JP3064782B2 - Control method for lean burn engine - Google Patents

Control method for lean burn engine

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JP3064782B2
JP3064782B2 JP5338538A JP33853893A JP3064782B2 JP 3064782 B2 JP3064782 B2 JP 3064782B2 JP 5338538 A JP5338538 A JP 5338538A JP 33853893 A JP33853893 A JP 33853893A JP 3064782 B2 JP3064782 B2 JP 3064782B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、希薄燃焼エンジンの制
御方法に関し、特に、エンジン出力の変動および窒素酸
化物の発生を抑制しつつエンジンのストイキオ運転とリ
ーン運転との間での切換えを簡易な制御システムにより
行える希薄燃焼エンジンの制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for a lean burn engine, and more particularly, to a method for easily switching an engine between a stoichiometric operation and a lean operation while suppressing fluctuations in engine output and generation of nitrogen oxides. The present invention relates to a lean burn engine control method which can be performed by a simple control system.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃エンジンの排気ガス特性あるいは燃
費の改善のために、エンジンに供給される混合気の空燃
比を理論空燃比よりも燃料希薄側の空燃比に制御して、
エンジンをリーン運転(リーン燃焼運転)することが知
られている。この種の空燃比制御では、エンジンの加速
運転領域などにおいてエンジン出力が不足しないよう
に、加速運転領域などでは空燃比を理論空燃比近傍に制
御して、エンジンをストイキオ運転(ストイキオ燃焼運
転)するようにしている。従って、例えば、アクセルペ
ダルの踏込操作が解除されて加速運転領域から離脱する
と、燃料量のみが減じられてストイキオ運転からリーン
運転への移行が行われる。この場合、エンジン出力が急
に低下してショックが生じ、ドライバビリティが阻害さ
れる。
2. Description of the Related Art In order to improve the exhaust gas characteristics or fuel efficiency of an internal combustion engine, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is controlled to an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
It is known to operate an engine lean (lean combustion operation). In this type of air-fuel ratio control, the engine is controlled to have a stoichiometric air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio in the acceleration operation region or the like so that the engine output is not insufficient in the engine acceleration operation region or the like, and the engine is operated in a stoichiometric operation. Like that. Therefore, for example, when the accelerator pedal is released and the vehicle is released from the acceleration operation region, only the fuel amount is reduced, and the transition from the stoichiometric operation to the lean operation is performed. In this case, the engine output suddenly drops, causing a shock and hindering drivability.

【0003】そこで、ストイキオ運転からリーン運転へ
の移行時にエンジン出力を一定に保持すべく、エンジン
への燃料供給量を変化させずに吸入空気量だけを変化さ
せるようにした空燃比制御装置が、特開平5−1872
95号に提案されている。この提案装置は、エンジンの
特定運転状態時にストイキオ運転を行い、それ以外のと
きにリーン運転を行うものであって、スロットル弁をバ
イパスする2つのバイパス通路を備え、一方のバイパス
通路にはアイドル回転数制御(ISC)バルブが設けら
れ、他方のバイパス通路には負圧応動弁が設けられてい
る。そして、リーン運転時には、吸気通路のスロットル
弁配設部位と負圧応動弁の制御室とを接続する制御圧通
路に設けたバイパスバルブが開成され、これにより、吸
気通路内負圧ひいてはエンジン運転状態に適合する量の
バイパスエアが、負圧応動弁側のバイパス通路を介して
エンジンに供給される。更に、燃料希薄側の空燃比を達
成するための目標吸入空気量がスロットル弁開度に応じ
て演算され、目標吸入空気量と実際の吸入空気量との偏
差に応じてISCバルブの弁開度がデューティ制御さ
れ、これによりエンジンに目標吸入空気量が供給され
る。
Therefore, in order to keep the engine output constant during the transition from the stoichiometric operation to the lean operation, an air-fuel ratio control device that changes only the intake air amount without changing the fuel supply amount to the engine, JP-A-5-1872
No. 95. The proposed device performs a stoichiometric operation when the engine is in a specific operation state and performs a lean operation at other times. The proposed device includes two bypass passages that bypass the throttle valve, and one of the bypass passages includes an idle rotation passage. A number control (ISC) valve is provided, and a negative pressure responsive valve is provided in the other bypass passage. During a lean operation, a bypass valve provided in a control pressure passage that connects a portion of the intake passage with a throttle valve and a control chamber of a negative pressure responsive valve is opened. Is supplied to the engine via the bypass passage on the negative pressure responsive valve side. Further, the target intake air amount for achieving the air-fuel ratio on the lean side is calculated according to the throttle valve opening, and the valve opening of the ISC valve is determined according to the deviation between the target intake air amount and the actual intake air amount. Is subjected to duty control, whereby the target intake air amount is supplied to the engine.

【0004】上記提案装置は、バイパスバルブと負圧応
動弁とからなるエアバイパスバルブ(ABV)をリーン
化エアの供給装置として使用したもので、ストイキオ運
転とリーン運転との間の切換時におけるエンジン出力ト
ルク変動が少なく、又、この切換えを短時間で行えると
いう利点がある。図1は、提案装置に点火時期制御を導
入した場合におけるストイキオ運転からリーン運転への
移行時の吸入空気量、点火時期、空燃比(A/F)およ
びエンジン出力トルクの時間変化を例示する。図示のよ
うに、吸入空気量は、ISC開度の増加につれて一次遅
れを伴って増大していく。又、ストイキオ運転時からリ
ーン運転への移行時のトルク変動は少ない。
[0004] The above proposed device uses an air bypass valve (ABV) comprising a bypass valve and a negative pressure responsive valve as a device for supplying lean air. The engine is used when switching between stoichiometric operation and lean operation. There is an advantage that output torque fluctuation is small and this switching can be performed in a short time. FIG. 1 exemplifies a time change of an intake air amount, an ignition timing, an air-fuel ratio (A / F), and an engine output torque at the time of transition from the stoichiometric operation to the lean operation when the ignition timing control is introduced into the proposed device. As shown in the drawing, the intake air amount increases with a first-order lag as the ISC opening increases. Further, the torque fluctuation during the transition from the stoichiometric operation to the lean operation is small.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】提案装置は、上述の利
点を有するものの、リーン運転時のトルクとストイキオ
運転時のトルクを同一に保持するのに必要なバイパスエ
アを正確に計量するためにISCバルブなどの補助装置
を必要とし、装置構成が複雑になる。なお、装置構成の
簡易化を図るべく、上記提案装置において、エアバイパ
スバルブを除去してISCバルブのみによりバイパスエ
ア供給を行うことが考えられる。しかしながら、ISC
バルブ開度変化に対する吸入空気量の応答性が遅いた
め、この場合、図2に実線で示すように、リーン運転と
ストイキオ運転間での切換時にエンジン出力トルクが急
に落ち込んでショックが発生することになる。また、図
2に破線で示すように、吸入空気量増加に合わせて空燃
比のリーン化を進めるとトルクの落ち込みは小さいが、
窒素酸化物生成量の多い空燃比領域でエンジンが長時間
運転されるので、窒素酸化物の排出量が増大する。
Although the proposed device has the above-mentioned advantages, the ISC is required to accurately measure the bypass air necessary for maintaining the same torque during the lean operation and the stoichiometric operation. An auxiliary device such as a valve is required, and the device configuration becomes complicated. In order to simplify the configuration of the apparatus, it is conceivable that the air bypass valve is removed and the bypass air is supplied only by the ISC valve in the proposed apparatus. However, ISC
Since the response of the intake air amount to the change in the valve opening is slow, in this case, as shown by the solid line in FIG. 2, the engine output torque suddenly drops when switching between the lean operation and the stoichiometric operation, causing a shock. become. Further, as shown by the broken line in FIG. 2, when the air-fuel ratio is made leaner in accordance with the increase in the intake air amount, the torque drop is small,
Since the engine is operated for a long time in the air-fuel ratio region where the amount of generated nitrogen oxides is large, the amount of discharged nitrogen oxides increases.

