JP2002070634A - Controller for lean combustion engine - Google Patents
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アイドルストップ
システムやハイブリッド電気自動車のためのエンジンと
して用いて好適の、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 control device for a lean burn engine which is suitable for use as an engine for an idle stop system or a hybrid electric vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、排ガスの削減や燃料消費の抑制や
騒音の低減等を目的として、アイドルストップシステム
やハイブリッド電気自動車(HEV)が開発されてい
る。また、アイドルストップシステムでは、信号待ちや
渋滞などの車両停止時に自動的にエンジンを停止(アイ
ドリングをストップ)させる。2. Description of the Related Art In recent years, idle stop systems and hybrid electric vehicles (HEV) have been developed for the purpose of reducing exhaust gas, suppressing fuel consumption, and reducing noise. In the idle stop system, the engine is automatically stopped (idling is stopped) when the vehicle stops such as waiting for a traffic light or congestion.
【0003】HEVでは、エンジンが発電に用いられる
場合、バッテリの残存容量等に応じてエンジンを作動又
は停止させ、エンジンが走行に用いられる場合、車両の
出力要求等に応じてエンジンを自動的に作動又は停止さ
せる。このように、アイドルストップシステムやHEV
の場合、ドライバのエンジン停止操作に関係なく、状況
に応じてエンジンの作動と停止が自動的に行なわれるこ
とになる。[0003] In the HEV, when the engine is used for power generation, the engine is started or stopped according to the remaining capacity of the battery, and when the engine is used for traveling, the engine is automatically started according to the output demand of the vehicle. Start or stop. Thus, the idle stop system and the HEV
In this case, the operation of the engine is automatically started and stopped according to the situation, regardless of the driver's engine stop operation.
【0004】一方、燃料消費を低減し得るエンジン(内
燃機関)として、希薄燃焼エンジンが開発されており、
このようなエンジンでは、その燃焼制御モードとして、
空燃比がストイキになるようにO2フィードバックによ
り空燃比を制御するストイキモード(フィードバックモ
ード)や、空燃比がストイキよりも希薄側のリーン状態
になるようにオープンループにより空燃比を制御するリ
ーンモードや、空燃比がストイキ近傍或いはストイキよ
りも濃化側のリッチ状態になるようにオープンループに
より空燃比を制御するオープンループモード(エンリッ
チモードを含む)があり、エンジンの運転状態に応じて
使い分けている。また、火花点火式の筒内噴射エンジン
の場合、火花点火の直前の圧縮行程に燃料を噴射して層
状燃焼を行ない大幅に希薄側の空燃比を実現する超リー
ンモード(圧縮リーンモード)も設定できる。On the other hand, a lean-burn engine has been developed as an engine (internal combustion engine) capable of reducing fuel consumption.
In such an engine, as the combustion control mode,
A stoichiometric mode (feedback mode) in which the air-fuel ratio is controlled by O 2 feedback so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric, or a lean mode in which the air-fuel ratio is controlled by an open loop so that the air-fuel ratio becomes leaner than the stoichiometric ratio. In addition, there is an open loop mode (including an enrichment mode) in which the air-fuel ratio is controlled by an open loop so that the air-fuel ratio is in a rich state near stoichiometry or on the richer side than stoichiometry. I have. In the case of a spark-ignition in-cylinder injection engine, a super-lean mode (compression lean mode) is also set, in which fuel is injected in the compression stroke immediately before spark ignition to perform stratified combustion and achieve a significantly lean air-fuel ratio. it can.
【0005】そして、エンジン回転数やエンジン負荷が
小さい場合には、超リーンモード或いはリーンモードを
選択し、エンジン回転数やエンジン負荷が大きくなる
と、ストイキモードを選択し、エンジン回転数やエンジ
ン負荷がさらに大きくなると、オープンループモードエ
ンリッチモードを選択する。アイドルストップシステム
やHEVに適用されるエンジンにおいても、このような
各運転モードによりエンジン制御を行なうものが開発さ
れている。When the engine speed and the engine load are small, the super lean mode or the lean mode is selected. When the engine speed and the engine load are large, the stoichiometric mode is selected, and the engine speed and the engine load are reduced. If it becomes larger, the open loop mode enrich mode is selected. In an engine applied to an idle stop system or an HEV, an engine that controls the engine in each of these operation modes has been developed.
