(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブの開度と回転数とに基づいて基本燃料噴射量を決定するとともに、運転状態に応じて設定する複数の学習ゾーンにおいて学習するフィードバック補正量の学習値にて基本燃料噴射量を補正して空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック制御する内燃機関において、内燃機関が高負荷運転状態である場合に基本燃料噴射量の増量補正を行うものであって、
その内燃機関を搭載した車両の車速を検出し、
高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たした場合に学習値の学習が完了する前に基本燃料噴射量を増量補正し、
高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たさない場合に学習値の学習が完了した後に基本燃料噴射量を増量補正することを特徴とする内燃機関のパワー増量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高負荷運転時等において触媒の保護等のために燃料を増量する内燃機関のパワー増量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加速時等の高負荷運転時の高出力化や触媒保護等のために、燃料を増量補正することが知られている。例えば、特開平３−１４５５３４号公報に記載のもののように、加速状態を検出した際に、設定された加速増量補正係数に基づいて燃料を増量補正するとともに、その加速増量補正係数を学習して更新するものが知られている。
【０００３】
また、基本燃料噴射量をスロットルバルブの開度（以下、スロットル開度と称する）とエンジン回転数とに基づいて演算するいわゆるα−Ｎ方式の燃料噴射制御システムを採用するエンジンでは、気圧変化や経年変化あるいはエンジンの個体差等を吸収するために、Ａ／Ｆフィードバック補正値を学習制御して学習値を設定し、Ａ／Ｆフィードバック補正値やその学習値等により基本燃料噴射量を補正して空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック制御している。この学習制御をともなうフィードバック制御にあっては、高負荷運転領域においても実行されるが、一般には、Ａ／Ｆフィードバック補正値の学習が完了してから、高負荷運転における高出力化や触媒保護のための燃料の増量補正いわゆるパワー増量補正を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、α−Ｎ方式のエンジンでは、吸入空気量をスロットルバルブの開度から推定しているので、高地等の走行で気圧が変化することにより、同じ開度であっても吸入空気量が異なるため、高負荷運転時にあっては、Ａ／Ｆフィードバック補正値の学習が完了してから増量補正を実行している。これは、例えば、高地において登坂走行と降坂走行とを繰り返している場合に、学習を実行することにより、その学習値の変化から気圧の変化を把握するためである。
【０００５】
このような構成においては、学習を完了するまで燃料のパワー増量補正を遅延させているので、高負荷運転時にパワー増量補正が遅れることに起因して不具合が生じることがある。すなわち、例えば高速道路を走行している際に、コーナー等で減速後再度加速を行うような、高負荷運転状態から一旦減速状態に戻して再度高負荷運転状態にする場合、学習が完了してからパワー増量補正するためにその間にノッキングが発生したり、その増量補正が遅くなるために触媒の温度が上昇するといった不具合が生じることがあった。
【０００６】
また、停車中にレーシング等を行った場合にも、アクセルの操作に追従して増量補正が実行されないため、例えば、始動直後において潤滑油の粘度が高くてエンジンが回りにくいと、空燃比がリーンぎみになって、失火が生じることがある。このように失火した場合には、その時の生ガスが吸気系や排気系に漏出し、その生ガスが酸素に触れて着火するといった異常な運転状態になる時がある。
【０００７】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る内燃機関のパワー増量制御方法は、スロットルバルブの開度と回転数とに基づいて基本燃料噴射量を決定する内燃機関において、内燃機関が高負荷運転状態である場合に基本燃料噴射量の増量補正を行うものであって、高負荷運転状態で車速があらかじめ設定された車速条件を満たした場合にフィードバック補正値の学習値の学習が未完の状態で基本燃料噴射量を増量補正し、高負荷運転状態で車速があらかじめ設定された車速条件を満たさない場合に学習値の学習完了後に基本燃料噴射量を増量補正する構成である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、スロットルバルブの開度と回転数とに基づいて基本燃料噴射量を決定するとともに、運転状態に応じて設定する複数の学習ゾーンにおいて学習するフィードバック補正量の学習値にて基本燃料噴射量を補正して空燃比が理論空燃比となるようにフィードバック制御する内燃機関において、内燃機関が高負荷運転状態である場合に基本燃料噴射量の増量補正を行うものであって、その内燃機関を搭載した車両の車速を検出し、高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たした場合に学習値の学習が完了する前に基本燃料噴射量を増量補正し、高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たさない場合に学習値の学習が完了した後に基本燃料噴射量を増量補正することを特徴とする内燃機関のパワー増量制御方法である。
【００１０】
