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JP2009150264A - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine Download PDF

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JP2009150264A
JP2009150264A JP2007327387A JP2007327387A JP2009150264A JP 2009150264 A JP2009150264 A JP 2009150264A JP 2007327387 A JP2007327387 A JP 2007327387A JP 2007327387 A JP2007327387 A JP 2007327387A JP 2009150264 A JP2009150264 A JP 2009150264A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
value
learning
alcohol concentration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007327387A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihisa Nakagawa
徳久 中川
Hiroaki Mizoguchi
紘晶 溝口
Shuntaro Okazaki
俊太郎 岡崎
Koji Ide
宏二 井手
Naoto Kato
直人 加藤
Yasuyuki Tatsumi
康之 巽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP2007327387A priority Critical patent/JP2009150264A/en
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

【課題】フレキシブルフューエルビークルにおいて、アルコール濃度補正学習制御中の燃料供給量の過不足量を減らす空燃比制御装置を提供する。
【解決手段】三元触媒20の上流排気通路内及び下流排気通路内に配置された空燃比センサ23及び酸素センサ24を具備し、空燃比センサの出力値に基づいて燃料供給量を補正するメインフィードバック制御と、酸素センサの出力値に基づいて燃料供給量を補正するサブフィードバック制御と、アルコール濃度補正学習値を学習するアルコール濃度補正学習制御と、サブフィードバック制御における補正値に基づいて算出された学習値を学習するサブフィードバック学習制御とを実行し、アルコール濃度補正学習値が増加する学習時は排気空燃比をリッチにするサブフィードバック制御を行い、アルコール濃度補正学習値が減少する学習時は排気空燃比をリーンにするサブフィードバック制御を行う。
【選択図】図1
An air-fuel ratio control apparatus for reducing an excess or deficiency of a fuel supply amount during alcohol concentration correction learning control in a flexible fuel vehicle is provided.
An air-fuel ratio sensor and an oxygen sensor arranged in an upstream exhaust passage and a downstream exhaust passage of a three-way catalyst are provided, and a fuel supply amount is corrected based on an output value of the air-fuel ratio sensor. Calculated based on feedback control, sub-feedback control for correcting the fuel supply amount based on the output value of the oxygen sensor, alcohol concentration correction learning control for learning the alcohol concentration correction learning value, and correction values in the sub-feedback control Execute sub-feedback learning control to learn the learning value, perform sub-feedback control to enrich the exhaust air-fuel ratio during learning when the alcohol concentration correction learning value increases, and exhaust when during learning when the alcohol concentration correction learning value decreases Sub-feedback control is performed to make the air-fuel ratio lean.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。   The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.

ガソリンの他にアルコールとガソリンの各種組成の混合燃料でも走行可能な、いわゆるフレキシブルフューエルビークル(FFV)と称される自動車がある。アルコールは、通常のガソリンと比べてC(炭素)原子の含有量が異なるため、フレキシブルフューエルビークルに用いられる内燃機関にアルコールとガソリンの混合燃料を供給するにあたっては、燃料内のアルコール濃度に従って燃料供給量を調整する必要がある。   In addition to gasoline, there is an automobile called a so-called flexible fuel vehicle (FFV) that can run with a mixed fuel of various compositions of alcohol and gasoline. Since alcohol has a C (carbon) atom content different from that of normal gasoline, when supplying a mixed fuel of alcohol and gasoline to an internal combustion engine used in a flexible fuel vehicle, the fuel is supplied according to the alcohol concentration in the fuel. The amount needs to be adjusted.

ところで、内燃機関本体から排出された排気ガス中には炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOx)等の成分が含まれており、従来からこれら成分を浄化するために三元触媒が利用されている。三元触媒は排気ガスの空燃比(以下、「排気空燃比」と称す)が略理論空燃比となっているときにその浄化能力が高くなることから、三元触媒によって排気ガスの浄化を行う際には排気空燃比が略理論空燃比となるように燃焼室への燃料供給量等を制御する必要がある。   By the way, components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) are contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine main body, and these components have been conventionally purified. Three-way catalyst is used. The three-way catalyst has a high purification capacity when the exhaust gas air-fuel ratio (hereinafter referred to as “exhaust air-fuel ratio”) is substantially the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, it is necessary to control the amount of fuel supplied to the combustion chamber so that the exhaust air-fuel ratio becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio.

従って、フレキシブルフューエルビークルにおいて、三元触媒の上流排気通路内に排気空燃比を検出することができる空燃比センサを設け、排気空燃比が燃料内のアルコール濃度に応じて定まる理論空燃比になるように、燃焼室への燃料供給量を調整するフィードバック制御を行う空燃比制御装置が公知である(特許文献1参照)。   Therefore, in the flexible fuel vehicle, an air-fuel ratio sensor capable of detecting the exhaust air-fuel ratio is provided in the upstream exhaust passage of the three-way catalyst so that the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio determined according to the alcohol concentration in the fuel. In addition, an air-fuel ratio control apparatus that performs feedback control for adjusting the amount of fuel supplied to the combustion chamber is known (see Patent Document 1).

特開2004−308540号公報JP 2004-308540 A

しかし、排気ガスの熱による空燃比センサの劣化や、特に、給油等によって燃料中のアルコール濃度が大きな変化等によって、空燃比センサが実際の排気空燃比を正確に検出することができない場合がある。このような場合には上述したフィードバック制御(以下、「メインフィードバック制御」と称す)による排気空燃比の制御精度が低下してしまう。   However, the air-fuel ratio sensor may not be able to accurately detect the actual exhaust air-fuel ratio due to deterioration of the air-fuel ratio sensor due to the heat of the exhaust gas, especially due to a large change in the alcohol concentration in the fuel due to refueling or the like. . In such a case, the control accuracy of the exhaust air-fuel ratio by the above-described feedback control (hereinafter referred to as “main feedback control”) is lowered.

そこで、三元触媒の下流排気通路内に排気空燃比を検出することができる空燃比センサを設け、下流側空燃比センサの出力に基づいて上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比と一致するように上流側空燃比センサの出力値を(結果的には燃料供給量を)補正するフィードバック制御(以下、「サブフィードバック制御」と称す)を行うことにより排気空燃比の制御精度を改善することが考えられる。   Therefore, an air-fuel ratio sensor capable of detecting the exhaust air-fuel ratio is provided in the downstream exhaust passage of the three-way catalyst, and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor is based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor so that the actual exhaust air-fuel ratio is The exhaust air / fuel ratio control accuracy is improved by performing feedback control (hereinafter referred to as “sub-feedback control”) that corrects the output value of the upstream air / fuel ratio sensor (resulting in fuel supply amount) so that It can be improved.

そして、このような三元触媒の上流及び下流の排気通路内に空燃比センサを配置した構成においては、上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比との間の定常的なずれに対応する学習値をサブフィードバック制御における補正量に基づいて算出すると共に、算出された学習値に基づいて上流側空燃比センサの出力値を補正する学習制御(以下、「サブフィードバック学習制御」と称す)を行うことが考えられる。   In such a configuration in which the air-fuel ratio sensor is disposed in the upstream and downstream exhaust passages of the three-way catalyst, there is a steady deviation between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual exhaust air-fuel ratio. The corresponding learning value is calculated based on the correction amount in the sub feedback control, and the learning control for correcting the output value of the upstream air-fuel ratio sensor based on the calculated learning value (hereinafter referred to as “sub feedback learning control”). ).

更に、フレキシブルフューエルビークルにおいては、メインフィードバック制御によるフィードバック補正値に基づいて、燃料中のアルコール濃度に応じて燃料供給量を調整するためのアルコール濃度補正学習値を算出するアルコール濃度補正学習制御を行うことが考えられる。   Further, the flexible fuel vehicle performs alcohol concentration correction learning control for calculating an alcohol concentration correction learning value for adjusting the fuel supply amount according to the alcohol concentration in the fuel, based on the feedback correction value by the main feedback control. It is possible.

しかし、前述のように給油等によってアルコール濃度が大きく変化した場合、排気空燃比を、燃料中のアルコール濃度に応じた理論空燃比とするような補正値及び学習値となるまでの間、燃料供給量の過不足が発生し、それによって、排気エミッションの悪化や、ノッキングの発生等によるドライバビリティの悪化が生じる恐れがある。   However, as described above, when the alcohol concentration changes greatly due to refueling or the like, the fuel supply is continued until the exhaust air-fuel ratio becomes a correction value and a learning value so that the stoichiometric air-fuel ratio according to the alcohol concentration in the fuel is set. An excess or deficiency of the amount may occur, which may cause deterioration of exhaust emission or drivability due to occurrence of knocking.

更に、給油等によってアルコール濃度が大きく変化した場合、アルコール濃度補正学習制御と共に、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御も同時に行われと、アルコール濃度補正学習制御によって学習され補正されるべきアルコール濃度のずれが、アルコール濃度補正学習制御による学習値、サブフィードバック制御による補正値及びサブフィードバック学習制御による学習値に分散してしまう。そうすると、アルコール濃度補正学習制御による学習の精度が悪化し、燃料供給量の過不足が発生し、それによって、排気エミッションの悪化や、ノッキングの発生等によるドライバビリティの悪化が生じる恐れがある。   Further, when the alcohol concentration changes greatly due to refueling or the like, the alcohol concentration correction learning control and the sub feedback control and the sub feedback learning control are simultaneously performed. However, it is dispersed into a learning value by alcohol concentration correction learning control, a correction value by sub feedback control, and a learning value by sub feedback learning control. Then, the accuracy of learning by alcohol concentration correction learning control deteriorates, and an excess or deficiency of the fuel supply amount occurs, which may cause deterioration of exhaust emission or drivability due to occurrence of knocking.

そこで本発明は、フレキシブルフューエルビークルにおいて、アルコール濃度補正学習制御中の燃料供給量の過不足量を減らし、それによって排気エミッション及びドライバビリティの悪化を防止することが可能な内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can reduce an excess or deficiency of the fuel supply amount during alcohol concentration correction learning control in a flexible fuel vehicle, thereby preventing deterioration of exhaust emission and drivability. The purpose is to provide.

前記課題を解決するために請求項1に記載の発明によれば、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独で又は混合して使用可能な内燃機関の空燃比制御装置であって、機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の上流排気通路内及び下流排気通路内にそれぞれ配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力値が目標空燃比に対応する値となるようにフィードバック補正値に基づいて燃料供給量を補正するメインフィードバック制御手段と、前記上流側空燃比センサの出力値に基づく排気空燃比と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく前記下流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を補正するサブフィードバック制御手段と、前記フィードバック補正値に基づいて算出されたアルコール濃度補正学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するアルコール濃度補正学習制御手段と、前記サブフィードバック制御手段における補正値に基づいて算出された学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するサブフィードバック学習制御手段とを具備する内燃機関の空燃比制御装置において、前記アルコール濃度補正学習値が増加する学習をしているときは、排気空燃比が前記目標空燃比よりもリッチになるように前記サブフィードバック制御手段における補正値を補正し、前記アルコール濃度補正学習値が減少する学習をしているときは、排気空燃比が前記目標空燃比よりもリーンになるように前記サブフィードバック制御手段における補正値を補正する内燃機関の空燃比制御装置が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to the invention described in claim 1, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine which can use alcohol and gasoline as fuels individually or in combination, and in an engine exhaust passage An upstream air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor, which are respectively disposed in an upstream exhaust passage and a downstream exhaust passage of an exhaust purification catalyst provided in the exhaust gas and detect an air-fuel ratio of exhaust gas, and the upstream air-fuel ratio sensor Main feedback control means for correcting the fuel supply amount based on the feedback correction value so that the output value becomes a value corresponding to the target air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, and the actual exhaust gas A sub-feedback that corrects the fuel supply amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor to compensate for the deviation from the air-fuel ratio. A control means, an alcohol concentration correction learning control means for learning an alcohol concentration correction learning value calculated based on the feedback correction value, and correcting the fuel supply amount based on the learned learning value, and a correction value in the sub feedback control means. In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, which includes a sub-feedback learning control unit that learns a learning value calculated based on the learning value and corrects the fuel supply amount based on the learning value, learning that the alcohol concentration correction learning value increases When the correction value in the sub-feedback control means is corrected so that the exhaust air-fuel ratio becomes richer than the target air-fuel ratio, and when learning to reduce the alcohol concentration correction learning value, The sub feedback so that the exhaust air / fuel ratio is leaner than the target air / fuel ratio. Air-fuel ratio control apparatus for correcting the correction value in control means.

即ち、請求項1に記載の発明では、アルコール濃度補正学習制御による学習が進んでいる過程において生じる燃料供給量の過不足を、アルコール濃度補正学習値の増減から判断し、燃料供給量をそれに合わせて増減させるためにサブフィードバック制御における補正値を補正する。それによって、排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を防止することが可能になる。   That is, according to the first aspect of the present invention, the excess or deficiency of the fuel supply amount that occurs in the process of learning by the alcohol concentration correction learning control is determined from the increase or decrease of the alcohol concentration correction learning value, and the fuel supply amount is adjusted accordingly. Therefore, the correction value in the sub feedback control is corrected to increase or decrease. Thereby, it becomes possible to prevent deterioration of exhaust emission and drivability.

