JP4631584B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
内燃機関の吸気ポートの燃料を噴射するポート噴射弁と、
内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
内燃機関の排気通路に配置された触媒と、
前記触媒の上流に配置されるメイン排気ガスセンサと、
前記触媒の下流に配置されるサブ排気ガスセンサと、
前記メイン排気ガスセンサの出力とその目標値との偏差に基づいて、メインフィードバック係数を緊急補正値として算出する緊急補正値算出手段と、
前記サブ排気ガスセンサの出力とその目標値との偏差に基づいて、サブフィードバック係数を定常補正値として算出する定常補正値算出手段と、
前記緊急補正値が主として筒内噴射弁の噴射量に反映され、かつ、前記定常補正値が主としてポート噴射弁の噴射量に反映されるように、それらの噴射量を算出する噴射量算出手段と、
を備えることを特徴とする。
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、複数の気筒を備える多筒式の機関であり、それぞれの気筒にピストン12を備えている。ピストン12を取り巻くシリンダの壁面には冷却水の循環通路が設けられている。内燃機関10は、その冷却水の温度THWを計測するための水温センサ14を備えている。
図1に示すシステムにおいて、触媒38は、排気空燃比が理論空燃比の近傍に維持されることにより、排気ガスを良好に浄化することができる。このため、ECU50は、メイン空燃比センサ40の出力、及びサブO2センサ42の出力に基づいて、排気空燃比が理論空燃比に一致するように燃料噴射量をフィードバック制御する。
図2は、上記の機能を実現するためのECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図2に示すルーチンでは、先ず、機関回転数NE、吸入空気量Ga、及びスロットル開度TA等のエンジンパラメータが検出される(ステップ100)。
TAUp=αp*TP*(1+g)+βp ・・・(1)
但し、αpは上述したポートへの噴射割合、gは上記のサブフィードバック係数、βpはポート噴射弁34の無効噴射時間である。
TAUd=αd*TP*(1+f)+βd ・・・(2)
但し、αdは上述した筒内への噴射割合、fは上記のサブフィードバック係数、βdは筒内噴射弁36の無効噴射時間である。
[実施の形態2の構成]
次に、図3乃至図8を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。図3は、本実施形態のシステムの構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、排気ガスセンサの配置と種類が異なる点を除いて、実施の形態1のシステムと同様である。すなわち、本実施形態のシステムでは、触媒38の上流に共通O2センサ52を備えていると共に、排気マニホールドに気筒別O2センサ54を備えている。
(フィードバック係数FAFの演算)
本実施形態において、共通O2センサ52の出力は、上記の如く、内燃機関10から排出される排気ガス中の酸素濃度に対応している。つまり、その出力は、排気空燃比が全体としてリッチであるか、或いはリーンであるかを表している。このため、ECU50は、共通O2センサ52の出力に基づいて、燃料噴射量の主たるフィードバック制御を実行する。そして、そのフィードバック制御を実現するために、ECU50は、以下に説明する手法によって、フィードバック係数FAFを演算する。
本実施形態のシステムは、上述した通り、気筒別O2センサ54を備えている。ECU40は、気筒別O2センサ54の出力に基づいて、気筒別フィードバック係数dFAFi(iは気筒番号)を算出する。
(学習値KGの算出)
図6は、共通O2センサ52の出力に基づいて学習値KGを算出するためにECU50が実行するルーチンのフローチャートである。このルーチンでは、先ず、学習値KGの更新時期が到来したかが判別される(ステップ120)。更新時期が到来していないと判別された場合は、そのまま今回の処理サイクルが終了される。
図7は、第1気筒の気筒別O2センサ54の出力に基づいて第1気筒の気筒別学習値dFAF1KGを算出するためのルーチンのフローチャートである。ECU50は、図7に示すルーチンを、内燃機関10が有する全ての気筒について実行するものとする。
以上説明した通り、本実施形態のシステムは、気筒別学習値dFAFiKGと、学習値KGとの双方を算出している。気筒別学習値dFAFiKGは、個々の気筒に定常的に発生している空燃比のバラツキを相殺するためのものである。このバラツキは、内燃機関10の運転状態に影響されるものではない、このため、気筒別学習値dFAFiKGを用いた補正には、応答性より、むしろ正確性が要求される。そこで、本実施形態のシステムは、気筒別学習値dFAFiKGを基礎とする補正は、各気筒のポート噴射に対して反映させることとした。
TAUp1=αp*TP*(FAF+dFAF1KG)+βp
TAUp2=αp*TP*(FAF+dFAF2KG)+βp
TAUp3=αp*TP*(FAF+dFAF3KG)+βp
TAUp4=αp*TP*(FAF+dFAF4KG)+βp ・・・(3)
TAUd1=αd*TP*(FAF+KG)+βd
TAUd2=αd*TP*(FAF+KG)+βd
TAUd3=αd*TP*(FAF+KG)+βd
