JP5482464B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine for outboard motor - Google Patents
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Description
本発明は、船外機用内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。特に、船外機用内燃機関の空燃比を所定の希薄側の空燃比に制御する場合に用いられて好適である。 The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine for an outboard motor. In particular, it is preferably used when the air-fuel ratio of the outboard motor internal combustion engine is controlled to a predetermined lean air-fuel ratio.
従来から内燃機関の空燃比を制御しようとする場合、内燃機関の排気系に配置される空燃比センサやO2センサが用いられている。空燃比センサは、O2センサよりも広い範囲で空燃比を精度よく検出することができるものの、O2センサよりも高価であり内燃機関のコストアップの要因になってしまう。一方、O2センサは、空燃比センサよりも安価であるものの、空燃比が理論空燃比近傍でしか検出することができない。具体的には、O2センサは、内燃機関の実際の空燃比が理論空燃比に対してリーン側(希薄側)であるかリッチ側であるかを検出することしかできない。 Conventionally, when an air-fuel ratio of an internal combustion engine is to be controlled, an air-fuel ratio sensor or an O 2 sensor disposed in the exhaust system of the internal combustion engine has been used. Although the air-fuel ratio sensor can accurately detect the air-fuel ratio in a wider range than the O 2 sensor, it is more expensive than the O 2 sensor and increases the cost of the internal combustion engine. On the other hand, the O 2 sensor is less expensive than the air-fuel ratio sensor, but can only detect the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. Specifically, the O 2 sensor can only detect whether the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine is leaner (lean side) or richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
一方、燃費を向上させるために、空燃比を理論空燃比よりも所定の希薄側の空燃比にして運転する場合がある。このような場合、実際の空燃比が所定の希薄側の空燃比になっていれば、燃費を向上させることができるが、例えばインジェクタ等の部品のばらつきにより、実際の空燃比が、所定の希薄側の空燃比に対してズレた空燃比になっている場合がある。しかしながら、O2センサでは、上述したように実際の空燃比が理論空燃比に対してリーン側であるかリッチ側であるかを検出するのみであり、実際の空燃比が所定の希薄側の空燃比になっているか否かは検出できない。 On the other hand, in order to improve fuel efficiency, there are cases where the air-fuel ratio is set to a predetermined leaner air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio. In such a case, if the actual air-fuel ratio is a predetermined lean air-fuel ratio, the fuel efficiency can be improved. However, the actual air-fuel ratio may be reduced to a predetermined lean due to variations in components such as injectors. In some cases, the air-fuel ratio is shifted from the air-fuel ratio on the side. However, as described above, the O 2 sensor only detects whether the actual air-fuel ratio is lean or rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, and the actual air-fuel ratio is a predetermined lean side air-fuel ratio. It cannot be detected whether or not the fuel ratio is reached.
このような問題に対して特許文献1では、まず理論空燃比を目標の空燃比にして運転させ、O2センサを用いて実際の空燃比とのズレをフィードバック制御によりフィードバック補正係数を算出しながら補正する。次に、フィードバック補正係数から学習補正係数を算出して、算出した学習補正係数を適用してオープンループ制御することで、実際の空燃比を所定の希薄側の空燃比に制御するようにしている。したがって、特許文献1に記載の内燃機関の空燃比制御によれば、O2センサを用いても、内燃機関の実際の空燃比を所定の希薄側の空燃比に制御することができ、燃費の向上を図ることができる。
With respect to such a problem, in
船外機は、自動二輪車や自動車等の車両と異なり、様々な種類の船体に搭載することが可能である。例えば高速船や重量船に取り付けたり、あるいは1つの船体に複数の船外機を取り付けたりする場合がある。このように使用環境が異なる場合、内燃機関では目標の空燃比に対する実際の空燃比のズレが生じてしまう。 Outboard motors can be mounted on various types of hulls, unlike vehicles such as motorcycles and automobiles. For example, it may be attached to a high-speed ship or a heavy ship, or a plurality of outboard motors may be attached to one hull. When the use environment is different as described above, the actual air-fuel ratio shifts from the target air-fuel ratio in the internal combustion engine.
また、諸外国を中心に内燃機関の燃料としてアルコール混合ガソリンが使用されるようになっている。純正ガソリンとアルコール混合ガソリンとでは、理論空燃費が異なるので、内燃機関についての燃料噴射量等も異なる。したがって、純正ガソリンからアルコール混合ガソリンに燃料を変更したときにも、内燃機関では目標の空燃比に対する実際の空燃比のズレが生じてしまう。 Also, alcohol blended gasoline is used as a fuel for internal combustion engines mainly in other countries. Pure gasoline and alcohol-mixed gasoline have different theoretical air fuel consumption, so the fuel injection amount for the internal combustion engine also differs. Therefore, even when the fuel is changed from pure gasoline to alcohol-mixed gasoline, the internal air engine has a deviation of the actual air-fuel ratio from the target air-fuel ratio.
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、燃費向上の為に希薄側の空燃比での運転の割合(機会)を増やすとともに、搭載される船体や船体への取付け位置が異なったり、燃料を変更したりした場合であっても、フィードバック制御するときに、エンジン出力の変動が大きくなりすぎないようにして、操船者の操縦に違和感を与えないようにする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and increases the ratio (opportunity) of operation at a lean air-fuel ratio for improving fuel efficiency, and is mounted on a hull or a hull to be mounted. Even when the position is different or the fuel is changed, when feedback control is performed, the fluctuation of the engine output is not excessively increased so as not to give an uncomfortable feeling to the operator.
本発明に係る船外機用内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の排気系に配置され理論空燃比近傍で出力特性が変化するO2センサを備えた船外機用内燃機関における複数気筒の空燃比を制御する空燃比制御装置であって、前記内燃機関の運転状態と記憶部に記憶されている学習値とに基づいて、空燃比を目標空燃比に制御するオープンループ制御手段と、前記オープンループ制御手段により目標空燃比を所定の希薄側の空燃比に制御している状態から、前記内燃機関の一部の気筒において、目標空燃比を理論空燃比に移行させ、前記O2センサの出力に基づいて決定されるフィードバック補正係数を用いて空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記フィードバック補正係数に基づいて学習値を算出する学習値算出手段と、を有し、前記オープンループ制御手段は、前記学習値算出手段により算出された学習値を前記内燃機関に反映させて所定の希薄側の空燃比に制御し、前記フィードバック制御手段は、前記フィードバック制御への移行が許容されてから前記フィードバック制御を実行して実際の空燃比がリーン側からリッチ側またはリッチ側からリーン側に初めて反転する初回の反転が発生するまでのフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を時間に応じて、前半の変化量を小さくし、後半の変化量を大きくするように可変させ、前記初回の反転が発生した後のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量と異ならせて、前記初回の反転が発生するまでのフィードバック補正係数に基づくエンジン出力の変動を少なくすることを特徴とする。 An air-fuel ratio control apparatus for an outboard motor internal combustion engine according to the present invention includes a plurality of cylinders in an outboard motor internal combustion engine having an O 2 sensor that is disposed in an exhaust system of the internal combustion engine and whose output characteristics change near the stoichiometric air-fuel ratio. An air-fuel ratio control apparatus for controlling the air-fuel ratio of the internal combustion engine, an open-loop control means for controlling the air-fuel ratio to a target air-fuel ratio based on the operating state of the internal combustion engine and a learning value stored in the storage unit; From the state where the target air-fuel ratio is controlled to a predetermined lean air-fuel ratio by the open loop control means, the target air-fuel ratio is shifted to the stoichiometric air-fuel ratio in some cylinders of the internal combustion engine, and the O 2 sensor Feedback control means for performing feedback control of the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio using a feedback correction coefficient determined based on the output of the engine, and a learning method for calculating a learning value based on the feedback correction coefficient Learning value calculation means , wherein the open loop control means reflects the learning value calculated by the learning value calculation means to the internal combustion engine to control the air-fuel ratio on a predetermined lean side, and the feedback control The means executes the feedback control after the transition to the feedback control is allowed, and performs feedback until the first inversion that the actual air-fuel ratio reverses for the first time from the lean side to the rich side or from the rich side to the lean side occurs. The amount of change of the correction coefficient per time is varied according to the time so that the amount of change in the first half is reduced and the amount of change in the second half is increased, and the feedback correction coefficient per hour after the first inversion occurs . set different from that variation, characterized in that reversal of the first to reduce the fluctuation of the engine output based on the feedback correction coefficient to generate To.
