空燃比控制裝置及空燃比控制方法

2023-10-24 04:26:12

專利名稱：空燃比控制裝置及空燃比控制方法
技術領域：
本發明涉及空燃比控制裝置及空燃比控制方法。更具體地，本發明涉 及適用於具有用於改變進氣門的升程量的升程量改變機構的內燃發動機且 以實行空燃比控制為目的的空燃比控制裝置及空燃比控制方法。
背景技術：
通常，內燃發動機中，設在其排氣通路內的排氣淨化催化劑淨化排氣 成分。當內燃發動^L中燃燒的混合氣的空燃比在預定範圍內時，利用此排 氣淨化催化劑對排氣成分的淨化有效地進行。因此，通過在排氣通路內設
置用於輸出與排氣中的氧濃度對應的信號的傳感器、基於此傳感器的輸出 信號檢測混合氣的實際空燃比、並反饋控制燃料噴射量以使所檢出的實際 空燃比變得等於目標空燃比來實行空燃比控制。
另 一 方面，日本專利申請開文獻No. 2001-263015 (JP-A-2001-263015 )公開了這樣一種裝置，該裝置包括設在內燃發動機 內用以改變進氣門的升程量(更詳細的，最大升程量)的升程量改變機構。 此裝置中，這樣控制升程量改變機構的操作，使預期升程量與實際升程量 一致。由此，在每時都利用適於發動機運轉狀態的升程量來開/閉進氣門。
進氣門的升程量由於安裝誤差等的影響而具有個體差異。因此，內燃 發動機中進氣通路與燃燒室之間的連通區域的通路面積略不同於其基準面 積。另外，沉積物在發動機運轉時附著於進氣門上。此情況下，通路面積 變化，從而變得不同於其基準面積。通路面積與其基準面積之間的差異構 成進氣量的調節精度降低且因此混合氣的空燃比的調節精度降低的因素。 在實行前述反饋控制的內燃發動機中，反饋控制基本上補償由於通路面積與其基準面積之間的差異導致的空燃比的變化，從而避免空燃比的調節精 度降低。
然而，在設有升程量改變機構的內燃發動機中通路面積不同於其基準 面積的情況下，由該差異導致的空燃比的變化依據升程量改變機構的作動 狀態不同。因此，在頻繁改變升程量改變機構的作動狀態以使每時都適應 發動機運轉狀態的情況下，空燃比的變化也隨著升程量改變機構的作動狀
態的改變而頻繁變化。由此，當像日本專利申請公開文獻No. 2001-263015 (JP-A-2001-263015 )中公開的裝置的情況那樣簡單地基於傳感器的信號 來實行反饋控制時，變得不可能追隨作動狀態的此頻繁改變而充分地補償 由此作動狀態的改變導致的空燃比的變化。

發明內容
本發明提供一種在具有升程量改變機構的內燃發動機中抑制排氣性狀 惡化的空燃比控制裝置。
本發明的第一方面涉及空燃比控制裝置。此空燃比控制裝置用於內燃 發動機，所述內燃發動機包括用於改變進氣門的升程量的升程量改變機構 和用於輸出與排氣中的氧濃度對應的信號的傳感器，並通過利用基於所述 傳感器的輸出值計算出的修正量的反饋控制來設定燃料噴射量指令值。所 述空燃比控制裝置包括學習單元，所述學習單元對多個設定的升程量區
域分別學習修正量相對於其基準值的乖離量作為乖離量學習值；修正單元，
所述修正單元基於由學習單元學習的各乖離量學習值和進氣門的升程量計 算乖離量修正值，並利用所計算出的乖離量修正值以增/減的方式修正燃料
噴射量指令值；以及反映單元，如果有指示多個設定的升程量區域中的特 定一個區域的乖離量學習值已被學習的歷史而無指示所述多個設定的升程 量區域中的另一個區域的乖離量學習值已被學習的歷史，則所述反映單元 將多個設定的升程量區域中的特定一個區域的乖離量學習值的學習結果反 映在所述多個設定的升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值上。
7根據前述構造，修正量相對於其基準值的乖離量依據進氣門的升程量 來學習並用於設定燃料噴射量指令值。因此，對所有升程量區域都學習乖 離量學習值後，可在通過利用乖離量修正值按照增/減的方式進行l務正來抑 制升程量改變才幾構的作動狀態的差異對空燃比的影響量的同時，調節混合 氣的空燃比至預期比。結果，抑制排氣的性狀惡化。
另外，在所有乖離量學習值都還未學習的情況下，例如，在電池被更 換的情況下，當在隨後的發動機運轉過程中學習多個升程量區域中的一個 區域的乖離量學習值時，將此乖離量學習值的學習結果反映在多個升程量 區域中的另一區域的乖離量學習值上。因此，也可分別改變多個升程量區 域中的那些乖離量學習值還未學習的區域的乖離量學習值以接近實際值。 結果，可縮短乖離量學習值維持初始值即與實際值顯著不同的值的時間。 由此，還能夠在所有乖離量學習值都被學習以變得分別等於實際值之前， 抑制排氣性狀惡化。
反映單元可將多個升程量區域中的特定一個區域的乖離量學習值用作 多個升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值，且在多個升程量區域中 的另一個區域的升程量小於所述多個升程量區域中的特定一個區域的升程 量時進行此移用。
在前迷構造中，通過將多個升程量區域中的特定一個區城的乖離量學 習值用作多個升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值，將多個升程量 區域中的特定一個區域的乖離量學習值的學習結果反映在所述多個升程量 區域中的另一個區域的乖離量學習值上。 在由於進氣門的安裝誤差或進氣門上的沉積物的附著而導致發動機的 進氣通路與燃燒室之間的連通區域的通路面積不同於其基準面積的情況 下，修正量相對於其基準值的乖離量隨著進氣門的升程量減小而增大。因 此，在多個升程量區域中的特定一個區域相對於多個升程量區域中的另一 個區域位於小升程量側上的情況下，當簡單地將多個升程量區域中的特定 一個區域的乖離量學習值移用作所迷多個升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值時，採用多個升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值的修 正量可能變得過大，並導致排氣性狀的惡化而非改善。
在這點上，依據前述構造，可僅當乖離量學習值不太可能變得過大時 移用乖離量學習值，並能夠經由此移用來改變乖離量學習值為適當值。
隨著多個升程量區域中的另 一個區域相對於多個升程量區域中的特定 一個區域越靠向小升程量側，反映單元可以就越增大多個升程量區域中的 另一個區域的乖離量學習值到超過多個升程量區域中的特定一個區域的乖 離量學習值。
內燃發動機可具有帶有排氣淨化催化劑的排氣通路，以及傳感器相對 於排氣流動的方向設置在排氣通路中的排氣淨化催化劑的下遊。
為將握排氣淨化催化劑對排氣成分的淨化狀態，已知這樣一種裝置，
所述裝置具有"i殳在排氣淨化催化劑的下遊並用於輸出與排氣中的氧濃度對 應的信號的傳感器，以基於所述傳感器的輸出信號實行燃料噴射量指令值 的反饋控制。依據前述構造，在實行此反饋控制的裝置中，可理想地抑制 排氣性狀惡化。
除了相對於排氣流動的方向位於排氣通路中的排氣淨化催化劑下遊的 傳感器以外，內燃發動機還可以包括用於輸出與排氣中的氧濃度對應的信 號的另一傳感器，所述另一傳感器相對於排氣流動的方向位於排氣通路中 的所述排氣淨化催化劑的上遊，空燃比控制裝置根據反饋控制的實行基於 位於上遊的傳感器的輸出值以增/減的方式修正燃料噴射量指令值。
已知這樣一種裝置，所述裝置基於相對於排氣流動的方向位於上遊的 傳感器的輸出信號以增/減的方式修正燃料噴射量指令值(執行主反饋控 制)，並基於相對於排氣流動的方向位於下遊的傳感器的輸出信號利用修 正量實行燃料噴射量指令值的反饋控制(執行副反饋控制)。
依據前述構造，此裝置中，副反饋控制的修正量相對於其基準值的乖 離量依據進氣門的升程量來學習並用於設定燃料噴射量指令值，通過依據 主反饋控制和副反饋控制調節燃料噴射量，可抑制排氣性狀惡化。
