説明

内燃機関の制御装置

【課題】空燃比制御の制御精度の更なる向上を図る。
【解決手段】空燃比をフィードバック制御する際の学習補正値として第1の空燃比学習値を用い、空燃比をオープン制御する際に第1の空燃比学習値の学習を実施する際の条件よりも学習条件が多い第2の空燃比学習値を用いる。各空燃比学習値は、負荷と機関回転数で定まる運転状態をそれぞれ複数の領域に分割してなる各学習領域毎に格納されたものであり、運転状態を複数の領域に分割するにあたって、第1の空燃比学習値を格納するべく分割する場合に比べて、第2の空燃比学習値を格納するべく分割する場合の方が、粗く分割されている。これによって、学習条件の多い第2の学習を完了させ易くなり、学習値を用いた空燃比制御の制御精度を運転状態全体として向上させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空燃比制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献1には、理論空燃比による運転(ストイキ運転)と希薄空燃比による運転(リーン運転)とが運転可能な内燃機関において、蒸発燃料処理装置からのパージガスにより影響されることなく、リーン運転時にオープン制御により空燃比を最適に制御する内燃機関の空燃比制御装置が開示されている。
【0003】
この特許文献1においては、燃料噴射量を算出する際に、空燃比の学習補正値を併用している。この学習補正値は、ベース学習値(パージガス非導入時対応学習値)と、通常学習値(バージガス導入時対応学習値)の2種類であり、これらの学習値は、それぞれベース学習マップあるいは通常学習マップを用いて学習される。これら学習マップは、運転状態を複数の領域に分割してなる各学習領域毎に学習値が割り当てられたものであり、例えば、オーバーリーンを防止するガード値としてベース学習値を使用し、ベース学習値の精度をあまり必要としない場合には、全運転領域を少ない数の学習領域でカバーすることで、ベース学習を速く収束させることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平7−217470号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、始動時において、排気センサが活性化するまで空燃比をオープン制御し、排気センサが活性化すると空燃比をフィードバック制御するような場合において、空燃比をオープン制御する際の制御値に対してフィードバック制御に用いる学習値より学習条件が多い中で学習した学習値を用いて補正しようとすると、学習条件を多くした分オープン制御に用いる学習値を学習する機会が得られにくくなるという、従来には無かった新たな課題が生じる。すなわち、学習値を用いた空燃比制御については改良の余地があり、空燃比制御の制御精度の更なる向上を図れる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そこで、本発明は、空燃比をフィードバック制御する際に第1の空燃比学習値を用い、空燃比をオープン制御する際に前記第1の空燃比学習値の学習を実施する際の条件よりも学習条件が多い第2の空燃比学習値を用いる内燃機関の制御装置において、前記各空燃比学習値は、負荷と機関回転数で定まる運転状態をそれぞれ複数の領域に分割してなる各学習領域毎に格納されたものであり、前記第1の空燃比学習値を格納する学習領域は、前記第2の空燃比学習値を格納する学習領域より粗く分割されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、運転状態を複数の領域に分割するにあたって、前記第1の空燃比学習値を格納するべく分割する場合に比べて、前記第2の空燃比学習値を格納するべく分割する場合の方が、粗く分割されているので、学習条件の多い第2の学習を完了させ易くなり、学習値を用いた空燃比制御の制御精度を運転状態全体として向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明が適用される内燃機関のシステム構成を模式的に示した説明図。
【図2】第1の空燃比学習値マップを模式的に示した説明図。
【図3】第2の空燃比学習値マップを模式的に示した説明図。
【図4】本発明が適用された空燃比制御を模式的に示した説明図。
【図5】第2の学習のうち、TPTRI外領域(第2の学習のパーシャル運転領域)の学習を模式的に示した説明図。
【図6】第2の学習を実施する際の制御の流れの概略を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0010】