また、請求項2に記載の発明によれば請求項1に記載の発明において、前記アルコール濃度補正学習値の増加量に応じてリッチの度合いを変化させ、前記アルコール濃度補正学習値の減少量に応じてリーンの度合いを変化させる内燃機関の空燃比制御装置が提供される。即ち、請求項2に記載の発明では、アルコール濃度補正学習値の増減に応じてサブフィードバック制御における補正値を増減させることで、供給燃料の過不足に応じた燃料供給量の増減を図ることが可能となる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the degree of richness is changed according to the amount of increase in the alcohol concentration correction learned value, and the amount of decrease in the alcohol concentration correction learned value is reduced. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that changes the degree of lean accordingly is provided. That is, according to the second aspect of the present invention, by increasing or decreasing the correction value in the sub-feedback control according to the increase or decrease of the alcohol concentration correction learning value, it is possible to increase or decrease the fuel supply amount according to the excess or shortage of the supplied fuel. It becomes possible.

また、請求項3に記載の発明によれば、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独で又は混合して使用可能な内燃機関の空燃比制御装置であって、機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の上流排気通路内及び下流排気通路内にそれぞれ配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力値が目標空燃比に対応する値となるようにフィードバック補正値に基づいて燃料供給量を補正するメインフィードバック制御手段と、前記上流側空燃比センサの出力値に基づく排気空燃比と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく前記下流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を補正するサブフィードバック制御手段と、前記フィードバック補正値に基づいて算出されたアルコール濃度補正学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するアルコール濃度補正学習制御手段と、前記サブフィードバック制御手段における補正値に基づいて算出された学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するサブフィードバック学習制御手段とを具備する内燃機関の空燃比制御装置において、前記アルコール濃度補正学習値を学習しているときは、前記サブフィードバック制御手段における補正を制限する内燃機関の空燃比制御装置が提供される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine capable of using alcohol and gasoline as fuels alone or in combination, the exhaust gas provided in the engine exhaust passage. An upstream air-fuel ratio sensor and a downstream air-fuel ratio sensor, which are respectively disposed in the upstream exhaust passage and the downstream exhaust passage of the purification catalyst and detect the air-fuel ratio of the exhaust gas, and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor are the target air The main feedback control means for correcting the fuel supply amount based on the feedback correction value so as to be a value corresponding to the fuel ratio, and the difference between the exhaust air / fuel ratio based on the output value of the upstream air / fuel ratio sensor and the actual exhaust air / fuel ratio Sub-feedback control means for correcting the fuel supply amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor to compensate for An alcohol concentration correction learning control unit that learns an alcohol concentration correction learning value calculated based on a feedback correction value and corrects the fuel supply amount based on the learned learning value, and a correction value calculated based on the correction value in the sub-feedback control unit In an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising a sub-feedback learning control means for learning a learning value and correcting the fuel supply amount based on the learning value, when the alcohol concentration correction learning value is learned, An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that limits correction in the feedback control means is provided.

即ち、請求項3に記載の発明では、アルコール濃度補正学習制御による学習が進んでいる過程において、サブフィードバック制御手段における補正を制限することによってアルコール濃度補正学習制御による学習精度の悪化を防止し、それによって燃料供給量の過不足量を減らし、排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を防止することが可能になる。   That is, in the invention according to claim 3, in the process of learning by alcohol concentration correction learning control, by restricting correction in the sub-feedback control means, the deterioration of learning accuracy by alcohol concentration correction learning control is prevented, As a result, the excess or deficiency of the fuel supply amount can be reduced, and the deterioration of exhaust emission and drivability can be prevented.

各請求項に記載の発明によれば、フレキシブルフューエルビークルにおいて、アルコール濃度補正学習制御中の燃料供給量の過不足量を減らし、それによって排気エミッション及びドライバビリティの悪化を防止することが可能になるという共通の効果を奏する。   According to the invention described in each claim, in the flexible fuel vehicle, it becomes possible to reduce the excess and deficiency of the fuel supply amount during the alcohol concentration correction learning control, thereby preventing the exhaust emission and the drivability from deteriorating. There is a common effect.

以下、図面を参照しながら、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独で又は混合して使用可能な本発明の内燃機関の空燃比制御装置について説明する。図1は本発明の制御装置が搭載される内燃機関全体の図である。図1に示した実施形態では本発明の空燃比制御装置が筒内直噴型火花点火式内燃機関に用いられた場合を示しているが、他の火花点火式内燃機関や圧縮自着火式内燃機関等にも用いることができる。   Hereinafter, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, which can use alcohol and gasoline as fuels individually or in combination, will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine on which a control device of the present invention is mounted. The embodiment shown in FIG. 1 shows the case where the air-fuel ratio control apparatus of the present invention is used in an in-cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine, but other spark ignition type internal combustion engines and compression self-ignition internal combustion engines are shown. It can also be used for institutions.

図1を参照すると1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダブロック2内で往復動するピストン、4はシリンダブロック2上に固定されたシリンダヘッド、5はピストン3とシリンダヘッド4との間に形成された燃焼室、6は吸気弁、7は吸気ポート、8は排気弁、9は排気ポートをそれぞれ示す。図1に示したようにシリンダヘッド4の内壁面の中央部には点火プラグ10が配置され、シリンダヘッド4内壁面周辺部には燃料噴射弁11が配置される。またピストン3の頂面上には燃料噴射弁11の下方から点火プラグ10の下方まで延びるキャビティ12が形成されている。   Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a piston that reciprocates in the cylinder block 2, 4 is a cylinder head fixed on the cylinder block 2, and 5 is a piston 3 and a cylinder head 4. A combustion chamber formed therebetween, 6 is an intake valve, 7 is an intake port, 8 is an exhaust valve, and 9 is an exhaust port. As shown in FIG. 1, a spark plug 10 is arranged at the center of the inner wall surface of the cylinder head 4, and a fuel injection valve 11 is arranged around the inner wall surface of the cylinder head 4. A cavity 12 extending from the lower side of the fuel injection valve 11 to the lower side of the spark plug 10 is formed on the top surface of the piston 3.

各気筒の吸気ポート7はそれぞれ対応する吸気枝管13を介してサージタンク14に連結され、サージタンク14は吸気管15を介してエアクリーナ(図示せず)に連結される。吸気管15内にはエアフロメータ16が配置されると共にステップモータ17によって駆動されるスロットル弁18が配置される。一方、各気筒の排気ポート9は排気マニホルド19に連結され、この排気マニホルド19は三元触媒20を内蔵した触媒コンバータ21に連結される。触媒コンバータ21の出口は排気管22に連結される。排気マニホルド19、即ち排気浄化触媒20上流側の排気通路内には空燃比センサ23が配置されると共に、排気管22、即ち三元触媒20下流側の排気通路内には酸素センサ24が配置される。アルコールを含む燃料は燃料タンク25に貯蔵され、燃料供給管を介して電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ26によって燃料噴射弁11へ供給され、噴射される。本実施形態では、排気浄化触媒として三元触媒20を用いているが、酸素吸蔵能力を有していれば、他のタイプの触媒、例えばNOx吸蔵還元触媒、リーンNOx触媒、DPNR等を用いてもよい。   The intake port 7 of each cylinder is connected to a surge tank 14 via a corresponding intake branch pipe 13, and the surge tank 14 is connected to an air cleaner (not shown) via an intake pipe 15. An air flow meter 16 is disposed in the intake pipe 15 and a throttle valve 18 driven by a step motor 17 is disposed. On the other hand, the exhaust port 9 of each cylinder is connected to an exhaust manifold 19, and this exhaust manifold 19 is connected to a catalytic converter 21 containing a three-way catalyst 20. The outlet of the catalytic converter 21 is connected to the exhaust pipe 22. An air-fuel ratio sensor 23 is disposed in the exhaust manifold 19, that is, the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst 20, and an oxygen sensor 24 is disposed in the exhaust pipe 22, that is, the exhaust passage downstream of the three-way catalyst 20. The The fuel containing alcohol is stored in the fuel tank 25, and is supplied to the fuel injection valve 11 by the electronically controlled fuel pump 26 with variable discharge amount through the fuel supply pipe and injected. In the present embodiment, the three-way catalyst 20 is used as the exhaust purification catalyst, but other types of catalysts such as a NOx storage reduction catalyst, a lean NOx catalyst, DPNR, etc. may be used as long as they have an oxygen storage capacity. Also good.

電子制御ユニット31はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス32を介して相互に接続されたRAM(ランダムアクセスメモリ)33、ROM(リードオンリメモリ)34、CPU(マイクロプロセッサ)35、バックアップRAM36、入力ポート37及び出力ポート38を具備する。バックアップRAM36は常時電源に接続されており、車両のイグニッションスイッチを切っても記憶した内容を保存することが可能である。従って、後述する学習値等を保存するために使用される。   The electronic control unit 31 comprises a digital computer, and is connected to each other via a bidirectional bus 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a ROM (Read Only Memory) 34, a CPU (Microprocessor) 35, a backup RAM 36, an input. A port 37 and an output port 38 are provided. The backup RAM 36 is always connected to a power source, and the stored contents can be saved even when the vehicle ignition switch is turned off. Therefore, it is used to store learning values and the like which will be described later.

エアフロメータ16は吸入空気流量に比例した出力電圧を発生し、その出力電圧は対応するAD変換器39を介して入力ポート37に入力される。また、空燃比センサ23は、図2に示したように、排気マニホルド19内を通過する排気ガス中の酸素濃度に基づいて、斯かる排気ガスの空燃比に略比例した出力電圧を発生する。一方、酸素センサ24は、図3に示したように、排気管22内を通過する排気ガス、即ち三元触媒20を通過した後の排気ガス中の酸素濃度に基づいて、斯かる排気ガスの空燃比が理論空燃比AFTよりもリッチであるかリーンであるかによって大きく異なる出力電圧を発生する。これら出力電圧は対応するAD変換器39を介して入力ポート37に入力される。   The air flow meter 16 generates an output voltage proportional to the intake air flow rate, and the output voltage is input to the input port 37 via the corresponding AD converter 39. As shown in FIG. 2, the air-fuel ratio sensor 23 generates an output voltage substantially proportional to the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the oxygen concentration in the exhaust gas passing through the exhaust manifold 19. On the other hand, as shown in FIG. 3, the oxygen sensor 24, based on the oxygen concentration in the exhaust gas passing through the exhaust pipe 22, that is, the exhaust gas after passing through the three-way catalyst 20, An output voltage that varies greatly depending on whether the air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio AFT is generated. These output voltages are input to the input port 37 via the corresponding AD converter 39.

また、アクセルペダル41にはアクセルペダル41の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ42が接続され、負荷センサ42の出力電圧は対応するAD変換器39を介して入力ポート37に入力される。クランク角センサ43は例えばクランクシャフトが30度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート37に入力される。CPU35ではこのクランク角センサ43の出力パルスから機関回転数Neが計算される。一方、出力ポート38は対応する駆動回路39を介して点火プラグ10、燃料噴射弁11及びステップモータ17に接続される。   A load sensor 42 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 41 is connected to the accelerator pedal 41, and the output voltage of the load sensor 42 is input to the input port 37 via the corresponding AD converter 39. The For example, the crank angle sensor 43 generates an output pulse every time the crankshaft rotates 30 degrees, and the output pulse is input to the input port 37. The CPU 35 calculates the engine speed Ne from the output pulse of the crank angle sensor 43. On the other hand, the output port 38 is connected to the spark plug 10, the fuel injection valve 11, and the step motor 17 via a corresponding drive circuit 39.

上述した三元触媒20は、酸素吸蔵能力を有しており、これにより三元触媒20に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガス中の酸素を吸蔵すると共に、三元触媒20に流入する排気ガスの空燃比がリッチであるときには吸蔵している酸素を放出することにより排気ガス中に含まれるHC、COを酸化・浄化する。   The above-described three-way catalyst 20 has an oxygen storage capacity, so that when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is lean, the three-way catalyst 20 stores oxygen in the exhaust gas and also the three-way catalyst 20. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust gas is rich, the stored oxygen is released to oxidize and purify HC and CO contained in the exhaust gas.

このような三元触媒20の酸素吸蔵能力を効果的に利用するためには、排気ガスの空燃比がその後リッチ及びリーンのいずれになっても排気ガスを浄化することができるように、三元触媒20中に吸蔵されている酸素の量を所定量(例えば、最大酸素吸蔵量の半分)に維持することが必要である。三元触媒20の酸素吸蔵量が上記所定量に維持されていれば、三元触媒20は常に或る程度の酸素吸蔵作用及び酸素放出作用を発揮することが可能であり、結果として三元触媒20により常に排気ガス中の成分の酸化・還元を行うことができるようになる。このため、本実施形態では、三元触媒20による排気浄化性能を維持すべく、三元触媒の酸素吸蔵量を一定に維持するように空燃比制御を行うこととしている。   In order to effectively utilize the oxygen storage capacity of such a three-way catalyst 20, the three-way catalyst can be purified so that the exhaust gas can be purified even if the air-fuel ratio of the exhaust gas subsequently becomes rich or lean. It is necessary to maintain the amount of oxygen stored in the catalyst 20 at a predetermined amount (for example, half of the maximum oxygen storage amount). If the oxygen storage amount of the three-way catalyst 20 is maintained at the predetermined amount, the three-way catalyst 20 can always exhibit a certain degree of oxygen storage and oxygen release action, and as a result, the three-way catalyst. 20 makes it possible to always oxidize and reduce the components in the exhaust gas. For this reason, in this embodiment, in order to maintain the exhaust purification performance of the three-way catalyst 20, air-fuel ratio control is performed so as to keep the oxygen storage amount of the three-way catalyst constant.