本発明によれば、異なる船体に取り付けたり、燃料を変更したりした場合であっても、フィードバック制御するときに、エンジン回転数およびエンジン出力についての時間当たりの変動を少なくして、操船者の操縦に違和感を与えないようにすることができる。 According to the present invention, even when attached to a different hull or when the fuel is changed, when performing feedback control, fluctuations per hour in the engine speed and engine output are reduced, and It is possible to prevent the operation from feeling strange.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、船外機の外観図である。図1に示すように、船外機10は船体1のトランサムボード2に取り付けられる。船外機10は全体がカバー11によって覆われることで、形状が整えられて構成されている。このカバー11の内部には、船外機用内燃機関としてのエンジン12が収容されている。また、船外機10の下方には、エンジン12を動力とし船体1を推進させるためのスクリュー13が配設されている。なお、本実施形態に係るエンジン12は、水冷4サイクルV型6気筒が採用されている。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an external view of an outboard motor. As shown in FIG. 1, the
図2は、船外機の内部構成を示すブロック図である。船外機10は、各種の構成機器を制御するコンピュータとしてのエンジンコントロールユニット20を有している。エンジンコントロールユニット20は、本実施形態に係る空燃比制御装置であって、CPU21、ROM22、RAM23、EEPROM24、入力インタフェース25、出力インタフェース26を含んで構成されている。
CPU21は、ROM22に格納されたプログラムを実行して、各種センサ等から出力される信号に基づいて、インジェクタ30を介して空燃比を制御する。ROM22は、不揮発性メモリであって、CPU21が実行するプログラムやCPU21が各機器を制御するときの初期値や閾値等を格納している。RAM23は、揮発性メモリであって、CPU21が各機器を制御するときに算出した情報等を一時的に記憶している。EEPROM24は、書き換え可能な記憶部としての不揮発性メモリであって、CPU21が各機器を制御する場合の情報等、例えば空燃比を制御するための学習値を記憶している。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the outboard motor. The
The
入力インタフェース25は、図2に示すように、クランク角センサ41、スロットル開度センサ42、吸気管圧力センサ43、シリンダ壁温センサ44、冷却水温度センサ45、イグニッションスイッチ46、チルト&トリム角センサ47、O2センサ48、姿勢計49等から出力される信号を受信する入力回路である。
クランク角センサ41は、各気筒のクランクシャフト(不図示)に近接して配置され、所定のクランク角度で信号を出力する。なお、CPU21は、クランク角センサ41から出力された信号をカウントすることで、エンジン回転数を検出することができる。
As shown in FIG. 2, the
The
また、操船者によるスロットルレバーの操作に応じて、吸気管(不図示)に配置されたスロットバルブ(不図示)が閉閉し、エンジン12に供給される空気量が調整される。このとき、スロットル開度センサ42は、スロットバルブの開度に応じた信号を出力する。
吸気管圧力センサ43は、吸気管に配置され、吸気管内圧力の信号を出力する。
シリンダ壁温センサ44は、エンジン12のシリンダブロック(不図示)の温度の信号を出力する。
冷却水温度センサ45は、冷却水の温度の信号を出力する。
イグニッションスイッチ46は、操船者によりオンとオフとが選択できるように構成され、オンされることにより各機器に電力が供給され、オフされることにより各機器への電力が遮断される。
チルト&トリム角センサ47は、図1に示すように船体1に対する船外機10のトリム角βを検出し信号を出力する。
Further, a slot valve (not shown) disposed in an intake pipe (not shown) is closed and closed according to the operation of the throttle lever by the operator, and the amount of air supplied to the
The intake
The cylinder
The
The
The tilt &
O2センサ48は、エンジン12の排気系に配置され、理論空燃比近傍で特性が変化する出力を生じる。具体的には、O2センサ48は、エンジン12の実際の空燃比が理論空燃比に対してリーン側であるかリッチ側であるかを示す信号を出力する。
図3は、O2センサ48が配置されている位置を示す船外機の模式図であり、船外機を後方から見た図である。本実施形態では上述したようにV型6気筒のエンジン12が用い
られている。V型エンジンは、複数の気筒がシリンダ内であって、クランクシャフト(不図示)を中心に所定のバンク角でV字型に配置される。本実施形態のエンジン12では、6気筒のうち右側バンク14に3つの気筒(♯1、♯3、♯5)が配置され、左側バンク15に3つの気筒(♯2、♯4、♯6)が配置されている。
The O 2 sensor 48 is disposed in the exhaust system of the
FIG. 3 is a schematic view of the outboard motor showing the position where the O 2 sensor 48 is disposed, and is a view of the outboard motor as viewed from the rear. In this embodiment, the V-type 6-
右側の各気筒(♯1、♯3、♯5)には排気管16が接続され、左側の各気筒(♯2、♯4、♯6)には排気管17が接続されている。排気管16と排気管17とは、船外機10の下方に向かって延出され、船外機10の略中央で結合され、さらに下方に向かうように延設されている。各気筒から排気された排気ガスは、各排気管16、17を通って、水中に排気される。
An
本実施形態に係るエンジン12では、O2センサ48は、排気管17であって気筒♯2に近接した位置に配設されている。したがって、O2センサ48は、主に気筒♯2によって排気された排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリーン側であるかリッチ側であるかを検出している。ただし、本実施形態では、左側バンク15の3つの気筒(♯2、♯4、♯6)の排気ガスは共通の排気管17によって排気される。したがって、O2センサ48は、気筒♯2よりも影響は少ないものの、気筒(♯4、♯6)の排気ガスを含んだ排気ガスの空燃比を検出している。このようにO2センサ48は、一方のバンクに配置されている気筒の排気系のみに設置されている。すなわち、O2センサ48は、エンジン12に配置された複数気筒のうち、一部の気筒の排気ガスの空燃比を検出できるように構成されている。
姿勢計49は、例えばジャイロセンサであって、船外機10の姿勢を検出し信号を出力する。
また、出力インタフェース26は、インジェクタ30やイグニッションコイル31を制御するための信号を送信する出力回路である。
In the
The
The
エンジンコントロールユニット20は、各種センサ等が出力する信号に基づいてインジェクタ30の燃料噴射量を制御し空燃比の制御を行う。
特に、燃費を向上させるために、空燃比を理論空燃比よりも所定の希薄側の空燃比にして運転(希薄燃焼運転)させたい場合がある。しかし、例えばインジェクタ等の部品のばらつきにより、実際の空燃比が所定の希薄側の空燃比よりズレた空燃比になっている場合があり、この場合、O2センサ48は実際の空燃比が所定の希薄側の空燃比よりもどのくらいズレているかを検出することができない。したがって、例えば、実際の空燃比が所定の希薄側の空燃比よりもリッチ側にズレて運転されている場合、燃費を向上させることは困難である。
The
In particular, in order to improve fuel efficiency, there is a case where it is desired to operate (lean combustion operation) with the air / fuel ratio set to a predetermined lean air / fuel ratio with respect to the stoichiometric air / fuel ratio. However, the actual air-fuel ratio may deviate from a predetermined lean air-fuel ratio due to, for example, variations in components such as injectors. In this case, the O 2 sensor 48 has a predetermined air-fuel ratio. It is not possible to detect how much the air / fuel ratio on the lean side is deviated. Therefore, for example, when the actual air-fuel ratio is operated with a richer shift than the predetermined lean air-fuel ratio, it is difficult to improve fuel efficiency.
