JP3707221B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の空燃比制御装置に係り、特にパージ(離脱蒸発燃料)を吸気系に供給するパージ制御をしたり、機関系部品の個体差を考慮して空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の内燃機関においては、燃料供給用部品、燃料噴射弁、エアフローメータ、酸素センサ、燃料圧力レギュレータ等の機関系部品の生産によるばらつき及び耐久劣化によるばらつきを補正し、燃料噴射量を設計中央値に制御するために、空燃比学習制御を行い、排ガスの悪化や運転性能を良好に維持するように、空燃比制御装置を設けている。
【0003】
また、内燃機関には、燃料タンク内の蒸発燃料が外部に流出するのを防止するように、蒸発燃料制御装置が設けられている。この蒸発燃料制御装置は、燃料タンク内に連通したエバポ通路と内燃機関の吸気系に連通したパージ通路との間にキャニスタを設け、パージ通路途中には内燃機関の運転状態に応じて吸気系へのパージ量(離脱蒸発燃料量)を制御するパージ弁を設けている。
【0004】
このように、空燃比を制御したり、パージ量のパージ制御をする空燃比制御装置としては、例えば、特開平7−259610号公報、特開平7−166936号公報、特開平5−156988号公報、特開平8−240138号公報、特許第2545438号公報に開示されている。特開平7−259610号公報に記載のものは、学習実行時において、空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて学習完了条件を判定し、学習完了条件の成立に伴い、パージ弁を開弁動作させ、また、学習完了条件が所定期間、不成立の場合、学習を一時的に停止するとともにパージ弁を強制的に開弁動作させることにより、空燃比学習時における学習値の張り付き発生に際しても、エバポガスの放出を確実に行わせるものである。特開平7−166936号公報に記載のものは、リア酸素センサを利用したデュアル酸素フィードバック制御を実行させ、下流側の酸素センサの出力信号が反転しない状態が継続していても、所定の状態になれば強制的に学習値を更新して、最適なエミッション状態に収束させるものである。特開平5−156988号公報に記載のものは、算出した基本燃料噴射量を空燃比補正係数と学習値とにより補正するが、目標空燃比の反転タイミングにおいて空燃比センサによる空燃比が所定範囲内で、且つ、目標空燃比の反転に追従して空燃比センサによる空燃比が反転したときのみ空燃比センサによる空燃比と理論空燃比とのズレ量に応じて学習値を更新することにより、外乱によって学習値が損われるのを防止するものである。特開平8−240138号公報に記載のものは、リーンバーン内燃機関における空燃比制御を開示し、停車に近い車速時で、パージカット中の時間を算出し、パージ中はこの時間を減算し、該積算時間が所定時間以上となったときにパージガス濃度検出終了フラグをリセットし、発進後、理論空燃比フィードバック制御の禁止を解除して加速中も強制的に空燃比フィードバック制御を実行してパージガス濃度を推定してからリーン運転への移行を判定し、これにより、リーン運転時の空燃比のリッチ化を防止するものである。特許第2545438号公報に記載のものは、強制的に空燃比フィードバック制御を作動させる制御手段を設け、登降坂高度差が連続して所定値に達したとき、空燃比フィードバック制御による空燃比の学習制御が実行されるようにし、これにより、大気圧の変動等があった時での、空燃比の学習制御の遅れを充分に補い、精度の良い空燃比制御を行うものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、内燃機関の空燃比制御装置にあっては、蒸発燃料制御装置におけるパージ制御中に空燃比学習制御を行うと、パージのために、空燃比の補正が適正に行われず、このため、排ガスの悪化や運転性能の悪化を招くので、空燃比学習制御中にパージのオン・オフを繰返すことが必要となる場合がある。
【0006】
しかし、かかる場合に、キャニスタのパージオンの頻度を多くすると、パージオフでの空燃比学習頻度が少なくなり、一方、逆に、空燃比学習頻度を多くすると、パージオンの頻度が少なくなり、相反する不都合があった。特に、工場生産時の排ガス計測時は、空燃比学習制御が殆ど行なわれておらず、この場合に、空燃比学習制御が十分に行われず、排ガスが悪化してしまうという不都合を招いた。また、特開平7−259610号公報にあっては、学習完了条件が一定時間不成立の場合に学習制御を停止するとともにパージ弁を強制的に開動作するものであり、工場生産時等で空燃比学習制御を行われず、排ガスが悪化するおそれがある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、車両の内燃機関の吸気系へのパージ量を制御するパージ制御を行うとともに、前記内燃機関の機関系部品の個体差を考慮して空燃比学習値によって空燃比学習制御する内燃機関の空燃比制御装置において、機関回転数と機関負荷とによる空燃比学習値記憶マップの中で、空燃比学習が実行されたか否かを判定する空燃比学習実行カウンタを複数の学習領域で設定し、この空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域全てで空燃比学習が設定回数以上行われない場合には、パージ量を零とした強制学習制御を実行する制御手段を設けたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