そこで、本実施形態では、三元触媒20よりも上流排気通路内に配置された空燃比センサ(上流側空燃比センサ)23によって排気空燃比(三元触媒20上流側の排気通路、燃焼室5及び吸気通路に供給された空気と燃料との比率)を検出すると共に、空燃比センサ23の出力値が理論空燃比に対応した値となるように燃料噴射弁11からの燃料供給量についてフィードバック制御(メインフィードバック制御)を行うこととしている。これにより、排気空燃比は理論空燃比付近に維持され、その結果三元触媒の酸素吸蔵量が一定に維持され、よって排気エミッションを改善することができる。   Therefore, in the present embodiment, the exhaust air / fuel ratio (the upstream side air-fuel ratio sensor) 23 disposed in the upstream exhaust passage from the three-way catalyst 20 causes the exhaust air / fuel ratio (the exhaust passage upstream of the three-way catalyst 20, the combustion chamber 5). And the ratio of the air and fuel supplied to the intake passage) and the feedback control of the fuel supply amount from the fuel injection valve 11 so that the output value of the air-fuel ratio sensor 23 becomes a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. (Main feedback control) is performed. As a result, the exhaust air-fuel ratio is maintained in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, and as a result, the oxygen storage amount of the three-way catalyst is maintained constant, thereby improving exhaust emission.

以下、メインフィードバック制御について具体的に説明する。まず、本実施形態では、燃料噴射弁11から各気筒へと供給すべき燃料量(以下、「目標燃料供給量」と称す)Qft(n)は下記式(1)によって算出される。
Qft(n)=Mc(n)/AFT+DQf(n−1) …(1)
Hereinafter, the main feedback control will be specifically described. First, in the present embodiment, a fuel amount (hereinafter referred to as “target fuel supply amount”) Qft (n) to be supplied from the fuel injection valve 11 to each cylinder is calculated by the following equation (1).
Qft (n) = Mc (n) / AFT + DQf (n-1) (1)

ここで、上記式(1)においてnはECU31における計算回数を示す値であり、例えばQft(n)は第n回目の計算によって算出された目標燃料供給量を表している。また、Mc(n)は、吸気弁6の閉弁時までに各気筒の筒内に吸入されたと予想される空気量(以下、「筒内吸入空気量」と称す)を示している。筒内吸入空気量Mc(n)を算出するために、例えば機関回転数Neと吸気管15内を通過した空気の流量(以下、「吸気管通過空気流量」と称す)mtとを引数としたマップ又は計算式を予め実験的に又は計算によって求め、このマップ又は計算式をROM34に保存する。そして、機関運転中に検出された機関回転数Ne及び吸気管通過空気流量mtに基づいて上記マップ又は計算式により筒内吸入空気量Mc(n)が算出される。   Here, in the above formula (1), n is a value indicating the number of calculations in the ECU 31, and for example, Qft (n) represents the target fuel supply amount calculated by the nth calculation. Mc (n) indicates the amount of air expected to be sucked into the cylinder of each cylinder before the intake valve 6 is closed (hereinafter referred to as “in-cylinder intake air amount”). In order to calculate the in-cylinder intake air amount Mc (n), for example, the engine speed Ne and the flow rate of air passing through the intake pipe 15 (hereinafter referred to as “intake pipe passing air flow rate”) mt are used as arguments. A map or calculation formula is obtained in advance experimentally or by calculation, and this map or calculation formula is stored in the ROM 34. The in-cylinder intake air amount Mc (n) is calculated based on the engine speed Ne and the intake pipe passage air flow rate mt detected during engine operation by the above map or calculation formula.

また、AFTは、排気空燃比の目標値を示し、本実施形態では燃料中のアルコール濃度に応じて変化する理論空燃比とする。理論空燃比における出力値は、そのアルコール濃度にかかわらず一定の値V0を示す(図2参照)。即ち、例えば或るアルコール濃度における理論空燃比がAFTである場合において、給油等によってアルコール濃度が変化して理論空燃比がAFT’になったとする。その場合においてもアルコール濃度変化後の理論空燃比に相当する出力値はV0のままであり、略比例した出力値の傾向も同様の傾向まま破線のようにシフトする。従って、図4に示されるように、アルコール濃度補正学習値FALCを用いて、それと理論空燃比AFTとのマップ又は計算式から燃料中のアルコール濃度に応じた理論空燃比AFTを求めることができる。   AFT indicates a target value of the exhaust air-fuel ratio, and in this embodiment, it is a stoichiometric air-fuel ratio that changes according to the alcohol concentration in the fuel. The output value at the theoretical air-fuel ratio shows a constant value V0 regardless of the alcohol concentration (see FIG. 2). That is, for example, when the theoretical air-fuel ratio at a certain alcohol concentration is AFT, it is assumed that the alcohol concentration is changed by refueling or the like and the theoretical air-fuel ratio becomes AFT ′. Even in this case, the output value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio after the change in alcohol concentration remains V0, and the tendency of the substantially proportional output value shifts as shown by the broken line with the same tendency. Therefore, as shown in FIG. 4, by using the alcohol concentration correction learned value FALC, the stoichiometric air-fuel ratio AFT corresponding to the alcohol concentration in the fuel can be obtained from the map or calculation formula of the learning value FALC and the theoretical air-fuel ratio AFT.

アルコール濃度補正学習値FALCは、燃料中のアルコール濃度に応じて基本燃料噴射量Qbを補正するための学習値であり、詳細は後述する。図4を参照すると、例えば、E0(燃料中のアルコール濃度が0%)のとき、アルコール濃度補正学習値FALCが1.0であり、理論空燃比は14.7となる。また、E85(85%のエタノール混合燃料)のとき、アルコール濃度補正学習値FALCが1.4であり、理論空燃比は10.0となる。   The alcohol concentration correction learning value FALC is a learning value for correcting the basic fuel injection amount Qb according to the alcohol concentration in the fuel, and will be described in detail later. Referring to FIG. 4, for example, when E0 (the alcohol concentration in the fuel is 0%), the alcohol concentration correction learning value FALC is 1.0, and the theoretical air-fuel ratio is 14.7. In the case of E85 (85% ethanol mixed fuel), the alcohol concentration correction learned value FALC is 1.4, and the theoretical air-fuel ratio is 10.0.

そして、DQfは、後述するメインフィードバック制御に関して算出される燃料補正量を示す。燃料噴射弁11では、このように上記式(1)によって算出された目標燃料供給量に対応する量の燃料が噴射される。   DQf represents a fuel correction amount calculated for main feedback control described later. The fuel injection valve 11 injects an amount of fuel corresponding to the target fuel supply amount calculated by the above equation (1).

なお、上記説明では、筒内吸入空気量Mc(n)は、機関回転数Neと吸気管通過空気流量mtとを引数としたマップ等に基づいて算出されるとしているが、例えばスロットル弁18の開度及び大気圧等に基づいた計算式等、他の方法によって求められてもよい。   In the above description, the in-cylinder intake air amount Mc (n) is calculated based on a map or the like using the engine speed Ne and the intake pipe passage air flow rate mt as arguments. You may obtain | require by other methods, such as a calculation formula based on an opening degree, atmospheric pressure, etc.

図5は、燃料噴射弁11からの目標燃料供給量Qft(n)を算出する目標燃料供給量算出制御操作のフローチャートである。この操作はECU31によって予め定められた所定時間毎の割り込みによって実行されるルーチンとして行われる。   FIG. 5 is a flowchart of the target fuel supply amount calculation control operation for calculating the target fuel supply amount Qft (n) from the fuel injection valve 11. This operation is performed as a routine executed by interruption every predetermined time predetermined by the ECU 31.

まず、ステップ101において、クランク角センサ43及びエアフロメータ16によって機関回転数Ne及び吸気管通過空気流量mtが検出される。次いで、ステップ102では、後述するアルコール濃度補正学習値FALCがバックアップRAM36より読み込まれる。次いで、ステップ103では、ステップ101において検出された機関回転数Ne及び吸気管通過空気流量mtに基づいてマップにより又は計算式により第n回目の計算時における筒内吸入空気量Mc(n)が算出される。次いで、ステップ104では、ステップ102において読み込まれたアルコール濃度補正学習値FALCに基づいて図4に示されるマップにより、燃料中のアルコール濃度に応じた理論空燃比AFTが算出される。   First, at step 101, the engine speed Ne and the intake pipe passage air flow rate mt are detected by the crank angle sensor 43 and the air flow meter 16. Next, at step 102, an alcohol concentration correction learning value FALC, which will be described later, is read from the backup RAM 36. Next, in step 103, the in-cylinder intake air amount Mc (n) at the time of the n-th calculation is calculated by a map or a calculation formula based on the engine speed Ne detected in step 101 and the intake pipe passage air flow rate mt. Is done. Next, at step 104, the stoichiometric air-fuel ratio AFT corresponding to the alcohol concentration in the fuel is calculated by the map shown in FIG. 4 based on the alcohol concentration correction learning value FALC read at step 102.

次いで、ステップ105では、ステップ103で算出された筒内吸入空気量Mc(n)及び後述するメインフィードバック制御操作において算出された第n−1回目の計算時における燃料補正量DQf(n−1)に基づいて上記式(1)により目標燃料供給量Qft(n)が算出され、ルーチンを終了する。燃料噴射弁11からは、このように算出された目標燃料供給量Qft(n)に相当する量の燃料が噴射される。   Next, at step 105, the cylinder intake air amount Mc (n) calculated at step 103 and the fuel correction amount DQf (n-1) at the time of the (n-1) th calculation calculated in the main feedback control operation described later. Based on the above, the target fuel supply amount Qft (n) is calculated by the above equation (1), and the routine is terminated. The fuel injection valve 11 injects an amount of fuel corresponding to the target fuel supply amount Qft (n) calculated in this way.

次に、メインフィードバック制御について説明する。本実施形態では、メインフィードバック制御として、空燃比センサ23の出力に基づいて算出された実際の燃料供給量と、上述した目標燃料供給量Qftとの燃料偏差量ΔQfを計算回数毎に算出し、この燃料偏差量ΔQfがゼロになるように燃料補正量DQfを算出している。具体的には、燃料補正量DQfは下記式(2)により算出される。なお、下記式(2)においてDQf(n−1)は、第n−1回目の計算、即ち前回の計算における燃料補正量であり、Kmpは比例ゲイン、Kmiは積分ゲインをそれぞれ示している。これら比例ゲインKmp、積分ゲインKmiは予め定められた一定の値であってもよいし、機関運転状態に応じて変化する値であってもよい。

Figure 2009150264
Next, main feedback control will be described. In the present embodiment, as the main feedback control, the fuel deviation amount ΔQf between the actual fuel supply amount calculated based on the output of the air-fuel ratio sensor 23 and the target fuel supply amount Qft described above is calculated for each number of calculations. The fuel correction amount DQf is calculated so that the fuel deviation amount ΔQf becomes zero. Specifically, the fuel correction amount DQf is calculated by the following equation (2). In the following formula (2), DQf (n−1) is the fuel correction amount in the (n−1) th calculation, that is, the previous calculation, Kmp indicates a proportional gain, and Kmi indicates an integral gain. These proportional gain Kmp and integral gain Kmi may be predetermined constant values or values that change in accordance with the engine operating state.
Figure 2009150264

図6は、燃料補正量DQfを算出するメインフィードバック制御操作のフローチャートである。この操作はECU31によって予め定められた所定時間毎の割り込みによって実行されるルーチンとして行われる。   FIG. 6 is a flowchart of the main feedback control operation for calculating the fuel correction amount DQf. This operation is performed as a routine executed by interruption every predetermined time predetermined by the ECU 31.

まず、ステップ111では、メインフィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。メインフィードバック制御の実行条件が成立している場合とは、例えば内燃機関の冷間始動中ではないこと(即ち、機関冷却水温が一定温度以上であって始動時燃料増量等が行われていないこと)や、機関運転中に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カット制御中ではないこと等が挙げられる。ステップ111においてメインフィードバック制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ112へと進む。一方、ステップ111においてメインフィードバック制御の実行条件が成立していないと判定された場合には、ルーチンを終了し、メインフィードバック制御は実行されない。   First, in step 111, it is determined whether or not an execution condition for main feedback control is satisfied. The case where the execution condition of the main feedback control is satisfied is, for example, that the internal combustion engine is not cold started (that is, the engine cooling water temperature is equal to or higher than a certain temperature and the fuel increase at the start is not performed, etc.) And the fuel cut control for stopping the fuel injection from the fuel injection valve during engine operation. If it is determined in step 111 that the main feedback control execution condition is satisfied, the process proceeds to step 112. On the other hand, when it is determined in step 111 that the execution condition for the main feedback control is not satisfied, the routine is terminated and the main feedback control is not executed.