したがって、本実施形態では、まず目標空燃比を理論空燃比にして、O2センサ48を用いてフィードバック制御を実行し、フィードバック補正係数を算出しながら、実際の空燃比を目標空燃比に補正するための後述する学習値を算出する。次に、算出した学習値を適用させてオープンループ制御することで、実際の空燃比を所定の希薄側の空燃比に精度よく制御することができ、燃費を向上させた運転を行うことができる。
また、例えば学習値が算出された後に、船外機10が異なる船体に取り付けたり、純正ガソリンに代えてアルコール混合ガソリンが使用されたりする場合がある。この場合、前回学習した学習値で空燃比を制御しても、実際の空燃比は、所定の希薄側の空燃比よりズレた空燃比になってしまう。通常、船外機10の取り付けや燃料の給油はエンジン12を停止した状態で行うので、本実施形態では、エンジン始動後に初めて所定の条件を満たしたときに、再び学習値を算出し、算出した学習値を適用させてオープンループ制御することで、実際の空燃比を異なる使用環境や燃料に応じた所定の希薄側の空燃比に制御することができる。
Therefore, in the present embodiment, first, the target air-fuel ratio is set to the theoretical air-fuel ratio, feedback control is executed using the O 2 sensor 48, and the actual air-fuel ratio is corrected to the target air-fuel ratio while calculating the feedback correction coefficient. A learning value to be described later is calculated. Next, by applying the calculated learning value and performing open loop control, the actual air-fuel ratio can be accurately controlled to a predetermined lean-side air-fuel ratio, and operation with improved fuel efficiency can be performed. .
Further, for example, after the learning value is calculated, the
以下、上述した空燃比制御について具体的に説明する。
まず、本実施形態では、空燃比制御をするときの燃料噴射量を、次式(1)によって算出する。
燃料噴射量Ti=基本燃料噴射量TP×
(1+フィードバック補正係数α+学習値α´+各種補正係数Coef)・・・式(1)
ここで、基本燃料噴射量TPは、吸気管圧力センサ43により検出された吸気管圧力に基づいて算出され、吸気温度や大気圧等により補正される値である。すなわち、現在の運転状態に応じた値が適用される。
フィードバック補正係数αは、フィードバック制御時にO2センサ48の出力に基づいて算出される値(%)であり、オープンループ制御時にはα=0になる。
学習値α´は、フィードバック制御時に算出されたフィードバック補正係数αの出力に基づいて算出される値(%)であり、フィードバック制御時およびオープンループ制御時にそれぞれ代入される。
各種補正係数Coefは、エンジン12の始動時、暖機時、加減速時等の条件で補正される係数(%)である。
Hereinafter, the above-described air-fuel ratio control will be specifically described.
First, in the present embodiment, the fuel injection amount at the time of air-fuel ratio control is calculated by the following equation (1).
Fuel injection amount Ti = Basic fuel injection amount TP ×
(1 + feedback correction coefficient α + learning value α ′ + various correction coefficients Coef) (1)
Here, the basic fuel injection amount TP is a value calculated based on the intake pipe pressure detected by the intake
The feedback correction coefficient α is a value (%) calculated based on the output of the O 2 sensor 48 during feedback control, and α = 0 during open loop control.
The learning value α ′ is a value (%) calculated based on the output of the feedback correction coefficient α calculated at the time of feedback control, and is substituted at the time of feedback control and open loop control.
The various correction coefficients Coef are coefficients (%) that are corrected under conditions such as when the
以下、エンジンコントロールユニット20が行う処理について図4〜図7を参照して説明する。図4は、空燃比制御の処理を示すメインフローチャートである。図5は、フィードバック制御の処理を示すフローチャートである。図6は、フィードバック制御において次の処理に進む条件を判定するためのフローチャートである。図7は、フィードバック制御の内容をグラフで示した図である。なお、図4〜図6に示すフローチャートは、エンジンコントロールユニット20のCPU21がROM22に格納されたプログラムを実行することにより実現される。
Hereinafter, processing performed by the
まず、ステップS10では、操船者によりイグニッションスイッチ46がオンされることで、CPU21は各機器に電力を供給するように制御し、エンジン12が始動される。CPU21は、ROM22に格納されたプログラムをRAM23に読み出し、プログラムに基づいて空燃比制御の処理を開始する。
First, in step S10, when the
ステップS11において、エンジン始動後、初めて本処理を行うとき、CPU21は前回の運転でエンジン12をオフしたときにEEPROM24に記憶した学習値α´を読み出し、RAM23に記憶する。CPU21は、RAM23に記憶した学習値α´を上述した式(1)に代入すると共に、フィードバック補正係数α=0を式(1)に代入して燃料噴射量を算出し、オープンループ制御にて空燃比を制御する。このとき、基本噴射量TPは、上述したように吸気管圧力センサ43により検出された吸気管圧力やエンジン回転数等に基づいて算出される。吸気管圧力は運転状態に応じて変動するので、CPU21は、運転状態とRAM23に記憶された学習値α´とに応じて燃料噴射量Tiが算出され、オープンループ制御にて空燃比を制御することとなる。なお、エンジン12を購入して初めて運転する場合、EEPROM24に記憶された初期値の学習値α´を適用することができる。
In step S11, when this process is performed for the first time after the engine is started, the
ステップS12では、CPU21は、今回エンジン12を始動してから学習値α´を前回の学習値から書き換えたか否か、すなわち再び学習値を学習したか否かを判定する。具体的には、CPU21は、RAM23に記憶されている学習完了フラグFfを読み出して判定する。学習が既に完了し学習完了フラグFfが1の場合、ステップS14に処理を進め、学習が完了しておらず学習完了フラグFfが0の場合、ステップS13に処理を進める。
In step S12, the
ステップS13では、CPU21は、後述するフィードバック制御を行い、RAM23から読み出した学習値α´を今回学習した学習値に書き換えて更新する。すなわち、CPU21は、現時点におけるエンジン12の使用環境や燃料に応じた学習値α´を再学習する。このように、学習値α´を再学習するのは、イグニッションスイッチ46がオンされる前に、船外機10が前回とは異なる船体1に取り付けられたり、燃料にアルコール混合ガソリンが給油されたりするためである。ステップS13の処理については、図5のフローチャートを参照して後述する。
In step S13, the
ステップS14では、CPU21は、操船者によりイグニッションスイッチ46がオフされたか否かを判定する。オフされた場合、CPU21は、RAM23に記憶されている学習値α´をEEPROM24に記憶して、各機器に電力の供給を停止すると共に、エンジン12を停止する。ここで、学習値α´をEEPROM24に記憶することで、CPU21は、電力の供給が停止されても次回のエンジン12の始動時にステップS11においてEEPROM24から学習値α´を読み出すことができる。
イグニッションスイッチ46がオフされない場合、CPU21は、ステップS11に処理を戻し、RAM23に記憶されている学習値α´を用いて、オープンループ制御を行うことで、空燃比を目標空燃比に制御することができる。
In step S14, the
When the
次に、上述したステップS13におけるフィードバック制御について、図5に示すフローチャートおよび図7に示す空燃比の制御方法を示すグラフを参照して説明する。
まず、ステップS20では、CPU21は、全ての気筒(♯1〜♯6)について、目標空燃比を所定の希薄側の空燃比にして運転(希薄燃焼運転)する。なお、本実施形態では、所定の希薄側の空燃比として18を適用するものとする。
具体的に、ステップS20では、CPU21は、RAM23に記憶された学習値α´を上述した式(1)に代入すると共に、フィードバック補正係数α=0を式(1)に代入して燃料噴射量を算出し、オープンループ制御にて目標空燃比が18になるように制御する。ここで、RAM23に記憶されている学習値α´は、前回のエンジン始動時において記憶した学習値であるため、今回、異なる船体に取り付けられていたり、アルコール混合ガソリンが給油されたりして、使用環境や燃料が異なっている場合には、目標空燃比に対して実際の空燃比がズレてしまう。
図7(a)は目標空燃比に対して実際の空燃比の変動を示すグラフであり、図7(b)はフィードバック補正係数の変位を示すグラフである。ここでは、図7(a)に示すように、目標空燃比に対して実際の空燃比がSだけズレているものとする。
Next, the feedback control in step S13 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5 and the graph showing the air-fuel ratio control method shown in FIG.
First, in step S20, the
Specifically, in step S20, the
FIG. 7A is a graph showing the actual fluctuation of the air-fuel ratio with respect to the target air-fuel ratio, and FIG. 7B is a graph showing the displacement of the feedback correction coefficient. Here, as shown in FIG. 7A, it is assumed that the actual air-fuel ratio is shifted by S from the target air-fuel ratio.
