説明

内燃機関の空燃比学習制御装置

【課題】内燃機関の空燃比学習制御装置において、空燃比学習制御に用いる学習値を常に適正な値に更新して、内燃機関の燃焼状態を適正な状態に維持することにある。
【解決手段】電子制御装置(27)は、現在使用中の第一の吸気学習値とこの第一の吸気学習値と他の変速領域に記憶される第二の吸気学習値との偏差を算出する偏差算出手段(27E)と、この偏差算出手段(27E)で算出された前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が補正条件値から乖離する場合に、前記第二の吸気学習値を前記第一の吸気学習値に近づける学習値補正手段(27F)とを備えている

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、内燃機関の空燃比学習制御装置に係り、特に内燃機関の燃焼状態を適正な状態に維持するために燃料量又は吸気量の最適化を行う内燃機関の空燃比学習制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両に搭載された内燃機関の空燃比学習制御装置としては、内燃機関に供給される吸気量を調整する吸気調整装置とこの吸気調整装置を制御する電子制御装置とを設け、この電子制御装置により内燃機関の空燃比を学習制御しているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−257490号公報
【0004】
特許文献1に係る内燃機関の吸入空気量制御装置は、内燃機関の始動後において、内燃機関の始動が確認されると、予め設定されたスロットル基準開度Tbと実際のスロットル開度Trとの偏差を算出し、この偏差をスロットル学習値Tgとして記憶し、このスロットル学習値Tgに基づいて適正なスロットル開度の目標値TRTを算出するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記のような空燃比学習制御装置においては、使用頻度の低い領域が長期間使用されないために学習値が更新されず、運転者が車両運転中に当該使用頻度の低い領域の学習値を使用する場合、内燃機関が不安定になるおそれがある。
上記の原因を一例で挙げれば、例えば、気温が高い地域でアイドリング運転状態時の学習値が更新され、その後、気温が低い場所で車両を停止させた場合に、上記の気温が高い地域で更新した学習値を気温が低い地域で使用することになる例である。この一例では、気温が高い場合、単位当たりの吸気量に含まれる酸素の量は、気温が低い場合に比較して少ないため、スロットル開度を大きくするよう学習値も大きな値が更新される。この大きな学習値を保持した状態で、気温の低い場所へ車両が移動し、この学習値を使用する場合、気温が低い地域の単位あたりの吸気量に含まれる酸素量は多いのであるにもかかわらず、スロットル開度を大きくしてしまうため、アイドリング運転時に、エンジン回転数が大きくなる問題が生じた。
また、逆に、気温が低い地域で更新した学習値を気温が高い場所で使用する場合には、スロットル関度が小さくなるように(スロットルバルブの閉じる方向に)駆動するため、内燃機関がストールする問題が生じた。
【0006】
そこで、この発明は、空燃比学習制御に用いる学習値を常に適正な値に更新して内燃機関の燃焼状態を適正な状態に維持できる内燃機関の空燃比学習制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明は、車両に搭載された内燃機関であって、この内燃機関に供給される吸気量を調整する吸気調整装置とこの吸気調整装置を制御する電子制御装置とを備え、この電子制御装置により前記内燃機関の空燃比を学習制御する内燃機関の空燃比学習制御装置において、前記電子制御装置は、前記吸気調整装置の制御に用いられる吸気学習値をエンジン回転数と複数の変速領域毎に区分して保存する記憶手段と、現在使用中の第一の吸気学習値とこの第一の吸気学習値と他の変速領域に記憶される第二の吸気学習値との偏差を算出する偏差算出手段と、この偏差算出手段で算出された前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が補正条件値から乖離する場合に前記第二の吸気学習値を前記第一の吸気学習値に近づける学習値補正手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
この発明の内燃機関の空燃比学習制御装置は、空燃比学習制御に用いる学習値を常に適正な値に更新して、内燃機関の燃焼状態を適正な状態に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は空燃比学習制御装置のシステム構成図である。(実施例1)
【図2】図2は内燃機関と吸気装置とを示す構成図である。(実施例1)
【図3】図3は空燃比学習制御装置の制御ブロック図である。(実施例1)
【図4】図4は記憶手段における各領域区分の学習値テーブルを示す図である。(実施例1)
【図5】図5は空燃比学習制御のメインフローチャートである。(実施例1)
