JP4052046B2

JP4052046B2 - Fuel injection amount control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4052046B2
Application number: JP2002203040A
Authority: JP
Inventors: 啓介萩原; 卓司松原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP2004044481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャニスタから吸気系への燃料及び空気の導入を考慮して燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射装置を備えた内燃機関では、機関回転数と機関負荷とに基づいて決定された基本燃料噴射量を、空燃比の実測値に基づいて算出した空燃比補正係数にて補正することにより、空燃比を所定の目標範囲に制御している。ところが、自動車には燃料タンクからの蒸発燃料（ベーパ）を吸着保持するキャニスタが搭載されており、そのキャニスタから吸気系に取り込まれる燃料及び空気を考慮せずに燃料噴射量を決定すると空燃比が目標範囲から外れることがある。
【０００３】
そこで、キャニスタからの燃料及び空気の導入を考慮して燃料噴射量を補正する制御装置が種々提案されている。その典型例は、パージ（キャニスタから吸気系へ燃料及び空気を導入する処理を意味する。）を実行すると空燃比がリッチ側に変化し、それを解消すべく空燃比補正係数が変化することに着目し、空燃比補正係数に基づいて吸入空気中のパージガス濃度を推定し、その推定結果に応じて燃料噴射量を減少させる燃料噴射量制御装置が開示されている（例えば特開平２−１９６３１号公報、特開平８−１２１２６４号公報参照）。しかしながら、空燃比の変化に対応した燃料噴射量の補正はフィードバック制御であり、パージによる空燃比の変動を避けることが基本的に不可能であり、制御系の応答遅れにより空燃比が不安定になるおそれもある。
【０００４】
そこで、特開平５−２４８３１２号公報には、キャニスタの燃料吸着量とパージガス濃度との関係を予め求めてマップとして記憶し、パージ開始時における空燃比の変動を利用して初期の燃料吸着量を求め、以降は所定の演算周期毎に燃料離脱量を演算してキャニスタの燃料吸着量を初期吸着量から離脱量ずつ段階的に減少させ、各演算周期における吸着量に対応するパージガス濃度を前記マップから特定し、特定されたパージガス濃度からパージによる燃料導入量を求め、その燃料量だけ燃料噴射量を減少させる燃料噴射量制御装置が提案されている。この燃料噴射量制御装置は、パージの影響を考慮した燃料噴射量の補正量をフィードフォワード制御しているため、空燃比の乱れを抑えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、予め調べたキャニスタの脱離特性に基づいてパージガス濃度を特定する場合、キャニスタの吸着剤に吸着されることなく燃料タンクから吸気系に導入される蒸発燃料が考慮されないので、その影響でパージガス濃度の誤差が拡大し、空燃比の制御の精度が却って劣化するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、パージに対応する燃料噴射量の補正量を、燃料タンクからの蒸発燃料の影響を考慮して適切に制御することが可能な燃料噴射量制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の条件に従って基本燃料噴射量を算出し、その基本燃料噴射量を、キャニスタからのパージの影響を考慮したパージ補正量に従って補正する燃料噴射量制御装置において、前記内燃機関と接続されたキャニスタの脱離特性に従って、当該キャニスタからのパージ流量に対応した空気流量及び燃料流量をそれぞれ特定し、その特定結果に基づいて前記パージ補正量をフィードフォワード制御する第１の補正手段と、排気空燃比の変化に基づいて、前記パージ補正量をフィードバック制御する第２の補正手段と、燃料タンクの圧力に基づいて、前記圧力が所定の許容範囲よりも高いときには前記第１の補正手段によるフィードフォワード制御の実行を禁止し、前記圧力が前記許容範囲内のときは前記第１の補正手段によるフィードフォワード制御を実行させる実行制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００８】
この発明によれば、燃料タンクの圧力が低いときはパージ補正量がフィードフォワード制御されるので、パージによる影響が空燃比に出現してから補正が開始されるのではなく、パージが空燃比に与える影響を見込んでパージ補正量が増減される。このため、空燃比の乱れが抑制される。フィードフォワード制御による誤差が生じて空燃比がずれたとしても、そのずれはパージ補正量のフォードバック補正によって解消を図ることができる。この場合、パージ補正量のフィードバック制御はフィードフォワード制御の誤差に起因する空燃比の乱れを解消するように行なわれるだけでよいので、フォードバック制御のみでパージ補正量を制御する場合と比較すればフィードバックによる制御量は小さく、従って、フィードバック制御の応答遅れ等の弊害が顕在化するおそれもない。一方、燃料タンクの圧力が高いときはパージ補正量がフィードフォワード制御されないので、燃料タンクからのベーパの影響による誤差の拡大を防止して空燃比の乱れも未然に防止することができる。
【０００９】
本発明において、前記第１の補正手段は、パージ開始時からのパージガス流量の積算値とキャニスタから供給されるパージガス濃度とを対応付けるデータを記憶する記憶手段と、その記憶手段が記憶するデータを参照して前記積算値に対応するパージガス濃度を特定し、その特定したパージガス濃度から前記空気流量及び燃料流量をそれぞれ別々に演算する空気流量算出手段及び燃料流量算出手段とを備えてもよい（請求項２）。この場合には、パージガス流量の積算値を取得することにより記憶手段のデータに従ってパージガス濃度を特定し、そのパージガス濃度から空気流量及び燃料流量をそれぞれ特定することができる。なお、パージガス流量は例えばキャニスタから吸気系へパージガスを導く流路に設けられたパージ制御弁の開度（デューティー比）に基づいて特定することができる。
【００１０】
さらに、前記排気空燃比の変化に基づいて、前記空燃比を所定の目標値に維持するために必要な前記基本燃料噴射量の補正量を算出する空燃比フィードバック補正量算出手段と、前記キャニスタからのパージを開始した際の前記空燃比フィードバック補正量の変化を利用してパージ開始時に前記キャニスタから放出されるパージガスにおけるベーパ濃度の初期値を特定する初期ベーパ濃度特定手段とを具備し、前記記憶手段にはパージ開始時におけるベーパ濃度の初期値に対応付けて前記積算値と前記パージガス濃度とを対応付けるデータが複数種類記憶され、前記第１の補正手段は、前記初期ベーパ濃度特定手段が特定したベーパ濃度の初期値に基づいて、前記積算値に対応するパージガス濃度の特定に使用すべきデータを前記記憶手段が記憶するデータから選択し、その選択されたデータに基づいて前記積算値に対応するパージガス濃度を特定してもよい（請求項３）。この場合には、ベーパ濃度の初期値に応じた適切なデータを利用してパージガス濃度を特定することができるので、ベーパ濃度の初期値によってキャニスタの脱離特性が異なっている場合でも空気流量及び燃料流量を正確に特定できる。
【００１１】
また、本発明の燃料噴射量制御装置においては、前記前記第１の補正手段が特定した空気流量を吸入空気量に加算して基本燃料噴射量を算出してもよい（請求項４）。この場合には、パージによって吸気系に導入される燃料量のみならず、空気量が空燃比の制御に反映されるので、空燃比をより正確に制御できるようになる。
【００１２】
さらに、前記燃料タンクの圧力が前記許容範囲よりも高いときは前記第１の補正手段が特定した空気流量を考慮せずに前記基本燃料噴射量を算出してもよい（請求項５）。このようにすれば、燃料タンクの圧力が高くてキャニスタの脱離特性から特定した空気流量の信頼性が低下したときに、これを基本燃料噴射量の算出に考慮しないこととして、基本燃料噴射量そのものの誤差の拡大を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車に搭載される内燃機関１に本発明を適用した一実施形態を示している。内燃機関１には吸気通路２及び排気通路３が接続される。吸気通路２にはスロットルバルブ４の開度に応じた流量の空気が吸入され、その空気はエアフィルタ５で濾過された後、サージタンク６及び吸気ブランチ７を介してシリンダに導かれる。吸気ブランチ７には燃料噴霧を供給する燃料噴射弁８が設けられる。燃料タンク９には蒸発燃料通路１０を介してキャニスタ１１が接続され、そのキャニスタ１１はさらにパージ通路１２を介してサージタンク６に接続される。パージ通路１２はパージ制御弁１３にて開閉される。
【００１４】