9內燃發動機可以是多氣缸內燃發動機，以及位於上遊的傳感器被提供 為供所述內燃發動機的所有氣缸共用的單個傳感器。
在多氣缸內燃發動機中，由於燃料噴射閥的個體差異、進氣門上的沉 積物的附著等，混合氣的空燃比不可避免地在各氣缸之間分歉。在基於所 有氣缸共用且位於上遊的傳感器的輸出信號按照增/減的方式修正燃料噴 射量指令值時，此分散構成了阻礙提高在將排氣淨化催化劑上遊的排氣的
此在多氣缸內燃發動機中，隨著位於下遊的傳感器的輸出值與其基準值之 間的差異改變且因此隨著進氣門的升程量改變，空燃比的變化量可能增大。
依據前述構造，在被應用於此多氣釭內燃發動機的裝置中，可理想地 抑制排氣性狀惡化。
在此空燃比控制裝置中，多個設定的升程量區域包括第一特定升程量 和第二特定升程量，以及修正單元通過基於第一和第二特定升程量與進氣
門的升程量之間的關係對所述第一特定升程量和第二特定升程量分別插補 (插入、插值、補間)所學習的乖離量學習值來計算乖離量修正值。
依據前述構造，與細微地設定升程量區域且為那些區域分別計算乖離 量以被學習作為乖離量學習值的構造相比，可以較低的學習頻率在較廣的 升程量區域上計算乖離量修正值。
第一特定升程量可以是大升程量側的控制極限升程量，以及第二特定 升程量是小升程量側的控制極限升程量。
採用預定換算係數的插補方法或者線性插補方法可用作計算乖離量修 正值的插補方法。選擇性地， 一種限定了升程量與乖離量修正值之間關係 的映射圖可用作插補方法。
修正單元可以基於進氣門的升程量選擇多個升程量區域中的一個區 域，並計算乖離量學習值中與所選擇的那一個區域對應的那個乖離量學習 值作為乖離量修正值。依據前述構造，在進氣通路與燃燒室之間的連通區域的通路面積不同 於其基準面積的情況下，可分別學習上述差異對空燃比的影響彼此不同的 多個升程量區域的乖離量，並採用此乖離量設定燃料噴射量指令值。
本發明的第二方面涉及一種空燃比控制方法。所述空燃比控制方法用 於內燃發動坤幾，所述內燃發動機包括用於改變進氣門的升程量的升程量改 變機構和用於輸出與排氣中的氧濃度對應的信號的傳感器，並通過利用基 於所述傳感器的輸出值計算出的修正量的反饋控制來設定燃料噴射量指令
值。所述空燃比控制方法實行對多個設定的升程量區域分別學習修正量 相對於其基準值的乖離量作為乖離量學習值；基於乖離量學習值和進氣門
的升程量計算乖離量修正值，並利用所計算出的乖離量修正值以增/減的方
式修正燃料噴射量指令值；以及當有指示所述多個設定的升程量區域中的 特定一個區域的乖離量學習值已被學習的歷史而無指示多個設定的升程量 區域中的另一個區域的乖離量學習值已被學習的歷史時，將多個設定的升 程量區域中的特定一個區域的乖離量學習值的學習結果反映在多個設定的 升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值上。
通過當多個設定的升程量區域中的另 一 個區域相對於多個設定的升程 量區域中的特定一個區域位於'J、升程量側時，將多個設定的升程量區域中 的特定一個區域的乖離量學習值用作多個設定的升程量區域中的另一個區 域的乖離量學習值，而將多個設定的升程量區域中的特定一個區域的乖離 量學習值的學習結果反映在多個設定的升程量區域中的另一個區域的乖離 量學習值上。
通過隨著多個設定的升程量區域中的另 一個區域相對於多個設定的升 程量區域中的特定一個區域越靠向小升程量側而使多個設定的升程量區域 中的另一個區域的乖離量學習值越大於多個設定的升程量區域中的特定一 個區域的乖離量學習值，來將多個設定的升程量區域中的特定一個區域的 乖離量學習值的學習結果反映在多個設定的升程量區域中的另 一個區域的 乖離量學習值上。


由以下參照附圖對示範實施例的說明，本發明的前述及其它特徵和優
點將變得明顯，其中，相同的數字用於指示相同的部件，且其中
圖l是示出依據本發明第 一 實施例的空燃比控制裝置的總體構造的示 意圖2是示出基於升程量改變機構的操作的進氣門的升程量的變化方式
的圖表；
圖3是示出空燃比傳感器和氧傳感器設在排氣通路內的位置的示意圖； 圖4是示出依據本發明第 一 實施例的燃料噴射控制處理的具體處理程 序的流程圖5是示出燃料噴射控制處理的具體處理程序的流程圖； 圖6是示出進氣門的升程量與連通區域的通路面積之間關係的圖表； 圖7是示出進氣門的升程量與空燃比的變化量之間關係的圖表； 圖8是示出本發明第一實施例的學習處理的具體處理程序的流程圖； 圖9是示出在本發明第 一 實施例中進氣門的升程量與乖離量修正值之
間關係的一例的圖表；
圖10是對於各個氣缸示出空燃比傳感器上的排氣鄰接(接合)度和排
氣性狀的示意圖1 l是示出在本發明第 一 實施例中進氣門的升程量與乖離量修正值之
間關係的另一例的圖表；
圖12是示出在本發明第二實施例中進氣門的升程量與乖離量學習值之
間關係的一例的示意圖13是示出本發明第二實施例的學習處理的具體處理程序的流程圖； 圖14是示出本發明第二實施例中乖離量學習值的移用方式的示意圖； 圖15是示出在本發明另 一 實施例中進氣門的升程量與乖離量修正值之
間關係的圖表；以及
圖16是示出在本發明又另 一 實施例中進氣門的升程量與乖離量修正值
之間關係的圖表。
1具體實施例方式
將說明本發明的第 一 實施例。圖1示出依據本發明此實施例的空燃比控 制裝置的總體構造。
如圖1所示，節氣門14設在內燃發動機10的進氣通路12內。節氣門電機 16與節氣門14連接。節氣門14的開度(節氣門開度TA)經由此節氣門電機 16的驅動控制來調節。由此，調節經由進氣通路12吸入燃燒室18內的空氣 量。燃料噴射閥20設在進氣通路12內。此燃料噴射閥20向進氣通路12內噴 射燃料。另外，排氣淨化催化劑34設在內燃發動機10的排氣通路28內。
內燃發動機10的燃燒室18中，由所吸入的空氣和所噴射的燃料組成的 混合氣利用火花塞22點火。由於此點火動作，混合氣燃燒，活塞24以往復 方式移動，且曲軸26轉動。接著，燃燒後的混合氣作為排氣從燃燒室18送 出至排氣通路28、經由排氣淨化催化劑34淨化、且隨後排出到排氣通路28 的外部。
內燃發動機IO中，進氣通路12和燃燒室18之間經由進氣門30的開/閉而 相互連通/隔斷。進氣門30隨著進氣凸輪軸32的轉動而開/閉，曲軸26的轉動 被傳遞給所述進氣凸輪軸32。另外，升程量改變機構42設在進氣門30與進 氣凸輪軸32之間。此升程量改變機構42依據發動機運轉條件改變進氣門30 的升程量VL(更詳細的，最大升程量)，且經由致動器44例如電動機等的 驅動控制來動作。如圖2所示，由於此進氣量改變機構42的動作，進氣門30 的升程量VL與氣門升程時期(升程作用角)同步地變化。例如，升程量 VL隨著升程作用角減小而減小。
依據本發明此實施例的裝置配備有用於檢測內燃發動機IO (圖l)的運 轉狀態的多種傳感器。作為多種傳感器，例如，提供用於檢測曲軸26的轉 速(發動機轉速NE)的曲軸傳感器52、用於檢測流經進氣通路12的進氣量 (通路進氣量GA )的進氣量傳感器54、以及用於檢測加速器踏板36的下壓 量AC的加速器傳感器56。另外，提供用於檢測節氣門開度TA的節氣門傳 感器58、用於檢測進氣門30的升程量VL (精確地說，升程量改變機構42的動作量)的升程量傳感器60、以及用於檢測發動機冷卻液的溫度(冷卻 液溫度THW)的溫度傳感器62。此外，提供空燃比傳感器64，所述空燃比 傳感器64設在排氣通路28的相對於排氣流動方向位於排氣淨化催化劑34上 遊(以下簡稱為"上遊側，，)的區域內以輸出與排氣中的氧濃度對應的信 號。還提供氧傳感器66等，該氧傳感器66設在排氣通路28的相對於排氣流 動方向位於排氣淨化催化劑34下遊(以下簡稱為"下遊側")的區域內以 輸出與排氣中的氧濃度對應的信號。
