JP5510154B2 - Fuel injection amount correction control method and control apparatus for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の燃料噴射量補正制御方法および制御装置に関し、とくにセンサ等による検出誤差(センサズレ)を考慮するものに関する。 The present invention relates to a fuel injection amount correction control method and a control apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a method that considers a detection error (sensor deviation) by a sensor or the like.
内燃機関において、制御装置が燃料噴射装置に指令噴射量を指示し、燃料噴射装置がこれに応じて燃料を噴射するという構成が知られている。また、実際の燃料噴射量に応じて指令噴射量に関する学習を行う構成も知られている。たとえば、A/Fセンサによって検出される実空燃比と、吸入空気量および指令噴射量から算出される目標空燃比との偏差に基づいて、指令噴射量に対する噴射量補正値を学習するという構成がある。このような構成の例は特許文献1に開示される。
In an internal combustion engine, a configuration is known in which a control device instructs a command injection amount to a fuel injection device, and the fuel injection device injects fuel accordingly. A configuration is also known in which learning about the command injection amount is performed in accordance with the actual fuel injection amount. For example, the configuration is such that the injection amount correction value for the command injection amount is learned based on the deviation between the actual air-fuel ratio detected by the A / F sensor and the target air-fuel ratio calculated from the intake air amount and the command injection amount. is there. An example of such a configuration is disclosed in
しかしながら、従来の技術では、センサの個体差や劣化等によるバラツキによって検出誤差が生じた場合には適切な補正制御が行えないという問題があった。
たとえば特許文献1の構成では、A/F出力検出手段に検出誤差が生じ、実際の値とは異なる値が検出されている場合であっても、その検出誤差を含む検出値に基づいて噴射量の補正量が算出されるので、最適な補正量を得ることができない。
However, the conventional technique has a problem in that appropriate correction control cannot be performed when a detection error occurs due to variations due to individual differences or deterioration of sensors.
For example, in the configuration of
本発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、センサの検出誤差に応じて、適切に補正制御を行う方法および装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for appropriately performing correction control in accordance with the detection error of a sensor.
この発明に係る学習を制御する方法は、空燃比検出手段にて検出される実空燃比と目標空燃比とに基づき空燃比偏差を算出し、空燃比偏差が所定値よりも大きい場合には、燃料噴射量に関する補正を行う内燃機関の燃料噴射量補正制御方法において、目標空燃比は、燃料噴射量を指示する指令噴射量と、燃焼室内に吸入する空気量を吸入空気量検出手段にて検出することによって得られる実空気量または燃焼室内に吸入する空気量を推定することによって得られる推定空気量とに基づいて算出され、燃料噴射量に関する補正を実行するステップの前に、空燃比検出手段の誤検出を判定するステップと、吸入空気量検出手段の誤検出を判定するステップと、実空気量と目標空気量との偏差の符号と、空燃比偏差の符号とが同一であるか否かを判定するステップとを備え、目標空燃比に基づき算出される目標排気温と排気温検出手段にて検出される実排気温とに基づき排気温偏差を算出し、排気温偏差が所定値よりも小さい場合には、実空燃比の誤検出があると判定し、空燃比検出手段の誤検出があると判定された場合には、燃料噴射量に関する補正を取りやめ、吸入空気量検出手段の誤検出があると判定され、かつ、実空気量と目標空気量との偏差の符号と、空燃比偏差の符号とが同一であると判定された場合には、燃料噴射量に関する補正を取りやめ、吸入空気量検出手段の誤検出があると判定され、かつ、実空気量と目標空気量との偏差の符号と、空燃比偏差の符号とが逆であると判定された場合には、燃料噴射量に関する補正を行うことを特徴とする。 The method for controlling learning according to the present invention calculates an air-fuel ratio deviation based on the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means and the target air-fuel ratio, and when the air-fuel ratio deviation is larger than a predetermined value, In the fuel injection amount correction control method for an internal combustion engine that performs correction relating to the fuel injection amount, the target air-fuel ratio is detected by the intake air amount detection means for the command injection amount that instructs the fuel injection amount and the air amount that is sucked into the combustion chamber The air-fuel ratio detecting means is calculated before the step of executing the correction relating to the fuel injection amount , which is calculated on the basis of the actual air amount obtained by the estimation or the estimated air amount obtained by estimating the amount of air sucked into the combustion chamber. Whether the sign of the deviation between the actual air quantity and the target air quantity is the same as the sign of the air-fuel ratio deviation. The To a step to calculate an exhaust gas temperature deviation based on the actual exhaust gas temperature Metropolitan detected a target exhaust air temperature is calculated based on the target air-fuel ratio in exhaust temperature detecting means, when the exhaust gas temperature deviation is smaller than a predetermined value If it is determined that there is an erroneous detection of the actual air-fuel ratio, and if it is determined that there is an erroneous detection of the air-fuel ratio detection means, the correction relating to the fuel injection amount is canceled and the erroneous detection of the intake air amount detection means is performed. If the sign of the deviation between the actual air amount and the target air quantity is the same as the sign of the air-fuel ratio deviation, the correction related to the fuel injection amount is canceled and the intake air amount detection is performed. If it is determined that there is an erroneous detection of the means, and it is determined that the sign of the deviation between the actual air amount and the target air amount is opposite to the sign of the air-fuel ratio deviation, the correction related to the fuel injection amount is corrected. It is characterized by performing .
このような構成によれば、空燃比を検出する際の誤検出に応じて、補正制御を行うか否かが決定される。 According to such a configuration, whether or not to perform correction control is determined according to erroneous detection when detecting the air-fuel ratio.