【0006】そこで、本発明は、エンジン出力の変動お
よび窒素酸化物の発生を抑制しつつエンジンのストイキ
オ運転とリーン運転との間での切換えを簡易な制御シス
テムにより実行できる希薄燃焼エンジンの制御方法を提
供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a method for controlling a lean burn engine, wherein the switching between the stoichiometric operation and the lean operation of the engine can be executed by a simple control system while suppressing fluctuations in engine output and generation of nitrogen oxides. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの
転状態に基づいてエンジンがストイキオ運転されるべき
領域にあると判定したときに第一の基本空燃比及び第一
の基本点火時期に基づきストイキオ運転が行われ、エン
ジンがリーン運転されるべき領域にあると判定したとき
に上記第一の基本空燃比よりもリーン側で設定される第
二の基本空燃比及び第一の基本点火時期よりも進角側で
設定される第二の基本点火時期に基づきリーン運転が行
われるように上記エンジンを制御する希薄燃焼エンジン
の制御方法において、上記ストイキオ運転から上記リー
ン運転に切り替え制御するときに、上記第一の基本空燃
比及び上記第一の基本点火時期での運転の下で吸入空気
量の増量制御を開始すると共に、該増量制御の開始後の
実際の吸入空気量の増加開始タイミングで点火時期を上
記第一の基本点火時期よりも遅角側に一旦変化させた後
に、空燃比及び点火時期を上記第二の基本空燃比及び上
記第二の基本点火時期へ制御することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an engine operating system.
Engine should be stoichiometric based on rolling state
Stoichiometric operation based on the first basic ignition timing basic air-fuel ratio and the first of is performed when it is determined that the region, en
When it is determined that the gin is in the region in which the lean operation is to be performed, the second basic air-fuel ratio is set on the lean side of the first basic air-fuel ratio and is set on the advance side of the first basic ignition timing. Lean- burn engine that controls the engine so that lean operation is performed based on the second basic ignition timing
In the control method, when the control is switched from the stoichiometric operation to the lean operation, the intake air is operated under the operation at the first basic air-fuel ratio and the first basic ignition timing.
The control for increasing the amount is started, and after the control for increasing the amount is started.
The ignition timing is increased at the timing when the actual intake air amount starts increasing.
After once changing to the retard side from the first basic ignition timing
The air-fuel ratio and the ignition timing are controlled to the second basic air-fuel ratio and the second basic ignition timing.

【0008】[0008]

【作用】ストイキオ運転域からリーン運転域への移行
時、第一の基本空燃比および第一の基本点火時期での運
転の下で吸入空気量の増量制御が開始されると共に、こ
の増量制御の開始後において実際の吸入空気量の増加が
開始されたタイミングで点火時期が第一の基本点火時期
よりも遅角側に変化される。次いで、空燃比が、第一の
基本空燃比よりもリーン側に設定した第二の基本空燃比
に制御されると共に、点火時期が、第一の基本点火時期
よりも進角側に設定した第二の基本点火時期に制御さ
れ、これにより、リーン運転に移行する。
When the operation is shifted from the stoichiometric operation range to the lean operation range, the control for increasing the intake air amount is started under the operation at the first basic air-fuel ratio and the first basic ignition timing.
After the start of the increase control of
At the start timing, the ignition timing is changed to a more retarded side than the first basic ignition timing. Next, the air-fuel ratio is controlled to a second basic air-fuel ratio set leaner than the first basic air-fuel ratio, and the ignition timing is set to a more advanced angle than the first basic ignition timing. Control is performed at the second basic ignition timing, whereby the operation shifts to the lean operation.

【0009】[0009]

【実施例】図3を参照すると、エンジン1の夫々の気筒
に接続される吸気マニホルド2aには、電磁式燃料噴射
弁3が気筒毎に配設され、燃料ポンプ(図示略)から燃
圧レギュレータ(図示略)を介して一定圧の燃料が各燃
料噴射弁3に供給されるようになっている。また、吸気
マニホルド2aにはこれと協働して吸気通路2を構成す
る吸気管2bがサージタンク2cを介して接続され、吸
気管2bの外方端にはエアクリーナ4が配設され、更
に、吸気管2bの途中にはスロットル弁5が設けられて
いる。そして、エンジン1の各気筒に装着された点火プ
ラグ6は、ディストリビュータ7を介してイグナイタ8
に接続され、イグナイタ8の一次コイルへの供給電流の
遮断時に二次コイルに発生する高電圧により点火プラグ
6に火花を飛ばせてエンジン気筒内の混合気を点火する
ようになっている。
Referring to FIG. 3, an electromagnetic fuel injection valve 3 is provided for each cylinder in an intake manifold 2a connected to each cylinder of the engine 1, and a fuel pressure regulator (not shown) is provided from a fuel pump (not shown). A constant-pressure fuel is supplied to each fuel injection valve 3 via an unillustrated illustration). The intake manifold 2a is connected to an intake pipe 2b, which cooperates with the intake manifold 2a, via a surge tank 2c. An air cleaner 4 is provided at an outer end of the intake pipe 2b. A throttle valve 5 is provided in the middle of the intake pipe 2b. The ignition plug 6 mounted on each cylinder of the engine 1 is connected to an igniter 8 via a distributor 7.
The high voltage generated in the secondary coil when the supply current to the primary coil of the igniter 8 is cut off causes the spark plug 6 to spark and ignite the mixture in the engine cylinder.

【0010】本発明の第1実施例の制御方法を実施する
ための制御装置は、後述の空燃比・点火時期制御におい
て運転域判定手段、運転制御手段などの機能を奏する電
子制御ユニット(ECU)10を備え、この制御ユニッ
ト10は、中央演算装置、不揮発性のバッテリバックア
ップラムを含み各種制御プログラム等を記憶するための
記憶装置、入出力装置など(いずれも図示略)を有して
いる。
A control device for implementing the control method according to the first embodiment of the present invention is an electronic control unit (ECU) having functions such as an operation range determining means and an operation control means in air-fuel ratio / ignition timing control described later. The control unit 10 includes a central processing unit, a storage device including a non-volatile battery backup ram for storing various control programs and the like, an input / output device, and the like (all not shown).

【0011】本制御装置は、スロットル弁5をバイパス
して吸気管2bに設けられたバイパス通路20に配設し
たISCバルブ30を更に備えている。このISCバル
ブ30は、制御ユニット10と協働して吸入空気量増減
手段を構成するもので、バイパス通路20を開閉して同
通路を介するエンジン1への空気供給を許容または阻止
するための弁体31と、これを開閉駆動するためのパル
スモータ32とを含む。パルスモータ32は、燃料噴射
弁3およびイグナイタ8と共に制御ユニット10の出力
側に接続されている。
The control device further includes an ISC valve 30 disposed in a bypass passage 20 provided in the intake pipe 2b, bypassing the throttle valve 5. The ISC valve 30 constitutes an intake air amount increasing / decreasing means in cooperation with the control unit 10, and opens and closes the bypass passage 20 to permit or prevent air supply to the engine 1 through the bypass passage 20. It includes a body 31 and a pulse motor 32 for driving the body 31 to open and close. The pulse motor 32 is connected to the output side of the control unit 10 together with the fuel injection valve 3 and the igniter 8.

【0012】また、本制御装置は、エンジン運転状態検
出手段としての各種センサを備えている。これらのセン
サは、例えば、吸気通路2側に設けられ吸入空気量をカ
ルマン渦情報から検出するためのエアフローセンサ41
と、スロットル弁5に付設されスロットル開度を検出す
るためのポテンショメータ式のスロットルセンサ42
と、エンジン1の排気通路9側に設けられ排ガス中の酸
素濃度を検出するためのO2センサ43と、エンジン冷
却水温を検出するための水温センサ44と、ディストリ
ビュータ7に設けられ所定クランク角度位置たとえば上
死点を検出する度にパルス信号(TDC信号)を出力す
るクランク角センサ45と、特定の気筒たとえば第1気
筒が所定クランク角度位置にあることを検出するための
気筒判別センサ46とを含む。参照符号47は、本発明
の第2実施例の制御方法を実施するために用いられるブ
ーストセンサを示し、同センサ47は、サージタンク2
cに装着されスロットル弁5の下流における吸気管内負
圧を検出するものである。そして、上述の各種センサは
電子制御ユニット10の入力側に接続されている。
Further, the control device has various sensors as engine operating state detecting means. These sensors are, for example, air flow sensors 41 provided on the intake passage 2 side for detecting the amount of intake air from Karman vortex information.
And a potentiometer type throttle sensor 42 attached to the throttle valve 5 for detecting the throttle opening.
An O2 sensor 43 provided on the exhaust passage 9 side of the engine 1 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, a water temperature sensor 44 for detecting the engine cooling water temperature, and a predetermined crank angle position provided on the distributor 7, for example. Includes a crank angle sensor 45 that outputs a pulse signal (TDC signal) every time a top dead center is detected, and a cylinder discrimination sensor 46 for detecting that a specific cylinder, for example, the first cylinder is at a predetermined crank angle position. . Reference numeral 47 denotes a boost sensor used for performing the control method according to the second embodiment of the present invention.
c, which detects the negative pressure in the intake pipe downstream of the throttle valve 5. The various sensors described above are connected to the input side of the electronic control unit 10.