如圖3所示，內燃發動機10具有四個氣缸#1、 #2、 #3和#4。所有氣 缸#1、 #2、 #3和#4共用的空燃比傳感器64設在從各氣缸#1至#4^ 伸的排氣通路28的合流區域(排氣歧管)內。
空燃比傳感器64是已知的限流式氧傳感器。此限流式氧傳感器是其檢 測部配備有稱為擴散控制層的陶瓷層的濃差電池式氧傳感器，以獲得與排 氣中的氧濃度對應的輸出電流。當與排氣中的氧濃度密切相關的混合氣的 空燃比等於理論空燃比時，空燃比傳感器64的輸出電流為"0"。輸出電流 在混合氣的空燃比變濃時向負方向增大，而在混合氣的空燃比變稀時向正 方向增大。由此，可基於此空燃比傳感器64的輸出信號檢測混合氣的空燃 比的濃稀度。
氧傳感器66是已知的濃差電池式氧傳感器。在排氣中的氧濃度等於當 混合氣的空燃比濃於理論空燃比時的濃度的情況下，濃差電池式氧傳感器 獲得約1V的輸出電壓，而在排氣中的氧濃度等於當混合氣的空燃比稀於理 論空燃比濃時的濃度的情況下，該濃差電池式氧傳感器獲得約OV的輸出電 壓。在排氣中的氧濃度等於當混合氣的空燃比在理論空燃比附近時的濃度 的情況下，濃差電池式氧傳感器的輸出電壓大幅地變化。由此，可基於氧 傳感器66的輸出信號檢測排氣淨化催化劑34下遊的排氣是否具有與稀或濃 對應的性狀。
此氧傳感器66設在排氣淨化催化劑34的下遊，以監視該排氣淨化催化 劑34中的排氣淨化操作的狀態。也就是說，當排氣淨化催化劑34內進行還 原操作以向排氣中放出氧時，氧傳感器66的輸出信號表現為與稀對應的值。另一方面，當排氣淨化催化劑34內進行氧化操作以消耗排氣中的氧時，氧 傳感器66的輸出信號表現為與濃對應的值。基於氧傳感器66的檢測結果， 監視排氣淨化催化劑34中的排氣淨化操作的狀態。
依據本發明此實施例的裝置配備有由例如微型計算機構成的電子控制 單元50。此電子控制單元50獲取各傳感器的檢測信號、進行各種計算、並 基於計算結果執行各種控制例如節氣門電機16的驅動控制(節氣門控制)、 燃料噴射閥20的驅動控制(燃料噴射控制)、致動器44的驅動控制(升程 量改變控制)等。
在本發明的此實施例中，經由節氣門控制和升程量改變控制的協作控 制如下調節被吸入燃燒室18內的空氣量(缸內進氣量)。也就是說，基於 加速器踏板36的下壓量AC和發動機轉速NE計算缸內進氣量的控制目標值 (目標缸內進氣量Tga)。這樣實行節氣門控制和升程量改變控制，使目 標缸內進氣量Tga與實際缸內進氣量一致。在實行節氣門控制和升程量改 變控制時，當內燃發動機10的預熱還未完成(更具體地，冷卻液溫度THW 預定溫度) 時，改變節氣門開度TA和升程量VL兩者來調節缸內進氣量。此情況下， 進氣門30的升程量VL和節氣門開度TA基本上被設定為隨著適於內燃發動 機10的運轉狀態的缸內進氣量(後述的推定缸內進氣量Vga)減小而變小。
在本發明的此實施例中，經由燃料噴射控制按照與推定缸內進氣量 Vga對應的方式調節燃料噴射量。以下將說明此燃料噴射控制。圖4和5兩 者是示出與燃料噴射控制有關的處理的具體處理程序的流程圖。這些流程 圖中示出的一系列處理作為預定周期上的處理由電子控制單元50實行。
如圖4所示，此處理中首先，基於通路進氣量GA等計算推定缸內進氣 量Vga，並基於該推定缸內進氣量Vga計算基本噴射量Qbse (步驟SIOI)。 此基本噴射量Qbse是與燃料噴射控制中的預期控制量對應的值。對於推定
15缸內進氣量Vga，計算燃燒室18中燃燒的混合氣的空燃比等於理論空燃比 的燃料噴射量作為基本噴射量Qbse 。
基於升程量VL計算乖離量修正值Kvla (步驟S102 )。以下將說明此乖 離量修正值Kvla的具體計算方式和計算此乖離量修正值Kvla的作用。
然後，判斷主反饋控制(基於空燃比傳感器64的輸出值的燃料噴射量 指令值的反饋控制)的實行條件是否成立(步驟S103)。此情況中，當以 下兩條件都成立時，即當內燃發動機10的預熱已完成且空燃比傳感器64被 充分活化時，判定前述實行條件成立。
當前述實行條件不成立時(步驟S103:否)，計算基本噴射量Qbse加 上乖離量修正值Kvla獲得的值(=Qbse+Kvla)作為燃料噴射量指令值(目 標噴射量Tq)(步驟S104)。其後，本處理暫時終止。此情況中，目標噴 射量Tq基於發動機運轉狀態經由預期控制設定。然後，通過驅動燃料噴射 閥20以噴射數量等於目標噴射量Tq的燃料來使混合氣的空燃比接近理論 空燃比。
另一方面，當前述實行條件成立時(步驟S103:是)，利用空燃比傳 感器64檢測混合氣的實際空燃比，並基於實際空燃比與目標空燃比(此情 況中為理論空燃比)的偏差計算基本修正量a (步驟S105)。計算此基本 t^正量a作為一種隨前述偏差增大而增大的量。
當空燃比傳感器64檢出的空燃比稀時(步驟S106:是)，基本修正量 a被設定為主反饋修正量MFB (步驟S107)。另一方面，當空燃比傳感器 64檢出的空燃比濃時(步驟S106:否)，基本修正量a乘以"-1.0"獲得的 值(-a)被設定為主反饋修正量MFB (步驟S108)。
在由此設定主反饋修正量MFB後，如圖5所示判斷副反饋控制(基於 氧傳感器66的輸出值的目標噴射量Tq的反饋控制)的實行條件是否成立 (步驟S109)。此情況中，當以下兩條件都成立時，即當排氣淨化催化劑 34被充分活化且氧傳感器66被充分活化時，判定前述實行條件成立。
當前述實行條件不成立時(步驟S109:否)，計算基本噴射量Qbse加 上乖離量修正值Kvla和主反饋修正量MFB獲得的值作為目標噴射量Tq(=Qbse+Kvla+MFB )(步驟S110)。其後，本處理暫時終止。此情況中， 目標噴射量Tq經由預期控制和主反饋控制設定。
當燃燒發生在理論空燃比附近時，排氣淨化催化劑34實行排氣中HC 和CO的氧化操作和排氣中NOx的還原操作以淨化排氣。排氣淨化催化劑34 特別在混合氣的空燃比位於理論空燃比附近的狹窄範圍(高效帶)內有效 地淨化排氣中的所有主要有害成分(HC, CO， NOx)。由此，為使排氣 淨化催化劑34有效地起作用，需要嚴格調節混合氣的空燃比至位於前述高 效帶的中心。當副反饋控制的實行條件不成立時(步驟S109:否)，經由 主反饋控制調節燃料噴射量以使實際空燃比與目標空燃比一致。
另一方面，當副反饋控制的實行條件成立時(步驟S109:是)，判斷 氧傳感器66的輸出信號是否表現為指示稀的值(步驟S112)。然後，當氧 傳感器66的輸出信號表現為指示稀的值時(步驟S112:是)，所儲存的副 反饋修正量SFB加上定值p獲得的值(SFB+p)被設定為新副反饋修正量 SFB,以使副反饋修正量SFB逐漸增大(步驟S113)。另一方面，當氧傳 感器66的輸出信號表現為指示濃的值時(步驟S112:否)，所儲存的副反 饋修正量SFB減去定值卩獲得的值(SFB-p )被設定為新副反饋修正量SFB， 以使副反饋修正量SFB逐漸減小(步驟S114)。
在由此設定副反饋^"正量SFB後，計算基本噴射量Qbse加上乖離量修 正值Kvla、主反饋修正量MFB和副反饋修正量SFB獲得的值作為目標噴射 量Tq ( =Qbse+Kvla+MFB+SFB )(步驟S115)。因而，此情況下(步驟 S109:是)，目標噴射量Tq經由預期控制、主反饋控制和副反饋控制設定。 由此，除了經由主反饋控制按照使實際空燃比與目標空燃比一致的方式調 節燃料噴射量以外，還經由副反饋控制依據排氣淨化催化劑34的實際淨化 狀態調節燃料噴射量。結果，排氣淨化催化劑34適當地實行淨化操作。
然後，實行後述的學習處理(步驟S116)。其後，本處理暫時終止。 出於以下理由實4亍前述學習處理。