この発明は、機関回転数と機関負荷とによる空燃比学習値記憶マップの中で、空燃比学習が実行されたか否かを判定する空燃比学習実行カウンタを複数の学習領域で設定し、この空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域全てで空燃比学習が設定回数以上行われない場合には、パージ量を零とした強制学習制御を実行することにより、工場生産時の空燃比学習制御を十分に実行することができ、工場内での排ガス計測時はもちろんのこと、出荷時から排ガスや運転性能を安定させることができる。
【0009】
また、市場に出てから、バックアップメモリがクリアされてしまった場合でも、空燃比学習を迅速に実行させることができ、排ガスや運転性能を安定させることができる。
【0010】
更に、キャニスタのパージ頻度と空燃比学習頻度とを、その時の状況に応じて適切に切り分け制御することができるので、パージ制御と空燃比学習制御との両立を図ることができ、排ガスや運転性能を安定させることができる。
【0011】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図1〜6は、この発明の実施例を示すものである。図6において、2は車両に搭載される内燃機関、4は吸気マニホルド、6は吸気通路、8はサージタンク、10はスロットルボディ、12はスロットル弁、14は吸気管、16はエアクリーナ、18は排気マニホルド、20は排気通路、22は排気管、24は触媒コンバータである。
【0012】
吸気通路6には、スロットル弁12を迂回するように、バイパスエア通路26が連通して設けられている。このバイパスエア通路26には、アイドル空気調整用スクリュ28が設けられている。また、バイパスエア通路26には、アイドル空気調整用スクリュ28を迂回するように、アイドルエア通路30が連通して設けられている。このアイドルエア通路30には、電磁的に作動されるアイドル制御弁(ISCバルブ)32が設けられている。
【0013】
サージタンク10には、圧力導入通路34が連通している。この圧力導入通路34には、圧力センサ36が設けられている。
【0014】
内燃機関2には、燃料噴射弁38が取付けられている。
【0015】
この燃料噴射弁38は、燃料供給装置40を構成するものであり、燃料供給通路42によって燃料タンク44に連絡している。この燃料供給通路42には、燃料フィルタ46が設けられている。また、燃料供給通路42には、燃料戻し通路48が接続されている。この燃料戻し通路48には、燃料圧力レギュレータ50が設けられている。この燃料圧力レギュレータ50には、サージタンク8からの吸気管圧力を導入するレギュレータ用圧力通路52が接続されている。燃料タンク44には、燃料供給通路42が連通する燃料ポンプ54と燃料レベルセンサ56とが設けられている。
【0016】
内燃機関2には、PCV弁58が設けられている。このPCV弁58には、サージタンク8に連通するブローバイガス通路60が接続されている。
【0017】
内燃機関2と燃料タンク44間には、第1、第2蒸発燃料制御装置62、64が設けられている。
【0018】
第1蒸発燃料制御装置62にあっては、燃料タンク44に連通する第1エバポ通路66とサージタンク8に連通する第1パージ通路68との間に第1キャニスタ70が設けられ、また、第1エバポ通路66に第1タンク内圧制御弁72が設けられ、更に、第1パージ通路68には電磁的に作動する第1パージ弁74が設けられている。
【0019】
第2蒸発燃料制御装置64にあっては、燃料タンク44に連通する第2エバポ通路76と第1パージ通路68途中に連通する第2パージ通路78間に第2キャニスタ80が設けられ、第2エバポ通路76に第2タンク内圧制御弁82が設けられ、この第2タンク内圧制御弁82には圧力導入通路34に連通する作動圧力通路84が設けられ、この作動圧力通路84にソレノイドバキューム弁86が設けられている。また、第2パージ通路78には、電磁的に作動する第2パージ弁88が設けられている。更に、第2キャニスタ80と第2パージ弁88間の第2パージ通路78には、スロットル弁12の上流側の吸気通路6に連通する診断用連絡通路90が設けられている。この診断用連絡通路90には、エバポ診断用弁92が設けられている。第2キャニスタ80には、キャニスタエア弁94が設けられている。また、この第2蒸発燃料制御装置64にあっては、燃料タンク44にタンク内圧センサ96が設けられている。
【0020】
サージタンク10と排気通路20間には、EGR装置98のEGR通路100が設けられている。このEGR通路100には、EGR制御弁102が設けられている。
【0021】
圧力センサ36と燃料ポンプ54と燃料レベルセンサ56と第1パージ弁74とソレノイドバキューム弁86と第2パージ弁88とキャニスタエア弁94とタンク内圧センサ96とEGR制御弁102とは、制御手段(ECM)104に連絡している。
