JP2004036541A

JP2004036541A - Fuel supply control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004036541A
Application number: JP2002196382A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Takama; 高間　康之; ▲吉▼岡　衛; Mamoru Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply control device for an internal combustion engine capable of suppressing the deterioration in emission after high temperature restarting at highland. <P>SOLUTION: An electronic control unit ECU determines whether it is high temperature restarting time or not based on the output of a water temperature sensor 29 and an intake air temperature sensor 19, and decides an initial increasing amount value based on the output of an atmospheric pressure sensor 21 when it is the high temperature restarting time. The initial increasing amount value is made to be large in inverse proportion to the atmospheric pressure. The electronic control unit ECU decides an air-fuel ratio feedback control starting time based on the atmospheric pressure. The air-fuel ratio feedback control starting time is made to be short in proportion to the atmospheric pressure. The electronic control unit ECU determines whether rich determination is conducted or not based on the output of an oxygen sensor 25, and starts air-fuel ratio feedback control after the air-fuel ratio feedback control starting time is elapsed since starting, when the rich determination is not conducted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大気圧の高い高地における内燃機関の始動時において、内燃機関の温度が非常に高く、燃料内に気泡が含まれているときの始動後の燃料供給を適切に行えないという問題を解決するために、始動時に内燃機関に供給する燃料を増量補正することが行われている（例えば、特開昭６３−１６７０４６号公報等を参照）。この特開昭６３−１６７０４６号公報には、大気圧を検出し、当該大気圧の減少に応じて増量補正値を増大させて、高地における内燃機関の高温再始動時においても安定した運転性を確保する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３−１６７０４６号公報に開示された技術は、気泡が発生するであろう条件が成立した場合に、あくまで見込みで供給燃料を増量させる制御であり、供給燃料を増量した結果、まだ燃料が不足した状態となる可能性がある。この場合には、内燃機関の空燃比がリーン化して、エミッションの悪化といった問題を招くこととなる。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、高地における高温再始動後のエミッションの悪化を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関の燃料供給制御装置は、始動時に内燃機関に供給する燃料の増量値し、当該増量値を高地ほど大きくする内燃機関の燃料供給制御装置であって、高地にある場合、内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための空燃比フィードバック制御を開始する時期を低地における開始時期よりも早めることを特徴としている。
【０００６】
本発明に係る内燃機関の燃料供給制御装置では、高地での空燃比フィードバック制御の開始時期が低地での開始時期よりも早くされるので、空燃比のリーン化といった供給燃料の見込み増量による不具合が最小限度に抑えられることとなる。この結果、高地における高温再始動後のエミッションの悪化を抑制することができる。
【０００７】
また、内燃機関の空燃比を検出し、検出した空燃比が所定の状態となった際に空燃比フィードバック制御を開始する一方、高地にある場合には、検出した空燃比の状態が上記所定の状態になくても、始動後から所定の期間経過後に空燃比フィードバック制御を開始することが好ましい。このように構成した場合、高地での空燃比フィードバック制御の開始時期を低地での開始時期よりも簡易且つ確実に早めることができる。また、高地においても、検出した空燃比が所定の状態となった場合には、上記所定の期間経過を待つことなく空燃比フィードバック制御が開始されることとなり、エミッションが悪化するのを抑制することができる。
【０００８】
また、増量値を所定の減衰速度にて減少させると共に、検出した内燃機関の空燃比に基づいて演算された空燃比フィードバック係数が内燃機関に供給する燃料を増量補正する側に大きいほど、減衰速度を遅くすることが好ましい。このように構成した場合、空燃比フィードバック係数が供給燃料を増量補正する側にある状態、すなわち供給燃料が不足した状態で、減衰速度が遅くされるので、増量期間が長くなる。一方、過増量により、空燃比フィードバック係数が内燃機関に供給する燃料を減量補正する側に向かって移行してきた場合には、減衰速度が速くされるので、増量期間が短くなる。これらにより、効果的に最適な増量制御を実現することができる。
【０００９】