このような構成であれば、高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たすと、学習値の学習の完了を待たずして基本燃料噴射量を増量補正するので、例えば、高速走行時等では再加速が応答よく行える。したがって、ノッキングが発生したり、触媒が過熱して耐久性が低下すると言った不具合を解消することができる。また、始動直後にレーシング等を行った場合にも、レーシングに即応して増量補正がなされるため、空燃比がリーンにならず、よって失火を抑制することができ、生ガスの発生による異常な点火を確実に防止することができる。さらに、高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たさない場合に学習値の学習が完了した後に基本燃料噴射量を増量補正するので、例えば高地走行等にあっては、気圧の変化等を反映したものとなり、そのような気圧の変化に対応した燃料噴射量を得ることができる。
【００１１】
車速条件としては、停車中を含む低速走行を判定するための第１の車速値と、高速走行を判定するための第１の車速値より大なる第２の車速値とを含むものであってよい。このように車速条件を設定した場合、検出した車速があらかじめ設定された第１の車速値を下回る場合及び第１の車速値より大なるあらかじめ設定された第２の車速値を上回る場合には学習値の学習が未完の状態で基本燃料噴射量を増量補正し、検出した車速が第１の車速値と第２の車速値との間である場合には学習値の学習完了後に基本燃料噴射量を増量補正するように構成するものであってよい。
【００１２】
このような構成のものであれば、上述のごとく、ノッキングが発生したり、触媒が過熱して耐久性が低下すると言った不具合を解消することができるとともに、第１の車速値と第２の車速値との間に車速がある場合は、学習値の学習を完了してから増量補正を行うので、例えば、高地走行の際の気圧の変化を的確に把握することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。
図１に概略的に示したエンジン１００は自動車用のもので、その吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられている。スロットルバルブ２には、その開度すなわちスロットル開度ＴＡを検出するために、スロットルセンサ１６がスロットルバルブ２の回動に応動するように連結してある。このエンジン１００には、後述するように、吸入空気量をスロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥとに基づいて演算して燃料噴射量を制御する、いわゆるα−Ｎ方式と呼ばれる燃料制御方式が適用されるものである。
【００１４】
サージタンク３に連通する吸気系１の吸気マニホルド４の一方の端部近傍には、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５を、電子制御装置６により制御するようにしている。また排気系２０には、排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ２センサ２１が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。このＯ２センサ２１からは、酸素濃度に対応して電圧信号ｈが出力される。
【００１５】
電子制御装置６は、中央演算処理装置７と、Ａ／Ｆフィードバック補正係数の学習値等を記憶する記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力インターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。入力インターフェース９には、エンジン回転数ＮＥ、気筒判別、及びクランク角度基準位置を検出するためのカムポジションセンサ１４から出力される回転数信号Ｎｅ、気筒判別信号Ｇ１、及びクランク角度基準位置信号Ｇ２、車速を検出するための車速センサ１５から出力される車速信号ｃ、スロットルセンサ１６から出力されるスロットル開度信号ｄ、スロットルバルブ２の閉成状態を検出するためのアイドルスイッチ１１６ｄから出力されるＩＤＬ信号ｋ、エンジン１００の冷却水温を検出するための水温センサ１７から出力される水温信号ｅ、上記したＯ２センサ２１から出力される電圧信号ｈ等が入力される。一方、出力インターフェース１１からは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆ、スパークプラグ１８に対してイグニッションパルスｇがそれぞれ出力されるようになっている。
【００１６】
電子制御装置６は、スロットルセンサ１６から出力されるスロットル開度信号ｄに基づくスロットル開度ＴＡとカムポジションセンサ１４から出力される回転数信号Ｎｅに基づくエンジン回転数ＮＥとを主な情報として基本燃料噴射量に対応する基本噴射時間ＴＰを決定し、空燃比を検出し、検出した空燃比が理論空燃比となるように、Ｏ２センサ２１からの電圧信号ｈに基づいて設定されるＡ／Ｆフィードバック補正係数、エンジン１００の運転状態に応じて設定される複数の学習ゾーンに対してフィードバック制御のためにそれぞれ設定されるＡ／Ｆフィードバック補正係数の学習値やその他の補正係数にて基本燃料噴射量を補正して実際の燃料噴射量に対応する有効噴射時間ＴＴＡＵを演算してフィードバック制御する。学習ゾーンは、エンジン回転数ＮＥと基本噴射時間ＴＰとに基づいて、例えば、４つの学習ゾーンＡＫＧ１〜４に区成してある。この実施例では、アイドル学習ゾーンＡＫＧ１、低負荷学習ゾーンＡＫＧ２を例にして説明する。それぞれの学習ゾーンＡＫＧ１〜４の学習値は、相互に関連して更新されるものである。すなわち、ある学習ゾーンにおいて学習値が更新されると、残る他の学習ゾーンにおいても、所定の比率で学習値が更新される。
【００１７】
