JPH07189770A - Control device for lean combustion engine - Google Patents

Control device for lean combustion engine

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JPH07189770A
JPH07189770A JP5338537A JP33853793A JPH07189770A JP H07189770 A JPH07189770 A JP H07189770A JP 5338537 A JP5338537 A JP 5338537A JP 33853793 A JP33853793 A JP 33853793A JP H07189770 A JPH07189770 A JP H07189770A
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JP
Japan
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valve
engine
air
opening
lean
Prior art date
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Pending
Application number
JP5338537A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Ishida
昌司 石田
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.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Priority to DE4480339T priority patent/DE4480339T1/en
Priority to DE4480339A priority patent/DE4480339B4/en
Priority to KR1019950703184A priority patent/KR0177204B1/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress torque fluctuation at the time of changeover between stoichio operation/rich operation and lean operation of a lean combustion engine. CONSTITUTION:An electronic control unit obtains a reference opening D0 and a target intake pressure P0 of an idling engine speed control valve as an air bypass valve from a map, at the starting time 6f shifting stoichio operation to lean operation, based on an engine speed Ne and a throttle opening TP at the start of the shifting. The electronic control unit then feds driving pulses N by a number corresponding to the reference opening D0 to a stepper motor 32 of the idling engine speed control valve. Next, the driving pulses are fed to the stepper motor by a number corresponding to an opening correction rate D1 according to deviation between the target intake pressure P0 and an actual intake pressure PB.

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
御装置に関し、特に、エンジンのリッチ運転とリーン運
転との間での切換え時のエンジン出力トルク変動を抑制
できる希薄燃焼エンジンの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lean burn engine control device, and more particularly to a lean burn engine control device capable of suppressing engine output torque fluctuation during switching between rich operation and lean operation of the engine. .

【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(広義にはリッチ運
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リッチ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 consumption 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 run the engine lean (lean combustion operation). In this type of air-fuel ratio control, the air-fuel ratio is controlled near the stoichiometric air-fuel ratio in the acceleration operating region to prevent the engine output from becoming insufficient in the acceleration operating region, etc. ). Therefore, for example, when the accelerator pedal is released and the accelerator operation area is disengaged, only the fuel amount is reduced and the rich operation is switched to the lean operation. In this case, the engine output suddenly decreases and a shock occurs, which hinders drivability.

【0003】そこで、リッチ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5−187295
号に提案されている。この提案装置は、エンジンの特定
運転状態時にリッチ運転を行い、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 rich 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 is provided. Japanese Patent Laid-Open No. 5-187295
Has been proposed in the issue. This proposed device performs a rich operation when the engine is in a specific operation state and performs a lean operation at other times, and has two bypass passages that bypass the throttle valve, and one of the bypass passages has an idle rotation speed. A numerical control (ISC) valve is provided, and a negative pressure responsive valve is provided in the other bypass passage. During lean operation, the bypass valve provided in the control pressure passage that connects the throttle valve installation portion of the intake passage and the control chamber of the negative pressure responsive valve is opened, which allows the negative pressure in the intake passage, and thus the engine operating state. The amount of bypass air that conforms to the above is supplied to the engine through 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 fuel side is calculated according to the throttle valve opening, and the ISC valve opening is calculated according to the deviation between the target intake air amount and the actual intake air amount. Is duty-controlled so that the target intake air amount is supplied to the engine.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記提案装置によれ
ば、リッチ運転とリーン運転との間での切換時における
エンジン出力トルク変動を相当程度まで抑制できる。し
かしながら、提案装置の吸入空気量制御は、基本的に
は、負圧応動弁の開度を、吸気管のスロットル弁配設部
位における吸気負圧に応じて制御するもので、運転切換
中での吸入空気量制御の適正化ひいてはトルク変動抑制
には一定の限度がある。
According to the above proposed device, the fluctuation of the engine output torque at the time of switching between the rich operation and the lean operation can be suppressed to a considerable extent. However, the intake air amount control of the proposed device basically controls the opening degree of the negative pressure responsive valve in accordance with the intake negative pressure in the throttle valve installation portion of the intake pipe, and thus during operation switching. There is a certain limit to the optimization of the intake air amount control and the suppression of torque fluctuation.

【0005】すなわち、燃費が良くかつ窒素酸化物の発
生量が少ない空燃比領域でのリーン運転への移行時にバ
イパスエア量が不足してトルク不足を招来したり、バイ
パスエア量が過剰になってエンジンが加速運転されるこ
とがある。そして、トルク不足解消のため空燃比を理論
空燃比に近づけた場合は、窒素酸化物の発生量が増大
し、燃費が低下する。
That is, when the lean operation is performed in the air-fuel ratio region where the fuel consumption is good and the amount of nitrogen oxides generated is small, the amount of bypass air becomes insufficient, resulting in insufficient torque, or the amount of bypass air becomes excessive. The engine may be accelerated. Then, when the air-fuel ratio is brought close to the stoichiometric air-fuel ratio in order to eliminate the torque shortage, the amount of nitrogen oxides generated increases and the fuel efficiency decreases.

【0006】本発明者の知見によれば、図1に示すよう
に、必要バイパスエア流量は例えば体積効率とエンジン
回転数とから求まるものの、実際のバイパスエア制御で
は、低回転かつ高体積効率側の運転域でバイパスエア不
足が生じ、又、高回転かつ低体積効率側の運転域でバイ
パスエア過剰が生じる。本発明は、上述の事情を考慮し
て創案されたもので、エンジンのストイキオ運転又はリ
ッチ運転とリーン運転との間での切換え時のエンジン出
力トルク変動を抑制してショック低減およびドライバビ
リティ向上を図れる希薄燃焼エンジンの制御装置を提供
することを目的とする。
According to the knowledge of the inventor of the present invention, as shown in FIG. 1, the required bypass air flow rate is obtained from, for example, the volume efficiency and the engine speed, but in the actual bypass air control, the low rotation speed and high volume efficiency side is achieved. Insufficient bypass air will occur in the operating range, and excessive bypass air will occur in the operating range on the high rotation speed and low volumetric efficiency side. The present invention was devised in consideration of the above circumstances, and suppresses engine output torque fluctuations at the time of switching between stoichio operation or rich operation of the engine and lean operation to reduce shock and improve drivability. An object of the present invention is to provide a control device for a lean burn engine that can be achieved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の希薄燃焼エンジ
ンの制御装置は、エンジン負荷状態を表す第1の所定パ
ラメータの値とエンジン回転速度を表す第2の所定パラ
メータの値を検出するための検出手段と、スロットル弁
をバイパスするバイパス通路を介してエンジンに供給さ
れる吸入空気量を調節するための空気量調節手段と、ス
トイキオ運転又はリッチ運転からリーン運転への移行
中、移行前後のエンジン出力トルク差が低減又は相殺さ
れるように第1及び第2の所定パラメータの検出値に基
づいて設定される制御量に応じて空気量調節手段を駆動
制御するための制御手段とを備えることを特徴とする。
A lean burn engine control apparatus according to the present invention detects a value of a first predetermined parameter indicating an engine load state and a value of a second predetermined parameter indicating an engine rotation speed. A detection unit, an air amount adjusting unit for adjusting the amount of intake air supplied to the engine through a bypass passage that bypasses the throttle valve, and an engine before and after the transition from stoichio operation or rich operation to lean operation A control unit for driving and controlling the air amount adjusting unit according to a control amount set based on the detected values of the first and second predetermined parameters so that the output torque difference is reduced or canceled. Characterize.

