JP2001123879A - Combustion state detecting device for internal combustion engine - Google Patents

Combustion state detecting device for internal combustion engine

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JP2001123879A
JP2001123879A JP30689099A JP30689099A JP2001123879A JP 2001123879 A JP2001123879 A JP 2001123879A JP 30689099 A JP30689099 A JP 30689099A JP 30689099 A JP30689099 A JP 30689099A JP 2001123879 A JP2001123879 A JP 2001123879A
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fuel ratio
combustion
roughness value
internal combustion
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Japanese (ja)
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Jun Hasegawa
純 長谷川
Wakichi Kondo
和吉 近藤
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the combustion state, even when the operation state of an internal combustion engine is changed variously. SOLUTION: A CPU 31 in an ECU 30 determines the maximum value and the minimum value of a rotation speed at every one combustion of an engine 10 and calculates a rotation fluctuation amount by a difference between the values. The CPU 31 performs statistics processing on the rotation fluctuation amount of a prescribed sampling parameter content parameter content and calculates a combustion roughness value serving as a parameter indicating a combustion state through a result of statistics processing. Actually, a standard deviation is calculated from a rotation fluctuation amount of the given sampling parameter and decides the combustion roughness value by the calculated standard deviation. Further, the CPU 31 varies the sampling parameter according to a deviation between the combustion roughness value and its target value, the transient state of the engine 10, and the operation region of the engine 10.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼状
態検出装置に係り、特に燃焼状態を示すパラメータとし
ての燃焼ラフネス値を好適に検出するための装置に関す
る。
The present invention relates to an apparatus for detecting a combustion state of an internal combustion engine, and more particularly to an apparatus for suitably detecting a combustion roughness value as a parameter indicating a combustion state.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、内燃機関の1燃焼毎の回転変
動量から燃焼状態を検出し、その検出した結果を空燃比
制御等に反映させるようにした内燃機関の制御装置があ
る。また、燃焼状態を検出する一手法として燃焼ラフネ
ス値を算出する従来技術があり、より具体的には、1燃
焼毎の回転変動量を気筒毎にサンプリングすると共に、
予め定めた所定のサンプリング母数分の回転変動量の標
準偏差を求め、その標準偏差を燃焼ラフネス値とするも
のがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a control apparatus for an internal combustion engine which detects a combustion state from a rotation fluctuation amount for each combustion of the internal combustion engine and reflects the detected result in air-fuel ratio control or the like. Further, there is a conventional technique for calculating a combustion roughness value as one method of detecting a combustion state. More specifically, a rotation fluctuation amount for each combustion is sampled for each cylinder,
There is a method in which a standard deviation of a rotation fluctuation amount for a predetermined sampling parameter is determined and the standard deviation is used as a combustion roughness value.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、内燃機関の
燃焼状態は機関運転状態に応じて逐次変化し、例えばア
クセル操作によりスロットル開度が変化したり、空燃比
が理論空燃比(ストイキ)付近で制御されている状態か
らリーン領域で制御される状態に移行したりすると燃焼
状態が大きく変化する。この場合、サンプリング母数を
固定したまま標準偏差により燃焼ラフネス値を算出する
既存の構成では、燃焼状態の大きな変化に対し燃焼ラフ
ネス値を応答性良く算出することができない。燃焼ラフ
ネス値の応答が遅れ、同ラフネス値の検出誤差が生じる
と、燃焼ラフネス値(燃焼状態)に応じて実施される空
燃比制御等にも悪影響が及ぶ。
However, the combustion state of the internal combustion engine changes sequentially according to the operating state of the engine. For example, when the throttle opening is changed by operating the accelerator, or when the air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). When the state shifts from the controlled state to the state controlled in the lean region, the combustion state greatly changes. In this case, with the existing configuration in which the combustion roughness value is calculated based on the standard deviation while the sampling parameter is fixed, the combustion roughness value cannot be calculated with good responsiveness to a large change in the combustion state. If the response of the combustion roughness value is delayed and a detection error of the roughness value occurs, the air-fuel ratio control performed according to the combustion roughness value (combustion state) is adversely affected.

【0004】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、内燃機関の運転状態が多様に変化する際に
も燃焼状態を正確に検出することができる内燃機関の燃
焼状態検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a combustion state detecting device for an internal combustion engine capable of accurately detecting the combustion state even when the operating state of the internal combustion engine changes variously. The purpose is to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
おいて、トルク変動量算出手段は、内燃機関の1燃焼毎
にトルク変動量を算出する。ラフネス値算出手段は、前
記算出した所定のサンプリング母数分のトルク変動量に
対して統計処理を行い、その統計処理の結果により燃焼
状態を示すパラメータとしての燃焼ラフネス値を算出す
る。母数変更手段は、前記ラフネス値算出手段による統
計処理に際し、内燃機関の運転状態に応じてサンプリン
グ母数を変更する。
According to the present invention, the torque variation calculating means calculates the torque variation for each combustion of the internal combustion engine. The roughness value calculating means performs a statistical process on the calculated torque fluctuation amount for the predetermined sampling parameter, and calculates a combustion roughness value as a parameter indicating a combustion state based on a result of the statistical process. The parameter changing means changes the sampling parameter in accordance with the operating state of the internal combustion engine during the statistical processing by the roughness value calculating means.

【0006】上記構成によれば、内燃機関の運転状態に
応じてサンプリング母数を適宜変更することにより、統
計処理にて算出される燃焼ラフネス値の応答性と収束性
とが任意に調整できる。つまり、その概要として、サン
プリング母数を少なくすることにより燃焼ラフネス値の
応答性が重視され、逆に、サンプリング母数を多くする
ことにより燃焼ラフネス値の収束性が重視される。その
結果、内燃機関の運転状態が多様に変動する際にも、燃
焼状態を正確に検出することができる。
According to the above configuration, the response and convergence of the combustion roughness value calculated by the statistical processing can be arbitrarily adjusted by appropriately changing the sampling parameter in accordance with the operation state of the internal combustion engine. That is, as an outline, responsiveness of the combustion roughness value is emphasized by reducing the sampling parameter, and conversely, convergence of the combustion roughness value is emphasized by increasing the sampling parameter. As a result, even when the operating state of the internal combustion engine fluctuates in various ways, the combustion state can be accurately detected.

【0007】前記トルク変動量算出手段としては、請求
項2に記載したように、内燃機関の1燃焼毎に回転速度
の最大値及び最小値を求めると共にそれら各値の差によ
り、トルク変動量としての回転変動量を算出する手段が
適用できる。
The torque fluctuation amount calculating means determines the maximum value and the minimum value of the rotation speed for each combustion of the internal combustion engine, and calculates the torque fluctuation amount based on the difference between these values. A means for calculating the amount of rotation fluctuation of can be applied.

【0008】前記母数変更手段は、請求項3〜5に記載
したようにサンプリング母数を変更すると良い。すなわ
ち、請求項3の発明では、燃焼ラフネス値とその目標値
との偏差が大きい時、サンプリング母数を少なくする。
この場合、ラフネス値の偏差が増大しても、燃焼ラフネ
ス値の応答性が悪化するといった不都合が解消される。
It is preferable that the parameter changing means changes the sampling parameter as described in claims 3 to 5. That is, in the invention of claim 3, when the deviation between the combustion roughness value and its target value is large, the sampling parameter is reduced.
In this case, even if the deviation of the roughness value increases, the inconvenience that the response of the combustion roughness value deteriorates is solved.

【0009】請求項4の発明では、内燃機関の過渡運転
時にサンプリング母数を少なくする。この場合、内燃機
関の過渡運転時に燃焼ラフネス値の応答性が悪化すると
いった不都合が解消される。
According to the fourth aspect of the present invention, the sampling parameter is reduced during the transient operation of the internal combustion engine. In this case, the inconvenience that the response of the combustion roughness value deteriorates during the transient operation of the internal combustion engine is solved.

【0010】請求項5の発明では、内燃機関の運転領域
に応じてサンプリング母数を変更する。この場合、如何
なる運転領域においても応答性と収束性とを考慮しなが
ら燃焼ラフネス値が算出できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the sampling parameter is changed according to the operating range of the internal combustion engine. In this case, the combustion roughness value can be calculated in any operation range while considering the responsiveness and the convergence.