図1は、本発明が適用される内燃機関のシステム構成を模式的に示した説明図である。
【0011】
内燃機関1の燃焼室(図示せず)には、吸気通路2及び排気通路3が接続されており、吸気通路2には、吸入空気量Qaを検出するエアフローメータ4、吸入空気量Qaを制御するスロットル弁5及び燃料を噴射供給する燃料噴射弁6が配置され、排気通路3には、排気中の空燃比を検出する空燃比センサ7が配置されている。
【0012】
空燃比センサ7は、空燃比のリッチ,リーンに応じて出力電圧が急変するものであって、この空燃比センサ7からの信号に基づいて空燃比フィードバック補正係数αが算出される。
【0013】
燃料噴射弁6は、ECU(エンジンコントロールユニット)8から機関回転に同期して所定のタイミングで出力される駆動パルス信号により開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。
【0014】
また、吸気通路2には、スロットル弁5の下流側に、燃料タンク9で発生した蒸発燃料を導入するパージ通路10が接続されている。このパージ通路10は、パージ制御弁11が介装されていると共に、燃料タンク9から発生する蒸発燃料を処理すべく設けられたキャニスタ12に接続されている。
【0015】
キャニスタ12は、密閉容器内に活性炭などの吸着剤13を充填したもので、パージの際に新気を取り込む新気導入口14を有し、燃料タンク9内で発生した蒸発燃料を導入する蒸発燃料導入管15が接続されている。従って、内燃機関1の停止中に燃料タンク9にて発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入管15を通って、キャニスタ12に導かれ、ここに吸着される。
【0016】
パージ制御弁11は、ECU8から内燃機関1の運転中に所定の条件で出力される信号により開弁するようになっている。従って、内燃機関1が始動され、その後の運転中に、所定のパージ許可条件が成立すると、パージ制御弁11が開き、内燃機関1の吸入負圧がキャニスタ12に作用する結果、新気導入口14から導入される空気によってキャニスタ12の吸着剤13に吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路10を通って吸気通路2のスロットル弁5下流に導入され、この後、内燃機関1のシリンダ内で燃焼処理される。
【0017】
ECU8は、マイクロコンピュータを内蔵し、内燃機関1の種々の制御を行うものであって、各種のセンサからの信号を基に処理を行うようになっている。これら各種のセンサとしては、前述のエアフローメータ4や空燃比センサ7のほかに、クランク角度と共に機関回転数Neを検出可能なクランク角センサ16、スロットル弁5の開度TVOを検出するスロットルセンサ17(スロットル弁5の全閉位置でONとなるアイドルスイッチを含む)、内燃機関1の冷却水温Twを検出する水温センサ18、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ19、車両速度を検出する車速センサ20等からの信号が入力されている。
【0018】
また、このECU8には、工場出荷時や整備工場等において外部指令信号が作業者によって入力可能となっている。この外部指令信号は、作業者が電子システム診断テスタいわゆるコンサルト21を車両に設けられたコンサルト接続コネクタ22に接続し、このコンサルト21に設けられたスイッチやボタン等を操作することにより、ECU8に入力されるものである。
【0019】
そして、このECU8は、所定のアイドルストップ条件が成立すると、燃料噴射を停止することにより内燃機関1を停止するいわゆるアイドルストップを実施する。例えば冷却水温Tw及びブレーキ油圧が所定値以上、車速およびアクセル開度が所定値以下、並びに機関回転数Neがアイドル回転数と等しいなどの条件が成立したときにアイドルストップ条件が成立したものとしてして、アイドルストップが実施される。
【0020】
また、ECU8は、空燃比センサ7が活性化していない時(例えば内燃機関の始動時)には内燃機関1の空燃比が目標空燃比となるようにオープン制御し、空燃比センサ7が活性化すると内燃機関1の空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック制御する。すなわち、ECU8は、次式(1)を用いて燃料噴射量Tiを算出し、内燃機関1の空燃比が目標空燃比となるように空燃比制御を実施する。
【0021】
(数1)
Ti=Tp×TFBYA×α×KBLRCA …(1)