内燃機関の燃料噴射量を補正制御する制御装置であって、排気通路の空燃比を検出する空燃比検出手段と、燃料噴射量に関する補正量を制御する制御手段と、を備え、上述の内燃機関の燃料噴射量補正制御方法を実行する。 A control device for correcting and controlling a fuel injection amount of an internal combustion engine, comprising: an air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio of an exhaust passage; and a control means for controlling a correction amount related to the fuel injection amount, the above-mentioned internal combustion engine The fuel injection amount correction control method is executed.
この発明に係る内燃機関の燃料噴射量補正制御方法および制御装置によれば、空燃比または吸入空気量の検出誤差を判定し、その結果に応じて、指令噴射量に関する補正を行うか否かを決定するので、補正を適切に制御することができる。 According to the fuel injection amount correction control method and control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the detection error of the air-fuel ratio or the intake air amount is determined, and whether or not the correction related to the command injection amount is to be performed according to the determination result. Since it is determined, the correction can be appropriately controlled.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明に係る内燃機関であるディーゼルエンジン100を含む構成を示す。ディーゼルエンジン自体の構成は周知であるため、図1では概略のみ示している。吸気口10から吸入された空気は、エアクリーナ12によって浄化された後、ターボチャージャ14によって圧縮される。そしてインタークーラ16によって冷却され、インレットマニホールド18を介して燃焼室20に流入する。
また、燃焼室20には燃料噴射装置22から燃料が噴射され燃焼する。燃焼後、燃焼室20からエキゾーストマニホールド24に排気ガスが排出される。排気ガスは、ターボチャージャ14において吸気の圧縮に用いられた後、触媒26によって浄化され、排気口28から排出される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration including a
Further, fuel is injected into the
エアクリーナ12の上流側にはエアフローメーター42が設けられる。エアフローメーター42は吸入空気量検出手段であり、エアクリーナ12を介してディーゼルエンジン100の燃焼室20内に吸入される空気の量を検出する。
触媒26の上流側には排気温検出手段である排気温センサ44が設けられる。また、触媒26の下流にはA/Fセンサ46が設けられる。A/Fセンサ46は空燃比検出手段であり、触媒26を介してディーゼルエンジン100から排出される排気ガスにおいて空燃比(A/F)を表す情報を検出する。
An
An
また、ディーゼルエンジン100における機関回転数を検出する回転数検出手段として、回転数センサ48が設けられる。
なお、エアフローメーター42、排気温センサ44、A/Fセンサ46および回転数センサ48の具体的な構成については、当業者に周知であるため説明を省略する。
Further, a
The specific configurations of the
ディーゼルエンジン100には、ディーゼルエンジン100の動作を制御するECU40が取り付けられる。ECU40は、エアフローメーター42、排気温センサ44、A/Fセンサ46および回転数センサ48と電気的に通信可能であり、これらのセンサから伝達される情報を受信する。また、ECU40は、燃料噴射装置22と電気的に通信可能であり、燃料噴射量を指示する指令噴射量を燃料噴射装置22に送信することによって、ディーゼルエンジン100における燃料噴射量を制御する。
An ECU 40 that controls the operation of the
ECU40は周知の電子制御装置としての構成を有する。ECU40は、回転数センサ48および図示しないアクセル開度センサから受信する情報に基づいて指令噴射量を決定し、これを燃料噴射装置22に送信して燃料噴射量を制御する。なお、指令噴射量はオイル温度や冷却水温度に基づく機関温度、吸入空気温度、大気圧など周知のパラメータによって補正してもよい。また、ECU40は、指令噴射量に関する学習を実行し、学習の結果に応じて指令噴射量を補正する、学習制御手段でもある。また、このECU40と、エアフローメーター42、排気温センサ44、A/Fセンサ46および回転数センサ48が、指令噴射量に関する学習を制御する装置を構成する。
The ECU 40 has a configuration as a well-known electronic control device. The
ECU40は記憶装置(図示せず)を備える。記憶装置には、指令噴射量および機関回転数から吸入空気量を求める空気量マップと、吸入空気量および指令噴射量から空燃比を求める空燃比マップと、指令噴射量および吸入空気量から排気温を求める第1の排気温マップと、指令噴射量および機関回転数から排気温を求める第2の排気温マップとが記憶されている。これらのマップは2次元の表形式となっており、たとえば空気量マップにおいて、指令噴射量の値および機関回転数の値が特定されれば、これらの値に対応する吸入空気量の値が決定される。
The
次に、図2〜図5を参照して、実施の形態1に係るECU40が実行する学習制御について説明する。
図2は、ECU40の学習制御の大まかな流れを示すフローチャートである。
まずECU40は、A/Fセンサ46によって検出される実空燃比と、A/Fセンサ46以外からの情報に基づいて決定される目標空燃比との偏差を算出する(ステップS1)。
Next, the learning control executed by the
FIG. 2 is a flowchart showing a rough flow of learning control of the
First, the ECU 40 calculates a deviation between the actual air-fuel ratio detected by the A /
図3は、図2のステップS1の内容をより詳細に説明するフローチャートである。図2のステップS1は、図3のステップS11〜S16を含む。
まずECU40は指令噴射量を取得する(ステップS11)。ECU40はたとえば周知の方法によって指令噴射量を随時決定しており、単にその値を参照することによってこれを取得することができる。
FIG. 3 is a flowchart illustrating the details of step S1 in FIG. 2 in more detail. Step S1 in FIG. 2 includes steps S11 to S16 in FIG.