また、増量値を所定の減衰速度にて減少させると共に、検出した内燃機関の空燃比に基づいて演算された空燃比フィードバック係数の変化量が内燃機関に供給する燃料を減量補正する側に大きいほど、減衰速度を速くすることが好ましい。このように構成した場合、増量補正が多すぎた状態において、増量値を速やかに減少させることができ、過増量を素早く解消することができる。一方、空燃比フィードバック係数が供給燃料を増量補正する側に大きい状態が継続する等の増量が不足している状態では、増量の状態が継続されることとなる。これらにより、効果的に最適な増量制御を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る内燃機関の燃料供給制御装置について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る内燃機関の燃料供給制御装置を含むエンジンシステムのブロック図である。エンジン（内燃機関）Ｅは燃焼室に空気及び燃料を導く吸気ポート１と、燃焼室における燃焼に応じて発生した排ガスを排出する排気ポート３を備えており、当該燃焼によってエンジンＥのクランクシャフトが回転し、その回転数はエンジン回転数として回転数センサ５によって検出される。
【００１２】
吸気ポート１には、吸気通路７が接続されている。この吸気通路７には、上流から順に、吸入空気量を検出するエアフローメータ９、スロットルバルブ１１等が配設されている。吸気ポート１には、インジェクタ１３が取り付けられている。インジェクタ１３には、燃料タンク１５から燃料ポンプ１７を介して燃料が供給される。インジェクタ１３からの燃料噴射量は、電子制御ユニットＥＣＵからの制御信号Ｓｉによって制御される。なお、吸気温度は、吸気通路７の上流に取り付けられた吸気温センサ１９によって検出され、大気圧は、同じく吸気通路７の上流に取り付けられた大気圧センサ２１によって検出される。
【００１３】
排気ポート３には、排ガスが通過する排気通路２３が接続されている。この排気通路２３には、上流から順に、酸素センサ２５、三元触媒２７等が配設されている。なお、エンジン温度は、エンジンＥのウォータジャケットに取り付けられた水温センサ２９によって検出される。酸素センサ２５は、排ガス中の酸素濃度から混合気の空燃比を検出するものである。
【００１４】
電子制御ユニットＥＣＵは、予め設定された制御プログラムに従って各種演算処理を実行するＣＰＵ、制御プログラムや制御データ等を予め格納するＲＯＭ、各種演算処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ等を含んでいる。この電子制御ユニットＥＣＵには、回転数センサ５、エアフローメータ９、吸気温センサ１９、大気圧センサ２１及び酸素センサ２５等からの出力信号が入力され、電子制御ユニットＥＣＵは、これらの入力信号に基づいて、インジェクタ１３からの燃料噴射量等を制御する燃料供給制御装置として機能する。
【００１５】
ここで、電子制御ユニットＥＣＵにおいて実行される、エンジンＥの混合気の空燃比を制御する空燃比制御のうち、空燃比を目標空燃比となるようにフィードバック制御する空燃比フィードバック制御の概要について簡単に説明する。
【００１６】
空燃比は、混合気中の空気と燃料との比率であり、吸入空気量と燃料噴射量とにより決定される。吸入空気量は、上述したスロットルバルブ１１によって調整され、エアフローメータ９によって検出される。一方、燃料噴射量は、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて決定された基本燃料噴射量を各種補正係数を用いて補正し、決定される。
【００１７】
このような補正係数の中に、空燃比フィードバック制御に用いられる空燃比フィードバック係数ＦＡＦや、後述する増量制御に用いられる高温再始動増量係数がある。この空燃比フィードバック係数ＦＡＦによって、エンジンＥの混合気の空燃比が目標空燃比（多くの場合、理論空燃比）となるように制御する。
【００１８】
上述した空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、酸素センサ２５の出力に基づいて演算される。酸素センサ２５は、理論空燃比を境に出力が急変する性質を有している。空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、この酸素センサ２５によって実際の空燃比を検出し、この空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック補正するためのものである。酸素センサ２５の出力から、実際の空燃比が理論空燃比よりリーンな空燃比（リーン空燃比）であるか、理論空燃比よりリッチな空燃比（リッチ空燃比）であるかを判定できる。
【００１９】
また、酸素センサ２５は、その温度が活性温度とならないと正確な検出結果が得られないという性質がある。酸素センサ２５は、内蔵されたヒータにより加熱されて、この活性温度にまで昇温される。
【００２０】
そして、空燃比がリッチ空燃比であると判定（リッチ判定）されている間は、空燃比フィードバック係数ＦＡＦに対して、燃料噴射量を徐々に減量する値が与えられ、空燃比がリッチからリーンに変わったときには、応答性向上を考慮して噴射量をスキップ的に増量するリッチスキップ値が与えられる。これとは反対に、空燃比がリーン空燃比であると判定（リーン判定）されている間は、空燃比フィードバック係数ＦＡＦに対して、燃料噴射量を徐々に増量する値が与えられ、空燃比がリーンからリッチに変わったときには、応答性向上を考慮して燃料噴射量をスキップ的に減量するリーンスキップ値が与えられる。
【００２１】
空燃比フィードバック係数ＦＡＦの中央値は１．０であり、この値である場合は基本燃料噴射量を補正しない。空燃比フィードバック係数ＦＡＦに対して、この中央値１．０よりも大きい値が与えられれば、空燃比フィードバック制御においては、基本燃料噴射量よりも多い燃料を噴射させようとする制御が行われることとなる。なお、空燃比フィードバック制御によって基本燃料噴射量よりも多い燃料を噴射させようとする制御が行われても、他の補正成分によっては、最終的な燃料噴射量が基本燃料噴射量よりも少なくなる場合もあり得る。また、空燃比フィードバック係数ＦＡＦは、その上限値及び下限値が所定の値にガードされている。
【００２２】
次に、電子制御ユニットＥＣＵにおいて実行される、高温再始動時増量制御について説明する。図２に、この増量制御についてのフローチャートを示す。
【００２３】
まず、イグニッションスイッチ（図示せず）からの出力に基づいて、当該イグニッションスイッチがＯＮ操作されることによりエンジンＥが始動したか否かを判定する（Ｓ１０１）。エンジンＥが始動したと判定すると、水温センサ２９の出力に基づいて、エンジン水温が所定の閾値（ＴＨＷ１）よりも高いか否かを判定する（Ｓ１０３）。そして、エンジン水温が所定の閾値（ＴＨＷ１）よりも高い状態であると判定すると、吸気温センサ１９の出力に基づいて、吸気温度が所定の閾値（ＴＨＡ１）よりも高いか否かを判定する（Ｓ１０５）。なお、エンジンＥが始動していないと判定した場合、エンジン水温が所定の閾値（ＴＨＷ１）以下の状態であると判定した場合、あるいは吸気温度が所定の閾値（ＴＨＡ１）以下の状態であると判定した場合には、高温再始動時ではないとして、当該増量制御を終える。
【００２４】
吸気温度が所定の閾値（ＴＨＡ１）よりも高い状態であると判定すると、高温再始動時であるとして、大気圧センサ２１の出力を読み込み（Ｓ１０７）、検出された大気圧の大きさに基づいて、初期増量値を決定する（Ｓ１０９）。この初期増量値は、図３に示される特性を有するマップに基づいて決定され、大気圧が低くなるほど、すなわち高地に行くほど、初期増量値が多くなるように設定される。これにより、電子制御ユニットＥＣＵは、この初期増量値に対応した分だけ、インジェクタ１３の開弁時間を長くするように制御信号Ｓｉを出力する。