內燃發動機10中，由於升程量改變機構12的個體差異、老化或安裝誤 差、進氣門30上沉積物的附著等，進氣通路12與燃燒室18之間連通區域的通路面積不同於其基準面積。因此，即便按照同一方式調節進氣門30的升 程量VL，實際缸內進氣量也與在前述通路面積等於其基準面積情況下的缸 內進氣量不一致。在本發明的此實施例中，由此通路面積的差異導致的缸 內進氣量的變化主要經由前述空燃比的調節來補償。
在前迷通路面積不同於其基準面積的情況下，由此差異導致的缸內進 氣量的變化依據升程量改變機構42的作動狀態(升程量VL )而極大地不同。 以下將說明此現象的原因。
圖6示出進氣門30的升程量VL與前述通路面積之間的關係。圖6中，實 線指示在前述通路面積與其基準面積一致的狀態(基準狀態)下上述關係 的一例，點劃線指示在前述通路面積小於其基準面積的情況下上述關係的 一例，以及雙點劃線指示在前述通路面積大於其基準面積的情況下上述關 系的一例。
在本發明的此實施例中，缸內進氣量通過改變進氣門30的升程量VL來 調節。因此，在內燃發動機10低負載運轉例如該內燃發動機10怠速運轉時， 升程量VL被設定得小且前述通路面積相當小。如自圖6顯而易見的，隨著 升程量VL被設定得越小，前述通路面積相對於其基準面積的差AS與全體通 路面積的比就越大。因此，在前述通路面積不同於其基準面積的情況下， 隨著進氣門30的升程量VL減小，此差異的影響就越顯著地出現。更具體地， 隨著進氣門30的升程量VL減小，缸內進氣量的變化程度增大。因此，如圖 7所示，在前述通路面積小(圖7中的單點劃線)的情況下或前述通路面積 大(圖7中的雙點劃線)的情況中的任何一種情況下，空燃比的前述變化大。
在本發明的此實施例中，進氣門30的升程量VL依據每時的發動機運轉 狀態而頻繁地變化。因此，空燃比的前述變化也隨著此升程量VL的變化而 頻繁地變化。由此，即便在簡單地實行基於主反饋修正量MFB的主反饋控 制或基於副反饋修正量SFB的副反饋控制時，也不能追隨此空燃比的頻繁 變化並充分地補償該變化。
因此，在本發明的此實施例中，經由前述學習處理(圖5中的步驟S116) 學習副反饋修正量SFB相對於其基準值(更具體地，"0")的乖離量與進氣門30的升程量VL之間的關係。然後，基於升程量VL由所學習的關係計 算出乖離量4務正量Kvla (圖4中的步驟S102 )，並利用該乖離量修正值Kva 修正目標噴射量Tq (步驟S104，以及圖5中的步驟S110和S115)。本發明 的此學習處理可^jf作學習單元，圖4的步驟S102和S104的處理以及圖5的 步驟S110和S115的處理可被看作修正單元。
以下將具體的說明前述學習處理。圖8是示出學習處理的具體處理程序 的流程圖。此流程圖中所示的一系列處理作為預定周期上的處理由電子控 制單元50實行。
如圖8所示，此處理中首先，判斷學習條件是否成立(步驟S201)。此
情況中，當不伴隨急加速或急減速的穩定的發動才;iit轉狀態已持續預定時
間時，判定學習條件成立。
當學習條件成立時(步驟S201:是)，實行前述乖離量的學習處理(步 驟S202至S209)。在這些處理中，當進氣門30的升程量VL等於大升程量側 上的控制極限升程量(上限升程量VLmax)或者小升程量側上的控制極限 升程量(下限升程量VLmin )時，學習前述乖離量。此情況中，上限升程 量VLmax和下限升程量VLmin可被看作本發明的多個設定的升程量區域。 上限升程量VLmax和下限升程量VLmin中的一者可被看作第一特定升程 量，而另一者可被看作第二特定升程量。
更具體地，當進氣門30的升程量VL等於上限升程量VLmax時(步驟 S202:是)，將此時儲存的乖離量學習值GKlg加上副反饋修正量SFB獲得 的值(GKIg+SFB)儲存為新乖離量學習值GKlg (步驟S203)。其後，將 副反饋修正量重置為"0"(步驟S204),並接通A標識(步驟S205) 。 A 標識在乖離量學習值GKlg被學習時接通(ON)，且在儲存於電子控制單 元50中的包括乖離量學習值GKlg在內的各值被分別重置為它們的初始值 時例如在電子控制單元50的電力供給由於更換電池而暫時停止時切斷。
另一方面，當進氣門30的升程量VL等於下限升程量VLmin時(步驟 S202:否，且步驟S206:是)，將此時儲存的乖離量學習值GKsm加上副 反饋修正量SFB獲得的值(GKsm+SFB )儲存為新乖離量學習值GKsm (步
19驟S207)。其後，將副反饋修正量重置為"0"(步驟S208),並接通B標 識(步驟S209) 。 B標識在乖離量學習值GKsm被學習時接通，且在儲存於 電子控制單元50中的包括乖離量學習值GKsm在內的M被分別重置為它 們的初始值時切斷。儲存於電子控制單元50中的包括乖離量學習值GKsm 在內的^i例如在電子控制單元50的電力供給由於更換電池而暫時停止時 被分別重置為它們的初始值。
另一方面，當進氣門30的升程量VL既不等於上限升程量VLmax，又 不等於下限升程量VLmin時(步驟S202:否，且步驟S206:否)，不實行 步驟S203至S205的處理和步驟S207至S209的處理。也就是說，不學習乖離 量學習值GKlg和乖離量學習值GKsm。當學習條件不成立時(步驟S201: 否)，也不學習乖離量學習值GKlg和乖離量學習值GKsm。
前述乖離量修正值Kvla的計算處理(圖4的步驟S102)基於經由前述 學習處理學習的乖離量學習值GKlg和乖離量學習值GKsm如下實行。
圖9示出進氣門30的升程量VL、乖離量學習值GKlg、乖離量學習值 GKsm和乖離量修正值Kvla之間的關係的一例。如圖9所示，乖離量修正值 Kvla基本上被計算作為一種隨升程量VL減小而增大的值。更具體地，如下 計算出乖離量修正值Kvla。當升程量VL等於下限升程量VLmin (VI^Vmin)時，計算乖離量學習值GKsm作為乖離量修正值Kvla。當升 程量VL在小於上限升程量VLmax且大於下限升程量VLmin的範圍內時 (VLmin<VL<VLmax )，基於升程量VLmax和VLmin與升程量VL之間的 關係經由插補乖離量學習值GKlg和乖離離量學習值GKsm來計算乖離量 修正值Kvla。更具體地，經由預設的換算係數Kl計算此乖離量修正值Kvla 作為一種滿足以下關係式的值。依據升程量VL將換算係數K1設定為等於 或小於"1.0"的正值。
Kvla=GKlg+{(GKsm-GKlg) x Kl(VL-VLmax)/(VLmin-VLmax)}
當升程量VL等於上限升程量VLmax時(VL=VLmax )，計算乖離量 學習值GKIg作為乖離量修正值Kvla。以下將說明如上所述計算乖離量修正值Kvla的作用。在本發明的此實 施例中，乖離量修正值Kvla被計算作為一種適於每時的進氣門30的升程量 VL的值，更具體地， 一種隨著升程量VL減小而增大的值。由此，當連通 區域的通路面積不同於其基準面積時，依據副反饋修正量SFB相對於其基 準值的乖離量隨著升程量VL減小而增大的傾向來計算乖離量修正值Kvla。 利用由此計算出的乖離量修正值Kvlaf"正目標噴射量Tq。由此，儘管進氣 門30的升程量VL經由升程量變化控制而頻繁地變化，但按照可預見由升程 量VL的變化導致的空燃比變化的方式計算目標噴射量Tq以追隨該升程量 VL的變化。由此，充分地抑制升程量VL的變化對空燃比的影響量，並通 過經由主反饋控制、副反饋控制或預期控制調節燃料噴射量來準確地控制 混合氣的空燃比至預期比。
另外，副反饋修正量SFB在其每個計算周期上依據氧傳感器66的輸出 信號而增/減預定量P。因此，通過利用副反饋修正量SFB進行修正，增/減 燃料噴射量以使混合氣的空燃比變得等於預期空燃比。由此，燃料噴射量 依據排氣淨化催化劑34的淨化操作狀態而增/減。結果，有效地利用淨化操作。