【0008】[0008]

【作用】ストイキオ運転又はリッチ運転からリーン運転
への移行時、制御手段は、エンジン負荷状態を表す第1
の所定パラメータの検出値とエンジン回転数を表す第2
の所定パラメータの検出値とに基づき、移行中における
空気量調整手段の制御量を決定する。そして、運転移行
中、空気量調整手段が、上述のようにして決定された制
御量だけ制御手段により制御され、これにより、バイパ
ス通路を介するエンジンへの吸入空気量が適正に制御さ
れて、移行前後のエンジン出力トルク差が低減又は相殺
される。
When the stoichio operation or the rich operation is changed to the lean operation, the control means sets the first load indicating the engine load state.
Second, which represents the detected value of the predetermined parameter and the engine speed
The control amount of the air amount adjusting means during the transition is determined on the basis of the detected value of the predetermined parameter. Then, during the operation transition, the air amount adjusting means is controlled by the control means by the control amount determined as described above, whereby the intake air amount to the engine through the bypass passage is appropriately controlled and transitions. The difference between the front and rear engine output torque is reduced or canceled.

【0009】[0009]

【実施例】図2を参照すると、希薄燃焼エンジン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(図示略)は、ディストリビュータ(図示
略)を介してイグナイタ(図示略)に接続され、イグナ
イタ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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 2, an intake manifold 2a connected to each cylinder of a lean burn engine 1 is provided with an electromagnetic fuel injection valve 3 for each cylinder, and fuel pressure is supplied from a fuel pump (not shown). Fuel having a constant pressure is supplied to each fuel injection valve 3 via a regulator (not shown).
Further, the intake manifold 2a is connected to an intake pipe 2b which forms an intake passage 2 in cooperation with the intake manifold 2a through a surge tank 2c, and an air cleaner 4 is arranged at an outer end of the intake pipe 2b. A throttle valve 5 is provided in the middle of the intake pipe 2b. An ignition plug (not shown) attached to each cylinder of the engine 1 is connected to an igniter (not shown) via a distributor (not shown), and the secondary coil is cut off when the supply current to the primary coil of the igniter is cut off. The high voltage generated in the engine causes a spark to fly to the spark plug to ignite the air-fuel mixture in the engine cylinder.

【0010】本発明の第1実施例の制御装置は、後述の
バイパスエア制御において制御手段などとして機能する
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。
The control device according to the first embodiment of the present invention is provided with an electronic control unit (ECU) 10 which functions as a control means or the like in bypass air control which will be described later. The control unit 10 has a central processing unit and a nonvolatile memory. It has a storage device including a 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にバイパ
スエアバルブとして配設した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
と協働して空気量調節手段を構成すると共にアイドル回
転数制御バルブとしても機能するもので、バイパス通路
20を開閉して同通路20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
閉駆動するためのステッパモータ(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
グナイタと共に制御ユニット10の出力側に接続されて
いる。
The present control device further includes an ISC valve 30 which is provided as a bypass air valve in the bypass passage 20 provided in the intake pipe 2b, bypassing the throttle valve 5. The ISC valve 30 is a control unit 10
In cooperation with the air amount adjusting means and also functioning as an idle speed control valve for opening and closing the bypass passage 20 to allow or block air supply to the engine 1 via the passage 20. A valve body 31 and a stepper motor (pulse motor) 32 for driving the valve body 31 to open and close.
Including and 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.

【0012】また、本制御装置は、エンジン運転パラメ
ータ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6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、サージタンク2c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
るための圧力センサ47とを備えている。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 present control device is provided with various sensors as engine operating parameter detecting means. These sensors are, for example, an air flow sensor 41 provided on the intake passage 2 side for detecting the intake air amount from the Karman vortex information, and a potentiometer type throttle sensor attached to the throttle valve 5 for detecting the throttle opening. 42, an O 2 sensor 43 provided on the exhaust passage 6 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 at the distributor 7. For example, a crank angle sensor 45 that outputs a pulse signal (TDC signal) each time the top dead center is detected, and a cylinder discrimination sensor 46 that detects that a specific cylinder, for example, the first cylinder is at a predetermined crank angle position, Pressure attached to the surge tank 2c for detecting negative pressure in the intake pipe downstream of the throttle valve 5. And a sensor 47. 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 a TDC which is sent from the crank angle sensor 45 every 180 degrees in 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 performed based on the output from the cylinder discrimination sensor 46 and the preset ignition / fuel supply sequence in the engine cylinder. It is designed to determine which cylinder should be used.

【0014】更に、電子制御ユニット10は、各種セン
サ出力に基づいてエンジン運転域を判別し、エンジン運
転域に応じた燃料噴射量、即ち、燃料噴射弁3の開弁時
間と最適点火時期とを演算し、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に供給して混合気を点
火させるようになっている。全エンジン運転域は、図4
に例示するように、スロットル開度などのエンジン負荷
とエンジン回転数とにより、リッチ運転域、リーンフィ
ードバック運転域IIIおよび燃料カット運転域IVに区画
され、リッチ運転域は、リッチフィードバック運転域I
とストイキオフィードバック運転域IIとに更に区分さ
れる。図中、記号WOTはスロットル弁全開を表す。
Further, the electronic control unit 10 discriminates the engine operating range based on the outputs of various sensors, and determines the fuel injection amount according to the engine operating range, that is, the opening time of the fuel injection valve 3 and the optimum ignition timing. A drive signal corresponding to the calculated valve opening time is supplied to each fuel injection valve 3 to supply a required fuel amount to each cylinder, and a drive signal corresponding to the calculated ignition timing is supplied from the drive circuit to the igniter. It is designed to supply and ignite the air-fuel mixture. The entire engine operating range is shown in Fig. 4.
As illustrated in FIG. 2, the engine is divided into a rich operating range, a lean feedback operating range III and a fuel cut operating range IV according to the engine load such as the throttle opening and the engine speed, and the rich operating range is the rich feedback operating range I.
And the stoichio feedback operation area II. In the figure, the symbol WOT indicates that the throttle valve is fully opened.

【0015】上述の構成において、電子制御ユニット1
0は、エンジン負荷パラメータたとえばスロットルセン
サ42出力と、クランク角センサ45の出力の発生周期
から演算したエンジン回転数Neとに基づいて、現在の
エンジン運転域を判別する。また、電子制御ユニット1
0は、燃料噴射弁3の開弁時間Tinjを次式に従って演
算する。
In the above configuration, the electronic control unit 1
0 determines the present engine operating range based on the engine load parameter, for example, the output of the throttle sensor 42 and the engine speed Ne calculated from the generation cycle of the output of the crank angle sensor 45. In addition, the electronic control unit 1
0 calculates the valve opening time Tinj of the fuel injection valve 3 according to the following equation.

【0016】Tinj = A/N÷λ×K1×K2+T0 ここに、A/N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エンジン回転数Neとから求
められる一吸気行程当たりの吸入空気量である。λは目
標空燃比で、ストイキオフィードバック運転域では理論
空燃比或いはその近傍値(例えば、空燃比14.7)
に、リッチフィードバック運転域では理論空燃比よりも
燃料過濃側の値に、又、リーンフィードバック運転域で
は理論空燃比よりも燃料希薄側の値に設定される。K1
は燃料流量を開弁時間に換算するための係数を表す。K
2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4
4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。
Tinj = A / N ÷ λ × K1 × K2 + T0 where A / N is the intake air amount per intake stroke obtained from the Karman vortex frequency detected by the air flow sensor 41 and the engine speed Ne. is there. λ is a target air-fuel ratio, which is a stoichiometric air-fuel ratio or a value close thereto (for example, air-fuel ratio 14.7) in the stoichiometric feedback operation range.
Further, in the rich feedback operation region, the value is set to the fuel rich side from the stoichiometric air-fuel ratio, and in the lean feedback operation region, the value is set to the fuel lean side from the stoichiometric air-fuel ratio. K1
Represents a coefficient for converting the fuel flow rate into the valve opening time. K
Reference numeral 2 is a correction coefficient value set by various parameters indicating the engine operating state, for example, the engine water temperature sensor 4
4 is set in accordance with the engine water temperature TW detected by No. 4 and the oxygen concentration in exhaust gas detected by the O2 sensor 43. T0 is a correction value set according to the battery voltage or the like detected by a battery sensor (not shown).

