)のすべての条件が満足されたときに空燃比フィードバック制御が許容され、いずれか1つでも条件が満足されないときは空燃比フィードバック制御は許容されない。
【0067】
全ての条件が成立している場合(S100にて「YES」)は、空燃比センサ32の出力電圧Voxを読み込み(S102)、所定の基準電圧Vr(例えば0.45V)より小さいか否かを判定する(S104)。Vox<Vrであれば(S104にて「YES」)、排気の空燃比はリーンであるとして、空燃比フラグXOXをリセット(XOX←0)する(S106)。
【0068】
次に、空燃比フラグXOXと状態維持フラグXOXOとが一致しているか否かを判断する(S108)。XOX=XOXOであれば(S108で「YES」)、リーン状態が継続しているものとして、空燃比フィードバック係数FAFをリーン積分量a(a>0)増加して(S110)、このルーチンを一旦終了する。
【0069】
一方、XOX≠XOXOであれば(S108で「NO」)、リッチ状態からリーン状態に反転したものとして、空燃比フィードバック係数FAFをリーンスキップ量A(A>0)増加する(S112)。なおリーンスキップ量Aはリーン積分量aに比較して十分に大きな値に設定されている。そして、次に状態維持フラグXOXOをリセット(XOXO←0)して(S114)、この処理を一旦、終了する。
【0070】
ステップ104で、Vox≧Vrと判定された場合は(S104で「NO」)、排気の空燃比はリッチであるとして、空燃比フラグXOXをセット(XOX←1)する(S116)。次に空燃比フラグXOXと状態維持フラグXOXOとが一致しているか否かを判断する(S118)。
【0071】
XOX=XOXOであれば(S118で「YES」)、リッチ状態が継続しているものとして、空燃比フィードバック係数FAFをリッチ積分量b(b>0)減少して(S120)、この処理を一旦終了する。
【0072】
XOX≠XOXOであれば(S118で「NO」)、リーン状態からリッチ状態に反転したものとして空燃比フィードバック係数FAFをリッチスキップ量B(B>0)減少する(S122)。なおリッチスキップ量Bはリッチ積分量bに比較して十分に大きな値に設定されている。
【0073】
次に状態維持フラグXOXOをセット(XOXO←1)して(S124)この処理を一旦終了する。なおステップ100で条件が1つでも満足されていない場合(S100で「NO」)には、空燃比フィードバック係数FAFを「1.0」に設定して(S126)、本処理を一旦終了する。
【0074】
空燃比制御処理は、上述したごとく実行されて、実空燃比を目標空燃比に調整するための空燃比フィードバック係数FAFを繰り返し求めている。
図3は、空燃比フィードバック係数FAFのなまし値FAFSMおよび空燃比フィードバック係数FAFの平均値FAFAVの演算処理のフローチャートであって、図2の空燃比制御処理に続いて実行される。
【0075】
この処理では、まず、次式1により空燃比フィードバック係数FAFのなまし値FAFSMを演算する(S200)。
【0076】
【数1】
FAFSM ← {(N−1)・FAFSM+FAF}/N … [式1]
すなわち前回までのなまし値FAFSMに「N−1」の重みを付け、今回演算された空燃比フィードバック係数FAFに「1」の重みを付けた加重平均値を今回のなまし値FAFSMとする。ここでNは、例えば「100」のような比較的大きな整数に設定し、大きななまし度合いとする。
【0077】
次に、次式2により空燃比フィードバック係数FAFの直前の値FAFBとの平均値FAFAVを演算する(S202)。
【0078】
【数2】
FAFAV←(FAFB + FAF)/2 … [式2]
そして、次回の演算に備えてFAFBの値を、今回の空燃比フィードバック係数FAFの値で置き換える(S204)。こうして、本処理を一旦終了する。
【0079】
図4は学習制御ルーチンのフローチャートであって、パージ濃度学習とベース空燃比フィードバック係数学習との実行切替を制御するものである。本処理も一定のクランク角毎に割り込み実行される。
【0080】
本処理が開始されると、まず、エアフローメータ16で検出される吸入空気流量GA(g/sec)を読み込み(S300)、この吸入空気流量GAの値に基づいて、エンジン2の運転領域を示すインデックスmを決定する。すなわち、最大吸入空気流量の0%から100%までをM分割してエンジン2の運転領域を定め、現在の吸入空気流量GAが、どの領域にあるかを判断してインデックスmを決定する(S310)。ベース空燃比フィードバック係数KGは、エンジン2の運転領域毎に学習して求められるものであり、インデックスmは、ベース空燃比フィードバック係数KGが、いずれの領域に属しているか否かを決定するものである。
【0081】
次に、後述するベース空燃比フィードバック係数学習の許可フラグXPGRがセット(XPGR=1)されているか否かが判定される(S320)。セットされていれば(S320で「YES」)、次にベース空燃比フィードバック係数学習条件が成立しているか否かが判定される(S330)。ベース空燃比フィードバック係数学習条件としては、たとえば、ステップS100にて述べた条件も含めてもよいが、これ以外に、エンジン2の運転領域が変化してから十分な時間が経過したかなどにより、安定した空燃比フィードバック制御状態となっている条件が挙げられる。
【0082】
ベース空燃比フィードバック係数学習条件が成立していれば(S330で「YES」)、現在のエンジン2の運転領域mについて、後述するベース空燃比フィードバック係数の学習が行われる(S340)。
【0083】
一方、許可フラグXPGRがリセット状態(XPGR=0)の場合(S320で「NO」)、あるいはベース空燃比フィードバック係数学習条件が不成立の場合(S330で「NO」)には、後述するパージ濃度の学習が行われる(S350)。
【0084】
ここで、ベース空燃比フィードバック係数学習の許可フラグXPGRの決定を行うベース空燃比学習実行許諾判定処理を図5,6のフローチャートに基づいて説明する。本処理は、一定クランク角毎に割り込み実行される処理である。
【0085】
本処理が開始されると、まず、燃料タンク18内の燃料蒸気存在量推定値PGRtnkが希薄判定基準値M0(ただしM0>0)以下か否かが判定される(S1010)。すなわち、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkが十分に小さい値を示しているか否かを判定する。この判定は、パージ弁30を完全に閉じなくても、ベース空燃比フィードバック係数学習が十分に正確に行うことができる程度に、吸気流路8内にパージされる燃料蒸気の濃度が薄いか否かを判断するためである。この燃料蒸気存在量推定値PGRtnkは、後述するベーパ存在量推定処理にて求められる値である。
【0086】
PGRtnk≦M0であれば(S1010で「YES」)、大気圧Kpaが必要大気圧基準値P0以上か否か、かつ吸入空気温度THAが高温判定基準値T0より小さいか否かを判定する(S1020)。この判定は、大気圧Kpaが1気圧よりも或程度低くて燃料蒸気が発生しやすい状況、および吸入空気温度THAによって推定される燃料タンク18の温度が通常の運転時よりも或程度高くて蒸気が発生しやすい状況を共に避けるためである。なお、大気圧Kpaは、大気圧センサを設けて検出してもよいが、ここでは、スロットルバルブ8aの開度とエアフローメータ16にて検出される吸入空気流量GAとの関係から概算される。すなわち、大気圧が低い場合にはスロットルバルブ8aの開度に比較して吸入空気流量GAが小さくなるため、この関係から大気圧を推定することができるからである。
【0087】
Kpa≧P0で、かつTHA<T0であれば(S1020で「YES」)、次に、現在の許可フラグXPGRがリセット状態(XPGR=0)にあるか否かを判定する(S1030)。これは許可フラグXPGRが既にセット状態(XPGR=1)にあれば、許可フラグXPGRをセットするための処理は不要となるからである。
【0088】
XPGR=0であれば(S1030で「YES」)、次に、エンジン2が安定した運転を行っているか否かを判定する(S1040)。例えば、アイドル信号がオンを示している状態(XIDL=ON)、かつエンジン回転数NEと吸入空気流量GAとが運転の安定を示す範囲であるか否かを判定する。これは、エンジン2が安定した走行を行っていないと、後述する一連の処理中にステップS1010〜S1030,S1044等の条件が変化して、求められる結果が不適切なものとなる可能性があるためである。
【0089】
XIDL=ONで、かつエンジン回転数NEと吸入空気流量GAとが運転の安定を示す範囲である場合(S1040で「YES」)、後述する処理で求められるパージ率PGR(吸気弁6から気筒4に吸い込まれる吸入空気の内で、パージ弁30から供給された気体の割合)が十分に高いことを示すパージ率基準値F0以上か否かを判定する(S1044)。これは、パージ中の燃料蒸気の濃度が十分に小さいことを判定するためには、パージ自体は十分になされている必要があり、パージ率が小さいと、次のステップS1050の処理にてパージ中の燃料蒸気の濃度を正確に把握できないおそれがあるためである。
【0090】
次に、パージ弁開閉時空燃比フィードバック係数FAF挙動検出処理がおこなわれる(S1050)。この処理の詳細を図7のフローチャートに示す。
まず、パージ弁30の現在開度を記憶する(S1100)。例えば、後述するパージ弁駆動処理で用いられるデューティDutyを記憶する。
【0091】
次にパージ弁30を、エンジンの種類に応じて決定されているパージ率の上限開度まで開いて固定する(S1110)。この状態で、空燃比フィードバック係数FAFの挙動を調べる(S1120)。具体的には、後述する図13に示す学習処理と同じ処理を行って、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)を求めるのと同様にしてパージ時挙動検出値KGOを求める。このことで、空燃比フィードバック係数FAFの挙動を調べる。
【0092】
そして、例えば、空燃比フィードバック係数FAFの積分回数やスキップ回数などが満たされたこと等により検出処理が完了したか否かを判定する(S1130)。パージ時挙動検出値KGO検出処理完了条件が満足されていなければ(S1130で「NO」)、ステップS1120の処理を繰り返す。
【0093】
パージ時挙動検出値KGOの検出処理完了条件が満足されれば(S1130で「YES」)、このようにして求められたパージ時挙動検出値KGOをパージ補正係数FPG分増加させる(S1132)。
【0094】
次にパージ弁30を全閉(Duty=0%)に調整して固定する(S1140)。この状態で、再度、空燃比フィードバック係数FAFの挙動を調べる(S1150)。この場合も、具体的には、後述する図13と同じ処理を行って、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)を求めるのと同様にして非パージ時挙動検出値KGCを求めることで、空燃比フィードバック係数FAFの挙動を調べる。
【0095】
そして、例えば、空燃比フィードバック係数FAFの積分回数やスキップ回数などが満たされたこと等により、非パージ時挙動検出値KGCの検出処理が完了したか否かを判定する(S1160)。非パージ時挙動検出値KGCの検出処理が完了していなければ(S1160で「NO」)、ステップS1150の処理を繰り返す。
【0096】
非パージ時挙動検出値KGCの検出処理が完了すれば(S1160で「YES」)、ステップS1100で記憶した元の開度に、パージ弁30の開度を戻しパージ弁30の開度調整を可能とする(S1170)。こうして、ステップS1050のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数FAF挙動検出処理を終了する。
【0097】
次に、ステップS1050にて求めたパージ時挙動検出値KGOと非パージ時挙動検出値KGCとの差(KGO−KGC)が、挙動差基準値H0以上か否かが判定される(S1060)。この挙動差基準値H0は、パージ中の燃料蒸気の濃度が、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習に影響しない程度に薄いことを判断するための値であり、前述したエンジンの種類に応じて決定されているパージ率の上限開度に応じて変動する値である。
【0098】
例えば、パージされる気体中の燃料蒸気の濃度が、0〜ストイキ(理論空燃比)程度であれば、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習に問題となるような悪影響を及ぼさないことから、パージされる気体中の燃料蒸気の濃度が0〜ストイキである場合に得られるパージ時挙動検出値KGOと非パージ時挙動検出値KGCとの差と同じ値に、挙動差基準値H0は設定されている。
【0099】
すなわち、パージされる気体中の燃料蒸気の濃度がストイキであれば、KGO=KGCであり、挙動差基準値H0=0となる。またパージされる気体中の燃料蒸気の濃度が「0」であれば、KGO>KGCであり、挙動差基準値H0>0となる。したがって、挙動差基準値H0=0とすればよいが、パージされる気体中の燃料蒸気の濃度がストイキよりもわずかに濃い領域でもベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習は可能であることから、挙動差基準値H0はもう少し小さくして、例えば、H0=−0.1に設定してもよい。もちろん、このH0=−0.1の値も、前述したごとく、パージ率の上限開度によって変動し、異なる値が適切な場合もある。
【0100】
ここで、KGO−KGC≧H0であって、パージ中の燃料蒸気の濃度が、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習に影響しない程度に薄いと判定されると(S1060で「YES」)、ベース空燃比フィードバック係数学習の許可フラグXPGRをセットする(S1070)。
【0101】
一方、KGO−KGC<H0の場合には、ステップS1010にて燃料蒸気存在量推定値PGRtnkが十分に小さい値であると判定されたにも関わらず、実際にパージされる気体中の燃料蒸気濃度は濃いものであったので、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkに誤差分Lが加算される(S1080)。この誤差分Lは、例えば、KGC−KGOの値が用いられる。
【0102】
前述したステップS1010〜1044のいずれかにて「NO」と判定された場合、あるいはステップS1070,S1080が終了した場合に、次に、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkが濃厚判定基準値Q0より大きいか否かが判定される(S1090)。この判定は、パージ中の燃料蒸気の濃度が、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習に影響するほどに濃いと推定されているか否かを判定するものである。
【0103】