【0011】また、請求項6に記載の発明では、前記ラ
フネス値算出手段は、一定のサンプリング母数を基準値
としてその基準値単位で統計処理を行うと共に、該統計
処理の結果を逐次積算し、その積算した値の平均値によ
り燃焼ラフネス値を算出する。より具体的には、請求項
7に記載したように、サンプリング母数が所定値以上と
なる時、前記基準値単位で統計処理を行うと共に、該統
計処理の結果を逐次積算し、その積算した値の平均値に
より燃焼ラフネス値を算出すると良い。
Further, in the invention described in claim 6, the roughness value calculating means performs statistical processing in units of the reference value using a fixed sampling parameter as a reference value, and sequentially accumulates the results of the statistical processing. The combustion roughness value is calculated from the average value of the integrated values. More specifically, as described in claim 7, when the sampling parameter is equal to or greater than a predetermined value, statistical processing is performed in units of the reference value, and the results of the statistical processing are sequentially integrated, and the integrated results are calculated. It is preferable to calculate the combustion roughness value from the average value.

【0012】例えば、比較的小さな母数を基準値とすれ
ば、小母数単位でラフネス値を算出することができる。
従って、サンプリング母数が大きく、ラフネス値の算出
までに長い時間を要する場合にも、その算出途中でラフ
ネス値の動向を把握することが可能となる。
For example, if a relatively small parameter is used as a reference value, the roughness value can be calculated in small parameter units.
Therefore, even when the sampling parameter is large and it takes a long time to calculate the roughness value, it is possible to grasp the trend of the roughness value during the calculation.

【0013】上記の如く機関運転状態に応じてサンプリ
ング母数を変更する発明は、統計処理として標準偏差や
不偏分散を算出する場合にも有効である。すなわち、請
求項8に記載の発明では、所定のサンプリング母数分の
トルク変動量から標準偏差又は不偏分散を算出すると共
に、該算出した標準偏差又は不偏分散により燃焼ラフネ
ス値を決定し、標準偏差又は不偏分散の算出に際し、内
燃機関の運転状態に応じてサンプリング母数を変更す
る。この場合、統計処理として標準偏差又は不偏分散を
算出することで、燃焼ラフネス値(燃焼状態)の検出精
度がより一層向上する。またその時、サンプリング母数
を適宜変更することにより、ラフネス値の収束性と応答
性とが任意に調整できる。
The invention in which the sampling parameter is changed according to the operating state of the engine as described above is also effective when calculating the standard deviation and the unbiased variance as statistical processing. That is, in the invention according to claim 8, a standard deviation or an unbiased variance is calculated from the torque fluctuation amount for a predetermined sampling parameter, and a combustion roughness value is determined based on the calculated standard deviation or the unbiased variance. Alternatively, when calculating the unbiased variance, the sampling parameter is changed according to the operating state of the internal combustion engine. In this case, by calculating the standard deviation or the unbiased variance as the statistical processing, the detection accuracy of the combustion roughness value (combustion state) is further improved. At this time, the convergence and response of the roughness value can be arbitrarily adjusted by appropriately changing the sampling parameter.

【0014】また、本発明による燃焼状態の検出値を用
いて空燃比制御を実施することで、高精度な空燃比制御
が実施できる。すなわち、請求項9に記載の発明では、
機関運転状態に基づき燃焼ラフネス値の目標値を設定し
(目標ラフネス値設定手段)、空燃比フィードバック制
御中における燃焼ラフネス値と目標値との偏差に応じて
リーン目標空燃比を学習する(目標空燃比学習手段)。
また、請求項10に記載の発明では、リーン目標空燃比
の学習値をメモリにバックアップする。
Further, by performing the air-fuel ratio control using the detected value of the combustion state according to the present invention, the air-fuel ratio control can be performed with high accuracy. That is, in the invention described in claim 9,
A target value of the combustion roughness value is set based on the engine operating state (target roughness value setting means), and a lean target air-fuel ratio is learned according to a deviation between the combustion roughness value and the target value during the air-fuel ratio feedback control (target air-fuel ratio). Fuel ratio learning means).
According to the tenth aspect, the learned value of the lean target air-fuel ratio is backed up in the memory.

【0015】要するに、空燃比のリーン領域では、空燃
比と燃焼状態(燃焼ラフネス値)とは相関があるため、
既述の通り燃焼状態の検出精度が向上すれば、その検出
値を用いてリーン目標空燃比を学習することでその学習
精度も向上する。また、リーン目標空燃比の学習値をメ
モリにバックアップすれば、個体差や経時変化にも対応
した空燃比制御が実現できる。
In short, in the lean region of the air-fuel ratio, there is a correlation between the air-fuel ratio and the combustion state (combustion roughness value).
As described above, if the detection accuracy of the combustion state is improved, the learning accuracy is also improved by learning the lean target air-fuel ratio using the detected value. Further, if the learned value of the lean target air-fuel ratio is backed up in the memory, the air-fuel ratio control corresponding to individual differences and aging can be realized.

【0016】上記の如く空燃比学習の処理が実施される
場合、請求項11に記載したように、リーン目標空燃比
の学習値をバックアップするためのメモリに対して車載
バッテリが新たに接続される時、又はリーン目標空燃比
の未学習時にサンプリング母数を少なくすると良い。ま
た、請求項12に記載したように、リーン目標空燃比の
学習回数が増えるほど、サンプリング母数を多くすると
良い。かかる場合にも、応答性又は収束性の何れかを優
先して適正に燃焼ラフネス値(燃焼状態)が検出でき
る。
When the process of learning the air-fuel ratio is performed as described above, the vehicle-mounted battery is newly connected to the memory for backing up the learning value of the lean target air-fuel ratio. It is preferable to reduce the sampling parameter at the time or when the lean target air-fuel ratio is not learned. Further, as described in claim 12, it is preferable to increase the sampling parameter as the number of times of learning the lean target air-fuel ratio increases. Even in such a case, the combustion roughness value (combustion state) can be properly detected by giving priority to either the response or the convergence.

【0017】また、請求項13に記載したように、燃焼
ラフネス値をなまし演算する際に、内燃機関の運転状態
に応じてなまし度合を変更してもよい。その概要とし
て、例えば内燃機関の過渡運転時は、なまし度合を小さ
くすることにより燃焼ラフネス値の応答性を重視し、逆
に内燃機関の定常運転時は、なまし度合を大きくするこ
とにより燃焼ラフネス値の収束性を重視する。その結
果、内燃機関の運転状態が多様に変動する際にも、燃焼
ラフネス値のなまし値が適正に検出できる。
Further, when the combustion roughness value is calculated by smoothing, the degree of smoothing may be changed according to the operating state of the internal combustion engine. As an overview, for example, during the transient operation of the internal combustion engine, the responsiveness of the combustion roughness value is emphasized by reducing the smoothing degree, and conversely, during the steady operation of the internal combustion engine, the combustion is increased by increasing the smoothing degree. Emphasis is placed on the convergence of roughness values. As a result, even when the operating state of the internal combustion engine fluctuates variously, the smoothed value of the combustion roughness value can be properly detected.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、この
発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明
する。本実施の形態では、自動車用内燃機関に供給する
混合気の空燃比を目標値にフィードバック(F/B)制
御する空燃比制御システムとして本発明を具体化してお
り、特に内燃機関の燃焼状態として燃焼ラフネス値を検
出し、そのラフネス値に応じてリーン領域での空燃比制
御を好適に実施しようとするものである。以下、本シス
テムの構成及び作用を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is embodied as an air-fuel ratio control system that performs feedback (F / B) control of the air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to an internal combustion engine for a vehicle to a target value. It is an object of the present invention to detect a combustion roughness value and appropriately perform air-fuel ratio control in a lean region according to the roughness value. Hereinafter, the configuration and operation of the present system will be described in detail.