【0006】例えば図6はアイドルストップシステムを
そなえたHEVの駆動系の構成例を示す模式図である。
図6に示すように、このHEVは、モータ101と、こ
のモータ101の回転軸101Aにトランスミッション
102,クラッチ103及びデファレンシャル(デフ)
104を介して接続された駆動輪105,105と、モ
ータ101の回転軸101Aにクラッチ106を介して
接続されたエンジン107とをそなえている。また、エ
ンジン107の排気通路108には、上流からO2セン
サ40,排ガス浄化触媒29が介装されている。For example, FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration example of a drive system of an HEV having an idle stop system.
As shown in FIG. 6, the HEV includes a motor 101, a transmission 102, a clutch 103, and a differential (differential) on a rotating shaft 101A of the motor 101.
Driving wheels 105 and 105 are connected through a 104, and an engine 107 is connected to a rotating shaft 101A of the motor 101 through a clutch 106. An O 2 sensor 40 and an exhaust gas purifying catalyst 29 are interposed in the exhaust passage 108 of the engine 107 from the upstream.
【0007】そして、通常時は、モータ101とエンジ
ン107との間のクラッチ106を開放して、モータ1
01の駈動力のみによって走行し、大きな駆動力が要求
される場合や、バッテリ(図示略)の残存容量が少なく
なってきた場合に、クラッチ106を結合してエンジン
107の駈動力を用いるようにする。つまり、駆動力が
要求された場合には、エンジン107を車両の駆動力に
用い、バッテリの残存容量が少ない場合には、モータ1
01を発電機として機能させてエンジン107を発電用
エンジンとして用いる。Normally, the clutch 106 between the motor 101 and the engine 107 is released, and the motor 1
The clutch 106 is connected to use the canter power of the engine 107 when the vehicle travels only with the canter power of 01 and a large driving force is required, or when the remaining capacity of the battery (not shown) is reduced. I do. That is, when the driving force is requested, the engine 107 is used for the driving force of the vehicle, and when the remaining capacity of the battery is small, the motor 107 is used.
01 functions as a generator, and the engine 107 is used as a power generation engine.
【0008】走行途中に所定のアイドルストップ条件が
成立したら、つまり、車両が停止して、作動中のエ
ンジン107がアイドル状態になり、シフトレバー位
置がニュートラルになったら、アイドルストップ(エン
ジン停止)を実行し、アイドルストップ条件〜の何
れかが不成立になったら(通常は、のシフトレバー位
置がニュートラルから走行位置に入れられた場合)に
は、アイドルストップ解除(エンジン始動)を行なう。When a predetermined idle stop condition is satisfied during traveling, that is, when the vehicle stops and the operating engine 107 enters an idle state and the shift lever position becomes neutral, idle stop (engine stop) is performed. When the idle stop condition is not satisfied (normally, when the shift lever position is shifted from the neutral position to the traveling position), the idle stop is released (the engine is started).
【0009】また、エンジン107の制御モード(燃焼
モード)として、前述のように、O 2センサ40からの
出力に基づいたO2フィードバック制御により空燃比を
ストイキ近傍に制御するストイキモードと、オープンル
ープ制御により空燃比をリーンに制御するリーンモード
(超リーンモードも含む)と、オープンループ制御によ
り空燃比をストイキ近傍若しくはリッチに制御するオー
プンループモードとをそなえ、エンジン107の出力要
求が小さい(エンジン負荷が小さい)場合やエンジン回
転数が低い場合には、リーンモードが選択され、エンジ
ン17の出力要求(エンジン負荷)が大きくなったりエ
ンジン回転数が高くなると、ストイキモード又はオープ
ンループモードが選択される。The control mode of the engine 107 (combustion
Mode), as described above, TwoFrom the sensor 40
O based on outputTwoAir-fuel ratio by feedback control
The stoichiometric mode for controlling near the stoichiometric and the open
Lean mode that controls the air-fuel ratio lean by loop control
(Including super lean mode) and open loop control
To control the air-fuel ratio near stoichiometric or rich.