PGRtnk≧Q0(ただし、Q0>M0)であれば(S1090で「YES」)、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習をすべきでないので、ベース空燃比フィードバック係数学習の許可フラグXPGRをリセットする(S1094)。そして、一旦、本処理を終了する。
【0104】
PGRtnk<Q0であれば(S1090で「NO」)、このまま本処理を一旦終了する。
次に、前述した燃料蒸気存在量推定値PGRtnkを決定するためのベーパ存在量推定処理を、図8のフローチャートに示す。本処理は、一定時間の制御周期で割り込み実行される。
【0105】
本処理が開始されると、まず、ベース空燃比フィードバック係数学習の許可フラグXPGRが、セット状態(XPGR=1)からリセット状態(XPGR=0)に反転したタイミングか否かが判定される(S1200)。
【0106】
許可フラグXPGRがセット状態からリセット状態へ反転したタイミングであることは、1制御周期の間に、図5に示したベース空燃比学習実行許諾判定処理のステップS1090にて「YES」と判定されたことを示している。なお、エンジン2の始動直後において最初に本ベーパ存在量推定処理が実行される場合も、ステップS1200は「YES」と判定される。
【0107】
もし、許可フラグXPGRがセット状態からリセット状態へ切り替わったタイミングあるいは始動直後のタイミングであれば(S1200で「YES」)、始動直後初期値格納処理がなされる(S1210)。ここでは、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkに初期値t_PGRstを設定する。
【0108】
この初期値t_PGRstは、燃料タンク18内に発生する可能性がある燃料蒸気量としてほぼ最高の発生量の値が設定される。したがって、この初期値t_PGRstは一定値でもよいが、エンジン2の運転条件で最高発生量も変化することから、例えば、図9に示すテーブルにより、始動時の冷却水温THWに応じて設定してもよい。なお、図9のテーブルには、初期値t_PGRstが大きくなりすぎないように上限値が設定してある。
【0109】
次に、ステップS1210の後、あるいは、許可フラグXPGRがセット状態からリセット状態へ切り替わったタイミングあるいは始動直後のタイミングでなければ(S1200で「NO」)、次に、推定ベーパ発生量t_PGRbを次式3に示すごとく算出する(S1220)。
【0110】
【数3】
t_PGRb ← t_PGRa + t_PGRs … [式3]
ここで、第1発生量t_PGRaは、燃料温度を反映した発生量である。なお、本実施の形態1では、燃料タンク18内の燃料温度と吸気流路8に流れる吸入空気の温度とが類似の変動傾向を示すことから、第1発生量t_PGRaは、図10に示す吸入空気温度THAをパラメータとするテーブルから、吸入空気温度THAに基づいて求められる。
【0111】
また、第2発生量t_PGRsは、燃料タンク18内の燃料の液面に発生する波の程度を反映した発生量である。燃料タンク18内の燃料の液面に発生する波の程度が大きければ、燃料の蒸発量が大きくなるからである。本実施の形態1では、エンジン2が自動車に搭載されていることから、車速SPDの変化が前記波の程度に関係するとして、第2発生量t_PGRsは、図11に示すマップから、車速の変化量の絶対値|△SPD|に基づいて設定される。
【0112】
次に、推定パージ量t_PGRoを求める(S1230)。例えば、図12に示すテーブルから、パージ流量PGRfrに基づいて求める。このパージ流量PGRfrは、パージ配管28から吸気流路8内に放出された気体量を示し、後述するごとく求められるパージ率PGRと吸入空気流量GA(g/sec)とから次式4に示すごとく算出されたものである。
【0113】
【数4】
PGRfr ← PGR × GA … [式4]
なお、図12のテーブルは、パージ流量PGRfr内に存在する燃料蒸気としては通常よりも低めの燃料蒸気圧にあるとして設定されている。
【0114】
次に燃料蒸気存在量推定値PGRtnkが次式5のごとく更新される(S1240)。
【0115】
【数5】
PGRtnk ← PGRtnk + t_PGRb/Kpa−t_PGRo… [式5]
すなわち、燃料タンク18内の燃料蒸気存在量推定値PGRtnkを、燃料タンク18内での推定ベーパ発生量t_PGRbと燃料蒸気の推定パージ量t_PGRoとの収支から推定している。ここで、大気圧Kpaは図5のステップS1020にて述べたごとく求められている。大気圧Kpaが低ければ燃料蒸気の発生が促進されるので、大気圧Kpaが小さくなれば燃料蒸気存在量推定値PGRtnkは大きくなるように設定されている。
【0116】
次に、こうして求められた燃料蒸気存在量推定値PGRtnkの下限ガードがかけられる。すなわち、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkがマイナスであるか否かを判定し(S1250)、PGRtnk<0であれば(S1250で「YES」)、PGRtnkに「0」を設定して(S1260)、一旦処理を終了する。また、PGRtnk≧0であれば(S1250で「NO」)、このまま処理を一旦終了する。
【0117】
このようにして、図8のベーパ存在量推定処理にては、ステップS1220〜S1240の処理を繰り返すことにより、燃料タンク18内の燃料蒸気の存在量が燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定される。また、ベース空燃比フィードバック係数学習の許可フラグXPGRがリセットされる毎に(S1200で「YES」)、ステップS1210の初期設定値の設定により最初から推定し直される。
【0118】
前述した学習制御処理にて行われるベース空燃比フィードバック係数学習処理(S340)を図13のフローチャートに示す。
本処理では、まず、前述した空燃比フィードバック係数FAFの平均値FAFAVが「0.98」より小さいか否かを判定する(S410)。FAFAV<0.98であれば(S410で「YES」)、運転領域mのベース空燃比フィードバック係数KG(m)を変動量βだけ減少させ(S420)、本処理を一旦終了する。
【0119】
FAFAV≧0.98であれば(S410で「NO」)、平均値FAFAVが「1.02」より大きいか否かを判定する(S430)。FAFAV>1.02であれば(S430で「YES」)、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)を変動量βだけ増加させ(S440)、本処理を一旦終了する。
【0120】
0.98≦FAFAV≦1.02の場合(S410で「NO」、S430で「NO」)は、運転領域mのベース空燃比フィードバック係数KG(m)はその値が維持されたまま、本処理を一旦終了する。
【0121】
なお、ECU34の電源オン時において初期設定されるベース空燃比フィードバック係数KG(m)の初期値としては「0.00」が設定されている。
次に、パージ濃度学習処理(S350)を図14のフローチャートに示す。
【0122】
ここで、前述した空燃比フィードバック係数FAFのなまし値FAFSM、すなわち空燃比フィードバック係数の長時間平均値が「0.98」より小さいか否かを判定する(S510)。FAFSM<0.98であれば(S510で「YES」)、すなわち空燃比フィードバック係数FAFのなまし値FAFSMがリーンであれば、現在のパージ濃度学習値FGPGが大きすぎる(パージ気体中の燃料蒸気量を過大に学習している)ものと判断してパージ濃度学習値FGPGを変動量αだけ減少し(S520)、本処理を一旦終了する。
【0123】
FAFSM≧0.98であれば(S510で「NO」)、なまし値FAFSMが「1.02」より大きいか否かを判定する(S530)。FAFSMが>1.02であれば(S530で「YES」)、すなわち空燃比フィードバック係数FAFのなまし値FAFSMがリッチであれば、現在のパージ濃度学習値FGPGが小さすぎる(パージ気体中の燃料蒸気量を過小に学習している)ものと判断して、現在のパージ濃度学習値FGPGを変動量αだけ増加して、本処理を一旦終了する。
【0124】
なお、0.98≦FAFSM≦1.02の場合(S510で「NO」、S530で「NO」)は、パージ濃度学習値FGPGはその値が維持されたまま、本ルーチンを一旦終了する。
【0125】
また、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)と異なり、パージ濃度学習値FGPGはエンジン2の運転領域毎に求められるのではなく、エンジン2の全運転領域で共通である。
【0126】
次に、パージ率制御処理のフローチャートを図15に示す。本処理も一定のクランク角毎に割り込み実行される。
本処理が開始されると、まず、空燃比フィードバック制御中であるか否かを判定する(S610)。空燃比フィードバック制御中であれば(S610で「YES」)、冷却水温度THWが50℃以上であるか否かを判定する(S620)。THW≧50℃であれば(S620で「YES」)、後述するパージ率PGRの演算が行われ(S630)、パージ実行フラグXPGONをセット(XPGON←1)して(S640)、本処理を一旦終了する。
【0127】
一方、空燃比フィードバック中でない場合(S610で「NO」)、あるいはTHW<50℃の場合(S620で「NO」)は、パージ率PGRを「0」とし(S650)、パージ実行フラグXPGONをリセット(XPGON←0)して(S660)、本処理を一旦終了する。
【0128】
パージ率PGR演算処理(S630)の内容を図16のフローチャートに示す。
ここではまず、空燃比フィードバック係数FAFがどの領域にあるかを判定する(S710)。この空燃比フィードバック係数FAFの領域の例を、図17に示す。空燃比フィードバック係数FAFが1.0±F内にあるときは領域1に、1.0±Fと1.0±Gとの間にあるときは領域2に、1.0±Gの外側にあるときは領域3に属すると判定する。なお、0<F<Gとする。
【0129】
ステップ710で領域1に属すると判定されたときは、パージ率PGRをパージ率アップ量Dだけ増加する(S720)。ステップ710で領域2に属すると判定されたときは、パージ率PGRは変更せず維持する。ステップ710で領域3に属すると判定されたときは、パージ率PGRをパージ率ダウン量Eだけ減少する(S730)。
【0130】
ステップS720,S730の後、あるいはステップS710にて領域2であると判定された場合には、パージ率PGRに対して上下限のガード処理を行い(S740)、パージ率PGRを上限値以下および下限値以上の値とする。こうして、本処理を一旦終了する。
【0131】
前述した図15のパージ率制御処理にて求められたパージ率PGRおよびパージ実行フラグXPGONに基づいて、図18のフローチャートに示すパージ弁駆動処理がなされる。本処理は、一定のクランク角毎に割り込み実行される。
【0132】
本処理が開始されると、まず、パージ実行フラグXPGONがセットされているか否かを判定する(S810)。リセット状態(XPGON=0)であれば(S810で「NO」)、デューティDutyを「0」に設定して(S820)、本処理を一旦終了する。
【0133】
セット(XPGON=1)されていれば(S810で「YES」)、次式6に基づきデューティDutyを演算する。
【0134】
【数6】
Duty ← k1・PGR/PGR100 + k2 … [式6]
ここでPGR100はパージ弁30の全開時のパージ率であり、エンジン2の回転数NEとエンジン2の負荷(ここでは吸入空気流量GA)とのマップとして、図19に示すごとくに、予め実測により設定されている。
【0135】
図19では、全開時パージ率PGR100は数値の傾向を等高線で示してある。図から判るように、吸入空気流量GAが小さいほど全開時パージ率PGR100は大きく、吸入空気流量GAが小さいほど全開時パージ率PGR100は大きくなる傾向にある。また回転数NEが低いほど全開時パージ率PGR100は大きくなる傾向にある。ただし、吸入空気流量GAが極めて大きい部分では、回転数NEが低いほど全開時パージ率PGR100は小さくなる傾向にある。
【0136】
またk1,k2はバッテリ電圧あるいは大気圧に応じて定まる補正係数である。
次に、前述したごとくにして求めたベース空燃比フィードバック係数KG(m)、パージ濃度学習値FGPG、パージ率PGR等に基づいて、図20のフローチャートに示す燃料噴射処理を実行する。この処理は一定クランク角毎に割り込み実行される。
【0137】
本処理が開始されると、まず、エンジン2の回転数NEおよび吸入空気流量GAに基づいて、マップMTP(図示していない)から基本燃料噴射弁開弁時間TPを求める(S910)。
【0138】
次に、図14に示したパージ濃度学習処理において学習されたパージ濃度学習値FGPGおよび図16に示したパージ率演算処理で決定されたパージ率PGRに基づいて、次式7に示すごとくパージ補正係数FPGを演算する(S920)。
【0139】
【数7】
FPG ← FGPG・PGR … [式7]
次に、図2に示した空燃比制御処理で演算された空燃比フィードバック係数FAF、図13に示すベース空燃比フィードバック係数学習処理で演算されたベース空燃比フィードバック係数KG(m)およびステップS920で求めたパージ補正係数FPGに基づいて燃料噴射弁開弁時間TAUを次式8により演算する(S930)。
【0140】
【数8】
TAU ← k3・TP・{FAF+KG(m)+FPG}+k4… [式8]
ここでk3およびk4は暖機増量、始動増量等を含む補正係数である。次に、燃料噴射弁開弁時間TAUを出力して(S940)本処理を一旦終了する。
【0141】
上述した実施の形態1において、ベーパ配管24、キャニスタ26、パージ配管28およびパージ弁30がパージ手段に相当し、空燃比センサ32が空燃比検出手段に相当し、図2の空燃比制御処理が空燃比フィードバック制御手段としての処理に相当し、図14のパージ濃度学習処理が濃度学習手段としての処理に相当し、図13のベース空燃比フィードバック係数学習処理がベース空燃比フィードバック係数学習手段としての処理に相当し、図20の燃料噴射処理が燃料噴射量制御手段としての処理に相当し、図8のベーパ存在量推定処理が燃料蒸気量推定手段としての処理に相当し、図7のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理が空燃比フィードバック係数挙動検出手段としての処理に相当し、ステップS1010、S1060が学習制御手段としての処理に相当する。
【0142】
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).図8のベーパ存在量推定処理にて、燃料タンク18内の燃料蒸気の存在量を、燃料タンク18内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定している。このように、パージされる燃料蒸気の濃度を、空燃比フィードバック係数FAFの学習から得るのではなく、直接的に、燃料タンク18内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から燃料タンク18内の燃料蒸気の存在量を推定している。そして、ベース空燃比学習実行許諾判定処理のステップS1010にて、この燃料タンク18内の燃料蒸気の存在量が小さいと推定されれば、確実に燃料タンク18から流出する燃料蒸気の濃度が薄いと判断できるので、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習を許可し、かつパージ濃度学習処理を禁止するための条件の1つに加えている。
