JP6857555B2 - エンジン制御装置、および、エンジン制御プログラム - Google Patents
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Description
現在の運転領域がフィードバック領域以外の非フィードバック領域の場合、フィードバック補正係数とともに燃料噴射量を補正するための燃料噴射量補正係数である第2補正係数を学習する補正係数学習部と、
基本噴射量とフィードバック補正係数と第2補正係数とに基づいて、燃料噴射量を求めて対応する燃料噴射制御信号を燃料噴射装置に与える燃料噴射制御部と、を備え、
補正係数学習部は、
学習開始時の前記酸素センサの出力信号に応じて前記第2補正係数を変更制御し、
出力信号が理論空燃比に対応する閾値を跨いだ時点の第2補正係数で、それ以前の前記第2補正係数を更新して記憶する構成である。
前記フィードバック領域と判定された場合、前記フィードバック補正係数を算出するフィードバック制御部と、を備えたエンジン制御装置としても良い。
フィードバック領域と判定された場合には、フィードバック補正係数と前記第2補正係数の加算結果に前記基本噴射量を乗じて燃料噴射量を求める一方、
非フィードバック領域と判定された場合には、フィードバック補正係数と第2補正係数とを加算した加算結果に、基本噴射量と予め設定した定数とを乗じて燃料噴射量を求める構成である。予め設定した定数は、例えば、理論空燃比を出力空燃比で除した定数「1.168」である。
学習開始時に、酸素センサの出力信号に基づいて理論空燃比に対してリッチ状態であると判定した場合、目標空燃比に対応する補正量である目標A/F補正値を出力空燃比に対応する値から理論空燃比に対応する値まで徐々に減少させる減少機能と、
目標A/F補正値が理論空燃比に対応する値に到達した時点から、第2補正係数を徐々に減少させ、出力信号が閾値以下となった時点で第2補正係数の減少を停止させ、減少停止時点の第2補正係数で、その時点までの第2補正係数を更新して記憶する学習機能と、
第2補正係数の記憶後に、目標A/F補正値を出力空燃比に対応する値まで戻す復帰機能と、を含んで成る。
減少機能による目標A/F補正値の減少過程において、出力信号が閾値以下となった場合、減少機能を停止して、減少機能の停止時における目標A/F補正値と、理論空燃比に対応する値との差分に対応する量だけ第2補正係数を増加させ、
増加後の第2補正係数で、その時点までの第2補正係数を更新して記憶する構成とするのが好ましい。
学習開始時に、酸素センサの出力信号に基づいて理論空燃比に対してリーン状態であると判定した場合、目標空燃比に対応する補正量である目標A/F補正値を出力空燃比に対応する値から理論空燃比に対応する値まで徐々に減少させるとともに、第2補正係数を徐々に増加させる制御機能と、
前記制御機能により出力信号が閾値以上となった時点の第2補正係数で、その時点までの第2補正係数を更新して記憶する学習機能と、
目標A/F補正値を出力空燃比に対応する値まで戻す復帰機能と、を含んで成る構成である。
学習開始から所定時間内に、酸素センサの出力信号が閾値を跨ぐことを所定数回繰り返した場合、第2補正係数を所定値だけ増加させる補正係数増加機能をさらに備えた構成である。
現在の運転領域がフィードバック領域以外の非フィードバック領域の場合、フィードバック補正係数とともに燃料噴射量を補正するための第2補正係数を学習する補正係数学習処理と、
基本噴射量とフィードバック補正係数と第2補正係数とに基づいて、燃料噴射量を求めて対応する燃料噴射制御信号を燃料噴射装置に与える燃料噴射制御処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
補正係数学習処理は、
学習開始時の前記酸素センサの出力信号に応じて第2補正係数を変更制御し、出力信号が理論空燃比に対応する閾値を跨いだ時点の第2補正係数で、それ以前の前記第2補正係数を更新して記憶するエンジン制御プログラムである。
図1は、エンジン1および制御装置100を含む制御システムの模式的な構成図である。エンジン1は、シリンダ2と、シリンダ2の内部で上下方向に摺動可能に嵌合されたピストン3とを有する。ピストン3には、コンロッド4の一端側が接続されているとともに、コンロッド4の他端側は、クランクシャフト5に連結されている。クランクシャフト5の変速機(不図示)側の端部には、フライホイール7が回転可能に固定されている。フライホイール7の外周の所定の角度領域には、磁性体でなるリラクタ(突起)20が形成されている。
図2は、制御装置100の機能構成図である。制御装置100は、判定部110、フィードバック制御部120、記憶部130、補正係数学習部140、燃料噴射制御部150、および、点火制御部160を有する。記憶部130は、プログラム132、マップ134、不揮発性記憶エリア136、および、ワークエリア138を有する。各機能は、プログラム132を実行することにより一連の制御が実現できる。ワークエリア138は演算過程等で補正係数等のパラメータ等を一時的に記憶するための一時記憶領域であり、また、不揮発性記憶エリア136は、フィードバック補正係数、第2補正係数等のパラメータを不揮発的に記憶するための記憶領域である。