また、電子制御装置６は、車両の車速を検出し、検出した車速があらかじめ設定された第１の車速値を下回る場合及びあらかじめ設定された第１の車速値より大なる第２の車速値を上回る場合には学習値の学習が未完の状態で基本燃料噴射量を増量補正し、検出した車速が第１の車速値と第２の車速値との間である場合には学習値の学習完了後基本燃料噴射量を増量補正するようにプログラムしてある。第１の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＤは、停車時におけるレーシング時の不具合を解消することを目的として、例えば、５Ｋｍ／ｈのようなごく低車速に対応して設定すればよい。また、第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨは、高速走行時における不具合を解消することを目的として、例えば、８０Ｋｍ／ｈのような高車速に対応して設定すればよい。これらの車速値ＫＦＰＷＲＳＰＤ及びＫＦＰＷＲＳＰＨは、記憶装置８に記憶してある。
【００１８】
このパワー増量制御プログラムの概略的な構成は、図２に示す通りである。なお、このプログラムは、所定時間、例えば１３．３ｍ秒毎に繰り返し実行されるものである。
まず、ステップＳ１では、車両が発進した後の経過時間すなわち車両発進後時間Ｃ１６０ＴＲが所定のパワーディレイ時間ＴＰＷＤＬＹ以上経過したか否か、及び学習の完了を検出した際にセットされる学習完了フラグＦＵＥＬＭＷ２’ＸＦＰＷＲＯＫ’がセット（＝１）されているか否かを判定する。学習の完了は、例えば、Ａ／Ｆフィードバック補正係数が運転状態に応じて変化した後、その変化量が学習値により補充された時点でＡ／Ｆフィードバック補正係数が基準値に安定した時点をもって判定すればよい。
【００１９】
ステップＳ２では、車速ＦＩＬＴＫＰＨが第１の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＤ以下か否かを判定する。ステップＳ３では、車速ＦＩＬＴＫＰＨが第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨを上回っているか否かを判定する。ステップＳ４では、前回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲn−1が所定値、例えば０．０を上回っているか否かを判定する。すなわち、このステップにおいて、前回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲn−1が所定値を上回っていれば、すでにパワー増量が実行されていると判定するものである。ステップＳ５では、エンジン１００が運転中であるかどうかを示す運転状態フラグＭＷ６Ｘ’ＥＲＵＮ２’がリセット（＝０）されているか否かを判定する。運転状態フラグＭＷ６Ｘ’ＥＲＵＮ２’がリセットされている場合は、始動時であると判定する。ステップＳ６では、今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲnを要求増量値ＦＰＷＲＢＡＳＥに決定する。この要求増量値ＦＰＯＷＥＲnは、この時点のエンジン回転数ＮＥに基づいて設定するものである。ステップＳ７では、パワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲを設定しない。ステップＳ８では、パワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲにより基本噴射時間ＴＰを補正して、噴射する燃料を増量補正する。
【００２０】
このような構成において、例えば、停車中にレーシングをした場合は、車両が発進しておらず、かつ車速ＦＩＬＴＫＰＨが第１の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＤ以下であるので、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ６→Ｓ８と進み、その時の要求増量値ＦＰＷＲＢＡＳＥに今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＲＥｎを決定して、この時点で燃料を増量補正する。つまり、この場合にあっては、Ａ／Ｆフィードバック補正係数が変化するが、学習値の学習の完了を待たずにパワー増量補正を実行するものである。したがって、アクセルペダルの操作に応じたエンジン回転となるので、生ガスに着火するような不具合を解消することができる。
【００２１】
次に、車両が発進して第１の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＤと第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨとの間の車速ＦＩＬＴＫＰＨで走行している場合において、車両発進後時間Ｃ１６０ＣＴＲがパワーディレイ時間ＴＰＷＤＬＹ未満であり、学習完了フラグＦＵＥＬＭＷ２’ＸＦＰＷＲＯＫ’がリセット状態であれば、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ７→Ｓ８と進み、今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲnを設定せずに、燃料噴射量を決定する。この後、車両発進後時間Ｃ１６０ＣＴＲがパワーディレイ時間ＴＰＷＤＬＹ以上となり、学習完了フラグＦＵＥＬＭＷ２’ＸＦＰＷＲＯＫ’がリセットされた状態で、車速ＦＩＬＴＫＰＨが第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨ以下でフィードバック制御中であると、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ７→Ｓ８と進み、今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲnを設定せずに、燃料噴射量を決定する。
【００２２】