吸気通路２には吸入空気流量に対応した信号を出力するエアフローメータ１４、スロットルバルブ４の開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ１５が設けられている。一方、排気通路３には排気ガスの空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサ１６が設けられている。内燃機関１には機関冷却水の温度に対応した信号を出力する水温センサ１７が設けられている。燃料タンク９にはタンク内の圧力に対応した信号を出力する圧力センサ１８が設けられている。これらのセンサ類の出力信号はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０に導かれる。ＥＣＵ２０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要な主記憶装置としてのＲＡＭ、ＲＯＭ等を含んだコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ２０は特定のソフトウエアと組み合わされることにより、内燃機関１の運転制御に必要な各種の機能実現手段として機能するが、本実施形態では特に空燃比制御部２１、パージ制御部２２、フィードフォワード補正部（ＦＦ補正部）２３及びフィードバック補正部（ＦＢ補正部）２４としてＥＣＵ２０が機能する。その他の機能実現手段については図示を省略した。また、ＥＣＵ２０に対する入力手段としてのセンサについても、図示されたもの以外に例えばクランク角センサ等が設けられるが図示を省略した。
【００１５】
空燃比制御部２１は、空燃比を所定の目標値（例えば理論空燃比）に維持するために必要な燃料の基本噴射時間をエアフローメータ１４が検出した吸入空気量及び機関回転数とに基づいて特定し、その基本噴射時間に各種の補正係数を乗算して燃料噴射時間を算出し、その算出結果に従って燃料噴射弁８の開度（デューティー比）を制御する。なお、基本噴射時間は、機関回転数（回転速度）をＮ、吸入空気量をＱとすれば、機関回転数Ｎ及び機関負荷Ｑ／Ｎから一義的に定められるものであり、燃料噴射量を燃料噴射弁８からの燃料噴射時間に換算した値に相当する。
【００１６】
パージ制御部２２は所定の制御則に従ってパージ制御弁１３の開度を調整する。ＦＦ補正部２３及びＦＢ補正部２４は、パージが空燃比に与える影響を排除するために必要な燃料噴射時間のフィードフォワード補正量（ＦＦ補正量）及びフードバック補正量（ＦＢ補正量）をそれぞれ演算する。これらの補正部２３、２４にて演算される補正量は、空燃比制御部２１にて基本噴射時間を修正するための補正係数のうち、特にパージによる影響を補正するためのパージ補正係数として使用される。すなわち、空燃比制御部２１では次式により燃料噴射時間を演算する。
【００１７】
【数１】
燃料噴射時間＝ＴＰ×ＦＡＦ×ＦＰＧ×Ｋ ……（１）
【００１８】
ここに、ＴＰは上記のように機関回転数Ｎと機関負荷Ｑ／Ｎとによって定まる基本噴射時間である。ＦＡＦは空燃比センサ１６によって検出される空燃比の実測値に応じて制御される空燃比補正係数であり、空燃比が目標値のとき１．０に設定される。図２に示すように、空燃比が目標値よりもリーン側にずれたとき空燃比補正係数ＦＡＦは１．０よりも大きく設定され、空燃比Ａ／Ｆが目標値よりもリッチ側にずれたとき空燃比補正係数ＦＡＦは１．０よりも小さい値に設定される。いずれにせよ、空燃比補正係数ＦＡＦは１．０を中心として空燃比の変動を打ち消すように制御される。但し、空燃比補正係数ＦＡＦは所定範囲、例えば０．８〜１．２の範囲に制限される。空燃比補正係数ＦＡＦは、空燃比が目標値に対してリーン側からリッチ側に変化したときにＦＡＦＬから所定のステップ量Ｓだけ低下し、その後リーン状態が続くと所定の定数Ｋずつ減らされる。リーン側からリッチ側に変化するとその時点の補正係数ＦＡＦＲからステップ量Ｓだけ増加し、その後、リッチ態が続くと所定の定数Ｋずつ増やされる。このような空燃比補正係数の制御の具体的手順は周知の燃料噴射量制御装置と同様でよく、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１９】
ＦＰＧはキャニスタ１１からのパージによる燃料量に応じて燃料噴射時間を補正するためのパージ補正係数であり、ＦＦ補正量＋ＦＢ補正量の和として与えられる。増量係数Ｋはその他の要因に応じて燃料噴射時間を増減するために適宜設定される係数である。例えばアイドル補正係数等がここに含まれる。
【００２０】
ＦＦ補正部２３はパージ制御部２２から与えられるパージ制御弁１３の開度（デューティー比）を参照して燃料噴射時間に関するＦＦ補正量を演算し、ＦＢ補正部２４は空燃比センサ１６が検出する空燃比を参照して、燃料噴射時間に関するＦＢ補正量を演算する。
【００２１】
図３はＦＦ補正部２３の機能ブロック図である。ＦＦ補正部２３は、パージ制御部２２から与えられるパージ制御弁１３の開度に基づいてパージガス、すなわちキャニスタ１１からサージタンク６に導かれる蒸発燃料と外気との混合気の瞬時流量（単位Ｌ（リットル）／秒）を算出する瞬時流量算出部３１を備えている。瞬時流量算出部３１は下式により瞬時流量を算出する。
【００２２】
【数２】
瞬時流量＝パージ制御弁のサイズ×パージ制御弁のデューティー比×流量補正係数
【００２３】
ここで、パージ制御弁のサイズは毎秒何リットルのガスが通過できるかによって表現され、その単位はリットル／秒である。０〜１．０までのいずれかの値で与えられる無次元数であり、流量補正係数も無次元数である。従って、瞬時流量は単位秒当たりの流量（リットル）として与えられる。
【００２４】
瞬時流量算出部３１にて算出された瞬時流量は輸送遅れ補正部３２及び一次応答遅れ補正部３３にて補正されてパージ量積算部３４に提供される。輸送遅れ補正部３２は、パージ制御弁１３と吸気ポートとが離れていることに起因するパージ制御弁１３の開度調整時と実際のパージ流量変化の出現時とのずれ量である輸送遅れに対応して瞬時流量を補正し、一次応答遅れ補正部３３はパージ制御弁１３の開度の変化に応答してパージ制御弁１３を通過するパージガスの流量が変化するまでの応答遅れに対応して瞬時流量を補正する（図４参照）。
【００２５】
パージ量積算部３４は瞬時流量を積算し、その積算値を積算パージ量としてキャニスタ脱離特性値特定部３５に提供する。積算パージ量の単位はリットルである。キャニスタ脱離特性値特定部３５は脱離特性記憶部３６が予め記憶しているキャニスタ１１の脱離特性に関するマップとパージ量積算部３４から提供される積算パージ量とを利用して、パージガスに含まれている空気流量及び蒸発燃料流量をそれぞれ特定する。すなわち、脱離特性記憶部３６には、図５（ｂ）に示すように積算パージ量とパージガス濃度との対応関係を記述した脱離特性マップが記憶されており、キャニスタ脱離特性値特定部３５はこの脱離特性マップを利用して積算パージ量に対応したパージガス濃度を脱離特性値として取得する。脱離特性記憶部３６は例えばＥＣＵ２０のＲＯＭによって構成される。
【００２６】
なお、脱離特性マップは、図５（ａ）に示すように、予め積算パージ量（単位はリットル）とキャニスタ１１からの蒸発燃料の脱離量（単位：ｇ）との関係を実験的に調べておき、積算パージ量を脱離量に変換する関数（図５（ａ）の曲線）を近似微分変換することにより得られるものである。図５（ｂ）の縦軸のパージガス濃度は無次元数（リットル／リットル）である。つまり、脱離特性値は積算パージ量から求まる無次元のパージガス濃度である。
【００２７】
脱離特性値はパージ開始時のパージガスに含まれるベーパ濃度の初期値（初期ベーパ濃度）に応じて異なる値を示す。従って、脱離特性マップにおいては、初期ベーパ濃度毎に積算パージ量とパージガス濃度との関係を示す線図が用意されている。そして、図３から明らかなように、キャニスタ脱離特性値特定部３５にはＦＢ補正部２４から初期ベーパ濃度が提供され、その与えられた初期ベーパ濃度と積算パージ流量とから脱離特性値（パージガス濃度）が特定される。なお、ここでいうベーパ濃度とは単位パージ率当たりのベーパ濃度である。パージ率は、吸入空気量に対するパージガス量の割合を示す無次元数であり、ベーパ濃度は、パージガス流量に対する蒸発燃料の流量の割合を示す無次元数である。初期ベーパ濃度の取得方法は後述する。
【００２８】
キャニスタ脱離特性値特定部３５にて特定された脱離特性値はエア量算出部３８及びベーパ量算出部３９にそれぞれ提供される。エア量算出部３８はパージガスに含まれている空気量を次式により特定する。
【００２９】
【数３】
空気量（ｇ／秒）＝パージガス瞬時流量（Ｌ／秒）×（１−脱離特性値）×空気密度（ｇ／Ｌ） ……（２）
ここでパージガス瞬時流量は一次応答遅れ補正部３３から与えられる流量であり、従って、空気量はパージガスに含まれる一秒当たりの空気の質量を表している。
【００３０】
一方、ベーパ量算出部３９はパージガスに含まれているベーパ量（蒸発燃料量）を次式により特定する。
【００３１】
【数４】
燃料量（ｇ／秒）＝パージガス瞬時流量（Ｌ／秒）×脱離特性値×ノルマルブタン密度（ｇ／Ｌ） ……（３）
ここでもパージガス瞬時流量は一次応答遅れ補正部３３から与えられる流量であり、従って、ベーパ量はパージガスに含まれる一秒当たりの燃料の質量を表している。また、ノルマルブタンの密度を利用しているのは、ノルマルブタンによりガソリン燃料の密度を十分に代表できるからである。
【００３２】
ベーパ量算出部３９にて算出されたベーパ量はＦＦ補正量算出部４０に与えられる。ＦＦ補正量算出部４０は、燃料噴射弁８から噴射される燃料をベーパ量に相当するだけ減少させるために必要なＦＦ補正量（補正係数）ＦＰＧＦＦを次式に従って算出する。
【００３３】
【数５】
ＦＰＧＦＦ＝燃料量×１／燃料密度×１／燃料噴射弁サイズ×１／６０ ……（４）
但し、燃料量は上式（３）で求められる値である。燃料噴射弁サイズは一分当たりの燃料噴射量で表現される。式（４）は、ＦＦ補正量に相当する量だけ燃料噴射時間を減少させるために必要な補正係数ＦＰＧＦＦをＦＦ補正量として求めるものである。