図5は制御装置100のハードウエア構成図である。制御装置100は、A/D変換器250、CPU200、ROM210、RAM220、フラッシュメモリ230、および、D/A変換器260を有している。A/D変換器250は、スロットル開度センサ26からのスロットル開度検出信号、電磁ピックアップ22からのエンジン回転検出信号、および、酸素センサ28からの酸素センサ出力信号をアナログ・デジタル変換した信号をCPU200に送る。
図3を参照して全体動作について説明する。まず、ステップS300において、判定部110は、スロットル開度センサ26からのスロットル開度検出信号の値を取得し、これをスロットル24の開度量として変数THに代入する。次に、ステップS310において、判定部110は、電磁ピックアップ22からのエンジン回転検出信号に基づき、エンジン回転数を演算し、この演算結果を変数NEに代入する。電磁ピックアップ22からのエンジン回転検出信号は、フライホイール7が1回転する毎に1パルスの矩形信号が出力されるので、例えば60秒当たりの最初のパルス信号の到来数を算出することにより、エンジン回転数を演算する。なお、エンジン回転数の算出方法はこれに限られない。
次に、図7、図8を参照して学習動作例について説明する。図7、図8に示す学習動作は、本発明の実施形態の補正係数学習部140が行う学習動作の一例であり、これ以外の方法でO2FF補正係数を学習するようにしても良い。なお、以下の動作において、酸素センサ28の出力信号を「VS」とし、理論空燃比に対してリーン状態かリッチ状態かを判定するための閾値を「O2TH」とする。また、目標A/F補正値に対応する変数をAFHとし、その初期値を出力空燃比に対応する値に設定する。図7、図8の動作は、補正係数学習部140により実行される。
次に、図9乃至図12を参照して、動作例1から動作例4について説明する。図9乃至図12は、横軸が時間に設定してある。また、図9乃至図12において、「センサ電圧判定閾値」は、酸素センサ28の出力電圧VSを参照し、理論空燃比に対してリッチ状態であるかリーン状態であるのかを判定するために設定した設定閾値である。
図9は、「動作例1」を説明するタイミングチャートである。「動作例1」は、低地から高地へ走行して空気が薄くなった場合の動作である。目標A/F補正値の初期値を出力空燃比に対応する値に設定する。次に、目標A/F補正値を徐々に基準値まで減少させる。基準値は、目標A/F補正値が理論空燃比に対応する値である。目標A/F補正値を出力空燃比に対応する値から理論空燃比に対応する値まで徐々に減少させて行き、その値が理論空燃比に対応する値になると減少を停止する。
図10は、「動作例2」を説明するタイミングチャートである。「動作例2」は、例えば、僅かに高地から低地に走行して空気が薄くなった場合などの動作例である。目標A/F補正値の初期値を出力空燃比に対応する値に設定する。次に、目標A/F補正値の値を徐々に基準値まで減少させる。動作例1と同様に、基準値は、目標A/F補正値が理論空燃比に対応する値である。目標A/F補正値の値を出力空燃比に対応する値から理論空燃比に対応する値まで徐々に減少させて行き、その値が理論空燃比に対応する値になると減少を停止するのであるが、基準値まで減少させる前に、リッチ状態からリーン状態となる。
図11は、「動作例3」を説明するタイミングチャートである。「動作例3」は、高地から低地へ走行し、空気の希薄化が解消された場合の動作例である。この場合は、最初から空気が濃いので、学習開始当初からリーン状態となる。まず、目標A/F補正値の初期値を出力空燃比に対応する値に設定する。最初に、酸素センサ28の出力信号VSがリーンセンサ電圧判定閾値以下であることを確認して、目標A/F補正値を徐々に基準値まで減少させるとともに、O2FF補正係数の値を徐々に増加させる。目標A/F補正値が基準値に到達するとその減少を停止させる。O2FF補正係数の初期値は、前回までの学習値である。
図12は、「動作例4」を示すタイミングチヤートである。「動作例4」は、高地燃料補正実施条件の成立後の所定時間内において、酸素センサ28からのセンサ出力信号(VS)がセンサ電圧判定閾値以下になることと、センサ電圧判定閾値以上になることとを繰り返す。
図7、図8で説明した学習は、高地燃料補正実施条件が満たされた場合に開始される。高地燃料補正実施条件としては、(1)CPU200が電磁ピックアップ22の信号に基づいて工程判別が完了した工程判別後であること、(2)燃料カットしていないこと、(3)加減速モードでないこと、(4)前回の学習から所定時間経過していること、などの総てが満たされることを条件とする。但し、高地燃料補正実施条件はこれらに限られない。
2 シリンダ
3 ピストン
22 電磁ピックアップ
26 スロットル開度センサ
28 酸素センサ(O2センサ)
40 インジェクタ
45 点火プラグ
100 制御装置
110 判定部
120 フィードバック制御部
130 記憶部
132 プログラム
134 マップ
136 不揮発性記憶エリア
140 燃料噴射制御部
150 補正係数学習部
160 点火制御部
Claims (8)
- 酸素センサで実測される実空燃比を目標空燃比に漸近させるフィードバック補正係数を算出可能なエンジン制御装置であって、
