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JP3511722B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JP3511722B2
JP3511722B2 JP06043695A JP6043695A JP3511722B2 JP 3511722 B2 JP3511722 B2 JP 3511722B2 JP 06043695 A JP06043695 A JP 06043695A JP 6043695 A JP6043695 A JP 6043695A JP 3511722 B2 JP3511722 B2 JP 3511722B2
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Japan
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purge
air
fuel ratio
internal combustion
combustion engine
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忠宏 東
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to KR1019960004726A priority patent/KR0165950B1/ko
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0045Estimating, calculating or determining the purging rate, amount, flow or concentration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0042Controlling the combustible mixture as a function of the canister purging, e.g. control of injected fuel to compensate for deviation of air fuel ratio when purging

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の空燃比制
御装置に関するもので、空燃比フィードバック制御機能
とパージ制御機能とを備えたものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関では、燃料タンク等
から発生する蒸発燃料を活性炭に吸着させ、これを吸気
系へパージして処理することが行われている。また、燃
料噴射装置で混合気の空燃比を論理空燃比となるよう空
燃比のフィードバック制御を行う内燃機関がある。この
ような内燃機関において、蒸発燃料をパージ処理してい
ない場合は空燃比フィードバック補正係数は基準値、例
えば1.0を中心として変動しているが、パージが開始
されるとパージされた蒸発燃料分だけ燃料噴射量を減少
させなければならないので空燃比フィードバック補正係
数は小さな値をとる。
【0003】このパージ処理時の空燃比フィードバック
補正係数の基準値からの偏差は内燃機関の運転状態、す
なわち吸入空気量とパージ量の比(以後パージ率と称
す)により様々な値をとる。また空燃比フィードバック
補正係数は空燃比の急変を避けるために一定の積分定数
でもって比較的ゆっくりと変化するように定められてい
るので、パージ処理中に過渡運転などでパージ率が変化
した場合、空燃比フィードバック補正係数はパージ率の
変化前の値から変化後の値に落ちつくまでに時間を要す
るので、その間空燃比が理論空燃比に維持できなくな
る。
【0004】そこで、特開平5−52139号公報では
以下のような装置が提案されている。燃料噴射量を空燃
比フィードバック補正係数により補正する第1の噴射量
補正手段と、パージを行ったときに生ずる空燃比フィー
ドバック補正係数のずれに基づいて単位目標パージ率当
たりのパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手
段と、パージを行ったときにパージエア濃度とパージ率
との積に基づいて燃料量を減量する第2の噴射量補正手
段とを具備した内燃機関において、パージ制御弁全開時
におけるパージ量と吸入空気量との比である、最大パー
ジ率を予め記憶しておき、パージ制御弁のデューティ比
を目標パージ率/最大パージ率とし、パージが開始され
たときに目標デューティ比を徐々に増大させる。空燃比
フィードバック補正係数が所定値以下かつリッチのとき
パージエア濃度係数を一定値ずつ増大させ、またパージ
開始から15秒毎に空燃比フィードバック補正係数のず
れを一定の割合でパージエア濃度係数に反映させること
で、空燃比フィードバック補正係数を強制的に1.0に
近づけるようにしている。このように機関の運転状態に
かかわらずパージ率を一定となるようにパージ制御弁の
デューティ比を制御し、またパージ率が変化したとして