【0013】電子制御ユニット10は、クランク角セン
サ45からクランク角で180度毎に送出されるTDC
信号の発生間隔に基づいて検出したエンジンの行程周期
からエンジン回転数を演算すると共に、気筒判別センサ
46からの出力と予め設定されたエンジン気筒における
点火・燃料供給順序とから次に点火・燃料供給すべき気
筒を判別するようになっている。
The electronic control unit 10 is provided with a TDC transmitted from the crank angle sensor 45 every 180 degrees of the crank angle.
The engine speed is calculated from the stroke cycle of the engine detected based on the signal generation interval, and the ignition / fuel supply is then determined based on the output from the cylinder discrimination sensor 46 and the preset ignition / fuel supply sequence in the engine cylinder. The cylinder to be used is determined.

【0014】更に、電子制御ユニット10は、各種セン
サ出力に基づき、アイドル運転状態、高負荷運転状態、
低負荷運転状態、減速燃料カット運転状態、O2フィー
ドバック制御運転状態等の各種エンジン運転状態を検出
し、検出したエンジン運転状態に応じた燃料噴射量、即
ち、燃料噴射弁3の開弁時間と最適点火時期を演算し、
演算した開弁時間に応じた駆動信号を各燃料噴射弁3に
供給して所要の燃料量を各気筒に供給すると共に、演算
した点火時期に応じた駆動信号を駆動回路からイグナイ
タ8に供給して混合気を点火させるようになっている。
Further, the electronic control unit 10 performs an idle operation state, a high load operation state,
Various engine operation states such as a low load operation state, a deceleration fuel cut operation state, and an O2 feedback control operation state are detected, and the fuel injection amount according to the detected engine operation state, that is, the opening time of the fuel injection valve 3 and the optimum Calculate the ignition timing,
A drive signal corresponding to the calculated valve opening time is supplied to each fuel injection valve 3 to supply a required amount of fuel to each cylinder, and a drive signal corresponding to the calculated ignition timing is supplied from the drive circuit to the igniter 8. To ignite the mixture.

【0015】以下、上記構成の制御装置の作動を説明す
る。エンジン1の運転中、電子制御ユニット10は、図
4に示すエンジン運転制御ルーチンを所定周期で実行す
る。この制御ルーチンにおいて、制御ユニット10は、
フラグF1が、ストイキオ運転からリーン運転への切換
制御を実行中であることを表す値「1」であるか否かを
先ず判別し(ステップS1)、この判別結果が否定であ
れば、本制御ルーチンの前回サイクルで後述のように設
定されて制御ユニット10の記憶装置の今回フラグ値記
憶領域(図示略)に格納されているフラグ値F2nを、
前回フラグ値記憶領域(図示略)に前回フラグ値F2n-
1として格納する(ステップS2)。フラグF2はエン
ジン運転域を表すもので、その初期値は例えば「1」で
ある。
The operation of the control device having the above configuration will be described below. During the operation of the engine 1, the electronic control unit 10 executes an engine operation control routine shown in FIG. 4 at a predetermined cycle. In this control routine, the control unit 10
First, it is determined whether or not the flag F1 is a value "1" indicating that the switching control from the stoichiometric operation to the lean operation is being performed (step S1). The flag value F2n set as described later in the last cycle of the routine and stored in the present flag value storage area (not shown) of the storage device of the control unit 10 is
The previous flag value F2n- is stored in a previous flag value storage area (not shown).
It is stored as 1 (step S2). The flag F2 indicates the engine operating range, and its initial value is, for example, "1".

【0016】次に、制御ユニット10は、スロットルセ
ンサ42およびクランク角センサ45からの出力を読み
込み(ステップS3)、クランク角センサ出力の発生周
期を検出し、この検出周期からエンジン回転数Neを演
算する(ステップS4)。更に、制御ユニット10は、
ステップS3で読み込んだスロットルセンサ出力すなわ
ちスロットル開度αとステップS4で演算したエンジン
回転数Neとに基づいて、エンジン1がストイキオ運転
されるべき領域(ストイキオ運転域)で運転されている
か否かを判別する(ステップS5)。ストイキオ運転域
は、エンジン1の急発進運転状態、急加速運転状態など
に対応するように、エンジン運転状態パラメータたとえ
ばスロットル開度αとエンジン回転数Neとにより予め
設定されている。
Next, the control unit 10 reads the outputs from the throttle sensor 42 and the crank angle sensor 45 (step S3), detects the cycle of the output of the crank angle sensor, and calculates the engine speed Ne from the detected cycle. (Step S4). Further, the control unit 10
The stoichiometric operation of the engine 1 is performed based on the throttle sensor output read in step S3, that is, the throttle opening α and the engine speed Ne calculated in step S4.
It is determined whether or not the vehicle is operating in a region to be performed (stoichiometric operation region) (step S5). The stoichiometric operation range is set in advance by an engine operation state parameter such as a throttle opening α and an engine speed Ne so as to correspond to a sudden start operation state, a rapid acceleration operation state, and the like of the engine 1.

【0017】そして、ステップS5での判別結果が肯定
であれば、制御ユニット10は、今回フラグ値F2nを
ストイキオ運転域を表す値「1」に設定し、これを今回
フラグ値記憶領域に格納し(ステップS6)、次に、ス
トイキオ運転制御を行う(ステップS7)。このストイ
キオ運転制御において、電子制御ユニット10は、エン
ジン運転状態パラメータたとえばスロットル開度αおよ
びエンジン回転数Neに応じて、この運転状態に適合す
る量の基本補助空気がバイパス通路20を介してエンジ
ン1に供給されるように、ISCバルブ30の開度を基
本補助空気量に対応する基本開度PBASに制御し、これ
により、スロットル弁5の急な閉弁動作に伴うエンジン
回転数の急減によるエンジンストップを防止する。
If the result of the determination in step S5 is affirmative, the control unit 10 sets the current flag value F2n to a value "1" representing the stoichiometric operation range, and stores this in the current flag value storage area. (Step S6) Next, stoichiometric operation control is performed (Step S7). In the stoichiometric operation control, the electronic control unit 10 supplies an amount of basic auxiliary air suitable for the operation state to the engine 1 via the bypass passage 20 in accordance with the engine operation state parameters such as the throttle opening α and the engine speed Ne. The opening degree of the ISC valve 30 is controlled to the basic opening degree PBAS corresponding to the basic auxiliary air amount, so that the engine speed is rapidly reduced due to the rapid closing operation of the throttle valve 5. Prevent stop.

【0018】また、電子制御ユニット10は、燃料噴射
弁3の開弁時間Tinjを次式に従って演算する。 Tinj = (A/Nm÷λS)×K1×K2+T0 ここに、A/Nmは、エアフローセンサ41によって検
出されたカルマン渦周波数とステップS4で演算したエ
ンジン回転数Neとから求められる気筒に吸入される一
吸気行程当たりの空気量である。λSは目標空燃比(第
一の基本空燃比)で、理論空燃比或いはその近傍値(例
えば、空燃比14.7)に設定される。K1は燃料流量
を開弁時間に換算するための係数を表す。K2はエンジ
ン運転状態を表す種々のパラメータによって設定される
補正係数値で、例えばエンジン水温センサ44により検
出されたエンジン水温TW、O2センサ43により検出さ
れた排気ガス中酸素濃度などに応じて設定される。T0
は、図示しないバッテリセンサにより検出されるバッテ
リ電圧等に応じて設定される補正値である。
The electronic control unit 10 calculates the valve opening time Tinj of the fuel injection valve 3 according to the following equation. Tinj = (A / Nm ÷ λS) × K1 × K2 + T0 Here, A / Nm is sucked into the cylinder obtained from the Karman vortex frequency detected by the air flow sensor 41 and the engine speed Ne calculated in step S4. This is the amount of air per intake stroke. λS is a target air-fuel ratio (first basic air-fuel ratio), which is set to a stoichiometric air-fuel ratio or a value near the stoichiometric air-fuel ratio (for example, an air-fuel ratio of 14.7). K1 represents a coefficient for converting the fuel flow rate into the valve opening time. K2 is a correction coefficient value set by various parameters representing the engine operating state, and is set according to, for example, the engine water temperature TW detected by the engine water temperature sensor 44, the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the O2 sensor 43, and the like. You. T0
Is a correction value set according to a battery voltage or the like detected by a battery sensor (not shown).