上述したようにO2センサ48は、実際の空燃比が理論空燃比のリーン側かリッチ側かしか検出することしかできず、所定の希薄側の空燃比に対してどのくらいズレているか、すなわち図7(a)に示すSの値を検出することができない。そこで、CPU21は、目標空燃比を理論空燃比にして、実際の空燃比をO2センサ48で検出して、目標空燃比に対する実際の空燃比のズレを補正するフィードバック制御を実行する。
As described above, the O 2 sensor 48 can only detect whether the actual air-fuel ratio is the lean side or the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio, and how much the O 2 sensor 48 deviates from the predetermined lean side air-fuel ratio. The value of S shown in 7 (a) cannot be detected. Therefore, the
ステップS21では、CPU21は、目標空燃比を理論空燃比に移行させる前に、以下で説明する所定の条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、CPU21は、RAM23に記憶されている移行条件成立フラグFaを読み出して判定する。移行条件が成立し移行条件成立フラグFaが1の場合、ステップS22に処理を進め、移行条件が成立せず移行条件成立フラグFaが0の場合、移行条件が成立するのを待機する。
In step S21, the
次に、上述したステップS21における条件成立の判定方法について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップS41では、CPU21は、現在のエンジン回転数が、空燃比が安定するエンジン回転数であるか否かを判定する。空燃比が安定するエンジン回転数の場合ステップ42に処理を進め、条件を満たさない場合ステップS48に処理を進める。ステップS48では、移行条件成立フラグFaを0にしてRAM23に記憶し、目標空燃比を理論空燃比に移行させないようにする。ステップS41のような判定を行うのは、エンジン回転数が高回転である場合、あるいは低回転である場合、空燃比が安定せず正確なフィードバック制御を行うことができないためである。ステップS41では、エンジン回転数が、例えば2000rpm以上4000rpm以下であるか否か等、ROM22に記憶された閾値に基づいて判定される。
Next, the method for determining whether or not the condition is satisfied in step S21 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, in step S41, the
ステップS42では、CPU21は、船外機10が安定した姿勢で所定時間が経過しているか否かを判定する。具体的には、CPU21は、姿勢計49が出力する信号に基づいて船外機10が安定した姿勢で所定時間が経過しているか否かを判定する。船外機10が安定した姿勢で所定時間が経過している場合ステップS43に処理を進め、条件を満たさない場合ステップS48に処理を進め移行条件成立フラグFaを0にしてRAM23に記憶する。ステップS42のような判定を行うのは、例えば滑走状態になる前のように船体1がプレーニングしていて、船体1の姿勢が変化している場合、エンジン回転数および空燃比が変化してしまい、正確なフィードバック制御を行うことができないためである。なお、船体1の姿勢は姿勢計で検出する場合に限られず、スロットル開度およびエンジン回転数が一定で所定時間が経過しているか否かを判定してもよい。
In step S42, the
ステップS43では、CPU21は、操船者により船外機10のトリム角βを変更する操作がされた後、所定時間が経過しているか否かを判定する。具体的には、CPU21は、チルト&トリム角センサ47が出力する信号に基づいて船外機10のトリム角βが変更されたかを判定する。船外機10のトリム角βを変更する操作がされた後、所定時間が経過している場合ステップS44に処理を進め、条件を満たさない場合ステップS48に処理を進め移行条件成立フラグFaを0にしてRAM23に記憶する。ステップS43のような判定を行うのは、トリム角βを変更する操作をしている場合船外機10の姿勢が変化し、エンジン回転数および空燃比が変化してしまい、正確なフィードバック制御を行うことができないためである。
In step S <b> 43, the
ステップS44では、CPU21は、エンジン12が暖機運転中ではないか否かを判定する。具体的には、CPU21は、シリンダ壁温センサ44が出力する信号に基づいて例えばROM22に記憶されている閾値以上の温度であるか否かを判定する。暖機運転中でない場合ステップS45に処理を進め、暖機運転中である場合ステップS48に処理を進め移行条件成立フラグFaを0にしてRAM23に記憶する。ステップS44のような判定を行うのは、暖機運転中の場合空燃比が変化してしまい、正確なフィードバック制御を行うことができないためである。
In step S44, the
なお、本実施形態のように、水冷エンジンの場合、上述した閾値の温度をサーモスタット(不図示)の開温度に応じた値に設定することができる。したがって、寒冷地仕様のエンジン12では開温度が高いサーモスタットが用いられることがあるため、この場合、閾値の温度をサーモスタットの開温度に応じて高く設定する。このように、閾値の温度を設定することで、より安定した空燃比でのフィードバック制御ができる。
In the case of a water-cooled engine as in this embodiment, the above-described threshold temperature can be set to a value corresponding to the open temperature of a thermostat (not shown). Therefore, in the cold
ステップS45では、CPU21は、エンジン回転数の変化が少ない状態で、所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、CPU21は、クランク角センサ41が出力する信号をカウントすることでエンジン回転数を検出し、エンジン回転数の変化が少ないか否かを判定する。エンジン回転数の変化が少ない状態で、所定時間が経過した場合ステップS46に処理を進め、条件を満たさない場合ステップS48に処理を進め移行条件成立フラグFaを0にしてRAM23に記憶する。ステップS45のような判定を行うのは、加速時や減速時のようなエンジン回転数の変化が大きい間は、空燃比が変化してしまい、正確なフィードバック制御を行うことができないためである。
In step S45, the
ステップS46では、CPU21は、スロットル開度の変化が少ない状態で、所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、CPU21は、スロットル開度センサ42が出力する信号に基づいて単位時間当たりのスロットル開度の変化が少ないか否かを判定する。スロットル開度の変化が少ない状態で、所定時間が経過している場合ステップS47に処理を進め、条件を満たさない場合ステップS48に処理を進め移行条件成立フラグFaを0にしてRAM23に記憶する。ステップS46のような判定を行うのは、スロットル開度の変化が大きい場合、空燃比が変化してしまい、正確なフィードバック制御を行うことができないためである。
In step S46, the
ステップS47では、上述した各ステップの所定の条件を満たしエンジン12が正確なフィードバック制御を行うことができる状態であるため、CPU21は、移行条件成立フラグFaを1にしてRAM23に記憶し、図5に示すステップS21の処理に戻る。
In step S47, since the
上述したように、ステップS21では、CPU21は、移行条件成立フラグFaが1の場合、ステップS22に処理を進める。
ステップS22では、CPU21は、目標空燃比を所定の希薄側の空燃比18にして運転している状態から、目標空燃比を理論空燃比14.7に移行させる。本実施形態では、CPU21は、6つの気筒(♯1〜♯6)のうち一部の気筒であって、O2センサ48が配置された左側バンク15の気筒(♯2、♯4、♯6)についてのみ理論空燃比に移行させる。このとき、CPU21は、フィードバック補正係数α=0にしたまま、基本噴射量TPを増加させることで、燃料噴射量Tiを増加させ、目標空燃比が理論空燃比14.7になるように運転する。なお、このとき、CPU21は式(1)の学習値α´には、前回の学習値を代入したまま、基本噴射量TPを変動させる。
As described above, in step S21, when the transition condition satisfaction flag Fa is 1, the
In step S22, the
ステップS23では、CPU21は、そのまま目標空燃比を理論空燃比にした状態で運転を継続させる。なお、図7(a)に示すように、目標空燃比を理論空燃比にしたとしても、学習値α´の値が前回のエンジン12の始動時において記憶した学習値で運転しているため、実際の空燃比は理論空燃比に対してズレてしまっている。
ステップS24では、CPU21は、目標空燃比を理論空燃比に移行してから、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過した場合ステップS25に処理を進め、所定時間が経過していない場合ステップS23に処理を戻し、所定時間が経過するのを待機する。ステップS24のような処理を行うのは、図7(a)に示すように、移行条件が成立した後、目標空燃比を理論空燃比にしてから実際の空燃比が一定の空燃比になるまでにタイムラグがあるためである。なお、ここでの所定時間は、現在のエンジン回転数に応じた時間が適用される。
In step S23, the
In step S24, the
ステップS25では、CPU21は、フィードバック制御に移行する前に、所定の条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、CPU21は、RAM23に記憶されている実行条件成立フラグFbを読み出して判定する。実行条件が成立し実行条件成立フラグFbが1の場合ステップS26に処理を進め、実行条件が成立せず実行条件成立フラグFbが0の場合実行条件が成立するのを待機する。
In step S25, the
ステップS25における条件成立の判定方法は、上述した図6に示すフローチャートと同様であり、詳細な説明は省略する。ここでは、上述したステップS41からステップS46までの処理で説明したように、所定の条件を満たし、現在のエンジン12の運転状態が正確なフィードバック制御を行うことができる場合、ステップS47に処理を進め、CPU21は、実行条件成立フラグFbに1を代入し、RAM23に記憶する。一方、正確なフィードバック制御を行うことができない場合、ステップS48に処理を進め、CPU21は、実行条件成立フラグFbに0を代入し、RAM23に記憶する。その後、ステップS25に処理を戻す。このように、実行条件が成立する場合にのみフィードバック制御を実行することにより、正確なフィードバック制御を行うことができる。