もパージ率とパージエア濃度との積で噴射量を補正する
ことにより過渡時の空燃比のずれを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
にパージ率を一定となるようにパージ制御弁のデューテ
ィ比を制御し、またパージ率とパージエア濃度との積で
噴射量を補正しても、パージエア濃度を完全に算出する
まで、すなわち空燃比フィードバック補正係数が1.0
となるまでに時間を要しており、パージエア濃度を完全
に算出するまでの状態ではパージカット状態からパージ
状態へ移行時または中負荷時のパージ率が数%確保でき
る状態から高負荷時のようにパージ率がほぼ0の状態へ
の移行時またはその状態からの復帰時に空燃比が理論空
燃比に維持できなくなるという問題が生じる。
【0006】この発明は上述のような問題を解決するた
めに施されたものであって、内燃機関に導入される空燃
比を常に精度良く目標値に制御することができる内燃機
関の空燃比制御装置を得ることを目的としている。
【0007】また、この発明は、パージ制御中に過渡運
転が行われたとしても空燃比が変動することがない内燃
機関の空燃比制御装置を得ることを目的としている。
【0008】また、この発明は、パージエア濃度を正確
にかつ速やかに算出することができる内燃機関の空燃比
制御装置を得ることを目的としている。
【0009】また、この発明は、パージエア濃度を誤学
習することがない内燃機関の空燃比制御装置を得ること
を目的としている。
【0010】また、この発明は、内燃機関の運転初期に
パージ流量を低減する初期パージ流量低減時間を短縮す
ることができる内燃機関の空燃比制御装置を得ることを
目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の内燃機関の空
燃比制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する運転状
態検出手段と、この運転状態検出手段の検出出力に基づ
き燃料蒸気を機関吸気系に導入する量を制御するパージ
量制御手段と、このパージ量制御手段により機関吸気系
に導入されるパージ量を算出するパージ量算出手段と、
このパージ量算出手段により算出されたパージ量と運転
状態検出手段により検出された運転状態よりパージ率を
算出するパージ率算出手段と、内燃機関に供給された混
合気の空燃比を検出する空燃比センサと、この空燃比セ
ンサの検出出力に基づき内燃機関に供給する混合気の空
燃比が目標値となるよう補正する空燃比フィードバック
補正係数を制御する空燃比制御手段と、パージ率と空燃
比フィードバック補正係数によりパージエア濃度を算出
するパージエア濃度算出手段と、パージ率とパージエア
濃度とに基づきパージエア濃度補正係数を算出するパー
ジエア濃度補正手段と、空燃比フィードバック補正係数
とパージエア濃度補正係数とに基づき内燃機関に供給す
る燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段とを備えた
ものである。
【0012】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージ率とパージエア濃度に応じて燃料噴射量を
補正することにより空燃比フィードバック補正係数を目
標値となるよう制御するようにしたものである。
【0013】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージエア濃度算出手段により算出されたパージ
エア濃度をフィルタ処理し学習値を算出するパージエア
濃度学習値算出手段を備え、パージエア濃度学習値算出
手段は、パージエア濃度算出手段が内燃機関の始動後初
めてパージエア濃度を算出した場合、この算出結果にフ
ィルタ処理を施すことなくそのままパージエア濃度学習
値とするようにしたものである。
【0014】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージ率が所定値以下の場合、パージエア濃度の
更新を禁止する禁止手段を備えたものである。
【0015】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージエア濃度の算出後は、内燃機関の始動後漸
増されるパージ量の増加割合を算出前に比し大きくする
ようにしたものである。
【0016】
【作用】この発明の内燃機関の空燃比制御装置は、パー
ジ導入時の空燃比フィードバック補正係数のずれとパー
ジ率とによりパージエア濃度を算出し、このパージエア
濃度とパージ率とに基づきパージエア濃度補正係数を算
出し、空燃比フィードバック補正係数とパージエア濃度
補正係数とに基づき内燃機関に供給する燃料噴射量を算
出する。
【0017】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージ率とパージエア濃度に応じて燃料噴射量を
補正することにより、空燃比フィードバック補正係数が
目標値となるように制御する。
【0018】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージエア濃度算出手段により算出されたパージ