さらに走行が継続し、車両発進後時間Ｃ１６０ＣＴＲがパワーディレイ時間ＴＰＷＤＬＹを上回るまで時間が経過し、車速ＦＩＬＴＫＰＨが第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨ以下でフィードバック制御中であり、学習が完了するすなわち学習完了フラグＦＵＥＬＭＷ２’ＸＦＰＷＲＯＫ’がセットされると、制御は、ステップＳ１→Ｓ６→Ｓ８と進み、この時点で要求増量値ＦＰＷＲＢＡＳＥがあれば、その値で今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲnを設定して燃料噴射量を増量補正する。したがって、学習の完了により学習値が更新され、例えば高地走行等にあっては、気圧の変化等を反映したものとなり、そのような気圧の変化に対応した燃料噴射量を得ることができる。
【００２３】
また、高速走行において、例えばカーブに差しかかったことにより一旦アクセルペダルを戻して再度踏み込んだ場合、あらためてフィードバック制御において学習値の学習が開始されることになる。このような場合では、学習値の学習が完了しておらず、その時に車両の発進からパワーディレイ時間ＴＰＷＤＬＹを上回る時間が経過し、車速ＦＩＬＴＫＰＨが第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨを上回ると、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ６→Ｓ８と進み、今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲｎをこの時点の要求増量値ＦＰＷＲＢＡＳＥにより設定して、基本噴射時間ＴＰを今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲｎにより補正して燃料噴射量を決定する。したがって、学習値の学習完了を待たずして、つまり学習未完の状態でパワー増量補正が行われるので、加速している状態でノッキングが発生したり、三元触媒２２が過熱されて劣化が進むと言った不具合を確実に防止することができる。
【００２４】
この後、アクセルペダルが戻され、車速ＦＩＬＴＫＰＨが第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨ以下になると、前回すでにパワー増量補正をしているつまり前回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲｎ−１が設定されて所定値を上回っているので、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ８と進み、今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲｎをこの時点の要求増量値ＦＰＷＲＢＡＳＥにより設定して、基本噴射時間ＴＰを今回のパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲｎにより補正して燃料噴射量を決定する。したがって、一旦パワー増量補正が行われた場合は、この後再加速して車速ＦＩＬＴＫＰＨが第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨ以下の状態になっても、継続してパワー増量補正が行われる。これにより、ノッキングの発生を防止できるとともに、三元触媒２２の劣化を防止することができる。
【００２５】
このように、車速条件となる、車速ＦＩＬＴＫＰＨが第１の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＤ以下であること及び車速ＦＩＬＴＫＰＨが第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨを上回ることを設定し、車速ＦＩＬＴＫＨの状態をそれらの車速条件から判定してパワー増量補正を実行するので、パワー増量補正が遅延することによる不具合の発生を確実に防止することができる。また、高地走行等にあって、第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨ以下での走行が続く場合では、学習の完了後にパワー増量補正を実行するので、高地走行であれば気圧変化を反映した学習値の学習を行えるとともに、高速走行にあって第２の車速値ＫＦＰＷＲＳＰＨ近傍の車速での走行状態では、アクセルペダルの操作に良好に応答してノッキングの発生や三元触媒２２の耐久性の低下を防止することができる。
【００２６】
なお、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではない。
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たすと、学習値の学習の完了を待たずして基本燃料噴射量を増量補正するので、例えば、高速走行時等では再加速が応答よく行える。したがって、ノッキングが発生したり、触媒が過熱して耐久性が低下すると言った不具合を解消することができる。また、始動直後にレーシング等を行った場合にも、レーシングに即応して増量補正がなされるため、空燃比がリーンにならず、よって失火を抑制することができ、生ガスの発生による異常な点火を確実に防止することができる。さらに、高負荷運転状態で検出した車速があらかじめ設定された車速条件を満たさない場合に学習値の学習が完了した後に基本燃料噴射量を増量補正するので、例えば高地走行等にあっては、気圧の変化等を反映したものとなり、そのような気圧の変化に対応した燃料噴射量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図２】同実施例の概略的な制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
２…スロットルバルブ
６…電子制御装置
７…中央演算処理装置
８…記憶装置
９…入力インターフェース
１１…出力インターフェース
【図１】
0003621258.tif 000002
【図２】
0003621258.tif 000003