ステップ112では、第n回目の計算時における空燃比センサ23の出力値VAF(n)が検出される。次いで、ステップ113では、後述するサブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御によって算出された空燃比センサ23の出力補正値であるサブフィードバック補正値efsfb(n)及びサブフィードバック学習値efsfbgをステップ112で検出された出力値VAF(n)に加算することで、空燃比センサ23の出力値が補正されて第n回目の計算時における補正出力値VAF’(n)が算出される(VAF’(n)=VAF(n)+efsfb(n)+efsfbg(n))。   In step 112, the output value VAF (n) of the air-fuel ratio sensor 23 at the time of the nth calculation is detected. Next, at step 113, a sub-feedback correction value efsfb (n) and a sub-feedback learning value efsfbg, which are output correction values of the air-fuel ratio sensor 23 calculated by sub-feedback control and sub-feedback learning control described later, are detected at step 112. By adding to the output value VAF (n), the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected, and the corrected output value VAF ′ (n) at the time of the n-th calculation is calculated (VAF ′ (n) = VAF (n) + efsfb (n) + efsfbg (n)).

次いで、ステップ114では、前述のようにアルコール濃度補正学習値FALCと図4から求められたAFTが読み込まれる。次いで、ステップ115では、ステップ113で算出された補正出力値VAF’(n)及びステップ114で読み込まれたAFTに基づいて図2に示したマップを用いて第n回目の計算時における実空燃比AFR(n)が算出される。このようにして算出された実空燃比AFR(n)は、第n回目の計算時における三元触媒20に流入する排気ガスの実際の空燃比に略一致した値となっている。   Next, at step 114, as described above, the alcohol concentration correction learning value FALC and the AFT obtained from FIG. 4 are read. Next, at step 115, based on the corrected output value VAF ′ (n) calculated at step 113 and the AFT read at step 114, using the map shown in FIG. AFR (n) is calculated. The actual air-fuel ratio AFR (n) calculated in this way is a value that substantially matches the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 at the time of the n-th calculation.

次いで、ステップ116では、下記式(3)により、空燃比センサ23の出力に基づいて算出された燃料供給量と目標燃料供給量Qftとの燃料偏差量ΔQfが算出される。なお、下記式(3)において、筒内吸入空気量Mc及び目標燃料供給量Qftについては第n回目の計算時における値が用いられているが、第n回目の計算時よりも前の値が用いられてもよい。
ΔQf(n)=Mc(n)/AFR(n)−Qft(n) …(3)
Next, at step 116, the fuel deviation amount ΔQf between the fuel supply amount calculated based on the output of the air-fuel ratio sensor 23 and the target fuel supply amount Qft is calculated by the following equation (3). In the following formula (3), values in the nth calculation are used for the cylinder intake air amount Mc and the target fuel supply amount Qft, but values before the nth calculation are used. May be used.
ΔQf (n) = Mc (n) / AFR (n) −Qft (n) (3)

ステップ117では、上記式(2)により第n回目の計算時における燃料補正量DQf(n)が算出され、ルーチンを終了する。算出された燃料補正量DQf(n)は、図5に示した操作のステップ105において用いられる。   In step 117, the fuel correction amount DQf (n) at the time of the nth calculation is calculated by the above equation (2), and the routine is ended. The calculated fuel correction amount DQf (n) is used in step 105 of the operation shown in FIG.

ところで、排気ガスの熱により空燃比センサ23が劣化すること等により空燃比センサ23の出力にはずれが生じる場合がある。このような場合、本来図2に実線で示したような出力値を発生させる空燃比センサ23が、例えば図2に破線で示したような出力値を発生させてしまう。このように空燃比センサ23の出力値にずれが生じると、空燃比センサ23は例えば本来であれば排気空燃比が理論空燃比になっているときに発生させる出力値を、理論空燃比よりもリーンであるときに発生させてしまう。そこで、本実施形態では、酸素センサ(下流側空燃比センサ)24を用いたサブフィードバック制御により空燃比センサ23の出力値に生じたずれを補償して、空燃比センサ23の出力値が実際の排気空燃比に対応した値となるようにすることとしている。   By the way, the output of the air-fuel ratio sensor 23 may be shifted due to the deterioration of the air-fuel ratio sensor 23 due to the heat of the exhaust gas. In such a case, the air-fuel ratio sensor 23 that originally generates an output value as shown by a solid line in FIG. 2 generates an output value as shown by a broken line in FIG. 2, for example. When a deviation occurs in the output value of the air-fuel ratio sensor 23 as described above, the air-fuel ratio sensor 23 generates an output value that is generated when, for example, the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, rather than the stoichiometric air-fuel ratio. It is generated when it is lean. Therefore, in this embodiment, the sub-feedback control using the oxygen sensor (downstream air-fuel ratio sensor) 24 compensates for the deviation generated in the output value of the air-fuel ratio sensor 23, and the output value of the air-fuel ratio sensor 23 becomes the actual value. A value corresponding to the exhaust air-fuel ratio is set.

即ち、酸素センサ24は、図3に示したように、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであるかリーンであるかを検出することができ、理論空燃比よりもリッチであるかリーンであるかの判定にずれを生じることがほとんどない。このため、実際の排気空燃比がリーンとなっているときには酸素センサ24の出力値は低い値となっており、実際の排気空燃比がリッチとなっているときには酸素センサ24の出力値は高い値となっている。従って、実際の排気空燃比が略理論空燃比となっているとき、即ち理論空燃比付近で上下を繰り返しているときには、酸素センサ24の出力値は高い値と低い値との間で反転を繰り返す。従って、本実施形態では、酸素センサ24の出力値が高い値と低い値との間で反転を繰り返すように空燃比センサ23の出力値を補正することとしている。   That is, as shown in FIG. 3, the oxygen sensor 24 can detect whether the exhaust air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and whether it is richer than the stoichiometric air-fuel ratio or lean. There is almost no deviation in the determination of whether there is any. Therefore, when the actual exhaust air-fuel ratio is lean, the output value of the oxygen sensor 24 is low, and when the actual exhaust air-fuel ratio is rich, the output value of the oxygen sensor 24 is high. It has become. Therefore, when the actual exhaust air-fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, that is, when the up-and-down is repeated near the stoichiometric air-fuel ratio, the output value of the oxygen sensor 24 repeatedly reverses between a high value and a low value. . Therefore, in the present embodiment, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected so that the inversion between the high value and the low value of the oxygen sensor 24 is repeated.

図7は、実際の排気空燃比と、酸素センサの出力値と、サブフィードバック補正値efsfbと、サブフィードバック学習値efsfbgとのタイムチャートである。図7のタイムチャートは、実際の排気空燃比が理論空燃比になるように制御しているにもかかわらず、空燃比センサ23にずれが生じていて実際の排気空燃比が理論空燃比となっていない場合に、空燃比センサ23に生じているずれが補償されていく様子を示している。   FIG. 7 is a time chart of the actual exhaust air-fuel ratio, the output value of the oxygen sensor, the sub feedback correction value efsfb, and the sub feedback learning value efsfbg. In the time chart of FIG. 7, although the actual exhaust air-fuel ratio is controlled so as to become the stoichiometric air-fuel ratio, a deviation occurs in the air-fuel ratio sensor 23 and the actual exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, the deviation occurring in the air-fuel ratio sensor 23 is compensated.

図7に示した例では、時刻t0において、実際の排気空燃比は理論空燃比となっておらず、理論空燃比よりもリーンとなっている。これは、空燃比センサ23にずれが生じていて、実際の排気空燃比が理論空燃比よりもリーンである空燃比となっているときに空燃比センサ23により理論空燃比に対応する出力値が出力されているためである。このとき酸素センサ24の出力値は低い値となっている。   In the example shown in FIG. 7, at the time t0, the actual exhaust air-fuel ratio is not the stoichiometric air-fuel ratio, but is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. This is because when the air-fuel ratio sensor 23 is deviated and the actual exhaust air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio sensor 23 outputs an output value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. This is because it is output. At this time, the output value of the oxygen sensor 24 is a low value.

サブフィードバック補正値efsfbは、上述したように、図6のステップ113において補正出力値VAF’(n)を算出するために出力値VAF(n)に加算される。従って、このサブフィードバック補正値efsfbが正の値となっている場合には空燃比センサ23の出力値VOはリーン側に補正され、負の値となっている場合には空燃比センサ23の出力値VOはリッチ側に補正される。そしてサブフィードバック補正値efsfbの絶対値が大きいほど空燃比センサ23の出力値VOが大きく補正される。   As described above, the sub feedback correction value efsfb is added to the output value VAF (n) in order to calculate the corrected output value VAF ′ (n) in step 113 of FIG. Accordingly, when the sub-feedback correction value efsfb is a positive value, the output value VO of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected to the lean side, and when it is a negative value, the output of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected. The value VO is corrected to the rich side. As the absolute value of the sub-feedback correction value efsfb increases, the output value VO of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected larger.

空燃比センサ23の出力値が略理論空燃比となっているにもかかわらず酸素センサ24の出力値が低い値となっているときには空燃比センサ23の出力値がリッチ側にずれていることを意味する。そこで、本実施形態では、酸素センサ24の出力値が低い値となっているときには、図7に示したように、サブフィードバック補正値efsfbの値を増加させて、空燃比センサ23の出力値をリーン側へ補正することとしている。一方、空燃比センサ23の出力値が略理論空燃比となっているにもかかわらず酸素センサ24の出力値が高い値となっているときには、サブフィードバック補正値efsfbの値を減少させて、空燃比センサ23の出力値をリッチ側へ補正することとしている。   If the output value of the oxygen sensor 24 is low even though the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, it means that the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is shifted to the rich side. means. Therefore, in the present embodiment, when the output value of the oxygen sensor 24 is a low value, the value of the sub-feedback correction value efsfb is increased as shown in FIG. It is supposed to be corrected to the lean side. On the other hand, when the output value of the oxygen sensor 24 is high even though the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, the value of the sub feedback correction value efsfb is decreased to The output value of the fuel ratio sensor 23 is corrected to the rich side.

具体的にはサブフィードバック補正値efsfbの値は下記式(4)により計算される。なお、下記式(4)において、Kspは比例ゲイン、Ksiは積分ゲインをそれぞれ示している。また、ΔVO(n)は、目標出力値(本実施形態では、理論空燃比に対応する値)と第n回目の計算時における酸素センサ24の出力値との出力偏差を示している。

Figure 2009150264
Specifically, the value of the sub feedback correction value efsfb is calculated by the following equation (4). In the following equation (4), Ksp represents a proportional gain, and Ksi represents an integral gain. ΔVO (n) represents an output deviation between the target output value (in this embodiment, a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio) and the output value of the oxygen sensor 24 at the n-th calculation.
Figure 2009150264

図7に示した例では、サブフィードバック補正値efsfbの値が増加するにつれて、空燃比センサ23の出力値に生じているずれが補正され、実際の排気空燃比が徐々に理論空燃比に近づいていく。   In the example shown in FIG. 7, as the value of the sub feedback correction value efsfb increases, the deviation generated in the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected, and the actual exhaust air-fuel ratio gradually approaches the stoichiometric air-fuel ratio. Go.

こうしてサブフィードバック制御により空燃比センサ23の出力値は適宜補正されるが、例えば内燃機関を停止させた場合等にはサブフィードバック制御が中断され、その結果、サブフィードバック補正値efsfbの値はゼロにリセットされる。その後、再び内燃機関を始動させた場合等には、サブフィードバック制御が再開されるが、通常のRAM33に保存されていたサブフィードバック補正値efsfbはゼロにリセットされているため、空燃比センサ23の出力値を再び適切な値にまで補正するには時間がかかる。   Thus, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is appropriately corrected by the sub feedback control. However, for example, when the internal combustion engine is stopped, the sub feedback control is interrupted, and as a result, the value of the sub feedback correction value efsfb becomes zero. Reset. Thereafter, when the internal combustion engine is started again, the sub feedback control is resumed. However, the sub feedback correction value efsfb stored in the normal RAM 33 is reset to zero. It takes time to correct the output value to an appropriate value again.

そこで、本実施形態では、空燃比センサ23の出力値と実際の排気空燃比に対応する値との間に生じている定常的なずれに対応するサブフィードバック学習値efsfbgを上記サブフィードバック補正値efsfbに基づいて算出すると共に、図6のステップ113に示したように、算出されたサブフィードバック学習値efsfbgに基づいて空燃比センサ23の出力値VAFを補正することとしている(以下、このような制御を「サブフィードバック学習制御」と称す)。このようにして算出されたサブフィードバック学習値efsfbgは、バックアップRAM36に保存されるので内燃機関の停止等の後でも消去されることがない。従って、このサブフィードバック学習値efsfbgを用いれば比較的早期に空燃比センサ23の出力値を再び適切な値にまで補正することができるようになる。   Therefore, in the present embodiment, the sub-feedback learning value efsfbg corresponding to the steady deviation occurring between the output value of the air-fuel ratio sensor 23 and the value corresponding to the actual exhaust air-fuel ratio is used as the sub-feedback correction value efsfb. 6 and the output value VAF of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected based on the calculated sub-feedback learning value efsfbg as shown in step 113 of FIG. Is called “sub-feedback learning control”). Since the sub-feedback learning value efsfbg calculated in this way is stored in the backup RAM 36, it is not deleted even after the internal combustion engine is stopped. Therefore, if the sub-feedback learning value efsfbg is used, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 can be corrected again to an appropriate value relatively early.