【００２５】
初期増量値を決定すると、検出された大気圧の大きさに基づいて、空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１を決定する（Ｓ１１１）。この空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１は、図４に示される特性を有するマップに基づいて決定され、大気圧が低くなるほど、すなわち高地に行くほど、短くなるように設定される。
【００２６】
そして、酸素センサ２５の出力に基づいて、リッチ判定が成されたか否かを判定する（Ｓ１１３）。リッチ判定が成されていないと判定すると、始動後からの時間が決定した空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１を経過したか否かを判定し（Ｓ１１５）、経過したと判定すると、上述した空燃比フィードバック制御を開始する（Ｓ１１７）。なお、リッチ判定が成された場合には、直ちに空燃比フィードバック制御を開始する。
【００２７】
通常、空燃比フィードバック制御は、酸素センサ２５が活性して、リッチ判定が成された後に開始されるものであるが、ここでは、始動後からの時間が空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１を経過することで、酸素センサ２５によるリッチ判定の有無に関わらず、空燃比フィードバック制御が開始されることとなる。また、空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１は、高地に行くほど短くなるので、高地にある場合、空燃比フィードバック制御を開始する時期が低地における開始時期よりも早まることとなる。
【００２８】
空燃比フィードバック制御を開始すると、上述した空燃比フィードバック係数ＦＡＦに基づいて、増量値の減衰速度Ｄ１を決定する（Ｓ１１９）。この減衰速度Ｄ１は、図５に示される特性を有するマップに基づいて決定され、空燃比フィードバック係数ＦＡＦがエンジンＥに供給する燃料を増量補正する側（＋側）に大きいほど、小さく、すなわち遅くなるように設定される。
【００２９】
減衰速度Ｄ１を決定すると、減衰速度Ｄ１の反映係数Ｋ１を決定する（Ｓ１２１）。この反映係数Ｋ１は、図６に示される特性を有するマップに基づいて決定され、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化量がエンジンＥに供給する燃料を減量補正する側（−側）に大きいほど、大きく、すなわち減衰速度Ｄ１を速くするように設定される。
【００３０】
減衰速度Ｄ１及び反映係数Ｋ１を決定すると、最終減衰速度Ｄ２（＝Ｄ１×Ｋ１）を決定し（Ｓ１２３）、決定した最終減衰速度Ｄ２に基づいて増量値を減少させていく（Ｓ１２５）。そして、増量値が０まで減少したか否かを判定し（Ｓ１２７）、増量値が０となった場合には、当該増量制御を終える。増量値が０でない場合には、Ｓ１１９〜Ｓ１２５の処理を繰り返し、増量値が０となるまで、増量制御を継続する。これにより、増量値が０となるまでの間、電子制御ユニットＥＣＵは、この増量値に対応した分だけ、インジェクタ１３の開弁時間を長くするように制御信号Ｓｉを出力する。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、高地での空燃比フィードバック制御の開始時期が低地での開始時期よりも早くされるので、空燃比のリーン化といった供給燃料の見込み増量による不具合が最小限度に抑えられることとなる。この結果、高地における高温再始動後のエミッションの悪化を抑制することができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、酸素センサ２５によりエンジンＥの空燃比がリッチ状態にあると判定されていない場合でも、空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１を決定し、始動後からの時間が空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１を経過した後に空燃比フィードバック制御を開始している。これにより、高地での空燃比フィードバック制御の開始時期を低地での開始時期よりも簡易且つ確実に早めることができる。また、高地においても、エンジンＥの空燃比がリッチ状態となった場合には、空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１を待つことなく空燃比フィードバック制御が開始されることとなり、エミッションが悪化するのを抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、減衰速度Ｄ１が、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが＋側に大きいほど遅くなるように決定されるので、最終減衰速度Ｄ２も空燃比フィードバック係数ＦＡＦが＋側に大きいほど遅くなる。これにより、図７に示されるように、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが＋側にある状態、すなわち供給燃料が不足した状態では、増量値の減衰速度が遅くされるので、増量期間が長くなる。一方、過増量により、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが−側に向かって移行してきた場合には、増量値の減衰速度が速くされるので、増量期間が短くなる。これらの結果、本実施形態によれば、高温再始動時における効果的に最適な増量制御を実現することができる。なお、図７中に示された破線は、減衰速度が一定である場合の増量値の変化を表している。
【００３４】
また、本実施形態においては、反映係数Ｋ１が、空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化量が−側に大きいほど大きくなるように決定されるので、最終減衰速度Ｄ２は空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化量が−側に大きいほど速くなる。図８に示されるように、酸素センサ２５のヒータ抵抗が製造バラツキにより大きいといった要因等により酸素センサ２５の活性が遅い場合、実際には空燃比がリッチであるのもかかわらず、酸素センサ２５からリッチ出力が成されず、この状態で強制的に空燃比フィードバック制御を開始させると、空燃比をリッチとする補正を行ってしまう場合が考えられる。しかしながら、反映係数Ｋ１を空燃比フィードバック係数ＦＡＦの変化量が−側に大きいほど大きくなるように決定することで、酸素センサ２５が活性し、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが−側に大きく変化した場合、増量補正が多すぎた状態において、増量値を速やかに減少させることができ、過増量を素早く解消することができる。一方、空燃比フィードバック係数ＦＡＦが＋側に大きい状態が継続する等の増量が不足している状態では、増量の状態が継続されることとなる。これらの結果、本実施形態によれば、高温再始動時における効果的に最適な増量制御を実現することができる。なお、図８中に示された破線は、減衰速度が一定である場合の増量値の変化を表している。
