JP4244824B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
ここで、上記排気センサは所定の活性化温度に達していないと排気の酸素濃度に応じた出力が得られないといった特性を有している。そこで、特許文献1に記載の装置では、機関始動後における排気センサの活性化状態を判断し、同排気センサが活性化状態にあることを確認してから上記空燃比フィードバック制御を開始するようにしている。
請求項1に記載の発明は、機関始動時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する始動時増量手段と、内燃機関の排気通路に設けられて排気の酸素濃度を検出する排気センサの検出信号に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量補正係数を算出し、同燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量のフィードバック補正を実行する空燃比フィードバック制御手段とを備え、所定の条件のもと機関の自動停止及び自動始動を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記排気センサの活性化後に、前記始動時増量手段の燃料増量による実空燃比の変化が前記排気センサにより検出されないことを条件に前記フィードバック補正の補正量を制限する制限手段を備えることをその要旨とする。
請求項3に記載の発明は、機関始動時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する始動時増量手段と、内燃機関の排気通路に設けられて排気の酸素濃度を検出する排気センサの検出信号に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量補正係数を算出し、同燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量のフィードバック補正を実行する空燃比フィードバック制御手段とを備え、所定の条件のもと機関の自動停止及び自動始動を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記排気センサの活性化後に、前記排気センサにより検出される空燃比が所定の空燃比よりリーン側にあることを条件に前記フィードバック補正の補正量を制限する制限手段を備えることをその要旨とする。
請求項10に記載の発明は、燃料カット復帰時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する復帰時増量手段と、内燃機関の排気通路に設けられて排気の酸素濃度を検出する排気センサの検出信号に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量補正係数を算出し、同燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量のフィードバック補正を実行する空燃比フィードバック制御手段とを備え、所定の条件のもと燃料カット及び燃料カットの復帰を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記排気センサの活性化後に、前記排気センサにより検出される空燃比が所定の空燃比よりリーン側にあることを条件に前記フィードバック補正の補正量を制限する制限手段を備えることをその要旨とする。
以下、この発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第1の実施形態について図1〜図6に基づき、詳細に説明する。
同図1に示されるように、内燃機関10の第1気筒#1〜第4気筒#4には、吸気通路11及び排気通路13がそれぞれ接続されている。吸気通路11にはモータ等により開閉駆動されるスロットルバルブ26が設けられている。このスロットルバルブ26により調量された吸入空気が吸気バルブの開弁に伴って上記各気筒#1〜#4に導入される。燃料噴射弁20から各気筒#1〜#4の燃焼室に直接噴射された燃料は、この導入された吸入空気と混合された後、点火プラグにより点火され、燃焼した後、排気バルブの開弁に伴って排気通路13に排出される。
(a1)アクセル操作量が「0」である。
(a2)車速が所定速度以下である。
(a3)ブレーキペダルが踏込まれている。
(a4)冷却水温度が所定温度Ta以上である。
(a5)自動変速機30の作動油温度が所定温度以上である。
(a6)バッテリ18の充電量が所定値以上である、等。
(b1)ブレーキペダルの踏込みが解除された。
(b2)アクセル操作量が「0」でない。
(b3)バッテリ18の充電量が所定値未満に低下した、等。
他方、内燃機関10の運転中には以下のようにして排気中に含まれる有害成分の排出量を低減するようにしている。すなわち、上記排気センサ67の検出信号に基づいて燃料噴射弁20から噴射される燃料噴射量をフィードバック補正することにより空燃比を目標空燃比に制御する、いわゆる空燃比フィードバック制御を実行するようにしている。なお、この目標空燃比は上記触媒16の排気浄化作用を引き出すために、通常、理論空燃比が設定される。ちなみに、この空燃比フィードバック制御は従来より行われている制御であるため、詳細な説明は省略するが、概略は以下のとおりになっている。
FAF←KP・(ΔRAF) ・・・(1)
KP:補正係数(比例ゲイン)
因みに、このフィードバック補正係数FAFは、機関運転状態及び目標空燃比から求められる基本燃料噴射量が実空燃比を目標空燃比に一致させるものとして適切な値となるように補正するものである。ここでは、このフィードバック補正係数FAFを基本燃料噴射量QBASEに加算してその燃料噴射量にかかる補正を行うものとしている。
まず、空燃比フィードバック制御の実行判定処理について図4を併せ参照して説明する。この図4は空燃比フィードバック制御(以下、FB制御と称する)の実行判定処理についてその処理手順を示している。なお、この実行判定処理は上記制御装置50によって自動始動が行われてから所定時間毎に繰り返し実行される。
時刻t1において自動始動が実行されると、始動時増量処理によって基本燃料噴射量に増量補正量が加算され、実空燃比はリーンからリッチ方向に変化し始める。そして、排気センサ67が活性化している旨の判断がなされると(時刻t2)、空燃比フィードバック制御が開始される。このとき、実空燃比はリッチになっているものの、排気センサの検出結果は応答遅れに起因してリーンを示している。そのため、空燃比フィードバック制御によって設定されるフィードバック補正量は増量側に設定され、実空燃比は過剰にリッチ化される。そして、排気センサ67の検出結果がリッチを示すと(時刻t4)、増量補正量の減衰が開始され、同増量補正量は徐々に減量されていく。