【0019】そして、電子制御ユニット10は、上述の
ようにして演算した開弁時間Tinjに応じた駆動信号を
燃料噴射弁3に供給し、開弁時間Tinjに対応する燃料
量を今回供給すべき気筒に供給して、エンジン1をスト
イキオ運転する。このストイキオ運転中、制御ユニット
10は、エンジン回転数Ne等の関数として予め設定さ
れた第1基本点火時期θIG1に基づきイグナイタ8に駆
動信号を送出して、点火時期θIG1に対応するクランク
角度位置で点火が行われるように点火時期を制御する。
The electronic control unit 10 supplies a drive signal corresponding to the valve opening time Tinj calculated as described above to the fuel injection valve 3 and supplies a fuel amount corresponding to the valve opening time Tinj this time. The engine 1 is supplied to the cylinder to perform the stoichiometric operation of the engine 1. During the stoichiometric operation, the control unit 10 sends a drive signal to the igniter 8 based on the first basic ignition timing θIG1 set in advance as a function of the engine speed Ne or the like, and the control unit 10 transmits the drive signal at the crank angle position corresponding to the ignition timing θIG1. The ignition timing is controlled so that the ignition is performed.

【0020】再び図4を参照して、本制御ルーチンを更
に説明する。上記ステップS5での判別結果が否定、す
なわちエンジン1がストイキオ運転域で運転されていな
いと判別すると、制御ユニット10は、今回フラグ値F
2nをリーン運転域(リーン運転すべき領域)を表す値
「0」に設定し、これを今回フラグ値記憶領域に格納し
(ステップS8)、次に、ステップS2で前回フラグ値
記憶領域に格納した前回フラグ値F2n-1がストイキオ
運転域を表す値「1」であるか否かを判別し(ステップ
S9)、この判別結果が肯定であればステップS10で
フラグF1を値「1」に設定して今回サイクルでの本制
御ルーチンの実行を終了する。
Referring again to FIG. 4, the control routine will be further described. If the determination result in step S5 is negative, that is, if it is determined that the engine 1 is not operating in the stoichiometric operation range, the control unit 10 sets the current flag value F
2n is set to a value “0” representing a lean operation area (an area where lean operation is to be performed) , and this is stored in a current flag value storage area (step S8), and then stored in a previous flag value storage area in step S2. It is determined whether or not the previous flag value F2n-1 is the value "1" representing the stoichiometric operation range (step S9). If the determination result is affirmative, the flag F1 is set to the value "1" in step S10. Then, the execution of the present control routine in the current cycle ends.

【0021】次のサイクルのステップS1ではフラグF
1の値が「1」であると判別されるので、制御ユニット
11は、ストイキオ運転からリーン運転への移行のため
の、図5ないし図8に詳細に示す切換制御を行う(ステ
ップS11)。この切換制御において、制御ユニット1
0は、図4のステップS3で検出したスロットル開度α
とステップS4で演算したエンジン回転数Neとに基づ
き、図示しないα・Ne−T1マップからISCバルブ
開動作に対する吸入空気量の応答遅れ時間T1を求め、
図示しないα・Ne−T2マップから遅角制御時間T2
を求め、更に、図示しないα・Ne−T3マップから進
角制御時間T3を求める(ステップS21)。
In step S1 of the next cycle, the flag F
Since it is determined that the value of 1 is “1”, the control unit 11 performs the switching control shown in detail in FIGS. 5 to 8 for shifting from the stoichiometric operation to the lean operation (step S11). In this switching control, the control unit 1
0 is the throttle opening α detected in step S3 of FIG.
A response delay time T1 of the intake air amount with respect to the ISC valve opening operation is determined from an α · Ne-T1 map (not shown) based on the engine speed Ne calculated in step S4 and
From the α · Ne-T2 map (not shown), the retard control time T2
, And an advance control time T3 is obtained from an α · Ne-T3 map (not shown) (step S21).

【0022】次に、制御ユニット10は、スロットル開
度αとエンジン回転数Neとに基づき、ストイキオ運転
からリーン運転への切換開始時から切換完了時までのI
SCバルブ開弁量ΔPISCを演算する(ステップS2
2)。このISCバルブ開弁量ΔPISCの演算におい
て、スロットル開度αとエンジン回転数Neとに基づ
き、リーン運転時の目標吸入空気量A/NLが、制御ユ
ニット10の記憶装置に予め記憶されたα・Ne−A/
NLマップ(図示略)から読み出される。このマップ
は、好ましくは、ストイキオ運転でのエンジントルクと
略同じトルクがリーン運転で得るために必要な空気量を
与えるように、換言すれば、エンジン1への燃料供給量
を略一定に保持しつつ、空気量だけを増量してストイキ
オ運転からリーン運転への切り換えを行ってエンジンシ
ョックを防止可能なように設定されている。
Next, based on the throttle opening α and the engine speed Ne, the control unit 10 controls the I-state from the start of switching from the stoichiometric operation to the lean operation to the completion of the switching.
The SC valve opening amount ΔPISC is calculated (step S2).
2). In the calculation of the ISC valve opening amount ΔPISC, the target intake air amount A / NL at the time of lean operation is stored in the storage device of the control unit 10 in advance based on the throttle opening α and the engine speed Ne. Ne-A /
It is read from an NL map (not shown). This map preferably keeps the fuel supply amount to the engine 1 substantially constant so as to give the air amount necessary for obtaining substantially the same torque as the engine torque in the stoichiometric operation in the lean operation. On the other hand, the stoichiometric operation is switched to the lean operation by increasing only the air amount so that the engine shock can be prevented.

【0023】なお、リーン運転時の目標吸入空気量A/
NLをエンジン運転状態に応じて設定しても良い。この
場合、スロットル弁開度αとエンジン回転数Neとに基
づいてα・Ne−A/NSマップ(図示略)から読み出
したストイキオ運転時の吸入空気量A/NSと、リーン
運転時の目標空燃比λLと、ストイキオ運転時の目標空
燃比(第二基本空燃比)λSとに基づき、目標吸入空気
量A/NLが次式から演算される。なお、目標空燃比λL
は、理論空燃比よりも燃料希薄側の所定値(例えば、空
燃比22)に設定される。
It should be noted that the target intake air amount A /
NL may be set according to the engine operating state. In this case, the intake air amount A / NS during the stoichiometric operation read from the α · Ne-A / NS map (not shown) based on the throttle valve opening α and the engine speed Ne, and the target air amount during the lean operation. Based on the fuel ratio λL and the target air-fuel ratio (second basic air-fuel ratio) λS during the stoichiometric operation, the target intake air amount A / NL is calculated from the following equation. Note that the target air-fuel ratio λL
Is set to a predetermined value on the fuel lean side of the stoichiometric air-fuel ratio (for example, the air-fuel ratio 22).

【0024】A/NL = (A/NS÷λS)×λL 以上のようにして目標吸入空気量A/NLが求まると、
制御ユニット10は、この目標吸入空気量A/NLと実
際の吸入空気量A/Nmとの偏差ΔA/Nを求め、次
に、偏差ΔA/Nに応じたISC開弁量ΔPISCを例え
ば次式から演算する。
A / NL = (A / NS ÷ λS) × λL When the target intake air amount A / NL is obtained as described above,
The control unit 10 obtains a deviation ΔA / N between the target intake air amount A / NL and the actual intake air amount A / Nm, and then calculates an ISC valve opening amount ΔPISC according to the deviation ΔA / N by, for example, the following equation. Is calculated from

【0025】ΔPISC = KP・ΔA/N ここに、KPはフィードバック比例項ゲインである。な
お、ゲインKPを例えばエンジン回転数Neに応じて可
変設定するようにしても良い。ステップS22において
ISCバルブ開弁動作量ΔPISCが求まると、制御ユニ
ット10は、ステップS23において、切換制御完了時
点での目標ISCバルブ開度PISCを次式から演算す
る。
ΔPISC = KP · ΔA / N where KP is a feedback proportional term gain. The gain KP may be variably set according to the engine speed Ne, for example. When the ISC valve opening operation amount ΔPISC is obtained in step S22, the control unit 10 calculates the target ISC valve opening PISC at the time of completion of the switching control from the following equation in step S23.