【００３５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、大気圧センサ２１を用いて高地である度合いを検出するようにしているが、これに限られることなく、高度センサ等のその他のセンサを用いるようにしてもよく、また、燃圧（＝プレッシャーレギュレータ設定圧＋大気圧）の変化等から演算して求めるようにしてもよい。
【００３６】
また、初期増量値、空燃比フィードバック制御開始時間Ｔ１、減衰速度Ｄ１及び反映係数Ｋ１の特性も、図３〜図６に示された特性（直線状に変化する特性）に限られることなく、ステップ状に変化する特性、変化にガードをかけた特性等を採用することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、高地における高温再始動後のエミッションの悪化を抑制することが可能な内燃機関の燃料供給制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の燃料供給制御装置を含むエンジンシステムのブロック図である。
【図２】電子制御ユニットＥＣＵにおいて実行される高温再始動時増量制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】初期増量値と大気圧との関係を示す線図である。
【図４】空燃比フィードバック制御開始時間と大気圧との関係を示す線図である。
【図５】減衰速度と空燃比フィードバック係数との関係を示す線図である。
【図６】反映係数と空燃比フィードバック係数の変化量との関係を示す線図である。
【図７】空燃比フィードバック係数及び増量値の変化を示す線図である。
【図８】酸素センサの出力値、空燃比フィードバック係数及び増量値の変化を示す線図である。
【符号の説明】
５…回転数センサ、７…吸気通路、９…エアフローメータ、１３…インジェクタ、１９…吸気温センサ、２１…大気圧センサ、２３…排気通路、２５…酸素センサ、２７…三元触媒、２９…水温センサ、Ｅ…エンジン、ＥＣＵ…電子制御ユニット。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel supply control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is possible to solve the problem that when the internal combustion engine is started at a high altitude where the atmospheric pressure is high, the temperature of the internal combustion engine is extremely high, and the fuel cannot be appropriately supplied after the start when bubbles are contained in the fuel. For this reason, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine at the time of starting is increased and corrected (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-167046). Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-167046 discloses that an atmospheric pressure is detected, and an increase correction value is increased in accordance with a decrease in the atmospheric pressure, so that a stable drivability can be obtained even when the internal combustion engine is restarted at a high temperature at a high temperature. Techniques for securing are disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-167046 is a control for increasing the supplied fuel only when the condition that a bubble is likely to be satisfied is satisfied. There is still the possibility of a shortage of fuel. In this case, the air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes lean, which causes a problem such as emission deterioration.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fuel supply control device for an internal combustion engine that can suppress deterioration of emission after high-temperature restart at high altitude.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The fuel supply control device for an internal combustion engine according to the present invention is a fuel supply control device for an internal combustion engine that increases the amount of fuel supplied to the internal combustion engine at the time of starting and increases the increase value as the altitude increases. The air-fuel ratio feedback control for setting the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the target air-fuel ratio is started earlier than in low-altitude areas.