The method for determining whether or not the condition is satisfied in step S25 is the same as the flowchart shown in FIG. Here, as described in the processing from step S41 to step S46 described above, when the predetermined condition is satisfied and the current operation state of the
上述したように、ステップS25では、CPU21は、実行条件が成立し実行条件成立フラグFbが1の場合、ステップS26に処理を進める。
ステップS26では、CPU21は、フィードバック制御を実行する。本実施形態では、CPU21は、6つの気筒(♯1〜♯6)のうち一部の気筒であって、O2センサ48が配置された左側バンク15の気筒(♯2、♯4、♯6)についてのみフィードバック制御を行う。
具体的には、図7(a)および(b)に示すように、現在の空燃比を検出しているO2センサ48が理論空燃比よりもリッチ側の信号を出力している場合、CPU21はフィードバック補正係数αを減少させて、空燃比をリーン側に制御する。逆に、O2センサ48が理論空燃比よりもリーン側の信号を出力している場合、CPU21はフィードバック補正係数αを増加させて、空燃比をリッチ側に制御する。このような処理を繰り返すことで、図7(b)に示すように、フィードバック補正係数αの値が減少と増加とが交互に繰り返される。また、図7(a)に示すように、実際の空燃比が理論空燃比を中心としてリッチ側とリーン側とを交互に反転が繰り返され、フィードバック制御が行われる。なお、このとき、CPU21は式(1)の学習値α´には、前回の学習値を代入したまま、フィードバック補正係数αを変動させる。このように、前回の学習値を適用させた状態でフィードバック補正係数αを変動させることで、前回の学習を利用することができるので、フィードバック補正係数αの変動を少なくすることができる。すなわち、フィードバック補正係数αの変動を少なくすることは、燃料噴射量Tiの変動も少なくなることであり、結果としてエンジン12の挙動の変動を少なくすることができる。
As described above, in step S25, when the execution condition is satisfied and the execution condition satisfaction flag Fb is 1, the
In step S26, the
Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the O 2 sensor 48 that detects the current air-fuel ratio outputs a signal on the richer side than the stoichiometric air-fuel ratio, the
なお、燃料にアルコール混合ガソリンが給油された場合、アルコールの濃度が濃くなるにしたがって、理論空燃比は14.7から小さい値になってしまう。しかしながら、O2センサ48は、アルコールの濃度に応じた理論空燃比に対して、実際の空燃比がリッチ側であるかリーン側であるかを出力することができるために、図7(a)に示すグラフと同じように、実際の空燃比がアルコールの濃度に応じた理論空燃比を中心としてリッチ側とリーン側とを交互に反転が繰り返され、フィードバック制御が行われる。すなわち、燃料にアルコール混合ガソリンが給油された場合、異なる使用環境と燃料との両方による実際の空燃比と目標理論空燃とのズレを補正するようにフィードバック制御が行われる。 In addition, when alcohol mixed gasoline is supplied to the fuel, the theoretical air-fuel ratio becomes a small value from 14.7 as the concentration of alcohol increases. However, since the O 2 sensor 48 can output whether the actual air-fuel ratio is rich or lean with respect to the theoretical air-fuel ratio corresponding to the alcohol concentration, FIG. As in the graph shown in FIG. 4, the actual air-fuel ratio is inverted alternately between the rich side and the lean side around the theoretical air-fuel ratio corresponding to the alcohol concentration, and feedback control is performed. That is, when alcohol-mixed gasoline is supplied to the fuel, feedback control is performed so as to correct the deviation between the actual air-fuel ratio and the target theoretical air-fuel due to both different use environments and fuels.
次に、ステップS27では、CPU21は、実際の空燃比がリッチ側およびリーン側の反転を所定回数繰り返したか否かを判定する。リッチ側とリーン側との反転を所定回数繰り返した場合ステップS28に処理を進め、所定回数に満たない場合ステップS26に処理を戻して、所定回数になるまで待機する。ステップS27のような判定を行うのは、フィードバック制御を実行した直後は、リッチ側とリーン側との反転が安定しないためである。なお、エンジン回転数により、リッチ側とリーン側との反転が安定する回数が異なるため、ここでの所定回数とは、エンジン回転数に応じて適用される。また、実際の空燃比がリッチ側とリーン側との反転を所定回数繰り返したか否かを判定する場合に限られず、リッチ側とリーン側との反転が安定するような所定時間が経過したか否かを判定してもよい。
Next, in step S27, the
ステップS28では、CPU21は、フィードバック補正係数から学習値を実際に算出する前に、所定の条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、CPU21は、RAM23に記憶されている学習条件成立フラグFcを読み出して判定する。学習条件が成立し学習条件成立フラグFcが1の場合、ステップS29に処理を進め、学習条件が成立せず学習条件成立フラグFcが0の場合、学習条件が成立するのを待機する。
In step S28, the
ステップS28における条件成立の判定方法は、上述した図6に示すフローチャートと同様であり、詳細な説明は省略する。ここでは、上述したステップS41からステップS46までの処理で説明したように、所定の条件を満たし、現在のエンジン12の運転状態が精度の高い学習値を学習できる場合、ステップS47に処理を進め、CPU21は、学習条件成立フラグFcに1を代入し、RAM23に記憶する。一方、精度の高い学習値を学習ができない場合、ステップS48に処理を進め、CPU21は、学習条件成立フラグFcに0を代入し、RAM23に記憶する。その後、ステップS28に処理を戻す。
The method for determining whether or not the condition is satisfied in step S28 is the same as the flowchart shown in FIG. Here, as described in the processing from step S41 to step S46 described above, when the predetermined condition is satisfied and the current operating state of the
上述したように、ステップS28では、CPU21は、学習条件が成立し学習条件成立フラグFcが1の場合、ステップS29に処理を進める。
ステップS29では、CPU21は、学習条件が成立した後、空燃比がリーン側からリッチ側に反転するときのフィードバック補正係数およびリッチ側からリーン側に反転するときのフィードバック補正係数をサンプリングして、RAM23に記憶する。具体的には、図7(b)に示すように、例えば、リッチ側の反転時のフィードバック係数をそれぞれR1、R2・・・Rnとし、リーン側の反転時のフィードバック係数をそれぞれL1、L2・・・Lnとする。この場合、CPU21は、各フィードバック補正係数(R1、R2・・・RnおよびL1、L2・・・Ln)をRAM23に記憶する。本実施形態では、例えばn=6として、R1〜R6、L1〜L6の合計12のフィードバック補正係数をサンプリングする。
As described above, in step S28, when the learning condition is satisfied and the learning condition satisfaction flag Fc is 1, the
In step S29, after the learning condition is satisfied, the
ステップS30では、CPU21は、ステップS29でサンプリングした複数のフィードバック補正係数に基づいて、学習値を算出し、RAM23に記憶する。具体的には、CPU21は、まず、次式(2)のようにサンプリングしたフィードバック補正係数の平均値Aを算出する。
平均値A=(R1+R2+・・+Rn+L1+L2+・・+Ln)/2×n・・式(2)
なお、図7(b)では、平均値Aを一点鎖線で示している。
次に、CPUは、式(3)のように、前回の学習値α´に平均値Aを加算して、新たな学習値α´を算出する。
新たな学習値α´=(前回の学習値α´+平均値A)・・式(3)
この時点で、学習値が再学習され、前回の学習値α´が今回、式(3)で算出された新たな学習値α´に書き換えられ更新される。すなわち、CPU21は、RAM23に新たな学習値α´を記憶する。また、CPU21は、学習完了フラグFfに1を代入し、RAM23に記憶する。
RAM23に記憶された新たな学習値α´を用いて、燃料噴射量Tiを算出することで、現在の使用環境および燃料に応じた目標空燃比と実際の空燃比とのズレを補正することができる。
In step S30, the
Average value A = (R1 + R2 + .. + Rn + L1 + L2 + .. + Ln) /2.times.n..equation (2)
In addition, in FIG.7 (b), the average value A is shown with the dashed-dotted line.