エア濃度をフィルタ処理し学習値を算出するとともに、
内燃機関の始動後初めてパージエア濃度を算出した場合
は、この算出結果にフィルタ処理を施すことなくそのま
まパージエア濃度学習値とする。
【0019】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージ率が所定値以下の場合は、パージエア濃度
の更新を禁止する。
【0020】また、この発明の内燃機関の空燃比制御装
置は、パージエア濃度の算出後は、内燃機関の始動後漸
増されるパージ量の増加割合を算出前に比し大きくす
る。
【0021】
【実施例】
実施例1.図1は本発明の構成を示す構成図である。図
1において、エアクリーナ1からの清浄化された吸気
は、エアフローセンサ2により吸入空気量Qaを測定さ
れ、スロットルバルブ3で吸気量を負荷に応じて制御さ
れ、サージタンク4及び吸気管5を介してエンジン6の
各気筒に吸入される。一方燃料はインジェクタ7を介し
て吸気管5に噴射される。また、燃料タンク8内で発生
する蒸発燃料は、活性炭を内蔵したキャニスタ9に吸着
される。この吸着された蒸発燃料は、エンジン6の運転
状態により定まるパージ弁制御量に応じてパージ制御弁
10が開弁されると、サージタンク4内の負圧によりキ
ャニスタ大気口11より導入された空気がキャニスタ9
内の活性炭内を通過する際に、活性炭から脱離された蒸
発燃料を含んだ空気として、即ちパージエアとしてサー
ジタンク4内にパージされる。
【0022】また、空燃比制御、点火時期制御などの各
種制御を行うエンジン制御ユニット20は、CPU2
1、ROM22、RAM23等からなるマイクロコンピ
ュータで構成され、入出力インターフェイス24を介し
てエアフローセンサ2によって測定される吸入空気量Q
a、スロットルセンサ12によって検出されるスロット
ル開度θ、アイドリング開度のときにオンとなるアイド
ルスイッチ13の信号、水温センサ14によって検出さ
れるエンジン冷却水温WT、排気管15に設けられた空
燃比センサ16からの空燃比フィードバック信号O2、
クランク角センサ17によって検出されるエンジン回転
数Ne等を取り込む。なお、ここでエアフローセンサ
2、スロットルセンサ12、アイドルスイッチ13、水
温センサ14、空燃比センサ16及びクランク角センサ
17のセンサ類は、運転状態検出手段を構成している。
【0023】そしてCPU21は、ROM22に格納さ
れている制御プログラム及び各種マップに基づいて空燃
比フィードバック制御演算を行い、駆動回路25を介し
てインジェクタ7を駆動する。
【0024】また、エンジン制御ユニット20は、点火
時期制御、EGR制御、アイドル回転数制御などの各種
制御を行う他、機関の運転状態に応じて例えばエンジン
冷却水温WTが所定値以上に暖機完了後であって、エン
ジン回転数Neが所定値以上の時、キャニスタパージ信
号を出力してパージ制御弁10を駆動し、前述したよう
なキャニスタパージを行うと共に、アイドル運転状態に
入ると、これをアイドルスイッチ13の信号によって検
出し、パージ制御弁10をオフしてキャニスタパージを
カットする。
【0025】図2は本発明の制御ブロックの構成を示す
ブロック図である。図2において、30はセンサ類によ
り得た情報に基づきエンジン6の運転状態を検出し、こ
の運転状態により定まるパージ量を設定するパージ弁制
御量設定手段、31はパージ量設定手段30で設定した
パージ量に応じてパージ制御弁10の開弁割合を制御す
るパージ弁制御量制御手段で、パージ弁制御量設定手段
30及びパージ弁制御量制御手段31はパージ量制御手
段を構成している。32はパージ弁制御量設定手段31
によって設定されたパージ弁制御量に基づき吸気管5に
導入されるパージ量を算出するパージ量算出手段、33
はエアフローセンサ2により検出される吸入空気量とパ
ージ量算出手段32によって算出されるパージ量とに基
づきパージ率を算出するパージ率算出手段、34は空燃
比が目標空燃比となるように空燃比センサ16の検出出
力に基づいて燃料噴射量を補正する空燃比フィードバッ
ク補正係数を算出する空燃比制御手段としての空燃比フ
ィードバック補正手段、35はパージを行ったときに生
じる空燃比フィードバック補正係数のずれとパージ率と
に基づいてパージエア濃度を算出するパージエア濃度算
出手段、36はパージを行っているときにパージエア濃
度とパージ率に基づいて燃料噴射量を補正するパージエ
ア濃度補正係数を算出するパージエア濃度補正手段、3
7は空燃比フィードバック補正係数とパージエア濃度補
正係数とに基づき燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出
手段である。
【0026】図2に示すエンジンでは基本的には次式に
基づいて燃料噴射量Qfが算出される。 Qf={(Qa/Ne)/目標空燃比}×CFB×CRPG×K+α (1) ここで各定数は次のものを表している。 Qa :吸入空気量 Ne :エンジン回転数 CFB :空燃比フィードバック補正係数 CPRG :パージエア濃度補正係数 K :補正係数1 α :補正係数2
【0027】補正係数1のKは暖機補正係数等の乗算で