【図6】図6は空燃比学習制御における吸気量学習制御のサブフローチャートである。(実施例1)
【図7】図7は空燃比学習制御における吸気学習値補正制御のサブフローチャートである。(実施例1)
【図8】図8は空燃比学習制御のタイムチャートである。(実施例1)
【図9】図9は空燃比学習制御における中立位置学習制御のフローチャートである。(実施例2)
【発明を実施するための形態】
【0010】
この発明は、空燃比学習制御に用いる学習値を常に適正な値に更新して、内燃機関の燃焼状態を適正な状態に維持する目的を、第一の吸気学習値と第二の吸気学習値との偏差が補正条件値から乖離する場合に、第二の吸気学習値を第一の吸気学習値に近づけて実現するものである。
【実施例1】
【0011】
図1〜図8は、この発明の実施例1を示すものである。
図1において、1は車両に搭載されるパワーユニットである。このパワーユニット1は、内燃機関2と、この内燃機関2に連結した自動変速装置3とからなる。
内燃機関2は、図2に示すように、シリンダブロック4とシリンダヘッド5とシリンダヘッドカバー6とから構成され、一側の吸気装置7と他側の排気装置8とを備えている。
吸気装置7は、シリンダヘッド5に設けられた吸気カム軸9と吸気ポート10を開閉する吸気弁11とを備えている。排気装置8は、シリンダヘッド5に設けられた排気カム軸12と排気ポート13を開閉する排気弁14とを備えている。
また、吸気装置7では、サージタンク15を備えてシリンダヘッド5の一側面に付設された吸気マニホルド16と、サージタンク15に連結されてスロットルバルブ17を内蔵したスロットルボディ18と、このスロットルボディ18に吸気管19を介して連結したエアクリーナ20とが設けられる。吸気マニホルド16には、吸気ポート10に臨む燃料噴射弁21が取り付けられている。排気装置8では、触媒コンバータ22を備えてシリンダヘッド5の他側面に付設された排気マニホルド23が設けられる。
自動変速装置3は、内燃機関2の動力が駆動輪へ伝達される走行変速位置と動力が駆動輪へ伝達されない中立変速位置とを切り替えるものであって、変速切替装置24を備えている。
【0012】
内燃機関2には、この内燃機関2の空燃比を学習制御する空燃比学習制御装置25が設けられる。
この空燃比学習制御装置25においては、内燃機関2に供給される吸気量を調整する吸気調整装置26と、この吸気調整装置26を制御する電子制御装置(制御手段:ECU)27とを備え、この電子制御装置27により内燃機関2の空燃比を学習制御する。
吸気調整装置26としては、例えば、スロットルバルブ17を備えたスロットルボディ18、又は、アイドル制御装置(ISC装置)28からなる。このISC制御装置28は、図2に示すように、一端がスロットルボディ18のスロットルバルブ17よりも上流部位に連通するとともに他端がスロットルバルブ17を迂回してサージタンク15に連通するバイパス通路29と、このバイパス通路29の途中に配置されたISCバルブ30とからなる。
電子制御装置27は、図3に示すように、自動変速装置3の変速切替装置24を制御する自動変速制御手段27Aと、スロットルバルブ17を制御するスロットルバルブ制御手段27Bと、ISCバルブ30を制御するISC制御手段27Cと、計時するタイマ27Dとを備える。
【0013】
図3に示すように、電子制御装置27には、入力側で、内燃機関2に取り付けられてエンジン回転数を検出可能なクランク角センサ31と、スロットルボディ18に取り付けられてスロットルバルブ17の開閉状態をスロットル開度として検出するスロットル開度センサ32と、自動変速装置3の出力部位に取り付けられて車速を検出する車速センサ33と、自動変速装置3の変速切替装置24での変速位置(Nレンジ(中立位置)、Dレンジ(走行位置)等)を検出する変速位置検出手段としての変速位置センサ34と、ブレーキ状態を検出するブレーキスイッチ35と、内燃機関2の冷却水温度をエンジン水温として検出する水温センサ36と、大気圧を検出する大気圧センサ37と、イグニションスイッチ38とが連絡している。
電子制御装置27には、出力側で、スロットルバルブ17を動作させるスロットルバルブ用アクチュエータ39と、ISCバルブ30と、自動変速装置3の変速切替装置24とが連絡している。
【0014】
また、電子制御装置27は、図3に示すように、吸気調整装置26の制御に用いられる吸気学習値をエンジン回転数と複数の変速領域毎に区分して保存する記憶手段27Eと、現在使用中の第一の吸気学習値とこの第一の吸気学習値と他の変速領域に記憶される第二の吸気学習値との偏差を算出する偏差算出手段27Fと、この偏差算出手段27Fで算出された前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が補正条件値から乖離する場合に前記第二の吸気学習値を前記第一の吸気学習値に近づける学習値補正手段27Gとを備える。
ここで、図4に示すように、前記第一の吸気学習値は、走行領域の吸気学習値である。前記第二の吸気学習値は、走行領域と中立領域との間に設けられた移行領域である。