【００３４】
以上のようにして求められたＦＦ補正量は空燃比制御部２１に提供される。そして、空燃比制御部２１ではＦＦ補正量を利用して基本噴射時間ＴＰを補正し、燃料噴射時間を算出する。また、エア量算出部３８で算出された空気量も空燃比制御部２１に提供される。空燃比制御部２１は、ＦＦ補正部２３から提供された空気量を、エアフローメータ１４の出力に基づいて特定した吸入空気量に加算した上で基本噴射時間ＴＰを算出する。従って、ＦＦ補正部２３で求められた空気量及びベーパ量はそれぞれ空燃比制御部２１における燃料噴射時間の演算に使用されることとなり、これにより、キャニスタ１１からのパージによる空気及び燃料の導入量が燃料噴射時間の演算において正しく考慮される。
【００３５】
次にＦＢ補正部２４におけるＦＢ補正量の算出について説明する。ＦＢ補正部２４は、パージによる蒸発燃料の導入の影響で空燃比補正係数ＦＡＦが変化することを利用して単位パージ率当たりのベーパ濃度ＦＧＰＧを学習し、そのベーパ濃度ＦＧＰＧにパージ率ＰＧＲを乗算することにより、ＦＢ補正量を特定する。
【００３６】
図６はパージ率ＰＧＲと、空燃比補正係数ＦＡＦと、単位パージ率当たりのベーパ濃度ＦＧＰＧと、ＦＢ補正量ＦＰＧＦＢとの関係を示している。ＦＢ補正量ＦＰＧＦＢはＦＧＰＧにパージ率ＰＧＲを乗算することによって得られる。単位パージ率当たりのベーパ濃度ＦＧＰＧは空燃比補正係数ＦＡＦが図２に示した所定量Ｓだけスキップされる毎に次式に基づいて算出される。
【００３７】
【数６】
ｔＦＧ←（１−ＦＡＦＡＶ）／（ＰＧＲ・ａ） ……（５）
ＦＧＰＧ←ＦＧＰＧ＋ｔＦＧ ……（６）
ここで、ｔＦＧはＦＡＦのスキップ毎に行なわれるＦＧＰＧの更新量を示しており、ＦＡＦＡＶは空燃比補正係数ＦＡＦの平均値（＝（ＦＡＦＬ＋ＦＡＦＲ）／２）を示している。定数ａは例えば２に設定される。
【００３８】
パージが開始されると空燃比がリッチになり、これを目標値に補正すべく空燃比補正係数ＦＡＦは減少する。パージ開始後、所定時間経過した時刻ｔ１において空燃比センサ１６の出力信号から空燃比が目標値に対してリッチ側からリーン側へ切り替わったと判断されると空燃比補正係数ＦＡＦは図２に示すように所定量Ｓだけ増やされる。この場合、パージが開始されてから時刻ｔ１に至るまでの空燃比補正係数ＦＡＦの変化量ΔＦＡＦ（＝１．０−ＦＡＦ）はパージ作用による空燃比の変動量を表しており、この変化量ΔＦＡＦは時刻ｔ１における燃料ベーパ濃度を表している。
【００３９】
時刻ｔ１に達すると空燃比は目標値に維持され、その後、空燃比が目標値からずれないように空燃比補正係数の平均値ＦＡＦＡＶを１．０まで戻すために単位パージ率当たりのベーパ濃度ＦＧＰＧが空燃比補正係数ＦＡＦの所定量Ｓのスキップ毎に徐々に更新される。このときのＦＧＰＧの一回当たりの更新量ｔＦＧは１．０に対する空燃比補正係数の平均値ＦＡＦＡＶのずれ量の半分とされ、従って、この更新量ｔＦＧは上述した如くｔＦＧ＝（１−ＦＡＦＡＶ）／（ＰＧＲ・２）となる。
【００４０】
図６に示すようにＦＧＰＧの更新作用が数回繰り返されると空燃比補正係数の平均値ＦＡＦＡＶは１．０に戻り、その後は単位パージ率当たりのベーパ濃度ＦＧＰＧは一定となる。この一定となったベーパ濃度ＦＧＰＧが単位パージ率当たりのベーパ濃度を正確に表しており、従ってベーパ濃度ＦＧＰＧが一定になったことをもってベーパ濃度の学習が完了したことになる。
【００４１】
上記のように、ベーパ濃度は単にパージ率当たりのベーパ濃度ＦＧＰＧにパージ率ＰＧＲを乗算した値となる。従って、実際のベーパ濃度に相当するＦＢ補正量ＦＰＧＦＢ（＝ＦＧＰＧ×ＰＧＲ）はパージ率ＰＧＲの増加に伴って漸次増加する。パージ開始後におけるベーパ濃度の学習が一旦完了した後でも、ベーパ濃度が変化すれば空燃比補正係数ＦＡＦは１．０からずれる。このときも上述の更新量ｔＰＧ（＝（１−ＦＡＦＡＶ）／（ＰＧＲ・ａ））を用いて単位パージ率当たりのベーパ濃度が更新され、その更新された値に基づいてＦＢ補正量が更新される。
【００４２】
以上のように、ＦＢ補正部２４によるベーパ濃度ＦＧＰＧの特定は、空燃比センサ１６による空燃比の実測値に対応した空燃比補正係数ＦＡＦの変動を利用して行なわれるものであり、空燃比センサ１６の検出を入力情報とした一種のフィードバック制御に相当する。ＦＦ補正部２３にはパージ開始時に学習したベーパ濃度ＦＧＰＧが提供される。
【００４３】
図７はＦＢ補正部２４が実行するベーパ濃度ＦＧＰＧの学習ルーチンを示すフローチャートである。ベーパ濃度学習処理ルーチンは、パージ実行中でかつ空燃比補正係数ＦＡＦが所定量Ｓだけスキップされたときに実行され、まずステップＳ１で空燃比補正係数の平均値ＦＡＦＡＶが所定の許容範囲（例えば０．９８〜１．０２に有るか否か判断する。許容範囲にあるときはステップＳ２でベーパ濃度更新量ｔＦＧに０をセットし、許容範囲外のときはステップＳ３でベーパ濃度更新量ｔＦＧを上記の式により演算する。更新量ｔＦＧの演算後はステップＳ４で単位パージ率当たりのベーパ濃度ＦＧＰＧに更新量ｔＰＧを加えて新たなベーパ濃度ＦＧＰＧを得る。このような処理によれば、パージの影響で空燃比補正係数ＦＡＦが許容範囲を越えて変動したとき、空燃比補正係数の平均値ＦＡＦＡＶがほぼ１．０にて安定するまでベーパ濃度ＦＧＰＧが逐次更新されて図６に示すような結果が得られる。
【００４４】
ＦＢ補正部２４にて求められた補正係数ＦＰＧＦＢはＦＢ補正量として図１の空燃比制御部２１に提供される。そして、空燃比制御部２１はＦＦ補正部２３から提供されるＦＦ補正量としての補正係数ＦＰＧＦＦと、ＦＢ補正部２４から提供されるＦＢ補正量としての補正係数ＦＰＧＦＢの和をパージ補正係数ＦＰＧとして特定し、そのパージ補正係数ＦＰＧを利用して基本噴射時間ＴＰを修正する。
【００４５】
以上のように、本実施形態の装置では、空燃比センサ１６の検出信号に基づいてフィードバック制御されるＦＢ補正部２４のＦＢ補正量（パージ補正係数ＦＰＧＦＢ）のみならず、ＦＦ補正部２３が特定したＦＦ補正量（パージ補正係数ＦＰＧＦＦ）を考慮して基本噴射時間ＴＰを補正している。ＦＦ補正部２３によるＦＦ補正量の制御は、初期ベーパ濃度が与えられた以降は空燃比センサ１６の検出値に依存せず、パージ制御弁１３のデューティー比に基づいて特定した瞬時流量の積算値に対応するパージガス濃度を図５（ｂ）のマップから取得することによって行なわれるフォードフォワード制御である。従って、パージによる空燃比の変動が予め見込まれてパージ補正係数ＦＰＧが増減されることとなり、ＦＢ補正部２４によるフィードバック制御のみでパージ補正係数ＦＰＧを特定する場合と比較して空燃比の乱れを抑えることができる。
【００４６】
ところが、ＦＦ補正部２３によって特定されるパージガス濃度は、燃料タンク９からキャニスタ１１に導かれる蒸発燃料の流量による影響を受けることがある。例えば、燃料タンク９にて大量の蒸発燃料が発生して相当量の蒸発燃料がキャニスタ１１の吸着剤に吸着されることなくサージタンク６へそのまま流出する場合には、図８に示すように、サージタンク６に導かれるパージガスの濃度は、図５（ｂ）のマップにて特定される値に対して無視し得ない程に乱れるおそれがある。このような乱れが生じている状態では、ＦＦ補正部２３にて特定されるＦＦ補正量の信頼性が低下し、かえって空燃比の乱れが大きくなるおそれがある。
【００４７】
そこで、空燃比制御部２１では、燃料タンク９の圧力を圧力センサ１８にて監視し、タンク圧が所定の基準値よりも高いときはＦＦ補正部２３によるＦＦ補正量を考慮せず、ＦＢ補正部２４が特定したパージ補正係数ＦＰＧＦＢをそのままパージ補正係数ＦＰＧとして使用することとした。
【００４８】
図９は、空燃比制御部２１が燃料タンク圧力を考慮してパージ補正係数ＦＰＧを特定するために所定の周期で繰返し実行するパージ補正係数演算ルーチンを示している。この処理においては、ステップＳ１１でパージ制御実行中か否か、すなわちパージ制御弁１３を開いてパージを行なっているか否かを判別する。パージ制御中でなければ今回のルーチンを終了する。パージ制御中であればステップＳ１２でベーパ濃度の学習が確定したか否か判断する。この場合、ＦＢ補正部２４にて行なわれる図７の処理において、ステップＳ１が否定されている間、すなわち空燃比補正係数の平均値ＦＡＦＡＶが１．０に対する所定の許容範囲内から外れている間は学習が確定していないものとみなされる。
【００４９】
学習が確定していないときはステップＳ１３へ進み、ＦＦ補正量、すなわちパージ補正係数ＦＰＧＦＦを初期値０にセットしてステップＳ１６へ進む。一方、学習が確定しているときはステップＳ１４にて圧力センサ１８の信号に基づいて燃料タンク９の内圧が所定の限界値以下か否か判断し、限界値を超えていればステップＳ１３へ、そうでなければステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、ＦＦ補正部２３を利用してキャニスタ１１の脱離特性に基づくＦＦ補正量を特定し、その特定した値をパージ補正係数ＦＰＧＦＦにセットする。ステップＳ１３又はＳ１５にてＦＦ補正量を特定した後は、ステップＳ１６でＦＢ補正部２４を利用して空燃比の変化に基づくＦＢ補正量を特定し、その特定した値をパージ補正係数ＦＰＧＦＢにセットする。続くステップＳ１７では、ＦＦ補正量ＦＰＧＦＦとＦＢ補正量ＦＰＧＦＢの和をパージ補正係数ＦＰＧとして特定する。
【００５０】