かかる補正係数であり、補正係数2のαは加速増量等の
加算でかかる補正係数であり、通常補正する必要のない
ときはK=1.0,α=0となる。パージエア濃度補正
係数CPRGはパージが行われたときにパージエア濃度と
パージ率に基づいて燃料噴射量を補正するものであり、
パージが行われていないときはCPRG=1.0となる。
空燃比フィードバック補正係数CFBは空燃比センサ16
の出力信号に基づいて空燃比を目標空燃比に制御するた
めのものである。目標空燃比としてはどのような空燃比
を用いてもかまわないが本実施例では理論空燃比を目標
空燃比とした場合について説明する。
【0028】ここで、上述ではパージ制御等により空燃
比が目標空燃比からずれた場合に空燃比フィードバック
補正係数CFBによりこれを補正しようとしても、空燃比
フィードバック補正係数CFBは更新に時間がかかるため
目標空燃比に補正するまでに時間を要することを述べ
た。そこで、本発明では上記(1)式に着目し、パージ
制御時においてはパージエア濃度補正係数CPRGを更新
することにより空燃比を目標空燃比に制御するように
し、このとき更新に時間を要する空燃比フィードバック
補正係数CFBは所定値を維持するようにしている。従っ
て、更新に時間を要する空燃比フィードバック補正係数
CFBを更新する必要がないので、速やかに空燃比を目標
空燃比に制御することができる。
【0029】さて、空燃比センサ16は空燃比が過濃側
(以下リッチと称す)のとき、0.9(v)程度の出力
電圧を発生し、空燃比が希簿側(以下リーンと称す)の
とき、0.1(v)程度の出力電圧を発生する。まず初
めに空燃比センサ16の出力信号に基づいて行われる空
燃比フィードバック補正係数CFBの制御について説明す
る。
【0030】図3は空燃比フィードバック補正係数CFB
の算出ルーチンを示しており、まず始めにステップS100
において空燃比センサ16が活性化しているかを判断す
る。空燃比センサ16がまだ活性化していなければステ
ップS103に進み、CFB=1.0として処理を終了し、活
性化していればステップS101に進む。ステップS101では
クランク角センサ17、エアフローセンサ2、スロット
ルセンサ12、水温センサ14等の信号を取り込み、エ
ンジンの運転状態を検出する。次にステップS102では、
ステップS101で検出した運転状態からフィードバックモ
ードであるか否かを判別し、エンリッチモード、フュー
エルカットモード等、即ちフィードバックモードでない
場合はステップS103に進み、CFB=1.0として処理を
終了する。一方、フィードバックモードであれば、ステ
ップS104において空燃比センサ16の出力電圧V02が
0.45(v)よりも高いか否か、すなわちリッチであ
るか否かが判別される。V02≧0.45(v)のとき、
即ちリッチのときにはステップS105に進んで後述するフ
ィードバック積分補正係数積算値ΣIから比較的小さな
積分値KIが減算される。次のステップS106では、空燃
比フィードバック補正係数CFBの基準値である1.0に
ステップS105で演算されたフィードバック積分補正係数
積算値ΣIを加算したものから比較的大きなスキップ値
KPを減算することにより空燃比フィードバック補正係
数CFBが算出される。
【0031】一方、ステップS104においてV02<0.4
5(v)であると判断されたとき、即ちリーンのときに
はステップS107に進んでフィードバック積分補正係数積
算値ΣIに比較的小さな積分値KIが加算される。次の
ステップS108では、空燃比フィードバック補正係数CFB
の基準値である1.0にステップS107で演算されたフィ
ードバック積分補正係数積算値ΣIを加算したものに比
較的大きなスキップ値KPを加算することにより空燃比
フィードバック補正係数CFBが算出される。なお、詳し
くは後述するがフィードバック積分補正係数積算値ΣI
は、パージの状態によって変化する値である。従って、
ステップS105乃至S107では、パージの状態によって空燃
比フィードバック補正係数CFBが補正される。
【0032】以上のように、リッチの場合空燃比フィー
ドバック補正係数CFBが小さくなって燃料噴射量が小さ
くなり、リーンの場合空燃比フィードバック補正係数C
FBが大きくなって燃料噴射量が多くなるので、空燃比が
理論空燃比に維持されることになる。なお、パージが行
われていない状態では空燃比フィードバック補正係数C
FBは、ほぼ1.0を中心として変動している。
【0033】次にパージ制御について説明する。図1に
示す内燃機関においてパージ制御弁はエンジン制御ユニ
ット20により駆動回路25を介して駆動周期100[m
s]でデューティ制御されている。パージ制御弁ON時間
TPRGは次式に基づいて算出される。 TPRG=PRGBSE×KPRG×Kx (2) ここで各定数は次のものを表している。 PRGBSE:基本パージ制御弁ON時間 KPRG :初期パージ流量低減係数 Kx :補正係数
【0034】補正係数Kxは水温補正、吸気温補正をま
とめて表したもので通常エンジン暖機後には1.0であ
る。基本パージ制御弁ON時間PRGBSEは、クランク角セ