【0019】図1は、本実施の形態における空燃比制御
システムの概要を示す全体構成図である。図1におい
て、エンジン10は6気筒火花点火式内燃機関からな
り、エアクリーナ11から吸入される吸入空気は、吸気
管12及びスロットル弁13を通過して、気筒毎に吸気
ポートに配設されたインジェクタ14による噴射燃料と
混合された後、エンジン10の各気筒に供給される。ま
た、燃焼後に各気筒から排出される排ガスは、排気マニ
ホールド15、排気管16等を経て大気に放出される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of an air-fuel ratio control system according to the present embodiment. In FIG. 1, an engine 10 is a six-cylinder spark ignition type internal combustion engine, and intake air sucked from an air cleaner 11 passes through an intake pipe 12 and a throttle valve 13 and is provided at an intake port for each cylinder at an intake port. After being mixed with the fuel injected by the fuel injection 14, the fuel is supplied to each cylinder of the engine 10. Further, exhaust gas discharged from each cylinder after combustion is discharged to the atmosphere via an exhaust manifold 15, an exhaust pipe 16, and the like.

【0020】吸気管12には、吸入空気の温度を検出す
る吸気温センサ17と、吸入空気の量を検出するエアフ
ロメータ18とが配設され、スロットル弁13には同弁
13の開度を検出するスロットルセンサ19が配設され
ている。また、排気管16には、排ガス中の酸素濃度か
ら空燃比(A/F)を検出するA/Fセンサ20が配設
されている。その他本システムで採用されるセンサとし
て、水温センサ21はシリンダブロックに設けられ、エ
ンジン冷却水の温度を検出する。クランク角センサ22
は、例えばクランク軸に設けられ、所定クランク角毎
(本実施の形態では10°CA毎)にNeパルス信号を
出力する。
An intake pipe 12 is provided with an intake air temperature sensor 17 for detecting the temperature of the intake air and an air flow meter 18 for detecting the amount of the intake air. A throttle sensor 19 for detecting is provided. The exhaust pipe 16 is provided with an A / F sensor 20 for detecting an air-fuel ratio (A / F) from the oxygen concentration in the exhaust gas. In addition, as a sensor employed in the present system, a water temperature sensor 21 is provided in a cylinder block and detects the temperature of engine cooling water. Crank angle sensor 22
Is provided, for example, on a crankshaft, and outputs a Ne pulse signal every predetermined crank angle (every 10 ° CA in the present embodiment).

【0021】ECU30は、CPU31、ROM32、
RAM33、バックアップRAM34等を有する周知の
マイクロコンピュータからなり、前述した吸気温センサ
17、エアフロメータ18、スロットルセンサ19、A
/Fセンサ20、水温センサ21、クランク角センサ2
2等、各種センサの検出信号を取り込んでインジェクタ
14による燃料噴射量を調整して空燃比を望み通りに制
御する。ここで、CPU31は、ROM32内に予め格
納される制御プログラムに従い、後述する各制御ルーチ
ンを順次実行する。バックアップRAM34は、図示し
ない車載バッテリからの給電により記憶内容を保持する
メモリであり、同バックアップRAM34には、例えば
エンジン回転数Ne及び吸気量Qaに応じて目標空燃比
を設定するための基本マップデータが格納されている。
The ECU 30 includes a CPU 31, a ROM 32,
A well-known microcomputer having a RAM 33, a backup RAM 34, etc., comprises the aforementioned intake air temperature sensor 17, air flow meter 18, throttle sensor 19, A
/ F sensor 20, water temperature sensor 21, crank angle sensor 2
2, etc., the detection signals of various sensors are taken in, the fuel injection amount by the injector 14 is adjusted, and the air-fuel ratio is controlled as desired. Here, the CPU 31 sequentially executes each control routine described later according to a control program stored in the ROM 32 in advance. The backup RAM 34 is a memory that retains stored contents by power supply from a vehicle battery (not shown). The backup RAM 34 has basic map data for setting a target air-fuel ratio in accordance with, for example, the engine speed Ne and the intake air amount Qa. Is stored.

【0022】次に、上記の如く構成される空燃比制御シ
ステムの作用を説明する。図2は、CPU31により実
行される空燃比制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。
Next, the operation of the air-fuel ratio control system configured as described above will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an air-fuel ratio control routine executed by the CPU 31.

【0023】さて、図2のステップ101では、クラン
ク角センサ22の検出結果から算出されるエンジン回転
数Neと、エアフロメータ18の検出結果から算出され
る吸気量Qaとを取り込み、続くステップ102では、
図示しないマップを用い、前記取り込んだNe、Qaに
基づいて基本噴射量Tpを演算する。
In step 101 of FIG. 2, the engine speed Ne calculated from the detection result of the crank angle sensor 22 and the intake air amount Qa calculated from the detection result of the air flow meter 18 are fetched. ,
Using a map (not shown), the basic injection amount Tp is calculated based on the acquired Ne and Qa.

【0024】その後、ステップ103では、水温センサ
21の検出結果から算出される冷却水温Thw、吸気温
センサ17の検出結果から算出される吸気温Ta、同一
気筒で前後する燃焼サイクルの吸気量の変化量ΔQa
(720°CA間のQaの変化量)を取り込み、ステッ
プ104では、前記取り込んだThw、Ta、ΔQaに
基づいて補正量K1を演算する。補正量K1は、冷間時
や過渡運転時に燃料の増減量制御を行うための公知の燃
料量補正量である。
Thereafter, in step 103, a change in the cooling water temperature Thw calculated from the detection result of the water temperature sensor 21, a change in the intake air temperature Ta calculated from the detection result of the intake air temperature sensor 17, and a change in the intake air amount in the preceding and following combustion cycles in the same cylinder. Quantity ΔQa
(A change amount of Qa between 720 ° CA) is fetched, and in step 104, a correction amount K1 is calculated based on the fetched Thw, Ta, and ΔQa. The correction amount K1 is a publicly known fuel amount correction amount for performing a fuel increase / decrease amount control during a cold state or a transient operation.

【0025】ステップ105では、バックアップRAM
34内に格納されている検索マップを用い、その時々の
エンジン運転状態(Ne,Qa)に基づいて目標空燃比
λtgを算出する。続くステップ106では、A/Fセ
ンサ20により検出される実空燃比λreと目標空燃比
λtgとを用い、その空燃比の偏差に基づいて空燃比補
正量K2を演算する。なお、空燃比補正量K2は、空燃
比の偏差量に応じて算出される周知のフィードバック補
正値である。最後に、ステップ107では、前記算出し
た基本噴射量Tp、補正量K1,K2等を用いて最終噴
射量TAUを演算し、本処理を終了する(TAU=Tp
・K1・K2)。
In step 105, the backup RAM
The target air-fuel ratio λtg is calculated based on the engine operating state (Ne, Qa) at each time by using the search map stored in the storage 34. In the next step 106, the air-fuel ratio correction amount K2 is calculated based on the deviation of the air-fuel ratio using the actual air-fuel ratio λre detected by the A / F sensor 20 and the target air-fuel ratio λtg. The air-fuel ratio correction amount K2 is a well-known feedback correction value calculated according to the air-fuel ratio deviation amount. Finally, in step 107, the final injection amount TAU is calculated using the calculated basic injection amount Tp, the correction amounts K1, K2, and the like, and this processing ends (TAU = Tp).
・ K1 ・ K2).

【0026】一方、CPU31は、クランク角センサ2
2からのNeパルス信号に基づき20°CA毎に図3の
処理を割り込み起動する。ステップ201では、図示し
ないクランク角カウンタを用い、20°CA離れたNe
パルス信号の間で計数を行う。続いてステップ202で
は、所定クランク角度(20°CA)の所要時間Tne
を演算し、ステップ203では、その所要時間Tneに
基づいて1燃焼毎の回転変動量ΔNeを演算する。ここ
で、6気筒エンジンの場合、所要時間Tneは図4の如
く120°CAを1燃焼のサイクルとして変化し、その
最大値Tmaxと最小値Tmaxとの差により回転変動
量ΔNeが演算される。このΔNe値のデータは、気筒
毎にRAM33に記憶される。
On the other hand, the CPU 31
2 is interrupted and activated at every 20 ° CA based on the Ne pulse signal from the control unit 2. In step 201, a crank angle counter (not shown) is used to determine Ne that is 20 ° CA away.
Counting is performed between pulse signals. Subsequently, at step 202, the required time Tne of the predetermined crank angle (20 ° CA)
In step 203, a rotation fluctuation amount ΔNe for each combustion is calculated based on the required time Tne. Here, in the case of a six-cylinder engine, the required time Tne changes at 120 ° CA as one combustion cycle as shown in FIG. 4, and the rotation fluctuation ΔNe is calculated from the difference between the maximum value Tmax and the minimum value Tmax. The data of the ΔNe value is stored in the RAM 33 for each cylinder.