TAUd4=αd*TP*(FAF+KG)+βd ・・・(4)
[実施の形態3の構成]
次に、図9乃至図12を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。図9は、本実施形態のシステムの構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、気筒別O2センサ54が除去されている点、及び、蒸発燃料のパージシステムを備えている点を除いて、実施の形態1のシステムと同様である。
図9に示す構成によれば、例えば、燃料の給油の際、或いは、燃料タンク60内の温度が上昇した際などに、燃料タンク60からキャニスタ64に向けて蒸発燃料を含むガスが流入する。キャニスタ64は、このようにして流入してきたガス中の燃料成分のみを吸着して、大気孔66から空気のみを排出する。その結果、蒸発燃料の大気への流出が阻止される。
FPG=(FGPG−1.0)*PGR ・・・(5)
ECU50は、上述した実施の形態2の場合と同様に、共通O2センサ52の出力に基づいて、フィードバック補正係数FAF、及びその平滑値FAFaveを算出している。その上で、ECU50は、以下に説明する図10乃至図12に示すルーチンを実行することにより、上記の機能を実現する。
(1)0.95<FAFave<1.05:パージ影響小
(2)0.90<FAFave≦0.95又は1.05≦FAFave<1.10:パージ影響中
(3)FAFave≦0.90又は1.10≦FAFave:パージ影響大
PGR←PGR+ΔPGR ・・・(6)
PGR←PGR−ΔPGR ・・・(7)
A<(PGRold−PGR)/PGR<B ・・・(8)
但し、上記(8)式において、Aは判定下限値であり、Bは判定上限値である。また、PGRoldは上記ステップ180で記憶した前回のパージ率PGRである。そして、PGRは上記ステップ186〜190の何れかで設定した今回のパージ率PGRである。
図12(A)は、ポート噴射時間TAUpを算出するためにECU50が実行するルーチンのフローチャートである。ここでは、先ず、内燃機関10のパラメータ(機関回転数NE、吸気負圧PMなど)に基づいて、基本燃料噴射量TPが算出される(ステップ210)。
kFAFp=FAF+FPGp ・・・(9)
TAUp=αp*TP*kFAFp+βp ・・・(10)
但し、αp及びβpは、実施の形態1の場合と同様に、それぞれ、吸気ポート16への噴射割合、及びポート噴射弁34の無効噴射時間である。
[実施の形態4の特徴]
次に、図13を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施形態のシステムは、上述した実施の形態3のシステムにおいて、ECU50に、上記図10乃至図12に示すルーチンに加えて、後述する図13に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
図13は、パージの安定度を判断するために本実施形態において実行されるルーチンのフローチャートである。このルーチンは、上述した図10に示すルーチンと同様に、内燃機関10の始動後、パージが開始された後に実行されるルーチンである。図13に示すルーチンでは、先ず、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて発生したスロットル開度TAの変化量ΔTAが、判定値Cより大きいか否かが判断される(ステップ230)。
16 吸気ポート
34 ポート噴射弁
36 筒内噴射弁
38 触媒
40 メイン空燃比センサ
42 サブO2センサ
50 ECU(Electronic Control Unit)
f メインフィードバック係数
g サブフィードバック係数
αp 吸気ポートへの噴射割合
αd 筒内への噴射割合
βp ポート噴射弁の無効噴射時間
βd 筒内噴射弁の無効噴射時間
FAF フィードバック係数
FAFave フィードバック係数平滑値
dFAFi 気筒別フィードバック係数
dFAFiave 気筒別フィードバック係数平滑値
KG 学習値
dFAFiKG 気筒別学習値
PGR パージ率
XPGRtrn 過渡フラグ
FPG パージ補正係数
FGPG パージ濃度
TAU 燃料噴射時間
TP 基本燃料噴射時間
TA スロットル開度
NE 機関回転数
Ga 吸入空気量
Claims (1)
- 内燃機関の吸気ポートの燃料を噴射するポート噴射弁と、
内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
内燃機関の排気通路に配置された触媒と、
前記触媒の上流に配置されるメイン排気ガスセンサと、
前記触媒の下流に配置されるサブ排気ガスセンサと、
前記メイン排気ガスセンサの出力とその目標値との偏差に基づいて、メインフィードバック係数を緊急補正値として算出する緊急補正値算出手段と、
前記サブ排気ガスセンサの出力とその目標値との偏差に基づいて、サブフィードバック係数を定常補正値として算出する定常補正値算出手段と、
前記緊急補正値が主として筒内噴射弁の噴射量に反映され、かつ、前記定常補正値が主としてポート噴射弁の噴射量に反映されるように、それらの噴射量を算出する噴射量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
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