First, the
次に、ECU40は実空気量を検出する(ステップS12)。これはたとえばエアフローメーター42が検出した吸入空気量を表す値を受信することによって行われる。この実空気量は、センサの検出値に基づいて決定されるディーゼルエンジン100の実状態を表す情報のひとつである。
Next, the
次に、ECU40は目標空燃比を決定する(ステップS13)。これは、ステップS11において取得された指令噴射量と、ステップS12において検出された実空気量とに基づいて行われる。たとえば、目標空燃比は実空気量を指令噴射量で除算した値として算出される。このように、目標空燃比は、A/Fセンサ46から受信する情報を参照することなく決定される。この目標空燃比は、演算に基づいて決定されるディーゼルエンジン100の目標状態を表す情報のひとつである。
Next, the
次に、ECU40は実空燃比を検出する(ステップS14)。これはたとえばA/Fセンサ46が検出した空燃比を表す値を受信することによって行われる。この実空燃比は、センサの検出値に基づいて決定されるディーゼルエンジン100の実状態を表す情報のひとつである。
次に、ECU40は空燃比偏差を算出する(ステップS15)。これは、上記のように取得された実空燃比と目標空燃比との偏差を算出することによって行われる。偏差はたとえば差として求められる。この空燃比偏差は、目標状態と実状態との偏差を表す状態偏差のひとつである。
Next, the
Next, the
このようにして、ステップS1において、ECU40は空燃比偏差を算出する。ここで、空燃比偏差がゼロである場合は、A/Fセンサ46によって検出される実空燃比と、A/Fセンサ46以外からの情報に基づいて決定される目標空燃比とが一致していることになる。一方、空燃比偏差がゼロでない場合は、その原因として考えられるものは、たとえば次の3点を含む。
‐ケース1:指令噴射量と実際の噴射量との間に誤差(噴射量ズレ)がある場合
‐ケース2:A/Fセンサ46が検出した実空燃比と、実際の空燃比との間に検出誤差(センサズレ)がある場合
‐ケース3:エアフローメーター42が検出した吸入空気量と、実際の吸入空気量との間に検出誤差(センサズレ)がある場合
In this way, in step S1, the
-Case 1: When there is an error (injection amount deviation) between the command injection amount and the actual injection amount-Case 2: Between the actual air-fuel ratio detected by the A /
図2に戻り、ステップS1の後、ECU40は、空燃比偏差の絶対値が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS2)。
空燃比偏差が閾値以下である場合、ECU40は処理を終了する。すなわち、この場合には、指令噴射量に関する学習は実行されない。これは、たとえば、指令噴射量が適正であると判定することに相当する。または、噴射量ズレがない(少なくとも所定値以下である)と判定することに相当する。
Returning to FIG. 2, after step S1, the
When the air-fuel ratio deviation is equal to or less than the threshold value, the
空燃比偏差が閾値よりも大きい場合、ECU40は、排気温センサ44によって検出される実排気温と、排気温センサ44以外からの情報に基づいて決定される目標排気温との偏差を算出する(ステップS3)。
When the air-fuel ratio deviation is larger than the threshold, the
図4は、図2のステップS3の内容をより詳細に説明するフローチャートである。図2のステップS3は、図4のステップS31〜S35を含む。
まずECU40は指令噴射量取得する(ステップS31)。この処理は図3のステップS11と同様である。また、この処理を省略し、ステップS11において取得した値を用いてもよい。
次に、ECU40は実空気量を検出する(ステップS32)。この処理は図3のステップS12と同様である。また、この処理を省略し、ステップS12において取得した値を用いてもよい。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the details of step S3 of FIG. 2 in more detail. Step S3 in FIG. 2 includes steps S31 to S35 in FIG.
First, the
Next, the
次に、ECU40は目標排気温を決定する(ステップS33)。これは、指令噴射量および実空気量に基づき、上述の第1の排気温マップを参照することによって行われる。このように、目標排気温は、排気温センサ44から受信する情報を参照することなく決定される。
次に、ECU40は実排気温を検出する(ステップS34)。これはたとえば排気温センサ44が検出した温度を表す値を受信することによって行われる。
Next, the
Next, the
次に、ECU40は排気温偏差を算出する(ステップS35)。これは、上記のように取得された実排気温と目標排気温との偏差を算出することによって行われる。偏差はたとえば差として求められる。
このようにして、ステップS3において、ECU40は排気温偏差を算出する。ここで、排気温偏差がゼロである場合は、排気温センサ44によって検出される実排気温と、排気温センサ44以外からの情報に基づいて決定される目標排気温とが一致していることになる。
Next, the
In this way, in step S3, the
図2に戻り、ステップS3の後、ECU40は、排気温偏差の絶対値が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS4)。
この判定は、A/Fセンサ46の検出結果に検出誤差(センサズレ)が含まれているか否かの判定に相当する。すなわち、排気温センサ44の検出結果が正しいという前提を置いて考えると、排気温偏差が閾値以下である場合には、噴射量ズレは小さく、空燃比偏差の原因はA/Fセンサ46のセンサズレであると考えられる。この場合には、ECU40は処理を終了する。すなわち、この場合には、噴射量ズレは小さいと考えられるので、指令噴射量に関する学習は実行されない。
Returning to FIG. 2, after step S3, the
This determination corresponds to determination of whether or not a detection error (sensor deviation) is included in the detection result of the A /
一方、排気温偏差が閾値より大きい場合(すなわち、空燃比偏差および排気温偏差の双方が閾値より大きい場合)には、とくにA/Fセンサ46のセンサズレを示す情報はないと考えられる。この場合、空燃比偏差の原因は次のいずれかに絞られると考えることができる。
‐ケース1:指令噴射量と実際の噴射量との間に誤差(噴射量ズレ)がある場合
‐ケース3:エアフローメーター42が検出した吸入空気量と、実際の吸入空気量との間に検出誤差(センサズレ)がある場合
On the other hand, when the exhaust temperature deviation is larger than the threshold value (that is, when both the air-fuel ratio deviation and the exhaust temperature deviation are larger than the threshold value), it is considered that there is no information indicating the sensor deviation of the A /