【0026】PISC = PBAS+ΔPISC 次に、ISCバルブ開弁動作量ΔPISCと、ステップS
21で求めた応答遅れ時間T1、遅角制御時間T2およ
び進角制御時間T3と、予め設定した制御動作周期ΔT
とに基づいて、一制御動作周期ΔT当たりのISCバル
ブ開度変化量ΔDISCが演算される(ステップS2
3)。
PISC = PBAS + ΔPISC Next, the ISC valve opening operation amount ΔPISC and step S
21, the response delay time T1, the retard control time T2, and the advance control time T3, and the control operation cycle ΔT
Based on the above, the ISC valve opening change amount ΔDISC per one control operation cycle ΔT is calculated (step S2).
3).

【0027】ステップS24では、遅角制御時間T2と
予め設定した一制御動作周期ΔT当たりの遅角制御量Δ
θLとに基づき遅角制御時間T2中の遅角量が演算され
(或いは、予め設定した遅角量と遅角制御時間T2とに
基づき一制御動作周期ΔT当たりの遅角制御量ΔθLが
演算され)、次いで、この遅角量とリーン運転時の目標
点火時期(第2基本点火時期)θIG2と進角制御時間T
3とに基づき一制御動作周期ΔT当たりの進角制御量Δ
θAが演算される。
In step S24, the retard control time T2 and the preset retard control amount Δ per one control operation cycle ΔT
The retard amount during the retard control time T2 is calculated based on θL (or the retard control amount ΔθL per one control operation cycle ΔT is calculated based on the preset retard amount and the retard control time T2). Next, the retard amount, the target ignition timing (second basic ignition timing) θIG2 during the lean operation, and the advance control time T
3 and the advance control amount Δ per one control operation cycle ΔT
θA is calculated.

【0028】そして、ステップS25では、ストイキオ
運転時の目標空燃比(第1基本空燃比)λSとリーン運
転時の目標空燃比(第2基本空燃比)λLと進角制御時
間(空燃比リーン化制御時間)T3とに基づき、一制御
動作周期ΔT当たりの空燃比制御量Δλが演算される。
次に、制御ユニット10は、ステップS21で求めた応
答遅れ時間T1を制御動作周期ΔTで除して得た値を丸
めた値T1’をタイマ(図示略)にセットし(ステップ
S26)、タイマの記憶値T1’が「0」であるか否か
を判別する(ステップS27)。応答遅れ時間T1がセ
ットされた直後はステップS25での判別結果は否定に
なるので、制御ユニット10は、制御動作周期ΔTだけ
待機した後、タイマの記憶値T1’から「1」を減じ
(ステップS28,S29)、現在の設定ISCバルブ
開度DISC(初期値は基本開度PBASに対応)とISCバ
ルブ開度変化量ΔDISCとの和を新たな設定ISCバル
ブ開度DISCとして設定し(ステップS30)、ISC
バルブ開度変化量ΔDISCに相当する駆動信号をパルス
モータ32に送出してISCバルブ30の開度を増大さ
せる(ステップS31)。これにより、切換制御におけ
るISCバルブ30の開弁動作が、切換制御開始時点
(図9のt0時点)から開始される。
In step S25, the target air-fuel ratio (first basic air-fuel ratio) λS during stoichiometric operation, the target air-fuel ratio (second basic air-fuel ratio) λL during lean operation, and the advance control time (air-fuel ratio leaning) Based on the control time T3, the air-fuel ratio control amount Δλ per one control operation period ΔT is calculated.
Next, the control unit 10 sets a rounded value T1 'obtained by dividing the response delay time T1 obtained in step S21 by the control operation period ΔT in a timer (not shown) (step S26). It is determined whether or not the stored value T1 ′ is “0” (step S27). Immediately after the response delay time T1 is set, the result of the determination in step S25 is negative, so that the control unit 10 waits for the control operation period ΔT and then subtracts “1” from the stored value T1 ′ of the timer (step S28, S29), the sum of the currently set ISC valve opening DISC (the initial value corresponds to the basic opening PBAS) and the ISC valve opening change amount ΔDISC is set as a new set ISC valve opening DISC (step S30). ), ISC
A drive signal corresponding to the valve opening change amount ΔDISC is sent to the pulse motor 32 to increase the opening of the ISC valve 30 (step S31). Thus, the opening operation of the ISC valve 30 in the switching control is started from the switching control start time (time t0 in FIG. 9).

【0029】その後、ステップS27〜S31が繰り返
し実行されて、図9に示すようにISCバルブ開度が時
間経過につれて漸増するようにISCバルブ開度がオー
プンループ制御される。ステップS27において、タイ
マの記憶値T1’が「0」になったと判別されると、タ
イマに遅角制御時間T2に対応する値T2’がセットさ
れ(ステップS32)、タイマの記憶値T2’が「0」
であるか否かが判別される(ステップS33)。遅角制
御時間T2がセットされた直後ではステップS33での
判別結果が否定になるので、制御ユニット10は、制御
動作周期ΔTだけ待機した後、タイマの記憶値T2’か
ら「1」を減じ(ステップS34,S35)、現在の設
定点火時期θIG(初期値は第1基本点火時期θIG1と同
一)から、予め設定した一制御動作周期ΔT当たりの遅
角制御量ΔθLを減じて得た値を、新たな設定点火時期
θIGとして設定すると共に、現在の設定ISCバルブ開
度DISCとISCバルブ開度変化量ΔDISCとの和を新た
な設定ISCバルブ開度DISCとして設定し(ステップ
S36)、更に、設定点火時期θIGに対応する駆動信号
をイグナイタ8に送出して点火時期を遅角させると共に
ISCバルブ開度変化量ΔDISCに相当する駆動信号を
パルスモータ32に送出してISCバルブ開度を増大さ
せる(ステップS37)。これにより、切換制御開始時
点t0から、ISCバルブ開度変化に対する吸入空気量
の応答遅れ時間T1が経過して吸入空気量が増大し始め
ると(t1時点)、吸入空気量を継続して増大させつ
つ、この吸入空気量の増大に伴うトルク増大を抑制すべ
く、遅角制御が開始される。
Thereafter, steps S27 to S31 are repeatedly executed, and the ISC valve opening is controlled in an open loop such that the ISC valve opening gradually increases with time as shown in FIG. If it is determined in step S27 that the stored value T1 'of the timer has become "0", a value T2' corresponding to the retard control time T2 is set in the timer (step S32), and the stored value T2 'of the timer is set. "0"
Is determined (step S33). Immediately after the retard control time T2 is set, the result of the determination in step S33 is negative, so that the control unit 10 waits for the control operation period ΔT and then subtracts “1” from the stored value T2 ′ of the timer ( Steps S34 and S35), a value obtained by subtracting a preset retard control amount ΔθL per one control operation cycle ΔT from the current set ignition timing θIG (the initial value is the same as the first basic ignition timing θIG1) The new set ignition timing θIG is set, and the sum of the currently set ISC valve opening DISC and the ISC valve opening change amount ΔDISC is set as a new set ISC valve opening DISC (step S36). A drive signal corresponding to the ignition timing θIG is sent to the igniter 8 to retard the ignition timing, and a drive signal corresponding to the ISC valve opening change amount ΔDISC is sent to the pulse motor 32 to output the IS signal. The C valve opening is increased (step S37). Thus, when the response delay time T1 of the intake air amount to the change in the ISC valve opening elapses from the switching control start time t0 and the intake air amount starts to increase (time t1), the intake air amount is continuously increased. At the same time, the retard control is started in order to suppress an increase in torque due to the increase in the intake air amount.

