JP6962157B2 - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態の燃料噴射制御装置が適用されるエンジン10は、直列に配列された4つの気筒#1〜#4を備える直列4気筒のエンジンとして構成されている。エンジン10の吸気通路11には、同吸気通路11を流れる吸気の流量(吸入空気量)を検出するエアフローメータ12と、吸入空気量GAを調整するためのスロットルバルブ13とが設けられている。吸気通路11におけるスロットルバルブ13よりも下流側の部分には、吸気を気筒別に分流するための分枝管である吸気マニホールド14が設けられている。そして、エンジン10には、吸気マニホールド14で気筒別に分流された吸気中に燃料を噴射する燃料噴射弁15が気筒毎に設けられている。
吸気分配補正値α[i]は、吸気マニホールド14での吸気分配のばらつきにより生じる気筒間の空燃比のずれを補償するための燃料噴射量の気筒別補正値であり、吸気分配補正値算出処理P2にて値の算出が行われる。エンジン10の運転領域毎の気筒間の吸気分配のばらつきは、エンジン10の設計段階で計測されており、吸気分配のばらつきによる空燃比のずれの補償に必要な各気筒#1〜#4の気筒別補正値がその計測結果から予め求められている。電子制御ユニット20のメモリ22には、運転領域毎の各気筒#1〜#4の吸気分配補正値α[i]の値がマップとして記憶されており、吸気分配補正値算出処理P2では、そのマップを参照して現在の運転状態における各気筒#1〜#4の吸気分配補正値α[i]の値を算出している。
燃料噴射弁15の噴射特性には個体差があり、全気筒に同量の燃料噴射を指令しても、実際に噴射される燃料の量には、ばらつきがある。一方、空燃比センサ18に対する排気のガス当たりの強さには気筒毎に違いがあり、ガス当たりの強い気筒ほどその燃焼の結果が空燃比フィードバック補正値FAFの値に反映されやすい。例えば、ガス当たりの強い気筒に、指令した量よりも多い量の燃料を噴射する燃料噴射弁15が設置されている場合、空燃比センサ18の排気空燃比の検出結果は、各気筒#1〜#4の空燃比の平均値よりもリッチ側の値を示す。こうした空燃比センサ18の検出結果にそのまま従って、空燃比フィードバックを行えば、エンジン10の空燃比が定常的にリーン側にずれてしまう。このように、空燃比センサ18に対する各気筒の排気のガス当たり強さの違いにより、目標空燃比に対する空燃比の定常的なずれが生じてしまう。
過熱による触媒装置19の溶損は、空燃比を目標空燃比よりもリッチとしたリッチ燃焼を行って多くの未燃燃料を含んだ排気を排気通路16に排出し、その未燃燃料の気化熱で排気の温度を下げることで防止することができる。ただし、エンジン10の気筒#1〜#4のすべてでリッチ燃焼を行うと、触媒装置19での排気の浄化効率が低下してしまう。これに対して本実施形態では、触媒装置19の温度が既定値を超えたときに実施する過熱防止制御において、一部の気筒だけでリッチ燃焼を行うことで、排気の浄化効率の低下を抑えつつ、触媒装置19の昇温抑制を図っている。
本実施形態の燃料噴射制御装置では、エンジン10の冷間始動の直後に、触媒装置19の暖機促進のためのディザ制御を行っている。ディザ制御では、気筒#1〜#4のうちの一部でリッチ燃焼を行い、残りの気筒でリーン燃焼を行うようにしている。そして、リーン燃焼を行った気筒の余剰酸素を多く含んだ排気により、触媒装置19内を酸素過多の状態とした上で、リッチ燃焼を行った未燃燃料を多く含んだ排気を送り込んで燃焼させることで、触媒装置19の昇温を促進している。