【0017】そして、電子制御ユニット10は、開弁時
間Tinjに応じた駆動信号を、今回の燃料供給対象であ
る気筒に対応する燃料噴射弁3に供給し、これにより開
弁時間Tinjに対応する燃料量をその気筒に供給する。
バイパスエア制御に関連して、電子制御ユニット10
は、機能的には、図3に示す各種機能部を備えている。
Then, the electronic control unit 10 supplies a drive signal corresponding to the valve opening time Tinj to the fuel injection valve 3 corresponding to the cylinder which is the target of fuel supply at this time, thereby corresponding to the valve opening time Tinj. Fuel quantity is supplied to the cylinder.
In connection with bypass air control, electronic control unit 10
Is functionally equipped with various functional units shown in FIG.

【0018】すなわち、制御ユニット10は、クランク
角センサ45出力に基づいてエンジン回転数Neを算出
するためのエンジン回転数演算部11と、同演算部出力
Neとスロットルセンサ42の出力TPSとからISC
バルブ30の基本開度D0を求めるための基本開度設定
部12と、エンジン回転数演算部出力Neとスロットル
センサ出力TPSとからリーン運転時の目標吸気マニホ
ールド圧P0を求めるための目標吸気圧設定部13とを
備えている。減算部14では目標吸気圧設定部出力P0
から圧力センサ47の出力PBが減じられ、開度補正部
15では減算部14出力に対応する開度補正量D1が求
められる。目標吸気圧設定部出力D0と開度補正部出力
D1は加算部16で加算され、目標ISCバルブ開度を
表す加算部出力はバルブ駆動部17に送出される。
That is, the control unit 10 uses the engine speed calculator 11 for calculating the engine speed Ne based on the output of the crank angle sensor 45, the output Ne of the engine speed Ne and the output TPS of the throttle sensor 42, and the ISC.
A target opening pressure setting unit 12 for finding the basic opening D0 of the valve 30, and a target intake pressure setting for finding the target intake manifold pressure P0 during lean operation from the engine speed calculation unit output Ne and the throttle sensor output TPS. And a section 13. The subtraction unit 14 outputs the target intake pressure setting unit output P0.
From this, the output PB of the pressure sensor 47 is subtracted, and the opening correction unit 15 obtains the opening correction amount D1 corresponding to the output of the subtraction unit 14. The target intake pressure setting unit output D0 and the opening correction unit output D1 are added by the addition unit 16, and the addition unit output indicating the target ISC valve opening is sent to the valve drive unit 17.

【0019】バルブ駆動部17は、目標ISCバルブ開
度D0+D1と、例えば制御ユニット10に内蔵のレジス
タ(図示略)に記憶されている現在のISCバルブ開度
とに基づいて駆動パルス数NおよびISCバルブ動作方
向を決定し、ISCバルブ30のステッパモータ32の
各相磁極(図示略)へ駆動ステップ数Nに等しい数の出
力パルスをバルブ動作方向に対応する位相順序で送出す
る。これにより、ISCバルブ30の開度が目標開度D
0+D1に制御される。
The valve drive unit 17 determines the drive pulse number N and ISC based on the target ISC valve opening D0 + D1 and the current ISC valve opening stored in, for example, a register (not shown) built in the control unit 10. The valve operation direction is determined, and the output pulses of the number equal to the driving step number N are sent to each phase magnetic pole (not shown) of the stepper motor 32 of the ISC valve 30 in the phase order corresponding to the valve operation direction. As a result, the opening of the ISC valve 30 becomes the target opening D.
Controlled to 0 + D1.

【0020】以下、図2および図3に示す制御装置のバ
イパスエア制御動作を説明する。エンジン1の運転中、
電子制御ユニット10は、図5に示すバイパスエア制御
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、水温センサ44からの出力
を読み込み、このセンサ出力が表すエンジン冷却水温が
予め設定したフィードバック開始水温を上回っているか
否かを先ず判別する(ステップS1)。この判別結果が
肯定ならば、制御ユニット10は、スロットルセンサ4
2およびクランク角センサ45からの出力を読み込み、
スロットルセンサ出力TPSと、クランク角センサ出力
の発生周期から演算したエンジン回転数Neとに基づ
き、エンジン1がリーンフィードバック運転域で運転さ
れているか否かを、即ちリーン化条件が成立しているか
否かを判別する(ステップS2)。
The bypass air control operation of the control device shown in FIGS. 2 and 3 will be described below. While the engine 1 is running
The electronic control unit 10 executes the bypass air control routine shown in FIG. 5 at a predetermined cycle. In this control routine, the control unit 10 reads the output from the water temperature sensor 44, and first determines whether or not the engine cooling water temperature represented by this sensor output exceeds a preset feedback start water temperature (step S1). If the determination result is affirmative, the control unit 10 determines that the throttle sensor 4
2 and the output from the crank angle sensor 45,
Based on the throttle sensor output TPS and the engine speed Ne calculated from the generation cycle of the crank angle sensor output, it is determined whether the engine 1 is operating in the lean feedback operation range, that is, whether the lean condition is satisfied. It is determined whether or not (step S2).

【0021】ステップS2での判別結果が肯定であれ
ば、制御ユニット10は、図示しない故障判別ルーチン
において本制御装置に関するシステム故障が検出された
か否かを判別し(ステップS3)、この判別結果が否定
であれば、後述の、リーン運転時のバイパスエア制御を
開始する。一方、エンジン冷却水温がフィードバック開
始水温に達していないとステップS1で判別し、あるい
はリーン化条件不成立をステップS2で判別し、あるい
はシステム故障をステップS3で判別したとき、制御ユ
ニット10は、現在のISCバルブ開度に対応する駆動
ステップ数Nの出力パルスをバルブ閉弁方向に対応する
位相順序でステッパモータ32へ送出して(従って、I
SCバルブ30が既に閉弁していれば駆動パルスは送出
されない)、これによりISCバルブ30を閉弁させ
(ステップS4)、今回サイクルでのバイパスエア制御
ルーチンの実行を終了する。
If the determination result in step S2 is affirmative, the control unit 10 determines whether or not a system failure relating to the present control device has been detected in a failure determination routine (not shown) (step S3). If negative, the bypass air control during lean operation, which will be described later, is started. On the other hand, when it is determined in step S1 that the engine cooling water temperature has not reached the feedback start water temperature, or in step S2 that the lean condition is not satisfied, or when the system failure is determined in step S3, the control unit 10 determines that the current Output pulses of the driving step number N corresponding to the ISC valve opening are sent to the stepper motor 32 in the phase sequence corresponding to the valve closing direction (thus, I
If the SC valve 30 is already closed, the drive pulse is not sent out), so that the ISC valve 30 is closed (step S4), and the execution of the bypass air control routine in this cycle ends.

【0022】上述のステップS1及びS2での判別結果
が肯定でかつステップS3での判別結果が否定である場
合、例えば、システム故障がない状態でフィードバック
開始水温に達してリッチ運転域(リッチまたはストイキ
オフィードバック運転域)でのエンジン運転が行われた
後にリーン化条件が成立した場合、リッチ運転(狭義の
リッチ運転またはストイキオ運転)からリーン運転へ移
行すべく、本制御ルーチンにおいてリーン運転時のバイ
パスエア制御が開始される。なお、これと平行して、上
述の燃料供給制御に関する制御ルーチンにおいて、リッ
チ運転時の目標空燃比からリーン運転時の目標空燃比へ
の切換えが行われる。なお、空燃比切換えを多段階的に
行っても良い。
If the determination results in steps S1 and S2 described above are positive and the determination result in step S3 is negative, for example, the feedback start water temperature is reached and the rich operating range (rich or strike If lean conditions are satisfied after engine operation in the (Ikio feedback operation range), bypass in lean operation in this control routine to shift from rich operation (rich operation in a narrow sense or stoichio operation) to lean operation. Air control is started. In parallel with this, in the control routine relating to the above-described fuel supply control, the target air-fuel ratio during rich operation is switched to the target air-fuel ratio during lean operation. The air-fuel ratio may be switched in multiple stages.