Next, the CPU calculates a new learning value α ′ by adding the average value A to the previous learning value α ′ as shown in Expression (3).
New learning value α ′ = (previous learning value α ′ + average value A) .. Formula (3)
At this time, the learning value is re-learned, and the previous learning value α ′ is rewritten and updated to the new learning value α ′ calculated by Expression (3) this time. That is, the
By calculating the fuel injection amount Ti using the new learning value α ′ stored in the
ステップS31では、CPU21は、更新された新たな学習値α´を全気筒、すなわち6つの気筒(♯1〜♯6)に適用して、目標空燃比を所定の希薄側の空燃比にしてオープンループ制御に移行する。具体的には、CPU21は、上述した式(1)に、フィードバック補正係数α=0を代入すると共に、式(1)に再学習した学習値α´を代入し、目標空燃比が所定の希薄側の空燃比になるように、燃料噴射量Tiを算出して運転する。
図7(a)に示すように、再学習した学習値α´を適用することで、実際の空燃比を目標とする所定の希薄側の空燃比に一致させることができる。
したがって、部品のばらつきに限られず、異なる使用環境や燃料による実際の空燃比と目標理論空燃とのズレを補正でき、実際の空燃比を目標とする所定の希薄側の空燃比に一致させることができる。
In step S31, the
As shown in FIG. 7A, by applying the relearned learning value α ′, it is possible to make the actual air-fuel ratio coincide with the target lean-side air-fuel ratio.
Therefore, the deviation between the actual air-fuel ratio and the target theoretical air-fuel due to different usage environments and fuels can be corrected without being limited to component variations, and the actual air-fuel ratio must match the target lean-side air-fuel ratio. Can do.
ステップS32では、CPU21は以降、ステップS31で説明した学習値α´を適用し、所定の希薄側の空燃比での運転を継続して行う。
その後、上述した図4に示すメインフローチャートに戻り、ステップS14において、CPU21は、イグニッションスイッチ46がオフされた場合、CPU21は、ステップS30にてRAM23に記憶されている再学習された学習値α´を次回のエンジン12の始動時に適用できるようにEEPROM24に記憶する。
なお、上述した説明では、図7のフィードバック制御の内容を示すグラフのように、実際の空燃比が目標空燃比に対してリッチ側にズレている場合を例にして説明した。しかし、この場合に限られず、図8のフィードバック制御の内容を示すグラフのように、実際の空燃比が目標空燃比に対してリーン側にズレている場合(例えば純正ガソリンからアルコール混合ガソリンに燃料が変更されたとき等)がある。図8(a)は目標空燃比に対して実際の空燃比の変動を示すグラフであり、図8(b)はフィードバック補正係数の変位を示すグラフである。この場合であっても、同様に異なる使用環境や燃料による実際の空燃比と目標理論空燃とのズレを補正でき、実際の空燃比を目標とする所定の希薄側の空燃比に一致させることができる。
In step S32, the
Thereafter, returning to the main flowchart shown in FIG. 4 described above, in step S14, when the
In the above description, the case where the actual air-fuel ratio is shifted to the rich side with respect to the target air-fuel ratio has been described as an example, as in the graph showing the content of the feedback control in FIG. However, the present invention is not limited to this case, and the actual air-fuel ratio is shifted to the lean side with respect to the target air-fuel ratio as shown in the graph of the feedback control in FIG. Etc.). FIG. 8A is a graph showing the actual fluctuation of the air-fuel ratio with respect to the target air-fuel ratio, and FIG. 8B is a graph showing the displacement of the feedback correction coefficient. Even in this case, the difference between the actual air-fuel ratio and the target theoretical air-fuel due to the different use environment and fuel can be corrected in the same way, so that the actual air-fuel ratio matches the target lean-side air-fuel ratio. Can do.
このように、本実施形態によれば、目標空燃比を理論空燃比にしてO2センサを用いてフィードバック制御し、目標空燃比に対する実際の空燃比のズレを学習することで、機器のコストを削減させることができる。
また、エンジン始動後に初めて所定の条件を満たしたときに、目標空燃比に対する実際の空燃比のズレを学習することで、部品のばらつきに限られず使用環境や燃料に応じた学習値を算出でき、結果として、実際の空燃比を目標とする所定の希薄側の空燃比に一致させることができる。
また、目標空燃比を所定の希薄側の空燃比に制御している状態から目標空燃比を理論空燃比にしてフィードバック制御を行うので、従来のように空燃比が所定の希薄側の空燃比で運転され続けてしまうと学習値を再学習できないおそれがあるという問題を解消することができる。
As described above, according to this embodiment, the target air-fuel ratio is set to the theoretical air-fuel ratio, feedback control is performed using the O 2 sensor, and the actual air-fuel ratio deviation from the target air-fuel ratio is learned, thereby reducing the cost of the device. Can be reduced.
In addition, when the predetermined condition is satisfied for the first time after the engine is started, by learning the deviation of the actual air-fuel ratio with respect to the target air-fuel ratio, it is possible to calculate the learning value according to the use environment and fuel without being limited to the variation of parts, As a result, the actual air-fuel ratio can be matched with the target lean-side air-fuel ratio.
In addition, since feedback control is performed from the state in which the target air-fuel ratio is controlled to the predetermined lean air-fuel ratio, the target air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio is set to the predetermined lean-side air-fuel ratio as in the past. The problem that there is a possibility that the learning value cannot be re-learned if the vehicle is continuously driven can be solved.
また、本実施形態では、V型エンジンにおける一方のバンクである一部の気筒にて学習値を算出した後、その学習値を全気筒に反映するので、CPU21は、学習値を算出するときの処理を削減することができ、迅速に学習値を算出することができる。
また、本実施形態では、目標空燃比を理論空燃比に移行したり、フィードバック制御を実行したり、フィードバック補正係数をサンプリングしたりするとき、所定の条件を満たしたときに初めて次の処理に移行するので、正確な学習値を算出することができる。
In the present embodiment, the learning value is reflected in all the cylinders after calculating the learning value in a part of the cylinders that are one bank in the V-type engine, so that the
In this embodiment, when the target air-fuel ratio is shifted to the stoichiometric air-fuel ratio, feedback control is executed, or the feedback correction coefficient is sampled, the process proceeds to the next process only when a predetermined condition is satisfied. Therefore, an accurate learning value can be calculated.
(第2の実施形態)
次に、上述したように、使用環境や燃料が大きく異なる場合には、実際の空燃比と目標空燃比とのズレが大きいことから、初回のフィードバック補正係数が大きくなりすぎたり、小さくなりすぎたりしてしまい、エンジン回転数およびエンジン出力についての時間当たりの変動が大きくなってしまう。そこで、以下に説明する実施形態では、初回のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を緩やかにしたり、時間当たりの変化量を時間に応じて可変させたりして、エンジン出力の時間当たりの変動を少なくする場合について説明する。
(Second Embodiment)
Next, as described above, when the usage environment and fuel are greatly different, the deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is large, so the initial feedback correction coefficient becomes too large or too small. As a result, fluctuations per hour in the engine speed and engine output become large. Therefore, in the embodiment described below, the amount of change in the engine output per hour can be changed by gradually changing the amount of change in the initial feedback correction coefficient per hour or changing the amount of change per hour according to time. The case where it decreases is demonstrated.