各気筒#1〜#4の燃料噴射量Q[i]の値は、式(1)の関係を満たす値となるように算出されている。すなわち、各気筒#1〜#4の燃料噴射量Q[i]の算出に際しては、気筒毎に、吸気分配補正値α[i]、ガス当たり補正値β[i]、過熱防止補正値γ[i]、ディザ制御補正値ε[i]の合計が求められる。そして、その合計に「1」を加算した和を、ベース噴射量QBSE、空燃比フィードバック補正値FAF、及び空燃比学習値KGの積に乗算した積が、各気筒#1〜#4の燃料噴射量Q[i]の値として算出されている。式(1)に示されるように、空燃比フィードバック補正値FAF、及び空燃比学習値KGは、「1」を超過した値である場合に燃料噴射量を増量補正する値となり、「1」未満の値である場合に燃料噴射量を減量補正する値となる。
続いて、上述の空燃比学習値更新処理P1の詳細を説明する。
図3に、空燃比学習値更新処理P1の処理手順を示す。本処理P1は、エンジン10の運転中、既定の制御周期毎に繰り返し、演算処理回路21がメモリ22からプログラムを読み込んで実行するものとなっている。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態の燃料噴射制御装置では、ガス当たり補正値β[i]、過熱防止補正値γ[i]、及びディザ制御補正値ε[i]の3つの気筒別補正値により、エンジン全体では空燃比を目標空燃比AFTに保持しつつも、各気筒#1〜#4の空燃比に格差を付けるように燃料噴射量Q[i]の気筒別の補正が行われる。こうした気筒別補正を行っているときの排気空燃比AFは、目標空燃比AFTを中心に変動するようになる。そして、排気空燃比AFと共に空燃比フィードバック補正値FAFの値も変動するようになる。
・上記実施形態では、各気筒#1〜#4のガス当たり補正値β[i]、過熱防止補正値γ[i]、ディザ制御補正値ε[i]の3つの気筒別補正値を合計した値の絶対値を求めるとともに、その絶対値が最大となる値に基づいて空燃比学習値KGの更新速度(更新速度係数λ)を設定していた。こうした空燃比学習値KGの更新速度(更新速度係数λ)の設定を、各気筒#1〜#4の上記3つの気筒別補正値の合計の最大値と最小値との差に基づいて行うようにしてもよい。要は、各気筒#1〜#4の空燃比に格差を付けるため、気筒別に値が設定される気筒別補正値の気筒間のばらつきが大きく、排気空燃比AFの変動が大きくなるときには、同ばらつきが小さく、排気空燃比AFの変動が小さくなるときよりも空燃比学習値KGの更新速度を低くすれば、気筒別補正による空燃比学習値KGの収束性の悪化を抑えることが可能である。
Claims (4)
- エンジンの各気筒の燃料噴射弁の燃料噴射量を制御するエンジンの燃料噴射制御装置であって、
各気筒の燃料噴射弁の燃料噴射量の補正値として、
排気通路に設置された空燃比センサの検出値である排気空燃比と目標空燃比との差に基づき、同差がゼロに近づくように値が更新される空燃比フィードバック補正値と、
前記空燃比フィードバック補正値に基づき、同空燃比フィードバック補正値による前記燃料噴射量の補正量がゼロに近づくように値が更新される空燃比学習値と、
各気筒の空燃比に格差を付けるために気筒別に値が設定される気筒別補正値と、
を備えており、
気筒間の前記気筒別補正値のばらつきが大きいときには、同ばらつきが小さいときよりも前記空燃比学習値の更新速度を低くする
エンジンの燃料噴射制御装置。 - 前記気筒別補正値には、前記空燃比センサに対する各気筒の排気のガス当たりの強弱により生じる定常的な空燃比のずれを補償するための気筒別のガス当たり補正値が含まれる請求項1に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
- 前記気筒別補正値には、前記排気通路に設置された触媒装置の昇温を抑制するための気筒別の触媒過熱防止補正値が含まれる請求項1又は2に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
- 前記気筒別補正値には、前記排気通路に設置された触媒装置の昇温を促進するための気筒別のディザ制御補正値が含まれる請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
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