ここで、Tpは基本燃料噴射量、TFBYAは燃空比相当量、αは空燃比フィードバック補正係数、KBLRCAは空燃比学習補正値である。尚、空燃比フィードバック補正係数αは、オープン制御時には「1」にクランプされる。基本燃料噴射量Tpは、吸入空気量Qa、機関回転数Ne及び定数Kを用いて算出される。Tp=K×Qa/Ne。燃空比相当量TFBYAは、目標空燃比が理論空燃比の場合には「1」となり、目標空燃比をリーン側にする場合には1よりも小さな値となり、目標空燃比をリッチ側にする場合には1よりも大きな値となるものである。空燃比学習補正値KBLRCAは、第1の空燃比学習値KBLRCAS(詳細は後述)と第2の空燃比学習値KBLRCAL(詳細は後述)を用いて算出されるものであり、空燃比をフィードバック制御している際には、KBLRCA=KBLRCAS+KBLRCALであり、空燃比をオープン制御している際には、KBLRCA=KBLRCALとなっている。
【0022】
つまり、この空燃比制御においては、空燃比をフィードバック制御している際には、第1の空燃比学習値KBLRCASと第2の空燃比学習値KBLRCALを用いて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量Tiを補正し、空燃比をオープン制御している際には、第2の空燃比学習値KBLRCALを用いて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量Tiを補正している。後述するように第2の空燃比学習値KBLRCALは、その時々の条件(運転条件や環境条件)の影響をなるべく受けないようにして、内燃機関のバラツキや劣化の影響を抽出して反映させた学習値とされているのに対して、第1の空燃比学習値KBLRCASはその時々の条件の影響を織り込んだ学習値とされている。このような空燃比学習値の組合せを採るときに、本実施形態では第1の空燃比学習値KBLRCASを学習するときの燃料噴射量を、第2の空燃比学習値KBLRCALを用いて算出し、内燃機関のバラツキや劣化の影響は第2の空燃比学習値KBLRCALによって解消した上で、その時々の条件(運転条件や環境条件)の影響を第1の空燃比学習値KBLRCASによって解消する構成をとる。このようにして、空燃比をフィードバック制御している際には、フィードバック制御する際の学習補正値(請求項における第1の空燃比学習値)として第1の空燃比学習値KBLRCASと第2の空燃比学習値KBLRCALの合算値を用い、空燃比をオープン制御している際には、オープン制御する際の学習補正値(請求項における第2の空燃比学習値)として第2の空燃比学習値KBLRCALを用いる。このような構成を採れば、例えば内燃機関の運転開始直後のフィードバック制御において第1の学習を実施することができると、内燃機関のバラツキや劣化の影響を修正するための学習結果がオープン制御だけでなくフィードバック制御にも速やかに反映させることができる。
【0023】
第1の空燃比学習値KBLRCAS及び第2の空燃比学習値KBLRCALは、それぞれ異なる学習値マップに格納されている。各学習値マップは、燃料噴射量Ti(負荷)と機関回転数Neで定まる機関運転状態をそれぞれ複数の領域に分割されており、各学習領域毎に学習値が格納されている。
【0024】
第1の空燃比学習値KBLRCASは、第1の学習の許可条件が成立したときに更新される。学習は、例えば空燃比フィードバック補正係数αの所定期間内の平均値を用いて、今まで学習領域に格納されていた学習値を更新することにより実施される。第1の学習の許可条件は、例えば、内燃機関1の空燃比を理論空燃比(TFBYA=1)とするフィードバック制御中であり、内燃機関1の冷却水温Twが予め設定された所定温度(例えば70℃)以上のときに成立する。尚、第1の学習の許可条件は、パージ制御弁11の開閉状態にかかわらず成立可能なものである。すなわち、第1の学習はパージが禁止される場合に行なっても構わない。従って、第1の学習は、その時々の条件(運転・環境)の影響を反映させた学習となっている。
【0025】
第1の空燃比学習値KBLRCASは、空燃比フィードバック補正係数αの平均値、あるいは、第1の空燃比学習値マップに今まで格納されていた学習値と空燃比フィードバック補正係数αの平均値との重みつき平均値に置き換えられることで更新され、第1の空燃比学習値マップの所定位置(所定領域)に格納される。
【0026】
第1の空燃比学習値マップは、ECU8に記憶させておくものであり、図2に示すように、燃料噴射量Ti(負荷)と機関回転数Neで定まる運転状態を複数の領域に格子状に分割してなる各学習領域毎(本実施形態では16個の学習領域毎)に第1の空燃比学習値KBLRCASが格納されている。