【0027】次に、ラフネス値の算出処理について図5
及び図6のフローチャートを用いて説明する。この処理
は、CPU31により各気筒への燃料噴射毎に実行され
る。特に本処理では、実際の燃焼状態を表すラフネス値
(実ラフネス値Rre)を標準偏差により算出すること
としており、サンプリング母数n分の回転変動の標準偏
差により実ラフネス値Rreを算出する。
Next, the calculation process of the roughness value will be described with reference to FIG.
And the flowchart of FIG. This process is executed by the CPU 31 every time fuel is injected into each cylinder. In particular, in this processing, the roughness value (actual roughness value Rre) representing the actual combustion state is calculated based on the standard deviation, and the actual roughness value Rre is calculated based on the standard deviation of the rotation fluctuation of the sampling parameter n.

【0028】先ず図5のステップ301では、実ラフネ
ス値Rreを算出するための実施条件が成立しているか
否かを判別する。この実施条件としては例えば、 ・空燃比がリーン領域で制御されていること、 ・冷却水温Thwが80℃以上であること(暖機条
件)、 ・180°CA内のエンジン回転数Neの変動が所定値
以下であること(定常運転条件)、等々を含む。
First, at step 301 in FIG. 5, it is determined whether or not an execution condition for calculating the actual roughness value Rre is satisfied. The execution conditions include, for example, that the air-fuel ratio is controlled in a lean region, that the cooling water temperature Thw is 80 ° C. or higher (warm-up condition), and that the fluctuation of the engine speed Ne within 180 ° CA It is not more than a predetermined value (steady operation condition).

【0029】ステップ301がYESであることを条件
にステップ302に進み、サンプリング母数nが既に設
定済みであるか否かを判別する。そして、サンプリング
母数nが未だ設定されていない場合、ステップ303〜
311においてサンプリング母数nの設定を行う。
The process proceeds to step 302 on condition that step 301 is YES, and it is determined whether or not the sampling parameter n has already been set. Then, if the sampling parameter n has not been set yet, steps 303 to
At 311, the sampling parameter n is set.

【0030】すなわち、ステップ303では、目標ラフ
ネス値Rtgと実ラフネス値Rreとの偏差ΔRの前回
値を参照し、その前回ΔRの絶対値が所定値Krよりも
大きいか否かを判別する。そして、|前回ΔR|>Kr
の場合、ステップ304に進み、ラフネス値の偏差ΔR
に基づいてサンプリング母数nを設定する。この場合、
基本的には|ΔR|が大きいほど、サンプリング母数n
が小さい値に設定される。詳細には、図8に示される通
り、|ΔR|<R1であればn=N1となり、|ΔR|
=R1〜R2であればn=N2となり、|ΔR|>R2
であればn=N3となる。
That is, in step 303, it is determined whether or not the absolute value of the previous ΔR is larger than a predetermined value Kr by referring to the previous value of the deviation ΔR between the target roughness value Rtg and the actual roughness value Rre. And | previous ΔR |> Kr
, The process proceeds to step 304, where the deviation ΔR of the roughness value
Is set based on the sampling parameter n. in this case,
Basically, the larger | ΔR |
Is set to a small value. Specifically, as shown in FIG. 8, if | ΔR | <R1, n = N1 and | ΔR |
= R1 to R2, then n = N2, and | ΔR |> R2
Then, n = N3.

【0031】一方、|前回ΔR|≦Krの場合、ステッ
プ305に進み、エンジン回転数Neや吸気量Qaとい
ったエンジン運転情報を入力する。続くステップ306
では、予め用意された図9の検索マップを用い、その時
々のエンジン回転数Neと吸気量Qaとに基づいてサン
プリング母数の基本値n1を算出する。図9によれば、
高回転で且つ高負荷域ほど基本値n1が小さい値に設定
され、低回転で且つ低負荷ほど基本値n1が大きい値に
設定される。
On the other hand, if | prev. ΔR | ≦ Kr, the routine proceeds to step 305, where engine operation information such as the engine speed Ne and the intake air amount Qa is input. Subsequent step 306
Then, the basic value n1 of the sampling parameter is calculated based on the engine speed Ne and the intake air amount Qa at each time using a search map of FIG. 9 prepared in advance. According to FIG.
The basic value n1 is set to a smaller value as the engine speed is higher and the load is higher, and the basic value n1 is set to a larger value as the engine speed is lower and the load is lower.

【0032】更にステップ307では、バッテリの交換
直後であるか、又はリーン空燃比が未学習であるかを判
別する。ステップ307がYESであれば、ステップ3
08で基本値n1をサンプリング母数nとすると共に、
ステップ309で学習回数gを「0」とする。
In step 307, it is determined whether the battery has just been replaced or the lean air-fuel ratio has not been learned. If step 307 is YES, step 3
At 08, the basic value n1 is set as the sampling parameter n,
In step 309, the number of times of learning g is set to “0”.

【0033】また、ステップ307がNOであれば、ス
テップ310で学習回数gを取り込むと共に、ステップ
311で学習回数gに応じてサンプリング母数nを算出
する。このとき、図10の関係に従い学習回数gをパラ
メータとする係数f(g)を算出し、その係数f(g)
とサンプリング母数の基本値n1との積によりサンプリ
ング母数nを算出する。図10によれば、概ね学習回数
gが増えるほどサンプリング母数nが増大するようにし
て係数f(g)が算出される。
If NO in step 307, the learning number g is fetched in step 310, and the sampling parameter n is calculated in step 311 according to the learning number g. At this time, a coefficient f (g) using the number of times of learning g as a parameter is calculated according to the relationship of FIG.
And the basic value n1 of the sampling parameter to calculate the sampling parameter n. According to FIG. 10, the coefficient f (g) is calculated such that the sampling parameter n increases as the number of times of learning g increases.

【0034】サンプリング母数nの設定後、図6のステ
ップ312では、前回のラフネス値の算出時からサンプ
リング母数nに相当する燃料噴射が気筒毎に実施された
か否かを判別する。当初はステップ312がNOとなる
が、n回の燃料噴射後にステップ312がYESとな
り、ステップ313に進む。
After setting the sampling parameter n, it is determined in step 312 in FIG. 6 whether fuel injection corresponding to the sampling parameter n has been performed for each cylinder since the previous calculation of the roughness value. Initially, step 312 is NO, but after n fuel injections, step 312 is YES and the process proceeds to step 313.

【0035】ステップ313では、前記演算した気筒毎
の回転変動量ΔNeを使い、その標準偏差により実ラフ
ネス値Rreを算出する。具体的には、気筒毎の回転変
動量の今回値をΔNe(i)、平均値をΔNeavと
し、次の(1)式を用いて実ラフネス値Rreを算出す
る。
In step 313, the actual roughness value Rre is calculated based on the standard deviation of the calculated rotation fluctuation amount ΔNe for each cylinder. Specifically, an actual roughness value Rre is calculated using the following equation (1), with the current value of the rotation fluctuation amount for each cylinder being ΔNe (i) and the average value being ΔNeav.

【0036】[0036]

【数1】 その後、ステップ314では、予め設定された図11の
検索マップを用い、エンジン回転数Neと吸気量Qaと
に基づき目標ラフネス値Rtgを算出する。図11によ
れば、高回転で且つ低負荷ほど目標ラフネス値Rtgが
小さい値に設定され、逆に低回転で且つ高負荷ほど標ラ
フネス値Rtgが大きい値に設定される。ステップ31
5では、目標ラフネス値Rtgと実ラフネス値Rreと
の偏差ΔRを算出する(ΔR=Rtg−Rre)。
(Equation 1) Thereafter, in step 314, a target roughness value Rtg is calculated based on the engine speed Ne and the intake air amount Qa using a preset search map of FIG. According to FIG. 11, the target roughness value Rtg is set to a smaller value as the rotation speed is higher and the load is lower, and the target roughness value Rtg is set to a larger value as the rotation speed is lower and the load is higher. Step 31
At 5, the deviation ΔR between the target roughness value Rtg and the actual roughness value Rre is calculated (ΔR = Rtg−Rre).