ンサ17から算出されるエンジン回転数Neと、エンジ
ン回転数Neとエアフローセンサ2で測定される吸入空
気量Qaから算出される充填効率Ecとの2次元のマッ
プになっており、一定のパージ率になるようなパージ制
御弁ON時間が設定してある。初期パージ流量低減係数
KPRGは、始動後のキャニスタへの蒸発燃料吸着状態が
不明である場合などに多量のパージが行われないように
低減補正をする係数で次式に基づいて算出される。 KPRG=min{KKPRG×ΣQPRG+KPGOFS,1.0} (3) 上式は、(KKPRG×ΣQPRG+KPGOFS)と1.0を比較
して小さい値をとることを意味する。ここで各定数は次
のものを表している。 KKPRG :パージ流量初期低減係数ゲイン ΣQPRG :パージ量積算値 KPGOFS :パージ流量初期低減係数オフセット
【0035】パージ量積算値ΣQPRGは始動後のパージ
量の積算値で、始動後の初期値は0である。パージ流量
低減係数オフセットKPGOFSは始動後のパージ量積算値
ΣQPRGが0であるので始動後の初期パージ流量低減係
数KPRGの初期値となる。パージ流量低減係数ゲインKK
PRGは初期パージ流量低減係数KPRGの増加割合である。
よって初期パージ流量低減係数KPRGの動作としては始
動後、パージ流量低減係数オフセットKPGOFSを初期値
としてパージが進むに応じてパージ流量低減係数ゲイン
KKPRGの増加割合で値が大きくなり、1.0で制限され
る。以上の初期パージ流量低減係数KPRGの動作によ
り、パージ制御弁ON時間TPRGは始動後には基本パー
ジ制御弁ON時間PRGBSEより低減された値をとり、パー
ジが進むにつれて基本パージ制御弁ON時間PRGBSEまで
徐々に増加していく。なお、パージ流量低減係数ゲイン
KKPRGとパージ流量低減係数オフセットKPGOFSは図1
0のイニシャライズ処理ルーチンのステップS605からS6
09でセットされ、始動時のエンジン冷却水温に応じて異
なる値をとる。
【0036】図10はエンジン制御ユニット20に電源
が供給されたときに行われるイニシャライズ処理を示し
たものであって、ステップS600からS603では各変数に初
期値が与えられ、ステップS604ではパージエア濃度学習
済フラグのクリアが行われると共に、ステップS605から
S609ではエンジンの温度に応じて各変数に初期値が与え
られる。ステップS605ではエンジンが暖機終了している
か否かが判定され、暖機終了していなければステップS6
06でパージエア流量初期低減係数オフセットKPGOFSの
値は予め定められている低温始動時の値が与えられる。
また続くステップS607ではパージエア流量初期低減係数
ゲインKKPRGには予め定められた低温始動時の値が与え
られる。また、ステップS605にてエンジンが暖機終了し
ていると判定された場合はステップS608に進み、パージ
エア流量初期低減係数オフセットKPGOFSの値を高温始
動時パージエア流量初期低減係数オフセットKPGOFHに設
定する。続くステップS609ではパージエア流量初期低減
係数ゲインKKPRGの値を高温始動時パージエア流量初期
低減係数ゲインKPRGCSに設定する。
【0037】なお、上述の低温始動時および高温始動時
のオフセット値とゲインの関係は次のようになってい
る。 オフセット : KPGOFS > KPGOFH ゲイン : KPRG < KPRGCS キャニスタの活性炭に吸着されている燃料蒸散ガスは、
通常キャニスタの温度が低い場合は活性炭から離脱しに
くいためオフセット値は高温時に比べ大きな値にしてい
る。また、エンジンの暖機に伴いキャニスタの温度が上
昇し燃料蒸散ガスが離脱しやすくなること、キャニスタ
への燃料蒸散ガスが未知であることよりパージエア流量
低減係数の増加速度を決めるゲインとしては小さな値を
設定するようにしている。一方、高温始動時はキャニス
タの温度が高く燃料蒸散ガスも離脱しやすくなっている
のでオフセット値を小さく設定している。
【0038】図4はパージ制御を示すフローチャートで
ある。ここで、図4を参照し、より詳細に説明する。ま
ず始めにステップS200でクランク角センサ17、エアフ
ローセンサ2、スロットルセンサ12、水温センサ14
等の信号を取り込み、エンジンの運転状態を検出する。
次にステップS201では、ステップS200で検出した運転状
態からパージ制御範囲か否かを判断し、パージ制御範囲
でなければステップS202に進みTPRG=0[ms]、即ちパ
ージ制御弁閉として処理を終了し、パージ制御範囲であ
ればステップS203に進む。ステップS203では予め記憶さ
れている図5の基本パージ制御弁ON時間PRGBSEのマッ
プより、エンジン回転数Neと充填効率Ecに基づいて
パージ制御弁ON時間を算出する。ここで図5のパージ
流量基準値QPRGBSEは前記パージ制御弁ON時間PRGBSE
制御量でパージ制御弁を制御したときのパージ流量を実
験的に求めた値をマップにしたものである。
【0039】次のステップS204では、パージエア濃度学
習済フラグがセットされているか否かを判別しセットさ
れていなければ、即ちパージエア濃度学習が未学習であ
ればステップS206に進み、セットされていれば、即ちパ