【0030】その後、ステップS33〜S37が繰り返
し実行されて、点火時期は図9に示すように時間経過に
つれて第1点火時期θIG1に関して遅れ側に制御され、
吸入空気量の増大によるトルク変動が防止される。ステ
ップS33において、タイマの記憶値T2’が「0」に
なったと判別されると、タイマに進角制御時間T3に対
応する値T3’がセットされ(ステップS38)、タイ
マの記憶値T2’が「0」であるか否かが判別される
(ステップS39)。進角制御時間T3がセットされた
直後ではステップS39での判別結果が否定になるの
で、制御ユニット10は、制御動作周期ΔTだけ待機し
た後、タイマの記憶値T3’から「1」を減じ(ステッ
プS40,S41)、現在の設定点火時期θIG(初期値
はθIG1−ΔθL・(T2/ΔT)に等しい)とステップ
S24で演算した一制御動作周期ΔT当たりの遅角制御
量ΔθAとの和を新たな設定点火時期θIGとして設定し
(ステップS42)、次に、現在の目標空燃比λ(初期
値は、ストイキオ運転時の目標空燃比(第1基本空燃
比)λSと同一)とステップS25で演算した一制御動
作周期ΔT当たりの空燃比制御量Δλとの和を新たな目
標空燃比λとして設定する(ステップS43)。そし
て、制御ユニット10は、設定ISCバルブ開度DISC
が目標ISCバルブ開度PISCに達したか否かを判別し
(ステップS44)、この判別結果が否定であれば設定
ISCバルブ開度DISCの更新およびISCバルブ開度
変化量ΔDISCに相当する駆動信号の送出を継続する一
方、判別結果が肯定であれば設定ISCバルブ開度の更
新および駆動信号の送出を終了し(ステップS45)、
目標ISCバルブ開度PISCに達するまではISCバル
ブ開度を増大させつつ、設定点火時期θIGに対応する駆
動信号をイグナイタ8に送出して点火時期を進角させる
と共に、空燃比が目標空燃比λになるような開弁時間に
対応する駆動信号を燃料噴射弁3に送出して空燃比をリ
ーン化させる(ステップS46)。
Thereafter, steps S33 to S37 are repeatedly executed, and the ignition timing is controlled to be delayed with respect to the first ignition timing θIG1 as time passes, as shown in FIG.
A torque fluctuation due to an increase in the intake air amount is prevented. If it is determined in step S33 that the stored value T2 'of the timer has become "0", a value T3' corresponding to the advance control time T3 is set in the timer (step S38), and the stored value T2 'of the timer is set. It is determined whether it is "0" (step S39). Immediately after the advance control time T3 is set, the result of the determination in step S39 is negative, so that the control unit 10 subtracts “1” from the stored value T3 ′ of the timer after waiting for the control operation period ΔT ( (Steps S40 and S41), the sum of the current set ignition timing θIG (initial value is equal to θIG1−ΔθL · (T2 / ΔT)) and the retard control amount ΔθA per one control operation cycle ΔT calculated in step S24. A new set ignition timing θIG is set (step S42), and then the current target air-fuel ratio λ (the initial value is the same as the target air-fuel ratio (first basic air-fuel ratio) λS during stoichiometric operation) and step S25. The sum with the calculated air-fuel ratio control amount Δλ per one control operation cycle ΔT is set as a new target air-fuel ratio λ (step S43). Then, the control unit 10 sets the set ISC valve opening DISC
Is determined to have reached the target ISC valve opening PISC (step S44). If the determination result is negative, the set ISC valve opening DISC is updated and the drive signal corresponding to the ISC valve opening change amount ΔDISC is determined. If the determination result is affirmative, the update of the set ISC valve opening and the transmission of the drive signal are terminated (step S45),
Until the target ISC valve opening PISC is reached, a drive signal corresponding to the set ignition timing θIG is sent to the igniter 8 to advance the ignition timing while the ISC valve opening is increased, and the air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio λ. A drive signal corresponding to the valve opening time is sent to the fuel injection valve 3 to make the air-fuel ratio lean (step S46).

【0031】この様に、空燃比のリーン化は、吸入空気
量が増大し始める時点t1から時間T2が経過した時点
t2において開始され、換言すれば、吸入空気量が相当
程度増大した状態で開始される。しかも、リーン化が進
むにつれて点火時期が進角される。このため、図2に実
線で示すようにISCバルブの開弁開始と同時にリーン
化を開始する場合とは異なり、大きいトルクの落ち込み
が生じることがない。すなわち、図9に示すように、ト
ルクの落ち込みは少なく、ショックの発生が回避され
る。また、図2に破線で示す場合に比べて、空燃比切換
に要する時間ひいては窒素酸化物が増大する空燃比領域
でのエンジン運転時間が短く、窒素酸化物の排出量が抑
制される。
As described above, the leaning of the air-fuel ratio is started at the time point t2 when the time T2 has elapsed from the time point t1 at which the intake air amount starts to increase, in other words, when the intake air amount has increased considerably. Is done. In addition, the ignition timing is advanced as the lean operation proceeds. Therefore, unlike the case where the leaning is started at the same time as the opening of the ISC valve as shown by the solid line in FIG. 2, a large torque drop does not occur. That is, as shown in FIG. 9, the drop in torque is small, and the occurrence of shock is avoided. Further, as compared with the case shown by the broken line in FIG. 2, the time required for switching the air-fuel ratio, and hence the engine operation time in the air-fuel ratio region where the nitrogen oxides increase, is shorter, and the emission of nitrogen oxides is suppressed.

【0032】その後、ステップS39〜S44が繰り返
し実行されて、図9に示すように、点火時期は、ストイ
キオ運転に適合した第一基本点火時期θIG1に関して遅
れ側の値からリーン運転に適合した第二基本点火時期θ
IG2に向けて進角制御され、空燃比A/Fは、ストイキ
オ運転に適合した第一基本空燃比からリーン運転に適合
した第二基本空燃比に向けてリーン化制御される。
Thereafter, steps S39 to S44 are repeatedly executed, and as shown in FIG. 9, the ignition timing is changed from the value on the delay side with respect to the first basic ignition timing θIG1 suitable for the stoichiometric operation to the second suitable for the lean operation. Basic ignition timing θ
The advance angle is controlled toward IG2, and the air-fuel ratio A / F is controlled to be lean from a first basic air-fuel ratio suitable for stoichiometric operation to a second basic air-fuel ratio suitable for lean operation.

【0033】そして、ステップS39でT3’=0と判
別すると、図5ないし図8の切換制御ルーチンから図4
の制御ルーチンに戻り、制御ユニット10は、フラグF
に切換制御完了を表す値「0」をセットする(図4のス
テップS12)。この切換制御完了時点(図9のt3時
点)では、吸入空気量がリーン運転時の目標吸入空気量
A/NLに完全には到達していないため、図9に示すよ
うにエンジン出力トルクが落ち込む。但し、ISCバル
ブ30の開弁動作開始時点t0から相当時間が経過して
相当の吸入空気量がエンジン1に供給されており、この
トルクの落ち込みは僅かであって、ショック発生を来す
ことはない。
When it is determined in step S39 that T3 '= 0, the switching control routine shown in FIGS.
The control unit 10 returns to the control routine of
Is set to a value "0" indicating the completion of the switching control (step S12 in FIG. 4). At the time point when this switching control is completed (time point t3 in FIG. 9), since the intake air amount has not completely reached the target intake air amount A / NL during the lean operation, the engine output torque drops as shown in FIG. . However, a considerable amount of intake air has been supplied to the engine 1 after a considerable period of time has elapsed since the start of the opening operation of the ISC valve 30, and the drop in the torque is slight, so that the occurrence of a shock may not occur. Absent.

【0034】切換制御完了以降、図4の制御ルーチンが
再度実行されるが、切換制御完了時にフラグF1の値が
「0」にセットされたことから、切換制御完了直後の制
御ルーチン実行サイクルのステップS1での判別結果は
否定になる。そして、ステップS2では切換制御開始時
のF2フラグ値0がF2n-1として記憶されると共に、
ステップS5でストイキオ運転域ではないと判別されて
ステップS8でフラグ値F2nが「0」にセットされる
ので、ステップS9での判別結果が否定になる。このた
め、切換制御完了直後からリーン運転制御(ステップS
13)が実行されることになる。
After the completion of the switching control, the control routine of FIG. 4 is executed again. Since the value of the flag F1 is set to "0" when the switching control is completed, the steps of the control routine execution cycle immediately after the completion of the switching control are performed. The determination result in S1 is negative. Then, in step S2, the F2 flag value 0 at the start of the switching control is stored as F2n-1 and
Since it is determined in step S5 that the vehicle is not in the stoichiometric operation range and the flag value F2n is set to "0" in step S8, the determination result in step S9 is negative. Therefore, the lean operation control (step S
13) will be executed.