本実施形態では、図9のフローチャートで示すように、図5のフローチャートのステップS26からステップS27までの処理の間に、ステップS40からステップS42までの処理が追加されている。ここでは、図5のフローチャートに追加されたステップS40からステップS42の処理を中心に説明する。 In the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 9, the processing from step S40 to step S42 is added between the processing from step S26 to step S27 in the flowchart of FIG. 5. Here, the processing from step S40 to step S42 added to the flowchart of FIG. 5 will be mainly described.
ステップS40では、CPU21は、フィードバック実行後、実際の空燃比が初めてリーン側からリッチ側への反転またはリッチ側からリーン側への反転が発生したか否かを判定する。初回の反転が発生していないと判定した場合ステップS41に処理を進め、初回の反転が発生していると判定した場合ステップS42に処理を進める。
In step S40, the
ステップS41では、CPU21は、初回のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を緩やかにしたり、時間当たりの変化量を時間に応じて可変させたりする処理を行う。
具体的に、図8(a)に示すような実際の空燃比が目標空燃比よりもリーン側にズレている場合について説明する。このような場合、フィードバック制御が実行されると、図8(b)のC部分に示すようにフィードバック補正係数が急に上昇してしまうため、図8(a)のB部分に示すように、実際の空燃比がリーン側からリッチ側に急に変動してしまう。
In step S <b> 41, the
Specifically, a case where the actual air-fuel ratio as shown in FIG. 8A is shifted to the lean side from the target air-fuel ratio will be described. In such a case, when feedback control is executed, the feedback correction coefficient suddenly increases as shown in part C of FIG. 8B, so that as shown in part B of FIG. The actual air-fuel ratio suddenly changes from the lean side to the rich side.
ここで、図10を参照して、空燃比とエンジン出力との関係について説明する。図10は、空燃比を変動させたときのエンジン出力の変動を示す図である。図10の矢印で示すように、空燃比をリーン側からリッチ側(例えば出力空燃比)に変動させると、エンジン出力は、上昇する。具体的には、前半の変動量が大きく後半の変動量が小さくなるように曲線状に上昇する。すなわち、図8(a)のB部分に示すように、実際の空燃比がリーン側からリッチ側に急に変動すると、エンジン出力が急に上昇する。具体的には、前半の変動量が大きく後半の変動量が小さくなるように曲線状に上昇する。 Here, the relationship between the air-fuel ratio and the engine output will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing a change in engine output when the air-fuel ratio is changed. As indicated by the arrows in FIG. 10, when the air-fuel ratio is changed from the lean side to the rich side (for example, the output air-fuel ratio), the engine output increases. Specifically, it rises in a curved line so that the fluctuation amount in the first half is large and the fluctuation amount in the second half is small. That is, as shown in part B of FIG. 8A, when the actual air-fuel ratio suddenly varies from the lean side to the rich side, the engine output suddenly increases. Specifically, it rises in a curved line so that the fluctuation amount in the first half is large and the fluctuation amount in the second half is small.
そこで、第一の対応方法として、CPU21は、図11Aに示すように、通常であれば実線で示すようにフィードバック補正係数を所定時間で所定の値に上昇させるのを、一点鎖線で示すようにフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を緩やかにして所定の値まで上昇させる。このようにすることで、図11Bに示すように、通常であれば実線で示すようにエンジン出力が急に上昇してしまうのを、一点鎖線で示すようにエンジン出力の変動を少なくし、エンジン出力を緩やかに上昇させることができる。CPU21は、2回目以降のリーン側からリッチ側への反転またはリッチ側からリーン側への反転では、通常通りにフィードバック補正係数を変化させて、フィードバック制御を継続して行う。すなわち、CPU21は、初回のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を2回目以降のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量よりも緩やかになるように異ならせて、初回のフィードバック補正係数に基づくエンジン出力の変動を少なくしている。
Therefore, as a first response method, as shown in FIG. 11A, the
また、第二の対応方法として、CPU21は、図12Aに示すように、通常であれば実線で示すようにフィードバック補正係数を所定時間で所定の値に上昇させるのを、一点鎖線で示すようにフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を時間に応じて可変させながら、所定の値まで上昇させる。具体的には前半の変化量を小さく後半の変化量を大きくするように変動させる。このようにすることで、図12Bに示すように、通常であれば、実線で示すようにエンジン出力が前半の変動量が非常に大きく後半の変動量が小さくなるのを、一点鎖線で示すようにエンジン出力の変動を少なくし、エンジン出力を緩やかに上昇させることができる。CPU21は、2回目以降のリーン側からリッチ側への反転またはリッチ側からリーン側への反転では、通常通りにフィードバック補正係数を変化させて、フィードバック制御を継続して行う。すなわち、CPU21は、初回のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を時間に応じて可変させ、2回目以降のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量と異ならせて、初回のフィードバック補正係数に基づくエンジン出力の変動を少なくしている。
このように、初回のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を緩やかにしたり、時間当たりの変化量を時間に応じて可変させたりすることで、初回のフィードバック補正係数に基づくエンジン出力の変動を少なくすることができる。
Further, as shown in FIG. 12A, as shown in FIG. 12A, the
In this way, the amount of change in engine output based on the initial feedback correction coefficient can be reduced by loosening the amount of change in the initial feedback correction coefficient per hour or changing the amount of change per hour according to time. can do.
(第3の実施形態)
本実施形態では、図13のフローチャートで示すように、図5のフローチャートのステップS25からステップS26までの処理の間に、ステップS50からステップS56までの処理が追加されている。ここでは、図5のフローチャートに追加されたステップS50からステップS56の処理を中心に説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 13, processes from step S50 to step S56 are added between the processes from step S25 to step S26 in the flowchart of FIG. 5. Here, the processing from step S50 to step S56 added to the flowchart of FIG. 5 will be mainly described.
ステップS50では、CPU21は、実行条件が成立した後、最少気筒のみでフィードバック制御を実行する。具体的には、CPU21は、O2センサ48に最も近接した気筒♯2のみでフィードバック制御を行う。フィードバック制御自体は上述した処理と同様であり、その説明は省略する。最少気筒のみでフィードバック制御を行うことで、実際の空燃比と目標空燃比とのズレが大きいとしても、複数気筒でフィードバック制御する場合に比べて、初回のフィードバック補正係数に基づくエンジン出力の変動を少なくすることができる。
In step S50, after the execution condition is satisfied, the
最少気筒のみでフィードバック制御を行うとき、第2の実施形態で説明したように、初回のフィードバック補正係数の変化量を緩やかにしたり、変化量を時間に応じて可変させたりする処理を付加することで、さらにエンジン出力の変動を少なくすることができる。
その後、ステップS51では、CPU21は、実際の空燃比がリッチ側およびリーン側の反転を所定回数繰り返したか否かを判定する。この処理は、ステップS27と同様である。
When feedback control is performed with only the smallest cylinder, as described in the second embodiment, a process of gradually changing the initial feedback correction coefficient or changing the change according to time is added. Thus, fluctuations in engine output can be further reduced.