時刻t1において自動始動が実行されると、始動時増量処理によって基本燃料噴射量に増量補正量が加算され、実空燃比はリーンからリッチ方向に変化し始める。そして、排気センサ67が活性化している旨の判断がなされ(時刻t2)、自動始動時(時刻t1)から増量期間TBが経過すると(時刻t3)、増量補正量の減衰が開始され、同増量補正量は徐々に減量されていく。その結果、上記一点鎖線で示される場合と比較して、実空燃比はリッチからリーン側へ向けて、すなわち理論空燃比に向けて早期に変化していき、実空燃比が過剰にリッチ化されるといった不具合の発生が抑制される。そして自動始動時(時刻t1)から所定期間TAが経過すると(時刻t5)、空燃比フィードバック制御が開始され、実空燃比が目標空燃比になるように制御される。この所定期間TAの経過後には、実空燃比と排気センサ67の検出結果との間のずれは減少しているため、過剰に実空燃比がリッチ化されるといった不具合の発生が抑制されるとともに、空燃比フィードバック制御を開始してからの実空燃比も理論空燃比近傍に安定するようになる。
(1)排気センサ67の活性化後に同排気センサ67の検出結果に基づいて上記フィードバック補正の補正量を制限するようにしている。従って、排気センサ67の応答遅れに起因する誤った検出信号に基づくフィードバック補正が制限されるようになり、自動始動が実行されるときの同排気センサ67の応答遅れに起因する排気エミッションの悪化を抑制することができるようになる。
(第2の実施形態)
次に、この発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第2の実施形態について図7、図8を併せ参照して説明する。
また、燃料カット復帰時は内燃機関10が温間状態にあることが多く、このときには燃料密度の低下やベーパの発生等が起きやすい。そのため、燃料カット復帰時に上記始動時増量を行っても直ちに実空燃比がリッチにはならないおそれがある。そこで、本実施形態でも上記第1の実施形態と同様に、排気センサ67により検出される空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に変化したときから上記復帰時増量処理による増量補正における増量値の減量を開始するようにしている。ただし、排気センサ67に応答遅れが生じているときには、排気センサにより検出される空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に移行するのが遅れるため、このような減量処理を行う場合には上記減量の開始が遅れて過度に始動時増量が継続されるおそれがある。そこで、本実施形態でも上記第1の実施形態と同様に、上記減量処理としてさらに、燃料カット復帰時から所定の増量期間が経過したときには排気センサ67により検出される空燃比の値に拘わらず上記増量値の減量を強制的に開始するようにしている。
(第3の実施形態)
次に、この発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第3の実施形態について、図9を併せ参照して説明する。
すなわち、先の図4に示した自動始動時における実行判定処理や先の図7に示した燃料カット復帰時における実行判定処理の実行に際して、S110の処理、及びS130の処理が第1排気センサ67Rの検出結果に基づいて実行される。そしてS140では第1バンク71Rの気筒における燃料噴射量に対してFB制御の開始が許可され、実行される。また、S160では第1バンク71Rの気筒における燃料噴射量に対してFB制御の開始が禁止される。
すなわち、先の図5に示した自動始動時における減衰実行判定処理や先の図8に示した燃料カット復帰時における減衰実行判定処理の実行に際して、S200の処理、及びS220の処理が第1排気センサ67Rの検出結果に基づいて実行される。そしてS230では第1バンク71Rの気筒における燃料噴射量に対する増量補正量の減衰が実行される。また、S250では第1バンク71Rの気筒における燃料噴射量に対する増量補正量の減衰開始が禁止される。
・上記各実施形態では、所定の空燃比として理論空燃比を設定するようにしたが、この所定の空燃比としては、排気センサ67の応答遅れを検出することのできる空燃比であれば適宜変更することができる。
・上記第1の実施形態では機関始動時の実空燃比を理論空燃比よりもリッチ化させるために始動時増量処理を実行するようにした。また、第2の実施形態では燃料カット復帰時の実空燃比を理論空燃比よりもリッチ化させるために復帰時増量処理を実行するようにした。この他にも、例えば空燃比フィードバック制御において、機関始動時や燃料カット復帰時の目標空燃比を理論空燃比よりもリッチに設定するなど、要は機関始動時や燃料カット復帰時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する燃料噴射制御装置であれば本発明は同様に適用することができる。
Claims (19)
- 機関始動時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する始動時増量手段と、内燃機関の排気通路に設けられて排気の酸素濃度を検出する排気センサの検出信号に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量補正係数を算出し、同燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量のフィードバック補正を実行する空燃比フィードバック制御手段とを備え、所定の条件のもと機関の自動停止及び自動始動を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記排気センサの活性化後に、前記始動時増量手段の燃料増量による実空燃比の変化が前記排気センサにより検出されないことを条件に前記フィードバック補正の補正量を制限する制限手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記制限手段は前記排気センサにより検出される空燃比が所定の空燃比よりリーン側にあることを条件に前記制限を実行する
請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 機関始動時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する始動時増量手段と、内燃機関の排気通路に設けられて排気の酸素濃度を検出する排気センサの検出信号に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量補正係数を算出し、同燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量のフィードバック補正を実行する空燃比フィードバック制御手段とを備え、所定の条件のもと機関の自動停止及び自動始動を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記排気センサの活性化後に、前記排気センサにより検出される空燃比が所定の空燃比よりリーン側にあることを条件に前記フィードバック補正の補正量を制限する制限手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記所定の空燃比は理論空燃比である