また、前記補正条件値は、正の補正条件値と負の補正条件値とを備えて設定されている。
そして、学習補正手段27Gは、前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が前記正の補正条件値より大きい場合に前記第二の吸気学習値を減少させ、前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が前記負の補正条件値より小さい場合には前記第二の吸気学習値を増加させる。
【0015】
次に、この実施例1に係る空燃比学習制御を、図5〜図7のフローチャートに基づいて説明する。
図5のメインフローチャートに示すように、電子制御装置27のプログラムがスタートすると(ステップA01)、先ず、吸気量学習制御を行い(ステップA02)、そして、吸気学習値補正制御を行い(ステップA03)、プログラムをエンドとする(ステップA04)。
【0016】
上記の図5のステップA02における吸気量学習制御は、図6のサブフローチャートに基づいて行われる。
図6に示すように、電子制御装置27のプログラムがスタートすると(ステップB01)、先ず、イグニションスイッチ38がオンで且つエンジン水温が所定値以上であるか否かを判断し(ステップB02)、このステップB02がYESの場合には、エンジン水温が前記所定値とは異なる値の一定値以上であるか否かを判断し(ステップB03)、このステップB03がYESの場合には、大気圧が一定値以下か否かを判断し(ステップB04)、そして、図5の前記ステップA03へ移行する(ステップB05)。
前記ステップB02がNO、前記ステップB03がNO、又は前記ステップB04がNOの場合には、プログラムをエンドとする(ステップB06)。
【0017】
上記の図5のステップA03における吸気学習値補正制御は、図7のサブフローチャートに基づいて行われる。
図7に示すように、電子制御装置27のプログラムがスタートすると(ステップC01)、先ず、エンジン回転数と変速位置とを取得し(ステップC02)、そして、このエンジン回転数と変速位置とに応じて、図4の学習値テーブルから第一の吸気学習値(A)及び第二の吸気学習値(B)を取得する(ステップC03)。
そして、(A)−(B)=偏差αを算出し(ステップC04)、この算出された偏差αが、α>設定値(補正条件値)か否かを判断し(ステップC05)、このステップC05がYESの場合には、吸気量フィードバック値が零(0)でないか否かを判断し(ステップC06)、このステップC06がYESの場合には、一定時間経過したか否かを判断する(ステップC07)。
このステップC07がYESの場合には、第二の吸気学習値(B)に上記の偏差αを加算し(ステップC08)、そして、(A)−(B)<設定値(補正条件値)か否かを判断し(ステップC09)、このステップステップC09がNOの場合には、前記ステップステップC08に戻す。
このステップC09がYESの場合、前記ステップC05がNOの場合、前記ステップC06がNOの場合、又は、前記ステップC07がNOの場合には、プログラムをエンドとする(ステップC10)。
【0018】
次いで、この実施例1に係る空燃比学習制御について、図8のタイムチャートに沿って説明する。
図8に示すように、T1のタイミングにて、NレンジからDレンジにシフト位置を変化させる。
そして、エンジン回転数が安定すると、T2のタイミングで空気量学習が許可される。このT2のタイミングで学習許可されたとき、先ず、現在シフト位置のDレンジ空気量の学習値を規定量だけ更新する(T3)。
そして、Dレンジの学習値を更新し、一定時間経過後、エンジン回転数が目標とするエンジン回転数に達しているにもかかわらず、自動変速装置3がNレンジ相当の制御をしていない場合、且つ空気量フィードバック値が零(0)でないとき、Nレンジの空気量学習値及びNレンジ相当の制御の空気量学習値を更新する(T4)。これら空気量学習値の更新は、Dレンジ空気量の更新のタイミングよりも短い周期にて実行する。
そして、Nレンジの空気量の更新のタイミングが数回続いた後、Dレンジの空気量学習更新を再度実施する(T5)。
このT5の実施後、空気量フィードバッり値が零(0)になると、新制御実行条件を不成立とする(T6)。
【0019】
この結果、この実施例1においては、第一の吸気学習値と第二の吸気学習値との偏差が補正条件値から乖離する場合に、第二の吸気学習値を第一の吸気学習値に近づけることから、空燃比学習制御に用いる学習値を常に適正な値に更新して、内燃機関2の燃焼状態を適正な状態に維持することができる。
【実施例2】
【0020】
図9は、この発明の実施例2を示すものである。
この実施例2において、上述の実施例1と同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
この実施例2の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、電子制御装置27は、図3に示すように、自動変速装置3を走行状態から中立状態へ変更する中立位置制御手段27Hを備え、変速位置検出手段である変速位置センサ34が走行変速位置であることを検出し且つエンジン回転数が設定値以下である場合に学習値補正手段27Gを実行し、その後、中立位置制御手段27Hを実行する。