ージエア濃度学習が完了していればステップS205に進み
イニシャライズ処理時にセットされているパージ流量低
減係数ゲインKKPRGをKPRGHにセットし直す。KPRGHはイ
ニシャライズ処理時にセットされるKKPRGの値に比べ大
きな値をとっており、パージエア濃度学習完了後はパー
ジエア濃度未学習時より速くパージ制御量を増加させる
ようにしている。これは、パージエア濃度学習完了後は
空燃比がパージ率の変化に影響を受けないため、パージ
量をより多く導入できるようにするために行っている。
【0040】次にステップS206では初期パージ流量低減
係数KPRGが算出され、次のステップS207でステップS20
3で算出した基本パージ制御弁ON時間PRGBSEとステッ
プS206で算出した初期パージ流量低減係数KPRGに基づ
き、パージ制御弁ON時間TPRGが算出される。次のス
テップS208では初期パージ流量低減係数KPRG<1.0
か否かを判断してKPRG≧1.0であれば処理を終了
し、KPRG≧1.0であればステップS209に進む。ステ
ップS209ではパージ量積算値ΣQPRGにステップS207で
算出されたパージ制御弁ON時間に応じたパージ量QPR
Gを加算して処理を終了する。なおパージ量QPRGの算出
方法は次のパージ率Prの算出の部分で説明する。
【0041】次にパージ率Prの算出について説明す
る。図6はパージ率Prの算出を示すフローチャートで
ある。まず始めのステップS300では吸入空気量Qa>0
であるか否かを判断し、吸入空気量Qa≦0あればステ
ップS302でパージ率Pr=0として処理を終了し、吸入
空気量Qa>0であればステップS301に進む。ステップ
S301ではパージ制御弁ON時間TPRG>0であるか否か
を判断し、パージ制御弁ON時間TPRG≦0であればス
テップS302でパージ率Pr=0として処理を終了し、パ
ージ制御弁ON時間TPRG>0であればステップS303に
進む。ステップS303ではパージ制御弁ON時間TPRGと
図5の基本パージ制御弁ON時間PRGBSEとパージ流量基
準値QPRGBSEとに基づき、パージ量QPRGを算出する。最
後のステップS304では前のステップS303で算出されたパ
ージ量QPRGと吸入空気量Qaとに基づきパージ率Pr
を算出し処理を終了する。なお、パージ率Prの算出ル
ーチンはクランク角センサ17の信号立ち上がり毎に処
理を行っている。
【0042】次にパージエア濃度学習について説明す
る。図7はパージエア濃度学習を示すフローチャートで
ある。まず始めのステップS400ではパージ率Pr≧1
(%)か否かを判断し、パージ率Pr<1(%)であれ
ばステップS412に進み、パージエア濃度積算値PnSUM
=0として処理を終了し、パージ率Pr≧1(%)であ
ればステップS401進む。ここでパージ率Pr<1(%)
時にパージエア濃度の算出をしないようにしているの
は、パージ以外の要因、例えばエアフローセンサの経年
変化、インジェクタの特性ばらつき等により空燃比のず
れがあった場合に、パージ率Prが小さいほどパージエ
ア濃度の算出結果の誤差が大きくなるためである。ここ
で、ステップS400はパージエア濃度の更新を禁止する禁
止手段を構成している。ステップS401ではパージ率Pr
と空燃比フィードバック補正係数CFBと後述するパージ
エア濃度補正係数CPRGに基づき、パージエア濃度Pn
を算出する。
【0043】次のステップS402ではパージエア濃度積算
値PnSUMにステップS401で算出したパージエア濃度P
nを加算し、次のステップS403でパージエア濃度積算カ
ウンタPnCをデクリメントする。そして、ステップS4
04ではPnC=0であるか否かを判断しPnC>0であ
れば処理を終了し、PnC=0であればステップS405に
進む。ステップS405ではパージエア濃度積算値PnSUM
よりパージエア濃度平均値Pnaveを算出する。ここで
パージエア濃度積算値を128で除しているのは、パー
ジエア濃度カウンタはイニシャライズ処理時に128に
セットされており、ステップS405のパージエア濃度積算
値PnSUMは128回分の積算値となっているからであ
る。また、このパージエア濃度学習のルーチンもクラン
ク角センサ信号の立ち上がり毎に処理しているので、パ
ージエア濃度平均値Pnaveはクランク角センサ信号の
立ち上がり128回毎に更新されることになる。
【0044】次のステップS406ではパージエア濃度学習
条件が成立か否かを判断し、不成立であればステップS4
12に進みパージエア濃度積算値PnSUM=0として処理
を終了し、成立であればステップS407に進む。ステップ
S407ではパージエア濃度学習済フラグがセットされてい
るか否かを判別し、セットされていなければエンジンの
始動後初めてパージエア濃度を算出した場合であるから
このときはステップS408に進み、ステップS405にて算出
されたパージエア濃度平均値Pnaveをパージエア濃度
学習値Pnfとし、ステップS409にてパージエア濃度学
習済フラグをセットし、ステップS412でパージエア濃度
積算値PnSUM=0として処理を終了する。ここでパー
ジエア濃度平均値Pnaveにフィルタ処理を施さずにパ