【0035】このリーン運転制御において、電子制御ユ
ニット10は、吸入空気量がリーン運転時の目標吸入空
気量A/NLになるようにISCバルブ30の開度を制
御し、また、空燃比がリーン運転時の目標空燃比λLに
なるように燃料噴射弁3の開弁時間すなわちエンジン1
への燃料供給量を制御し、点火時期をリーン運転時の目
標点火時期θIG2に制御する。
In this lean operation control, the electronic control unit 10 controls the opening degree of the ISC valve 30 so that the intake air amount becomes the target intake air amount A / NL during the lean operation, and the air-fuel ratio becomes lean. The opening time of the fuel injection valve 3 so that the target air-fuel ratio λL at the time of operation, that is, the engine 1
The ignition timing is controlled to the target ignition timing θIG2 during the lean operation.

【0036】以下、本発明の第2実施例による希薄燃焼
エンジンの制御方法を説明する。この実施例の制御方法
は、図3に示す制御装置にブーストセンサ47(図3)
を追加装備した制御装置により実施可能であり、従っ
て、装置構成の説明を省略する。本実施例の方法は、基
本的には第1実施例の場合と同様で、図4に示す制御手
順を実行するもので、図4のステップS11で実行され
る切換制御(図10〜図12にその一部を詳細に示す)
が図5〜図8に示すものと一部異なる。
Hereinafter, a method for controlling a lean burn engine according to a second embodiment of the present invention will be described. The control method according to this embodiment is similar to the control method shown in FIG.
Can be implemented by a control device additionally equipped with the control device, and therefore, the description of the device configuration is omitted. The method of the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment, and executes the control procedure shown in FIG. 4 and performs the switching control (steps S11 to S12 in FIG. 4) shown in FIG. Some of which are shown in detail)
Are partially different from those shown in FIGS.

【0037】図10〜図12を参照すると、切換制御
の、図5のステップS21に対応するステップS121
において、電子制御ユニット10は、切換制御開始時点
での吸気管内負圧PB0を表すブーストセンサ47からの
出力を読み込んでこれを記憶し、この圧力データPB0と
図4のステップS4で演算したエンジン回転数Neとに
基づき、切換制御開始時点t0から空燃比リーン化制御
開始時点t2までの期間における吸気管内負圧上昇量の
設定値ΔPを、図示しないPB0・Ne−ΔPマップから
求めると共に、図示しないPB0・Ne−T3マップから
進角制御時間T3を求める。
Referring to FIGS. 10 to 12, step S121 of the switching control corresponds to step S21 of FIG.
The electronic control unit 10 reads the output from the boost sensor 47 representing the intake pipe negative pressure PB0 at the start of the switching control, stores the output, and stores the pressure data PB0 and the engine speed calculated in step S4 in FIG. Based on the number Ne, the set value ΔP of the intake pipe negative pressure rise amount in the period from the switching control start time t0 to the air-fuel ratio lean control start time t2 is obtained from a PB0 · Ne-ΔP map (not shown) and not shown. An advance control time T3 is obtained from the PB0 Ne-T3 map.

【0038】次に、図5のステップS22〜S25に夫
々対応するステップS122〜S125を順次実行し
て、切換制御開始時点t0から完了時点t3までのISC
バルブ開弁量ΔPISCならびに一制御動作周期ΔT当た
りのISCバルブ開度変化量ΔDISC、進角制御量ΔθA
および空燃比制御量Δλを求める。次に、電子制御ユニ
ット10は、ブーストセンサ出力PBを読み込み(ステ
ップS126)、この圧力データPBがステップS12
1で記憶した圧力データPB0を上回るか否かを判別する
(ステップS127)。切換制御開始直後は、この判別
結果が否定になるので、制御ユニット10は、図6のス
テップS28、S30及びS31に夫々対応するステッ
プS128〜S130を順次実行して、切換制御におけ
るISCバルブ30の開弁動作を開始する。
Next, steps S122 to S125 corresponding to steps S22 to S25 in FIG. 5 are sequentially executed, and the ISC from the switching control start time t0 to the completion time t3 is performed.
Valve opening amount ΔPISC, ISC valve opening change amount ΔDISC per control operation period ΔT, advance angle control amount ΔθA
And the air-fuel ratio control amount Δλ is determined. Next, the electronic control unit 10 reads the boost sensor output PB (step S126), and the pressure data PB is stored in the step S12.
It is determined whether the pressure data exceeds the pressure data PB0 stored in step 1 (step S127). Immediately after the start of the switching control, the result of this determination is negative, so that the control unit 10 sequentially executes steps S128 to S130 respectively corresponding to steps S28, S30 and S31 in FIG. Start the valve opening operation.

【0039】その後、ステップS126〜S130が繰
り返し実行されてISCバルブ開度が時間経過につれて
漸増する。そして、図9のt1時点付近で吸入空気量ひ
いては吸気管内負圧PBが増大し始め、ステップS12
7での判別結果が肯定になる。この場合、制御ユニット
10は、ステップS126で読み込んだ圧力データPB
が、切換制御開始時点t0での圧力データPB0とステッ
プS121で求めた圧力上昇量ΔPとの和に達したか否
かを判別する(ステップS131)。
Thereafter, steps S126 to S130 are repeatedly executed, and the ISC valve opening gradually increases with time. Then, near the time point t1 in FIG. 9, the intake air amount and, consequently, the negative pressure PB in the intake pipe begin to increase, and step S12
The determination result at 7 becomes positive. In this case, the control unit 10 transmits the pressure data PB read in step S126.
Is determined to have reached the sum of the pressure data PB0 at the switching control start time t0 and the pressure increase amount ΔP determined in step S121 (step S131).

【0040】吸入空気量が増大し始めるt1時点付近で
は、吸入空気量の増大に伴う吸気管内圧力の上昇は未だ
大きくなく、従ってステップS131での判別結果は否
定になる。そこで、制御ユニット1は、図7のステップ
S34、S36及びS37に夫々対応するステップS1
32〜S134を順次実行して、ISCバルブ開度を増
大させつつ切換制御における点火時期遅角制御を開始
し、次に、ブーストセンサ出力PBを読み込み(ステッ
プS135)、上述のステップS131〜S135を繰
り返し実行する。
In the vicinity of the time point t1 at which the intake air amount starts to increase, the increase in the intake pipe pressure due to the increase in the intake air amount is not yet large, so that the determination result in step S131 is negative. Therefore, the control unit 1 executes step S1 corresponding to steps S34, S36 and S37 in FIG.
32 to S134 are sequentially executed to start the ignition timing retard control in the switching control while increasing the ISC valve opening, then read the boost sensor output PB (step S135), and execute the above steps S131 to S135. Execute repeatedly.

【0041】そして、ステップS131において、圧力
データPBが、圧力データPB0と圧力上昇量ΔPとの和
に達し、従って、空燃比リーン化を開始すべきであると
判別すると、制御ユニット10は、図8のステップS3
8〜S46を順次実行して、ISCバルブ開弁制御およ
び点火時期進角制御を行いつつ空燃比リーン化制御を行
う。
Then, in step S131, when it is determined that the pressure data PB has reached the sum of the pressure data PB0 and the pressure increase amount ΔP, and therefore, it is necessary to start leaning the air-fuel ratio, the control unit 10 proceeds to step S131. Step S3 of 8
8 to S46 are sequentially executed to perform the lean control of the air-fuel ratio while performing the ISC valve opening control and the ignition timing advance control.