【0037】その後、ステップ316では、実空燃比λ
reが目標空燃比λtgに収束した状態であるか否かを
判別する。実空燃比λreと目標空燃比λtgとの偏差
が所定値以下となり、空燃比の収束状態であると判別さ
れれば(ステップ316がYES)、ステップ317〜
320で目標空燃比λtgの学習処理を実施する。すな
わち、ステップ317では、ラフネス値の偏差ΔRが正
の所定値(+KLA)よりも大きいか否かを判別し、ス
テップ318ではラフネス値の偏差ΔRが負の所定値
(−KLA)よりも小さいか否かを判別する。
Thereafter, in step 316, the actual air-fuel ratio λ
It is determined whether or not re has converged to the target air-fuel ratio λtg. If the difference between the actual air-fuel ratio λre and the target air-fuel ratio λtg is equal to or less than a predetermined value and it is determined that the air-fuel ratio is in a convergence state (YES in step 316), steps 317 to 317 are performed.
At 320, a learning process of the target air-fuel ratio λtg is performed. That is, in step 317, it is determined whether the deviation ΔR of the roughness value is larger than a positive predetermined value (+ KLA), and in step 318, whether the deviation ΔR of the roughness value is smaller than a negative predetermined value (−KLA). It is determined whether or not.

【0038】そして、ΔR>+KLAであれば、ステッ
プ319で目標空燃比λtgを所定量リーン側にシフト
させ、ΔR<−KLAであれば、ステップ320で目標
空燃比λtgを所定量リッチ側にシフトさせる。このリ
ーン化又はリッチ化された目標空燃比λtgによりバッ
クアップRAM34内の基本マップデータが更新され
る。また、−KLA≦ΔR≦+KLAであれば、目標空
燃比λtgを変更することなく、そのまま本処理を終了
する。
If ΔR> + KLA, the target air-fuel ratio λtg is shifted to a predetermined amount lean side in step 319, and if ΔR <−KLA, the target air-fuel ratio λtg is shifted to a predetermined amount rich side in step 320. Let it. The basic map data in the backup RAM 34 is updated by the lean or rich target air-fuel ratio λtg. If −KLA ≦ ΔR ≦ + KLA, the process is terminated without changing the target air-fuel ratio λtg.

【0039】要するに、目標ラフネス値Rtgに対して
実ラフネス値Rreが小さければ目標空燃比λtgをリ
ーン側の値に学習し、その逆に目標ラフネス値Rtgに
対して実ラフネス値Rreが大きければ目標空燃比λt
gをリッチ側の値に学習する。因みにこのとき、気筒毎
にラフネス値の偏差が判定されるが、目標空燃比λtg
のマップが全気筒共通であれば全気筒の平均値によりマ
ップデータが学習される。また、例えばV型エンジンの
ようにバンク毎にマップを有する場合、バンク毎の平均
値によりマップデータが学習される。
In short, if the actual roughness value Rre is smaller than the target roughness value Rtg, the target air-fuel ratio λtg is learned to a value on the lean side. Conversely, if the actual roughness value Rre is larger than the target roughness value Rtg, the target air-fuel ratio λtg is increased. Air-fuel ratio λt
Learn g to a value on the rich side. Incidentally, at this time, the deviation of the roughness value is determined for each cylinder, but the target air-fuel ratio λtg
If the map is common to all cylinders, the map data is learned from the average value of all cylinders. When a map is provided for each bank, for example, as in the case of a V-type engine, map data is learned based on an average value for each bank.

【0040】最後に、ステップ321では、学習回数g
を「1」インクリメントし、その後本処理を一旦終了す
る。この学習回数gのデータはバックアップRAM34
に記憶保持される。
Finally, in step 321, the number of times of learning g
Is incremented by “1”, and then the present process is temporarily terminated. The data of the learning number g is stored in the backup RAM 34.
Is stored.

【0041】図7は、本実施の形態における動作を説明
するためのタイムチャートであり、一例として空燃比F
/B制御がストイキ制御からリーン制御に移行する過程
を示す。
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation in the present embodiment. As an example, the air-fuel ratio F
4 shows a process in which the / B control shifts from stoichiometric control to lean control.

【0042】さて、図7の時刻t1以前は、空燃比が理
論空燃比(ストイキ)でF/B制御されており、実線で
図示する実空燃比λreは、点線で図示する目標空燃比
λtgに収束している。また、実線で図示する実ラフネ
ス値Rreは、点線で図示する目標ラフネス値Rtgに
収束している。
Before time t1 in FIG. 7, the air-fuel ratio is F / B controlled at the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), and the actual air-fuel ratio λre shown by the solid line is changed to the target air-fuel ratio λtg shown by the dotted line. Has converged. The actual roughness value Rre illustrated by the solid line converges to the target roughness value Rtg illustrated by the dotted line.

【0043】時刻t1では、目標空燃比λtgが理論空
燃比からリーン領域の所定値に切り換えられる。また、
この時刻t1では、リーン空燃比制御への切り換えに伴
い、目標ラフネス値Rtgが比較的大きな値に変更され
る。
At time t1, the target air-fuel ratio λtg is switched from the stoichiometric air-fuel ratio to a predetermined value in the lean region. Also,
At this time t1, the target roughness value Rtg is changed to a relatively large value with the switch to the lean air-fuel ratio control.

【0044】時刻t1以降、時刻t2では、実空燃比λ
reが目標空燃比λtgにほぼ収束する。その時、実ラ
フネス値Rreが目標ラフネス値Rtgよりも小さく、
更にラフネス値の偏差ΔR(=Rtg−Rre)が所定
値以上であるため、目標空燃比λtgがリーン側に更新
される。
After time t1, at time t2, the actual air-fuel ratio λ
re substantially converges to the target air-fuel ratio λtg. At that time, the actual roughness value Rre is smaller than the target roughness value Rtg,
Further, since the deviation ΔR (= Rtg−Rre) of the roughness value is equal to or more than a predetermined value, the target air-fuel ratio λtg is updated to the lean side.

【0045】目標空燃比λtgの更新後、時刻t3で
は、再び実空燃比λreが目標空燃比λtgにほぼ収束
する。そしてその時、実ラフネス値Rreが目標ラフネ
ス値Rtgよりも未だ小さく、更にラフネス値の偏差Δ
R(=Rtg−Rre)が所定値以上であるため、目標
空燃比λtgがリーン側に再度更新される。それ以降、
実ラフネス値Rreが目標ラフネス値Rtgに収束する
と共に、実空燃比λreが目標空燃比λtgに収束す
る。
After updating the target air-fuel ratio λtg, at time t3, the actual air-fuel ratio λre substantially converges to the target air-fuel ratio λtg again. At this time, the actual roughness value Rre is still smaller than the target roughness value Rtg, and the deviation Δ
Since R (= Rtg-Rre) is equal to or greater than the predetermined value, the target air-fuel ratio λtg is updated again to the lean side. from then,
The actual roughness value Rre converges to the target roughness value Rtg, and the actual air-fuel ratio λre converges to the target air-fuel ratio λtg.

【0046】上記時刻t2,t3では、ラフネス値の偏
差ΔRに基づいて目標空燃比λtgがリーン側の値に学
習され、バックアップRAM34の基本マップデータが
更新される。
At times t2 and t3, the target air-fuel ratio λtg is learned to a lean value based on the deviation ΔR of the roughness value, and the basic map data in the backup RAM 34 is updated.

【0047】一方、実ラフネス値Rreが目標ラフネス
値Rtgにほぼ収束する状態では、サンプリング母数n
が比較的大きな値で設定される。これに対し、目標空燃
比λtgが切り換えられた直後は、ラフネス値の偏差Δ
R(=Rtg−Rre)が増大するため、図のTA,T
B期間では、前記図8の関係に従いサンプリング母数n
が比較的小さな「N3」、「N2」に変更される。
On the other hand, when the actual roughness value Rre substantially converges to the target roughness value Rtg, the sampling parameter n
Is set to a relatively large value. On the other hand, immediately after the target air-fuel ratio λtg is switched, the deviation Δ
Since R (= Rtg-Rre) increases, TA, T
In the period B, the sampling parameter n according to the relationship shown in FIG.
Are changed to “N3” and “N2”, which are relatively small.