【0143】
逆に、燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が大きいと推定されれば、燃料タンクから流出する燃料蒸気の濃度が濃い可能性が高いので、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習を禁止し、パージ濃度学習処理を許可することができる。
【0144】
このことにより適切な状態でベース空燃比フィードバック係数FAFの再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。また、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)が正確な値に維持できることから、パージ濃度学習処理による蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。
【0145】
(ロ).図7のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理にて、パージ弁30の開状態と閉状態とで、それぞれ空燃比フィードバック係数FAFの挙動を検出している。この2つの状態における挙動を比較すれば、パージされる燃料蒸気の濃度の程度が判明する。すなわち、パージされる燃料蒸気の濃度が薄ければ、パージ弁30が開状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数FAFのレベルは、パージ弁30が閉状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数FAFのレベルに比較して、ほぼ同じかあるいはわずかに高い。逆に、パージされる燃料蒸気の濃度が濃ければ、パージ弁30が開状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数FAFのレベルは、パージ弁30が閉状態である場合に得られている空燃比フィードバック係数FAFのレベルに比較して低くなる。
【0146】
したがって、パージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理では、パージ弁30開閉の各場合の空燃比フィードバック係数FAFの挙動に基づき、パージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習を許可し、パージ濃度学習処理の実行を禁止する条件の一つとしている。また、パージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習を禁止するとともにパージ濃度学習処理の実行を許可している。
【0147】
このように、パージ弁30を開閉処理することにより、パージがなされている状態とパージを無くした状態とを実現して、パージされる燃料蒸気の濃度の濃い薄いを正確に判断することができ、パージされる燃料蒸気が薄い時あるいはほとんど燃料蒸気が存在しない時に、ベース空燃比フィードバック係数の再学習を行わせることができるようになる。
【0148】
このことにより適切な状態でベース空燃比フィードバック係数KG(m)の再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。また、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)が正確な値に維持できることから、パージ濃度学習処理によるパージされる蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。
【0149】
(ハ).なお、図7のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理を行うと、パージ弁を閉じる期間が存在することとなるが、従来技術と異なり、単に空燃比フィードバック係数のレベルを検出するのみであり、この間にベース空燃比フィードバック係数の学習そのものを行っているのではないことから、パージ弁の閉状態は短期間でよくなり、パージを制限するほどのことはない。
【0150】
(ニ).(イ)に示したごとく、直接的に、燃料タンク18内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から燃料タンク18内の燃料蒸気の存在量を推定していることと、(ロ)に示したごとく、パージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理にて、パージ弁30の開状態と閉状態とで、それぞれ空燃比フィードバック係数FAFの挙動を検出している。更に、これ以外にも、ステップS1020〜1044の条件を判定して、はじめてベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習を許可するようにしているので、一層確実にパージされる燃料蒸気が薄い時あるいはほとんど燃料蒸気が存在しない時に、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の再学習を行わせることができるようになる。
【0151】
(ホ).しかも、ステップS1010における燃料蒸気存在量推定値PGRtnkの判定を先にして、この燃料蒸気存在量推定値PGRtnkが希薄判定基準値M0よりも小さい場合に、ステップS1050のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理を起動し、得られた2つの挙動の判定を行うようにしているので、パージ弁30を閉じる期間が存在しても、実質的にパージの機会を奪うことにはならない。
【0152】
(ヘ).ステップS1220にて推定ベーパ発生量t_PGRbを求めるに際して、吸入空気温度THAを用いている。吸入空気温度THAは燃料タンク18内の燃料温度に応じた値を示すので、燃料タンク18における燃料蒸気圧を反映した適切な推定ベーパ発生量t_PGRbを得ることができる。また、吸気流路8に既に燃料噴射制御等のために吸入空気温度センサが用いられている場合には、燃料タンク18に温度センサを設けなくてもよくなり、製造コストの上昇を招かない。
【0153】
(ト).更に、燃料タンク18における推定ベーパ発生量t_PGRbを、燃料タンク18内の燃料温度のパラメータ(実際には吸入空気温度THA)以外に、燃料タンク18に与えられる速度変化|△SPD|に応じて求めている。エンジン2は自動車に搭載されているので、この自動車の速度変化は燃料タンク18内の燃料の液面に振動を与えて、波を生じさせる。この波の程度が大きいほど燃料は蒸気の発生が促進される。したがって、推定ベーパ発生量t_PGRbを、燃料タンク18内の燃料温度(実際には吸入空気温度THA)および燃料タンク18に与えられる速度変化|△SPD|に応じて求めることにより、一層正確に推定ベーパ発生量t_PGRbを求めることができる。
【0154】
(チ).推定ベーパ発生量t_PGRbとして、燃料タンク18内の燃料温度や速度変化に加えて、大気圧Kpaも加味している。大気圧Kpaが低い場合は燃料は蒸気の発生が促進される。したがって、一層正確に推定ベーパ発生量t_PGRbを求めることができる。
【0155】
(リ).図7のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理では、図13のベース空燃比フィードバック係数学習処理のルーチンを利用して、空燃比フィードバック係数FAFの挙動を調べているため、空燃比フィードバック係数FAFの挙動を調べるために特別なルーチンを用意しなくてもよく、プログラムに必要なメモリ容量を小さくできる。
【0156】
[実施の形態2]
本実施の形態2が前記実施の形態1と異なるのは、前記図7に示したパージ弁開閉時FAF挙動検出処理において、ステップS1140の代わりに、図21のフローチャートに示すパージ弁全閉処理が行われる点である。他の構成は前記実施の形態1と同じである。
【0157】
図21のパージ弁全閉処理では、まず、現在のパージ率PGRから、漸減のために設定されている減少パージ率ΔPGR分低減した値が0以下か否かが判定される(S2010)。ここで、PGR−ΔPGR>0であれば(S2010で「NO」)、この「PGR−ΔPGR」の値がパージ率PGR自身に設定される(S2020)。
【0158】
そして、次に、ステップS2020が実行されてから時間Δtが経過したか否かが判定される(S2030)。時間Δtが経過していなければ(S2030で「NO」)このままステップS2030の判定処理を繰り返す。すなわち、時間Δtの時間待ちを行う。
【0159】
時間Δtが経過すれば(S2030で「YES」)、再度、PGR−ΔPGR≦0であるか否かが判定される(S2010)。PGR−ΔPGR>0である限り(S2010で「NO」)、ステップS2020,S2030が繰り返されて、ΔPGR/Δtの速度で徐々にパージ率PGRは小さくなる。このパージ率漸減速度ΔPGR/Δtとしては、例えばパージ率PGRが取り得る最大値が5%であるとすると、秒速「−0.5%」が設定される。パージ率PGRは前記実施の形態1の図18にて述べたパージ弁駆動処理によりデューティ制御されてパージ弁30の開度に反映される。
【0160】
そして、PGR−ΔPGR≦0となれば(S2010で「YES」)、パージ率PGRに0が設定されて(S2040)、パージ弁全閉処理が終了する。こうして、パージ弁30が全閉となって、図7に示したステップS1150の処理に移行する。
【0161】
この間のパージ率PGRと空燃比フィードバック係数FAFとの挙動を図22に示す。図22はベース空燃比フィードバック係数KGが過小に誤学習されていた状態にて、パージ弁30が全閉にされた状態を示している。パージ弁30が時刻T0からパージ弁全閉処理により徐々に閉じ始め、時刻T1にて全閉となる期間に、空燃比フィードバック係数FAFが実線で示すごとく増加することにより、空燃比を目標空燃比に維持しようとしていることが判る。そして、時刻T0〜T1の間は、空燃比フィードバック係数FAFは、図2の空燃比制御処理のステップS122にて示した空燃比フィードバック係数FAFのリッチスキップ処理を、ステップS112のリーンスキップ処理とともに繰り返している。このことから、パージ弁30が徐々に閉じている間も、空燃比を目標空燃比に維持できていることを示している。
【0162】
なお、図22における一点鎖線は、パージ弁30を直ちに全閉にした場合を示しており、時刻T0以降しばらくは空燃比フィードバック係数FAFのリッチスキップ処理は生じることなく、空燃比フィードバック係数FAFは上昇し続ける。このため一時的に過剰に稀薄な空燃比となっていることが考えられる。
【0163】
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)〜(リ)の効果を生じる。
(ロ).パージ弁開閉時FAF挙動検出処理においては、パージ弁30を全閉にするに際してパージ弁30を徐々に閉じている。このことにより、学習値の誤設定が存在していたとしても、空燃比制御処理により算出される空燃比フィードバック係数FAFの増加によって空燃比の変化に十分対応できる。このため、図22に示したごとく十分に適切な空燃比を維持できる。
【0164】
このためパージ弁開閉時FAF挙動検出処理の実行時においても、エンジン2の回転安定性を十分に維持できる。
[実施の形態3]
本実施の形態3が前記実施の形態1と異なるのは、前記図7に示したパージ弁開閉時FAF挙動検出処理において、ステップS1140の代わりに、図23のフローチャートに示すパージ弁全閉処理および図24のフローチャートに示す中断処理が行われる点である。他の構成は前記実施の形態1と同じである。
【0165】
図23のパージ弁全閉処理では、まず、現在のパージ率PGRから、漸減のために設定されている減少パージ率ΔPGR分低減した値が0以下か否かが判定される(S3010)。ここで、PGR−ΔPGR>0であれば(S3010で「NO」)、この「PGR−ΔPGR」の値がパージ率PGR自身に設定される(S3020)。そして、次に、ステップS3020が実行されてから時間Δtが経過したか否かが判定される(S3030)。時間Δtが経過していなければ(S3030で「NO」)このままステップS3030の判定処理を繰り返す。すなわち、時間Δtの時間待ちを行う。ここまでは前記実施の形態2と同じ処理が行われる。
【0166】
次に、時間Δtが経過すれば(S3030で「YES」)、空燃比フィードバック係数FAFが濃厚側判定値FAFPGより大きいか否かが判定される(S3035)。この濃厚側判定値FAFPGは、パージ弁30を徐々に閉じる際に誤学習に起因して空燃比フィードバック係数FAFの上昇が継続していることを判定するものである。すなわち、この判定は、空燃比制御処理(図2)にて演算される空燃比フィードバック係数FAFの増加では空燃比を適切に維持することが困難となっている状態を判断するためである。
【0167】
FAF≦FAFPGであれば(S3035で「NO」)、再度、PGR−ΔPGR≦0であるか否かが判定される(S3010)。PGR−ΔPGR>0(S3010で「NO」)でかつFAF≦FAFPG(S3035で「NO」)である限り、ステップS3020,S3030が繰り返されて、ΔPGR/Δtの速度で徐々にパージ率PGRは小さくなる。このパージ率漸減速度ΔPGR/Δtの例は前記実施の形態2で述べたごとくである。そして、パージ率PGRはパージ弁駆動処理(図18)によりデューティ制御されてパージ弁30の開度に反映される。
【0168】
次に、PGR−ΔPGR≦0となれば(S3010で「YES」)、パージ率PGRに0が設定されて(S3040)、パージ弁全閉処理が終了する。こうして、パージ弁30が全閉となって、ステップS1150(図7)の処理に移行する。
【0169】
この間のパージ率PGRと空燃比フィードバック係数FAFとの挙動を図25に示す。図25はベース空燃比フィードバック係数KGが過小に誤学習されていた状態にて、パージ弁30が全閉にされた状態を示している。図25のパターンは、前記実施の形態2の図22に示した場合と同様である。すなわち、パージ弁30が時刻T10からパージ弁全閉処理により徐々に閉じ始め、時刻T11にて全閉となる期間に、空燃比フィードバック係数FAFが実線で示すごとく増加することにより、空燃比を目標空燃比に維持しようとしていることが判る。そして、時刻T10〜T11の間は、空燃比フィードバック係数FAFは、リッチスキップ処理をリーンスキップ処理とともに繰り返している。このことから、パージ弁30が徐々に閉じている間も、空燃比を目標空燃比に維持できていることを示している。
【0170】