【0023】詳しくは、リーン運転時のバイパスエア制
御の開始時、ステップS2でのリーン化条件成立の判別
に用いた、リッチ運転からリーン運転への移行開始時に
おけるスロットルセンサ出力TPS及びエンジン回転数
Neに基づき、制御ユニット10は、図3のブロック1
2中に示したTPS・Ne−D0マップを参照して、I
SCバルブ30の基本開度D0を決定する(ステップS
5)。リーン運転への移行開始時にはISCバルブ30
が閉弁状態にあるので、制御ユニット10は、この基本
開度D0に対応する駆動ステップ数Nの駆動パルスをス
テッパモータ32の各相磁極へISCバルブ開弁方向に
対応する位相順序で送出してISCバルブ30を基本開
度D0だけ開弁させると共に、この基本開度D0を現在の
設定バルブ開度として記憶する(ステップS6)。
More specifically, at the start of the bypass air control during lean operation, the throttle sensor output TPS and the engine speed at the start of the transition from rich operation to lean operation, which were used to determine whether the lean condition is satisfied in step S2. Based on Ne, the control unit 10 has a block 1 of FIG.
Referring to the TPS Ne-D0 map shown in 2 above, I
The basic opening D0 of the SC valve 30 is determined (step S
5). ISC valve 30 at the beginning of the transition to lean operation
Is in the valve closed state, the control unit 10 sends the drive pulse of the drive step number N corresponding to the basic opening D0 to the magnetic poles of each phase of the stepper motor 32 in the phase order corresponding to the ISC valve opening direction. Then, the ISC valve 30 is opened by the basic opening D0 and the basic opening D0 is stored as the current set valve opening (step S6).

【0024】次に、リーン運転への移行開始時のスロッ
トルセンサ出力TPS及びエンジン回転数Neに基づい
て、制御ユニット10は、図3のブロック13内に示し
たTPS・Ne−P0マップを参照して、リーン運転時
の目標吸気マニホールド圧P0を決定する(ステップS
7)。このTPS・Ne−P0マップは、同一のスロッ
トル開度TPSにおいてリッチ運転でのエンジン出力ト
ルクと同一のトルクをリーン運転時に発生させる目標吸
気マニホールド圧P0を与えるように設定されている。
Next, based on the throttle sensor output TPS and the engine speed Ne at the start of the shift to the lean operation, the control unit 10 refers to the TPS.Ne-P0 map shown in the block 13 of FIG. To determine the target intake manifold pressure P0 during lean operation (step S
7). This TPS / Ne-P0 map is set to give a target intake manifold pressure P0 that produces the same torque as the engine output torque in the rich operation at the same throttle opening TPS during the lean operation.

【0025】次いで、制御ユニット10は、実際の吸気
マニホールド圧PBを表す圧力センサ47の出力を読み
込み(ステップS8)、圧力センサ出力PBと目標吸気
マニホールド圧P0とを比較する(ステップS9)。そ
して、実際吸気圧PBが目標吸気圧P0を下回る場合に
は、制御ユニット10は、圧力偏差P0−PBに相当する
開度補正量D1に対応する駆動ステップ数Nの駆動パル
スをステッパモータ32の各相磁極へISCバルブ開弁
方向に対応する位相順序で送出して、ISCバルブ開度
を開度補正量D1だけ増大させ(ステップS10)、ス
テップS8に戻る。また、実際吸気圧PBが目標吸気圧
P0を上回る場合は、駆動ステップ数ΔNの駆動パルス
がステッパモータ32の各相磁極へISCバルブ閉弁方
向に対応する位相順序で送出され、これによりISCバ
ルブ開度は開度補正量D1だけ減少し(ステップS1
1)、本制御プログラムはステップS8に戻る。
Next, the control unit 10 reads the output of the pressure sensor 47 indicating the actual intake manifold pressure PB (step S8) and compares the pressure sensor output PB with the target intake manifold pressure P0 (step S9). Then, when the actual intake pressure PB is lower than the target intake pressure P0, the control unit 10 applies the drive pulse of the drive step number N corresponding to the opening correction amount D1 corresponding to the pressure deviation P0-PB to the stepper motor 32. It is sent to each phase magnetic pole in the phase order corresponding to the ISC valve opening direction, the ISC valve opening is increased by the opening correction amount D1 (step S10), and the process returns to step S8. Further, when the actual intake pressure PB exceeds the target intake pressure P0, drive pulses of the drive step number ΔN are sent to the magnetic poles of each phase of the stepper motor 32 in the phase sequence corresponding to the ISC valve closing direction. The opening is reduced by the opening correction amount D1 (step S1
1) The control program returns to step S8.

【0026】その後、ステップS8〜S11が実行さ
れ、実際吸気圧PBが目標吸気圧P0と同一になったこと
がステップS9で判別されると、本制御ルーチンが終了
する。以上のようにして、リッチ運転からリーン運転へ
の切換え中、リッチ運転でのトルクと同一のトルクを発
生させる吸気マニホールド圧になるように、ISCバル
ブ開度ひいては吸入空気量がフィードバック制御され
る。この結果、運転切換えに伴うエンジン出力トルク変
動が抑制され、ショック低減およびドライバビリティ向
上が図られる。
Thereafter, steps S8 to S11 are executed, and when it is determined in step S9 that the actual intake pressure PB becomes equal to the target intake pressure P0, this control routine ends. As described above, during the switching from the rich operation to the lean operation, the ISC valve opening degree and thus the intake air amount are feedback-controlled so that the intake manifold pressure that produces the same torque as that in the rich operation is obtained. As a result, engine output torque fluctuation due to operation switching is suppressed, and shock is reduced and drivability is improved.

【0027】以下、本発明の第2実施例の制御装置を説
明する。上記第1実施例の制御装置では、リーン運転へ
の移行中の吸気マニホールド圧をリーン運転への移行開
始時のスロットル開度TPS及びエンジン回転数Neか
ら求めた目標圧にフィードバック制御すべく、ステッパ
モータ駆動式のエアバイパスバルブ30を用いたが、本
実施例の装置は、負圧応動式エアバイパスバルブへの制
御負圧供給をデューティ制御して同バルブの時間平均開
度を制御することにより、吸気マニホールド圧をフィー
ドバック制御するものである。
The control device of the second embodiment of the present invention will be described below. In the control device of the first embodiment, the stepper is used to feedback control the intake manifold pressure during the transition to the lean operation to the target pressure obtained from the throttle opening TPS and the engine speed Ne at the start of the transition to the lean operation. Although the motor-driven air bypass valve 30 is used, the apparatus according to the present embodiment controls the time-average opening degree of the negative pressure-responsive air bypass valve by controlling the duty of the control negative pressure supply. The intake manifold pressure is feedback-controlled.

【0028】即ち、図6に示すように、本制御装置は、
スロットル弁5をバイパスして吸気通路2に並設したバ
イパス通路120にエアバイパスバルブとして配設され
た負圧応動弁130と、この負圧応動弁130の負圧室
とサージタンク2cとを連通させる負圧通路140に設
けられ同通路140を開閉するためのソレノイド弁15
0とを備えている。
That is, as shown in FIG.
A negative pressure responsive valve 130 provided as an air bypass valve in a bypass passage 120 provided in parallel with the intake passage 2 bypassing the throttle valve 5, and a negative pressure chamber of the negative pressure responsive valve 130 and the surge tank 2c are communicated with each other. A solenoid valve 15 provided in the negative pressure passage 140 for opening and closing the passage 140.
It has 0 and.

【0029】負圧応動弁130は、バイパス通路120
を開閉するための弁体131と、これを閉弁方向に付勢
するバネ132と、弁体131と一体に形成され負圧室
を画成するダイヤフラム133とを有し、負圧室内圧に
応じたリフト量だけ弁体131が開弁動作するようにな
っている。図6中、参照符号30’はアイドル運転時の
空気供給制御に専用のISCバルブを示す。
The negative pressure responsive valve 130 includes a bypass passage 120.
A valve body 131 for opening and closing the valve body, a spring 132 for urging the valve body 131 in the valve closing direction, and a diaphragm 133 formed integrally with the valve body 131 to define a negative pressure chamber. The valve body 131 is adapted to open by a corresponding lift amount. In FIG. 6, reference numeral 30 'denotes an ISC valve dedicated to air supply control during idle operation.