【0042】本発明は上記第1および第2実施例に限定
されず、種々に変更可能であり、またドライブバイワイ
ヤ式スロットル制御方式即ちスロットルバルブ直動方式
などにも適用可能である。例えば、両実施例では、アイ
ドル回転数制御と兼用のバイパス通路20およびISC
バルブ30を用いて、ストイキオ運転からリーン運転へ
の切換制御およびリーン運転制御での空気量供給制御を
行うようにしたが、専用のバイパス通路およびバルブを
用いてこれを実行しても良い。また、小流量のエアバイ
パスバルブを併用しても良い。
The present invention is not limited to the first and second embodiments, but can be variously modified, and is also applicable to a drive-by-wire type throttle control system, that is, a throttle valve direct-acting system. For example, in both embodiments, the bypass passage 20 and the ISC
The switching control from the stoichiometric operation to the lean operation and the air supply control in the lean operation control are performed using the valve 30, but this may be performed using a dedicated bypass passage and a valve. Also, a small flow rate air bypass valve may be used in combination.

【0043】[0043]

【発明の効果】上述のように、本発明は、エンジンの
転状態に基づいてエンジンがストイキオ運転されるべき
領域にあると判定したときに第一の基本空燃比及び第一
の基本点火時期に基づきストイキオ運転が行われ、エン
ジンがリーン運転されるべき領域にあると判定したとき
に上記第一の基本空燃比よりもリーン側で設定される第
二の基本空燃比及び第一の基本点火時期よりも進角側で
設定される第二の基本点火時期に基づきリーン運転が行
われるように上記エンジンを制御する希薄燃焼エンジン
の制御方法において、上記ストイキオ運転から上記リー
ン運転に切り替え制御するときに、上記第一の基本空燃
比及び上記第一の基本点火時期での運転の下で吸入空気
量の増量制御を開始すると共に、該増量制御の開始後の
実際の吸入空気量の増加開始タイミングで点火時期を上
記第一の基本点火時期よりも遅角側に一旦変化させた後
に、空燃比及び点火時期を上記第二の基本空燃比及び上
記第二の基本点火時期へ制御するようにしたので、エン
ジン出力の変動および窒素酸化物の発生を抑制しつつエ
ンジンのストイキオ運転とリーン運転との間での切換え
を簡易な制御システムにより実行できる。
According to the present invention as described above, the present invention is, luck of the engine
Engine should be stoichiometric based on rolling state
Stoichiometric operation based on the first basic ignition timing basic air-fuel ratio and the first of is performed when it is determined that the region, en
When it is determined that the gin is in the region in which the lean operation is to be performed, the second basic air-fuel ratio is set on the lean side of the first basic air-fuel ratio and is set on the advance side of the first basic ignition timing. Lean- burn engine that controls the engine so that lean operation is performed based on the second basic ignition timing
In the control method, when the control is switched from the stoichiometric operation to the lean operation, the intake air is operated under the operation at the first basic air-fuel ratio and the first basic ignition timing.
The control for increasing the amount is started, and after the control for increasing the amount is started.
The ignition timing is increased at the timing when the actual intake air amount starts increasing.
After once changing to the retard side from the first basic ignition timing
In addition, since the air-fuel ratio and the ignition timing are controlled to the second basic air-fuel ratio and the second basic ignition timing, the stoichiometric operation of the engine while suppressing the fluctuation of the engine output and the generation of nitrogen oxides. Switching to lean operation can be performed by a simple control system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来装置に点火時期制御を導入した場合におけ
るストイキオ運転からリーン運転への移行時の吸入空気
量、点火時期、空燃比およびエンジン出力トルクの時間
変化を例示するグラフである。
FIG. 1 is a graph exemplifying a change over time of an intake air amount, an ignition timing, an air-fuel ratio, and an engine output torque when a transition is made from a stoichiometric operation to a lean operation when ignition timing control is introduced into a conventional device.

【図2】図1に関連する従来装置においてISCバルブ
のみによりバイパスエア供給を行う場合での、吸入空気
量などの時間変化を例示する図1と同様のグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph similar to FIG. 1 exemplifying a temporal change of an intake air amount or the like when bypass air is supplied only by an ISC valve in the conventional apparatus related to FIG. 1;

【図3】本発明の制御方法を実施するための制御装置を
周辺要素と共に一部をブロックで示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a control device for carrying out the control method of the present invention, with a block diagram showing a part together with peripheral elements.

【図4】図3に示す電子制御ユニット10により実行さ
れる、本発明の第1実施例の制御方法におけるエンジン
運転制御ルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an engine operation control routine executed by the electronic control unit 10 shown in FIG. 3 in the control method according to the first embodiment of the present invention.

【図5】図4に示したエンジン運転制御ルーチンにおけ
る切換制御での制御手順の一部を示すフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart showing a part of a control procedure in switching control in the engine operation control routine shown in FIG. 4;

【図6】図5に示した制御手順に続く、切換制御での制
御手順を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure in the switching control following the control procedure shown in FIG.

【図7】図6に示した制御手順に続く、切換制御での制
御手順を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure in the switching control following the control procedure shown in FIG.

【図8】図7に示した制御手順に続く、切換制御での制
御手順を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure in the switching control following the control procedure shown in FIG.

【図9】本発明の第1実施例の制御方法における切換制
御前後でのISCバルブ開度、吸入空気量、点火時期、
空燃比およびエンジン出力トルクの時間変化を例示する
グラフである。
FIG. 9 shows the ISC valve opening degree, intake air amount, ignition timing, before and after the switching control in the control method according to the first embodiment of the present invention;
4 is a graph illustrating the time change of the air-fuel ratio and the engine output torque.

【図10】本発明の第2実施例による制御方法における
切換制御での制御手順の一部を示すフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing a part of a control procedure in switching control in a control method according to a second embodiment of the present invention.

【図11】図10の制御手順に続く、切換制御での制御
手順を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a control procedure in the switching control following the control procedure of FIG.

【図12】図11の制御手順に続く、切換制御での制御
手順を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a control procedure in the switching control following the control procedure of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 吸気通路 3 燃料噴射弁 5 スロットル弁 6 点火プラグ 8 イグナイタ 10 電子制御ユニット 20 バイパス通路 30 ISCバルブ 41 エアフローセンサ 42 スロットルセンサ 45 クランク角センサ 47 ブーストセンサ Reference Signs List 1 engine 2 intake passage 3 fuel injection valve 5 throttle valve 6 spark plug 8 igniter 10 electronic control unit 20 bypass passage 30 ISC valve 41 air flow sensor 42 throttle sensor 45 crank angle sensor 47 boost sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02P 5/15 F02P 5/15 B ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02P 5/15 F02P 5/15 B

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンの運転状態に基づいて前記エン
ジンがストイキオ運転されるべき領域にあると判定した
ときに第一の基本空燃比及び第一の基本点火時期に基づ
きストイキオ運転が行われ、上記エンジンがリーン運転
されるべき領域にあると判定したときに上記第一の基本
空燃比よりもリーン側で設定される第二の基本空燃比及
上記第一の基本点火時期よりも進角側で設定される第
二の基本点火時期に基づきリーン運転が行われるように
上記エンジンを制御する希薄燃焼エンジンの制御方法に
おいて、 上記ストイキオ運転から上記リーン運転に切り替え制御
するときに、上記第一の基本空燃比及び上記第一の基本
点火時期での運転の下で吸入空気量の増量制御を開始す
ると共に、該増量制御の開始後の実際の吸入空気量の増
加開始タイミングで点火時期を上記第一の基本点火時期
よりも遅角側に一旦変化させた後に、空燃比及び点火時
期を上記第二の基本空燃比及び上記第二の基本点火時期
へ制御することを特徴とする希薄燃焼エンジンの制御方
法。
1. The engine according to claim 1 , wherein
When it is determined that the gin is in the region where the stoichiometric operation is to be performed, the stoichiometric operation is performed based on the first basic air-fuel ratio and the first basic ignition timing, and the engine operates in the lean operation.
The set in the first second basic air-fuel ratio and the first advance side of the basic ignition timing set by leaner than the basic air-fuel ratio when it is determined that the area to be Second, a lean-burn engine control method for controlling the engine so that lean operation is performed based on the basic ignition timing.
Oite, when the switching control to the lean operation from the stoichiometric operation to start increasing control of the intake air amount under the operation at timing the first basic air-fuel ratio and the first basic ignition
And the actual intake air amount after the start of the increase control.
At the start timing, the ignition timing is set to the first basic ignition timing.
And controlling the air-fuel ratio and the ignition timing to the second basic air-fuel ratio and the second basic ignition timing, respectively, after once changing the ignition timing to a more retarded side .
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