具体的には、前回の学習時期(即ち、サブフィードバック学習値efsfbgの算出時期)から所定時間ΔTが経過したときのサブフィードバック補正値efsfbが正の値である場合にはサブフィードバック学習値efsfbgを増加させると共に、サブフィードバック補正値efsfbが負の値である場合にはサブフィードバック学習値efsfbgを減少させるようにしている。また、サブフィードバック学習値efsfbgの増加量又は減少量は、サブフィードバック補正値efsfbの絶対値が大きくなるほど多くなるようにしている。   Specifically, if the sub-feedback correction value efsfb is a positive value when the predetermined time ΔT has elapsed from the previous learning time (that is, the sub-feedback learning value efsfbg calculation time), the sub-feedback learning value efsfbg is At the same time, when the sub feedback correction value efsfb is a negative value, the sub feedback learning value efsfbg is decreased. Further, the amount of increase or decrease of the sub feedback learning value efsfbg is set to increase as the absolute value of the sub feedback correction value efsfb increases.

特に本実施形態では、前回の学習時期から所定時間ΔTが経過したときのサブフィードバック補正値efsfb及びサブフィードバック学習値efsfbgはそれぞれ下記式(5)及び(6)により更新される。なお、下記式(5)及び(6)において、αは取り込み割合を示すなまし率(0<α≦1)である。従って、図6に示した例では、時刻t1においてサブフィードバック補正値efsfbが正の値となっているため、下記式(5)及び(6)によりサブフィードバック補正値efsfbが減少と共にサブフィードバック学習値efsfbgが増加する。同様に時刻t2においてもサブフィードバック補正値efsfbが正の値となっているため、下記式(5)及び(6)によりサブフィードバック補正値efsfbが減少すると共にサブフィードバック学習値efsfbgが増加する。
efsfb=efsfb−efsfb・α …(5)
efsfbg=efsfbg+efsfb・α …(6)
In particular, in the present embodiment, the sub feedback correction value efsfb and the sub feedback learning value efsfbg when the predetermined time ΔT has elapsed from the previous learning time are updated by the following equations (5) and (6), respectively. In the following formulas (5) and (6), α is an annealing rate (0 <α ≦ 1) indicating the uptake ratio. Therefore, in the example shown in FIG. 6, since the sub feedback correction value efsfb is a positive value at time t1, the sub feedback correction value efsfb is decreased and the sub feedback learning value according to the following equations (5) and (6). efsfbg increases. Similarly, since the sub feedback correction value efsfb is a positive value at time t2, the sub feedback correction value efsfb is decreased and the sub feedback learning value efsfbg is increased by the following equations (5) and (6).
efsfb = efsfb−efsfb · α (5)
efsfbg = efsfbg + efsfb · α (6)

こうして算出されたサブフィードバック学習値efsfbgは、上述したように、図6のステップ113において補正出力値VAF’(n)を算出するために出力値VAF(n)に加算される。そしてサブフィードバック学習値efsfbgは、バックアップRAM36に保存されるので内燃機関の停止等の後でも消去されることがない。このため、内燃機関の停止後、運転を再開したときに、サブフィードバック補正値efsfbがゼロにリセットされていても、サブフィードバック学習値efsfbgを用いて空燃比センサ23の出力値を迅速に適切な値に補正することができる。   The sub-feedback learning value efsfbg calculated in this way is added to the output value VAF (n) in order to calculate the corrected output value VAF ′ (n) in step 113 of FIG. 6 as described above. The sub-feedback learning value efsfbg is stored in the backup RAM 36 and is not deleted even after the internal combustion engine is stopped. Therefore, even when the sub feedback correction value efsfb is reset to zero when the operation is restarted after the internal combustion engine is stopped, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is quickly and appropriately set using the sub feedback learning value efsfbg. Can be corrected to a value.

なお、上記例では、サブフィードバック学習値efsfbgの増加量又は減少量は、サブフィードバック補正値efsfbの絶対値が大きくなるほど多くなるようにしているが、サブフィードバック補正値efsfbに応じて変化させずに一定量としてもよい。この場合、例えば、サブフィードバック補正値efsfbの絶対値が所定値以上である場合にのみサブフィードバック補正値efsfbのサブフィードバック学習値efsfbgへの取り込みが行われる。   In the above example, the amount of increase or decrease of the sub feedback learning value efsfbg increases as the absolute value of the sub feedback correction value efsfb increases, but it does not change according to the sub feedback correction value efsfb. It may be a certain amount. In this case, for example, the sub feedback correction value efsfb is incorporated into the sub feedback learning value efsfbg only when the absolute value of the sub feedback correction value efsfb is greater than or equal to a predetermined value.

図8は、サブフィードバック補正値efsfbを算出するサブフィードバック制御及びサブフィードバック学習値efsfbgを算出するサブフィードバック学習制御の操作を示すフローチャートである。この操作はECU31によって予め定められた所定時間毎の割り込みによって実行されるルーチンとして行われる。   FIG. 8 is a flowchart showing operations of sub feedback control for calculating the sub feedback correction value efsfb and sub feedback learning control for calculating the sub feedback learning value efsfbg. This operation is performed as a routine executed by interruption every predetermined time predetermined by the ECU 31.

まず、ステップ121では、サブフィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。サブフィードバック制御の実行条件が成立している場合とは、例えばメインフィードバック制御の実行条件と同様に、内燃機関の冷間始動中ではないことや、機関運転中に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カット制御中ではないこと等が挙げられる。ステップ121においてサブフィードバック制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ122へと進み、サブフィードバック制御が実行される。一方、ステップ121において、サブフィードバック制御の実行条件が成立していないと判定された場合には、ルーチンを終了し、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御は実行されない。   First, in step 121, it is determined whether or not a sub feedback control execution condition is satisfied. When the sub feedback control execution condition is satisfied, for example, as in the case of the main feedback control execution condition, the internal combustion engine is not cold started, and the fuel injection from the fuel injection valve is performed during engine operation. For example, the fuel cut control is not being performed. If it is determined in step 121 that the sub feedback control execution condition is satisfied, the routine proceeds to step 122, where the sub feedback control is executed. On the other hand, if it is determined in step 121 that the sub feedback control execution condition is not satisfied, the routine is terminated, and the sub feedback control and the sub feedback learning control are not executed.

ステップ122では、第n回目の計算時における酸素センサ24の出力値VO(n)が検出される。次いで、ステップ123では、目標出力値VOTとステップ122で検出された酸素センサ24の出力値VO(n)との出力偏差ΔVO(n)が算出される(ΔVO(n)=VOT−VO(n))。ステップ124では、下記式(7)により第n回目の計算時における比例項Msp(n)の値が算出される。
Msp(n)=Ksp・ΔVO(n) …(7)
In step 122, the output value VO (n) of the oxygen sensor 24 at the time of the nth calculation is detected. Next, at step 123, an output deviation ΔVO (n) between the target output value VOT and the output value VO (n) of the oxygen sensor 24 detected at step 122 is calculated (ΔVO (n) = VOT−VO (n )). In step 124, the value of the proportional term Msp (n) at the time of the nth calculation is calculated by the following equation (7).
Msp (n) = Ksp · ΔVO (n) (7)

次いで、ステップ125では、下記式(8)により第n回目の計算時における積分項Msi(n)の値が算出され、ステップ126へと進む。ステップ126ではステップ145で算出された比例項Msp(n)の値と、ステップ125で算出された積分項Mip(n)の値とに基づいて下記式(9)により出力補正量efsfb(n)が算出される。
Msi(n)=Msi(n−1)+Ksi・VO(n) …(8)
efsfb(n)=Msp(n)+Msi(n) …(9)
Next, at step 125, the value of the integral term Msi (n) at the time of the n-th calculation is calculated by the following equation (8), and the routine proceeds to step 126. In step 126, based on the value of the proportional term Msp (n) calculated in step 145 and the value of the integral term Mip (n) calculated in step 125, the output correction amount efsfb (n) is calculated by the following equation (9). Is calculated.
Msi (n) = Msi (n−1) + Ksi · VO (n) (8)
efsfb (n) = Msp (n) + Msi (n) (9)

次いで、ステップ127では、サブフィードバック学習制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。サブフィードバック学習制御の実行条件が成立している場合とは、例えば燃料カット制御が解除されてから所定時間以上経過している場合、サブフィードバック制御が前回サブフィードバック学習制御実行時から所定回数行われている場合等が上げられる。ステップ127においてサブフィードバック学習制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ128へと進み、上記式(5)及び(6)により、サブフィードバック学習制御が実行される。逆にサブフィードバック学習制御の実行条件が成立してないと判定された場合には、ルーチンを終了し、サブフィードバック学習制御は実行されない。   Next, at step 127, it is determined whether or not the execution condition of the sub feedback learning control is satisfied. When the execution condition of the sub feedback learning control is satisfied, for example, when a predetermined time or more has passed since the fuel cut control was canceled, the sub feedback control is performed a predetermined number of times from the previous execution of the sub feedback learning control. If it is, it will be raised. If it is determined in step 127 that the execution condition of the sub feedback learning control is satisfied, the process proceeds to step 128, and the sub feedback learning control is executed by the above formulas (5) and (6). Conversely, if it is determined that the execution condition for the sub feedback learning control is not satisfied, the routine is terminated and the sub feedback learning control is not executed.

なお、上記実施形態では、サブフィードバック制御としてPI制御が行われた場合を示しているが、PID制御等、他の制御が行われてもよい。   In addition, although the case where PI control was performed as sub feedback control was shown in the said embodiment, other controls, such as PID control, may be performed.

次に、アルコール濃度補正学習制御について図9(A)から図9(C)を参照しながら説明する。まず、図9(A)に示される実線は、メインフィードバック制御によるフィードバック補正値FAFを示し、破線は、フィードバック補正値FAFに対して、例えばローパスフィルタ等によるなまし処理(平滑化処理)を施したフィードバック補正なまし値FAFSMを示す。図9(B)に示される実線はアルコール濃度補正学習値FALCを示す。   Next, alcohol concentration correction learning control will be described with reference to FIGS. 9 (A) to 9 (C). First, the solid line shown in FIG. 9A indicates the feedback correction value FAF by the main feedback control, and the broken line performs an annealing process (smoothing process) using a low-pass filter or the like on the feedback correction value FAF, for example. The feedback correction annealed value FAFSM is shown. The solid line shown in FIG. 9B indicates the alcohol concentration correction learning value FALC.

ここで、フィードバック補正値FAFとは、以下の式(10)に基づいて算出される燃料噴射量Qftを算出する際に、基本燃料噴射量Qbをフィードバック補正するための係数である。また、FALCはアルコール濃度補正学習値であり、燃料中のアルコール濃度に応じて基本燃料噴射量Qbを補正するための学習値である。アルコール濃度補正学習値FALCはバックアップRAM36に保存される。
Qft=Qb・(1+FALC)+Qb・FAF …(10)
Here, the feedback correction value FAF is a coefficient for feedback correction of the basic fuel injection amount Qb when calculating the fuel injection amount Qft calculated based on the following equation (10). FALC is an alcohol concentration correction learning value, which is a learning value for correcting the basic fuel injection amount Qb in accordance with the alcohol concentration in the fuel. The alcohol concentration correction learning value FALC is stored in the backup RAM 36.
Qft = Qb · (1 + FALC) + Qb · FAF (10)

上記式(10)と、上記式(1)と同様の以下の式(11)とは、燃料噴射量Qftを算出する同じ式を表し、第一項及び第二項はそれぞれの式で対応している。
Qft=Mc/AFT+DQf …(11)
The above expression (10) and the following expression (11) similar to the above expression (1) represent the same expression for calculating the fuel injection amount Qft, and the first and second terms correspond to the respective expressions. ing.
Qft = Mc / AFT + DQf (11)

従って、フィードバック補正値FAFと燃料補正量DQfとの関係は、上記式(10)及び式(11)それぞれの第二項より、式(12)のように表される。以下、フィードバック補正値FAFを用いて本発明による実施形態を説明する。
FAF=DQf/Qb …(12)
Accordingly, the relationship between the feedback correction value FAF and the fuel correction amount DQf is expressed as in Expression (12) from the second term of Expression (10) and Expression (11). Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described using a feedback correction value FAF.
FAF = DQf / Qb (12)

図9(A)及び図9(B)に示されるように、アルコール濃度補正学習制御は、一定間隔毎に実行され、実行時点におけるフィードバック補正なまし値FAFSMの値分だけ、フィードバック補正値FAFを減少させると共にアルコール濃度補正学習値FALCを増加させ、フィードバック補正なまし値FAFSMをゼロにリセットしている。   As shown in FIGS. 9A and 9B, the alcohol concentration correction learning control is executed at regular intervals, and the feedback correction value FAF is set to the feedback correction smoothed value FAFSM at the time of execution. At the same time, the alcohol concentration correction learning value FALC is increased, and the feedback correction smoothed value FAFSM is reset to zero.

アルコール濃度補正学習制御を繰り返すことによって、アルコール濃度補正学習値FALCが、排気空燃比を理論空燃比とするために、燃料中のアルコール濃度に適した補正値へと徐々に近づく。しかし、給油等によって燃料中のアルコール濃度の変化が非常に大きい場合、そのアルコール濃度に応じた最適な補正値及び学習値に収束するまでの間、燃料供給量に過不足が発生し、それによって、前述のように排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化が生じる問題がある。そこで、本発明では、通常のメインフィードバック制御による燃料供給量の補正に加え、以下に説明するようにアルコール濃度の変化に応じてサブフィードバック補正値efsfbを補正することで、最適な燃料供給量に対する過不足量を減少させ、上記問題を解決している。   By repeating the alcohol concentration correction learning control, the alcohol concentration correction learning value FALC gradually approaches a correction value suitable for the alcohol concentration in the fuel so that the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. However, if the change in the alcohol concentration in the fuel is very large due to refueling, etc., excess or deficiency will occur in the fuel supply amount until it converges to the optimal correction value and learning value according to the alcohol concentration. As described above, there is a problem that exhaust emission deteriorates and drivability deteriorates. Therefore, in the present invention, in addition to the correction of the fuel supply amount by the normal main feedback control, the sub-feedback correction value efsfb is corrected in accordance with the change in the alcohol concentration as will be described below. The above problem is solved by reducing the excess and deficiency.