【0030】エアバイパス制御に関連して、電子制御ユ
ニット(ECU)110は、図7に示すように、エンジ
ン回転数演算部(図示略)の出力Neとスロットルセン
サ出力TPSとを入力してソレノイド弁150の基本デ
ューティ率D10を求めるための基本デューティ率設定部
112と、図3の要素13、14および16に夫々対応
する目標吸気圧設定部113、減算部114および加算
部116と、減算部出力P0−PBからデューティ率補正
量D11を求めるためのデューティ率補正部115と、加
算部116から送出される目標デューティ率D10+D11
でソレノイド弁150の励磁コイル151をオンオフ制
御するためのソレノイド弁駆動部117とを備えてい
る。
In connection with the air bypass control, an electronic control unit (ECU) 110, as shown in FIG. 7, receives an output Ne of an engine speed calculating section (not shown) and a throttle sensor output TPS to a solenoid. A basic duty ratio setting unit 112 for obtaining a basic duty ratio D10 of the valve 150, a target intake pressure setting unit 113, a subtracting unit 114, an adding unit 116, and a subtracting unit corresponding to the elements 13, 14 and 16 of FIG. 3, respectively. The duty ratio correction unit 115 for obtaining the duty ratio correction amount D11 from the output P0-PB and the target duty ratio D10 + D11 sent from the addition unit 116.
And a solenoid valve drive unit 117 for on / off controlling the exciting coil 151 of the solenoid valve 150.

【0031】以下、図8を参照して、図6および図7に
示す制御装置のバイパスエア制御動作を説明する。図8
に示すバイパスエア制御ルーチンにおいて、制御ユニッ
ト110は、図5のステップS1、S2に夫々対応する
ステップS101、S102のいずれか一方での判別結
果が否定であるか、ステップS3に対応するステップS
103での判別結果が肯定であれば、ソレノイド弁15
0の励磁コイル151を消勢すると共に、ソレノイド弁
150の現在の設定デューティ率として0%を記憶する
(ステップS104)。
The bypass air control operation of the control device shown in FIGS. 6 and 7 will be described below with reference to FIG. Figure 8
In the bypass air control routine shown in FIG. 5, the control unit 110 determines whether the result of the determination in either one of steps S101 and S102 corresponding to steps S1 and S2 in FIG. 5 is negative, or in step S3 corresponding to step S3.
If the determination result in 103 is affirmative, the solenoid valve 15
The exciting coil 151 of 0 is deenergized, and 0% is stored as the current set duty ratio of the solenoid valve 150 (step S104).

【0032】この結果、負圧通路140を介する吸気通
路2から負圧応動弁130の負圧室への負圧供給がソレ
ノイド弁150の弁体152により遮断されると共に、
ソレノイド弁150の大気導入通路が開いて同通路を介
して負圧応動弁130の負圧室に大気が導入され、負圧
応動弁130の弁体131はバネ132のバネ力で閉弁
方向に付勢される。従って、エアバイパスバルブ(AB
V)としての負圧応動弁130が閉弁し、バイパス通路
120を介するエンジン1へのバイパスエア供給が遮断
される。
As a result, the negative pressure supply from the intake passage 2 through the negative pressure passage 140 to the negative pressure chamber of the negative pressure responsive valve 130 is cut off by the valve body 152 of the solenoid valve 150.
The atmosphere introducing passage of the solenoid valve 150 is opened, and the atmosphere is introduced into the negative pressure chamber of the negative pressure responsive valve 130 through the same passage, and the valve body 131 of the negative pressure responsive valve 130 is closed by the spring force of the spring 132. Be energized. Therefore, the air bypass valve (AB
The negative pressure responsive valve 130 as V) is closed, and the bypass air supply to the engine 1 via the bypass passage 120 is cut off.

【0033】一方、ステップS101およびS102の
双方での判別結果が肯定でかつステップS103での判
別結果が否定であれば、制御ユニット110は、図7の
ブロック112中に示すNe・TPS−D10マップを参
照して、リーン運転への移行開始時のエンジン回転数N
e及びスロットル開度TPSに基づいてソレノイド弁1
50の基本デューティ率D10を求め、これを現在の設定
デューティ率として記憶し(ステップS105)、ソレ
ノイド弁150の励磁コイル151をこの設定デューテ
ィ率D10でオンオフ駆動する(ステップS106)。
On the other hand, if the determination results in both steps S101 and S102 are affirmative and the determination result in step S103 is negative, the control unit 110 causes the Ne.TPS-D10 map shown in block 112 of FIG. Engine speed N at the start of shifting to lean operation
Solenoid valve 1 based on e and throttle opening TPS
The basic duty ratio D10 of 50 is calculated and stored as the current set duty ratio (step S105), and the exciting coil 151 of the solenoid valve 150 is turned on / off at this set duty ratio D10 (step S106).

【0034】この結果、励磁コイル151の励磁時、ソ
レノイド弁150が開弁してサージタンク2cからの負
圧が負圧通路140を介して負圧応動弁130の負圧室
に導入される。また、励磁コイル151の消勢時には、
ソレノイド弁150が閉弁して負圧通路140を介する
負圧導入が遮断されると共に負圧室内にソレノイド弁1
50を介して大気が導入される。従って、負圧応動弁1
30の負圧室内圧ひいては弁体位置すなわち開度は、設
定デューティ率に対応するものとなり、これにより、バ
イパス通路120を介して設定デューティ率に対応する
量の吸入空気がエンジン1に供給される。
As a result, when the exciting coil 151 is excited, the solenoid valve 150 is opened and the negative pressure from the surge tank 2c is introduced into the negative pressure chamber of the negative pressure responsive valve 130 via the negative pressure passage 140. Further, when the exciting coil 151 is deenergized,
The solenoid valve 150 is closed to block the introduction of the negative pressure through the negative pressure passage 140, and the solenoid valve 1 is placed in the negative pressure chamber.
Atmosphere is introduced via 50. Therefore, the negative pressure responsive valve 1
The negative pressure chamber pressure of 30, and thus the valve body position, that is, the opening degree, corresponds to the set duty ratio, whereby the intake air of an amount corresponding to the set duty ratio is supplied to the engine 1 via the bypass passage 120. .

【0035】次に、図7のブロック113中に示すTP
S・Ne−P0マップを参照して、制御ユニット110
は、リーン運転への移行開始時のスロットルセンサ出力
TPS及びエンジン回転数Neに基づいて、リーン運転
への移行時の目標吸気マニホールド圧P0を決定する
(ステップS107)。このTPS・Ne−P0マップ
は、同一のスロットル開度TPSにおいてリッチ運転で
のエンジン出力トルクと同一のトルクをリーン運転時に
発生させる目標吸気マニホールド圧P0を与えるように
設定されている。
Next, the TP shown in block 113 of FIG.
Referring to the S.Ne-P0 map, the control unit 110
Determines the target intake manifold pressure P0 at the time of transition to the lean operation based on the throttle sensor output TPS at the start of the transition to the lean operation and the engine speed Ne (step S107). This TPS / Ne-P0 map is set to give a target intake manifold pressure P0 that produces the same torque as the engine output torque in the rich operation at the same throttle opening TPS during the lean operation.