-Case 1: When there is an error (injection amount deviation) between the command injection amount and the actual injection amount-Case 3: Detection between the intake air amount detected by the
ステップS4において排気温偏差が閾値よりも大きい場合、ECU40は、エアフローメーター42によって検出される実空気量と、エアフローメーター42以外からの情報に基づいて決定される目標空気量との偏差を算出する(ステップS5)。
When the exhaust temperature deviation is larger than the threshold value in step S4, the
図5は、図2のステップS5の内容をより詳細に説明するフローチャートである。図2のステップS5は、図5のステップS51〜S55を含む。
まずECU40は指令噴射量を取得する(ステップS51)。この処理は図3のステップS11と同様である。また、この処理を省略し、ステップS11において取得した値を用いてもよい。
次に、ECU40はディーゼルエンジン100の機関回転数を取得する(ステップS52)。これはたとえば回転数センサ48が検出した機関回転数を表す値を受信することによって行われる。
次に、ECU40は目標空気量を決定する(ステップS53)。これは、ステップS51およびS52において取得された指令噴射量および機関回転数に基づき、上述の空気量マップを参照することによって行われる。この目標空気量は、演算に基づいて決定されるディーゼルエンジン100の目標状態を表す情報のひとつである。このように、目標空気量は、エアフローメーター42から受信する情報を参照することなく決定される。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the details of step S5 of FIG. 2 in more detail. Step S5 in FIG. 2 includes steps S51 to S55 in FIG.
First, the
Next, the
Next, the
次に、ECU40は実空気量を検出する(ステップS54)。これはたとえばエアフローメーター42が検出した吸入空気量を表す値を受信することによって行われる。この実空気量は、センサの検出値に基づいて決定されるディーゼルエンジン100の実状態を表す情報のひとつである。
次に、ECU40は空気量偏差を算出する(ステップS55)。これは、上記のように取得された実空気量と目標空気量との偏差を算出することによって行われる。偏差はたとえば差として求められる。この空気量偏差は、目標状態と実状態との偏差を表す状態偏差のひとつである。
Next, the
Next, the
このようにして、ステップS5において、ECU40は空気量偏差を算出する。ここで、空気量偏差がゼロである場合は、エアフローメーター42によって検出される実空気量と、エアフローメーター42以外からの情報に基づいて決定される目標空気量とが一致していることになる。
In this way, in step S5, the
図2に戻り、ステップS5の後、ECU40は、空気量偏差の絶対値が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS6)。空気量偏差が閾値より大きい場合には、空気量偏差の符号と空燃比偏差の符号とが同一であるか否かを判定する(ステップS7)。たとえば、実空気量が目標空気量より小さく(すなわち空燃比としてリッチであり)、かつ実空燃比が目標空燃比より小さい(すなわち空燃比としてリッチである)場合には、これらの偏差は同一の符号を有する。一方、実空気量が目標空気量より小さく(すなわち空燃比としてリッチであり)、かつ実空燃比が目標空燃比より大きい(すなわち空燃比としてリーンである)場合には、これらの偏差は逆の符号を有する。
Returning to FIG. 2, after step S5, the
ステップS7において偏差の符号が同一である場合、ECU40は処理を終了する。これは、空燃比偏差の原因がエアフローメーター42のセンサズレであると判定することに相当し、したがって、指令噴射量が適正である、または噴射量ズレがない(少なくとも所定値以下である)と判定することに相当する。この場合には、指令噴射量に関する学習は実行されない。
なお、変形例として、ステップS7は実行されないものであってもよい。すなわち、ステップS6において空気量偏差が閾値より大きい場合には、ECU40はそのまま処理を終了してもよい。
When the sign of the deviation is the same in step S7, the
As a modification, step S7 may not be executed. That is, if the air amount deviation is larger than the threshold value in step S6, the
ステップS6において空気量偏差が閾値以下である場合には、ECU40は噴射量補正値を算出する(ステップS8)。この場合には、とくにエアフローメーター42のセンサズレを示す情報はないと考えられる。したがって、空燃比偏差および排気温偏差の原因は、
‐ケース1:指令噴射量と実際の噴射量との間に誤差(噴射量ズレ)がある場合
に絞られると考えることができる。
If the air amount deviation is equal to or smaller than the threshold value in step S6, the
-Case 1: It can be considered that the restriction is made when there is an error (injection amount deviation) between the command injection amount and the actual injection amount.
また、ステップS7において偏差の符号が逆である場合にも、ECU40は噴射量補正値を算出する(ステップS8)。この場合には、空燃比偏差および排気温偏差の原因は、
‐ケース1:指令噴射量と実際の噴射量との間に誤差(噴射量ズレ)がある場合
‐ケース3:エアフローメーター42が検出した吸入空気量と、実際の吸入空気量との間に検出誤差(センサズレ)がある場合
の双方であると考えることができる。
Even when the sign of the deviation is reversed in step S7, the
-Case 1: When there is an error (injection amount deviation) between the command injection amount and the actual injection amount-Case 3: Detection between the intake air amount detected by the
ステップS8における噴射量補正値の具体的な決定方法は、当業者であれば適宜設計することができる。たとえば、噴射量補正値を空燃比偏差の関数として表した式をあらかじめ記憶しておき、この関数に空燃比偏差を代入して噴射量補正値を算出することができる。 A specific method for determining the injection amount correction value in step S8 can be appropriately designed by those skilled in the art. For example, an expression expressing the injection amount correction value as a function of the air-fuel ratio deviation is stored in advance, and the injection amount correction value can be calculated by substituting the air-fuel ratio deviation into this function.