現在の運転領域がフィードバック領域以外の非フィードバック領域の場合、前記フィードバック補正係数とともに燃料噴射量を補正するための補正係数である第2補正係数を学習する補正係数学習部と、
基本噴射量と前記フィードバック補正係数と前記第2補正係数とに基づいて、燃料噴射量を求めて対応する燃料噴射制御信号を燃料噴射装置に与える燃料噴射制御部と、を備え、
前記補正係数学習部は、
学習開始時の前記酸素センサの出力信号に応じて前記第2補正係数を変更制御し、前記出力信号が理論空燃比に対応する閾値を跨いだ時点の前記第2補正係数で、それ以前の前記第2補正係数を更新して記憶するエンジン制御装置。 - 請求項1に記載のエンジン制御装置であって、
前記現在の運転領域がフィードバック領域か否かを判定する判定部と、
前記フィードバック領域と判定された場合、前記フィードバック補正係数を算出するフィードバック制御部と、を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項1または2に記載のエンジン制御装置であって、
前記燃料噴射制御部は、
前記フィードバック領域と判定された場合には、前記フィードバック補正係数と前記第2補正係数の加算結果に前記基本噴射量を乗じて燃料噴射量を求める一方、
前記非フィードバック領域と判定された場合には、前記フィードバック補正係数と前記第2補正係数とを加算した加算結果に、前記基本噴射量と予め設定した定数とを乗じて燃料噴射量を求めることを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項1、2および3の内のいずれか一項に記載のエンジン制御装置であって、
前記補正係数学習部は、
学習開始時に、前記酸素センサの前記出力信号に基づいて前記理論空燃比に対してリッチ状態であると判定した場合、目標空燃比に対応する補正値である目標A/F補正値を出力空燃比に対応する値から前記理論空燃比に対応する値まで徐々に減少させる減少機能と、
前記目標A/F補正値が前記理論空燃比に対応する値に到達した時点から、前記第2補正係数を徐々に減少させ、前記出力信号が前記閾値以下となった時点で前記第2補正係数の減少を停止させ、減少停止時点の前記第2補正係数で、その時点までの前記第2補正係数を更新して記憶する学習機能と、
前記第2補正係数の記憶後に、前記目標A/F補正値を前記出力空燃比に対応する値まで戻す復帰機能と、を含んで成ることを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項4に記載のエンジン制御装置であって、
前記学習機能は、
前記減少機能による前記目標A/F補正値の減少過程において、前記出力信号が前記閾値以下となった場合、前記減少機能を停止して、前記減少機能の停止時における前記目標A/F補正値と、前記理論空燃比に対応する値との差分に対応する量だけ前記第2補正係数を増加させ、
前記増加後の前記第2補正係数で、その時点までの前記第2補正係数を更新して記憶することを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項1、2および3の内のいずれか一項に記載のエンジン制御装置であって、
前記補正係数学習部は、
学習開始時に、前記酸素センサの前記出力信号に基づいて前記理論空燃比に対してリーン状態であると判定した場合、目標空燃比に対応する補正値である目標A/F補正値を出力空燃比に対応する値から前記理論空燃比に対応する値まで徐々に減少させるとともに、前記第2補正係数を徐々に増加させる制御機能と、
前記制御機能により前記出力信号が前記閾値以上となった時点の前記第2補正係数で、その時点までの前記第2補正係数を更新して記憶する学習機能と、
前記目標A/F補正値を前記出力空燃比に対応する値まで戻す復帰機能と、を含んで成ることを特徴とするエンジン制御装置。 - 請求項1、2、3、4および5の内のいずれか一項に記載のエンジン制御装置であって、
前記補正係数学習部は、
学習開始から所定時間内に、前記酸素センサの前記出力信号が前記閾値を跨ぐことを所定数回繰り返した場合、前記第2補正係数を所定値だけ増加させる補正係数増加機能をさらに備えたことを特徴とするエンジン制御装置。 - 酸素センサで実測される実空燃比を目標空燃比に漸近させるフィードバック補正係数を算出可能なエンジン制御装置を動作させるプログラムであって、
現在の運転領域がフィードバック領域以外の非フィードバック領域の場合、前記フィードバック補正係数とともに燃料噴射量を補正するための補正係数である第2補正係数を学習する補正係数学習処理と、
基本噴射量と前記フィードバック補正係数と前記第2補正係数とに基づいて、燃料噴射量を求めて対応する燃料噴射制御信号を燃料噴射装置に与える燃料噴射制御処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記補正係数学習処理は、
学習開始時の前記酸素センサの出力信号に応じて前記第2補正係数を変更制御し、前記出力信号が理論空燃比に対応する閾値を跨いだ時点の前記第2補正係数で、それ以前の前記第2補正係数を更新して記憶するエンジン制御プログラム。
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