なお、上記はパージ補正係数に関して説明したが、ＦＦ補正部２３が特定する空気量についても、ステップＳ１３に進んだときは空気量＝０としてエアフローメータ１４が検出した吸入空気量のみに基づいて基本噴射時間ＴＰを算出し、ステップＳ１５に進んだときにはＦＦ補正部２３が特定した空気量をエアフローメータ１４が検出した吸入空気量に加算して基本噴射時間ＴＰを算出すればよい。
【００５１】
以上の処理によれば、燃料タンク９の圧力が所定の限界値以下のときは、ＦＦ補正部２３にて特定された補正係数がパージ補正係数ＦＰＧに考慮されて空燃比の乱れが抑制される。また、ＦＦ補正部２３によるパージガス濃度の推定結果に誤差があって空燃比がずれたとしても、そのずれはＦＢ補正部２４による補正量ＦＰＧＦＢに反映されて修正される。但し、ＦＢ補正部２４にて特定されるパージ補正係数ＦＰＧＦＢは、ＦＦ補正部２３のパージガス濃度の推定誤差に起因する空燃比の乱れを解消するように制御されるだけなので、ＦＢ補正部２４のみでパージ補正係数ＦＰＧを特定する場合と比較すればその制御量は小さく、従って、フィードバック制御の応答遅れ等による弊害は問題とならない。
【００５２】
一方、燃料タンク９の圧力が所定の限界値を越えるとＦＦ補正部２３にて特定されたＦＦ補正量が考慮されないので、燃料タンク９からの蒸発燃料の影響による空燃比の乱れも抑制される。
【００５３】
以上の実施形態では、ＥＣＵ２０の空燃比制御部２１及びＦＦ補正部２３が第１の補正手段に、空燃比制御部２１及びＦＢ補正部２４が第２の補正手段に、空燃比制御部２１が実行制御手段に、ＦＦ補正部２３のエア量算出部３８が空気流量算出手段に、ベーパ量算出部３９が燃料流量算出手段に、空燃比制御部２１が空燃比フィードバック補正量算出手段に、ＦＢ補正部２４が初期ベーパ濃度特定手段に、脱離特性記憶部３６が記憶手段にそれぞれ相当する。上記の実施形態では燃料タンク９の圧力を圧力センサ１８にて実測したが、燃料タンク９の圧力と相関する様々なパラメータを利用して燃料タンク９の圧力を検出し、又は推定してよい。
【００５４】
本実施形態のＦＦ補正部２３は、パージによる空気量及び燃料量をＦＦ補正部２３にて特定することができるので、内燃機関１の挙動を再現するためのシミュレータに転用することができる。図１０はそのシミュレータを示す図である。シミュレータは内燃機関１を再現したエンジンモデル５１と、空燃比に対するパージの影響を特定するための情報をエンジンモデル５１に対して提供するパージ適合用モデル５２とを含んでいる。シミュレータ５０のエンジンモデル５１では、与えられた運転条件に基づいて空燃比センサ１６（図１）の検出信号が演算され、その演算された空燃比センサ信号はＥＣＵ２０に与えられる。ＥＣＵ２０は実際の内燃機関１に組み合わされるハードウエアモデルである。
【００５５】
ＥＣＵ２０は与えられた空燃比センサ信号に基づいて内燃機関１の動作制御に必要な各種の演算処理を行なう。その演算結果はシミュレータ５０に提供されてエンジンモデル５１の運転状態の演算に使用される。例えば、ＥＣＵ２０ではエンジンモデル５１から与えられる各種のセンサ出力を参照して吸入空気量や燃料噴射弁から供給されるべき燃料量を算出し、これらの演算結果をエンジンモデル５１に与える。ＥＣＵ２０に実装しておくべき演算機能はシミュレーション試験の目的に応じて適宜に定めてよいが、本実施形態では、パージ制御弁１３に対するデューティー比をＥＣＵ２０にて演算し、その演算結果をハードウエアとしてのパージ制御弁１３に提供してパージ制御弁１３を実際に駆動させている。パージ制御弁１３の動作結果はシミュレータ５０に回収される。回収される動作結果には、パージ制御弁１３の実際のデューティー比が含まれている。
【００５６】
パージ適合用モデル５２は図１１に示す構成を備えている。その構成は、図３に示すＦＦ補正部２３に対して、ＦＦ補正量算出部４０に代えて空燃比算出部５３が設けられている点が異なるのみである。図１１において、図３と同一の機能部には同一符号を付してある。但し、パージ適合モデル３２で参照される瞬時流量はパージ制御弁１３の動作結果から回収されたデューティー比に基づいて演算される。また、初期ベーパ濃度については適当な値が指定される。脱離特性記憶部３６に記憶されるべきマップは、エンジンモデル５１の規範となる内燃機関１と組み合わされるキャニスタ１１の実測値を使用すればよい。
【００５７】
パージ適合用モデル５２は、与えられた瞬時流量及びマップを参照して、図３の場合と同様に、つまり上式（２）及び（３）式を用いてパージガスに含まれている空気量及びベーパ量をそれぞれ算出する。そして、算出された空気量及びベーパ量は空燃比算出部４１に与えれる。空燃比算出部４１では、エンジンモデル５１で計算された空気量及び燃料量にパージ適合用モデル５２で算出された空気量及びベーパ量をそれぞれ加算することにより、パージの影響を加味した空燃比を算出する。すなわち、次式により空燃比を演算する。
【００５８】
【数７】
空燃比＝（エンジンモデル算出の空気量＋パージ空気量）／（エンジンモデル算出の燃料量＋パージ燃料量）
【００５９】
そして、エンジンモデル５１は、与えられた空燃比に対応する空燃比センサの出力信号を生成してＥＣＵ２０に出力する。このようにＥＣＵ２０に対して、パージによる空燃比の影響を考慮した空燃比センサの信号が与えられるので、実際の内燃機関を使用した試験と同様に、キャニスタからのパージが運転状態に与える影響を再現することができる。従って、内燃機関の運転条件に対するパージ制御弁の制御則についての適合作業を実際の内燃機関を使用することなくシミュレーションで行なうことができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、燃料タンクの圧力の高低に応じてパージ補正量のフォードフォワード制御の実行及びその禁止を切り替えるようにしたので、パージに対応する燃料噴射量の補正量を、燃料タンクからの蒸発燃料の影響を考慮して適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料噴射制御装置の要部を示す図。
【図２】空燃比補正係数の制御状況を示す図。
【図３】図１のＦＦ補正部の構成を示す機能ブロック図。
【図４】図１のＦＦ補正部で考慮される輸送遅れと一次応答遅れの概念を示す図。
【図５】図３の脱離特性記憶部に記憶されるキャニスタの脱離特性を示すマップ（ｂ）と、そのマップの基礎となる計測データ（ａ）とを示す図。
【図６】図１のＦＢ補正部によるパージ補正量（パージ補正係数）の算出方法を示す図。
【図７】図１のＦＢ補正部にて行なわれるベーパ濃度学習ルーチンを示すフローチャート。
【図８】燃料タンクからの蒸発燃料の流入がキャニスタの脱離特性に与える影響を示す図。
【図９】図１の空燃比制御部にて行なわれるパージ補正係数演算ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】図３のＦＦ補正部を流用したシミュレータの構成を示す図。
【図１１】図１０のシミュレータに搭載されるパージ適合用モデルの構成を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
１内燃機関
２吸気通路
３排気通路
８燃料噴射弁
９燃料タンク
１０蒸発燃料通路
１１キャニスタ
１２パージ通路
１３パージ制御弁
１６空燃比センサ
１８圧力センサ
２０エンジンコントロールユニット（第１の補正手段、第２の補正手段、実行制御手段）
２１空燃比制御部
２２パージ制御部
２３ＦＦ補正部
２４ＦＢ補正部
３１瞬時流量算出部
３４パージ量積算部
３５キャニスタ脱離特性値特定部
３６脱離特性記憶部
３８エア量算出部
３９ベーパ量算出部
４０ＦＦ補正量算出部
４１空燃比制御部
５０シミュレータ
５１エンジンモデル
５２パージ適合用モデル
５３空燃比算出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine that controls fuel injection amount in consideration of introduction of fuel and air from a canister into an intake system.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine equipped with a fuel injection device, by correcting the basic fuel injection amount determined based on the engine speed and the engine load with an air-fuel ratio correction coefficient calculated based on an actual air-fuel ratio value, The air-fuel ratio is controlled to a predetermined target range. However, an automobile is equipped with a canister that adsorbs and holds the evaporated fuel (vapor) from the fuel tank. If the fuel injection amount is determined without considering the fuel and air taken into the intake system from the canister, the air-fuel ratio is May fall outside the target range.