【0048】従って、空燃比がストイキからリーンに切
り換えられた当初はサンプリング母数nを小さくして実
ラフネス値Rreの応答性が重視され、その後サンプリ
ング母数nを大きくすることで実ラフネス値Rreの収
束性が重視されるようになる。
Therefore, at the beginning when the air-fuel ratio is switched from stoichiometric to lean, the response of the actual roughness value Rre is emphasized by reducing the sampling parameter n, and thereafter, the actual roughness value Rre is increased by increasing the sampling parameter n. The convergence of is important.

【0049】なお本実施の形態では、図3の処理がトル
ク変動量算出手段に相当し、同処理で算出される回転変
動量ΔNeがトルク変動量に相当する。また、図6のス
テップ313がラフネス値算出手段に相当し、図5のス
テップ303〜311が母数変更手段に相当する。更
に、図6のステップ314が目標ラフネス値設定手段に
相当し、図6のステップ317〜320が目標空燃比学
習手段に相当する。
In this embodiment, the processing in FIG. 3 corresponds to the torque fluctuation calculating means, and the rotation fluctuation ΔNe calculated in the processing corresponds to the torque fluctuation. Step 313 in FIG. 6 corresponds to roughness value calculating means, and steps 303 to 311 in FIG. 5 correspond to parameter changing means. Further, step 314 in FIG. 6 corresponds to target roughness value setting means, and steps 317 to 320 in FIG. 6 correspond to target air-fuel ratio learning means.

【0050】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。 (イ)標準偏差により実ラフネス値Rreを算出する本
装置において、エンジン運転状態に応じてサンプリング
母数nを適宜変更したので、実ラフネス値Rreの応答
性と収束性とが任意に調整できる。その結果、エンジン
運転状態が多様に変動する際にも、燃焼状態を正確に検
出することができる。
According to the present embodiment described in detail above, the following effects can be obtained. (A) In the present apparatus for calculating the actual roughness value Rre based on the standard deviation, the sampling parameter n is appropriately changed according to the engine operating state, so that the responsiveness and the convergence of the actual roughness value Rre can be arbitrarily adjusted. As a result, the combustion state can be accurately detected even when the engine operation state fluctuates in various ways.

【0051】(ロ)実際には、ラフネス値の偏差ΔR、
エンジン運転領域、バッテリイニシャル時又はリーン目
標空燃比の未学習時かどうか、学習回数gといった各要
因に応じてサンプリング母数nを可変に設定したので、
その時々の必要に応じて応答性又は収束性の何れかを選
択的に優先して適正に燃焼状態が検出できる。
(B) Actually, deviation ΔR of roughness value,
Since the engine operation area, whether the battery initial state or the lean target air-fuel ratio is not learned, and the sampling parameter n is variably set according to each factor such as the number of times of learning g,
The combustion state can be properly detected by selectively giving priority to either responsiveness or convergence as needed at each time.

【0052】(ハ)上記の如く燃焼状態(実ラフネス値
Rre)を適正に検出することができるため、その燃焼
状態に応じて実施されるリーン空燃比制御の制御性も向
上する。つまり、空燃比のリーン領域では空燃比と燃焼
状態(実ラフネス値Rre)とは相関があるため、既述
の通り燃焼状態の検出精度が向上すれば、その検出値を
用いてリーン目標空燃比を学習することでその学習精度
も向上する。また、リーン目標空燃比の学習により、個
体差や経時変化にも対応した空燃比制御が実現できる。
(C) Since the combustion state (actual roughness value Rre) can be properly detected as described above, the controllability of the lean air-fuel ratio control performed according to the combustion state is also improved. That is, since the air-fuel ratio and the combustion state (actual roughness value Rre) have a correlation in the lean region of the air-fuel ratio, if the detection accuracy of the combustion state is improved as described above, the lean target air-fuel ratio is obtained using the detected value. By learning, the learning accuracy is also improved. Further, by learning the lean target air-fuel ratio, it is possible to realize air-fuel ratio control corresponding to individual differences and aging.

【0053】(第2の実施の形態)次に、本発明におけ
る第2の実施の形態を説明する。但し、以下には第1の
実施の形態との相違点を中心に説明する。本実施の形態
では、一定のサンプリング母数を基準値としてその基準
値単位で標準偏差を算出すると共に、その算出結果を逐
次積算し、積算値の平均値により燃焼ラフネス値を算出
する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. However, the following description focuses on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, the standard deviation is calculated in units of the reference value using a fixed sampling parameter as a reference value, the calculation results are successively integrated, and the combustion roughness value is calculated based on the average value of the integrated values.

【0054】図12は、本実施の形態における実ラフネ
ス値の算出手順を示すフローチャートであり、本処理は
図6のステップ313にて実施される。図12の処理で
は、ラフネス値を比較的小さな母数単位で算出するため
のサンプリング母数の基準値kcを設定しておき、その
時々のサンプリング母数nの標準偏差をkc単位で算出
する。
FIG. 12 is a flowchart showing the procedure for calculating the actual roughness value in the present embodiment. This processing is performed in step 313 of FIG. In the processing of FIG. 12, a reference value kc of the sampling parameter for calculating the roughness value in a relatively small parameter unit is set, and the standard deviation of the sampling parameter n at each time is calculated in kc unit.

【0055】ステップ401では、カウンタkをカウン
トアップし、続くステップ402では、カウンタkが基
準値kcに達したか否かを判別する。ステップ402が
YESであればステップ403に進み、次の(2)式を
用い、小母数単位のラフネス値r1を算出する。
In step 401, the counter k is counted up, and in subsequent step 402, it is determined whether or not the counter k has reached the reference value kc. If step 402 is YES, the process proceeds to step 403, where a roughness value r1 in small parameter units is calculated using the following equation (2).

【0056】[0056]

【数2】 その後、ステップ404では、カウンタkを「0」にク
リアする。続くステップ405では、小母数単位のラフ
ネス値r1を積算し、その積算値をr2とする(r2=
r2+r1)。
(Equation 2) Then, in step 404, the counter k is cleared to "0". In the following step 405, the roughness values r1 in small parameter units are integrated, and the integrated value is set as r2 (r2 =
r2 + r1).

【0057】ステップ406では、その時々のサンプリ
ング母数nを取り込み、ステップ407では、前回の実
ラフネス値Rreの算出時からサンプリング母数nに相
当する燃料噴射が実施されたか否かを判別し、YESで
あることを条件にステップ408に進む。なお本実施の
形態では、サンプリング母数nを基準値kcよりも大き
い数としている。
In step 406, the sampling parameter n at that time is fetched. In step 407, it is determined whether or not fuel injection corresponding to the sampling parameter n has been performed since the previous calculation of the actual roughness value Rre. The process proceeds to step 408 on condition that the result is YES. In this embodiment, the sampling parameter n is a number larger than the reference value kc.

【0058】ステップ408では、次の(3)式を用
い、前記算出したラフネス値の積算値r2、サンプリン
グ母数n、基準値kcに基づいて実ラフネス値Rreを
算出する。
In step 408, the actual roughness value Rre is calculated based on the integrated value r2 of the calculated roughness value, the sampling parameter n, and the reference value kc using the following equation (3).

【0059】[0059]

【数3】 その後、ステップ409では、ラフネス値の積算値r2
を「0」にクリアし、本処理を終了する。なお、図12
の処理は、サンプリング母数nが大きい場合にのみ実施
することとしても良い。
(Equation 3) Thereafter, in step 409, the integrated value r2 of the roughness value
Is cleared to "0", and this processing ends. FIG.
May be performed only when the sampling parameter n is large.

【0060】図13は、図12の処理の実際の動作を示
すタイムチャートである。図13において、カウンタk
がkcだけカウントされる毎に小母数単位のラフネス値
r1が積算され、ラフネス値の積算値r2が算出され
る。そして、時刻t10で気筒毎の噴射回数がサンプリ
ング母数nに達すると、その後の時刻t11において、
上記(3)式により実ラフネス値Rreが算出される。
FIG. 13 is a time chart showing the actual operation of the processing of FIG. In FIG. 13, the counter k
Is counted by kc, the roughness value r1 in small parameter units is integrated, and the integrated value r2 of the roughness value is calculated. When the number of injections for each cylinder reaches the sampling parameter n at time t10, at time t11 thereafter,
The actual roughness value Rre is calculated by the above equation (3).