これに関し、例えば、給油等によって燃料中のアルコール濃度が増大した場合を用いて説明する。アルコール濃度が増大したということは、現在よりも多くの燃料を供給しなければ排気空燃比は理論空燃比とならない。そのために、サブフィードバック補正値efsfbについては増加させる必要があり、サブフィードバック補正値efsfbを増加させる方法として、まず、目標電圧を変更する方法について説明する。   This will be described using, for example, a case where the alcohol concentration in the fuel is increased by refueling or the like. The fact that the alcohol concentration has increased means that the exhaust air-fuel ratio does not become the stoichiometric air-fuel ratio unless more fuel is supplied than at present. Therefore, it is necessary to increase the sub feedback correction value efsfb. As a method of increasing the sub feedback correction value efsfb, first, a method of changing the target voltage will be described.

ここで、図10(A)から図10(C)は時間と酸素センサ24の出力値VOとの関係を示している。図10(A)は、従来のサブフィードバック制御による酸素センサ24の出力値VOを示しており、リッチ空燃比時の出力値(例えば、0.8V)及びリーン空燃比時の出力値(例えば、0.2V)の略中間の理論空燃比おける出力値Vm(例えば、0.5V)(図3参照)を目標出力値VOTとしている。   Here, FIGS. 10A to 10C show the relationship between time and the output value VO of the oxygen sensor 24. FIG. 10A shows the output value VO of the oxygen sensor 24 by conventional sub-feedback control. The output value at the rich air-fuel ratio (for example, 0.8 V) and the output value at the lean air-fuel ratio (for example, for example) The output value Vm (for example, 0.5 V) (see FIG. 3) at a theoretical air-fuel ratio substantially in the middle of 0.2 V) is set as the target output value VOT.

これに対し、図10(B)は、目標出力値VOTを理論空燃比出力値VMよりも高い値(例えば、0.7V)、即ちリッチ側に設定している。実線で図示される酸素センサ24の出力値VOの時間の経過に伴う出力傾向は変わらないので、一定時間におけるサブフィードバック補正値efsfbの平均値が増加し、結果として燃料供給量は増加する。即ち、目標出力値VOTを理論空燃比出力値VMよりも高い値に設定することによって、上述の図8のステップ123において説明したように、リッチ空燃比時のマイナスの出力偏差ΔVOよりリーン空燃比時のプラスの出力偏差ΔVOの方が多くなり、平均するとプラスの出力偏差ΔVOとなって燃料供給量を増加させることができる。   In contrast, in FIG. 10B, the target output value VOT is set to a value higher than the theoretical air-fuel ratio output value VM (for example, 0.7 V), that is, on the rich side. Since the output tendency with the passage of time of the output value VO of the oxygen sensor 24 illustrated by the solid line does not change, the average value of the sub feedback correction value efsfb in a certain time increases, and as a result, the fuel supply amount increases. That is, by setting the target output value VOT to a value higher than the theoretical air-fuel ratio output value VM, as described in step 123 of FIG. 8 described above, the lean air-fuel ratio is less than the negative output deviation ΔVO at the time of rich air-fuel ratio. The positive output deviation ΔVO at the time increases, and on average, the positive output deviation ΔVO becomes a positive output deviation ΔVO, and the fuel supply amount can be increased.

上記は、アルコール濃度が増大した場合について説明したが、当然のことながらアルコール濃度が減少した場合は、酸素センサ24の目標出力値VOTを理論空燃比出力値VMよりも低い値に設定することで、燃料供給量を減少させることができる。   The above has been described for the case where the alcohol concentration is increased. Naturally, when the alcohol concentration is decreased, the target output value VOT of the oxygen sensor 24 is set to a value lower than the theoretical air-fuel ratio output value VM. The fuel supply amount can be reduced.

図11及び図12は、アルコール濃度補正学習値を求め、アルコール濃度補正学習値の変化に応じて酸素センサ24の目標出力値を変更するアルコール濃度補正学習制御操作を示すフローチャートである。この操作はECU31によって予め定められた所定時間毎の割り込みによって実行されるルーチンとして行われる。   FIGS. 11 and 12 are flowcharts showing an alcohol concentration correction learning control operation for obtaining an alcohol concentration correction learning value and changing the target output value of the oxygen sensor 24 in accordance with a change in the alcohol concentration correction learning value. This operation is performed as a routine executed by interruption every predetermined time predetermined by the ECU 31.

図11を参照すると、まず、ステップ131では、フィードバック補正値FAFが読み込まれる。次いで、ステップ132では、ステップ131で読み込んだFAFに対してなまし処理を施し、フィードバック補正なまし値FAFSMを算出する。次いで、ステップ133では、時間カウンタCNTがインクリメントされる。次いで、ステップ134では、ステップ133でインクリメントされた時間カウンタCNTが、アルコール濃度補正学習制御実行間隔CNTsadg以上であるか否かが判定される。ここで、時間カウンタCNTが、アルコール濃度補正学習制御実行時間CNTsadg以上であるならば、アルコール濃度補正学習制御を行うべく、ステップ135へと進む。一方、ステップ134において、時間カウンタCNTがアルコール濃度補正学習制御実行時間CNTsadgよりも小さい場合、アルコール濃度補正学習制御及び目標出力値の変更を行うことなくルーチンを終了する。   Referring to FIG. 11, first, at step 131, the feedback correction value FAF is read. Next, in step 132, the FAF read in step 131 is subjected to a smoothing process to calculate a feedback correction smoothed value FAFSM. Next, at step 133, the time counter CNT is incremented. Next, at step 134, it is determined whether or not the time counter CNT incremented at step 133 is equal to or greater than the alcohol concentration correction learning control execution interval CNTsadg. Here, if the time counter CNT is equal to or longer than the alcohol concentration correction learning control execution time CNTsadg, the routine proceeds to step 135 to perform the alcohol concentration correction learning control. On the other hand, in step 134, when the time counter CNT is smaller than the alcohol concentration correction learning control execution time CNTsadg, the routine is terminated without changing the alcohol concentration correction learning control and the target output value.

次いで、ステップ135では、後述するアルコール濃度補正学習値FALCの前回の値と今回学習後の差分を求めるために、前回のアルコール濃度補正学習値FALCを前回アルコール濃度補正学習値FALCpにセットし、ステップ136へと進む。   Next, in step 135, the previous alcohol concentration correction learning value FALC is set to the previous alcohol concentration correction learning value FALCp in order to obtain the difference between the previous value of the alcohol concentration correction learning value FALC to be described later and the current learning value. Proceed to 136.

次に、ステップ136及び137で行われるアルコール濃度補正学習制御について説明する。ステップ136において、アルコール濃度補正学習値FALCは、その前回値に対してフィードバック補正なまし値FAFSMを加算することで算出される。それと同時に、フィードバック補正値FAFは、その前回値に対してアルコール濃度補正学習値FALCに加算した分のフィードバック補正なまし値FAFSMを減算することで算出される。その後、ステップ137へと進む。ステップ137では、フィードバック補正なまし値FAFSMをゼロにリセットし、ステップ138へと進む。   Next, the alcohol concentration correction learning control performed in steps 136 and 137 will be described. In step 136, the alcohol concentration correction learned value FALC is calculated by adding the feedback correction smoothed value FAFSM to the previous value. At the same time, the feedback correction value FAF is calculated by subtracting the feedback correction smoothed value FAFSM that is added to the alcohol concentration correction learning value FALC from the previous value. Thereafter, the process proceeds to step 137. In step 137, the feedback correction smoothed value FAFSM is reset to zero, and the process proceeds to step 138.

次いで、ステップ138では、ステップ136で求めた学習後のアルコール濃度補正学習値FALCから、ステップ135でセットした前回アルコール濃度補正学習値FALCpを減算し、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCを算出し、次いでステップ141へと進む。   Next, in step 138, the previous alcohol concentration correction learning value FALCp set in step 135 is subtracted from the learned alcohol concentration correction learning value FALC obtained in step 136 to calculate an alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC, and then Proceed to step 141.

次いで、図12のステップ141において、ステップ138で算出したアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値から目標出力変更量VOCを算出する。そのために、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値と、目標出力変更量VOCとの関係をマップ又は計算式を予め実験的に又は計算によって求め、このマップ又は計算式をROM34に保存する。   Next, at step 141 in FIG. 12, the target output change amount VOC is calculated from the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC calculated at step 138. For this purpose, a relationship between the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC and the target output change amount VOC is obtained in advance by a map or a calculation formula experimentally or by calculation, and this map or calculation formula is stored in the ROM 34.

図13に示すのは、このマップの一例である。これによると、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値が予め定められた値FALCdshよりも小さい場合、即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が少ないとき、目標出力変更量VOCはゼロである。即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が小さいときは、排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化といった問題が生じにくいと考えられるため、酸素センサ24の目標出力値を変更することなく、通常のサブフィードバック制御が行われる。   FIG. 13 shows an example of this map. According to this, when the absolute value of the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is smaller than the predetermined value FALCdsh, that is, when the change amount of the alcohol concentration correction learned value FALC is small, the target output change amount VOC is zero. . That is, when the change amount of the alcohol concentration correction learned value FALC is small, it is considered that problems such as deterioration of exhaust emission and deterioration of drivability are unlikely to occur, so that the normal output value of the oxygen sensor 24 is not changed. Sub feedback control is performed.

一方、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値が予め定められた値FALCdshよりも大きい場合、即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が大きいとき、目標出力変更量VOCはアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値に応じて増大する。即ち、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの変化量が大きいときは、補正又は学習の過程において、排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化といった問題が生じやすいと考えられるため、酸素センサ24の目標出力値を変更し、燃料供給量を調整する。   On the other hand, when the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is larger than a predetermined value FALCdsh, that is, when the change amount of the alcohol concentration correction learning value FALC is large, the target output change amount VOC is the alcohol concentration correction learning value. The deviation ΔFALC increases according to the absolute value. That is, when the change amount of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is large, problems such as deterioration of exhaust emission and deterioration of drivability are likely to occur during the correction or learning process. Change the fuel supply amount.

ステップ141において、目標出力変更量VOCを設定した後、ステップ142へと進む。次いで、ステップ142では、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0以上か否かが判定される。アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0以上である場合には、ステップ143へと進む。ここで、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0以上である場合とは、アルコール濃度が高くなる方向にアルコール濃度補正学習がなされている、即ち、給油等によって燃料中のアルコール濃度が高くなったことを意味する。従って、これは先ほど図10(B)を参照しながら説明した例と同様の場合であって、目標出力値VOTを理論空燃比出力値VMよりも高い値に変更する必要がある。従って、ステップ143では、目標出力値VOTにステップ141で算出された目標出力変更量VOCが加算され、次いで、ステップ145に進んで時間カウンタCNTをゼロにリセットしてルーチンを終了する。   In step 141, the target output change amount VOC is set, and then the process proceeds to step 142. Next, at step 142, it is determined whether or not the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is 0 or more. When the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is 0 or more, the routine proceeds to step 143. Here, when the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is 0 or more, alcohol concentration correction learning is performed in the direction in which the alcohol concentration increases, that is, the alcohol concentration in the fuel has increased due to fueling or the like. Means. Therefore, this is the same as the example described above with reference to FIG. 10B, and it is necessary to change the target output value VOT to a value higher than the theoretical air-fuel ratio output value VM. Accordingly, in step 143, the target output change amount VOC calculated in step 141 is added to the target output value VOT, and then the routine proceeds to step 145, where the time counter CNT is reset to zero and the routine is terminated.

一方、ステップ142でアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0未満である場合には、ステップ144へと進む。ここで、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0未満である場合とは、アルコール濃度が低くなる方向にアルコール濃度補正学習がなされている、即ち、給油等によって燃料中のアルコール濃度が低くなったことを意味する。従って、図10(B)を参照しながら説明した例とは反対に、目標出力値VOTを理論空燃比出力値VMよりも低い値に変更する必要がある。従って、ステップ144では、目標出力値VOTからステップ141で算出された目標出力変更値VOCが減算され、次いで、ステップ145に進んで時間カウンタCNTをゼロにリセットしてルーチンを終了する。   On the other hand, if the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is less than 0 in step 142, the process proceeds to step 144. Here, when the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is less than 0, the alcohol concentration correction learning is performed in the direction in which the alcohol concentration decreases, that is, the alcohol concentration in the fuel has decreased due to fueling or the like. Means. Therefore, contrary to the example described with reference to FIG. 10B, it is necessary to change the target output value VOT to a value lower than the theoretical air-fuel ratio output value VM. Accordingly, at step 144, the target output change value VOC calculated at step 141 is subtracted from the target output value VOT, and then the routine proceeds to step 145 where the time counter CNT is reset to zero and the routine is terminated.