次に、ECU40は、噴射量補正値を学習マップに書き込む(ステップS9)。これによって指令噴射量の補正がなされるので、その後の指令噴射量は補正値に応じて変更された値が用いられることになる。このようにして、ECU40は、空燃比、吸入空気量および排気温に基づき、指令噴射量に関する学習を制御する。
Next, the
図6は、上述の処理によって決定されるデータ間の依存関係を表す図である。たとえば、空燃比偏差(A/F偏差)は、ステップS15において実空燃比と目標空燃比との差として算出される値であり、これは、ECU40、A/Fセンサ46およびエアフローメーター42の出力には依存するが、回転数センサ48および排気温センサ44の出力には直接依存しないことが示されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating the dependency relationship between data determined by the above-described processing. For example, the air-fuel ratio deviation (A / F deviation) is a value calculated as the difference between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio in step S15, and this is the output of the
以上のような構成に基づく処理の流れを、具体例を用いて以下に説明する。以下の3つの例では、いずれも次の条件を想定する。
‐実空燃比は20.0であり、目標空燃比は25.0である。すなわち、空燃比偏差は−5.0(リッチ側に5.0)となる。
‐空燃比偏差および排気温偏差はいずれも閾値より大きいと仮定する。すなわち処理はステップS2およびステップS4で終了せず、ステップS5以降の処理が実行される。
‐空気量偏差の閾値は、目標空気量の5%とする。
The flow of processing based on the above configuration will be described below using a specific example. In the following three examples, all assume the following conditions.
The actual air-fuel ratio is 20.0 and the target air-fuel ratio is 25.0. That is, the air-fuel ratio deviation is −5.0 (5.0 on the rich side).
-It is assumed that both the air-fuel ratio deviation and the exhaust temperature deviation are larger than the threshold value. That is, the process does not end at step S2 and step S4, and the processes after step S5 are executed.
-The threshold of the air amount deviation is 5% of the target air amount.
<例1:ステップS6からステップS8に分岐する場合>
例1では、実空気量が49g/sであり、目標空気量が50g/sである場合を想定する。この場合、空気量偏差は−1g/s(リッチ側に1g/s)であり、これは目標空気量の2%に相当する。したがって、空気量偏差(2%)は閾値(5%)以下であり、目標通りの吸入空気量が得られていることになる。よって空燃比偏差の原因は噴射量ズレであると判定され、ステップS6からステップS8に分岐して学習が実行される。
<Example 1: When branching from step S6 to step S8>
In Example 1, it is assumed that the actual air amount is 49 g / s and the target air amount is 50 g / s. In this case, the air amount deviation is -1 g / s (1 g / s on the rich side), which corresponds to 2% of the target air amount. Therefore, the air amount deviation (2%) is equal to or less than the threshold value (5%), and the intake air amount as the target is obtained. Therefore, it is determined that the cause of the air-fuel ratio deviation is the injection amount deviation, and the process branches from step S6 to step S8 to execute learning.
<例2:ステップS7で終了する場合>
例2では、実空気量が45g/sであり、目標空気量が50g/sである場合を想定する。この場合、空気量偏差は−5g/s(リッチ側に5g/s)であり、これは目標空気量の10%に相当する。したがって、空気量偏差(10%)は閾値(5%)より大きく、処理はステップS7に進む。
<Example 2: When ending in step S7>
In Example 2, it is assumed that the actual air amount is 45 g / s and the target air amount is 50 g / s. In this case, the air amount deviation is −5 g / s (5 g / s on the rich side), which corresponds to 10% of the target air amount. Therefore, the air amount deviation (10%) is larger than the threshold value (5%), and the process proceeds to step S7.
ステップS7において、空燃比偏差および空気量偏差はいずれも負(リッチ側)であるので、これらの符号は同一である。よって空燃比偏差の原因はエアフローメーター42のセンサズレであると判定され、噴射量ズレが原因ではないので噴射量の学習は実行されない。
なお、変形例として、空気量偏差の絶対値が空燃比偏差の絶対値に対してあまりにも大きい場合には、噴射量ズレも同時に発生している可能性が高いので、噴射量の学習を実行してもよい。たとえば、ステップS7で偏差の符号が同一と判定された場合には空気量偏差と空燃比偏差とを比較するステップを設け、その差または比が所定の閾値より大きい場合にはステップS8に分岐する構成としてもよい。
In step S7, since the air-fuel ratio deviation and the air amount deviation are both negative (rich side), these signs are the same. Therefore, it is determined that the cause of the air-fuel ratio deviation is a sensor deviation of the
As a modification, if the absolute value of the air amount deviation is too large relative to the absolute value of the air-fuel ratio deviation, the injection amount deviation is likely to occur at the same time, so the injection amount is learned. May be. For example, when it is determined in step S7 that the signs of the deviations are the same, a step of comparing the air amount deviation and the air-fuel ratio deviation is provided, and if the difference or ratio is greater than a predetermined threshold, the process branches to step S8. It is good also as a structure.
<例3:ステップS7からステップS8に分岐する場合>
例3では、実空気量が55g/sであり、目標空気量が50g/sである場合を想定する。この場合、空気量偏差は+5g/s(リーン側に5g/s)であり、これは目標空気量の10%に相当する。したがって、空気量偏差(10%)は閾値(5%)より大きく、処理はステップS7に進む。
<Example 3: When branching from step S7 to step S8>
In Example 3, it is assumed that the actual air amount is 55 g / s and the target air amount is 50 g / s. In this case, the air amount deviation is +5 g / s (5 g / s on the lean side), which corresponds to 10% of the target air amount. Therefore, the air amount deviation (10%) is larger than the threshold value (5%), and the process proceeds to step S7.