【0036】次いで、制御ユニット110は、実際の吸
気マニホールド圧PBを表す圧力センサ47の出力を読
み込み(ステップS108)、圧力センサ出力PBと目
標吸気マニホールド圧P0とを比較する(ステップS1
09)。そして、実際吸気圧PBが目標吸気圧P0を下回
る場合、制御ユニット110は、圧力偏差P0−PBに対
応する補正デューティ率D11と現在の設定デューティ率
との和を新たな設定デューティ率として記憶し、このデ
ューティ率でソレノイド弁150をオンオフ駆動する
(ステップS110)。これにより、バイパスエア供給
量が増大する。そして、ステップS108に戻る。ま
た、実際吸気圧PBが目標吸気圧P0を上回る場合は、現
在の設定デューティ率から補正デューティ率D11を減じ
て得た新たな設定デューティ率が記憶され、このデュー
ティ率でソレノイド弁150が駆動されてバイパスエア
供給量が減少する(ステップS111)。そして、本制
御プログラムはステップS108に戻る。
Next, the control unit 110 reads the output of the pressure sensor 47 indicating the actual intake manifold pressure PB (step S108), and compares the pressure sensor output PB with the target intake manifold pressure P0 (step S1).
09). When the actual intake pressure PB is lower than the target intake pressure P0, the control unit 110 stores the sum of the corrected duty ratio D11 corresponding to the pressure deviation P0-PB and the current set duty ratio as a new set duty ratio. The solenoid valve 150 is driven on / off at this duty ratio (step S110). This increases the bypass air supply amount. Then, the process returns to step S108. When the actual intake pressure PB exceeds the target intake pressure P0, a new set duty ratio obtained by subtracting the correction duty ratio D11 from the current set duty ratio is stored, and the solenoid valve 150 is driven at this duty ratio. As a result, the bypass air supply amount is reduced (step S111). Then, the control program returns to step S108.

【0037】その後、ステップS108〜S111が実
行され、実際吸気圧PBが目標吸気圧P0と同一になった
ことがステップS108で判別されると、本制御ルーチ
ンが終了する。以下、本発明の第3実施例の制御装置を
説明する。上記第2実施例の制御装置では、負圧応動式
エアバイパスバルブの開度を制御することにより吸気マ
ニホールド圧を目標圧にフィードバック制御したが、本
実施例の制御装置は、同様のエアバイパスバルブを同様
にデューティ制御することにより同バルブのリフト量を
目標値にフィードバック制御するものである。
Thereafter, steps S108 to S111 are executed, and when it is determined in step S108 that the actual intake pressure PB becomes equal to the target intake pressure P0, this control routine ends. The controller of the third embodiment of the present invention will be described below. In the control device of the second embodiment, the intake manifold pressure is feedback-controlled to the target pressure by controlling the opening of the negative pressure responsive air bypass valve, but the control device of the present embodiment is similar to the air bypass valve. Is similarly duty controlled to feedback control the lift amount of the valve to a target value.

【0038】図9に示すように、本制御装置は、基本的
には、図6の制御装置と同様に構成されている。従っ
て、図6に示す制御装置と同一の要素に同一の参照符号
を付して示し、構成説明を省略する。但し、図6のもの
と異なり、本制御装置の負圧応動弁130には、その開
度を検出するためのポジションセンサ160が付設され
ている。このポジションセンサ160は、その可動部が
負圧応動弁130のダイヤフラム133を介して弁体1
31に結合され、弁体131のリフト量ひいては負圧応
動弁130の開度を表す検出出力を電子制御ユニット
(ECU)210へ送出するようになっている。
As shown in FIG. 9, the present control device is basically constructed similarly to the control device of FIG. Therefore, the same elements as those of the control device shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals and the description of the configuration is omitted. However, unlike the one shown in FIG. 6, the negative pressure responsive valve 130 of the present control device is provided with a position sensor 160 for detecting its opening. The position sensor 160 has a movable portion via the diaphragm 133 of the negative pressure responsive valve 130 and the valve body 1
It is connected to 31 and sends a detection output indicating the lift amount of the valve body 131 and thus the opening degree of the negative pressure responsive valve 130 to the electronic control unit (ECU) 210.

【0039】エアバイパス制御に関連して、電子制御ユ
ニット210は、図10に示すように、図7の要素11
2、116および117に夫々対応する基本デューティ
率設定部212、加算部216およびソレノイド弁駆動
部217を備えると共に、エンジン回転数演算部(図示
略)の出力Neとスロットルセンサ出力TPSとから負
圧応動弁130の目標開度(目標リフト量)L0を求め
るための目標開度設定部213と、同設定部の出力L0
から実際の開度(リフト量)LAを表すポジションセン
サ160の出力を減じるための減算部214と、減算部
出力L0−LAからデューティ率補正量D21を求めるため
のデューティ率補正部215とを備えている。ソレノイ
ド弁150の励磁コイル151は、ソレノイド弁駆動部
217により、加算部216から送出される目標デュー
ティ率D20+D21でオンオフ駆動されることになる。
In connection with air bypass control, the electronic control unit 210, as shown in FIG.
2, 116 and 117 are provided with a basic duty ratio setting unit 212, an addition unit 216 and a solenoid valve drive unit 217, respectively, and a negative pressure is output from an output Ne of an engine speed calculation unit (not shown) and a throttle sensor output TPS. A target opening setting unit 213 for obtaining a target opening (target lift amount) L0 of the response valve 130, and an output L0 of the setting unit
The subtraction unit 214 for subtracting the output of the position sensor 160 representing the actual opening (lift amount) LA from the above, and the duty ratio correction unit 215 for obtaining the duty ratio correction amount D21 from the subtraction unit output L0-LA. ing. The exciting coil 151 of the solenoid valve 150 is turned on / off by the solenoid valve driving unit 217 at the target duty ratio D20 + D21 sent from the adding unit 216.

【0040】以下、図11を参照して、図9および図1
0に示す制御装置のバイパスエア制御動作を説明する。
図11に示すバイパスエア制御ルーチンにおいて、制御
ユニット210は、図8のステップS101、S102
に夫々対応するステップS201、S202のいずれか
一方での判別結果が否定であるか、ステップS103に
対応するステップS203での判別結果が肯定であれ
ば、ソレノイド弁150の励磁コイル151を消勢する
と共に、ソレノイド弁150の現在の設定デューティ率
として0%を記憶する(ステップS204)。この結
果、負圧応動弁130が閉弁し、バイパス通路120を
介するエンジン1へのバイパスエア供給が遮断される。
9 and 1 with reference to FIG.
The bypass air control operation of the control device shown in 0 will be described.
In the bypass air control routine shown in FIG. 11, the control unit 210 has steps S101 and S102 of FIG.
If the determination result in either one of steps S201 and S202 corresponding to the above is negative or the determination result in step S203 corresponding to step S103 is affirmative, the exciting coil 151 of the solenoid valve 150 is deenergized. At the same time, 0% is stored as the current set duty ratio of the solenoid valve 150 (step S204). As a result, the negative pressure responsive valve 130 is closed, and the bypass air supply to the engine 1 via the bypass passage 120 is cut off.

【0041】一方、ステップS201およびS202の
双方での判別結果が肯定でかつステップS203での判
別結果が否定であれば、制御ユニット210は、図10
のブロック212中に示すNe・TPS−D20マップを
参照して、リーン運転への移行開始時のエンジン回転数
Ne及びスロットル開度TPSに基づいてソレノイド弁
150の基本デューティ率D20を求め、これを現在の設
定デューティ率として記憶し(ステップS205)、ソ
レノイド弁150の励磁コイル151をこの設定デュー
ティ率D20でオンオフ駆動する(ステップS206)。
この結果、エンジン1には設定デューティ率に対応する
量の吸入空気が供給される。
On the other hand, if the determination results in both steps S201 and S202 are affirmative and the determination result in step S203 is negative, the control unit 210 determines that
Referring to the Ne.TPS-D20 map shown in block 212, the basic duty ratio D20 of the solenoid valve 150 is calculated based on the engine speed Ne and the throttle opening TPS at the start of the shift to lean operation, and this is calculated. The current set duty ratio is stored (step S205), and the exciting coil 151 of the solenoid valve 150 is driven on / off at the set duty ratio D20 (step S206).
As a result, the engine 1 is supplied with intake air in an amount corresponding to the set duty ratio.