上述の一番目の実施形態は、アルコール濃度の変化に応じてサブフィードバック補正値efsfbを補正する方法として、目標出力値VOTを変更することによって、サブフィードバック補正値efsfbを補正する方法を用いている。次に、二番目の実施形態として、サブフィードバック補正値efsfbの算出に関する上記式(4)及び(7)で使用される比例ゲインKspを変更する方法について説明する。   The first embodiment described above uses a method of correcting the sub-feedback correction value efsfb by changing the target output value VOT as a method of correcting the sub-feedback correction value efsfb according to a change in alcohol concentration. . Next, as a second embodiment, a method for changing the proportional gain Ksp used in the above equations (4) and (7) relating to the calculation of the sub feedback correction value efsfb will be described.

図10(C)は、図10(B)と同様に、給油等によって燃料中のアルコール濃度が増大した場合において、比例ゲインKspを変更することによる酸素センサ24の出力値VOの変化を示している。   FIG. 10C shows a change in the output value VO of the oxygen sensor 24 by changing the proportional gain Ksp when the alcohol concentration in the fuel is increased by refueling or the like, as in FIG. 10B. Yes.

具体的には、図10(C)において、酸素センサ24の出力値VOが理論空燃比出力値VMよりもリッチ側にある場合とリーン側にある場合とで、比例ゲインKspにそれぞれ異なる値を設定している。即ち、酸素センサ24の出力値VOが理論空燃比出力値VMよりもリッチ側にある場合における、比例ゲインをリッチ時比例ゲインKsprとし、酸素センサ24の出力値VOが理論空燃比出力値VMよりもリーン側にある場合における、比例ゲインをリーン時比例ゲインKsplとすると、図10(C)においては、リッチ時比例ゲインKsprよりもリーン時比例ゲインKsplの方が大きく設定されている。   Specifically, in FIG. 10C, the proportional gain Ksp is different depending on whether the output value VO of the oxygen sensor 24 is on the rich side or on the lean side of the theoretical air-fuel ratio output value VM. It is set. That is, when the output value VO of the oxygen sensor 24 is richer than the theoretical air-fuel ratio output value VM, the proportional gain is the rich-time proportional gain Kspr, and the output value VO of the oxygen sensor 24 is greater than the theoretical air-fuel ratio output value VM. If the proportional gain in the case of being on the lean side is the lean time proportional gain Kspl, in FIG. 10C, the lean time proportional gain Kspl is set larger than the rich time proportional gain Kspr.

酸素センサ24の出力値VOがリッチ時とリーン時において、目標出力値VOT、即ち理論空燃比出力値VMとの出力偏差ΔVOは略等しいため、結果として、比例ゲインの大きいリーン時の方がリッチ時よりもサブフィードバック補正値efsfbが大きくなる。従って、最終的に、燃料供給量を増加させることができる。   When the output value VO of the oxygen sensor 24 is rich and lean, the target output value VOT, that is, the output deviation ΔVO from the theoretical air-fuel ratio output value VM is substantially equal. As a result, the lean value with a large proportional gain is richer. The sub feedback correction value efsfb becomes larger than the time. Therefore, the fuel supply amount can be finally increased.

上記は、アルコール濃度が増大した場合について説明したが、当然のことながらアルコール濃度が減少した場合は、リッチ時比例ゲインKsprとリーン時比例ゲインKsplの大小関係を逆転させることで、燃料供給量を減少させることができる。   In the above, the case where the alcohol concentration is increased has been described. Naturally, when the alcohol concentration is decreased, the fuel supply amount is reduced by reversing the magnitude relationship between the rich time proportional gain Kspr and the lean time proportional gain Kspl. Can be reduced.

図14は、比例ゲインKspを排気空燃比によって切り替えるための、図8に示すフローチャートと類似する本実施形態によるサブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御の操作を示すフローチャートである。図8に示すフローチャートとは、図8のステップ123に相当するステップ153の後にステップ154からステップ156が加わった点において異なる。   FIG. 14 is a flowchart showing the operations of the sub feedback control and the sub feedback learning control according to the present embodiment similar to the flowchart shown in FIG. 8 for switching the proportional gain Ksp according to the exhaust air / fuel ratio. 8 is different from the flowchart shown in FIG. 8 in that steps 154 to 156 are added after step 153 corresponding to step 123 in FIG.

図8に示すフローチャートと異なる点についてのみ説明すると、ステップ153で酸素センサ24の出力偏差ΔVO(n)を算出した後、ステップ154へと進む。ステップ154では、ΔVO(n)が0以上か否か、即ち、排気空燃比がリーンか否かが判定される。ステップ154において、ΔVO(n)が0以上、即ち、排気空燃比がリーンであると判定された場合、ステップ155へと進み、比例ゲインKspにリーン時比例ゲインKsplをセットしてステップ157へと進む。一方、ステップ154において、ΔVO(n)が0未満、即ち、排気空燃比がリッチであると判定された場合、ステップ156へと進み、比例ゲインKspにリッチ時比例ゲインKsprをセットしてステップ157へと進む。ステップ157以降の処理は、図8のステップ124以降の処理と同じである。   Only the points different from the flowchart shown in FIG. 8 will be described. After calculating the output deviation ΔVO (n) of the oxygen sensor 24 in step 153, the process proceeds to step 154. In step 154, it is determined whether or not ΔVO (n) is 0 or more, that is, whether or not the exhaust air-fuel ratio is lean. If it is determined in step 154 that ΔVO (n) is equal to or greater than 0, that is, the exhaust air-fuel ratio is lean, the process proceeds to step 155, the lean proportional gain Kspl is set to the proportional gain Ksp, and the process proceeds to step 157. move on. On the other hand, if it is determined in step 154 that ΔVO (n) is less than 0, that is, the exhaust air-fuel ratio is rich, the process proceeds to step 156, where the rich time proportional gain Kspr is set to the proportional gain Ksp. Proceed to The processing after step 157 is the same as the processing after step 124 in FIG.

図15は、図14に示すステップ155又は156で比例ゲインKspにセットするリーン時比例ゲインKspl及びリッチ時比例ゲインKsprを決定するための、アルコール濃度補正学習制御操作の後半部分を示すフローチャートである。アルコール濃度補正学習制御操作の前半部分は図11と同じである。   FIG. 15 is a flowchart showing the latter half of the alcohol concentration correction learning control operation for determining the lean-time proportional gain Kspl and the rich-time proportional gain Kspr that are set to the proportional gain Ksp in step 155 or 156 shown in FIG. . The first half of the alcohol concentration correction learning control operation is the same as in FIG.

従って、図11のステップ138でアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCを算出した後、次いで、図15のステップ171へと進む。ステップ171では、ステップ138で算出したアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値からゲイン補正係数GKを算出する。そのために、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値と、ゲイン補正係数GKとの関係をマップ又は計算式を予め実験的に又は計算によって求め、このマップ又は計算式をROM34に保存する。   Therefore, after calculating the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC in step 138 of FIG. 11, the process then proceeds to step 171 of FIG. In step 171, a gain correction coefficient GK is calculated from the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC calculated in step 138. For this purpose, a relationship between the absolute value of the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC and the gain correction coefficient GK is obtained in advance by a map or a calculation formula experimentally or by calculation, and this map or calculation formula is stored in the ROM 34.

図16に示すのは、このマップの一例である。これによると、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値が予め定められた値FALCdshよりも小さい場合、即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が少ないとき、ゲイン補正係数GKは1.0である。即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が小さいときは、排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化といった問題が生じにくいと考えられるため、比例ゲインKspを変更することなく、通常のサブフィードバック制御が行われる。   FIG. 16 shows an example of this map. According to this, when the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is smaller than the predetermined value FALCdsh, that is, when the change amount of the alcohol concentration correction learning value FALC is small, the gain correction coefficient GK is 1.0. is there. That is, when the change amount of the alcohol concentration correction learned value FALC is small, it is considered that problems such as exhaust emission deterioration and drivability deterioration are unlikely to occur. Therefore, normal sub-feedback control is performed without changing the proportional gain Ksp. Done.

一方、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値が予め定められた値FALCdshよりも大きい場合、即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が大きいとき、ゲイン補正係数GKはアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値に応じて減少する。即ち、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの変化量が大きいときは、補正又は学習の過程において、排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化といった問題が生じやすいと考えられるため、比例ゲインKspに1.0以下のゲイン補正係数GKを掛け、燃料供給量を調整する。   On the other hand, when the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is larger than a predetermined value FALCdsh, that is, when the change amount of the alcohol concentration correction learning value FALC is large, the gain correction coefficient GK is the alcohol concentration correction learning value deviation. It decreases according to the absolute value of ΔFALC. That is, when the change amount of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is large, problems such as deterioration of exhaust emission and deterioration of drivability are likely to occur in the correction or learning process, and therefore the proportional gain Ksp is 1.0. Multiply the following gain correction coefficient GK to adjust the fuel supply amount.

ステップ171において、ゲイン補正係数GKを設定した後、ステップ172へと進む。次いで、ステップ172では、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0以上か否かが判定される。アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0以上である場合には、ステップ173へと進む。ここで、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0以上である場合とは、アルコール濃度が高くなる方向にアルコール濃度補正学習がなされている、即ち、給油等によって燃料中のアルコール濃度が高くなったことを意味する。従って、これは先ほど図10(C)を参照しながら説明した例と同様の場合であって、リッチ時比例ゲインKsprよりもリーン時比例ゲインKsplの方を大きく設定する必要がある。従って、ステップ173では、リッチ時比例ゲインKsprには通常の比例ゲインKspにゲイン補正係数GKを掛けた値を、リーン時比例ゲインKsplには通常の比例ゲインをセットし、次いで、ステップ175に進んで時間カウンタCNTをゼロにリセットしてルーチンを終了する。   In step 171, after setting the gain correction coefficient GK, the process proceeds to step 172. Next, at step 172, it is determined whether or not the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is 0 or more. If the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is 0 or more, the process proceeds to step 173. Here, when the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is 0 or more, alcohol concentration correction learning is performed in the direction in which the alcohol concentration increases, that is, the alcohol concentration in the fuel has increased due to fueling or the like. Means. Therefore, this is the same case as the example described with reference to FIG. 10C, and it is necessary to set the lean proportional gain Kspl larger than the rich proportional gain Kspr. Accordingly, in step 173, the rich proportional gain Kspr is set to a value obtained by multiplying the normal proportional gain Ksp by the gain correction coefficient GK, the normal proportional gain is set to the lean proportional gain Kspl, and then the process proceeds to step 175. The time counter CNT is reset to zero to end the routine.

一方、ステップ172でアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0未満である場合には、ステップ174へと進む。ここで、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCが0未満である場合とは、アルコール濃度が低くなる方向にアルコール濃度補正学習がなされている、即ち、給油等によって燃料中のアルコール濃度が低くなったことを意味する。従って、図10(C)を参照しながら説明した例とは反対に、リーン時比例ゲインKsplよりもリッチ時比例ゲインKsprの方を大きく設定する必要がある必要がある。従って、ステップ174では、リッチ時比例ゲインKsprには通常の比例ゲインKspを、リーン時比例ゲインKsplには通常の比例ゲインにゲイン補正係数GKを掛けた値をセットし、次いで、ステップ175に進んで時間カウンタCNTをゼロにリセットしてルーチンを終了する。   On the other hand, if the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is less than 0 in step 172, the process proceeds to step 174. Here, when the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is less than 0, the alcohol concentration correction learning is performed in the direction in which the alcohol concentration decreases, that is, the alcohol concentration in the fuel has decreased due to fueling or the like. Means. Therefore, contrary to the example described with reference to FIG. 10C, it is necessary to set the rich time proportional gain Kspr larger than the lean time proportional gain Kspl. Accordingly, in step 174, the normal proportional gain Ksp is set as the rich time proportional gain Kspr, and the value obtained by multiplying the normal proportional gain by the gain correction coefficient GK is set as the lean time proportional gain Kspl. The time counter CNT is reset to zero to end the routine.

ところで、給油等によってアルコール濃度が大きく変化した場合、アルコール濃度補正学習制御と共に、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御も同時に行われる。これは即ち、アルコール濃度補正学習制御によって学習され補正されるべきアルコール濃度のずれが、アルコール濃度補正学習値FALC、サブフィードバック補正値efsfb及びサブフィードバック学習値efsfbgに分散してしまい、アルコール濃度補正学習制御による学習の精度の悪化という問題を引き起こす。   By the way, when the alcohol concentration greatly changes due to refueling or the like, the sub-feedback control and the sub-feedback learning control are performed simultaneously with the alcohol concentration correction learning control. That is, the alcohol concentration deviation to be learned and corrected by the alcohol concentration correction learning control is dispersed in the alcohol concentration correction learning value FALC, the sub feedback correction value efsfb, and the sub feedback learning value efsfbg, and the alcohol concentration correction learning is performed. It causes the problem of deterioration of learning accuracy by control.

そこで、本発明では、アルコール濃度の変化が大きい場合、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御による補正及び学習を制限することで、アルコール濃度補正学習制御がより正確に行えるようになる。   Therefore, in the present invention, when the change in the alcohol concentration is large, the alcohol concentration correction learning control can be performed more accurately by limiting the correction and learning by the sub feedback control and the sub feedback learning control.