ステップS7において、空燃比偏差は負(リッチ側)であるが空気量偏差は正(リーン側)であるので、これらの符号は逆である。よって空燃比偏差の原因は噴射量ズレおよびエアフローメーター42のセンサズレの双方であると判定され、ステップS8に分岐して学習が実行される。
なお、この場合には、エアフローメーター42のセンサズレに相当する分まで噴射量補正値の計算に含めると学習が過剰となってしまうので、空燃比偏差に相当する分のみを考慮して噴射量補正値を決定することになる。
In step S7, since the air-fuel ratio deviation is negative (rich side) but the air amount deviation is positive (lean side), these signs are reversed. Therefore, it is determined that the cause of the air-fuel ratio deviation is both the injection amount deviation and the sensor deviation of the
In this case, since the learning becomes excessive if it is included in the calculation of the injection amount correction value up to the amount corresponding to the sensor deviation of the
以上説明されるように、実施の形態1に係るディーゼルエンジン100およびECU40によれば、エアフローメーター42およびA/Fセンサ46のセンサズレの有無を判定し、その結果に応じて、指令噴射量に関する学習を行うか否かを決定するので、学習を適切に制御することができる。
As described above, according to the
実施の形態1において、ディーゼルエンジン100は他の内燃機関であってもよく、たとえばガソリンエンジンであってもよい。
また、ディーゼルエンジン100は、排気管内の燃焼ガスを吸気管内に還流させるEGR装置が設けられていてもよく、この場合、指令噴射量及び機関回転数などから求められるEGR量に応じて目標空気量、目標A/F、目標排気温を補正し、各種センサの値と偏差を算出すればよい。
各種センサの配置は、実施の形態1に示される配置以外であってもよい。たとえば、排気管に設置されるA/Fセンサや排気温センサは排気管に設置されていればよく、ターボチャージャ14の上流側の排気管、触媒26の上流側の排気管や触媒26の下流側排気管に配置されていればよい。なお、実施の形態1に示される配置は、各種センサが設置されることが多い配置となっており、この場合、新たに各種センサを設置する必要がない。
空気量マップ、空燃比マップ、第1の排気温マップおよび第2の排気温マップは、たとえば各センサから特性中央品として選択されたものを使用して決定することができる。このようにすると、各センサのバラツキを考慮した適切な範囲で噴射量の学習を行うことができる。
また、これらのマップは、実施の形態1に示される変数以外の情報を考慮に入れたものであってもよい。たとえば、環境条件(外気温、水温、大気圧、等)に応じて補正を行ってもよい。また、触媒モード(通常燃焼モードであるか、またはPM再生燃焼モードであるか)に基づいて補正を行ってもよい。さらに、走行距離に応じた劣化係数に応じて補正を行ってもよい。
In
Further, the
The arrangement of the various sensors may be other than the arrangement shown in the first embodiment. For example, an A / F sensor or an exhaust temperature sensor installed in the exhaust pipe only needs to be installed in the exhaust pipe. The exhaust pipe upstream of the
The air amount map, the air-fuel ratio map, the first exhaust temperature map, and the second exhaust temperature map can be determined by using, for example, those selected as the characteristic center product from each sensor. In this way, it is possible to learn the injection amount within an appropriate range in consideration of variations among the sensors.
Further, these maps may take into account information other than the variables shown in the first embodiment. For example, you may correct | amend according to environmental conditions (outside temperature, water temperature, atmospheric pressure, etc.). Further, the correction may be performed based on the catalyst mode (whether it is the normal combustion mode or the PM regeneration combustion mode). Further, correction may be performed according to a deterioration coefficient corresponding to the travel distance.
実施の形態2.
実施の形態2は、実施の形態1において、A/Fセンサ46のセンサズレの判定と、エアフローメーター42のセンサズレの判定との順序を入れ替えるものである。
図7は、実施の形態2に係るECUの学習制御の流れを示すフローチャートである。ステップS101〜S103はそれぞれ実施の形態1(図2)のステップS1〜S3に対応する。
In the second embodiment, the order of the sensor deviation determination of the A /
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of learning control of the ECU according to the second embodiment. Steps S101 to S103 correspond to steps S1 to S3 of the first embodiment (FIG. 2), respectively.
ステップS104およびS105は、実施の形態1のステップS6およびS7に対応する。すなわち、まずエアフローメーター42のセンサズレ判定が行われる。
ステップS106は、実施の形態1のステップS3に対応する。
ステップS107は、実施の形態1のステップS4に対応する。すなわち、エアフローメーター42のセンサズレ判定の後に、A/Fセンサ46のセンサズレ判定が行われる。
ステップS108およびS109はそれぞれ実施の形態1のステップS8およびS9に対応する。
Steps S104 and S105 correspond to steps S6 and S7 of the first embodiment. That is, first, sensor deviation determination of the
Step S106 corresponds to step S3 in the first embodiment.
Step S107 corresponds to step S4 in the first embodiment. That is, the sensor deviation determination of the A /
Steps S108 and S109 correspond to steps S8 and S9 of the first embodiment, respectively.
このように、各センサの検出誤差(センサズレ)の順序を変えても、同様の処理を実行して同様の効果を得ることができる。 In this way, even if the order of detection errors (sensor deviations) of the sensors is changed, the same processing can be executed to obtain the same effect.
実施の形態3.