ージエア濃度学習値Pnfとすることにより、時間的に
早く実パージエア濃度学習値Pnfを得ることができ
る。一方、ステップS407でパージエア濃度学習済フラグ
がセットされている場合はステップS410進み、フィルタ
定数KF(1>KF≧0)によりフィルタ処理を施しパ
ージエア濃度学習値Pnfを算出し、ステップS411にて
PnC=128にセットし、次のステップS412でPnSU
M=0として処理を終了する。なお、図7のフローチャ
ートはパージエア濃度学習値算出手段を構成している。
【0045】次にパージエア濃度学習補正係数CPRGの
算出について説明する。図8はパージエア濃度学習補正
係数CPRGの算出を示すフローチャートである。まず始
めのステップS501でパージエア濃度学習済フラグがセッ
トされているか否かを判別しセットされていなければ、
即ちパージエア濃度学習が未学習であればステップS502
でCPRG=1.0として処理を終了し、セットされてい
れば、即ちパージエア濃度学習が完了していればステッ
プS503に進む。ステップS503ではパージ率Prとパージ
エア濃度学習値Pnfに基づきパージエア濃度瞬時学習
値CPRGLを算出する。次のステップS504ではパージ制御
弁ON時間TPRG>0であるか否かを判断し、TPRG≦0
であればステップS506に進みCPRGR=1.0としステッ
プS507に進む。一方、TPRG>0であればステップS505
に進み、ステップS503にて算出されたパージエア濃度瞬
時学習値CPRGLをCPRGRとしてステップS507に進む。ス
テップS507では前行程にて求まったCPRGRをフィルタ定
数KF(1>KF≧0)によりフィルタ処理を施しパー
ジエア濃度学習補正係数CPRGを演算する。
【0046】次のステップS508では前回のパージエア濃
度学習補正係数CPRGから今回求まったパージエア濃度
学習補正係数CPRGを差し引いた値をΔCPRGとしステッ
プS509に進む。ステップS509ではフィードバック積分補
正係数積算値ΣIからステップS508で求まったΔCPRG
を差し引いた新たなフィードバック積分補正係数積算値
ΣIとし処理を終了する。このフィードバック積分補正
係数積算値ΣIは、上述で説明したように空燃比フィー
ドバック補正係数CFBの算出に用いられる。
【0047】最後に図9のタイムチャートを用いて動作
の説明をする。エンジン始動後パージが導入されるまで
はパージ流量低減係数KPRGは始動時水温によって定ま
るパージ流量低減係数オフセットKPGOFSの値をとり、
a点よりパージが導入され始めるとパージ率Prが演算
されパージ流量積算値ΣQPRGの積算と共にパージ流量
低減係数KPRGは始動時水温によって定まるパージ流量
低減係数ゲインKKPRGの傾きで増加する。パージ流量低
減係数の増加に伴いパージ制御弁ON時間も長くなり、
b点でパージ率が1(%)に達した時点から128点火
後にパージエア濃度学習値Pnfが演算されると共にパ
ージエア濃度学習補正係数CPRGが算出され、空燃比フ
ィードバック補正係数CFBは前回のパージエア濃度学習
補正係数から今回のパージエア濃度学習補正係数を差し
引いたΔCPRGが足し込まれる。またパージ流量低減係
数KPRGはパージエア濃度学習値Pnfが求まったc点
よりパージ流量低減係数ゲインKKPRGが大きい値をとる
ことにより増加速度が速くなり、1.0で制限されると
共にパージ流量積算値ΣQPRGの積算が中止される。
【0048】次の運転状態が高負荷であるd点の様な場
合はパージ率の低下に伴いパージエア濃度学習補正係数
CPRGが増加するので、空燃比フィードバック補正係数
CFBの変動は抑えられる。また、e点のパージの導入が
無くなった場合はパージエア濃度学習補正係数CPRGは
1.0の値をとるので、この場合も空燃比フィードバッ
ク補正係数CFBの変動は発生しない。最後の非常に運転
状態が高負荷であるf点の場合もパージ率の低下に伴い
パージエア濃度学習補正係数CPRGが増加し空燃比フィ
ードバック補正係数CFBの変動は抑えられると共に、パ
ージ率が1(%)を下回った部分ではパージエア濃度学
習の誤学習回避のためパージエア濃度学習値Pnfの更
新が禁止される。
【0049】
【発明の効果】よって、この発明の内燃機関の空燃比制
御装置によれば、内燃機関に導入されるパージエア濃度
を演算により求め、これを加味して空燃比フィードバッ
ク制御を行うようにしたので、内燃機関に導入される空
燃比を常に精度良く目標値に制御することができる。
【0050】また、パージ率とパージエア濃度に応じて
燃料噴射量を補正することにより空燃比フィードバック
補正係数を目標値となるよう制御しているので、パージ
制御中に過渡運転が行われたとしても空燃比が変動する
ことがない。
【0051】また、演算により得られたパージエア濃度
をフィルタ処理して学習すると共に、内燃機関の始動後
初めてパージエア濃度を算出した場合はこの算出結果に
フィルタ処理を施すことなくそのままパージエア濃度学
習値とするようにしたので、パージエア濃度を正確にか
つ速やかに算出することができる。
【0052】また、パージ率が所定値以下の場合はパー