【0027】
第2の空燃比学習値KBLRCALは、第1の学習に比べて学習を実施する際の条件が多い第2の学習の許可条件が成立したときに更新される。第2の学習の許可条件は、例えば、内燃機関1の空燃比を理論空燃比(TFBYA=1)とするフィードバック制御中であり、内燃機関1の冷却水温Twが予め設定された所定温度(例えば70℃)以上、キャニスタ12から吸気通路2に導入される蒸発燃料の濃度が所定値以下の場合のときに成立する。
【0028】
例えば、第2の学習の許可条件が成立し、第2の学習を実施するのは、パージ制御弁11が閉じられ、キャニスタ12のパージが禁止されるときである。また、キャニスタ12の燃料吸着量を推定し、燃料吸着量が低下しているときにはパージ中であってもキャニスタ12から吸気通路2に導入される蒸発燃料の濃度は十分低下していると判断し、第2の学習の許可条件を成立させても良い。従って、第2の学習は、第1の学習に比べて、内燃機関のバラツキや劣化の影響を抽出して反映させた学習となっている。
【0029】
第2の空燃比学習値KBLRCALは、第2の空燃比学習値マップに今まで格納されていた学習値と空燃比フィードバック補正係数αの平均値との重みつき平均値に置き換えられることで更新され、第2の空燃比学習値マップの所定位置(所定領域)に格納される。そして、学習値を更新するにあたって、第2の学習における前回の学習値の重みは、第1の学習における前回の学習値の重みよりも大きくなるよう設定されている。例えば、重みつき平均値を算出するにあたって、第2の学習では今回求めた空燃比フィードバック補正係数αの平均値よりも、前回値の重みのほうが大きくなるよう設定し、第1の学習では今回求めた空燃比フィードバック補正係数αの平均値よりも、前回値の重みのほうが小さくなるよう設定することなどができる。第1の学習で、学習値が空燃比フィードバック補正係数αの平均値にそのまま置き換えられる場合、前回値の重みはゼロである。このようにして、第2の学習においては、学習を実施する際の条件が多いだけでなく、学習のその時々の条件(運転条件や環境条件)の影響をなるべく受けないように前回値の重みを大きく重みつけすることで、内燃機関のバラツキや劣化の影響を抽出して反映させた学習を行なうようになっている。これにより、フィードバックの効かないオープン制御では、内燃機関のバラツキや劣化の影響を抽出した第2の空燃比学習値を用いるので、空燃比が目標値から大きく外れるのを回避して安定した学習補正を行なうことができ、フィードバック制御では、その時々の条件に応じた木目細かな学習補正によりフィードバック制御開始直後から制御精度を向上させることができる。万一学習補正値が今の条件に合わないケースが発生したとしても、フィードバック制御中だから修正が可能である。
【0030】
第2の空燃比学習値マップは、ECU8に記憶させておくものであり、燃料噴射量Ti(負荷)及び機関回転数Neが相対的に小さいアイドル運転領域(第1運転領域)と燃料噴射量Ti(負荷)及び機関回転数Neが相対的に大きいパーシャル運転領域(第2運転領域)の2つの学習領域に第2の空燃比学習値KBLRCALがそれぞれ格納されている。つまり、運転状態を複数の領域に分割するにあたり、第1の学習の学習値を格納するべく分割した第1の空燃比学習値マップに比べて、第2の学習の学習値を格納するべく分割した第2の空燃比学習値マップの方が、粗く分割されている。
【0031】
詳述すると、第2の空燃比学習値マップは、図3に示すように、縦軸を燃料噴射量Ti(負荷)、横軸を機関回転数Neとして、燃料噴射量Tiが、そのときの機関回転数Neによって決まる閾値TPTRIよりも小さい領域であるTPTRI領域(第2の学習のアイドル運転領域)と、燃料噴射量Tiが閾値TPTRIよりも大きい領域であるTPTRI外領域(第2の学習のパーシャル運転領域)とに分割されている。
【0032】
そして、第2の学習の許可条件が成立した際の運転状態が、第2の空燃比学習値マップにおけるTPTRI領域(第2の学習のアイドル運転領域)である場合には、上述したように、TPTRI領域に格納されている学習値と空燃比フィードバック補正係数αを用いて、TPTRI領域に格納される第2の空燃比学習値KBLRCALIを更新する。また、第2の学習の許可条件が成立した際の運転状態が、第2の空燃比学習値マップにおけるTPTRI外領域(第2の学習のパーシャル運転領域)である場合には、上述したように、TPTRI外領域に格納されている学習値と空燃比フィードバック補正係数αを用いて、TPTRI外領域に格納される第2の空燃比学習値KBLRCALPを更新する。尚、本実施形態においては、第2の空燃比学習値マップのTPTRI外領域は、冷機始動後のハイアイドル状態を含むものである。