依據本發明此實施例的內燃發動機10是多氣釭內燃發動機。因此，由 於燃料噴射閥20的個體差異、進氣門30上的沉積物的附著等，混合氣的空 燃比不可避免地在各氣缸之間分散。在本發明的此實施例中，被提供用於 檢測各氣缸內的混合氣的空燃比的空燃比傳感器64供所有氣缸共用。因此， 排氣與此空燃比傳感器64的鄰接狀態在各氣缸之間不同。
由此，當基於空燃比傳感器64的輸出信號按照增/減的方式修正目標噴 射量Tq時，各氣缸之間的空燃比的前述M降低了在將排氣淨化催化劑34
度。更具體地，如圖10中實線所示，在例如內燃發動機被構造成使氣釭中 的特定一個氣缸(圖10所示例中為#3)內的排氣比氣缸中的任何其它氣缸 (圖10所示例中為#1, #2和#4)內的排氣更易於鄰接空燃比傳感器64 且氣釭中的特定一個氣缸# 3內的排氣表現出與稀對應的性狀的情況下，目標噴射量Tq被向著增大的方向過度修正且混合氣的空燃比的平均值變濃。作為比較例，圖10中的單點劃線指示在空燃比傳感器64上的各氣缸的排氣鄰接狀態彼此一致的情況下各氣缸內的排氣鄰接度和混合氣的空燃比。
因此，在依椐本發明此實施例的裝置中，設在排氣淨化催化劑34下遊的氧傳感器66的輸出值與其基準值(與在混合氣的空燃比等於理論空燃比的情況下排氣的氧濃度對應的值)之間的差異且因而前述由升程量VL的變化導致的空燃比的變化很可能變大。依據本發明的此實施例，在應用於多氣缸內燃發動機10的本裝置內，可準確地控制混合氣的空燃比至預期比。
在前述燃料噴射控制中，乖離量修正值Kvla的修正量隨著進氣門30的升程量VL減小而增大的線性函數可淨皮預設為利用升程量VL、乖離量學習值GKlg、乖離量學習值GKsm、乖離量修正值Kvla和換算係數Kl限定的函數(參見圖9)。然後，學習進氣門30的升程量與乖離量之間的前述關係，以依據該進氣門30的升程量VL等於下限升程量VLmin或上限升程量VLmax時的乖離量改變函數的斜率。由此，與細微地設定升程量區域且為那些區域中的每個區域都計算前述乖離量以儲存為乖離量學習值的構造相比，可以較低的學習頻率在較廣的升程量區域上計算乖離量修正值Kvla。
在依據本發明此實施例的裝置中，如果適當的值被作為乖離量學習值GK，g和GKsm學習，則如上所述準確地控制混合氣的空燃比至預期比，並適當地抑制排氣性狀惡化。然而，當乖離量學習值GKlg和GKsm經由更換電池等而被初始化時，內燃發動機10起動後才開始實行主反饋控制和副反饋控制。另夕卜，在學習乖離量學習值GKlg和GKsm以變得等於實際值之前，排氣性狀長期惡化。
就此而言，依據本發明的此實施例，當有指示乖離量學習值GKlg已被學習的歷史而無指示乖離量學習值GKsm已被學習的歷史時，將乖離量學習值GKlg移用作乖離量學習值GKsm 。
更具體地，如圖8所示，當A標識接通(步驟S205)且B標識斷開(OFF)時(步驟S210:是)，儲存為乖離量學習值GKlg的值也淨皮儲存為乖離量學習值GKsm (步驟S211)。當B標識接通時(步驟S210:否)時，不實行步 驟S211的處理。步驟S210和S211的處理可被看作本發明的反映單元。
圖ll示出在乖離量學習值GKlg被移用作乖離量學習值GKsm的情況 下進氣門30的升程量VL、乖離量學習值GKlg、乖離量學習值GKsm和乖離 量修正值Kvla之間的關係的一例。此情況下，如圖11所示， 一定值被計算 作為乖離量修正值Kvla而與進氣門30的升程量VL無關。
以下將說明如上所述將乖離量學習值GKlg移用作乖離量學習值 GKsm的作用。在由於進氣門30的安裝誤差或進氣門30上的沉積物的附著 而導致進氣通路12與燃燒室18之間的連通區域的通路面積不同於其基準面 積的情況下，副反饋控制的修正量("乖離量修正值Kvla" + "副反饋修 正量SFB")相對於其基準值(更具體地，"0")的乖離量隨著進氣門30 的升程量VL減小而增大。因此，與當進氣門30的升程量VL等於上限升程 量VLmax時學習的乖離量學習值GKlg相比，將目標噴射量Tq修正較大量 的值被學習作為當進氣門30的升程量VL等於下限升程量VLmin時學習的 乖離量學習值GKsm (參見圖9)。由此，即便在乖離量學習值GKlg被移 用作乖離量學習值GKsm時，乖離量學習值GKsm的修正量也不太可能變得 過大。當乖離量學習值GKsm被移用作乖離量學習值GKlg時，乖離量學習 值GKIg的修正量可能變得過大。
當進氣門30的升程量VL等於上限升程量VLmax時，由於連通區域的 通路面積與其基準面積之間的差異導致的誤差量相當小。因而，此時學習 的乖離量學習值GKlg可基本補償由於除連通區域的通路面積與其基準面 積之間的差異以外的因素導致的誤差量，例如，由於燃料噴射閥20的個體 差異導致的誤差量、由於老化導致的誤差量等。因此，通過將乖離量學習 值GKlg移用作乖離量學習值GKsm，可補償由於除連通區域的通路面積與 其基準面積之間的差異以外的因素導致的誤差量而與進氣門30的升程量 VL無關。
為此，當乖離量學習值GKlg已被學習時，通過將乖離量學習值GKlg 移用作乖離量學習值GKsm,可改變該乖離量學習值GKsm以接近實際值。由此，可縮短乖離量學習值GKsm維持初始值即與實際值顯著不同的值的 時間。由此，能夠在各乖離量學習值GKlg和GKsm被學習以變得等於實際 值之前，抑制排氣性狀惡化。
當乖離量學習值GKsm還未被學習時，可預先改變該乖離量學習值 GKsm以接近實際值。因此，與乖離量學習值GKsm維持初始值而不改變的 裝置相比，能夠更早地將副反饋控制中的修正量("乖離量修正值Kvla" 十"副反饋修正量SFB")改變為實際值，並能夠在學習乖離量學習值GKsm 時更早地將該乖離量學習值GKsm改變為實際值。
如上所述，依據本發明的此實施例，獲得下述效果。(l)副反饋修正 量SFB相對於其基準值的乖離量可依據進氣門30的升程量VL來學習並用 於計算目標噴射量Tq。因此，各乖離量學習值GKlg和GKsm被學習後，在 通過利用乖離量修正值Kvla按照增/減的方式進行修正來抑制升程量改變 機構42的作動狀態的差異對空燃比的影響量的同時，調節混合氣的空燃比 至預期比。結果，抑制排氣的性狀惡化。另外，當在各乖離量學習值GKlg 和GKsm還未被學習的狀況下乖離量學習值GKlg被學習時，將該乖離量學 習值GKlg移用作乖離量學習值GKsm。由此，也可改變乖離量學習值GKsm 以接近實際值。由此，可縮短乖離量學習值GKsm維持初始值即與實際值 顯著不同的值的時間。由此，還能夠在各乖離量學習值GKlg和GKsm被學 習以變得等於實際值之前，抑制排氣性狀惡化。
(2 )僅當採用乖離量學習值的修正量不太可能變得過大時，才將已學 習的乖離量學習值移用作未學習的乖離量學習值。由此，可改變未學習的
乖離量學習值至適當值。
針對與本發明笫 一 實施例的差異說明本發明的第二實施例。
本發明的第二實施例在乖離量修正值的計算方式和學習處理的實行方 式上不同於本發明的第一實施例。在本發明的此實施例中，如圖12所示， 對於進氣門30的升程量，指定多個學習區域(區域l (VL〉VL1)，區域2 (VL1^:VL > VL2 ),區域3 ( VL2^VL 〉 VL3 )和區域4 (VL3^VL )。分 別為那些學習區域設定乖離量學習值GK (GK1， GK2， GK3和GK4)。在依據本發明此實施例的燃料噴射控制處理中，通過基於升程量VL選 擇前述多個學習區域中的一個學習區域並計算乖離量學習值GK中與所選 擇的學習區域對應的那個乖離量學習值作為乖離量修正值Kvlb來實行乖 離量修正值Kvlb的計算處理(與圖4的步驟S102對應的處理)。