図17は、サブフィードバック補正値efsfb及びサブフィードバック学習値efsfbgの補正及び学習を制限するための、図8に示すフローチャートと類似する本実施形態によるサブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御の操作を示すフローチャートである。図8に示すフローチャートとは、図8のステップ126に相当するステップ186における処理のみが異なる。   FIG. 17 is a flowchart showing operations of sub-feedback control and sub-feedback learning control according to this embodiment similar to the flowchart shown in FIG. 8 for limiting correction and learning of the sub-feedback correction value efsfb and the sub-feedback learning value efsfbg. It is. 8 differs from the flowchart shown in FIG. 8 only in the processing in step 186 corresponding to step 126 in FIG.

具体的には、ステップ186において、サブフィードバック補正値efsfbを算出する際、全体にサブフィードバック補正値補正係数COF(0≦COF≦1)を掛けている。これによって、サブフィードバック制御による補正を制限することが可能となり、それと同時にステップ189において算出されるサブフィードバック学習制御による学習も制限される。   Specifically, when calculating the sub feedback correction value efsfb in step 186, the whole is multiplied by the sub feedback correction value correction coefficient COF (0 ≦ COF ≦ 1). As a result, correction by sub-feedback control can be limited, and at the same time, learning by sub-feedback learning control calculated in step 189 is also limited.

図18は、図17に示すステップ186で用いるサブフィードバック補正値補正係数COFを決定するための、アルコール濃度補正学習制御操作の後半部分を示すフローチャートである。アルコール濃度補正学習制御操作の前半部分は図11と同じである。   FIG. 18 is a flowchart showing the latter half of the alcohol concentration correction learning control operation for determining the sub feedback correction value correction coefficient COF used in step 186 shown in FIG. The first half of the alcohol concentration correction learning control operation is the same as in FIG.

従って、図11のステップ138でアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCを算出した後、次いで、図18のステップ191へと進む。ステップ191では、ステップ138で算出したアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値からサブフィードバック補正値補正係数COFを算出する。そのために、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値と、サブフィードバック補正値補正係数COFとの関係をマップ又は計算式を予め実験的に又は計算によって求め、このマップ又は計算式をROM34に保存する。   Therefore, after calculating the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC in step 138 of FIG. 11, the process then proceeds to step 191 of FIG. In step 191, the sub feedback correction value correction coefficient COF is calculated from the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC calculated in step 138. For this purpose, a relationship between the absolute value of the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC and the sub feedback correction value correction coefficient COF is obtained in advance by a map or a calculation formula or by calculation, and this map or calculation formula is stored in the ROM 34. .

図19に示すのは、このマップの一例である。これによると、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値が予め定められた値FALCdshよりも小さい場合、即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が少ないとき、サブフィードバック補正値補正係数COFは1.0である。即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が小さいときは、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御によるアルコール濃度補正学習制御の学習精度への影響が少ないと考えられるため、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御による補正及び学習を制限することなく、通常のサブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御が行われる。   FIG. 19 shows an example of this map. According to this, when the absolute value of the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is smaller than a predetermined value FALCdsh, that is, when the change amount of the alcohol concentration correction learned value FALC is small, the sub feedback correction value correction coefficient COF is 1. .0. That is, when the change amount of the alcohol concentration correction learning value FALC is small, it is considered that the influence of the alcohol concentration correction learning control by the sub feedback control and the sub feedback learning control on the learning accuracy is small. Normal sub-feedback control and sub-feedback learning control are performed without limiting correction and learning by control.

一方、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値が予め定められた値FALCdshよりも大きい場合、即ち、アルコール濃度補正学習値FALCの変化量が大きいとき、サブフィードバック補正値補正係数COFはアルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの絶対値に応じて減少する。即ち、アルコール濃度補正学習値偏差ΔFALCの変化量が大きいときは、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御によるアルコール濃度補正学習制御の学習精度への影響が大きいと考えられるため、サブフィードバック補正値efsfbに1.0以下のサブフィードバック補正値補正係数COFを掛け、サブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御による補正及び学習を制限する。   On the other hand, when the absolute value of the alcohol concentration correction learned value deviation ΔFALC is larger than a predetermined value FALCdsh, that is, when the change amount of the alcohol concentration correction learned value FALC is large, the sub feedback correction value correction coefficient COF is the alcohol concentration correction. It decreases according to the absolute value of the learning value deviation ΔFALC. That is, when the amount of change in the alcohol concentration correction learning value deviation ΔFALC is large, it is considered that the influence on the learning accuracy of the alcohol concentration correction learning control by the sub feedback control and the sub feedback learning control is large, so the sub feedback correction value efsfb The sub feedback correction value correction coefficient COF of 1.0 or less is multiplied to limit correction and learning by the sub feedback control and the sub feedback learning control.

ステップ191において、サブフィードバック補正値補正係数COFを算出した後、次いで、ステップ192に進んで時間カウンタCNTをゼロにリセットしてルーチンを終了する。   In step 191, after calculating the sub feedback correction value correction coefficient COF, the process proceeds to step 192, where the time counter CNT is reset to zero and the routine is terminated.

なお、本実施形態におけるアルコール濃度の変化に応じたサブフィードバック制御及びサブフィードバック学習制御による補正及び学習の制限は、前述の一番目の実施形態における目標出力値VOTの変更による燃料供給量の調整及び二番目の実施形態における比例ゲインKspの変更による燃料供給量の調整と併せて実施してもよい。   The correction and the learning limitation by the sub-feedback control and the sub-feedback learning control according to the change in the alcohol concentration in this embodiment are the adjustment of the fuel supply amount by the change of the target output value VOT in the first embodiment described above and You may implement together with adjustment of the fuel supply amount by the change of the proportional gain Ksp in 2nd embodiment.

本発明の空燃比制御装置が用いられる内燃機関全体の図である。It is a figure of the whole internal combustion engine in which the air fuel ratio control device of the present invention is used. 排気空燃比と空燃比センサの出力値との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an exhaust air fuel ratio and the output value of an air fuel ratio sensor. 排気空燃比と酸素センサの出力電圧との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an exhaust air fuel ratio and the output voltage of an oxygen sensor. アルコール濃度補正学習値と理論空燃比との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between alcohol concentration correction | amendment learning value and a theoretical air fuel ratio. 目標燃料供給量算出制御操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows target fuel supply amount calculation control operation. メインフィードバック制御操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows main feedback control operation. 排気空燃比、酸素センサの出力値、サブフィードバック補正値及びサブフィードバック学習値のタイムチャートである。It is a time chart of an exhaust air fuel ratio, an output value of an oxygen sensor, a sub feedback correction value, and a sub feedback learning value. サブフィードバック制御操作及びサブフィードバック学習制御操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a sub feedback control operation and a sub feedback learning control operation. アルコール濃度補正学習制御操作のタイムチャートである。It is a time chart of alcohol concentration correction | amendment learning control operation. 時間と酸素センサの出力電圧との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between time and the output voltage of an oxygen sensor. アルコール濃度補正学習制御操作のフローチャートの一部である。It is a part of flowchart of alcohol concentration correction | amendment learning control operation. 図11から続くアルコール濃度補正学習制御操作のフローチャートの一部である。12 is a part of a flowchart of an alcohol concentration correction learning control operation continued from FIG. 11. アルコール濃度補正学習値偏差と目標出力変更量との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between alcohol concentration correction | amendment learning value deviation and target output change amount. サブフィードバック制御操作及びサブフィードバック学習制御操作の別の実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another embodiment of sub feedback control operation and sub feedback learning control operation. 図11から続くアルコール濃度補正学習制御操作のフローチャートの別の実施形態の一部である。FIG. 12 is a part of another embodiment of a flowchart of an alcohol concentration correction learning control operation continued from FIG. 11. アルコール濃度補正学習値偏差とゲイン補正係数GKとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between alcohol concentration correction | amendment learning value deviation and the gain correction coefficient GK. サブフィードバック制御操作及びサブフィードバック学習制御操作の更に別の実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another embodiment of sub feedback control operation and sub feedback learning control operation. 図11から続くアルコール濃度補正学習制御操作のフローチャートの更に別の実施形態の一部である。FIG. 12 is a part of still another embodiment of a flowchart of an alcohol concentration correction learning control operation continued from FIG. 11. アルコール濃度補正学習値偏差とサブフィードバック補正値補正係数COFとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between alcohol concentration correction | amendment learning value deviation and the sub feedback correction value correction coefficient COF.

符号の説明Explanation of symbols

1 機関本体
3 ピストン
5 燃焼室
6 吸気弁
8 排気弁
10 点火栓
11 燃料噴射弁
31 ECU
23 空燃比センサ
24 酸素センサ
42 負荷センサ
43 クランク角センサ
1 Engine Body 3 Piston 5 Combustion Chamber 6 Intake Valve 8 Exhaust Valve 10 Spark Plug 11 Fuel Injection Valve 31 ECU
23 Air-fuel ratio sensor 24 Oxygen sensor 42 Load sensor 43 Crank angle sensor

Claims (3)

燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独で又は混合して使用可能な内燃機関の空燃比制御装置であって、機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の上流排気通路内及び下流排気通路内にそれぞれ配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力値が目標空燃比に対応する値となるようにフィードバック補正値に基づいて燃料供給量を補正するメインフィードバック制御手段と、前記上流側空燃比センサの出力値に基づく排気空燃比と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく前記下流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を補正するサブフィードバック制御手段と、前記フィードバック補正値に基づいて算出されたアルコール濃度補正学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するアルコール濃度補正学習制御手段と、前記サブフィードバック制御手段における補正値に基づいて算出された学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するサブフィードバック学習制御手段とを具備する内燃機関の空燃比制御装置において、前記アルコール濃度補正学習値が増加する学習をしているときは、排気空燃比が前記目標空燃比よりもリッチになるように前記サブフィードバック制御手段における補正値を補正し、前記アルコール濃度補正学習値が減少する学習をしているときは、排気空燃比が前記目標空燃比よりもリーンになるように前記サブフィードバック制御手段における補正値を補正する内燃機関の空燃比制御装置。   An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can use alcohol and gasoline alone or in combination as fuel, and in an upstream exhaust passage and a downstream exhaust passage of an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage The upstream side air-fuel ratio sensor and the downstream side air-fuel ratio sensor that are respectively disposed and detect the air-fuel ratio of the exhaust gas, and the feedback correction value so that the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor becomes a value corresponding to the target air-fuel ratio. Main feedback control means for correcting the fuel supply amount based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor to compensate for the deviation between the exhaust air-fuel ratio based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual exhaust air-fuel ratio Sub-feedback control means for correcting the fuel supply amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, and calculated based on the feedback correction value. Learning the alcohol concentration correction learning value and correcting the fuel supply amount based on the learned learning value, and learning the learning value calculated based on the correction value in the sub-feedback control unit In an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising sub-feedback learning control means for correcting the fuel supply amount, when the learning is performed to increase the alcohol concentration correction learning value, the exhaust air-fuel ratio is the target air-fuel ratio. When the correction value in the sub-feedback control means is corrected so as to be richer than the fuel ratio and learning is performed to decrease the alcohol concentration correction learning value, the exhaust air / fuel ratio becomes leaner than the target air / fuel ratio. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that corrects the correction value in the sub-feedback control means . 前記アルコール濃度補正学習値の増加量に応じて前記サブフィードバック制御手段における補正値の増加量を変化させ、前記アルコール濃度補正学習値の減少量に応じて前記サブフィードバック制御手段における補正値の減少量を変化させる請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。   The amount of increase in the correction value in the sub-feedback control means is changed according to the amount of increase in the alcohol concentration correction learning value, and the amount of decrease in the correction value in the sub-feedback control means according to the amount of decrease in the alcohol concentration correction learning value The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio is changed. 燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独で又は混合して使用可能な内燃機関の空燃比制御装置であって、機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の上流排気通路内及び下流排気通路内にそれぞれ配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力値が目標空燃比に対応する値となるようにフィードバック補正値に基づいて燃料供給量を補正するメインフィードバック制御手段と、前記上流側空燃比センサの出力値に基づく排気空燃比と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく前記下流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を補正するサブフィードバック制御手段と、前記フィードバック補正値に基づいて算出されたアルコール濃度補正学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するアルコール濃度補正学習制御手段と、前記サブフィードバック制御手段における補正値に基づいて算出された学習値を学習すると共にそれに基づいて前記燃料供給量を補正するサブフィードバック学習制御手段とを具備する内燃機関の空燃比制御装置において、前記アルコール濃度補正学習値を学習しているときは、前記サブフィードバック制御手段における補正を制限する内燃機関の空燃比制御装置。   An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can use alcohol and gasoline alone or in combination as fuel, and in an upstream exhaust passage and a downstream exhaust passage of an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage The upstream side air-fuel ratio sensor and the downstream side air-fuel ratio sensor that are respectively disposed and detect the air-fuel ratio of the exhaust gas, and the feedback correction value so that the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor becomes a value corresponding to the target air-fuel ratio. Main feedback control means for correcting the fuel supply amount based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor to compensate for the deviation between the exhaust air-fuel ratio based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual exhaust air-fuel ratio Sub-feedback control means for correcting the fuel supply amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, and calculated based on the feedback correction value. Learning the alcohol concentration correction learning value and correcting the fuel supply amount based on the learned learning value, and learning the learning value calculated based on the correction value in the sub-feedback control unit In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising the sub-feedback learning control means for correcting the fuel supply amount, when the alcohol concentration correction learning value is learned, the correction in the sub-feedback control means is limited. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.
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