【0033】
図4は、本実施形態における空燃比制御を模式的に示した説明図である。
【0034】
区間Aは、空燃比センサ7が活性化していないため、空燃比をオープン制御している区間である。この区間Aにおける内燃機関1の運転状態は、冷機始動後のハイアイドル状態であったため、第2の空燃比学習値マップにおけるTPTRI外領域(第2の学習のパーシャル運転領域)に格納された第2の空燃比学習値KBLRCALPが、結果的に空燃比学習補正値KBLRCAとなる。尚、この区間Aにおいては、機関回転数Neが高いのは、冷却水温Twが低い冷機始動時のため(ハイアイドル状態のため)である。
【0035】
区間Bは、空燃比センサ7が活性化しているため、空燃比をフィードバック制御している区間である。この区間Bにおいては、第1の空燃比学習値KBLRCASと第2の空燃比学習補正値KBLRCAとの和が、結果的に空燃比学習補正値KBLRCAとなる。
【0036】
区間Cは、車両が一時停止した際に、所定のアイドルストップ条件が成立して内燃機関1が停止している区間である。
【0037】
区間Dは、空燃比センサ7が活性化していないため、空燃比をオープン制御している区間である。この区間Dにおける内燃機関1の運転状態は、暖機完了後のアイドル状態であったため、第2の空燃比学習値マップにおけるTPTRI領域(第2の学習のアイドル運転領域)に格納された第2の空燃比学習値KBLRCALIが、結果的に空燃比学習補正値KBLRCAとなる。尚、この区間Dにおいて機関回転数Neが相対的に低くなっているのは、上述した区間Aとは異なり、冷却水温Twが高い暖機始動時のためである。
【0038】
図5は、本実施形態のおける第2の学習のうち、TPTRI外領域(第2の学習のパーシャル運転領域)の学習を模式的に示した説明図である。
【0039】
本実施形態において、第2の学習は、TPTRI領域及びTPTRI外領域ともに、1トリップ(内燃機関1の始動から停止までの間)に、多くても1回、学習値の更新を実施する。すなわち、エンジンキーON状態となっている1トリップ中に、第2の学習の許可条件が成立すると、第2の学習を実施し、第2の学習が完了すると第2の空燃比学習値KBLRCALPを更新する。第2の空燃比学習値KBLRCALPを更新されると、更新カウンタが1つカウントされる。
【0040】
尚、図5における第2の学習の許可条件は、一例として冷却水温Twを示したものであり、t1、t2、t3のタイミングで、冷却水温Twが所定温度に達し、第2の学習の許可条件が成立し、第2の学習が実施され、完了して、第2の空燃比学習値KBLRCALPが更新されている。
【0041】
また、本実施形態においては、第2の学習におけるTPTRI外領域の学習回数とTPTRI領域の学習回数とが所定回数以上乖離した場合には、TPTRI外領域の学習回数とTPTRI領域の学習回数との差を小さくするべく、第2の学習が実施されるように運転状態が変更される。具体的には、キャニスタ12から蒸発燃料を吸気管に導入するパージの許可条件が成立していたとしても、パージを禁止して第2の学習が実施できるようにする。さらに、アイドルストップ条件が成立し、本来ならばアイドルストップが実施されるような場面で、アイドルストップを禁止し、第2の学習におけるTPTRI領域の学習が実施できるように制御されている。第2の学習において、TPTRI外領域の学習回数とTPTRI領域の学習回数とが所定回数以上乖離する主要因は、内燃機関1のアイドルストップ制御によりTPTRI領域の学習が実施されないことが原因の1つと考えられる。
【0042】
このように、内燃機関1がアイドルストップ制御を実施する車両では、第2の学習におけるTPTRI領域の学習機会が得られ難いことから、本実施形態においてはさらに、工場出荷時や整備工場等において、内燃機関1をアイドル状態で試運転する際に、作業者が前述のコンサルト21(電子システム診断テスタ)を車両に設けられたコンサルト接続コネクタ22接続し、このコンサルト21を操作してECU8に外部指令信号を入力することによって、予め第2の学習におけるTPTRI領域の学習が実施できるように設定されている。
【0043】
図6は、第2の学習を実施する際の制御の流れの概略を示すフローチャートである。図6において、S2〜S9は、工場出荷時や整備工場等に実施される第2の学習のTPTRI領域の学習の制御の流れを示し、S11〜S18は、車両走行中に実施される第2の学習のTPTRI領域の学習の制御の流れを示し、S19〜S24は、車両走行中に実施される第2の学習のTPTRI外領域の学習の制御の流れを示している。尚、第2の学習制御と並行して第1の学習制御が実施され、第1の学習の許可条件が成立したときに第1の学習値が更新される。第1の学習自体は、従来の空燃比学習補正値の学習更新と同様の構成を採ることができる。