次に、ベース空燃比フィードバック係数KGが過小の誤学習が、更に大きなものである場合を考える。この場合、パージ弁30を徐々に閉めたとしても、空燃比のリーン側への変化が大きくて、空燃比制御処理(図2)にて算出される空燃比フィードバック係数FAFでは適切な空燃比が維持できない状況が生じることがある。
【0171】
このような状況では、空燃比制御処理(図2)ではステップS100,S102,S104,S106,S108,S110の処理が継続し、空燃比フィードバック係数FAFは減少方向に反転することなく継続的に増加する。
【0172】
したがって、パージ弁全閉処理(図23)にてステップS3010〜S3035を繰り返してパージ弁30を徐々に閉じている間に、FAF>FAFPG(S3035で「YES」)となる状況が発生する。この場合には、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理の中断処理が実行される。
【0173】
図24のフローチャートに中断処理を示す。中断処理では、まず、前記実施の形態1にて説明した燃料蒸気存在量推定値PGRtnkを規定増加量ΔPGRtnk分増加させる処理が行われる(S3110)。これはFAF>FAFPG(S3035で「YES」)となった状況では、ベーパ存在量推定処理にて算出されている燃料蒸気存在量推定値PGRtnkよりも、実際にパージされる気体中の燃料蒸気濃度は濃いものであると推定できるからである。
【0174】
次に、現在のパージ率PGRを、漸増のために設定されている増加パージ率ΔPGRU分増加した値が、ステップS1100(図)にて記憶したパージ弁30の開度PGRO以上か否かが判定される(S3120)。ここで、PGR+ΔPGRU<PGROであれば(S3120で「NO」)、この「PGR+ΔPGRU」の値がパージ率PGR自身に設定される(S3130)。そして、次に、ステップS3130が実行されてから時間Δtuが経過したか否かが判定される(S3140)。時間Δtuが経過していなければ(S3140で「NO」)このままステップS3140の判定処理を繰り返す。すなわち、時間Δtuの時間待ちを行う。
【0175】
次に、時間Δtuが経過すれば(S3140で「YES」)、再度、PGR+ΔPGRU≧PGROであるか否かが判定される(S3120)。PGR+ΔPGRU<PGRO(S3120で「NO」)である限り、ステップS3130,S3140が繰り返されて、ΔPGRU/Δtuの速度で徐々にパージ率PGRは大きくなる。このパージ率漸増速度ΔPGRU/Δtuはパージ率漸減速度ΔPGR/Δtと同じでもよく異なっていてもよい。こうして増加するパージ率PGRはパージ弁駆動処理(図18)によりデューティ制御されてパージ弁30の開度に反映される。
【0176】
そして、PGR+ΔPGRU≧PGROとなれば(S3120で「YES」)、パージ率PGRに開度PGROが設定されて(S3150)、パージ弁30がパージ弁全閉処理を開始する直前のパージ弁30の開度に戻る。そして、次にステップS1090(図6)の処理に移る。
【0177】
このように、中断処理に入ると、ステップS1150(図7)が実行されないのでパージ弁30を全閉とした場合の非パージ時挙動検出値KGCは求められることはなく、更にステップS1060(図6)が実行されないので、パージ時挙動検出値KGOと非パージ時挙動検出値KGCとの比較もなされない。すなわち、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理によるベースFAF学習の許可フラグXPGRのセット(S1070:図6)は実質的にはなされない。ただし、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkの増加はステップS3110の処理にてなされている。このため、中断処理の最後にステップS1090にジャンプして、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkの大きさの判定を行い、濃厚判定基準値Qより大きければ(S1090で「YES」)、許可フラグXPGRをリセットする処理(S1094)を行えるようにしている。
【0178】
この間のパージ率PGRと空燃比フィードバック係数FAFとの挙動を図26に示す。パージ弁30が時刻T21からパージ弁全閉処理により徐々に閉じ始める。この時に誤学習に起因して空燃比は急速にリーン側へ移動する。このため、空燃比フィードバック係数FAFは増加を継続する。
【0179】
そして時刻T22に空燃比フィードバック係数FAFは濃厚側判定値FAFPGを越える(S3035で「YES」)。すると中断処理が開始されて時刻T22からはパージ率PGRが増加する。そして、時刻T23にてパージ率PGRが元の状態に復帰する。
【0180】
したがって、パージ率PGRが低下している間は、増加を継続していた空燃比フィードバック係数FAFは、パージ率PGRの上昇に応じて低下し元に戻る。この空燃比フィードバック係数FAFの低下の際には、リッチスキップとリーンスキップとを繰り返していることから空燃比を目標空燃比に維持できていることを示している。
【0181】
上述した実施の形態3の構成では、図7のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理とともに、図24の中断処理も空燃比フィードバック係数挙動検出手段としての処理に相当する。
【0182】
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態2の(イ)および(ロ)の効果を生じる。
(ロ).パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(S1050:図7)にてパージ弁30を閉じる過程(S1140)において、空燃比フィードバック係数FAFが増加し続けている状況を濃厚側判定値FAFPGに基づいて判断している(S3035)。そして、空燃比フィードバック係数FAFが増加し続けている状況にあると判断された場合には(S3035で「YES」)、学習値の誤設定により、空燃比フィードバック係数FAFの増加では空燃比を適切に維持することが困難となっている可能性が高い。
【0183】
このため、本実施の形態3ではステップS3035にて「YES」と判定された場合には、パージ弁30を閉じるのを停止して開く側へ反転させ、パージ弁30の閉状態における空燃比フィードバック係数FAFの挙動検出を中止している。
【0184】
このことにより、過大なリーン状態が継続するのを防止でき、エンジン2の回転安定性を維持することができる。
(ハ).更に、本実施の形態3では、前記中断処理を実行するに際して、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkを増加補正している(S3110)。このようにパージ弁30の開度を戻して空燃比フィードバック係数FAFの挙動の検出を中止する処理に加えて、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkの増加補正を行っている。このことにより燃料蒸気存在量推定値PGRtnkとして適切な値が設定され、以後の燃料蒸気存在量推定値PGRtnkに対する判定(S1010,S1090,S1250)が一層正確なものとなる。
【0185】
[実施の形態4]
本実施の形態4が前記実施の形態1と異なるのは、図27に示したFAF挙動検出継続判定処理が時間周期で繰り返し実行されている点である。更に、前記図7に示したパージ弁開閉時FAF挙動検出処理においては、図27のFAF挙動検出継続判定処理にてFAF挙動検出禁止が設定されると、直ちに処理を停止して図28に示す中断処理を実行する点である。この中断処理では処理の最後で図5,6に示したベース空燃比学習実行許諾判定処理を終了する。
【0186】
これ以外の構成は基本的に前記実施の形態1と同じである。
なお、前記実施の形態1では図示しなかったが、吸気流路8には図29の断面図に示すごとくスロットルバルブ8aを迂回する吸気バイパス経路50aと、この吸気バイパス経路50aに設けられたISCV(アイドルスピードコントロールバルブ)50bとを備えたISC(アイドルスピードコントロール)システム50が設けられている。そして、ISCV50bの開度はECU34により、エンジンアイドル時に必要なエンジン回転数を実現するように制御されている。
【0187】
まず、図27のFAF挙動検出継続判定処理について説明する。本処理が開始されると、ステップS1010〜S1044に示したパージ弁開閉時FAF挙動検出処理(S1050:図7)の実行条件が成立したか否かが判定される(S4010)。成立していなければ(S4010で「NO」)、次に現在の負荷KLSMを判定用記憶値KLCHKとしてメモリ40内に格納する(S4070)。ここでの負荷KLSMは、エンジン2の1回転当たりの吸入空気流量GNで表されている。
【0188】
こうして、一旦、処理を終了する。そしてステップS4010にて条件不成立である限り、ステップS4070にて常に最新の負荷KLSMが判定用記憶値KLCHKに記憶される。
【0189】
次に、図5におけるステップS1010〜S1044までのすべての条件が満足されて、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(S1050:図7)が開始された場合は、同時にステップS4010の条件も満足される。このことにより、まず、図7におけるパージ弁全閉処理(S1140)によりパージ弁30が全閉となった直後か否かが判定される(S4020)。
【0190】
パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(S1050)において、パージ弁全閉処理(S1140)よりも前の処理(S1100〜S1132)が行われている状態では(S4020で「NO」)、次式9のごとく、判定用記憶値KLCHKと負荷KLSMとの差の絶対値が挙動検出中止判定値Maより小さいか否かが判定される(S4040)。
【0191】
【数9】
|KLCHK−KLSM| < Ma … [式9]
ここで、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)を開始してからの負荷KLSMの変動が挙動検出中止判定値Ma内に収まっていれば(S4040で「YES」)、パージ弁開閉時FAF挙動検出の許可がなされる(S4050)。この許可は例えば許可フラグをセットすることで設定される。この許可フラグは、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)の中で常にチェックされ、後述するごとく許可フラグがリセットされた場合は、直ちに中断処理(図28)が実行される。
【0192】
負荷KLSMの変動が挙動検出中止判定値Ma内に収まっている限り(S4040で「YES」)は、許可フラグがセット状態(S4050)であり、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)はそのまま継続される。
【0193】
そして、パージ弁30が全閉にされた場合(図7のS1140)、パージ弁30が全閉になった直後に(S4020で「YES」)、次式10に示すごとく、判定用記憶値KLCHKに対して、増加補正値KLPRG分の増加補正がなされる(S4030)。
【0194】
【数10】
KLCHK ← KLCHK + KLPRG … [式10]
これは、ISCが行われているアイドル時にパージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)が行われているためになされる補正である。
【0195】
すなわち、パージ弁30が全閉となると、ISCは、パージ弁30から供給されていた分の吸入空気量をISCV50bの開度を開けることによりエンジン2に供給し、エンジン2の回転数を維持しようとする。このためパージ弁30が全閉とされる前後では、実際にはエンジン2へ供給される吸入空気量の変化が無いのにも関わらず、エアフローメータ16を介して供給される空気量が増加する。したがって、ステップS4040の判定では負荷が増加したものとされてしまう。これを防止するため、増加補正値KLPRG分の増加補正を判定用記憶値KLCHKに対して、パージ弁30の全閉直後に1回行っている。
【0196】
このようにして判定用記憶値KLCHKの増加補正した後は、ステップS4020では「NO」と判定されるようになり、増加補正された判定用記憶値KLCHKにてステップS4040の判断が適切に行われる。
【0197】
そして、パージ弁30が全閉となった状態でも、負荷KLSMの変動が挙動検出中止判定値Ma内に収まっていれば(S4040で「YES」)、パージ弁開閉時FAF挙動検出の許可が継続する(S4050)。
【0198】
このような許可状態が継続して、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)が終了すれば、FAF挙動検出の結果に基づいて、ベースFAF学習の許可フラグXPGRをセットするかリセットするかの判定がなされる(S1060〜S1094)。こうしてベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を完遂させることができる。
【0199】
次に、負荷KLSMの変動により、図27のFAF挙動検出継続判定処理のステップS4040にて「NO」と判定された場合について説明する。このような状況は、例えば、図示していないエアコンがオンされたり、あるいはシフトチェンジがなされたりして、ISCによりISCV50bの開度が変動した場合などに生じる。
【0200】
このように実質的に負荷KLSMに挙動検出中止判定値Ma以上の変化が生じると(S4040で「NO」)、許可フラグをリセットすることでパージ弁開閉時FAF挙動検出を禁止し(S4060)、ステップS4070にて最新の負荷KLSMを判定用記憶値KLCHKに設定して一旦処理を終了する。
【0201】
このように許可フラグがリセットされると、直ちにベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を中断し、図28に示した中断処理を実行する。
本中断処理では、まず、現在のパージ率PGRの値が、ステップS1100にて記憶したパージ弁全閉処理を開始する直前のパージ弁30の開度PGROより小さいか否かが判定される(S5010)。ここで、PGR<PGROであれば(S5010で「YES」)、次に、現在のパージ率PGRに、漸増のために設定されている増加パージ率ΔPGRU分増加した値が開度PGRO以上か否かが判定される(S5020)。ここで、PGR+ΔPGRU<PGROであれば(S5020で「NO」)、この「PGR+ΔPGRU」の値がパージ率PGR自身に設定される(S5030)。そして、次に、ステップS5030が実行されてから時間Δtuが経過したか否かが判定される(S5040)。時間Δtuが経過していなければ(S5040で「NO」)このままステップS5040の判定処理を繰り返す。すなわち、時間Δtuの時間待ちを行う。
【0202】
次に、時間Δtuが経過すれば(S5040で「YES」)、再度、PGR+ΔPGRU≧PGROであるか否かが判定される(S5020)。PGR+ΔPGRU<PGRO(S5020で「NO」)である限り、ステップS5030,S5040が繰り返されて、ΔPGRU/Δtuの速度で徐々にパージ率PGRは大きくなる。こうして増加するパージ率PGRはパージ弁駆動処理(図18)によりデューティ制御されてパージ弁30の開度に反映される。