実施の形態3は、実施の形態1および2とは異なる方法でセンサズレおよび噴射量ズレの判定を行うものである。
図8aおよび図8bは、実施の形態3に係るECUの学習制御の流れを示すフローチャートである。実施の形態3に係るECUは、まず空気量偏差が閾値より大きいか否かの判定を行う(ステップS201〜S202)。このステップS201およびS202では、エアフローメーター42のセンサズレの有無を判定する。空気量偏差が閾値より大きい場合には、エアフローメーター42のセンサズレがあると判定し、そうでない場合にはエアフローメーター42のセンサズレがないと判定する。
In the third embodiment, the sensor deviation and the injection amount deviation are determined by a method different from that in the first and second embodiments.
8a and 8b are flowcharts showing the flow of learning control of the ECU according to the third embodiment. The ECU according to the third embodiment first determines whether or not the air amount deviation is larger than a threshold value (steps S201 to S202). In steps S201 and S202, it is determined whether the
エアフローメーター42のセンサズレがないと判定した場合、ECUは、空燃比偏差が閾値より大きいか否かの判定を行う(ステップS203〜S204)。なお、ここで目標空燃比としては実空気量を指令噴射量で除算した値が用いられる。
空燃比偏差が閾値以下である場合には、A/Fセンサ46のセンサズレはなく、また噴射量ズレもないと判定し、ECUは処理を終了する。
When it is determined that there is no sensor deviation of the
If the air-fuel ratio deviation is less than or equal to the threshold value, it is determined that there is no sensor deviation of the A /
空燃比偏差が閾値より大きい場合には、A/Fセンサ46のセンサズレまたは噴射量ズレのいずれかが存在すると判定する。ただし、この時点ではそれぞれの有無について個別には判定しない。この場合、さらにECUは排気温偏差が閾値より大きいか否かを判定する(ステップS205〜S206)。なお、ここでは目標排気温としては実空気量および指令噴射量に基づいて第1の排気温マップを参照して得られた値を用いる。
When the air-fuel ratio deviation is larger than the threshold value, it is determined that either a sensor deviation of the A /
排気温偏差が閾値以下の場合、ECUは、空燃比偏差の原因はA/Fセンサ46のセンサズレであると判定し、したがって噴射量ズレはないと判定する。この場合、ECUは処理を終了する。
排気温偏差が閾値より大きい場合、ECUは、空燃比偏差の原因は噴射量ズレであると判定する。この場合の学習処理(ステップS207およびS208)は実施の形態1(図2)のステップS8およびS9と同一である。
When the exhaust gas temperature deviation is equal to or smaller than the threshold value, the ECU determines that the cause of the air-fuel ratio deviation is a sensor deviation of the A /
When the exhaust gas temperature deviation is larger than the threshold value, the ECU determines that the cause of the air-fuel ratio deviation is an injection amount deviation. The learning process (steps S207 and S208) in this case is the same as steps S8 and S9 in the first embodiment (FIG. 2).
また、ステップS202においてエアフローメーター42のセンサズレがあると判定した場合、ECUは図8bのステップS213〜S218の処理を実行する。ステップS213〜S218はそれぞれ図8aのステップS203〜208に対応する処理である。ただし、エアフローメーター42のセンサズレがある場合には、エアフローメーター42からの実空気量をそのまま用いるのは適切ではない。
したがって、ステップS213では、目標空燃比は実空気量を用いた計算によらず、機関回転数および指令噴射量に基づいて空燃比マップを参照することによって決定される。この場合、目標空燃比の算出には、実空気量ではなく、機関回転数および指令噴射量を用いて推定される推定空気量が用いられるということができる。
また、ステップS215でも、目標排気温は実空気量を用いず、機関回転数および指令噴射量に基づいて第2の排気温マップを参照することによって決定される。
その他の処理は図8aのステップS203〜208と同様である。
If it is determined in step S202 that there is a sensor deviation of the
Therefore, in step S213, the target air-fuel ratio is determined by referring to the air-fuel ratio map based on the engine speed and the command injection amount, not based on the calculation using the actual air amount. In this case, it can be said that the target air-fuel ratio is calculated not using the actual air amount but using the estimated air amount estimated using the engine speed and the command injection amount.
Also in step S215, the target exhaust temperature is determined by referring to the second exhaust temperature map based on the engine speed and the command injection amount without using the actual air amount.
Other processes are the same as steps S203 to 208 in FIG. 8a.
上述の実施の形態3において、回転数センサ48のセンサズレ、ディーゼルスロットルに起因するズレ、過給圧に起因するズレ、およびEGRに起因するズレは、まったくないか又はほとんどないため無視できると仮定している。したがって、ステップS202の判定でどちらに分岐しても、次に排気温偏差を算出することで、噴射量ズレの有無を判断可能である。
なお、排気温は、機関温度、吸入空気温度、EGR量などによってばらつきがおおきいため、空燃比に比べて精度が劣る。よって、より精度の高い空燃比偏差を先に算出することで、噴射量ズレの有無の精度を高めることができる。
In the above-described third embodiment, it is assumed that the sensor deviation of the
The exhaust temperature varies greatly depending on the engine temperature, the intake air temperature, the EGR amount, and the like, and is therefore less accurate than the air-fuel ratio. Therefore, by calculating the air-fuel ratio deviation with higher accuracy first, it is possible to improve the accuracy of the presence or absence of the injection amount deviation.
実施の形態4.