[0003]
Therefore, various control devices for correcting the fuel injection amount in consideration of the introduction of fuel and air from the canister have been proposed. A typical example is that when purging (meaning a process of introducing fuel and air from the canister to the intake system) is executed, the air-fuel ratio changes to the rich side, and the air-fuel ratio correction coefficient changes to eliminate it. Attention is focused on a fuel injection amount control device that estimates the purge gas concentration in the intake air based on the air-fuel ratio correction coefficient and reduces the fuel injection amount in accordance with the estimation result (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-19631). Gazette, JP-A-8-121264). However, correction of the fuel injection amount corresponding to the change in the air-fuel ratio is feedback control, and basically it is impossible to avoid fluctuations in the air-fuel ratio due to purge, and the air-fuel ratio becomes unstable due to a delay in response of the control system. There is also a risk.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 5-248312, the relationship between the amount of fuel adsorbed by the canister and the purge gas concentration is obtained in advance and stored as a map, and the initial amount of fuel adsorbed is calculated using the change in the air-fuel ratio at the start of purge. After that, the fuel desorption amount is calculated every predetermined calculation cycle, the fuel adsorption amount of the canister is gradually decreased from the initial adsorption amount by the desorption amount, and the purge gas concentration corresponding to the adsorption amount in each calculation cycle is calculated in the map. There has been proposed a fuel injection amount control device that determines the amount of fuel introduced by purging from the specified purge gas concentration and reduces the fuel injection amount by that amount. Since this fuel injection amount control apparatus performs feedforward control of the correction amount of the fuel injection amount in consideration of the influence of purge, it is possible to suppress the disturbance of the air-fuel ratio.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the purge gas concentration is specified based on the canister desorption characteristics examined in advance, the evaporated fuel introduced into the intake system from the fuel tank without being adsorbed by the canister adsorbent is not considered. There is a possibility that the error of concentration expands and the accuracy of air-fuel ratio control deteriorates instead.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel injection amount control device capable of appropriately controlling the correction amount of the fuel injection amount corresponding to the purge in consideration of the influence of the evaporated fuel from the fuel tank. To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a fuel injection amount control device that calculates a basic fuel injection amount in accordance with a predetermined condition and corrects the basic fuel injection amount in accordance with a purge correction amount that takes into account the influence of purge from the canister, and is connected to the internal combustion engine. A first correction unit that specifies an air flow rate and a fuel flow rate corresponding to a purge flow rate from the canister according to the desorption characteristics of the canister, and feedforward controls the purge correction amount based on the specification result; Based on a change in the exhaust air-fuel ratio, a second correction unit that feedback-controls the purge correction amount; and on the basis of a fuel tank pressure, when the pressure is higher than a predetermined allowable range, the first correction unit Execution of feedforward control is prohibited, and when the pressure is within the allowable range, feed by the first correction means is performed. And execution control means for executing the Owado control, by providing, for solving the above problems (claim 1).
[0008]
According to the present invention, when the fuel tank pressure is low, the purge correction amount is feedforward controlled. Therefore, the correction is not started after the influence of the purge appears in the air-fuel ratio, but the purge is set to the air-fuel ratio. The purge correction amount is increased or decreased in anticipation of the effect. For this reason, disturbance of the air-fuel ratio is suppressed. Even if an error due to feedforward control occurs and the air-fuel ratio shifts, the shift can be resolved by the Fordback correction of the purge correction amount. In this case, the feedback control of the purge correction amount only needs to be performed so as to eliminate the disturbance of the air-fuel ratio caused by the error of the feedforward control. Therefore, compared with the case where the purge correction amount is controlled only by the Ford back control. The amount of control by feedback is small, and therefore, there is no possibility that adverse effects such as a response delay in feedback control will become apparent. On the other hand, when the pressure in the fuel tank is high, the purge correction amount is not feed-forward controlled, so that an increase in error due to the influence of vapor from the fuel tank can be prevented and air-fuel ratio disturbance can be prevented.
[0009]
In the present invention, the first correction means refers to the storage means for storing data that associates the integrated value of the purge gas flow rate from the start of purge with the purge gas concentration supplied from the canister, and the data stored in the storage means is referred to Then, it may comprise a purge gas concentration corresponding to the integrated value, and an air flow rate calculation means and a fuel flow rate calculation means for separately calculating the air flow rate and the fuel flow rate from the specified purge gas concentration. 2). In this case, by acquiring the integrated value of the purge gas flow rate, the purge gas concentration can be specified according to the data in the storage means, and the air flow rate and the fuel flow rate can be specified from the purge gas concentration. The purge gas flow rate can be specified based on, for example, the opening degree (duty ratio) of a purge control valve provided in the flow path for introducing the purge gas from the canister to the intake system.
[0010]
An air-fuel ratio feedback correction amount calculating means for calculating a correction amount of the basic fuel injection amount necessary for maintaining the air-fuel ratio at a predetermined target value based on a change in the exhaust air-fuel ratio; An initial vapor concentration specifying means for specifying an initial value of the vapor concentration in the purge gas discharged from the canister at the start of the purge using a change in the air-fuel ratio feedback correction amount when the purge of the gas is started. The means stores a plurality of types of data for associating the integrated value with the purge gas concentration in association with the initial value of the vapor concentration at the start of the purge. The first correction means is specified by the initial vapor concentration specifying means. Based on the initial value of the vapor concentration, the storage means stores data to be used for specifying the purge gas concentration corresponding to the integrated value. Select from the data to be 憶 may also identify the purge gas concentration corresponding to the integrated value based on the selected data (claim 3). In this case, since the purge gas concentration can be specified using appropriate data according to the initial value of the vapor concentration, the air flow rate and the air flow rate and the canister desorption characteristics differ depending on the initial value of the vapor concentration. The fuel flow rate can be specified accurately.
[0011]
In the fuel injection amount control apparatus of the present invention, the basic fuel injection amount may be calculated by adding the air flow rate specified by the first correction means to the intake air amount. In this case, since not only the amount of fuel introduced into the intake system by the purge but also the amount of air is reflected in the control of the air-fuel ratio, the air-fuel ratio can be controlled more accurately.
[0012]
Further, when the pressure of the fuel tank is higher than the allowable range, the basic fuel injection amount may be calculated without considering the air flow rate specified by the first correction means (Claim 5). In this way, when the fuel tank pressure is high and the reliability of the air flow rate determined from the desorption characteristics of the canister is reduced, this is not considered in the calculation of the basic fuel injection amount. It is possible to prevent the error itself from expanding.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an internal combustion engine 1 mounted on an automobile. An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the internal combustion engine 1. Air of a flow rate corresponding to the opening degree of the throttle valve 4 is sucked into the intake passage 2, and the air is filtered by the air filter 5 and then guided to the cylinder via the surge tank 6 and the intake branch 7. The intake branch 7 is provided with a fuel injection valve 8 for supplying fuel spray. A canister 11 is connected to the fuel tank 9 via an evaporative fuel passage 10, and the canister 11 is further connected to the surge tank 6 via a purge passage 12. The purge passage 12 is opened and closed by a purge control valve 13.
[0014]
The intake passage 2 is provided with an air flow meter 14 that outputs a signal corresponding to the intake air flow rate, and a throttle opening sensor 15 that outputs a signal corresponding to the opening of the throttle valve 4. On the other hand, the exhaust passage 3 is provided with an air-fuel ratio sensor 16 that outputs a signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas. The internal combustion engine 1 is provided with a water temperature sensor 17 that outputs a signal corresponding to the temperature of the engine cooling water. The fuel tank 9 is provided with a pressure sensor 18 that outputs a signal corresponding to the pressure in the tank. Output signals from these sensors are guided to an engine control unit (ECU) 20. The ECU 20 is configured as a computer including a microprocessor, a RAM, a ROM, and the like as a main storage necessary for its operation. The ECU 20 functions as various function realization means necessary for operation control of the internal combustion engine 1 by being combined with specific software. In the present embodiment, in particular, the air-fuel ratio control unit 21, the purge control unit 22, the feedforward correction. The ECU 20 functions as a unit (FF correction unit) 23 and a feedback correction unit (FB correction unit) 24. The other function realizing means is not shown. Further, as a sensor as an input means for the ECU 20, for example, a crank angle sensor is provided in addition to the illustrated one, but the illustration is omitted.
[0015]
The air-fuel ratio control unit 21 is based on the intake air amount and the engine speed detected by the air flow meter 14 for the basic fuel injection time required to maintain the air-fuel ratio at a predetermined target value (for example, the theoretical air-fuel ratio). The fuel injection time is calculated by multiplying the basic injection time by various correction coefficients, and the opening (duty ratio) of the fuel injection valve 8 is controlled according to the calculation result. The basic injection time is uniquely determined from the engine speed N and the engine load Q / N, where N is the engine speed (rotational speed) and Q is the intake air amount. This corresponds to a value converted into the fuel injection time from the fuel injection valve 8.
[0016]
The purge control unit 22 adjusts the opening degree of the purge control valve 13 according to a predetermined control law. The FF correction unit 23 and the FB correction unit 24 respectively calculate the feedforward correction amount (FF correction amount) and the hood back correction amount (FB correction amount) of the fuel injection time necessary to eliminate the influence of the purge on the air-fuel ratio. Calculate. The correction amounts calculated by these correction units 23 and 24 are used as purge correction coefficients for correcting the influence of the purge, among correction coefficients for correcting the basic injection time by the air-fuel ratio control unit 21. Is done. That is, the air-fuel ratio control unit 21 calculates the fuel injection time by the following equation.
[0017]
[Expression 1]
Fuel injection time = TP × FAF × FPG × K (1)
[0018]
Here, TP is the basic injection time determined by the engine speed N and the engine load Q / N as described above. FAF is an air-fuel ratio correction coefficient that is controlled in accordance with the actual value of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 16, and is set to 1.0 when the air-fuel ratio is a target value. As shown in FIG. 2, when the air-fuel ratio shifts to the lean side from the target value, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set larger than 1.0, and the air-fuel ratio A / F shifts to the rich side from the target value. When the air-fuel ratio correction coefficient FAF is set to a value smaller than 1.0. In any case, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is controlled so as to cancel the fluctuation of the air-fuel ratio around 1.0. However, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is limited to a predetermined range, for example, a range of 0.8 to 1.2. The air-fuel ratio correction coefficient FAF decreases from the FAFL by a predetermined step amount S when the air-fuel ratio changes from the lean side to the rich side with respect to the target value, and then decreases by a predetermined constant K when the lean state continues. When changing from the lean side to the rich side, the correction coefficient FAFR at that time is increased by a step amount S, and thereafter, when the rich state continues, it is increased by a predetermined constant K. The specific procedure for controlling the air-fuel ratio correction coefficient may be the same as that of a known fuel injection amount control apparatus, and detailed description thereof is omitted here.