【0203】
そして、PGR+ΔPGRU≧PGROとなれば(S5020で「YES」)、パージ率PGRに開度PGROが設定される(S5050)。こうして、パージ弁30がパージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)を開始する直前のパージ弁30の開度に戻る。そして、ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を中断のまま終了する。すなわち、ステップS1060〜S1094(図6)の処理は実行せず、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)の結果に基づくベースFAF学習の許可フラグXPGRの設定処理は行わない。
【0204】
また、PGR≧PGROであれば(S5010で「NO」)、次に、現在のパージ率PGRに、漸減のために設定されている減少パージ率ΔPGRD分減少した値が開度PGRO以下か否かが判定される(S5060)。ここで、PGR−ΔPGRD>PGROであれば(S5060で「NO」)、この「PGR−ΔPGRD」の値がパージ率PGR自身に設定される(S5070)。そして、次に、ステップS5070が実行されてから時間Δtdが経過したか否かが判定される(S5080)。時間Δtdが経過していなければ(S5080で「NO」)このままステップS5080の判定処理を繰り返す。すなわち、時間Δtdの時間待ちを行う。
【0205】
次に、時間Δtdが経過すれば(S5080で「YES」)、再度、PGR−ΔPGRD≦PGROであるか否かが判定される(S5060)。PGR−ΔPGRD>PGRO(S5060で「NO」)である限り、ステップS5070,S5080が繰り返されて、ΔPGRD/Δtdの速度で徐々にパージ率PGRは小さくなる。こうして減少するパージ率PGRはパージ弁駆動処理(図18)によりデューティ制御されてパージ弁30の開度に反映される。
【0206】
そして、PGR−ΔPGRD≦PGROとなれば(S5060で「YES」)、パージ率PGRに開度PGROが設定される(S5050)。こうして、パージ弁30がパージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)を開始する直前のパージ弁30の開度に戻る。そして、ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を中断のまま一旦終了する。すなわち、前述したごとくステップS1060〜S1094(図6)の処理は実行せず、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)の結果に基づくベースFAF学習の許可フラグXPGRの設定処理は行わない。
【0207】
この間の負荷KLSM、パージ率PGRおよび空燃比フィードバック係数FAFの挙動の一例を図30のタイミングチャートに示す。
ここでは、時刻T31においてステップS1010〜S1044が満足されてパージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)を開始する。しかし、パージ弁30を開いた状態でパージ時挙動検出値KGOを算出している段階で時刻T32にてエアコンオン等により負荷KLSMが増加すると、|KLCHK−KLSM|≧Maとなり(S4040で「NO」)、許可フラグがリセットされる(S4060)。このことによりベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を中断し一旦終了する。そして、再度ステップS1010〜S1044の条件成立を待つ。
【0208】
時刻T33にて再度ステップS1010〜S1044が満足されれば、再度パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)を開始する。そして、ステップS1100〜S1132の処理の間、負荷KLSMに大きい変化が無く、|KLCHK−KLSM|<Maが維持されることにより、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)ではパージ時挙動検出値KGOを求めることができる(S1120〜S1132)。
【0209】
次に時刻T34にてパージ弁30が全閉にされる(S1140)が、FAF挙動検出継続判定処理(図27)のステップS4030の処理により、判定用記憶値KLCHKが増加補正値KLPRG分増加されることで、実質的に負荷KLSMの変動が無ければ(S4040で「YES」)、このままパージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)が継続し、非パージ時挙動検出値KGCを求める処理(S1150,S1160)が継続する。
【0210】
非パージ時挙動検出値KGCを求める処理(S1150,S1160)中に、例えば、エアコンがオフになった場合、回転数を下げるためISCによりISCV50bの開度が減少される。このことにより、時刻T35において|KLCHK−KLSM|≧Maとなり(S4040で「NO」)、許可フラグがリセットされる(S4060)。するとベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を中断して中断処理(図28)を行う。この中断処理でパージ弁30の開度を徐々に戻した後にベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を一旦終了する。
【0211】
そして、再度ステップS1010〜S1044の条件成立を待ち、時刻T36にて条件成立すると前述した処理を繰り返す。こうして、許可フラグがリセットされない内にパージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)が完了すれば、ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)は完遂されることになる。
【0212】
上述した実施の形態4の構成では、図7のパージ弁開閉時FAF挙動検出処理とともに、図27のFAF挙動検出継続判定処理および図28の中断処理も空燃比フィードバック係数挙動検出手段としての処理に相当する。
【0213】
以上説明した本実施の形態4によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)〜(リ)の効果を生じる。
(ロ).燃料噴射弁14の特性やエアフローメータ16などの特性のずれ等に起因して、エアコンのオン・オフやシフトレンジ等のエンジン2の負荷状態によって空燃比のフィードバック中心が大きく異なる場合がある。このため、ある程度以上の負荷変動が生じた場合には、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)の検出精度が低下する。このため、エンジン2の負荷KLSMの変化(|KLCHK−KLSM|)が挙動検出中止判定値Maより大きくなった場合に、ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)を中止している。
【0214】
こうして、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)において一層精度の高い検出が可能となる。したがって、ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)での不正確な判定が防止でき、より精度の高い学習値を設定することができる。
【0215】
(ハ).パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)においてパージ弁30が開状態から全閉状態に移行した場合(S1140)には、ISCシステム50は、パージ弁30が閉じたことによる吸入空気量の低下分を補償するためにISCV50bの開度を増加させる。このことにより、実質的には吸入空気量は変化していないのに、エアフローメータ16により検出される吸入空気量は増加し、検出されるエンジン2の負荷が、見かけ上、増加する場合がある。
【0216】
このため本実施の形態4では、パージ弁30の全閉直後では、負荷KLSMの変化(|KLCHK−KLSM|)と挙動検出中止判定値Maとを比較するに際しては、判定用記憶値KLCHKを増加補正値KLPRG分増加させている(S4030)。このことによりパージ弁30を介して吸気流路8内に導入されていた気体分の負荷変動を相殺している。
【0217】
こうして、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)において、正確な検出ができる状況をより確実に判定でき、FAFの挙動検出の機会を増加させることができる。
【0218】
[実施の形態5]
本実施の形態5が前記実施の形態1と異なるのは、図31に示したKG学習許可取消判定処理が実行される点が異なる。本処理は、図2に示した空燃比制御処理、あるいは図13に示したベース空燃比フィードバック係数学習処理と同じ周期で繰り返し実行されている処理である。
【0219】
これ以外の構成は基本的に前記実施の形態1と同じである。
KG学習許可取消判定処理が開始されると、まず、ベースFAF学習の許可フラグXPGRがセットされているか否かが判定される(S6010)。
【0220】
XPGR=0(リセット)である場合には(S6010で「NO」)、現在の運転領域mに設定されている学習値減量カウンタCKGL(m)をクリアして(S6120)、一旦処理を終了する。ここで、運転領域mは、前記実施の形態1で述べた図13のベース空燃比フィードバック係数学習処理における運転領域mと同じである。したがって、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)に対応して学習値減量カウンタCKGL(m)が設定されている。
【0221】
XPGR=1(セット)である場合(S6010で「YES」)、ベース空燃比フィードバック係数学習処理により、現在領域mのベース空燃比フィードバック係数KG(m)が更新されたか否かが判定される(S6020)。XPGR=1である場合は、ベース空燃比フィードバック係数学習処理(図13)が実行許可されている状態であり、このベース空燃比フィードバック係数学習処理のステップS420またはステップS440が実行されたか否かが判定される。
【0222】
KG(m)が更新されていなければ(S6020で「NO」)、次に空燃比制御処理(図2)にて算出されている空燃比フィードバック係数FAFがパージ増加判定値γより小さいか否かが判定される(S6090)。パージ増加判定値γは予めマイナスの値に設定されている。
【0223】
もし空燃比フィードバック係数FAFがパージ増加判定値γより小さい場合には、吸入空気中の燃料濃度が急激に過大となったことを示している。このため、ベース空燃比フィードバック係数学習処理(図13)による学習が行われると、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)にパージされた燃料濃度が影響して、誤学習を招く。
【0224】
したがって、FAF<γである場合には(S6090で「YES」)、XPGRをリセットして(S6100)、学習制御処理(図4)においてベース空燃比フィードバック係数学習処理(S340)が実行できないようにする。
【0225】
そして、前記実施の形態1にて説明した燃料蒸気存在量推定値PGRtnkを規定増加量ΔK分増加させる処理が行われる(S6110)。このことにより、パージされた燃料濃度をベーパ存在量推定処理(図8)にて算出されている燃料蒸気存在量推定値PGRtnkに反映させ、実際にパージされる気体中の燃料蒸気濃度に近い値にすることができる。そして次に、学習値減量カウンタCKGL(m)をクリアして(S6120)、一旦処理を終了する。
【0226】
また、ステップS6090にてFAF≧γである場合には(S6090で「NO」)、このまま本KG学習許可取消判定処理を一旦終了する。
次に、ステップS6020にてKG(m)が更新されたと判定された場合(S6020で「YES」)、次にこのKG(m)の更新が減量側、すなわちKG(m)が小さくなる方向への更新か否かが判定される(S6030)。減量側の更新であれば(S6030で「YES」)、学習値減量カウンタCKGL(m)をインクリメントする(S6040)。
【0227】
また、KG(m)の更新が増量側、すなわちKG(m)が大きくなる方向への更新であれば(S6030で「NO」)、学習値減量カウンタCKGL(m)をデクリメントする(S6050)。そして、学習値減量カウンタCKGL(m)が0より小さいか否かが判定され(S6060)、CKGL(m)<0であれば(S6060で「YES」)、学習値減量カウンタCKGL(m)をゼロクリアする(S6070)。このことにより学習値減量カウンタCKGL(m)がマイナスとならないようにガードをかける。
【0228】
ステップS6040またはステップS6070の後、あるいはステップS6060にて「NO」と判定された場合は、次に学習値減量カウンタCKGL(m)が減量回数判定値Caより大きいか否かが判定される(S6080)。
【0229】
この減量回数判定値Caは、パージされる燃料濃度がKG(m)の更新に与える影響を調べるものである。このため、この減量回数判定値Caより学習値減量カウンタCKGL(m)の値が大きくなれば、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)にパージされた燃料濃度が影響し始めていることが判明する。
【0230】
したがって、CKGL(m)>Caである場合には(S6080で「YES」)、XPGRをリセットして(S6100)、学習制御処理(図4)においてベース空燃比フィードバック係数学習処理(S340:図13)が実行できないようにする。そして、燃料蒸気存在量推定値PGRtnkを規定増加量ΔK分増加させ(S6110)、学習値減量カウンタCKGL(m)をクリアして(S6120)、一旦処理を終了する。
【0231】
また、CKGL(m)≦Caであれば(S6080で「NO」)、次に前述したステップS6090を実行する。ステップS6090の判定結果に応じた処理については前述したごとくである。
【0232】
ここで、具体的処理の一例として図32にタイミングチャートを示す。
時刻T40にて、ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図6)にてベースFAF学習の許可フラグXPGRがセット(S1070)され、学習条件も満足されているとする。この時、学習制御処理(図4)においてステップS320,S330にて共に「YES」と判定されて、ベース空燃比フィードバック係数学習処理(図13)が実行される。
【0233】