【0044】
S1では、ECU8に対して外部からの学習指令信号が入力されたか、すなわちコンサルト21を操作することによってECU8に外部指令信号を入力されたか否かを判定し、外部指令信号を入力された場合はS2へ進み、そうでない場合はS10へ進む。
【0045】
S2では、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグが「1」であるか否かを判定し、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグ=0であればS3へ進み、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグ=1であれば今回のルーチンを終了する。ここで、TPTRI領域学習完了フラグは、エンジンキーオン時、すなわち内燃機関1の始動時にクリアされる(「0」となる)ものであって、第2の学習のTPTRI領域の学習が完了すると「1」となるものである。
【0046】
S3では、学習に関する全学習値をクリアして初期値に戻す。すなわち、全ての第2の空燃比学習値KBLRCAL(KBLRCALI及びKBLRCALP)を初期値に戻すと共に、全ての第1の空燃比学習値KBLRCASを初期値に戻す。
【0047】
S4では、アイドルストップ条件が成立しても、内燃機関1がアイドルストップすることを禁止し、S5へ進む。
【0048】
S5では、第2の学習の許可条件が成立したか否かを判定し、成立した場合にはS6へ進み、成立していない場合には今回のルーチンを終了する、
S6では、キャニスタ12のパージを禁止してS7へ進む。
【0049】
S7では、第2の学習のTPTRI領域における学習を実施し、学習値を更新してS8へ進む。S7にて第2の空燃比学習値KBLRCALIを学習する場合、第2の空燃比学習値マップのTPTRI領域に格納されている第2の空燃比学習値KBLRCALIは初期値であり、このときの空燃比フィードバック補正係数αを用いて導き出された値と、第2の空燃比学習値マップに格納されている学習値(初期値)との重みつき平均値を新たな第2の空燃比学習値KBLRCALIとして更新する。
【0050】
S8では、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグが「0」であるなら第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグを「1」とする。
【0051】
S9では、第2の学習のTPTRI領域の学習回数を一つカウントアップし、今回のルーチンを終了する。
【0052】
S10では、現在の運転領域がTPTRI領域であるか否かを判定し、現在の運転領域がTPTRI領域であるならS11へ進み、現在の運転領域がTPTRI領域でない(現在の運転領域がTPTRI外領域)ならS19へ進む。
【0053】
S11では、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグが「1」であるか否かを判定し、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグ=0であればS12へ進み、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグ=1であれば今回のルーチンを終了する。尚、このS11における第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグも、S2における第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグと同様に、エンジンキーオン時、すなわち内燃機関1の始動時にクリアされる(「0」となる)ものであって、第2の学習のTPTRI領域の学習が完了すると「1」となるものである。
【0054】
S12では、第2の学習におけるTPTRI外領域の学習回数と、第2の学習におけるTPTRI領域の学習回数とが、所定回数以上乖離したか否かを判定し、所定回数以上乖離している場合にはS13へ進んでアイドルストップを禁止し、そうでない場合にはS14へ進む。
【0055】