[0019]
FPG is a purge correction coefficient for correcting the fuel injection time according to the amount of fuel by purging from the canister 11, and is given as the sum of FF correction amount + FB correction amount. The increase coefficient K is a coefficient that is set as appropriate to increase or decrease the fuel injection time according to other factors. For example, an idle correction coefficient or the like is included here.
[0020]
The FF correction unit 23 calculates the FF correction amount related to the fuel injection time with reference to the opening degree (duty ratio) of the purge control valve 13 given from the purge control unit 22, and the FB correction unit 24 detects the air-fuel ratio sensor 16. An FB correction amount related to the fuel injection time is calculated with reference to the air-fuel ratio.
[0021]
FIG. 3 is a functional block diagram of the FF correction unit 23. The FF correction unit 23 is based on the opening degree of the purge control valve 13 given from the purge control unit 22, that is, the instantaneous flow rate of the purge gas, that is, the air-fuel mixture of the evaporated fuel introduced from the canister 11 to the surge tank 6 and the outside air (unit L ( An instantaneous flow rate calculation unit 31 for calculating (liter) / second) is provided. The instantaneous flow rate calculation unit 31 calculates the instantaneous flow rate according to the following formula.
[0022]
[Expression 2]
Instantaneous flow rate = purge control valve size x purge control valve duty ratio x flow rate correction coefficient
[0023]
Here, the size of the purge control valve is expressed by how many liters of gas can pass per second, and its unit is liter / second. It is a dimensionless number given by any value from 0 to 1.0, and the flow rate correction coefficient is also a dimensionless number. Therefore, the instantaneous flow rate is given as a flow rate (liter) per unit second.
[0024]
The instantaneous flow rate calculated by the instantaneous flow rate calculation unit 31 is corrected by the transport delay correction unit 32 and the primary response delay correction unit 33 and provided to the purge amount integration unit 34. The transport delay correcting unit 32 adjusts the transport delay, which is a deviation between the purge control valve 13 opening adjustment and the actual purge flow rate change due to the separation of the purge control valve 13 and the intake port. Correspondingly, the instantaneous flow rate is corrected, and the primary response delay correction unit 33 responds to the response delay until the flow rate of the purge gas passing through the purge control valve 13 changes in response to the change in the opening degree of the purge control valve 13. The instantaneous flow rate is corrected (see FIG. 4).
[0025]
The purge amount integrating unit 34 integrates the instantaneous flow rate and provides the integrated value to the canister desorption characteristic value specifying unit 35 as an integrated purge amount. The unit of the integrated purge amount is liters. The canister desorption characteristic value specifying unit 35 uses the map related to the desorption characteristic of the canister 11 stored in advance in the desorption characteristic storage unit 36 and the integrated purge amount provided from the purge amount integrating unit 34 to generate purge gas. The air flow rate and the evaporative fuel flow rate are specified respectively. That is, the desorption characteristic storage unit 36 stores a desorption characteristic map describing the correspondence between the integrated purge amount and the purge gas concentration, as shown in FIG. 5B, and the canister desorption characteristic value specifying unit. 35 obtains a purge gas concentration corresponding to the integrated purge amount as a desorption characteristic value using this desorption characteristic map. The desorption characteristic storage unit 36 is configured by a ROM of the ECU 20, for example.
[0026]
In addition, as shown in FIG. 5A, the desorption characteristic map experimentally shows the relationship between the accumulated purge amount (unit: liters) and the desorption amount of evaporated fuel from the canister 11 (unit: g) in advance. This is obtained by conducting an approximate differential transformation on a function (curve in FIG. 5A) for converting the integrated purge amount into the desorption amount. The purge gas concentration on the vertical axis in FIG. 5 (b) is a dimensionless number (liter / liter). That is, the desorption characteristic value is a dimensionless purge gas concentration obtained from the integrated purge amount.
[0027]
The desorption characteristic value varies depending on the initial value (initial vapor concentration) of the vapor concentration contained in the purge gas at the start of the purge. Therefore, in the desorption characteristic map, a diagram showing the relationship between the integrated purge amount and the purge gas concentration is prepared for each initial vapor concentration. As is clear from FIG. 3, the initial vapor concentration is provided from the FB correction unit 24 to the canister desorption characteristic value specifying unit 35, and the desorption characteristic value ( Purge gas concentration) is identified. The vapor concentration referred to here is the vapor concentration per unit purge rate. The purge rate is a dimensionless number indicating the ratio of the purge gas amount to the intake air amount, and the vapor concentration is a dimensionless number indicating the ratio of the flow rate of the evaporated fuel to the purge gas flow rate. A method for obtaining the initial vapor concentration will be described later.
[0028]
The desorption characteristic values specified by the canister desorption characteristic value specifying unit 35 are provided to the air amount calculation unit 38 and the vapor amount calculation unit 39, respectively. The air amount calculation unit 38 specifies the amount of air contained in the purge gas by the following equation.
[0029]
[Equation 3]
Air amount (g / sec) = Purge gas instantaneous flow rate (L / sec) × (1-desorption characteristic value) × Air density (g / L) (2)
Here, the instantaneous flow rate of the purge gas is a flow rate given from the primary response delay correcting unit 33. Therefore, the air amount represents the mass of air per second contained in the purge gas.
[0030]
On the other hand, the vapor amount calculation unit 39 specifies the vapor amount (evaporated fuel amount) contained in the purge gas by the following equation.
[0031]
[Expression 4]
Fuel amount (g / sec) = Purge gas instantaneous flow rate (L / sec) × Desorption characteristic value × Normal butane density (g / L) (3)
Here, the purge gas instantaneous flow rate is the flow rate given from the primary response delay correction unit 33, and therefore the vapor amount represents the mass of fuel per second contained in the purge gas. The reason why the density of normal butane is used is that the density of gasoline fuel can be sufficiently represented by normal butane.
[0032]
The vapor amount calculated by the vapor amount calculation unit 39 is given to the FF correction amount calculation unit 40. The FF correction amount calculation unit 40 calculates an FF correction amount (correction coefficient) FPGFF necessary for reducing the fuel injected from the fuel injection valve 8 by an amount corresponding to the vapor amount, according to the following equation.
[0033]
[Equation 5]
FPGFF = fuel amount × 1 / fuel density × 1 / fuel injection valve size × 1/60 (4)
However, the fuel amount is a value obtained by the above equation (3). The fuel injection valve size is expressed as a fuel injection amount per minute. Expression (4) is to obtain a correction coefficient FPGFF necessary for reducing the fuel injection time by an amount corresponding to the FF correction amount as the FF correction amount.
[0034]
The FF correction amount obtained as described above is provided to the air-fuel ratio control unit 21. The air-fuel ratio control unit 21 corrects the basic injection time TP using the FF correction amount, and calculates the fuel injection time. The air amount calculated by the air amount calculation unit 38 is also provided to the air-fuel ratio control unit 21. The air-fuel ratio control unit 21 calculates the basic injection time TP after adding the air amount provided from the FF correction unit 23 to the intake air amount specified based on the output of the air flow meter 14. Therefore, the air amount and the vapor amount obtained by the FF correction unit 23 are respectively used for calculating the fuel injection time in the air-fuel ratio control unit 21, and thereby the introduction amount of air and fuel by the purge from the canister 11. Is correctly taken into account in the calculation of the fuel injection time.
[0035]
Next, calculation of the FB correction amount in the FB correction unit 24 will be described. The FB correction unit 24 learns the vapor concentration FGPG per unit purge rate by utilizing the change in the air-fuel ratio correction factor FAF due to the influence of the introduction of the evaporated fuel by purging, and multiplies the vapor concentration FGPG by the purge rate PGR. By doing so, the FB correction amount is specified.
[0036]
FIG. 6 shows the relationship among the purge rate PGR, the air-fuel ratio correction coefficient FAF, the vapor concentration FGPG per unit purge rate, and the FB correction amount FPGFB. The FB correction amount FPGFB is obtained by multiplying FGPG by the purge rate PGR. The vapor concentration FGPG per unit purge rate is calculated based on the following equation every time the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skipped by the predetermined amount S shown in FIG.
[0037]
[Formula 6]
tFG ← (1-FAFAV) / (PGR · a) (5)
FGPG ← FGPG + tFG (6)
Here, tFG indicates the update amount of FGPG performed every time FAF is skipped, and FAFAV indicates the average value of the air-fuel ratio correction coefficient FAF (= (FAFL + FAFR) / 2). The constant a is set to 2, for example.
[0038]
When the purge is started, the air-fuel ratio becomes rich, and the air-fuel ratio correction coefficient FAF decreases to correct this to the target value. When it is determined from the output signal of the air-fuel ratio sensor 16 that the air-fuel ratio has changed from the rich side to the lean side with respect to the target value at time t1 when a predetermined time has elapsed after the purge starts, the air-fuel ratio correction coefficient FAF is as shown in FIG. Is increased by a predetermined amount S. In this case, the change amount ΔFAF (= 1.0−FAF) of the air-fuel ratio correction coefficient FAF from the start of the purge to the time t1 represents the change amount of the air-fuel ratio due to the purge action, and this change amount ΔFAF Represents the fuel vapor concentration at time t1.