このことにより、その時点の運転領域mに該当するベース空燃比フィードバック係数KG(m)の学習が開始される。したがって空燃比フィードバック係数FAFの変動に応じてKG(m)が増減する。このKG(m)の増減に対して、逆方向に対応して、CKGL(m)も加減算(S6040,S6050)されて増減する(T40〜T41)。ただし、CKGL(m)はマイナスにはならない(S6060,S6070)ので、CKGL(m)=0となった(T41)後は、KG(m)が増量しても(T42)、CKGL(m)=0に維持される。
【0234】
そして、KG(m)の減量頻度が高くなって減量回数判定値Caを越えると(T43)、許可フラグXPGRがリセット(S6100)される。このことにより、学習制御処理(図4)にてはベース空燃比フィードバック係数学習処理(S340)が停止されるので、KG(m)の更新は停止する。更に、ステップS6110の実行の後、ステップS6120が実行されてCKGL(m)は0に戻る。
【0235】
以後はパージ濃度学習処理(図14)が起動され、パージ濃度学習値FGPGによる学習となる。そして、パージ弁開閉時FAF挙動検出処理(図7)の開始、およびステップS1070(図6)にて許可フラグXPGRがセットされるまでKG(m)の更新はなされず、CKGL(m)の値は0に維持される。
【0236】
また、パージされる燃料蒸発量が急激に増加した場合の一例を図33のタイミングチャートに示す。
ベースFAF学習の許可フラグXPGRがセットされている状況にて、時刻T51にパージされる燃料蒸発量の急増が有り、急激に空燃比フィードバック係数FAFが減少した場合、ステップS6090にてFAF<γと判定される。このことにより、許可フラグXPGRがリセット(S6100)される。このため学習制御処理(図4)にてはベース空燃比フィードバック係数学習処理(S340)が停止されるので、KG(m)の更新は停止する。
【0237】
そして、許可フラグXPGRがリセットされたことにより、学習制御処理(図4)のステップS320にて「NO」とされて、パージ濃度学習処理(図14)が起動される。したがって、時刻T51以後はFAFの減少分は、パージ濃度学習値FGPGにより学習され、FGPGの値は減量側へ更新され、FAFは0を中心とする位置に復帰する。
【0238】
上述した構成において、ステップS6010〜S6090の処理がパージ増加検出手段としての処理に相当し、ステップS6100の処理が学習許可取消手段としての処理に相当する。
【0239】
以上説明した本実施の形態5によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)〜(リ)の効果を生じる。
(ロ).ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)ではパージされる燃料蒸発量が稀薄であれば、FAFの学習によりKG(m)の更新を許可している。しかし、一旦、パージされる燃料蒸発量が稀薄であると判定された後に、燃料タンク18に対して大きな加速度が加わったりして、パージされる燃料蒸発量が急に濃厚となる場合も考えられる。
【0240】
このような場合は、ベース空燃比学習実行許諾判定処理(図5,6)の処理にて直ちに許可フラグXPGRをリセットして対応することは困難である。このため、ベース空燃比フィードバック係数学習処理(図13)においては、パージされた燃料蒸発量により誤学習がなされ、異常に小さい値がKG(m)に設定されるおそれがある。
【0241】
これを防止するため、本実施の形態5では、KG(m)の更新による変化の内、減量側への更新回数(ただし増量側への更新により相殺されている)が、減量回数判定値Caより大きくなった場合(S6080で「YES」)には、パージされた燃料蒸発量により誤学習が開始されつつあるとして、KG(m)の更新を停止している。
【0242】
このことにより、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の正確な学習値を維持できるようになり、パージ弁30の開度が変化したり、運転領域mが変化しても、空燃比の乱れを防止することができる。
【0243】
(ハ).また、KG(m)の更新に十分に現れる前に、パージされる燃料蒸発量が急激に増加した場合には、空燃比フィードバック係数FAFにて捉えることにより、KG(m)の更新を停止している。
【0244】
このことにより、パージされる燃料蒸発量の急増の事態においても、ベース空燃比フィードバック係数KG(m)の正確な学習値を維持できるようになり、パージ弁30の開度が変化したり、運転領域mが変化しても、空燃比の乱れを防止することができる。
【0245】
[その他の実施の形態]
・前記実施の形態1において、ステップS1210にては、冷却水温度THWに応じて初期値t_PGRstを求めたが、これ以外に、エンジン2の存在する大気の温度や大気圧等の燃料タンク18内に蓄積されている燃料蒸気の最大量が推定できる因子に基づいて初期値t_PGRstを求めてもよい。
【0246】
・前記実施の形態1において、ステップS1220にて第1発生量t_PGRaは吸入空気温度THAに応じて設定したが、燃料温度を検出するセンサを燃料タンク18に設けた場合には、直接、燃料温度に応じて第1発生量t_PGRaを求めてもよく、一層正確な第1発生量t_PGRaが得られる。
【0247】
・前記実施の形態1では、ステップS1070にてベース空燃比フィードバック係数学習の許可フラグXPGRがセットされる条件は、ステップS1010〜S1044,S1060が全て満足される必要があったが、これ以外に、ステップS1010のみの条件でもよいし、ステップS1030〜S1044,S1060のみの条件でもよい。
【0248】
・これ以外に、次式11を満足する場合に許可フラグXPGRをセットしてもよい。
【0249】
【数11】
KGO + FPG − KGC ≧ PGR + H0 … [式11]
・前述の実施の形態1では、図7のパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理にて、図13のベース空燃比フィードバック係数学習処理のルーチンを利用して、空燃比フィードバック係数FAFの挙動を調べたが、これ以外に、空燃比フィードバック係数FAFのなまし値FAFSMを、パージ弁30の開時と閉時とで比較してもよい。また、図13のベース空燃比フィードバック係数学習処理のルーチン等の既に存在する処理を利用せずに、パージ弁開閉時における空燃比フィードバック係数の挙動を検出するために特別に設定した処理を利用してもよい。
【0250】
・第2発生量t_PGRsを求めるのに、車速信号から得られる車速の変化量の絶対値|△SPD|に基づいてテーブル(図11)から求めたが、これ以外に燃料タンク18等に振動センサを設けて、振動の程度に応じて、第2発生量t_PGRsを求めてもよい。
【0251】
・ステップS1094にて許可フラグXPGRをリセットするための条件として、ステップS1090にて、燃料蒸気存在量推定値PGRtnk≧濃厚判定基準値Q0か否かを判定したが、この代わりに、ステップS1010で用いられている希薄判定基準値M0を用いて、PGRtnk>M0か否かを判定してもよい。
【0252】
・前記実施の形態4,5では、パージ弁30を全閉にする処理(S1140)では直ちに全閉にしたが、これ以外に、実施の形態2,3と同様に、図30に二点鎖線にて示したごとく徐々に閉じるようにしてもよい。
【0253】
・前記実施の形態5ではKG(m)の減量側への更新限界を、更新回数で判断した(S6080)が、ベース空燃比フィードバック係数学習処理(図13)の2つの更新処理(S420,S440)の更新量が異なる場合は、直接、減量側への更新量の累積値にて判断してもよい。
【0254】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実施形態を有するものであることを付記しておく。
【0255】
(1).前記燃料蒸気量推定手段は、前記燃料蒸気の発生量を、内燃機関の吸入空気の温度に応じて求めることを特徴とする請求項1または3記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【0256】
(2).前記燃料蒸気量推定手段は、前記燃料蒸気のパージ量を、吸気に対するパージ率と吸入空気量とから得られるパージ流量に応じて求めることを特徴とする請求項1または3記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【0257】
(3).請求項1〜14のいずれか記載の内燃機関の空燃比制御装置の各手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【0258】
【発明の効果】
請求項1の内燃機関の空燃比制御装置は、燃料蒸気量推定手段が、燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定する。このように、パージされる燃料蒸気の濃度を、空燃比フィードバック係数の学習から得るのではなく、直接的に、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を推定している。そして、この燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が小さいと推定されれば、ほぼ確実に、燃料タンクから流出する燃料蒸気の濃度が薄いと判断できるので、学習制御手段がベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可し、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止している。逆に、燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が大きいと推定されれば、燃料タンクから流出する燃料蒸気の濃度が濃くなる可能性が高いので、学習制御手段がベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止し、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可している。このことにより適切な状態でのベース空燃比フィードバック係数の再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。更に、このことにより、ベース空燃比フィードバック係数の学習値が正確な値に維持できることから、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。
さらに、前記燃料蒸気量推定手段が、燃料蒸気の発生量を、燃料タンク内の温度および燃料タンクに与えられる速度変化に応じて求めることにより、一層正確に燃料蒸気の発生量を求めることができる。
【0259】
請求項2の内燃機関の空燃比制御装置は、空燃比フィードバック係数挙動検出手段が、パージ弁の開状態と閉状態とで、それぞれ空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動を検出している。この2つの状態における挙動は、両者を比較すれば、パージされる燃料蒸気の濃度の程度が判明する。したがって、学習制御手段は、パージ弁の開閉状態の各場合の空燃比フィードバック係数の挙動に基づき、パージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに蒸発燃料の濃度の学習を禁止している。また、パージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに蒸発燃料の濃度の学習を許可している。このように、パージ弁を開閉処理することにより、パージがなされている状態とパージを無くした状態とを実現して、パージされる燃料蒸気の濃度の濃い薄いを正確に判断することができ、確実にパージされる燃料蒸気が薄い時あるいはほとんど燃料蒸気が存在しない時に、ベース空燃比フィードバック係数の再学習を行わせることができるようになる。このことにより適切な状態でのベース空燃比フィードバック係数の再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。また、ベース空燃比フィードバック係数の学習値が正確な値に維持できることから、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。なお、パージ弁を閉じる期間が存在するが、従来技術と異なり、単に空燃比フィードバック係数のレベルを検出するのみであり、この間にベース空燃比フィードバック係数の学習そのものを行っているのではないことから、パージ弁の閉状態は短期間でよくなり、パージを制限するほどのことはない。
さらに、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じることにより前記空燃比フィードバック係数の挙動を検出するに際して、前記パージ弁を徐々に閉じることとしている。このように空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、パージ弁を徐々に閉じることにより空燃比の急激な変化を抑制している。したがって学習値の誤設定が存在したとしても、空燃比フィードバック制御手段が演算する空燃比フィードバック係数の増加により、パージ弁を閉じる際に十分に適切な空燃比を維持できるようにしている。このため、空燃比フィードバック係数の挙動検出時においても、内燃機関の回転安定性を損なうことが防止される。
請求項3記載の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項2記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じる際に、前記空燃比フィードバック係数が、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値より濃い側へ変化した場合に、前記パージ弁を閉じるのを停止または前記パージ弁を開いて、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止することとしている。パージ弁を閉じる際に、空燃比フィードバック係数が増加し続けている場合がある。このような場合は、前記請求項2にて述べた学習値の誤設定により、空燃比フィードバック制御手段が演算する空燃比フィードバック係数の増加では空燃比を適切に維持することが困難となっている可能性が高いと見ることができる。このため、空燃比フィードバック係数に対して、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値を設定し、この濃厚側判定値より濃い側へ空燃比フィードバック係数が変化したか否かを検出している。このような変化があった場合には、パージ弁を閉じるのを停止またはパージ弁を開いて、パージ弁を閉じた状態における空燃比フィードバック係数の挙動検出を中止している。このことにより、請求項2の効果と共に、不適切な空燃比が実現されるのを未然に防止でき、内燃機関の回転安定性を維持することができる。
【0260】