【0042】次に、図10のブロック213中に示すT
PS・Ne−L0マップを参照して、制御ユニット21
0は、リーン運転への移行開始時のスロットルセンサ出
力TPS及びエンジン回転数Neに基づいて、リーン運
転への移行中における負圧応動弁130の目標開度L0
を決定する(ステップS207)。このTPS・Ne−
L0マップは、同一のスロットル開度TPSにおいてリ
ッチ運転でのエンジン出力トルクと同一のトルクをリー
ン運転時に発生させる目標開度L0を与えるように設定
されている。
Next, T shown in block 213 of FIG.
Referring to the PS / Ne-L0 map, the control unit 21
0 is the target opening degree L0 of the negative pressure responsive valve 130 during the shift to the lean operation, based on the throttle sensor output TPS and the engine speed Ne at the start of the shift to the lean operation.
Is determined (step S207). This TPS / Ne-
The L0 map is set to give a target opening L0 that produces the same torque as the engine output torque in the rich operation at the same throttle opening TPS during the lean operation.

【0043】次いで、制御ユニット10は、負圧応動弁
130の実際の開度LAを表すポジションセンサ160
の出力を読み込み(ステップS208)、ポジションセ
ンサ出力LAと目標開度L0とを比較する(ステップS2
09)。そして、実際開度LAが目標開度L0を下回る場
合、制御ユニット10は、開度偏差P0−PAに対応する
補正デューティ率D21と現在の設定デューティ率との和
を新たな設定デューティ率として記憶し、このデューテ
ィ率でソレノイド弁150をオンオフ駆動する(ステッ
プS210)。これにより、バイパスエア供給量が増大
する。そして、ステップS208に戻る。また、実際開
度LAが目標開度L0を上回る場合は、現在の設定デュー
ティ率から補正デューティ率D21を減じて得た新たな設
定デューティ率が記憶され、このデューティ率でソレノ
イド弁150が駆動されてバイパスエア供給量が減少す
る(ステップS211)。そして、本制御プログラムは
ステップS208に戻る。
Next, the control unit 10 controls the position sensor 160 which indicates the actual opening LA of the negative pressure responsive valve 130.
Is read (step S208), and the position sensor output LA is compared with the target opening L0 (step S2).
09). When the actual opening LA is less than the target opening L0, the control unit 10 stores the sum of the corrected duty ratio D21 corresponding to the opening deviation P0-PA and the current set duty ratio as a new set duty ratio. Then, the solenoid valve 150 is turned on / off at this duty ratio (step S210). This increases the bypass air supply amount. Then, the process returns to step S208. If the actual opening LA exceeds the target opening L0, a new set duty ratio obtained by subtracting the correction duty ratio D21 from the current set duty ratio is stored, and the solenoid valve 150 is driven at this duty ratio. The bypass air supply amount is reduced (step S211). Then, the control program returns to step S208.

【0044】その後、ステップS208〜S211が実
行され、実際開度LAが目標開度L0と同一になったこと
がステップS208で判別されると、本制御ルーチンが
終了する。本発明は上記第1〜3実施例に限定されず、
種々に変形可能である。例えば、第1〜第3実施例で
は、スロットル開度TPSを表すスロットルセンサ出力
に基づいてリーン運転への移行中でのISCバルブの開
度(デューティ率、リフト量)の基本量D0、D10、D2
0ならびに目標吸気圧P0を設定したが、この基本量・目
標吸気圧の設定においてスロットル開度TPSに代えて
体積効率ηvを用いても良い。この場合、例えば、エア
フローセンサ出力およびエンジン回転数センサ出力に基
づいて1吸気行程当たりの吸気量A/Nを求め、このA
/Nを同一エンジン回転状態における全開A/Nで割る
ことにより体積効率相当値を求める。
After that, steps S208 to S211 are executed, and when it is determined in step S208 that the actual opening LA has become equal to the target opening L0, this control routine ends. The present invention is not limited to the above first to third embodiments,
It can be variously modified. For example, in the first to third embodiments, the basic amounts D0, D10 of the opening (duty ratio, lift amount) of the ISC valve during the transition to the lean operation based on the throttle sensor output indicating the throttle opening TPS, D2
Although 0 and the target intake pressure P0 are set, the volume efficiency ηv may be used instead of the throttle opening TPS in setting the basic amount and the target intake pressure. In this case, for example, the intake air amount A / N per intake stroke is calculated based on the output of the air flow sensor and the output of the engine speed sensor.
The volume efficiency equivalent value is obtained by dividing / N by the fully open A / N in the same engine rotation state.

【0045】また、第1〜第3実施例では、エアバイパ
スバルブの開度などを基本量D0、D10、D20にすると
共に、スロットル弁下流側での目標吸気圧P0と実際吸
気圧PBとの偏差あるいは目標バルブ開度L0と実際バル
ブ開度LAとの偏差が「0」になるようにバルブ開度を
フィードバック制御したが、第1、第2実施例のフィー
ドバック制御での制御パラメータとして吸気圧に代えて
1吸気行程当たりの吸気量を用いても良く、更に、第1
〜第3実施例でのフィードバック制御を省略しても良
い。即ち、バルブ開度などを値D0、D10、D20に単に
オープンループ制御しても良い。
In the first to third embodiments, the opening amounts of the air bypass valve are set to the basic amounts D0, D10, D20, and the target intake pressure P0 and the actual intake pressure PB on the downstream side of the throttle valve are set. The valve opening is feedback-controlled so that the deviation or the deviation between the target valve opening L0 and the actual valve opening LA becomes "0". The intake pressure is used as a control parameter in the feedback control of the first and second embodiments. Instead of the first intake stroke, the intake air quantity per intake stroke may be used.
The feedback control in the third embodiment may be omitted. That is, the valve opening or the like may be simply open-loop controlled to the values D0, D10, D20.

【0046】なお、第1及び第2実施例では、圧力偏差
P0−PBまたは開度偏差L0−LAに相当する補正量D
1、D11、D21だけエアバイパスバルブ開度などを増減
補正するようにしたが、この補正において、補正量D
1、D11、D21よりも小さい値に予め設定された補正量
だけバルブ開度などを増減する手順を、圧力偏差または
開度偏差がなくなるまで繰り返しても良い。また、補正
制御手順は種々に変形可能で、例えば、PI制御(比例
・積分制御)によりエアバイパスバルブ開度などを制御
可能である。
In the first and second embodiments, the correction amount D corresponding to the pressure deviation P0-PB or the opening deviation L0-LA.
Although the air bypass valve opening etc. are corrected to be increased or decreased by 1, D11 and D21, in this correction, the correction amount D
The procedure of increasing or decreasing the valve opening degree or the like by the correction amount set in advance to a value smaller than 1, D11 and D21 may be repeated until the pressure deviation or the opening degree deviation disappears. Further, the correction control procedure can be modified in various ways, and for example, the air bypass valve opening degree and the like can be controlled by PI control (proportional / integral control).

【0047】第2及び第3実施例では、図6及び図9に
示すように、エアバイパスバルブを、負圧応動弁130
とソレノイド弁150とで構成したが、本発明に適用可
能なエアバイパスバルブはこれに限定されない。図12
はエアバイパスバルブの変形例を示し、このエアバイパ
スバルブは、負圧応動弁130と第1及び第2のソレノ
イド弁150’、150”とから構成されている。第1
のソレノイド弁150’は、大気導入通路を具備しない
点がソレノイド弁150と異なる。第2のソレノイド弁
150”は、一端が負圧通路140に連通すると共に他
端がスロットル弁5の上流において吸気管2bに連通す
る空気通路141の途中に配されている。即ち、図12
のエアバイパスバルブは、負圧応動弁130の負圧室へ
の負圧導入を負圧通路140を介して行うと共に負圧室
への空気導入を空気通路141を介して行えるように設
け、両ソレノイド弁150’、150”をオンオフデュ
ーティ制御することにより負圧室内圧を制御するように
なっている。
In the second and third embodiments, as shown in FIGS. 6 and 9, the air bypass valve is replaced by the negative pressure responsive valve 130.
However, the air bypass valve applicable to the present invention is not limited to this. 12
Shows a modified example of the air bypass valve. The air bypass valve is composed of a negative pressure responsive valve 130 and first and second solenoid valves 150 ′ and 150 ″.
The solenoid valve 150 ′ is different from the solenoid valve 150 in that the solenoid valve 150 ′ of FIG. The second solenoid valve 150 ″ is arranged in the middle of an air passage 141 having one end communicating with the negative pressure passage 140 and the other end communicating with the intake pipe 2 b upstream of the throttle valve 5. That is, FIG.
The air bypass valve is installed so that the negative pressure of the negative pressure responsive valve 130 can be introduced into the negative pressure chamber through the negative pressure passage 140 and the air can be introduced into the negative pressure chamber through the air passage 141. The negative pressure chamber pressure is controlled by controlling the on / off duty of the solenoid valves 150 ′ and 150 ″.