【0061】以上第2の実施の形態によれば、小母数単
位でラフネス値を算出することができる。従って、サン
プリング母数nが大きく、ラフネス値の算出までに長い
時間を要する場合にも、その算出途中でラフネス値の動
向を把握することが可能となる。
According to the second embodiment, the roughness value can be calculated in small parameter units. Therefore, even when the sampling parameter n is large and it takes a long time to calculate the roughness value, it is possible to grasp the trend of the roughness value during the calculation.

【0062】なお本発明は、上記以外に次の形態にて具
体化できる。実ラフネス値Rreを算出した直後に同R
reに対してなまし演算を行うよう構成する。より具体
的には、なまし率smを予め設定しておき、 なまし値=前回なまし値+(Rre−前回なまし値)・
sm としてなまし値を算出する。一例として、なまし率sm
の基準値を1/64とする。そして、前記図6のステッ
プ315〜320の処理において、実ラフネス値Rre
のなまし値と目標ラフネス値Rtgとの偏差を算出する
と共に、その偏差に応じて目標空燃比λtgの学習を実
施する。
The present invention can be embodied in the following modes other than the above. Immediately after calculating the actual roughness value Rre,
It is configured to perform an averaging operation on re. More specifically, the averaging rate sm is set in advance, and averaging value = previous averaging value + (Rre-previous averaging value)
An average value is calculated as sm. As an example, the smoothing rate sm
Is set to 1/64. Then, in the processing of steps 315 to 320 in FIG. 6, the actual roughness value Rre
The deviation between the smoothed value and the target roughness value Rtg is calculated, and learning of the target air-fuel ratio λtg is performed according to the deviation.

【0063】この場合、エンジン運転状態に応じてなま
し率sm(なまし度合)を変更すると良く、例えば過渡
運転時など、実ラフネス値Rreの応答性を重視しよう
とする時はなまし率smを大きくし、実ラフネス値Rr
eのなまし度合を小さくする。また逆に、定常運転時に
実ラフネス値Rreの収束性を重視しようとする時はな
まし率smを小さくし、実ラフネス値Rreのなまし度
合を大きくする。その結果、エンジン運転状態が多様に
変動する際にも燃焼状態が正確に検出でき、空燃比の制
御性も向上する。なお、CPU31がなまし手段に該当
する。
In this case, the smoothing rate sm (smoothing degree) may be changed according to the engine operating state. For example, when the responsiveness of the actual roughness value Rre is to be emphasized, such as during transient operation, the smoothing rate sm may be changed. And the actual roughness value Rr
Reduce the degree of smoothing of e. Conversely, when emphasis is placed on the convergence of the actual roughness value Rre during steady operation, the smoothing rate sm is reduced, and the smoothing degree of the actual roughness value Rre is increased. As a result, the combustion state can be accurately detected even when the engine operation state fluctuates variously, and the controllability of the air-fuel ratio is also improved. Note that the CPU 31 corresponds to the averaging means.

【0064】上記実施の形態では、図5及び図6のラフ
ネス値算出処理において、(1)ラフネス値の偏差Δ
R、(2)エンジン運転領域、(3)バッテリイニシャ
ル時又はリーン目標空燃比の未学習時かどうか、(4)
学習回数g、といった各要因に応じてサンプリング母数
nを可変に設定したが、その何れかを省略して具体化す
ることもできる。例えば、上記(1),(2)の一方又
は両方だけで具体化しても良い。
In the above embodiment, in the roughness value calculation processing of FIGS. 5 and 6, (1) the deviation Δ
R, (2) engine operating range, (3) whether the battery initial state or the lean target air-fuel ratio has not been learned, (4)
Although the sampling parameter n is variably set in accordance with each factor such as the number of times of learning g, any one of them may be omitted to be embodied. For example, the present invention may be embodied by only one or both of the above (1) and (2).

【0065】また、目標空燃比λtgの変化量や、吸気
量、スロットル開度等の負荷変化量にてエンジンの過渡
運転時かどうかを判定し、過渡運転時にはサンプリング
母数nを少なくするように構成しても良い。この場合、
過渡運転時における燃焼ラフネス値の応答性が改善され
る。
Further, it is determined whether the engine is in a transient operation based on the amount of change in the target air-fuel ratio λtg, the amount of load change such as the intake air amount, the throttle opening, and the like. You may comprise. in this case,
The response of the combustion roughness value during the transient operation is improved.

【0066】上記実施の形態では、統計処理により燃焼
ラフネス値を算出するにあたり、標準偏差を算出した
が、これに代えて、統計処理として不偏分散を算出した
り、平均偏差を算出したりして燃焼ラフネス値を算出し
ても良い。また、エンジンの1燃焼毎のトルク変動量を
算出する手段として、上述の回転変動量の他、1燃焼毎
の燃焼圧力により算出する手段や、燃焼光により算出す
る手段等を適用しても良い。何れにしても、エンジン運
転状態に応じてサンプリング母数nを適宜変更すること
により、燃焼ラフネス値(燃焼状態)が適正に検出でき
る。
In the above embodiment, the standard deviation was calculated in calculating the combustion roughness value by the statistical processing. However, instead of this, the standard deviation was calculated as the statistical processing, and the average deviation was calculated. The combustion roughness value may be calculated. In addition, as means for calculating the torque fluctuation amount for each combustion of the engine, in addition to the above-described rotation fluctuation amount, means for calculating based on the combustion pressure for each combustion, means for calculating based on combustion light, or the like may be applied. . In any case, by appropriately changing the sampling parameter n according to the engine operating state, the combustion roughness value (combustion state) can be properly detected.

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

【図1】発明の実施の形態における内燃機関の空燃比制
御システムの概要を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an air-fuel ratio control system for an internal combustion engine according to an embodiment of the invention.

【図2】空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing an air-fuel ratio control routine.

【図3】Ne割り込み処理を示すフローチャート。FIG. 3 is a flowchart showing Ne interruption processing.

【図4】1燃焼毎の回転変動の状態を示すタイムチャー
ト。
FIG. 4 is a time chart showing a state of rotation fluctuation for each combustion.

【図5】ラフネス値の算出処理を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing a process of calculating a roughness value.

【図6】図5に続き、ラフネス値の算出処理を示すフロ
ーチャート。
FIG. 6 is a flowchart showing a roughness value calculating process following FIG. 5;

【図7】動作説明のためのタイムチャート。FIG. 7 is a time chart for explaining the operation.

【図8】サンプリング母数nを設定するための図。FIG. 8 is a diagram for setting a sampling parameter n.

【図9】サンプリング母数の基本値n1を設定するため
のマップ。
FIG. 9 is a map for setting a basic value n1 of a sampling parameter.

【図10】学習回数をパラメータとする係数f(g)を
設定するための図。
FIG. 10 is a diagram for setting a coefficient f (g) using the number of times of learning as a parameter.

【図11】目標ラフネス値Rtgを設定するためのマッ
プ。
FIG. 11 is a map for setting a target roughness value Rtg.