Equipped with the open loop mode, the output of the engine 107 is required.
Demand (small engine load) or engine
If the number of turns is low, lean mode is selected and engine
Output demand (engine load) of the
If the engine speed increases, the stoichiometric mode or open
The loop mode is selected.
【0010】また、ストイキモードで用いるO2センサ
40として一般的なもの(例えばジルコニア酸素セン
サ)は、一般に排ガス中の酸素量が微小になると出力電
圧値がステップ状に変化するものであり、O2センサ4
0の出力電圧値は、ストイキ空燃比を境に、空燃比がス
トイキよりもリーン側では微小となり、空燃比がストイ
キよりもリッチ側では所定値以上に大きくなる。A general O 2 sensor 40 (for example, a zirconia oxygen sensor) used in the stoichiometric mode generally changes its output voltage stepwise when the amount of oxygen in the exhaust gas becomes small. 2 sensors 4
The output voltage value of 0 becomes small on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio at the boundary of the stoichiometric air-fuel ratio, and becomes larger than a predetermined value on the rich side of the stoichiometric air-fuel ratio.
【0011】そこで、O2フィードバック制御では、O2
センサ40の出力電圧値が所定値以上になったら空燃比
がストイキよりもリッチ側であるとして空燃比が増加す
るように目標空燃比を補正し、O2センサ40の出力電
圧値が所定値未満になったら空燃比がストイキよりもリ
ーン側であるとして空燃比が減少するように目標空燃比
を補正して、燃料噴射量等を制御する。Therefore, in O 2 feedback control, O 2
When the output voltage value of the sensor 40 exceeds a predetermined value, the target air-fuel ratio is corrected so that the air-fuel ratio increases on the assumption that the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric value, and the output voltage value of the O 2 sensor 40 is lower than the predetermined value. , The air-fuel ratio is on the leaner side than the stoichiometric ratio, and the target air-fuel ratio is corrected so that the air-fuel ratio decreases to control the fuel injection amount and the like.
【0012】このように、ストイキモードのO2フィー
ドバック制御には、O2センサ40による検出が必須で
あり、O2センサ40が活性状態にあって確実に反応し
なくてはO2フィードバック制御を行なうことはできな
い。O2センサ40が活性状態にあれば、空燃比がリッ
チになると反応する(出力電圧が発生する)ため、O2
センサ19が一定以上の反応を示せば、即ちO2センサ
40の出力電圧が所定値以上になれば、O2センサ40
は活性状態にあると判定し、O2センサ40が一定以上
の反応を示さなければ、即ちO2センサ19の出力電圧
が所定値未満ならば、O2センサ40は不活性状態にあ
ると判定することができる。[0012] Thus, the O 2 feedback control of the stoichiometric mode, O 2 and is essential detected by the sensor 40, O 2 sensor 40 is an O 2 feedback control is not reliably react In the active state You cannot do it. If the O 2 sensor 40 is active, reacts with the air-fuel ratio becomes rich (output voltage is generated) because, O 2
If the sensor 19 shows a reaction of a certain level or more, that is, if the output voltage of the O 2 sensor 40 becomes a predetermined value or more, the O 2 sensor 40
Determined is determined to be in the active state, if the O 2 sensor 40 is not shown above a certain reaction, i.e. if the output voltage of the O 2 sensor 19 is less than the predetermined value, the O 2 sensor 40 is in the inactive state can do.