Thereafter, in step S51, the
ステップS52では、CPU21は、学習条件が成立しているか否かを判定する。この処理は、ステップS28と同様である。
ステップS53では、CPU21は、学習条件が成立した後、空燃比がリーン側からリッチ側に反転するときのフィードバック補正係数およびリッチ側からリーン側に反転するときのフィードバック補正係数をサンプリングして、RAM23に記憶する。この処理は、ステップS29の処理と同様である。
ステップS54では、CPU21は、ステップS53でサンプリングした複数のフィードバック補正係数に基づいて、平均値Aを算出する。
In step S52, the
In step S53, after the learning condition is satisfied, the
In step S54, the
ステップS55では、CPU21は、ステップS54で算出した平均値Aの絶対値が閾値よりも大きいか否かを判定する。閾値よりも大きい場合ステップS56に処理を進め、閾値よりも小さい場合ステップS26に処理を進める。閾値よりも大きい場合の例として、上述したように使用環境や燃料が変更された場合である。
In step S55, the
ステップS56では、CPU21は、平均値Aを適用せず、所定値を前回の学習値α´に加算して、新たな学習値α´として算出する。通常であれば、上述した式(3)に示すように、平均値Aを前回の学習値α´に加算して、新たな学習値α´を算出するが、平均値Aが閾値よりも大きい場合、前回の学習値と新たな学習値との差が大きく、新たな学習値を適用してフィードバック制御を行うと、エンジン出力の変動が大きくなってしまうことになる。そこで、ステップS56のように、平均値Aの絶対値が閾値よりも大きい場合、すなわち前回の学習値と新たな学習値との差が大きくなる場合、所定値を前回の学習値α´に加算して、新たな学習値α´とすることで、次回(ステップS50)のフィードバック制御時のエンジン出力の変動を少なくすることができる。
なお、ステップS55では、CPU21は、平均値Aの絶対値が閾値よりも大きいか否かを判定したが、前回の学習値と新たな学習値との差の絶対値が閾値よりも大きいかを判定してもよい。差の絶対値が閾値よりも大きい場合、ステップS56に処理を進め、所定値を前回の学習値α´に加算して、新たな学習値とする。
In step S56, the
In step S55, the
その後、ステップS50の処理に戻り、再びO2センサ48に最も近接した気筒♯2のみでフィードバック制御を行い、平均値Aの絶対値が閾値以下になるまでステップS50からステップS56までの処理を繰り返し行う。
ステップS55において、平均値Aの絶対値が閾値よりも大きくない場合、すなわち平均値Aの絶対値が閾値以下の場合、ステップS26に処理を進める。
Thereafter, the process returns to step S50, and feedback control is performed again only with the
If the absolute value of the average value A is not greater than the threshold value in step S55, that is, if the absolute value of the average value A is less than or equal to the threshold value, the process proceeds to step S26.
ステップS26では、CPU21は、6つの気筒(♯1〜♯6)のうち一部の気筒であって、O2センサ48が配置された左側バンク15の複数気筒(♯2、♯4、♯6)についてフィードバック制御を行う。この後のステップS26以降の処理は、図5のフローチャートと同様である。このとき、ステップS50からステップS56において算出した学習値を適用してフィードバック制御を行うので、初回のフィードバック補正係数を小さくすることができ、エンジン出力の変動を少なくすることができる。
In step S26, the
このように、最少気筒でフィードバック制御を行った後、複数気筒でフィードバック制御を行うことで、エンジン出力の変動を少なくすることができると共に、学習値の精度を向上させることができる。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、上述では図5、図9、図13のフローチャートに示すステップS21の移行条件、ステップS25の実行条件およびステップS28の学習条件(ステップS52の学習条件)は、全て図6に示す条件成立の判定方法のフローチャートと同一であるものとして説明した。しかしながら、この場合に限られず、ステップS21の移行条件、ステップS25の実行条件、ステップS28の学習条件(ステップS52の学習条件)に進むにしたがい、条件が厳しくなるように設定してもよい。
Thus, by performing feedback control with a minimum number of cylinders and then performing feedback control with a plurality of cylinders, fluctuations in engine output can be reduced and the accuracy of the learned value can be improved.
As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention.
For example, in the above description, the transition conditions in step S21, the execution conditions in step S25, and the learning conditions in step S28 (learning conditions in step S52) shown in the flowcharts of FIGS. It has been described as being the same as the flowchart of the determination method. However, the present invention is not limited to this case, and the condition may be set to be stricter as the process proceeds to the transition condition in step S21, the execution condition in step S25, and the learning condition in step S28 (learning condition in step S52).
すなわち、例えばステップS42において、船外機10が安定して姿勢で所定時間が経過しているかを判定するとき、ステップS21の移行条件、ステップS25の実行条件、ステップS28の学習条件に進むにしたがい、所定時間が長くなるように設定してもよい。
また、例えば、ステップS28の学習条件では、図6に示すフローチャートのステップS41からステップS46の全てを判定し、ステップS21の移行条件およびステップS25の実行条件では、図6に示すフローチャートのステップS41からステップS46のうち、一部のステップの処理を省略するようにしてもよい。
That is, for example, in step S42, when it is determined whether the
Further, for example, in the learning condition of step S28, all of steps S41 to S46 of the flowchart shown in FIG. 6 are determined, and in the transition condition of step S21 and the execution condition of step S25, from step S41 of the flowchart shown in FIG. Of step S46, some of the steps may be omitted.
また、各実施形態では、V型6気筒のエンジンを適用する場合について説明したが、この場合に限られず、直列型気筒のエンジンであってもよく、6気筒以外の複数気筒のエンジンであってもよい。 In each embodiment, the case of applying a V-type 6-cylinder engine has been described. However, the present invention is not limited to this case, and an in-line type engine may be used. Also good.
10:船外機 12:エンジン 20:エンジンコントロールユニット 21:CPU 22:ROM 23:RAM 24:EEPROM 25:入力インタフェース 26:出力インタフェース 30:インジェクタ 31:イグニッションコイル 413:クランク角センサ 42:スロットル開度センサ 43:吸気管圧力センサ 44:シリンダ壁温センサ 45:冷却水温度センサ 46:イグニッションスイッチ 47:チルト&トリム角センサ 48:O2センサ 49:姿勢計 10: Outboard motor 12: Engine 20: Engine control unit 21: CPU 22: ROM 23: RAM 24: EEPROM 25: Input interface 26: Output interface 30: Injector 31: Ignition coil 413: Crank angle sensor 42: Throttle opening sensor 43: intake pipe pressure sensor 44: the cylinder wall temperature sensor 45: a cooling water temperature sensor 46: an ignition switch 47: tilt & trim angle sensor 48: O 2 sensor 49: attitude meter
Claims (2)
前記内燃機関の運転状態と記憶部に記憶されている学習値とに基づいて、空燃比を目標空燃比に制御するオープンループ制御手段と、
前記オープンループ制御手段により目標空燃比を所定の希薄側の空燃比に制御している状態から、前記内燃機関の一部の気筒において、目標空燃比を理論空燃比に移行させ、前記O2センサの出力に基づいて決定されるフィードバック補正係数を用いて空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
前記フィードバック補正係数に基づいて学習値を算出する学習値算出手段と、を有し、
前記オープンループ制御手段は、前記学習値算出手段により算出された学習値を前記内燃機関に反映させて所定の希薄側の空燃比に制御し、
前記フィードバック制御手段は、前記フィードバック制御への移行が許容されてから前記フィードバック制御を実行して実際の空燃比がリーン側からリッチ側またはリッチ側からリーン側に初めて反転する初回の反転が発生するまでのフィードバック補正係数の時間当たりの変化量を時間に応じて、前半の変化量を小さくし、後半の変化量を大きくするように可変させ、前記初回の反転が発生した後のフィードバック補正係数の時間当たりの変化量と異ならせて、前記初回の反転が発生するまでのフィードバック補正係数に基づくエンジン出力の変動を少なくすることを特徴とする船外機用内燃機関の空燃比制御装置。 An air-fuel ratio control device for controlling the air-fuel ratio of a plurality of cylinders in an internal combustion engine for an outboard motor, which is provided in an exhaust system of an internal combustion engine and has an O 2 sensor whose output characteristics change near the theoretical air-fuel ratio,
Open loop control means for controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio based on the operating state of the internal combustion engine and the learning value stored in the storage unit;
From the state where the target air-fuel ratio is controlled to a predetermined lean air-fuel ratio by the open loop control means, the target air-fuel ratio is shifted to the stoichiometric air-fuel ratio in some cylinders of the internal combustion engine, and the O 2 sensor Feedback control means for feedback-controlling the air-fuel ratio to the theoretical air-fuel ratio using a feedback correction coefficient determined based on the output of
Learning value calculation means for calculating a learning value based on the feedback correction coefficient,
The open loop control means reflects the learning value calculated by the learning value calculation means to the internal combustion engine to control to a predetermined lean air-fuel ratio;
The feedback control means executes the feedback control after the transition to the feedback control is allowed, and an initial reversal in which the actual air-fuel ratio reverses for the first time from the lean side to the rich side or from the rich side to the lean side occurs. The amount of change in the feedback correction coefficient per time until the time is changed so that the change amount in the first half is reduced and the change amount in the second half is increased in accordance with the time, and the feedback correction coefficient after the first inversion occurs An air-fuel ratio control apparatus for an outboard motor internal combustion engine, wherein the variation in engine output is reduced based on a feedback correction coefficient until the first inversion occurs , differing from the amount of change per hour.
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