【0048】[0048]

【発明の効果】上述のように、本発明の希薄燃焼エンジ
ンの制御装置は、エンジン負荷状態を表す第1の所定パ
ラメータの値とエンジン回転速度を表す第2の所定パラ
メータの値を検出するための検出手段と、スロットル弁
をバイパスするバイパス通路を介してエンジンに供給さ
れる吸入空気量を調節するための空気量調節手段と、ス
トイキオ運転又はリッチ運転からリーン運転への移行
中、移行前後のエンジン出力トルク差が低減又は相殺さ
れるように第1及び第2の所定パラメータの検出値に基
づいて設定される制御量に応じて前記空気量調節手段を
駆動制御するための制御手段とを備えるので、エンジン
のストイキオ運転又はリッチ運転とリーン運転との間で
の切換え時のエンジン出力トルク変動を抑制してショッ
ク低減およびドライバビリティ向上を図れる。
As described above, the control device for a lean burn engine according to the present invention detects the value of the first predetermined parameter indicating the engine load state and the value of the second predetermined parameter indicating the engine rotation speed. Detecting means, an air amount adjusting means for adjusting the intake air amount supplied to the engine through a bypass passage that bypasses the throttle valve, and during the transition from stoichio operation or rich operation to lean operation, before and after the transition. And a control unit for driving and controlling the air amount adjusting unit according to a control amount set based on the detection values of the first and second predetermined parameters so as to reduce or cancel the engine output torque difference. Therefore, engine output torque fluctuation during engine stoichio operation or switching between rich operation and lean operation is suppressed to reduce shock and dry. It attained the capability improvement.

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

【図1】必要バイパスエア流量ならびにバイパスエア不
足域および過剰域を体積効率とエンジン回転数とによっ
て表すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a required bypass air flow rate and a bypass air shortage region and an excess region by volume efficiency and engine speed.

【図2】本発明の第1実施例による制御装置を周辺要素
と共に示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a control device according to a first embodiment of the present invention together with peripheral elements.

【図3】図2に示した電子制御ユニット(ECU)の、
バイパスエア制御に関連する各種機能部を示すブロック
図である。
3 is a block diagram of the electronic control unit (ECU) shown in FIG.
It is a block diagram showing various functional parts related to bypass air control.

【図4】エンジンのリッチフィードバック運転域、スト
イキオフィードバック運転域、リーンフィードバック運
転域および燃料カット運転域をエンジン負荷とエンジン
回転数とによって表すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an engine rich feedback operating range, a stoichio feedback operating range, a lean feedback operating range, and a fuel cut operating range by engine load and engine speed.

【図5】図2および図3に示した電子制御ユニットによ
り実行されるバイパスエア制御ルーチンのフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart of a bypass air control routine executed by the electronic control unit shown in FIGS. 2 and 3.

【図6】本発明の第2実施例による制御装置の要部を周
辺要素と共に示す部分概略図である。
FIG. 6 is a partial schematic view showing a main part of a control device according to a second embodiment of the present invention together with peripheral elements.

【図7】図6に示した電子制御ユニットの、バイパスエ
ア制御に関連する各種機能部を示すブロック図である。
7 is a block diagram showing various functional units related to bypass air control of the electronic control unit shown in FIG.

【図8】図6および図7に示した電子制御ユニットによ
り実行されるバイパスエア制御ルーチンのフローチャー
トである。
8 is a flowchart of a bypass air control routine executed by the electronic control unit shown in FIGS. 6 and 7.

【図9】本発明の第3実施例による制御装置の要部を周
辺要素と共に示す部分概略図である。
FIG. 9 is a partial schematic view showing a main part of a control device according to a third embodiment of the present invention together with peripheral elements.

【図10】図9に示した電子制御ユニットの、バイパス
エア制御に関連する各種機能部を示すブロック図であ
る。
10 is a block diagram showing various functional units related to bypass air control of the electronic control unit shown in FIG.

【図11】図8および図9に示した電子制御ユニットに
より実行されるバイパスエア制御ルーチンのフローチャ
ートである。
11 is a flowchart of a bypass air control routine executed by the electronic control unit shown in FIGS. 8 and 9.

【図12】図6および図9に示したエアバイパスバルブ
の変形例を示す部分概略図である。
12 is a partial schematic view showing a modified example of the air bypass valve shown in FIGS. 6 and 9. FIG.

【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 10、110、210 電子制御ユニット 12 基本開度設定部 13、113 目標吸気圧設定部 14、114、214 減算部 15 開度補正部 16、116、216 加算部 17 バルブ駆動部 20、120 バイパス通路 30 ISCバルブ 32 ステッパモータ 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 112、212 基本デューティ率設定部 115、215 デューティ率補正部 117、217 ソレノイド弁駆動部 130 負圧応動弁 140 負圧通路 141 空気通路 150、150’、150” ソレノイド弁 160 ポジションセンサ 213 目標開度設定部 1 engine 2 intake passage 3 fuel injection valve 5 throttle valve 10, 110, 210 electronic control unit 12 basic opening setting unit 13, 113 target intake pressure setting unit 14, 114, 214 subtraction unit 15 opening correction unit 16, 116, 216 Adder 17 Valve drive 20, 120 Bypass passage 30 ISC valve 32 Stepper motor 41 Air flow sensor 42 Throttle sensor 45 Crank angle sensor 47 Boost sensor 112, 212 Basic duty ratio setting unit 115, 215 Duty ratio correction unit 117, 217 Solenoid Valve drive unit 130 Negative pressure responsive valve 140 Negative pressure passage 141 Air passage 150, 150 ', 150 "Solenoid valve 160 Position sensor 213 Target opening degree setting unit

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 301 G Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location F02D 45/00 301 G

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン負荷状態を表す第1の所定パラ
メータの値とエンジン回転速度を表す第2の所定パラメ
ータの値を検出するための検出手段と、 スロットル弁をバイパスするバイパス通路を介してエン
ジンに供給される吸入空気量を調節するための空気量調
節手段と、 ストイキオ運転又はリッチ運転からリーン運転への移行
中、移行前後のエンジン出力トルク差が低減又は相殺さ
れるように第1及び第2の所定パラメータの検出値に基
づいて設定される制御量に応じて前記空気量調節手段を
駆動制御するための制御手段とを備えることを特徴とす
る希薄燃焼エンジンの制御装置。
1. A detection means for detecting a value of a first predetermined parameter indicating an engine load state and a value of a second predetermined parameter indicating an engine rotation speed, and an engine via a bypass passage bypassing a throttle valve. And an air amount adjusting means for adjusting the amount of intake air supplied to the first and second so as to reduce or offset the engine output torque difference before and after the transition during the transition from stoichio operation or rich operation to lean operation. 2. A control device for a lean burn engine, comprising: a control unit for driving and controlling the air amount adjusting unit according to a control amount set based on a detected value of the second predetermined parameter.
JP5338537A 1993-12-28 1993-12-28 Control device for lean combustion engine Pending JPH07189770A (en)

Priority Applications (8)

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PCT/JP1994/002270 WO1995018298A1 (en) 1993-12-28 1994-12-27 Device and method for controlling a lean burn engine
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