【0022】
また、この制御手段104には、エアクリーナ16に設けた吸気温センサ106と、吸気管14に設けた吸気量センサ108と、スロットルボディ10に設けたスロットルセンサ110と、内燃機関2に設けた点火栓112及び冷却水温度センサ114と、排気マニホルド18に設けたフロント酸素センサ116と、触媒コンバータ24の下流側で排気管22に設けたリア酸素センサ118と、クランク角センサ120と、自動変速機用のレンジ位置スイッチ122と、空調装置124と、車速センサ126と、パワステ圧力スイッチ128と、診断用スイッチ端子130と、テストスイッチ端子132と、イグニションスイッチ134と、シフトスイッチ136と、スタータスイッチ138と、メインヒューズ140と、バッテリ142とが連絡している。
【0023】
この制御手段104は、各種信号を入力し、内燃機関2の吸気系へのパージ量を制御するパージ制御を行うとともに、内燃機関2の機関系部品の個体差を考慮して空燃比学習値によって空燃比学習制御するものであり、機関回転数と機関負荷とで空燃比学習値(KLERNA)を記憶するように複数の学習領域を有する空燃比学習値記憶マップを設定し(図4参照)、また、この空燃比学習値記憶マップの中で、空燃比学習が実行されたか否かを判定する空燃比学習実行カウンタ(i=1〜8)を複数の学習領域(LERNCTi)で設定し(図5参照)、この空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域(LERNCTi)全てで空燃比学習が設定回数(N回)以上行われない場合には、パージ量を零とした強制学習制御を実行するものである
【0024】
前記強制学習制御は、図3に示す如く、該強制学習制御の実行時(図3のAで示す)から一定時間(KLERNTM)経過するまで(図3のBで示す)の条件と、積算空気量が設定値になった条件と、積算負荷量が設定値になった条件と、積算噴射量が設定値になった条件、とのいずれか一の条件が満たされるまで実行されるものである。上述の一定時間(KLERNTM)としたのは、走行条件によっては複数の学習領域全てが学習されない場合があり、この場合に、いつまでも強制学習制御してパージ制御を停止していると、パージ(離脱蒸発燃料)を内燃機関2に吸い込ませる量が不足し、最悪の場合に、蒸発燃料が大気に洩れ出るおそれがあるので、この不具合を回避するためである。
【0025】
また、制御手段104は、車両の一回の走行により、空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域(LERNCTi)全てで空燃比学習が設定回数(N回)以上行われない場合にでも、パージ量を固定値としない通常のパージ制御を実行するものである。
【0026】
次に、この実施例の作用を、図1、2のフローチャートに基づいて説明する。
【0027】
制御手段104において、プログラムがスタートすると(ステップ202)、先ず、バッテリ142がクリアされているか否かを判断する(ステップ204)。
【0028】
このステップ204がYESで、バッテリ142がクリアされている場合や、工場で初めて生産された車両の場合には、バックアップメモリがクリアされ(ステップ206)、空燃比学習は、クリアされているか、あるいは、実施されていない(KLERNA←0、LERNCTi←0)(ステップ208)。また、空燃比学習値は、図4に示す如く、バックアップメモリに記憶される。
【0029】
そして、ステップ208の後及びステップ204でNOの場合には、冷却水温度>設定値か否かを判断する(ステップ210)。このステップ210でNOの場合には、この判断を継続する。
【0030】
このステップ210でYESの場合には、燃料のフィードバック制御が開始か否かを判断する(ステップ212)。このステップ212でNOの場合には、ステップ210に戻す。
【0031】
このステップ212でYESの場合には、所定の学習制御条件が成立か否かを判断する(ステップ214)。このステップ214でNOの場合には、ステップ210に戻す。
【0032】
そして、空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域(LERNCTi)毎に学習されたら+1を行い、この各学習領域(LERNCTi)で設定のN回空燃比学習が実行されるまで、カウントアップを行っている(ステップ216)。
【0033】
次いで、内燃機関2の始動後に、全ての学習領域(LERNCTi)でN回以上空燃比学習されているか否かを判断する(ステップ218)。
【0034】
このステップ218がYESの場合には、第1、第2パージ弁74、88を適正にデューティ制御し、通常のパージ制御を行う(ステップ220)。
【0035】
一方、ステップ218でNOの場合、つまり、学習領域(LERNCTi)のいずれかで空燃比学習がN回以上行われない場合には、強制学習制御を行う(ステップ222)。
【0036】
この強制学習制御は、図2に示す如く、スタートすると(ステップ302)、例えば、条件としての一定時間(KLERNTM)だけ、この実施例においては、パージ制御を禁止(パージカット)し、つまり、パージ量を零とし、空燃比学習制御を強制的に実行する(ステップ304)(図3のAで示す)。