請求項4の内燃機関の空燃比制御装置は、前記請求項1と前記請求項2、3との構成が採用されていることで、学習制御手段は、燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さく、かつ2つの空燃比フィードバック係数の挙動に基づいてパージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも大きい、あるいは2つの空燃比フィードバック係数の挙動に基づいてパージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、ベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに蒸発燃料の濃度の学習を許可している。このように、二重のチェックにてベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するようにしているので、確実にパージされる燃料蒸気が薄い時あるいはほとんど燃料蒸気が存在しない時に、ベース空燃比フィードバック係数の再学習を行わせることができるようになる。このことにより適切な状態でのベース空燃比フィードバック係数の再学習が可能になり、誤学習がなされていたとしても適切な学習値に戻すことができるようになる。また、ベース空燃比フィードバック係数の学習値が正確な値に維持できることから、濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習も正確に行われるようになる。更に、燃料蒸気量推定手段にて推定される燃料蒸気の存在量の判定を先にして、この燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さい場合に、空燃比フィードバック係数挙動検出手段を起動し、得られた2つの挙動の判定を行うようにすれば、パージ弁を閉じる期間が存在しても、実質的にパージの機会を奪うことにはならないので好ましい。
【0261】
請求項5の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項4記載の構成に対して、前記燃料蒸気量推定手段が、前記燃料蒸気の発生量を、前記燃料タンク内の温度に応じて求める。燃料蒸気圧は温度に比例していることから、燃料蒸気の発生量を求める具体的な例として、燃料タンク内の温度に応じて求める手法を挙げることができる。なお、燃料タンク内の温度は、直接検出してもよいが、例えば、内燃機関への吸入空気の温度は燃料タンク内の燃料温度にほぼ比例しているので、吸入空気の温度を用いてもよい。この場合、内燃機関が吸入空気温度センサを他の制御にて設けていた場合には、付加する設備が少なくなり、製造コストの低減に寄与する。
【0263】
請求項7の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項1、5または6記載の構成に対して、前記燃料蒸気量推定手段が、燃料蒸気の発生量を、燃料タンク内の温度や速度変化に加えて、大気圧も加味することにより、一層正確に燃料蒸気の発生量を求めることができる。
【0264】
なお、上述した内燃機関の空燃比制御装置において、前記燃料蒸気量推定手段は、例えば、前記燃料蒸気のパージ量を、吸気に対するパージ率と吸気量とに応じて求めることとしてもよい。吸気に対するパージ率および吸気量に基づけば、実際に燃料タンク側からパージされる流量が求められる。このことにより、例えば、通常、燃料タンク内に存在する平均的な燃料蒸気濃度を用いることで燃料蒸気のパージ量が求められる。また、平均的な燃料蒸気濃度の内でも、内燃機関の運転条件により最も低い濃度を用いた場合は、パージされる燃料は最低限のものとして計算することとなるので、燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が少なければ、パージされる燃料蒸気の濃度は確実に薄いものであることが判断できる。
【0267】
請求項10記載の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項4記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じる際に、前記空燃比フィードバック係数が、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値より濃い側へ変化した場合に、前記パージ弁を閉じるのを停止または前記パージ弁を開いて、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止するとともに、前記燃料蒸気量推定手段にて推定される燃料蒸気の存在量を増加補正することとしている。このようにパージ弁を閉じるのを停止またはパージ弁を開いて、パージ弁を閉じた状態における空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止する処理に加えて、更に燃料蒸気量推定手段にて推定される燃料蒸気の存在量を増加補正している。濃厚側判定値より濃くなるような空燃比フィードバック係数の変化は、燃料タンク内の燃料蒸気の存在量が、燃料蒸気量推定手段にて推定される量よりも多いことを推定させるものである。このため、燃料蒸気の存在量を増加補正している。このように燃料蒸気の存在量を増加補正すると、請求項4の効果に加えて、より適切な値が燃料蒸気の存在量に設定されることになり、学習制御手段における燃料蒸気の存在量に対する判定が一層正確なものとなる。
【0268】
請求項11記載の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項2〜4、8〜10のいずれか記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、空燃比フィードバック係数の挙動検出中に、内燃機関の負荷の変化が挙動検出中止判定値より大きくなった場合に、空燃比フィードバック係数の挙動検出を中止することとしている。例えば、燃料噴射弁特性やエアフロメータなどの特性のずれ等により、内燃機関負荷状態(例えば、エアコンのオン・オフ)によって空燃比のフィードバック中心が大きく異なる場合がある。したがって、ある程度以上の負荷変動が生じた場合には、空燃比フィードバック係数挙動検出の精度が低下するおそれがある。このため、内燃機関の負荷の変化が挙動検出中止判定値より大きくなった場合に、空燃比フィードバック係数の挙動検出を中止している。こうして、請求項2〜4、8〜10のいずれかの効果と共に、空燃比フィードバック係数挙動検出手段における不正確な検出を防止できるので、学習制御手段での不正確な判定を防止でき、異常な学習値の設定を防止できる。
【0269】
請求項12記載の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項11記載の構成に対して、前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を開状態から閉状態に移行した場合は、内燃機関の負荷の変化と前記挙動検出中止判定値とを比較するに際しては、前記パージ弁を介して吸気管内に導入されていた気体に対応する内燃機関の負荷変動を相殺した状態で行うこととしている。パージ弁が開状態から閉状態に移行した場合には、内燃機関の回転数を自動的に制御している場合などでは、パージ弁が閉じたことによる吸入空気量の低下分を補償するために吸入空気量を増加させる。このため実質的には吸入空気量は増加していないのに、内燃機関の負荷が増加したと検知される場合がある。このため、本請求項12では、内燃機関の負荷の変化と挙動検出中止判定値とを比較するに際しては、パージ弁を介して吸気管内に導入されていた気体に対応する内燃機関の負荷変動を相殺した状態で行っている。こうして、請求項11の効果と共に、空燃比フィードバック係数挙動検出手段において正確な検出ができる状況をより確実に判定でき、空燃比フィードバック係数の挙動検出の機会を増加させることができる。
【0270】
請求項13記載の内燃機関の空燃比制御装置は、請求項1〜12記載の内燃機関の空燃比制御装置の構成に加えて、前記学習制御手段により前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習が許可されている状態にて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出するパージ増加検出手段と、前記パージ増加検出手段にて検出された前記パージ蒸発燃料の増加が、許可取り消し判定値より大きい場合は、前記学習制御手段により許可された前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習許可を取り消す学習許可取消手段とを備えている。パージされる燃料蒸発量が稀薄であれば、学習制御手段は、ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可している。しかし、その後、燃料タンクに対して大きな加速度が加わったりして、パージされる燃料蒸発量が急に濃厚となる場合も考えられる。このような場合は、ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を継続すると正確な学習値が得られなくなるおそれがある。このため、本請求項13では、パージ増加検出手段にて検出されたパージ蒸発燃料の増加が、許可取り消し判定値より大きい場合は、学習許可取消手段は、学習制御手段により許可されたベース空燃比フィードバック係数の学習許可を取り消すこととしている。このことにより、請求項1〜12の効果に加えて、ベース空燃比フィードバック係数の一層正確な学習値を維持できるようになる。
【0271】
請求項14記載の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項13記載の構成に対して、前記パージ増加検出手段は、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段により学習されるベース空燃比フィードバック係数の変化に基づいて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出する。ベース空燃比フィードバック係数の学習中におけるパージ蒸発燃料の増加は、ベース空燃比フィードバック係数の変化に基づいて検出することができる。このことにより、請求項13の効果に加えて、容易に吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出することができ、ベース空燃比フィードバック係数自身の一層正確な学習が可能となる。
【0272】
請求項15記載の内燃機関の空燃比制御装置においては、請求項13記載の構成に対して、前記パージ増加検出手段は、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数の変化に基づいて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出する。ベース空燃比フィードバック係数の学習中におけるパージ蒸発燃料の増加は、空燃比フィードバック係数の変化に基づいて検出することができる。このことにより、請求項13の作用効果に加えて、容易に吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加、特に急激な増加を検出することができ、ベース空燃比フィードバック係数の一層正確な学習が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1としての内燃機関の空燃比制御装置の概略構成を表すブロック図。
【図2】 実施の形態1のECUにより実行される空燃比制御処理を示すフローチャート。
【図3】 実施の形態1のECUにより実行される空燃比フィードバック係数FAFのなまし値FAFSMおよび空燃比フィードバック係数FAFの平均値FAFAVの演算処理のフローチャート。
【図4】 実施の形態1のECUにより実行される学習制御処理のフローチャート。
【図5】 実施の形態1のECUにより実行されるベース空燃比学習実行許諾判定処理のフローチャート。
【図6】 実施の形態1のECUにより実行されるベース空燃比学習実行許諾判定処理のフローチャート。
【図7】 実施の形態1のECUにより実行されるパージ弁開閉時空燃比フィードバック係数挙動検出処理のフローチャート。
【図8】 実施の形態1のECUにより実行されるベーパ存在量推定処理のフローチャート。
【図9】 前記ベーパ存在量推定処理にて用いられる燃料蒸気存在量推定値の初期値t_PGRstと冷却水温度THWとの関係を表すテーブル説明図。
【図10】 前記ベーパ存在量推定処理にて用いられる第1発生量t_PGRaと吸入空気温度THAとの関係を表すテーブル説明図。
【図11】 前記ベーパ存在量推定処理にて用いられる第2発生量t_PGRsと車速の変化量の絶対値|△SPD|との関係を表すテーブル説明図。
【図12】 前記ベーパ存在量推定処理にて用いられる推定パージ量t_PGRoとパージ流量PGRfrとの関係を表すテーブル説明図。
【図13】 実施の形態1のECUにより実行されるベース空燃比フィードバック係数学習処理のフローチャート。
【図14】 実施の形態1のECUにより実行されるパージ濃度学習処理のフローチャート。
【図15】 実施の形態1のECUにより実行されるパージ率制御処理のフローチャート。
【図16】 実施の形態1のECUにより実行されるパージ率演算処理のフローチャート。
【図17】 前記パージ率演算処理にて行われる領域判定の説明図。
【図18】 実施の形態1のECUにより実行されるパージ弁駆動処理のフローチャート。
【図19】 前記パージ弁駆動処理にて用いられるパージ弁全開時パージ率PGR100を、吸入空気流量GAとエンジン回転数NEとから決定するマップ説明図。
【図20】 実施の形態1のECUにより実行される燃料噴射処理のフローチャート。
【図21】 実施の形態2におけるパージ弁全閉処理のフローチャート。
【図22】 実施の形態2の制御によるパージ率PGRと空燃比フィードバック係数FAFとの挙動を示すタイミングチャート。
【図23】 実施の形態3におけるパージ弁全閉処理のフローチャート。
【図24】 実施の形態3における中断処理のフローチャート。
【図25】 実施の形態3の制御によるパージ率PGRと空燃比フィードバック係数FAFとの挙動を示すタイミングチャート。
【図26】 実施の形態3の制御によるパージ率PGRと空燃比フィードバック係数FAFとの挙動を示すタイミングチャート。
【図27】 実施の形態4におけるFAF挙動検出継続判定処理のフローチャート。
【図28】 実施の形態4における中断処理のフローチャート。
【図29】 実施の形態4におけるISCシステムの構成説明図。
【図30】 実施の形態4の制御による許可フラグ、負荷KLSM、パージ率PGRおよび空燃比フィードバック係数FAFの挙動を示すタイミングチャート。
【図31】 実施の形態5におけるKG学習許可取消判定処理のフローチャート。
【図32】 実施の形態5の制御によるベース空燃比フィードバック係数KG(m)および学習値減量カウンタCKGL(m)の挙動を示すタイミングチャート。
【図33】 実施の形態5の制御によるベース空燃比フィードバック係数KG(m)、パージ濃度学習値FGPGおよびパージ増加判定値γの挙動を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