基於乖離量修正值Kvlb實行目標噴射量Tq的計算處理(與圖4的步驟 S104對應的處理以及與圖5的步驟S110和S115對應的處理)。
在依據本發明此實施例的燃料噴射控制處理中，按照與依據本發明第 一實施例的燃料噴射控制處理相同的方式實行除乖離量修正值Kvlb的計 算處理和目標噴射量Tq的計算處理以外的處理。
另一方面，如下實行依據本發明此實施例的學習處理。圖13是示出依 據本發明第二實施例的學習處理的具體處理程序的流程圖。此流程圖中所 示的一系列處理作為預定周期上的處理由電子控制單元50實行。此學習處 理可被看作本發明中的學習單元。
如圖13所示，此處理中首先，判斷學習條件是否成立(步驟S301)。 此情況中，當不伴隨急加速或急減速的穩定的發動機運轉狀態已持續預定 時間時，判定學習條件成立。
當學習條件成立時(步驟S301:是)，實行乖離量學習值GK的學習 處理(步驟S302至S313 )。更具體地，當進氣門30的升程量VL位於區域1 內時(步驟S302:是)，將此時儲存的乖離量學習值GK1加上副反饋修正 量SFB獲得的值(GK1 + SFB )儲存作為新乖離量學習值GK1 (步驟S303 )， 並接通C標識(步驟S304 )。
當進氣門30的升程量VL位於區域2內時(步驟S302:否，且步驟S305: 是)，將此時儲存的乖離量學習值GK2加上副反饋修正量SFB獲得的值 (GK2 + SFB)儲存作為新乖離量學習值GK2 (步驟S306)。根據此存儲， 接通D標識(步驟S307 )。
當進氣門30的升程量VL位於區域3內時(步驟S302:否，步驟S305: 否，且步驟S308:是)，將此時儲存的乖離量學習值GK3加上副反饋修正
25量SFB獲得的值(GK3 + SFB )儲存作為新乖離量學習值GK3 (步驟S309 )。 根據此存儲，接通E標識(步驟S310)。
當進氣門30的升程量VL位於區域4內時(步驟S302:否，步驟S305: 否，且步驟S308:否)，將此時儲存的乖離量學習值GK4加上副反饋修正 量SFB獲得的值(GK4 + SFB )儲存作為新乖離量學習值GK4(步驟S311)。 根據此存儲，接通F標識(步驟S312)。
當儲存於電子控制單元50中的包括乖離量學習值GK在內的M被重 置為初始值時例如當電子控制單元50的電力供給由於更換電池而暫時停止 時，C標識、D標識、E標識和F標識都切斷。在本發明的此實施例中，基 於各標識(C標識、D標識、E標識和F標識)的轉換狀態判斷是否有指示 乖離量學習值GK (GK1， GK2， GK3和GK4)中的對應一個乖離量學習
值已被學習的歷史。更具體地，響應於標識中的特定一個標識的接通，判 斷有指示與那個標識對應的乖離量學習值已被學習的歷史，以及響應於標
識中的特定一個標識的切斷，判斷沒有指示與那個標識對應的乖離量學習 值已被學習的歷史。C標識、D標識、E標識和F標識分別對應於乖離量學 習值GKl, GK2， GK3和GK4。
當多個區域中的一個區域內的乖離量學習值GIOf皮如上所述學習/儲存 時，將副反饋修正量重置為"0"(步驟S313)並實行後述的反映處理(步 驟S314)。其後，本處理暫時終止。
當學習條件不成立時(步驟S301:否)，不實行乖離量學習值GK的 學習處理(步驟S302至S313 ),而實行前述反映處理(步驟S314)。其後， 本處理暫時終止。
以下將說明實行包括如上所述學習處理的依據本發明此實施例的燃料 噴射控制處理的作用。在依據本發明此實施例的燃料噴射控制中，學習副 反饋修正量SFB相對於其基準值的乖離量與進氣門30的升程量VL之間的 關係，並由所學習的關係基於升程量VL計算乖離量修正值Kvlb。更具體地， 對於進氣門30的升程量VL，設定多個學習區域(區域1至4),並分別學習 /儲存那些區域的乖離量學習值GK (GK1, GK2, GK3和GK4)。然後，
26基於升程量VL選擇多個區域1至4中的一個區域，並計算乖離量學習值GK 中與所選擇的學習區域對應的那個乖離量學習值作為乖離量修正值Kvlb。
由此，這樣一值被計算作為乖離量修正值Kvlb,此值與當連通區域的 通路面積不同於其基準面積時副反饋修正量SFB相對於其基準值的乖離量 隨著升程量VL減小而增大的傾向對應，更具體地，此值將目標噴射量Tq 修正為隨著升程量VL減小而增大的值。然後，利用由此算出的乖離量修正 值Kvlb修正目標噴射量Tq。
由此，儘管進氣門30的升程量VL經由升程量改變控制而頻繁地變化， 但按照可預見由升程量VL的變化導致的空燃比的變化的方式計算目標噴 射量Tq以追隨升程量VL的變化。由此，充分地抑制升程量VL的變化對空 燃比的影響量，並通過依據主反饋控制、副反饋控制或預期控制調節燃料 噴射量來準確地控制混合氣的空燃比至預期比。
在依據本發明此實施例的裝置中，如果適當值被學習作為各乖離量學 習值GK1至GK4，則如上所述準確地控制混合氣的空燃比至預期比，並適 當地抑制排氣性狀惡化。然而，當各乖離量學習值GK1至GK4經由更換電 池等而被初始化時，內燃發動機10起動後才開始實行主反饋控制和副反饋 控制。另外，在學習各乖離量學習值GK1至GK4以變得等於實際值之前， 排氣性狀長期惡化。
就此而言，依據本發明的此實施例，當有指示升程量區域中的特定一 個區域的乖離量學習值已被學習的歷史而無指示升程量區域中的另外一個 區域的乖離量學習值已被學習的歷史時，將升程量區域中的特定一個區域 的乖離量學習值移用作升程量區域中的另外一個區域的乖離量學習值。在
升程量區域中的無指示乖離量學習值已被學習的歷史的一個區域相對於升 程量區域中的有指示乖離量學習值已被學習的歷史的一個區域位於小升程 量側上的條件下，執行乖離量學習值的移用。在本發明的此實施例中，經 由前述移用處理(圖13的步驟S314)實行如上所述的用於移用乖離量學習 值的一系列處理。前述移用處理被看作本發明的反映單元。以下將參照圖14針對每種狀況說明在執行前述乖離量學習值的移用的 情況下具體的移用方式。在區域1的乖離量學習值GK1已學習(C標識接通) 而區域2至4的乖離量學習值GK2至GK4還未學習(D標識、E標識和F標識 切斷)的〈狀況i〉下，將乖離量學習值GK1移用作各乖離量學習值GK2 至GK4。在區域1和2的乖離量學習值GK1和GK2已學習(C標識和D標識 接通)而區域3和4的乖離量學習值GK3和GK4還未學習(E標識和F標識切 斷)的〈狀況ii〉下，將乖離量學習值GK2移用作各乖離量學習值GK3和 GK4。在區域1至3的乖離量學習值GK1， GK2和GK3已學習(C標識，D 標識和E標識4妻通)而區域4的乖離量學習值GK4還未學習(F標識切斷) 的〈狀況iii〉下，將乖離量學習值GK3移用作各乖離量學習值GK4。在區 域l， 2和4的乖離量學習值GK1， GK2和GK4已學習(C標識，D標識和F 標識接通)而區域3的乖離量學習值GK3還未學習(E標識切斷)的<狀況 iv〉下，將乖離量學習值GK2移用作各乖離量學習值GK3。在區域1和3的 乖離量學習值GK1和GK3已學習(C標識和E標識接通)而區域2和4的乖離 量學習值GK2和GK4還未學習(D標識和F標識切斷)的〈狀況v〉下，將 乖離量學習值GK1移用作各乖離量學習值GK2且將乖離量學習值GK3移 用作各乖離量學習值GK4。在區域1和4的乖離量學習值GK1和GK4已學習 (C標識和F標識接通)而區域2和3的乖離量學習值GK2和GK3還未學習 (D標識和E標識切斷)的〈狀況vi〉下，將乖離量學習值GK1移用作各乖 離量學習值GK2和GK3。在區域l， 3和4的乖離量學習值GK1， GK3和GK4 已學習(C標識，E標識和F標識接通)而區域2的乖離量學習值GK2還未學 習(D標識切斷)的〈狀況vii〉下，將乖離量學習值GK1移用作各乖離量 學習值GK2。