ジエア濃度の更新を禁止するようにしたので、パージエ
ア濃度を誤学習することがない。
【0053】また、パージエア濃度の算出後は、内燃機
関の始動後漸増されるパージ量の増加割合を算出前に比
し大きくしたので、内燃機関の運転初期にパージ流量を
低減する初期パージ流量低減時間を短縮することがで
き、かつ、充分なパージ量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を示す構成図である。
【図2】 本発明の制御ブロックを示すブロック図であ
る。
【図3】 空燃比フィードバック補正係数の算出を示す
フローチャートである。
【図4】 パージ制御を示すフローチャートである。
【図5】 基本パージ制御弁オン時間およびパージ流量
基準値を示すマップである。
【図6】 パージ率の算出を示すフローチャートであ
る。
【図7】 パージエア濃度の学習を示すフローチャート
である。
【図8】 パージエア濃度学習補正係数の算出を示すフ
ローチャートである。
【図9】 本発明の動作を示すタイムチャートである。
【図10】 イニシャライズ処理を示すフローチャート
である。
【符号の説明】
1:エアクリーナ、2:エアフローセンサ、3:スロッ
トルバルブ、4:サージタンク、5:吸気管、6:エン
ジン、7:インジェクタ、8:燃料タンク、9:キャニ
スタ、10:パージ制御弁、11:キャニスタ大気口、
12:スロットルセンサ、13:アイドルスイッチ、1
4:水温センサ、15:排気管、16:空燃比センサ、
17:クランク角センサ、20:エンジン制御ユニッ
ト、21:CPU、22:ROM、23:RAM、2
4:入出力インターフェイス、25:駆動回路、30:
パージ弁制御量設定手段、31:パージ弁制御量制御手
段、32:パージ量算出手段、33:パージ率算出手
段、34:空燃比フィードバック補正手段、35:パー
ジエア濃度算出手段、36:パージエア濃度補正手段、
37:燃料噴射量算出手段

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の運転状態を検出する運転状態
    検出手段と、この運転状態検出手段の検出出力に基づき
    燃料蒸気を機関吸気系に導入する量を制御するパージ量
    制御手段と、このパージ量制御手段により前記機関吸気
    系に導入されるパージ量を算出するパージ量算出手段
    と、このパージ量算出手段により算出されたパージ量と
    前記運転状態検出手段により検出された運転状態よりパ
    ージ率を算出するパージ率算出手段と、前記内燃機関に
    供給された混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、
    この空燃比センサの検出出力に基づき前記内燃機関に供
    給する混合気の空燃比が目標値となるよう補正する空燃
    比フィードバック補正係数を制御する空燃比制御手段
    と、前記パージ率と前記空燃比フィードバック補正係数
    によりパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手
    段と、前記パージ率と前記パージエア濃度とに基づきパ
    ージエア濃度補正係数を算出するパージエア濃度補正手
    段と、前記空燃比フィードバック補正係数と前記パージ
    エア濃度補正係数とに基づき前記内燃機関に供給する燃
    料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段とを備えたこと
    を特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】 パージ率とパージエア濃度に応じて燃料
    噴射量を補正することにより空燃比フィードバック補正
    係数を目標値となるよう制御することを特徴とする請求
    項1記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  3. 【請求項3】 パージエア濃度算出手段により算出され
    たパージエア濃度をフィルタ処理し学習値を算出するパ
    ージエア濃度学習値算出手段を備え、前記パージエア濃
    度学習値算出手段は、前記パージエア濃度算出手段が内
    燃機関の始動後初めてパージエア濃度を算出した場合、
    この算出結果にフィルタ処理を施すことなくそのままパ
    ージエア濃度学習値とすることを特徴とする請求項1記
    載の内燃機関の空燃比制御装置。
  4. 【請求項4】 前記パージ率が所定値以下の場合、パー
    ジエア濃度の更新を禁止する禁止手段を備えたことを特
    徴とする請求項1記載の内燃機関の空燃比制御装置。
  5. 【請求項5】 パージエア濃度の算出後は、内燃機関の
    始動後漸増されるパージ量の増加割合を算出前に比し大
    きくすることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の空
    燃比制御装置。
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