請求項2または請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記自動始動時から所定期間が経過したときに前記制限手段による制限を禁止する禁止手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記始動時増量手段は前記自動始動の後、前記排気センサにより検出される空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に変化したときから前記増量補正における増量値の減量を開始する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記始動時増量手段は前記自動始動時から所定の増量期間が経過したときに前記排気センサにより検出される空燃比の値に拘わらず前記増量値の減量を強制的に開始する
請求項6に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 燃料カット復帰時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する復帰時増量手段と、内燃機関の排気通路に設けられて排気の酸素濃度を検出する排気センサの検出信号に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量補正係数を算出し、同燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量のフィードバック補正を実行する空燃比フィードバック制御手段とを備え、所定の条件のもと燃料カット及び燃料カットの復帰を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記排気センサの活性化後に、前記復帰時増量手段の燃料増量による実空燃比の変化が前記排気センサにより検出されないことを条件に前記フィードバック補正の補正量を制限する制限手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記制限手段は前記排気センサにより検出される空燃比が所定の空燃比よりリーン側にあることを条件に前記制限を実行する
請求項8に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 燃料カット復帰時の実空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量補正する復帰時増量手段と、内燃機関の排気通路に設けられて排気の酸素濃度を検出する排気センサの検出信号に基づいて実空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量補正係数を算出し、同燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量のフィードバック補正を実行する空燃比フィードバック制御手段とを備え、所定の条件のもと燃料カット及び燃料カットの復帰を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記排気センサの活性化後に、前記排気センサにより検出される空燃比が所定の空燃比よりリーン側にあることを条件に前記フィードバック補正の補正量を制限する制限手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記所定の空燃比は理論空燃比である
請求項9または請求項10に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項8〜11のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
燃料カット復帰時から所定期間が経過したときに前記制限手段による制限を禁止する禁止手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項8〜12のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記復帰時増量手段は前記燃料カット復帰後、前記排気センサにより検出される空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に変化したときから前記増量補正における増量値の減量を開始する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記復帰時増量手段は前記燃料カット復帰時から所定の増量期間が経過したときに前記排気センサにより検出される空燃比の値に拘わらず前記増量値の減量を強制的に開始する
請求項13に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記内燃機関は複数の排気系を備え、各排気系にそれぞれ設けられた前記排気センサの検出結果に基づいて、該排気センサが設けられた排気系に接続された気筒の燃料噴射量に対する前記増量値の減量を開始する
請求項6、7、13、14のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記内燃機関は複数の排気系を備え、前記制限手段は、各排気系にそれぞれ設けられた前記排気センサの検出結果に基づいて、該排気センサが設けられた排気系に接続された気筒の燃料噴射量に対する前記フィードバック補正の補正量を制限する
請求項1〜15のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記制限手段は前記フィードバック補正を禁止する
請求項1〜16のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記空燃比フィードバック制御手段は前記燃料噴射量補正係数について上限ガード値を設定し、同燃料噴射補正係数をこの上限ガード値より小さい値に制限するものであり、
前記制限手段は前記制限に際して前記上限ガード値をより小さい値に設定する
請求項1〜16のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記制限手段は前記制限に際して燃料噴射量が少なくなるように前記燃料噴射量補正係数を変更する
請求項1〜16のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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