2…エンジン、4…気筒、6…吸気弁、8…吸気流路、8a…スロットルバルブ、10…排気弁、12…排気流路、14…燃料噴射弁、16…エアフローメータ、18…燃料タンク、20…燃料ポンプ、22…燃料配管、24…ベーパ配管、26…キャニスタ、28…パージ配管、30…パージ弁、32…空燃比センサ、34…電子制御ユニット(ECU)、36…バス、38…CPU、40…メモリ、42…入力インターフェイス、44…出力インターフェイス、50…ISCシステム、50a…吸気バイパス経路、50b…ISCV。
Claims (15)
- 内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料を吸気管内にパージするパージ手段と、
内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段にて検出される空燃比を目標空燃比に制御するための空燃比フィードバック係数を演算する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいて吸気管内にパージされる蒸発燃料の濃度を学習する濃度学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいてベース空燃比フィードバック係数を学習するベース空燃比フィードバック係数学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算された空燃比フィードバック係数、前記濃度学習手段によって学習された蒸発燃料の濃度および前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段で学習されたベース空燃比フィードバック係数に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定する燃料蒸気量推定手段と、
前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さい場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも大きい場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可する学習制御手段とを備え、
前記燃料蒸気量推定手段は、前記燃料蒸気の発生量を、前記燃料タンク内の温度および前記燃料タンクに与えられる速度変化に応じて求めることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料を吸気管内にパージするパージ手段と、
内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段にて検出される空燃比を目標空燃比に制御するための空燃比フィードバック係数を演算する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいて吸気管内にパージされる蒸発燃料の濃度を学習する濃度学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいてベース空燃比フィードバック係数を学習するベース空燃比フィードバック係数学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算された空燃比フィードバック係数、前記濃度学習手段によって学習された蒸発燃料の濃度および前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段で学習されたベース空燃比フィードバック係数に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記パージ手段に設けられたパージ量を調整するパージ弁と、
前記パージ弁を開いた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動と、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動とを検出する空燃比フィードバック係数挙動検出手段と、
前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段にて得られた2つの挙動に基づき、パージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、パージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可する学習制御手段とを備え、
前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じることにより前記空燃比フィードバック係数の挙動を検出するに際して、前記パージ弁を徐々に閉じることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料を吸気管内にパージするパージ手段と、
内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段にて検出される空燃比を目標空燃比に制御するための空燃比フィードバック係数を演算する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいて吸気管内にパージされる蒸発燃料の濃度を学習する濃度学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいてベース空燃比フィードバック係数を学習するベース空燃比フィードバック係数学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算された空燃比フィードバック係数、前記濃度学習手段によって学習された蒸発燃料の濃度および前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段で学習されたベース空燃比フィードバック係数に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記パージ手段に設けられたパージ量を調整するパージ弁と、
前記パージ弁を開いた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動と、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動とを検出する空燃比フィードバック係数挙動検出手段と、
前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段にて得られた2つの挙動に基づき、パージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、パージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可する学習制御手段とを備え、
前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じる際に、前記空燃比フィードバック係数が、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値より濃い側へ変化した場合に、前記パージ弁を閉じるのを停止または前記パージ弁を開いて、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料を吸気管内にパージするパージ手段と、
内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段にて検出される空燃比を目標空燃比に制御するための空燃比フィードバック係数を演算する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいて吸気管内にパージされる蒸発燃料の濃度を学習する濃度学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数に基づいてベース空燃比フィードバック係数を学習するベース空燃比フィードバック係数学習手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段で演算された空燃比フィードバック係数、前記濃度学習手段によって学習された蒸発燃料の濃度および前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段で学習されたベース空燃比フィードバック係数に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記燃料タンク内の燃料蒸気の存在量を、燃料タンク内での燃料蒸気の発生量と燃料蒸気のパージ量との収支から推定する燃料蒸気量推定手段と、
前記パージ手段に設けられたパージ量を調整するパージ弁と、
前記パージ弁を開いた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動と、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック制御手段にて演算される空燃比フィードバック係数の挙動とを検出する空燃比フィードバック係数挙動検出手段と、
前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも小さく、かつ前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段にて得られた2つの挙動に基づいてパージされる燃料蒸気量が希薄であると判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を許可するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を禁止し、前記燃料蒸気量推定手段にて推定された燃料蒸気の存在量が希薄判定基準値よりも大きい、あるいは前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段にて得られた2つの挙動に基づいてパージされる燃料蒸気量が希薄でないと判断される場合に、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習を禁止するとともに前記濃度学習手段による蒸発燃料の濃度の学習を許可する学習制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記燃料蒸気量推定手段は、前記燃料蒸気の発生量を、前記燃料タンク内の温度に応じて求めることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記燃料蒸気量推定手段は、前記燃料蒸気の発生量を、前記燃料タンク内の温度および前記燃料タンクに与えられる速度変化に応じて求めることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記燃料蒸気量推定手段は、大気圧の値に応じて前記燃料蒸気の発生量を補正することを特徴とする請求項1、5または6記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じることにより前記空燃比フィードバック係数の挙動を検出するに際して、前記パージ弁を徐々に閉じることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じる際に、前記空燃比フィードバック係数が、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値より濃い側へ変化した場合に、前記パージ弁を閉じるのを停止または前記パージ弁を開いて、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止することを特徴とする請求項2、4または8記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を閉じる際に、前記空燃比フィードバック係数が、燃料濃度を濃くする側に設定されている濃厚側判定値より濃い側へ変化した場合に、前記パージ弁を閉じるのを停止または前記パージ弁を開いて、前記パージ弁を閉じた状態における前記空燃比フィードバック係数の挙動の検出を中止するとともに、前記燃料蒸気量推定手段にて推定される燃料蒸気の存在量を増加補正することを特徴とする請求項4記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、空燃比フィードバック係数の挙動検出中に、内燃機関の負荷の変化が挙動検出中止判定値より大きくなった場合に、空燃比フィードバック係数の挙動検出を中止することを特徴とする請求項2〜4、8〜 10記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記空燃比フィードバック係数挙動検出手段は、前記パージ弁を開 状態から閉状態に移行した場合は、内燃機関の負荷の変化と前記挙動検出中止判定値とを比較するに際しては、前記パージ弁を介して吸気管内に導入されていた気体に対応する内燃機関の負荷変動を相殺した状態で行うことを特徴とする請求項11記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 請求項1〜12記載の内燃機関の空燃比制御装置の構成に加えて、
前記学習制御手段により前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習が許可されている状態にて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出するパージ増加検出手段と、
前記パージ増加検出手段にて検出された前記パージ蒸発燃料の増加が、許可取り消し判定値より大きい場合は、前記学習制御手段により許可された前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段によるベース空燃比フィードバック係数の学習許可を取り消す学習許可取消手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 前記パージ増加検出手段は、前記ベース空燃比フィードバック係数学習手段により学習されるベース空燃比フィードバック係数の変化に基づいて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出することを特徴とする請求項13記載の内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記パージ増加検出手段は、前記空燃比フィードバック制御手段で演算される空燃比フィードバック係数の変化に基づいて、吸気管内にパージされる蒸発燃料の増加を検出することを特徴とする請求項13記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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