[0039]
When the time t1 is reached, the air-fuel ratio is maintained at the target value, and then the vapor concentration FGPG per unit purge rate is set to return the average value FAFAV of the air-fuel ratio correction coefficient to 1.0 so that the air-fuel ratio does not deviate from the target value. Is gradually updated every time the predetermined amount S of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skipped. At this time, the renewal amount tFG per FGPG is half of the deviation amount of the average value FAFAV of the air-fuel ratio correction coefficient with respect to 1.0. Therefore, the renewal amount tFG is tFG = (1-FAFAV) as described above. / (PGR · 2).
[0040]
As shown in FIG. 6, when the FGPG updating action is repeated several times, the average value FAFAV of the air-fuel ratio correction coefficient returns to 1.0, and thereafter the vapor concentration FGPG per unit purge rate becomes constant. The constant vapor concentration FGPG accurately represents the vapor concentration per unit purge rate, and therefore the learning of the vapor concentration is completed when the vapor concentration FGPG becomes constant.
[0041]
As described above, the vapor concentration is simply a value obtained by multiplying the vapor concentration FGPG per purge rate by the purge rate PGR. Accordingly, the FB correction amount FPGFB (= FGPG × PGR) corresponding to the actual vapor concentration gradually increases as the purge rate PGR increases. Even after learning of the vapor concentration after the start of the purge is completed, if the vapor concentration changes, the air-fuel ratio correction coefficient FAF deviates from 1.0. Also at this time, the vapor concentration per unit purge rate is updated using the update amount tPG (= (1−FAFAV) / (PGR · a)), and the FB correction amount is updated based on the updated value. The
[0042]
As described above, the vapor concentration FGPG is specified by the FB correction unit 24 by using the fluctuation of the air-fuel ratio correction coefficient FAF corresponding to the actual measured value of the air-fuel ratio by the air-fuel ratio sensor 16. This corresponds to a kind of feedback control using 16 detections as input information. The FF correction unit 23 is provided with the vapor concentration FGPG learned at the start of the purge.
[0043]
FIG. 7 is a flowchart showing a learning routine for the vapor concentration FGPG executed by the FB correction unit 24. The vapor concentration learning process routine is executed when purge is being performed and the air-fuel ratio correction coefficient FAF is skipped by a predetermined amount S. First, in step S1, the average value FAFAV of the air-fuel ratio correction coefficient is set within a predetermined allowable range (for example, 0). In step S2, the vapor concentration update amount tFG is set to 0, and if it is out of the allowable range, the vapor concentration update amount tFG is set in step S3. After the update amount tFG is calculated, a new vapor concentration FGPG is obtained by adding the update amount tPG to the vapor concentration FGPG per unit purge rate in step S4. When the air-fuel ratio correction coefficient FAF fluctuates beyond the allowable range, the vapor concentration until the average value FAFAV of the air-fuel ratio correction coefficient stabilizes at approximately 1.0. GPG sequential is updated as shown in FIG. 6 results.
[0044]
The correction coefficient FPGFB obtained by the FB correction unit 24 is provided to the air-fuel ratio control unit 21 in FIG. 1 as an FB correction amount. Then, the air-fuel ratio control unit 21 uses the sum of the correction coefficient FPGFF as the FF correction amount provided from the FF correction unit 23 and the correction coefficient FPGFB as the FB correction amount provided from the FB correction unit 24 as the purge correction coefficient FPG. The basic injection time TP is corrected using the purge correction coefficient FPG.
[0045]
As described above, in the apparatus according to the present embodiment, not only the FB correction amount (purge correction coefficient FPGFB) of the FB correction unit 24 that is feedback-controlled based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor 16 but also the FF correction unit 23 is specified. The basic injection time TP is corrected in consideration of the FF correction amount (purge correction coefficient FPGFF). The control of the FF correction amount by the FF correction unit 23 does not depend on the detected value of the air-fuel ratio sensor 16 after the initial vapor concentration is given, and the integrated value of the instantaneous flow rate specified based on the duty ratio of the purge control valve 13 Ford forward control is performed by acquiring the purge gas concentration corresponding to 1 from the map of FIG. Therefore, the purge correction coefficient FPG is increased or decreased by presuming fluctuations in the air-fuel ratio due to the purge, and the fluctuation of the air-fuel ratio is compared with the case where the purge correction coefficient FPG is specified only by feedback control by the FB correction unit 24. Can be suppressed.
[0046]
However, the purge gas concentration specified by the FF correction unit 23 may be affected by the flow rate of the evaporated fuel guided from the fuel tank 9 to the canister 11. For example, when a large amount of evaporated fuel is generated in the fuel tank 9 and a considerable amount of evaporated fuel flows out to the surge tank 6 without being adsorbed by the adsorbent of the canister 11, as shown in FIG. The concentration of the purge gas guided to the surge tank 6 may be disturbed to a degree that cannot be ignored with respect to the value specified in the map of FIG. In the state where such a disturbance occurs, the reliability of the FF correction amount specified by the FF correction unit 23 is lowered, and the air-fuel ratio disturbance may be increased.
[0047]
Therefore, the air-fuel ratio control unit 21 monitors the pressure of the fuel tank 9 with the pressure sensor 18, and when the tank pressure is higher than a predetermined reference value, the FF correction amount by the FF correction unit 23 is not considered and the FB correction is performed. The purge correction coefficient FPGFB specified by the unit 24 is used as it is as the purge correction coefficient FPG.
[0048]
FIG. 9 shows a purge correction coefficient calculation routine that the air-fuel ratio control unit 21 repeatedly executes at a predetermined cycle in order to specify the purge correction coefficient FPG in consideration of the fuel tank pressure. In this process, it is determined in step S11 whether or not purge control is being executed, that is, whether or not purge control is being performed by opening the purge control valve 13. If the purge control is not in progress, the current routine is terminated. If purge control is in progress, it is determined in step S12 whether or not vapor concentration learning has been confirmed. In this case, in the process of FIG. 7 performed by the FB correction unit 24, while step S1 is negative, that is, while the average value FAFAV of the air-fuel ratio correction coefficient is out of the predetermined allowable range with respect to 1.0. Are considered unlearned.
[0049]
When the learning is not confirmed, the process proceeds to step S13, the FF correction amount, that is, the purge correction coefficient FPGFF is set to the initial value 0, and the process proceeds to step S16. On the other hand, when learning is confirmed, it is determined in step S14 based on the signal from the pressure sensor 18 whether or not the internal pressure of the fuel tank 9 is equal to or lower than a predetermined limit value. Otherwise, the process proceeds to step S15. In step S15, the FF correction amount based on the desorption characteristics of the canister 11 is specified using the FF correction unit 23, and the specified value is set in the purge correction coefficient FPGFF. After the FF correction amount is specified in step S13 or S15, the FB correction amount based on the change in the air-fuel ratio is specified using the FB correction unit 24 in step S16, and the specified value is set in the purge correction coefficient FPGFB. To do. In the subsequent step S17, the sum of the FF correction amount FPGFF and the FB correction amount FPGFB is specified as the purge correction coefficient FPG.
[0050]
The purge correction coefficient has been described above. However, the air amount specified by the FF correction unit 23 is also based on only the intake air amount detected by the air flow meter 14 with the air amount = 0 when proceeding to step S13. The injection time TP is calculated, and when the routine proceeds to step S15, the basic injection time TP may be calculated by adding the air amount specified by the FF correction unit 23 to the intake air amount detected by the air flow meter 14.
[0051]
According to the above processing, when the pressure in the fuel tank 9 is equal to or lower than a predetermined limit value, the correction coefficient specified by the FF correction unit 23 is taken into consideration in the purge correction coefficient FPG and the air-fuel ratio disturbance is suppressed. . Even if the estimation result of the purge gas concentration by the FF correction unit 23 has an error and the air-fuel ratio shifts, the shift is reflected in the correction amount FPGFB by the FB correction unit 24 and corrected. However, the purge correction coefficient FPGFB specified by the FB correction unit 24 is only controlled so as to eliminate the air-fuel ratio disturbance caused by the estimation error of the purge gas concentration of the FF correction unit 23, and therefore only the FB correction unit 24. Therefore, the control amount is small as compared with the case where the purge correction coefficient FPG is specified, and therefore, there is no problem due to a response delay in the feedback control.
[0052]
On the other hand, when the pressure in the fuel tank 9 exceeds a predetermined limit value, the FF correction amount specified by the FF correction unit 23 is not taken into consideration, so that disturbance of the air-fuel ratio due to the influence of evaporated fuel from the fuel tank 9 is also suppressed. .
[0053]
In the above embodiment, the air-fuel ratio control unit 21 and the FF correction unit 23 of the ECU 20 are the first correction unit, the air-fuel ratio control unit 21 and the FB correction unit 24 are the second correction unit, and the air-fuel ratio control unit 21 is the As the execution control means, the air amount calculation unit 38 of the FF correction unit 23 is the air flow rate calculation unit, the vapor amount calculation unit 39 is the fuel flow rate calculation unit, the air-fuel ratio control unit 21 is the air-fuel ratio feedback correction amount calculation unit, FB The correction unit 24 corresponds to the initial vapor concentration specifying unit, and the desorption characteristic storage unit 36 corresponds to the storage unit. In the above embodiment, the pressure of the fuel tank 9 is measured by the pressure sensor 18, but the pressure of the fuel tank 9 may be detected or estimated using various parameters correlated with the pressure of the fuel tank 9.
[0054]
Since the FF correction unit 23 of the present embodiment can specify the air amount and the fuel amount due to the purge by the FF correction unit 23, it can be diverted to a simulator for reproducing the behavior of the internal combustion engine 1. FIG. 10 shows the simulator. The simulator includes an engine model 51 that reproduces the internal combustion engine 1 and a purge adaptation model 52 that provides the engine model 51 with information for specifying the effect of purge on the air-fuel ratio. In the engine model 51 of the simulator 50, the detection signal of the air-fuel ratio sensor 16 (FIG. 1) is calculated based on the given operating conditions, and the calculated air-fuel ratio sensor signal is given to the ECU 20. The ECU 20 is a hardware model combined with the actual internal combustion engine 1.