本發明的此實施例中，在除前述〈狀況i至vii〉以外的狀況下，例如在 有指示所有各乖離量學習值GK1至GK4都已學習的狀況< viii 〉下，不移用 任何乖離量學習值。
以下將說明如上所述移用乖離量學習值的作用。在由於進氣門30的安 裝誤差或進氣門30上的沉積物的附著而導致進氣通路12與燃燒室18之間的連通區域的通路面積不同於其基準面積的情況下，副反饋控制的修正量
("乖離量修正值Kvlb" + "副反饋修正量SFB")相對於其基準值(更具 體地，"0")的乖離量隨著進氣門30的升程量VL減小而增大。
因此，利用#皮作為乖離量學習值學習的值修正的目標噴射量Tq隨著學 習區域移向小升程量側而增大。由此，即4更將大升程量側上的升程量區域 的乖離量學習值移用作小升程量側上的升程量區域的乖離量學習值，採用 小升程量側上的升程量區域的乖離量學習值的修正量也不太可能變得過 大。當將小升程量側上的升程量區域的乖離量學習值移用作大升程量側上 的升程量區域的乖離量學習值，採用大升程量側上的升程量區域的乖離量 學習值的修正量可能變得過大。
在本發明的此實施例中，當有指示乖離量學習值中的特定一個乖離量 學習值(以下"G，，)已學習的歷史而無指示乖離量學習值中的另一個乖 離量學習值(以下"H")已學習的歷史，則在同乖離量學習值H對應的升 程量區域相對於同乖離量學習值G對應的升程量區域位於小升程量側上的 條件下，將乖離量學習值G移用作乖離量學習值H。由此，可改變未學習的 乖離量學習值H以接近實際值。由此，可縮短乖離量學習值GK1至GK4之 一維持初始值即與實際值顯著不同的值的時間。由此，能夠在所有乖離量 學習值GK1至GK4被學習以變得等於實際值之前，抑制排氣性狀惡化。
可預先改變未學習的乖離量學習值H以接近實際值。因此，與乖離量 學習值H維持初始值而不改變的裝置相比，能更早地將副反饋控制中的修 正量("乖離量修正值Kvlb" + "副反饋修正量SFB")改變為實際值，並 能在學習乖離量學習值H時更早地將該乖離量學習值H改變為實際值。
如上所述，依據本發明的此實施例，獲得下述效果。(l)副反饋修正 量SFB相對於其基準值的乖離量可依據進氣門30的升程量VL來學習並用 於計算目標噴射量Tq。因此，各乖離量學習值GK1至GK4被學習後，在通 過利用乖離量修正值Kvlb按照增/減的方式進行修正來抑制升程量改變機 構42的作動狀態的差異對空燃比的影響量的同時，調節混合氣的空燃比至 預期比。結果，抑制排氣的性狀惡化。另外，即便在所有乖離量學習值GK1至GK4還未^t學習的情況下，當有指示乖離量學習值中的特定一個乖離量 學習值G已學習的歷史而無指示乖離量學習值中的另一個乖離量學習值H 已學習的歷史時，將該乖離量學習值G移用作乖離量學習值H。由此，也可 改變乖離量學習值H以接近實際值。由此，可縮短乖離量學習值GK1至GK4 維持初始值即與實際值顯著不同的值的時間。由此，還能夠在所有乖離量 學習值GK1至GK4被學習以變得等於實際值之前，抑制排氣性狀的惡化。
(2 )僅當採用乖離量學習值的修正量不太可能變得過大時，才將已學 習的乖離量學習值G移用作未學習的乖離量學習值H。由此，可改變乖離量 學習值G至適當值。
在本發明的第一實施例中，也可如以下在(ix)和(x)中所述的那樣計算 乖離量修正值。
(ix)圖15示出進氣門30的升程量VL與乖離量修正值Kvlc之間的關係的 一例。由圖15計算多個特定升程量(VLcl(=VLmax), VLc2, VLc3，... VLcn(=VLmin))。分別學習當進氣門30的升程量VL等於多個特定升程量 時的乖離量作為乖離量學習值GKc (GKcl, GKc2, GKc3，…GKcn)。 圖15示出了設定八個特定升程量VLcl至VLc8的一例。當升程量VL等於多 個特定升^f呈量中的一個升程量時，與特定升程量中的那個升^E量對應的乖 離量學習值GKc被計算作為乖離量修正值Kvlc。另一方面，當升程量VL不 等於多個特定升程量中的任一升程量時，經由對與特定升程量中將每時的 升程量VL夾於其間的那兩個特定升程量對應的兩個乖離量學習值進行線 性插補，基於升程量VL與特定升程量中將升程量VL夾於其間的那兩個特 定升程量之間的關係，計算乖離量修正值Kvlc。
在採用此構造的裝置中，在與乖離量學習值中的特定一個乖離量學習 值(以下"K")對應的特定升程量相對於與乖離量學習值中的另一乖離 量學習值(以下"J，，)對應的特定升程量位於小升程量側上的條件下，將 乖離量學習值中的另一乖離量學習值J移用作乖離量學習值中的特定一個 乖離量學習值K。(x)圖16示出進氣門30的升程量VL與乖離量修正值Kvld之間的關係的 一例。如圖16所示，當升程量VL等於上限升程量VLmax時，乖離量學習 值GKlg被計算作為乖離量修正值Kvld。另一方面，當升程量VL等於下限 升程量VLmin時，乖離量學習值GKsm被計算作為乖離量修正值Kvld，如 圖16所示。當升程量VL既不等於上限升程量VLmax，也不等於下限升程 量VLmin時，基於升程量VL、上限升程量VLmax和下限升程量VLmin之 間在各時的關係經由對乖離量學習值GKlg和GKsm進行線性插補來計算 乖離量修正值Kvld。在本發明的第一實施例中，取代學習當進氣門30的升程量VL等於下限 升程量VLmin時的乖離量，可學習當進氣門30的升程量VL等於除下限升程 量VLmin以外的升程量例如略大於下限升程量VLmin的升程量(特定升程 量)時的乖離量。取代學習當進氣門30的升程量VL等於上限升程量VLmax 時的乖離量，可學習當進氣門30的升程量VL等於除上限升程量VLmax以 外的升程量例如略小於上限升程量VLmax的升程量(特定升程量)時的乖 離量。在此構造中，採用外插法作為插補方法在升程量VL小於小升程量側 上的前述特定量的區域內或者在升程量VL大於大升程量側上的前述特定 升程量的區域內計算乖離量修正值。在本發明的第一實施例中，基於上限升程量VLmax、下限升程量 VLmin和升程量VL之間的關係經由對各乖離量學習值GKlg和GKsm進行 插補來計算乖離量修正值。代替此計算，也可預設一種限定升程量VL與乖 離量修正值之間的關係的映射圖，並基於升程量VL由該映射圖計算乖離量 修正值。在此構造中，當乖離量學習值GKlg (或GKsm)被學習時，依據 此學習，改變被儲存於前述映射圖中的^i為適合乖離量學習值GKlg (或 GKsm)的值。本發明的第二實施例中，在除〈狀況i至vii〉以外的狀況下，例如，當 區域1的乖離量學習值GK1還未學習時，可移用乖離量學習值。在乖離量學 習值G4皮移用作乖離量學習值H的情況下，同乖離量學習值H對應的升程量 區域相對於同乖離量學習值G對應的升程量區域位於小升程量側上足以。31移用作未學習的乖離量學習值(以下"M")，也可將乖離量學習值L的 學習結果反映在乖離量學習值M上。詳細的，可儲存通過改變乖離量學習 值L而獲得的值作為乖離量學習值M，以與由連通區域的通路面積與其基 準面積之間的差異導致的誤差量隨著進氣門30的升程量VL減小而增大的 傾向一致。更具體地，可將乖離量學習值L的學習結果反映在乖離量學習 值M上，以使得採用乖離量學習值的修正量隨著乖離量學習值移向小升程 量側而增大。採用此適當變更的構造，本發明的各實施例也可應用於這樣一種裝置， 在該裝置中，學習主反饋修正量MFB相對於其基準值的乖離量與進氣門30 的升程量VL之間的關係。此情況下，還可省略與副反饋修正有關的處理和 氧傳感器66。本發明也可應用於具有一個、兩個或三個氣缸的內燃發動機，或者具 有五個或更多氣缸的內燃發動機。儘管已參照示範實施例對本發明進行了說明，但應理解的是本發明不 限於所述的實施例或構造。相反，本發明旨在涵蓋各種變形和等同的布置。包括更i、 '、 -圍內。