【図12】第2の実施の形態においてラフネス値の算出
手順を示すフローチャート。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure for calculating a roughness value according to the second embodiment;

【図13】第2の実施の形態においてラフネス値の算出
過程を示すタイムチャート。
FIG. 13 is a time chart showing a process of calculating a roughness value in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…エンジン(内燃機関)、14…インジェクタ、3
0…ECU、31…トルク変動量算出手段,ラフネス値
算出手段,母数変更手段,目標ラフネス値設定手段,目
標空燃比学習手段,なまし手段としてのCPU、34…
バックアップRAM。
10: engine (internal combustion engine), 14: injector, 3
0 ... ECU, 31 ... Torque variation calculation means, roughness value calculation means, parameter changing means, target roughness value setting means, target air-fuel ratio learning means, CPU as smoothing means, 34 ...
Backup RAM.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 376 F02D 45/00 376D 41/14 310 41/14 310H Fターム(参考) 3G084 AA04 BA09 DA04 EA04 EB08 EB12 EB20 EB26 EC04 FA02 FA07 FA10 FA19 FA20 FA21 FA23 FA29 FA32 FA33 FA34 FA38 3G301 HA01 HA06 HA15 JA20 LB02 MA01 MA12 NA01 NA08 NA09 NB03 NC02 ND02 ND22 NE14 NE15 NE23 PA01Z PA02Z PA10Z PA11Z PC01Z PC03Z PC07A PC07Z PD02A PE01Z PE02Z PE03Z PE07Z PE08ZContinued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02D 45/00376 F02D 45/00 376D 41/14 310 41/14 310H F-term (reference) 3G084 AA04 BA09 DA04 EA04 EB08 EB12 EB20 EB26 EC04 FA02 FA07 FA10 FA19 FA20 FA21 FA23 FA29 FA32 FA33 FA34 FA38 3G301 HA01 HA06 HA15 JA20 LB02 MA01 MA12 NA01 NA08 NA09 NB03 NC02 ND02 ND22 NE14 NE15 NE23 PA01Z PA02Z PA10Z PA11Z PC01Z PC03Z PC07ZZZ PCZZ

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の1燃焼毎にトルク変動量を算出
するトルク変動量算出手段と、 前記算出した所定のサンプリング母数分のトルク変動量
に対して統計処理を行い、その統計処理の結果により燃
焼状態を示すパラメータとしての燃焼ラフネス値を算出
するラフネス値算出手段と、 前記ラフネス値算出手段による統計処理に際し、内燃機
関の運転状態に応じてサンプリング母数を変更する母数
変更手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃焼
状態検出装置。
1. A torque variation calculating means for calculating a torque variation for each combustion of an internal combustion engine, and performing statistical processing on the calculated torque variation for a predetermined sampling parameter. A roughness value calculation unit that calculates a combustion roughness value as a parameter indicating a combustion state according to a result, and a parameter changing unit that changes a sampling parameter according to an operation state of the internal combustion engine during statistical processing by the roughness value calculation unit. And a combustion state detection device for an internal combustion engine.
【請求項2】前記トルク変動量算出手段は、内燃機関の
1燃焼毎に回転速度の最大値及び最小値を求めると共に
それら各値の差により、トルク変動量としての回転変動
量を算出する請求項1に記載の内燃機関の燃焼状態検出
装置。
2. The torque fluctuation amount calculating means calculates a maximum value and a minimum value of the rotation speed for each combustion of the internal combustion engine, and calculates a rotation fluctuation amount as a torque fluctuation amount based on a difference between these values. Item 2. The combustion state detection device for an internal combustion engine according to Item 1.
【請求項3】前記母数変更手段は、前記ラフネス値算出
手段により算出される燃焼ラフネス値とその目標値との
偏差が大きい時、サンプリング母数を少なくする請求項
1又は2に記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein said parameter changing means decreases the sampling parameter when the deviation between the combustion roughness value calculated by said roughness value calculating means and its target value is large. Engine combustion state detector.
【請求項4】前記母数変更手段は、内燃機関の過渡運転
時にサンプリング母数を少なくする請求項1又は2に記
載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
4. The combustion state detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said parameter changing means reduces a sampling parameter during a transient operation of the internal combustion engine.
【請求項5】前記母数変更手段は、内燃機関の運転領域
に応じてサンプリング母数を変更する請求項1又は2に
記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
5. A combustion state detecting device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said parameter changing means changes the sampling parameter in accordance with an operation range of the internal combustion engine.
【請求項6】前記ラフネス値算出手段は、一定のサンプ
リング母数を基準値としてその基準値単位で統計処理を
行うと共に、該統計処理の結果を逐次積算し、その積算
した値の平均値により燃焼ラフネス値を算出する請求項
1〜5の何れかに記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
6. The roughness value calculating means performs statistical processing in units of the reference value using a fixed sampling parameter as a reference value, sequentially accumulates the results of the statistical processing, and calculates an average value of the integrated values. The combustion state detection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, which calculates a combustion roughness value.
【請求項7】請求項6に記載の燃焼状態検出装置におい
て、 サンプリング母数が所定値以上となる時、前記基準値単
位で統計処理を行うと共に、該統計処理の結果を逐次積
算し、その積算した値の平均値により燃焼ラフネス値を
算出する内燃機関の燃焼状態検出装置。
7. The combustion state detecting device according to claim 6, wherein when the sampling parameter is equal to or more than a predetermined value, statistical processing is performed in units of the reference value, and the results of the statistical processing are sequentially integrated. A combustion state detection device for an internal combustion engine that calculates a combustion roughness value from an average value of integrated values.
【請求項8】前記ラフネス値算出手段は、所定のサンプ
リング母数分のトルク変動量から標準偏差又は不偏分散
を算出すると共に、該算出した標準偏差又は不偏分散に
より燃焼ラフネス値を決定し、 前記母数更手段は、前記ラフネス値算出手段による標準
偏差又は不偏分散の算出に際し、内燃機関の運転状態に
応じてサンプリング母数を変更する請求項1〜7の何れ
かに記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
8. The roughness value calculating means calculates a standard deviation or an unbiased variance from a torque variation amount for a predetermined sampling parameter, and determines a combustion roughness value based on the calculated standard deviation or the unbiased variance. The combustion of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the parameter changing means changes a sampling parameter in accordance with an operation state of the internal combustion engine when calculating the standard deviation or the unbiased variance by the roughness value calculating means. State detection device.
【請求項9】空燃比のリーン領域に設定された目標空燃
比に対して空燃比をフィードバック制御する空燃比制御
システムに適用され、 機関運転状態に基づき燃焼ラフネス値の目標値を設定す
る目標ラフネス値設定手段と、 空燃比フィードバック制御中における燃焼ラフネス値と
目標値との偏差に応じてリーン目標空燃比を学習する目
標空燃比学習手段と、を備える請求項1〜8の何れかに
記載の内燃機関の燃焼状態検出装置。
9. A target roughness, which is applied to an air-fuel ratio control system for feedback-controlling an air-fuel ratio with respect to a target air-fuel ratio set in a lean region of the air-fuel ratio, and sets a target value of a combustion roughness value based on an engine operating state. The fuel supply system according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a value setting unit; and a target air-fuel ratio learning unit configured to learn a lean target air-fuel ratio in accordance with a deviation between a combustion roughness value and a target value during the air-fuel ratio feedback control. A combustion state detection device for an internal combustion engine.
【請求項10】請求項9に記載の燃焼状態検出装置にお
いて、 前記目標空燃比学習手段によるリーン目標空燃比の学習
値をメモリにバックアップする内燃機関の燃焼状態検出
装置。
10. The combustion state detecting device according to claim 9, wherein the learning value of the lean target air-fuel ratio by said target air-fuel ratio learning means is backed up in a memory.
【請求項11】請求項10に記載の燃焼状態検出装置に
おいて、 前記母数変更手段は、リーン目標空燃比の学習値をバッ
クアップするためのメモリに対して車載バッテリが新た
に接続される時、又はリーン目標空燃比の未学習時にサ
ンプリング母数を少なくする内燃機関の燃焼状態検出装
置。
11. The combustion state detecting device according to claim 10, wherein said parameter changing means is configured to: when a vehicle-mounted battery is newly connected to a memory for backing up a learning value of a lean target air-fuel ratio. Alternatively, a combustion state detection device for an internal combustion engine that reduces the sampling parameter when the lean target air-fuel ratio has not been learned.
【請求項12】請求項9〜11の何れかに記載の燃焼状
態検出装置において、 前記母数変更手段は、リーン目標空燃比の学習回数が増
えるほど、サンプリング母数を多くする内燃機関の燃焼
状態検出装置。
12. The combustion state detecting device according to claim 9, wherein said parameter changing means increases the sampling parameter as the number of times of learning of the lean target air-fuel ratio increases. State detection device.
【請求項13】前記算出した燃焼ラフネス値をなまし演
算するなまし手段を備え、 内燃機関の運転状態に応じてなまし手段のなまし度合を
変更する請求項1〜12の何れかに記載の内燃機関の燃
焼状態検出装置。
13. A smoothing means for smoothing the calculated combustion roughness value, wherein the smoothing means changes the degree of smoothing according to the operating state of the internal combustion engine. A combustion state detection device for an internal combustion engine of the present invention.
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