[0055]
The ECU 20 performs various arithmetic processes necessary for operation control of the internal combustion engine 1 based on the supplied air-fuel ratio sensor signal. The calculation result is provided to the simulator 50 and used for calculation of the operating state of the engine model 51. For example, the ECU 20 calculates the intake air amount and the fuel amount to be supplied from the fuel injection valve with reference to various sensor outputs given from the engine model 51, and gives these calculation results to the engine model 51. The calculation function to be implemented in the ECU 20 may be appropriately determined according to the purpose of the simulation test. However, in this embodiment, the ECU 20 calculates the duty ratio for the purge control valve 13 and uses the calculation result as hardware. The purge control valve 13 is actually driven. The operation result of the purge control valve 13 is collected by the simulator 50. The collected operation result includes the actual duty ratio of the purge control valve 13.
[0056]
The purge matching model 52 has the configuration shown in FIG. The configuration differs from the FF correction unit 23 shown in FIG. 3 only in that an air-fuel ratio calculation unit 53 is provided instead of the FF correction amount calculation unit 40. In FIG. 11, the same functional parts as those in FIG. However, the instantaneous flow rate referred to in the purge compatible model 32 is calculated based on the duty ratio recovered from the operation result of the purge control valve 13. An appropriate value is designated for the initial vapor concentration. As the map to be stored in the detachment characteristic storage unit 36, an actual measurement value of the canister 11 combined with the internal combustion engine 1 which is a standard of the engine model 51 may be used.
[0057]
The purge matching model 52 refers to the given instantaneous flow rate and map, and in the same manner as in FIG. 3, that is, using the above equations (2) and (3), the amount of air contained in the purge gas and Calculate the amount of vapor respectively. Then, the calculated air amount and vapor amount are given to the air-fuel ratio calculating unit 41. The air-fuel ratio calculation unit 41 adds the air amount and vapor amount calculated by the purge adaptation model 52 to the air amount and fuel amount calculated by the engine model 51, respectively. calculate. That is, the air / fuel ratio is calculated by the following equation.
[0058]
[Expression 7]
Air-fuel ratio = (engine model calculation air amount + purge air amount) / (engine model calculation fuel amount + purge fuel amount)
[0059]
The engine model 51 generates an output signal of the air-fuel ratio sensor corresponding to the given air-fuel ratio and outputs it to the ECU 20. As described above, since the signal of the air-fuel ratio sensor in consideration of the influence of the air-fuel ratio due to the purge is given to the ECU 20, the influence of the purge from the canister on the operating state is affected as in the test using the actual internal combustion engine. Can be reproduced. Therefore, it is possible to carry out the adaptation work for the control law of the purge control valve with respect to the operating condition of the internal combustion engine by simulation without using the actual internal combustion engine.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, ford forward control of the purge correction amount and the prohibition thereof are switched according to the pressure of the fuel tank, so that the fuel injection amount corresponding to the purge is corrected. The amount can be appropriately controlled taking into account the effect of evaporated fuel from the fuel tank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a fuel injection control device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a control state of an air-fuel ratio correction coefficient.
3 is a functional block diagram showing a configuration of an FF correction unit in FIG. 1. FIG.
4 is a diagram showing the concept of transport delay and primary response delay considered in the FF correction unit in FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing a map (b) showing the desorption characteristics of the canister stored in the desorption characteristic storage unit of FIG. 3, and measurement data (a) which is the basis of the map.
6 is a diagram illustrating a method of calculating a purge correction amount (purge correction coefficient) by the FB correction unit in FIG. 1;
FIG. 7 is a flowchart showing a vapor concentration learning routine performed in the FB correction unit of FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram showing the influence of inflow of evaporated fuel from a fuel tank on the desorption characteristics of a canister.
FIG. 9 is a flowchart showing a purge correction coefficient calculation routine performed in the air-fuel ratio control unit of FIG. 1;
10 is a diagram showing a configuration of a simulator that uses the FF correction unit of FIG. 3;
11 is a functional block diagram showing a configuration of a purge matching model mounted on the simulator of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Internal combustion engine
2 Intake passage
3 Exhaust passage
8 Fuel injection valve
9 Fuel tank
10 Evaporative fuel passage
11 Canister
12 Purge passage
13 Purge control valve
16 Air-fuel ratio sensor
18 Pressure sensor
20 Engine control unit (first correction means, second correction means, execution control means)
21 Air-fuel ratio control unit
22 Purge control unit
23 FF correction section
24 FB correction unit
31 Instantaneous flow rate calculation unit
34 Purge amount integration unit
35 Canister detachment characteristic value specifying part
36 Desorption characteristic storage
38 Air amount calculator
39 Vapor amount calculator
40 FF correction amount calculation unit
41 Air-fuel ratio controller
50 Simulator
51 engine model
52 Purge compatible model
53 Air-fuel ratio calculation unit

Claims

所定の条件に従って基本燃料噴射量を算出し、その基本燃料噴射量を、キャニスタからのパージの影響を考慮したパージ補正量に従って補正する燃料噴射量制御装置において、
前記内燃機関と接続されたキャニスタの脱離特性に従って、当該キャニスタからのパージ流量に対応した空気流量及び燃料流量をそれぞれ特定し、その特定結果に基づいて前記パージ補正量をフィードフォワード制御する第１の補正手段と、
排気空燃比の変化に基づいて、前記パージ補正量をフィードバック制御する第２の補正手段と、
燃料タンクの圧力に基づいて、前記圧力が所定の許容範囲よりも高いときには前記第１の補正手段によるフィードフォワード制御の実行を禁止し、前記圧力が前記許容範囲内のときは前記第１の補正手段によるフィードフォワード制御を実行させる実行制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。In a fuel injection amount control device that calculates a basic fuel injection amount according to a predetermined condition and corrects the basic fuel injection amount according to a purge correction amount that takes into account the influence of purge from the canister,
A first air flow rate and a fuel flow rate corresponding to the purge flow rate from the canister are identified according to the desorption characteristics of the canister connected to the internal combustion engine, and the purge correction amount is feedforward controlled based on the identification result. Correction means,
Second correction means for feedback-controlling the purge correction amount based on a change in the exhaust air-fuel ratio;
Based on the pressure of the fuel tank, when the pressure is higher than a predetermined allowable range, execution of feedforward control by the first correction unit is prohibited, and when the pressure is within the allowable range, the first correction is performed. Execution control means for executing feedforward control by the means;
A fuel injection amount control apparatus for an internal combustion engine, comprising:

前記第１の補正手段は、パージ開始時からのパージガス流量の積算値とキャニスタから供給されるパージガス濃度とを対応付けるデータを記憶する記憶手段と、その記憶手段が記憶するデータを参照して前記積算値に対応するパージガス濃度を特定し、その特定したパージガス濃度から前記空気流量及び燃料流量をそれぞれ別々に演算する空気流量算出手段及び燃料流量算出手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射量制御装置。The first correction means stores storage means for storing data associating the integrated value of the purge gas flow rate from the start of purge with the purge gas concentration supplied from the canister, and refers to the data stored in the storage means for the integration. The air flow rate calculation means and the fuel flow rate calculation means for specifying the purge gas concentration corresponding to the value and separately calculating the air flow rate and the fuel flow rate from the specified purge gas concentration, respectively, are provided. The fuel injection amount control device described.

前記排気空燃比の変化に基づいて、前記空燃比を所定の目標値に維持するために必要な前記基本燃料噴射量の補正量を算出する空燃比フィードバック補正量算出手段と、前記キャニスタからのパージを開始した際の前記空燃比フィードバック補正量の変化を利用してパージ開始時に前記キャニスタから放出されるパージガスにおけるベーパ濃度の初期値を特定する初期ベーパ濃度特定手段とを具備し、
前記記憶手段にはパージ開始時におけるベーパ濃度の初期値に対応付けて前記積算値と前記パージガス濃度とを対応付けるデータが複数種類記憶され、
前記第１の補正手段は、前記初期ベーパ濃度特定手段が特定したベーパ濃度の初期値に基づいて、前記積算値に対応するパージガス濃度の特定に使用すべきデータを前記記憶手段が記憶するデータから選択し、その選択されたデータに基づいて前記積算値に対応するパージガス濃度を特定する、ことを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射量制御装置。An air-fuel ratio feedback correction amount calculating means for calculating a correction amount of the basic fuel injection amount necessary for maintaining the air-fuel ratio at a predetermined target value based on a change in the exhaust air-fuel ratio; and a purge from the canister Initial vapor concentration specifying means for specifying an initial value of the vapor concentration in the purge gas released from the canister at the start of purge using a change in the air-fuel ratio feedback correction amount when starting
The storage means stores a plurality of types of data for associating the integrated value with the purge gas concentration in association with the initial value of the vapor concentration at the start of purge,
The first correcting means is based on the data stored in the storage means based on the initial value of the vapor concentration specified by the initial vapor concentration specifying means and the data to be used for specifying the purge gas concentration corresponding to the integrated value. 3. The fuel injection amount control device according to claim 2, wherein a purge gas concentration corresponding to the integrated value is specified based on the selected data.

前記前記第１の補正手段が特定した空気流量を吸入空気量に加算して基本燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射量制御装置。2. The fuel injection amount control device according to claim 1, wherein the basic fuel injection amount is calculated by adding the air flow rate specified by the first correction means to the intake air amount.

前記燃料タンクの圧力が前記許容範囲よりも高いときは前記第１の補正手段が特定した空気流量を考慮せずに前記基本燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射制御装置。5. The fuel according to claim 4, wherein when the pressure of the fuel tank is higher than the allowable range, the basic fuel injection amount is calculated without considering the air flow rate specified by the first correction means. Injection control device.