実施の形態1〜3では、A/Fセンサ46およびエアフローメーター42という2つのセンサを用いて学習制御を行った。実施の形態4は、A/Fセンサ46のみを用いて学習制御を行うものである。
図9は、実施の形態4に係るECUの学習制御の流れを示すフローチャートである。実施の形態4は、実施の形態1(図2)から、ステップS5〜S7の処理を削除したものである。すなわち、実施の形態4のステップS301〜S304はそれぞれ実施の形態1のステップS1〜S4に相当し、実施の形態4のステップS305〜S306は実施の形態1のステップS8〜S9に相当する。
In the first to third embodiments, learning control is performed using two sensors, the A /
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of learning control of the ECU according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the processes in steps S5 to S7 are deleted from the first embodiment (FIG. 2). That is, steps S301 to S304 in the fourth embodiment correspond to steps S1 to S4 in the first embodiment, and steps S305 to S306 in the fourth embodiment correspond to steps S8 to S9 in the first embodiment.
この実施の形態4では、A/Fセンサ46のみを用いて学習制御を実現する。この実施形態では、エアフローメーター42のセンサズレについては判定を行わないので、エアフローメーター42は常に正確であると仮定して処理することに相当する。すなわち、排気温偏差に基づいてA/Fセンサ46のセンサズレ判定を行うが、A/Fセンサ46のセンサズレがないと判定された時点で、空燃比偏差の原因は噴射量ズレであると断定して噴射量の学習を行う。
In the fourth embodiment, learning control is realized using only the A /
なお、実施の形態4では、ステップS301における目標空燃比の算出を、エアフローメーター42より求まる実空気量を用いた計算によらず、回転数センサ48から求まる機関回転数および指令噴射量に基づいて空燃比マップを参照して算出してもよい。
In the fourth embodiment, the calculation of the target air-fuel ratio in step S301 is based on the engine speed and the command injection amount obtained from the
40 ECU(学習制御手段)、42 エアフローメーター(吸入空気量検出手段)、
44 排気温センサ、46 A/Fセンサ(空燃比検出手段)、48 回転数センサ、100 ディーゼルエンジン。
40 ECU (learning control means), 42 Air flow meter (intake air amount detection means),
44 exhaust temperature sensor, 46 A / F sensor (air-fuel ratio detection means), 48 rpm sensor, 100 diesel engine.
Claims (2)
前記目標空燃比は、
燃料噴射量を指示する指令噴射量と、
燃焼室内に吸入する空気量を吸入空気量検出手段にて検出することによって得られる実空気量または燃焼室内に吸入する空気量を推定することによって得られる推定空気量と、
に基づいて算出され、
前記燃料噴射量に関する補正を実行するステップの前に、前記空燃比検出手段の誤検出を判定するステップと、前記吸入空気量検出手段の誤検出を判定するステップと、前記実空気量と目標空気量との偏差の符号と、前記空燃比偏差の符号とが同一であるか否かを判定するステップとを備え、
前記目標空燃比に基づき算出される目標排気温と排気温検出手段にて検出される実排気温とに基づき排気温偏差を算出し、
前記排気温偏差が所定値よりも小さい場合には、前記実空燃比の誤検出があると判定し、
前記空燃比検出手段の誤検出があると判定された場合には、前記燃料噴射量に関する補正を取りやめ、
前記吸入空気量検出手段の誤検出があると判定され、かつ、前記実空気量と目標空気量との偏差の符号と、前記空燃比偏差の符号とが同一であると判定された場合には、前記燃料噴射量に関する補正を取りやめ、
前記吸入空気量検出手段の誤検出があると判定され、かつ、前記実空気量と目標空気量との偏差の符号と、前記空燃比偏差の符号とが逆であると判定された場合には、前記燃料噴射量に関する補正を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量補正制御方法。 An air-fuel ratio deviation is calculated based on the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means and the target air-fuel ratio. If the air-fuel ratio deviation is larger than a predetermined value, the correction of the fuel injection amount is performed. In the fuel injection amount correction control method,
The target air-fuel ratio is
A command injection amount for instructing a fuel injection amount;
An actual air amount obtained by detecting the air amount sucked into the combustion chamber by the intake air amount detection means or an estimated air amount obtained by estimating the air amount sucked into the combustion chamber;
Calculated based on
Prior to performing the correction relating to the fuel injection amount, the step of determining erroneous detection of the air-fuel ratio detection means, the step of determining erroneous detection of the intake air amount detection means, the actual air amount and the target air Determining whether the sign of the deviation from the quantity and the sign of the air-fuel ratio deviation are the same ,
Calculating an exhaust temperature deviation based on the target exhaust temperature calculated based on the target air-fuel ratio and the actual exhaust temperature detected by the exhaust temperature detecting means;
When the exhaust temperature deviation is smaller than a predetermined value, it is determined that there is a false detection of the actual air-fuel ratio,
If it is determined that there is an erroneous detection of the air-fuel ratio detection means, the correction related to the fuel injection amount is canceled ,
When it is determined that there is a false detection of the intake air amount detection means, and it is determined that the sign of the deviation between the actual air quantity and the target air quantity is the same as the sign of the air-fuel ratio deviation , Cancel the correction related to the fuel injection amount,
When it is determined that there is a false detection of the intake air amount detection means, and it is determined that the sign of the deviation between the actual air quantity and the target air quantity is opposite to the sign of the air-fuel ratio deviation And a correction method for controlling the fuel injection amount of the internal combustion engine , wherein a correction relating to the fuel injection amount is performed .
排気通路の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記燃料噴射量に関する補正量を制御する制御手段と、
を備え、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射量補正制御方法を実行する制御装置。 A control device for correcting and controlling a fuel injection amount of an internal combustion engine,
Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust passage;
Control means for controlling a correction amount related to the fuel injection amount;
A control device for executing the fuel injection amount correction control method for an internal combustion engine according to claim 1 .
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