【0013】そこで、エンジンが始動したら、このよう
な活性判定を行なってO2センサ40が活性状態にある
(即ち、O2センサ40の出力電圧が所定値以上にな
る)ことが確認されるまでは、O2フィードバック制御
を行なうストイキモードの選択を禁止するようにしてい
る。Therefore, when the engine is started, such activation determination is performed until the O 2 sensor 40 is activated (that is, until the output voltage of the O 2 sensor 40 becomes higher than a predetermined value). Is designed to prohibit selection of a stoichiometric mode for performing O 2 feedback control.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なアイドルストップシステム付きHEVにおいて、例え
ば、エンジンのアイドルストップ時に車両を発進させる
場合、まずシフトレバーをニュートラル位置から走行位
置に切り換えて、その後、アクセルペダルを踏み込んで
発進することになる。この場合、例えば図7に示すよう
に、エンジン制御が行なわれる。In the above-described HEV with an idle stop system, for example, when the vehicle is started when the engine is idle stopped, first, the shift lever is switched from the neutral position to the traveling position, and thereafter, The driver will start by depressing the accelerator pedal. In this case, engine control is performed, for example, as shown in FIG.
【0015】つまり、シフトレバーを切り換えた時点t
1で、停止状態のエンジンが始動する。この始動完了
(時点t2)の直後には、アクセルペダルが所定開度以
上踏み込まれなければ、エンジン負荷が小さい状態とな
るためリーンモードが選択され、実A/Fはリーンにな
る。その後、アクセルペダルが所定開度以上踏み込まれ
れば(時点t3)、リーンモードでは出力不足となって
リーンモードを脱する。That is, when the shift lever is switched, t
At 1 , the stopped engine starts. Immediately after the completion of the start (time t 2 ), unless the accelerator pedal is depressed by a predetermined opening degree or more, the engine load becomes small, so that the lean mode is selected, and the actual A / F becomes lean. Thereafter, if the accelerator pedal is depressed by a predetermined degree or more (time point t 3 ), the output becomes insufficient in the lean mode and the vehicle exits the lean mode.
【0016】リーンモードを脱すると、通常であればス
トイキモードが選択されるが、上述のように、エンジン
始動後にO2センサ40が活性状態にあることが確認さ
れるまではO2フィードバック制御(ストイキモード)
の選択が禁止されるので、ここでリーンモードを脱する
場合、オープンループ制御で空燃比をストイキ近傍若し
くはリッチとするオープンループモードを選択すること
になる。つまり、エンジン始動後のリーンモードでは、
O2センサ40の出力は0(出力電圧がほぼ0)なので
O2センサ40は不活性状態と判定されて、A/Fフィ
ードバックフラグ(ストイキモードフラグ)は禁止(ス
トイキモード選択禁止)となる。したがって、リーンモ
ードを脱する場合も、オープンループモードを選択する
ことになる。After exiting the lean mode, the stoichiometric mode is normally selected. However, as described above, the O 2 feedback control (O 2 feedback control) is performed until it is confirmed that the O 2 sensor 40 is in the active state after the engine is started. (Stoichiometric mode)
In this case, when exiting the lean mode, the open loop mode is selected by the open loop control to make the air-fuel ratio near stoichiometric or rich. In other words, in lean mode after starting the engine,
Since the output of the O 2 sensor 40 is 0 (the output voltage is almost 0), the O 2 sensor 40 is determined to be inactive, and the A / F feedback flag (stoichiometric mode flag) is prohibited (stoichiometric mode selection prohibited). Therefore, when leaving the lean mode, the open loop mode is selected.
【0017】このように、オープンループモードを選択
した場合、空燃比をストイキ近傍にするものの、O2フ
ィードバック制御のように実際の空燃比を確認して制御
を行なうのでなく、燃料噴射量の空燃比フィードバック
用補正係数(A/F−F/B係数)CFBは1(補正な
し)に保持されるため、例えばベース空燃比の実際値が
リーン側にずれている場合、リーンモードを脱しても、
O2センサ40の出力が0のままとなってO2センサ40
が不活性状態と判定され続けることがある。この場合、
A/Fフィードバックフラグは禁止状態を継続する。し
たがって、リーンモードを脱しても、なかなかO2フィ
ードバック制御によるストイキモードは選択されずに、
ストイキよりもややリーンな運転状態(もちろん、リー
ンモードよりもストイキに近い運転状態)が続くため、
NOxの排出量が大幅に増加してしまう。As described above, when the open-loop mode is selected, although the air-fuel ratio is set close to stoichiometry, the actual air-fuel ratio is not confirmed and the control is performed as in the case of O 2 feedback control, but the fuel injection amount is reduced. Since the fuel ratio feedback correction coefficient (A / F / F / B coefficient) C FB is held at 1 (no correction), when the actual value of the base air-fuel ratio is shifted to the lean side, for example, the lean mode is exited. Also,
The output of the O 2 sensor 40 remains 0 and the O 2 sensor 40
May be continuously determined to be in the inactive state. in this case,
The A / F feedback flag remains in the prohibited state. Therefore, even after exiting the lean mode, the stoichiometric mode by the O 2 feedback control is not easily selected,
Since the operation state that is slightly leaner than the stoichiometric state (of course, the operation state closer to stoichiometric than the lean mode) continues,
NOx emissions will increase significantly.