[0006]
In the fuel supply control device for an internal combustion engine according to the present invention, the start timing of the air-fuel ratio feedback control at a high altitude is earlier than the start timing at a low altitude. It will be kept to a minimum. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the emission after the high temperature restart in the highland.
[0007]
Further, the air-fuel ratio of the internal combustion engine is detected, and the air-fuel ratio feedback control is started when the detected air-fuel ratio is in a predetermined state. It is preferable to start the air-fuel ratio feedback control after a lapse of a predetermined period from the start even if it is not in the state. With this configuration, the start timing of the air-fuel ratio feedback control at a high altitude can be more simply and reliably advanced than the start timing at a low altitude. Also, even at high altitudes, when the detected air-fuel ratio is in a predetermined state, the air-fuel ratio feedback control is started without waiting for the predetermined period to elapse, thereby suppressing deterioration of emission. Can be.
[0008]
In addition, the increase value is decreased at a predetermined decay speed, and the larger the air-fuel ratio feedback coefficient calculated based on the detected air-fuel ratio of the internal combustion engine is on the side of increasing the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, the lower the decay speed becomes. Is preferably slowed down. In such a configuration, the attenuation speed is reduced in a state where the air-fuel ratio feedback coefficient is on the side of increasing the supply fuel, that is, in a state where the supply fuel is insufficient, so that the increase period becomes longer. On the other hand, if the air-fuel ratio feedback coefficient shifts toward the side where the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is reduced due to excessive increase, the damping speed is increased, and the increase period is shortened. As a result, optimal increase control can be effectively realized.
[0009]
In addition, the increase value is decreased at a predetermined damping speed, and the change amount of the air-fuel ratio feedback coefficient calculated based on the detected air-fuel ratio of the internal combustion engine becomes larger as the amount of change in the fuel supplied to the internal combustion engine increases. It is preferable to increase the decay rate. With such a configuration, in a state where the amount of increase correction is too large, the amount of increase can be rapidly reduced, and the excessive increase can be quickly eliminated. On the other hand, in a state where the increase is insufficient, for example, a state where the air-fuel ratio feedback coefficient is large on the side where the supply fuel is increased is corrected, the increase state is continued. As a result, optimal increase control can be effectively realized.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A fuel supply control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a block diagram of an engine system including a fuel supply control device for an internal combustion engine according to the present embodiment. The engine (internal combustion engine) E includes an intake port 1 for guiding air and fuel to the combustion chamber, and an exhaust port 3 for discharging exhaust gas generated in accordance with the combustion in the combustion chamber. The engine rotates and the engine speed is detected by the engine speed sensor 5 as the engine speed.
[0012]
An intake passage 7 is connected to the intake port 1. In the intake passage 7, an air flow meter 9 for detecting an intake air amount, a throttle valve 11, and the like are arranged in order from the upstream. An injector 13 is attached to the intake port 1. Fuel is supplied to the injector 13 from a fuel tank 15 via a fuel pump 17. The fuel injection amount from the injector 13 is controlled by a control signal Si from the electronic control unit ECU. The intake air temperature is detected by an intake air temperature sensor 19 installed upstream of the intake passage 7, and the atmospheric pressure is detected by an atmospheric pressure sensor 21 also installed upstream of the intake passage 7.
[0013]
The exhaust port 3 is connected to an exhaust passage 23 through which exhaust gas passes. In the exhaust passage 23, an oxygen sensor 25, a three-way catalyst 27, and the like are arranged in order from the upstream. Note that the engine temperature is detected by a water temperature sensor 29 attached to a water jacket of the engine E. The oxygen sensor 25 detects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture from the oxygen concentration in the exhaust gas.
[0014]
The electronic control unit ECU includes a CPU that executes various arithmetic processes according to a preset control program, a ROM that stores control programs and control data in advance, and various data that is necessary to execute various arithmetic processes. RAM and the like to be executed. Output signals from the rotation speed sensor 5, the air flow meter 9, the intake air temperature sensor 19, the atmospheric pressure sensor 21, the oxygen sensor 25 and the like are input to the electronic control unit ECU. Based on this, it functions as a fuel supply control device that controls the amount of fuel injection from the injector 13 and the like.