次いで、この実施例2における制御を、図9のフローチャートに基づいて説明する。
図9に示すように、電子制御装置27のプログラムがスタートすると(ステップD01)、吸気量学習制御を行い(図6参照)(ステップD02)、そして、中立位置制御条件が成立したか否かを判断する(ステップD03)。
このステップD03がYESの場合には、移行領域の吸気学習値補正制御を実施し(図7参照)(ステップD04)、そして、上記の中立位置制御手段27Hによる中立位置制御を行う(ステップD05)。
一方、前記ステップD03がNOの場合には、走行及び中立位置の吸気学習値補正制御を行う(図7参照)(ステップD06)。
前記ステップD05の処理後、又は前記ステップD06の処理後は、プログラムをエンドとする(ステップD07)。
この結果、この実施例2では、中立位置制御を行うことから、さらに空燃比学習制御に用いる学習値を適正な値に更新することができる。
【産業上の利用可能性】
【0021】
この発明に係る空燃比学習制御装置を、各種内燃機関に適用可能である。
【符号の説明】
【0022】
1 パワーユニット
2 内燃機関
3 自動変速装置
18 スロットルボディ
25 空燃比学習制御装置
26 吸気調整装置
27 電子制御装置
27A 自動変速制御手段
27B スロットルバルブ制御手段
27C ISC制御手段
27D タイマ
27E 記憶手段
27F 偏差算出手段
27G 学習値補正手段
27H 中立位置制御手段
28 アイドル制御装置
30 ISCバルブ
31 クランク角センサ
32 スロットル開度センサ
33 車速センサ
34 変速位置検出手段(変速位置センサ)
35 ブレーキスイッチ
36 水温センサ
37 大気圧センサ
38 イグニションスイッチ
39 スロットルバルブ用アクチュエータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に搭載された内燃機関であって、この内燃機関に供給される吸気量を調整する吸気調整装置とこの吸気調整装置を制御する電子制御装置とを備え、この電子制御装置により前記内燃機関の空燃比を学習制御する内燃機関の空燃比学習制御装置において、前記電子制御装置は、前記吸気調整装置の制御に用いられる吸気学習値をエンジン回転数と複数の変速領域毎に区分して保存する記憶手段と、現在使用中の第一の吸気学習値とこの第一の吸気学習値と他の変速領域に記憶される第二の吸気学習値との偏差を算出する偏差算出手段と、この偏差算出手段で算出された前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が補正条件値から乖離する場合に前記第二の吸気学習値を前記第一の吸気学習値に近づける学習値補正手段とを備えることを特徴とする内燃機関の空燃比学習制御装置。
【請求項2】
前記車両には前記内燃機関の動力が駆動輪へ伝達される走行変速位置と動力が駆動輪へ伝達されない中立変速位置とを切り替える自動変速装置を搭載し、この自動変速装置は走行変速位置であることを検出する変速位置検出手段を備え、前記電子制御装置は、前記自動変速装置を走行状態から中立状態へ変更する中立位置制御手段を備え、前記変速位置検出手段が走行変速位置であることを検出し且つエンジン回転数が設定値以下である場合に前記学習値補正手段を実行し、その後、前記中立位置制御手段を実行することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比学習制御装置。
【請求項3】
前記第一の吸気学習値は走行領域の吸気学習値であり、前記第二の吸気学習値は走行領域と中立領域との間に設けられた移行領域であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の空燃比学習制御装置。
【請求項4】
前記補正条件値は正の補正条件値と負の補正条件値とを備えて設定され、前記学習補正手段は、前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が前記正の補正条件値より大きい場合に前記第二の吸気学習値を減少させ、前記第一の吸気学習値と前記第二の吸気学習値との偏差が前記負の補正条件値より小さい場合には前記第二の吸気学習値を増加させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の空燃比学習制御装置。

【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−96253(P2013−96253A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−237375(P2011−237375)
【出願日】平成23年10月28日(2011.10.28)
【出願人】(000002082)スズキ株式会社 (3,196)
【Fターム(参考)】