【0018】このように、エンジン停止から再始動した
のちにリーンモードを脱しても、O 2センサ40を不活
性判定する状態が続行する状況は、アイドルストップシ
ステム付きHEVにおけるアイドルストップ時に限ら
ず、一般自動車(エンジン駆動のみによる自動車)にお
けるアイドルストップ時や、HEVにおいて車両の駆動
にエンジン駆動力を追加する場合等にも発生し得る。As described above, the engine is restarted after stopping.
If you leave Lean mode later, TwoInactivate sensor 40
The situation in which the gender determination state continues is the idle stop system.
Only at idle stop in HEV with stem
To general cars (cars driven only by the engine)
Driving at idle stop or HEV
It can also occur when the engine driving force is added to the vehicle.
【0019】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、希薄燃焼エンジンをそなえたアイドルストップシ
ステム付き自動車やハイブリッド電気自動車等におい
て、エンジンの再始動後に排ガスの悪化を防止すること
ができるようにした、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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and can prevent deterioration of exhaust gas after restarting an engine in a vehicle equipped with an idle stop system or a hybrid electric vehicle equipped with a lean burn engine. An object of the present invention is to provide a control device for a lean burn engine.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の希薄
燃焼エンジンの制御装置では、燃焼モード選択手段は、
運転状態検出手段で検出されたエンジンの運転状態に基
づいて、空燃比を理論空燃比よりも希薄側に制御して燃
焼を行なう希薄燃焼モード,該空燃比センサの検出結果
に基づくフィードバック制御により空燃比を理論空燃比
近傍に制御して燃焼を行なうフィードバックモード,オ
ープンループ制御により空燃比を理論空燃比近傍又は理
論空燃比よりも濃化側に制御して燃焼を行なうオープン
ループモードの中からいずれかの燃焼モードを選択す
る。このとき、活性状態判定手段により空燃比センサが
活性状態にあるか否かが判定され、燃焼モード選択手段
では、該エンジンが特定の運転状態にあるときには、該
活性状態判定手段の判定結果に応じて、該空燃比センサ
の活性時には該フィードバックモードを選択し、該空燃
比センサの不活性時には該オープンループモードを選択
する。For this reason, in the control apparatus for a lean burn engine of the present invention, the combustion mode selecting means includes:
A lean combustion mode in which the air-fuel ratio is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to perform combustion based on the operating state of the engine detected by the operating state detecting means, and the air-fuel ratio is controlled by feedback control based on the detection result of the air-fuel ratio sensor. Either the feedback mode, in which the fuel ratio is controlled near the stoichiometric air-fuel ratio, and combustion, or the open-loop mode, in which the air-fuel ratio is controlled near the stoichiometric air-fuel ratio or enriched from the stoichiometric air-fuel ratio by open-loop control to perform combustion. Select the combustion mode. At this time, whether or not the air-fuel ratio sensor is in an active state is determined by the active state determining means, and when the engine is in a specific operating state, the combustion mode selecting means determines whether the air-fuel ratio sensor is in a specific operating state according to the determination result of the active state determining means. The feedback mode is selected when the air-fuel ratio sensor is active, and the open-loop mode is selected when the air-fuel ratio sensor is inactive.