[0015]
Here, among the air-fuel ratio controls executed by the electronic control unit ECU to control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture of the engine E, the outline of the air-fuel ratio feedback control for feedback-controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio will be briefly described. Will be described.
[0016]
The air-fuel ratio is a ratio between air and fuel in the air-fuel mixture, and is determined by the amount of intake air and the amount of fuel injection. The intake air amount is adjusted by the above-described throttle valve 11 and detected by the air flow meter 9. On the other hand, the fuel injection amount is determined by correcting the basic fuel injection amount determined based on the intake air amount and the engine speed using various correction coefficients.
[0017]
Among such correction coefficients, there are an air-fuel ratio feedback coefficient FAF used for air-fuel ratio feedback control and a high-temperature restart increase coefficient used for increase control described later. The air-fuel ratio of the engine E is controlled by the air-fuel ratio feedback coefficient FAF so that the air-fuel ratio of the mixture becomes the target air-fuel ratio (in many cases, the stoichiometric air-fuel ratio).
[0018]
The above-described air-fuel ratio feedback coefficient FAF is calculated based on the output of the oxygen sensor 25. The oxygen sensor 25 has the property that the output changes suddenly at the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio feedback coefficient FAF is for detecting the actual air-fuel ratio by the oxygen sensor 25 and performing feedback correction so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. From the output of the oxygen sensor 25, it can be determined whether the actual air-fuel ratio is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (lean air-fuel ratio) or an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio (rich air-fuel ratio).
[0019]
Further, the oxygen sensor 25 has a property that an accurate detection result cannot be obtained unless the temperature becomes the activation temperature. The oxygen sensor 25 is heated by a built-in heater and is heated up to the activation temperature.
[0020]
While the air-fuel ratio is determined to be a rich air-fuel ratio (rich determination), a value for gradually decreasing the fuel injection amount is given to the air-fuel ratio feedback coefficient FAF, and the air-fuel ratio is changed from rich to lean. Is changed to a rich skip value for increasing the injection amount in a skip manner in consideration of the improvement of the response. On the contrary, while it is determined that the air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio (lean determination), a value for gradually increasing the fuel injection amount is given to the air-fuel ratio feedback coefficient FAF. Is changed from lean to rich, a lean skip value for skipping the fuel injection amount is given in consideration of improvement in responsiveness.
[0021]
The median value of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is 1.0, and when this value is at this value, the basic fuel injection amount is not corrected. If a value larger than the median value 1.0 is given to the air-fuel ratio feedback coefficient FAF, in the air-fuel ratio feedback control, control is performed to inject more fuel than the basic fuel injection amount. It becomes. Note that even if control is performed to inject more fuel than the basic fuel injection amount by the air-fuel ratio feedback control, the final fuel injection amount becomes smaller than the basic fuel injection amount depending on other correction components. It is possible. The upper limit and lower limit of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF are guarded to predetermined values.
[0022]
Next, a description will be given of a high-temperature restart control increase control executed in the electronic control unit ECU. FIG. 2 shows a flowchart for this increase control.
[0023]
First, based on an output from an ignition switch (not shown), it is determined whether or not the engine E has been started by turning on the ignition switch (S101). When it is determined that the engine E has started, it is determined whether or not the engine water temperature is higher than a predetermined threshold (THW1) based on the output of the water temperature sensor 29 (S103). When it is determined that the engine water temperature is higher than the predetermined threshold value (THW1), it is determined whether the intake air temperature is higher than the predetermined threshold value (THA1) based on the output of the intake air temperature sensor 19 ( S105). When it is determined that the engine E has not started, when it is determined that the engine coolant temperature is equal to or lower than a predetermined threshold (THW1), or when it is determined that the intake air temperature is equal to or lower than a predetermined threshold (THA1). In this case, it is determined that it is not the time of the high temperature restart, and the increase control is ended.
[0024]
If it is determined that the intake air temperature is higher than the predetermined threshold value (THA1), the output of the atmospheric pressure sensor 21 is read as a high-temperature restart (S107), and based on the detected magnitude of the atmospheric pressure. Then, the initial increase value is determined (S109). This initial increase value is determined based on the map having the characteristics shown in FIG. 3, and is set such that the lower the atmospheric pressure, that is, the higher the altitude, the larger the initial increase value. As a result, the electronic control unit ECU outputs the control signal Si so as to extend the valve opening time of the injector 13 by an amount corresponding to the initial increase value.