權利要求
1.一種用於內燃發動機的空燃比控制裝置，所述內燃發動機包括用於改變進氣門的升程量的升程量改變機構和用於輸出與排氣中的氧濃度對應的信號的傳感器，並通過利用基於所述傳感器的輸出值計算出的修正量的反饋控制來設定燃料噴射量指令值，所述空燃比控制裝置包括學習單元，所述學習單元對多個設定的升程量區域分別學習所述修正量相對於其基準值的乖離量作為乖離量學習值；修正單元，所述修正單元基於由所述學習單元學習的各乖離量學習值和所述進氣門的所述升程量計算乖離量修正值，並利用所計算出的乖離量修正值以增/減的方式修正所述燃料噴射量指令值；以及反映單元，如果有指示所述多個設定的升程量區域中的特定一個區域的所述乖離量學習值已被學習的歷史而無指示所述多個設定的升程量區域中的另一個區域的所述乖離量學習值已被學習的歷史，則所述反映單元將所述多個設定的升程量區域中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值的學習結果反映在所述多個設定的升程量區域中的所述另一個區域的所述乖離量學習值上。
2. 根據權利要求l所述的空燃比控制裝置，其中，如果所述多個設定 的升程量區域中的另一個區域的升程量小於所述多個設定的升程量區域中 的所迷特定一個區域的所述升程量，則所述反映單元將所迷多個設定的升 程量區域中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值用作所述多個設定的 升程量區域中的所述另一個區域的所述乖離量學習值。
3. 根據權利要求l所述的空燃比控制裝置，其中，隨著所述多個設定 的升程量區域中的所述另一個區域相對於所述多個設定的升程量區域中的 所述特定一個區域越靠向小升程量側，所述反映單元就越增大所述多個設 定的升程量區域中的所述另一個區域的所述乖離量學習值到超過所迷多個 設定的升程量區域中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值。
4. 根椐權利要求1至3中任一項所述的空燃比控制裝置，其中，所述內 燃發動機具有帶有排氣淨化催化劑的排氣通路，以及所述傳感器相對於排氣流動的方向設置在所述排氣通路中的所述排氣 淨化催化劑的下遊。
5. 根據權利要求4所述的空燃比控制裝置，其中，除了相對於所述排器以外，所述內燃發動機還包括用於輸出與排氣中的氧濃度對應的信號的 另一傳感器，所述另一傳感器相對於所述排氣流動的方向位於所述排氣通 路中的所迷排氣淨化催化劑的上遊，所述空燃比控制裝置根據所述反饋控 制的實行基於所述位於上遊的傳感器的輸出值以增/減的方式修正所述燃 料噴射量指令值。
6. 根據權利要求5所述的空燃比控制裝置，其中，所述內燃發動機是 多氣缸內燃發動機，以及所述位於上遊的傳感器被提供為供所述內燃發動機的所有氣缸共用的 單個傳感器。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的空燃比控制裝置，其中，所述多 個設定的升程量區域包括第一特定升程量和第二特定升程量，以及所述^務正單元通過基於所述第一和第二特定升程量與所述進氣門的所述升程量之間的關係對所述第一特定升程量和所述第二特定升程量分別插 補所學習的所述乖離量學習值來計算所述乖離量修正值。
8. 根據權利要求7所述的空燃比控制裝置，其中，所述第一特定升程 量是大升程量側的控制極限升程量，以及所述第二特定升程量是小升程量側的控制極限升程量。
9. 根據權利要求7所述的空燃比控制裝置，其中，所述乖離量學習值 是利用線性插補法插補的。
10. 根據權利要求7所述的空燃比控制裝置，其中，所述乖離量學習值 是利用限定升程量與乖離量修正值之間關係的映射圖插補的。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的空燃比控制裝置，其中，所述修正單元基於所述進氣門的所述升程量選擇所述多個設定的升程量區域中 的一個區域，並計算所述乖離量學習值中與所選擇的那一個區域對應的那 個乖離量學習值作為所述乖離量修正值。
12. —種用於內燃發動機的空燃比控制方法，所述內燃發動機包括用於改變進氣門的升程量的升程量改變機構和用於輸出與排氣中的氧濃度對應的信號的傳感器，並通過利用基於所述傳感器的輸出值計算出的修正量的反饋控制來設定燃料噴射量指令值，所述空燃比控制方法包括對多個設定的升程量區域分別學習所述〗務正量相對於其基準值的乖離 量作為乖離量學習值；基於所述乖離量學習值和所述進氣門的所述升程量計算乖離量修正 值，並利用所計算出的乖離量修正值以增/減的方式修正所述燃料噴射量指 令值；以及當有指示所述多個設定的升程量區域中的特定一個區域的所述乖離量 學習值已被學習的歷史而無指示所述多個設定的升程量區域中的另 一個區 域的所述乖離量學習值已被學習的歷史時，將所述多個設定的升程量區域 中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值的學習結果反映在所述多個設 定的升程量區域中的所述另一個區域的所述乖離量學習值上。
13. 根據權利要求12所述的空燃比控制方法，其中，通過當所述多個 設定的升程量區域中的所述另 一個區域相對於所述多個設定的升程量區域 中的所述特定一個區域位於小升程量側時，將所述多個設定的升程量區域 中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值用作所述多個設定的升程量區 域中的所述另 一個區域的所述乖離量學習值，而將所述多個設定的升程量 區域中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值的學習結果反映在所述多 個設定的升程量區域中的所述另一個區域的所述乖離量學習值上。
14. 根據權利要求12所述的空燃比控制方法，其中，通過隨著所述多 個設定的升程量區域中的所述另一個區域相對於所述多個設定的升程量區 域中的所述特定一個區域越靠向小升程量側而使所述多個設定的升程量區域中的所述另 一個區域的所述乖離量學習值越大於所述多個^:定的升程量 區域中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值，來將所述多個設定的升 程量區域中的所述特定一個區域的所述乖離量學習值的學習結果反映在所 述多個設定的升程量區域中的所述另一個區域的所述乖離量學習值上。
全文摘要
本發明涉及空燃比控制裝置，包括學習單元(S116)，該學習單元對多個設定的升程量區域分別學習修正量相對於其基準值的乖離量作為乖離量學習值(GKlg，GKsm)；修正單元(S102，S104，S105，S115)，該修正單元計算乖離量修正值並修正燃料噴射量指令值；以及反映單元(S210，S211，S314)，當有指示多個設定的升程量區域中的特定一個區域的乖離量學習值已被學習的歷史而無指示該多個設定的升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值已被學習的歷史時，所述反映單元將多個設定的升程量區域中的特定一個區域的乖離量學習值的學習結果反映在該多個設定的升程量區域中的另一個區域的乖離量學習值上。
文檔編號F02D41/14GK101680373SQ200880020345
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月13日 優先權日2007年6月15日
發明者巖橋和裕, 森田裕士 申請人:豐田自動車株式會社