S14では、第2の学習の許可条件が成立したか否かを判定し、成立した場合にはS15へ進み、成立していない場合には今回のルーチンを終了する。第2の学習の許可条件が成立した場合、第2の学習制御と並行して実施されている第1の学習制御において、第1の学習値を更新しないようにするとともに、第2の学習の許可条件が成立しなかった場合、第2の学習制御と並行して実施されている第1の学習制御において、学習の許可条件が成立していれば第1の学習値が更新させる。
【0056】
S15では、キャニスタ12のパージを禁止してS16へ進む。
【0057】
S16では、第2の学習のTPTRI領域における学習を実施し、学習値を更新してS17へ進む。S16にて第2の空燃比学習値KBLRCALIを学習する場合、このときの空燃比フィードバック補正係数αを用いて導き出された値と、第2の空燃比学習値マップに格納されている学習値(前回値)との重みつき平均値を新たな第2の空燃比学習値KBLRCALIとして更新する。
【0058】
S17では、第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグが「0」であるなら第2の学習のTPTRI領域学習完了フラグを「1」とする。
【0059】
S18では、第2の学習のTPTRI領域の学習回数を一つカウントアップし、今回のルーチンを終了する。
【0060】
S19では、第2の学習のTPTRI外領域学習完了フラグが「1」であるか否かを判定し、第2の学習のTPTRI外領域学習完了フラグ=0であればS20へ進み、第2の学習のTPTRI外領域学習完了フラグ=1であれば今回のルーチンを終了する。ここで、TPTRI外領域学習完了フラグは、エンジンキーオン時、すなわち内燃機関1の始動時にクリアされる(「0」となる)ものであって、第2の学習のTPTRI外領域の学習が完了すると「1」となるものである。
【0061】
S20では、第2の学習の許可条件が成立したか否かを判定し、成立した場合にはS21へ進み、成立していない場合には今回のルーチンを終了する、
S21では、キャニスタ12のパージを禁止してS22へ進む。
【0062】
S22では、第2の学習のTPTRI外領域における学習を実施し、学習値を更新してS23へ進む。S22にて第2の空燃比学習値KBLRCALPを学習する場合、このときの空燃比フィードバック補正係数αを用いて導き出された値と、第2の空燃比学習値マップに格納されている学習値(前回値)との重みつき平均値を新たな第2の空燃比学習値KBLRCALPとして更新する。
【0063】
S23では、第2の学習のTPTRI外領域学習完了フラグが「0」であるなら第2の学習のTPTRI外領域学習完了フラグを「1」とする。
【0064】
S24では、第2の学習のTPTRI外領域の学習回数を一つカウントアップし、今回のルーチンを終了する。
【0065】
尚、S9、S18、S24におけるカウントは、エンジンキーオン時、もしくはエンジンキーオフ時にクリアされるものではなく、S3においてのみカウント値がクリアされるものとする。
【0066】
また、上述したS16及びS22においては、今回学習値と前回値との重みつき平均値が、前回値に対して予め設定された所定値以上乖離している場合には、前回値に対する乖離が所定値となるように重みつき平均値にリッミタ処理を施すようにしてもよい。また、第2の空燃比学習値KBLRCALを学習するにあたり、第2の学習の許可条件が成立している所定期間の間(例えば、リッチからリーンの反転回数と、リーンからリッチへの反転回数との和が所定回数以上となるまでの間)に、前回値とこのときの空燃比フィードバック補正係数αを用いて複数個の今回学習値を演算し、これら複数個の今回学習値の平均値と、第2の空燃比学習値マップに格納されている学習値(前回値)との重みつき平均値を新たな第2の空燃比学習値KBLRCALとして更新するようにしてもよい。
【0067】
そして、S15、S21においてキャニスタ12のパージを禁止するに当たっては、パージ禁止の期間が長くなりすぎないようにリミットタイマーを設定するようにしてもよい。すなわち、パージが禁止される期間が予め設定された所定期間を超えた場合には、キャニスタ12のパージの禁止を解除し、今回のトリップにおける第2の学習を中止するように設定することも可能である。
【0068】
このような本実施形態においては、運転状態毎に第1の空燃比学習値KBLRCASが格納された第1の空燃比学習値マップに比べて、運転状態毎に第2の空燃比学習値KBLRCALが格納された第2の空燃比学習値マップの方が、運転状態を複数の領域に分割するにあたり粗く分割されている。そのため、学習条件の多い第2の学習を完了させ易くなるため、第1の空燃比学習値KBLRCASを用いた空燃比のフィードバック制御で目標空燃比への収束性を高めつつ、オープン制御に用いられる第2の空燃比学習値KBLRCALの精度低下を防止して、空燃比のオープン制御時の制御精度の低下を防止することができ、学習値を用いた空燃比制御の制御精度を運転状態全体として向上させることができる。