[0025]
After the initial increase value is determined, the air-fuel ratio feedback control start time T1 is determined based on the detected atmospheric pressure (S111). The air-fuel ratio feedback control start time T1 is determined based on the map having the characteristics shown in FIG. 4, and is set so as to be shorter as the atmospheric pressure becomes lower, that is, as it goes to higher altitudes.
[0026]
Then, based on the output of the oxygen sensor 25, it is determined whether a rich determination has been made (S113). When it is determined that the rich determination has not been made, it is determined whether or not the air-fuel ratio feedback control start time T1 determined after the start has elapsed (S115). The control is started (S117). When the rich determination is made, the air-fuel ratio feedback control is started immediately.
[0027]
Normally, the air-fuel ratio feedback control is started after the oxygen sensor 25 is activated and a rich determination is made. In this case, however, the time after the start passes the air-fuel ratio feedback control start time T1. Thus, the air-fuel ratio feedback control is started irrespective of the presence or absence of the rich determination by the oxygen sensor 25. Further, since the air-fuel ratio feedback control start time T1 becomes shorter as going to higher altitudes, when the vehicle is at high altitude, the time to start the air-fuel ratio feedback control is earlier than the start time at low altitude.
[0028]
When the air-fuel ratio feedback control is started, the decay speed D1 of the increase value is determined based on the air-fuel ratio feedback coefficient FAF (S119). This damping speed D1 is determined based on the map having the characteristic shown in FIG. 5, and the smaller the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is on the side of increasing the amount of fuel supplied to the engine E (+ side), that is, the lower the damping speed D1, that is, the slower Is set to
[0029]
When the decay speed D1 is determined, a reflection coefficient K1 of the decay speed D1 is determined (S121). The reflection coefficient K1 is determined based on the map having the characteristics shown in FIG. 6, and increases as the change amount of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF increases toward the side (− side) for reducing the fuel supplied to the engine E. That is, the damping speed D1 is set to be high.
[0030]
When the decay rate D1 and the reflection coefficient K1 are determined, the final decay rate D2 (= D1 × K1) is determined (S123), and the increase value is decreased based on the determined final decay rate D2 (S125). Then, it is determined whether or not the increase value has decreased to 0 (S127). When the increase value has become 0, the increase control ends. When the increase value is not 0, the processing of S119 to S125 is repeated, and the increase control is continued until the increase value becomes 0. Thus, until the increase value becomes 0, the electronic control unit ECU outputs the control signal Si so as to extend the valve opening time of the injector 13 by an amount corresponding to the increase value.
[0031]
As described above, according to the present embodiment, the start timing of the air-fuel ratio feedback control at a high altitude is set earlier than the start timing at a low altitude, so that a failure due to an expected increase in supplied fuel such as a lean air-fuel ratio is minimized. It will be kept to the limit. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the emission after the high temperature restart in the highland.
[0032]
Further, in the present embodiment, even when the air-fuel ratio of the engine E is not determined to be in a rich state by the oxygen sensor 25, the air-fuel ratio feedback control start time T1 is determined, and the time after the start is determined. After the control start time T1 has elapsed, the air-fuel ratio feedback control is started. Thus, the start timing of the air-fuel ratio feedback control at a high altitude can be more simply and reliably advanced than the start timing at a low altitude. Also, even at high altitudes, when the air-fuel ratio of the engine E is in a rich state, the air-fuel ratio feedback control is started without waiting for the air-fuel ratio feedback control start time T1, thereby suppressing deterioration of the emission. can do.
[0033]
Further, in the present embodiment, the damping speed D1 is determined so as to become slower as the air-fuel ratio feedback coefficient FAF increases toward the + side, so that the final damping speed D2 also decreases as the air-fuel ratio feedback coefficient FAF increases toward the + side. Become. As a result, as shown in FIG. 7, in a state where the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is on the + side, that is, in a state where the amount of supplied fuel is insufficient, the decay speed of the increase value is slowed, and the increase period is lengthened. On the other hand, when the air-fuel ratio feedback coefficient FAF shifts to the negative side due to excessive increase, the increase rate decay speed is increased, and the increase period is shortened. As a result, according to the present embodiment, it is possible to effectively and optimally increase the amount of fuel at the time of high-temperature restart. Note that the broken line shown in FIG. 7 indicates a change in the increase value when the damping speed is constant.