【0037】
そして、一定時間(KLERNTM)経過したか否かを判断する(ステップ306)。このステップ306がNOの場合には、ステップ304に戻す。
【0038】
ステップ306がYESの場合には、上述のパージ制御を実行する(ステップ308)(図3のBで示す)。
【0039】
もし、ここで、車両の1回の走行により、全ての学習領域(LERNCTi)をN回以上空燃比学習させようとすると、その時の走行状態によっては、いつまでもパージ制御が実行されないことになってしまい、その結果、蒸発燃料が、最悪の場合に大気に洩れるおそれがあるので、車両の1回の走行でパージ制御を行って、その不具合を回避した。
【0040】
この結果、バッテリ142のオフ時や工場生産時に、バックアップメモリ内の空燃比適正値が確実でない時において、パージをカットして空燃比学習制御する強制学習制御により、空燃比学習制御を十分に実行させることができるので、工場内での排ガス計測時はもちろんのこと、出荷時から排ガスや運転性能を安定させることができる。
【0041】
また、市場に出てから、バックアップメモリがクリアされてしまった場合でも、迅速に空燃比学習制御を実行することができるので、排ガスや運転性能を安定させることができる。
【0042】
更に、各キャニスタのパージ頻度と空燃比学習頻度とを、その時の状況に応じて適切に切り分け制御することが可能となるので、パージ制御と空燃比学習制御との両立を図ることができ、排ガスや運転性能を安定させることができる。
【0043】
なお、上述の実施例においては、強制学習制御を実行させる条件の一である一定時間(KLERNTM)中に、パージ制御を禁止してパージ量が零の固定値としたが、その一定時間(KLERNTM)中に、パージ量を変化させないでパージ量を一定量とした固定値で、強制学習制御を行わせることも可能である。これにより、パージ量があっても、このパージ量が一定なので、強制学習制御によって空燃比制御を適正に行わせることが可能となる。
【0044】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、機関回転数と機関負荷とによる空燃比学習値記憶マップの中で、空燃比学習が実行されたか否かを判定する空燃比学習実行カウンタを複数の学習領域で設定し、この空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域全てで空燃比学習が設定回数以上行われない場合には、パージ量を零とした強制学習制御を実行する制御手段を設けたことにより、工場生産時の空燃比学習制御を十分に実行することができ、工場内での排ガス計測時はもちろんのこと、出荷時から排ガスや運転状態を安定させ得る。
【0045】
また、市場に出てから、バックアップメモリがクリアされてしまった場合でも、空燃比学習制御を迅速に実行させることができ、排ガスや運転性能を安定させ得る。
【0046】
更に、キャニスタのパージ頻度と空燃比学習頻度とを、その時の状況に応じて適切に切り分け制御することができるので、パージ制御と空燃比学習制御との両立を図ることができ、排ガスや運転性能を安定させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】空燃比制御のフローチャートである。
【図2】強制学習制御のフローチャートである。
【図3】空燃比制御のタイムチャートである。
【図4】空燃比学習値記憶マップの図である。
【図5】空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域を説明する図である。
【図6】空燃比制御装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
2 内燃機関
6 吸気通路
44 燃料タンク
62 第1蒸発燃料制御装置
64 第2蒸発燃料制御装置
70 第1キャニスタ
80 第2キャニスタ
104 制御手段
Claims (2)
- 車両の内燃機関の吸気系へのパージ量を制御するパージ制御を行うとともに、前記内燃機関の機関系部品の個体差を考慮して空燃比学習値によって空燃比学習制御する内燃機関の空燃比制御装置において、機関回転数と機関負荷とによる空燃比学習値記憶マップの中で、空燃比学習が実行されたか否かを判定する空燃比学習実行カウンタを複数の学習領域で設定し、この空燃比学習実行カウンタが設定された学習領域全てで空燃比学習が設定回数以上行われない場合には、パージ量を零とした強制学習制御を実行する制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
- 前記強制学習制御は、該強制学習制御の実行時から一定時間経過するまでの条件と積算空気量が設定値になった条件と積算負荷量が設定値になった条件と積算噴射量が設定値になった条件とのいずれか一の条件が満たされるまで実行されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
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