【0069】
そして、学習値を更新するにあたって、第2の学習における前回の学習値の重みは、第1の学習における前回の学習値の重みよりも大きくなるよう設定されているので、第2の学習においては、今回の学習値の更新度合を抑えられ、一時的なノイズの影響を受けたかもしれない今回の学習結果の反映度合を減らすことができる。つまり、第2の空燃比学習値KBLRCALを更新するにあたっては、学習値の安定性を優先させることができる。
【0070】
また、第2の学習におけるTPTRI外領域の学習回数とTPTRI領域の学習回数とが所定回数以上乖離した場合には、第2の学習におけるTPTRI領域の学習が実施されやすいように内燃機関のアイドルストップが禁止されているので、第2の学習の全体的な学習回数を確保することができ、第2の空燃比学習値KBLRCALIの精度を向上させることができる。
【0071】
さらに、コンサルト21を操作してECU8に外部指令信号を入力することによって、工場出荷時や整備工場等において、アイドルストップ制御を実施する車両において走行中に学習機会が得られ難い第2の空燃比学習値KBLRCALIの学習を予め実施することが可能なので、第2の空燃比学習値KBLRCALIが得られていない状態で運転されてしまうことを防止することができる
尚、本発明は、吸入空気量Qaをスロットル弁5の開度によって制御する内燃機関1にのみ適用されるものではなく、吸入空気量Qaを吸気弁のバルブタイミングによって制御する内燃機関に適用することも可能である。
【0072】
また、上述した空燃比センサ7は、空燃比の値に応じた出力が得られる広域型空燃比センサであってもよい。
【符号の説明】
【0073】
1…内燃機関
2…吸気通路
3…排気通路
4…エアフローメータ
7…空燃比センサ
8…ECU
12…キャニスタ
21…コンサルト
22…コンサルト接続コネクタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の空燃比学習値を学習する第1の学習と、前記第1の学習に比べて学習を実施する際の条件が多い第2の空燃比学習値を学習する第2の学習と、を行い、空燃比をフィードバック制御する際の学習補正値として前記第1の空燃比学習値を用い、空燃比をオープン制御する際の学習補正値として前記第2の空燃比学習値を用いる内燃機関の制御装置において、
前記各空燃比学習値は、負荷と機関回転数で定まる運転状態をそれぞれ複数の領域に分割してなる各学習領域毎に格納されたものであり、
前記第1の空燃比学習値を格納する学習領域は、前記第2の空燃比学習値を格納する学習領域より粗く分割されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項2】
前記第2の学習では、現在格納されている学習値と今回学習された学習値の重みつき平均値で学習値が更新され、
前記第1の学習では、現在格納されている学習値を用いることなく今回学習された学習値で学習値が更新されるか、あるいは現在格納されている学習値と今回学習された学習値の重みつき平均値で学習値が更新され、
前記第2の学習における現在格納されている学習値の重みは、前記第1の学習における現在格納されている学習値の重みよりも大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項3】
前記第2の学習において、高負荷側の学習回数と低負荷側の学習回数とが所定回数以上乖離した場合には、高負荷側の学習回数と低負荷側の学習回数との差を小さくするべく第2の学習が実施されるように、内燃機関の運転状態を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項4】
前記車両は、所定の運転条件が成立した場合に燃料噴射を停止することにより内燃機関を停止するアイドルストップ制御を行う車両であり、前記車両の工場出荷時及び出荷後の工場での整備時に、外部からの学習指令信号により前記第2の学習を実施することが可能であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−179407(P2011−179407A)
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−44505(P2010−44505)
【出願日】平成22年3月1日(2010.3.1)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】