[0034]
Further, in the present embodiment, the reflection coefficient K1 is determined so as to increase as the amount of change in the air-fuel ratio feedback coefficient FAF increases to the negative side, so that the final damping speed D2 is such that the amount of change in the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is smaller. The larger the value on the negative side, the faster the speed. As shown in FIG. 8, when the activity of the oxygen sensor 25 is slow due to factors such as the heater resistance of the oxygen sensor 25 being large due to manufacturing variations, the oxygen sensor 25 does not operate even though the air-fuel ratio is actually rich. If the rich output is not produced and the air-fuel ratio feedback control is forcibly started in this state, a case where the air-fuel ratio is corrected to be rich may be performed. However, when the reflection coefficient K1 is determined so as to increase as the change amount of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF increases to the negative side, the oxygen sensor 25 is activated, and the air-fuel ratio feedback coefficient FAF greatly changes to the negative side. In a state where the increase correction is too large, the increase value can be rapidly reduced, and the excessive increase can be quickly eliminated. On the other hand, in a state where the amount of fuel increase is insufficient, such as a state where the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is large on the + side, the state of the increase is continued. As a result, according to the present embodiment, it is possible to effectively and optimally increase the amount of fuel at the time of high-temperature restart. The dashed line shown in FIG. 8 indicates a change in the increase value when the damping speed is constant.
[0035]
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the present embodiment, the degree of high altitude is detected using the atmospheric pressure sensor 21. However, the present invention is not limited to this, and another sensor such as an altitude sensor may be used. Further, it may be obtained by calculating from a change in fuel pressure (= pressure regulator set pressure + atmospheric pressure) or the like.
[0036]
Further, the characteristics of the initial increase value, the air-fuel ratio feedback control start time T1, the damping speed D1, and the reflection coefficient K1 are not limited to the characteristics (the characteristics that change linearly) shown in FIGS. It is also possible to adopt a characteristic that changes in shape, a characteristic in which the change is guarded, and the like.
[0037]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a fuel supply control device for an internal combustion engine capable of suppressing deterioration of emission after high-temperature restart at high altitude.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an engine system including a fuel supply control device for an internal combustion engine according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a high-temperature restart-time increase control executed by an electronic control unit ECU;
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an initial increase value and an atmospheric pressure.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an air-fuel ratio feedback control start time and an atmospheric pressure.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a damping speed and an air-fuel ratio feedback coefficient.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a reflection coefficient and a change amount of an air-fuel ratio feedback coefficient.
FIG. 7 is a diagram showing changes in an air-fuel ratio feedback coefficient and an increase value.
FIG. 8 is a diagram showing changes in an output value of an oxygen sensor, an air-fuel ratio feedback coefficient, and an increase value;
[Explanation of symbols]
5: rotation speed sensor, 7: intake passage, 9: air flow meter, 13: injector, 19: intake temperature sensor, 21: atmospheric pressure sensor, 23: exhaust passage, 25: oxygen sensor, 27: three-way catalyst, 29 ... Water temperature sensor, E: engine, ECU: electronic control unit.

Claims

始動時に内燃機関に供給する燃料の増量値を決定し、当該増量値を高地ほど大きくする内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記高地にある場合、前記内燃機関の空燃比を目標空燃比とするための空燃比フィードバック制御を開始する時期を低地における開始時期よりも早めることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。A fuel supply control device for an internal combustion engine that determines an increased value of fuel supplied to the internal combustion engine at the time of starting, and increases the increased value as the altitude increases,
A fuel supply control device for an internal combustion engine, wherein when the vehicle is at the high altitude, the timing for starting the air-fuel ratio feedback control for setting the air-fuel ratio of the internal combustion engine to the target air-fuel ratio is earlier than the timing for starting at a low altitude.

前記内燃機関の空燃比を検出し、検出した空燃比が所定の状態となった際に前記空燃比フィードバック制御を開始する一方、前記高地にある場合には、前記検出した空燃比の状態が前記所定の状態になくても、始動後から所定の期間経過後に前記空燃比フィードバック制御を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。The air-fuel ratio of the internal combustion engine is detected, and the air-fuel ratio feedback control is started when the detected air-fuel ratio is in a predetermined state. 2. The fuel supply control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio feedback control is started after a lapse of a predetermined period from a start even if the air-fuel ratio is not in a predetermined state.

前記増量値を所定の減衰速度にて減少させると共に、検出した前記内燃機関の空燃比に基づいて演算された空燃比フィードバック係数が前記内燃機関に供給する燃料を増量補正する側に大きいほど、前記減衰速度を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。The increase value is decreased at a predetermined damping speed, and the larger the air-fuel ratio feedback coefficient calculated based on the detected air-fuel ratio of the internal combustion engine is on the side for increasing the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, the larger the value is. 2. The fuel supply control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the damping speed is reduced.

前記増量値を所定の減衰速度にて減少させると共に、検出した前記内燃機関の空燃比に基づいて演算された空燃比フィードバック係数の変化量が前記内燃機関に供給する燃料を減量補正する側に大きいほど、前記減衰速度を速くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。The increase value is decreased at a predetermined damping speed, and the amount of change in the air-fuel ratio feedback coefficient calculated based on the detected air-fuel ratio of the internal combustion engine is larger on the side that reduces and corrects the fuel supplied to the internal combustion engine. 2. The fuel supply control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the decay speed is increased as the value decreases.