【0021】また、自動停止・再始動手段が、所定の条
件下で該エンジンを自動的に停止及び再始動させ、該活
性状態判定手段は、常時は該空燃比センサの出力に基づ
いて該空燃比センサが活性状態にあるか否かを判定する
が、該自動停止・再始動手段により該エンジンが自動的
に再始動された直後には該空燃比センサの出力に関らず
該空燃比センサが活性状態にあると擬似判定する。これ
により、該燃焼モード選択手段は、該エンジンが自動的
に再始動された直後には該活性状態判定手段による該擬
似判定の結果に基づいて該エンジンが特定の運転状態に
なったら該フィードバックモードを選択する(以上、請
求項1)。The automatic stopping / restarting means automatically stops and restarts the engine under predetermined conditions, and the activation state determining means always makes the engine idle based on the output of the air-fuel ratio sensor. It is determined whether or not the fuel ratio sensor is in an active state. Immediately after the engine is automatically restarted by the automatic stop / restart means, regardless of the output of the air / fuel ratio sensor, Is pseudo-determined to be in the active state. Accordingly, the combustion mode selection means is configured to execute the feedback mode immediately after the engine is automatically restarted, when the engine enters a specific operating state based on the result of the pseudo determination by the activation state determination means. Is selected (above, claim 1).
【0022】なお、自動停止・再始動手段によるエンジ
ンの自動的な停止及び再始動とは、例えば、アイドルス
トップシステムにおけるアイドルストップ及びアイドル
ストップの解除や、ハイブリッド電気自動車における車
両駆動用又は発電用エンジンの自動停止及び自動再始動
などに相当する。また、例えば、空燃比センサは理論空
燃比の近傍で出力が急変する特性のものとし、空燃比セ
ンサの活性判定は、この空燃比センサの出力が急変した
か否かで判定するように構成することや、この空燃比セ
ンサの出力が所定のレベルに達したか否かで判定するよ
うに構成することが好ましい。The automatic stop and restart of the engine by the automatic stop / restart means includes, for example, idle stop and release of idle stop in an idle stop system, and a vehicle driving or power generation engine in a hybrid electric vehicle. Automatic stop and automatic restart. Further, for example, the air-fuel ratio sensor has a characteristic in which the output changes suddenly in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, and the activity of the air-fuel ratio sensor is determined based on whether the output of the air-fuel ratio sensor changes suddenly. It is preferable that the determination be made based on the fact that the output of the air-fuel ratio sensor has reached a predetermined level.
【0023】さらに、該活性状態判定手段は、該再始動
直後に該空燃比センサが活性状態にあると擬似判定した
後は、該空燃比センサの出力に基づく通常判定に移行す
ることが好ましく、これにより、該エンジンが自動的に
再始動された際に、該空燃比センサが実際には不活性状
態であった場合に、この不活性状態を速やかに且つ確実
に判定することができ、該燃焼モード選択手段では、確
実に該オープンループモードを選択して、不活性状態で
該フィードバックモードを選択してしまう不具合は回避
される(請求項2)。Further, it is preferable that after the pseudo determination that the air-fuel ratio sensor is in the active state immediately after the restart, the activation state determining means shifts to a normal determination based on the output of the air-fuel ratio sensor. Thereby, when the air-fuel ratio sensor is actually in an inactive state when the engine is automatically restarted, the inactive state can be quickly and reliably determined. In the combustion mode selection means, the inconvenience of selecting the open loop mode without fail and selecting the feedback mode in an inactive state is avoided (claim 2).
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図1〜図5は本発明の一実
施形態としての希薄燃焼エンジンの制御装置について示
すものである。本実施形態にかかる希薄燃焼エンジン
は、火花点火式の筒内噴射型エンジン(以下、直噴ガソ
リンエンジン又は単にエンジンともいう)であって、本
エンジンは自動車に搭載されているものとする。まず、
本エンジンの構成について説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view of a lean-burn engine control apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. The lean burn engine according to the present embodiment is a spark ignition type direct injection gasoline engine (hereinafter also referred to as a direct injection gasoline engine or simply an engine), and the engine is mounted on an automobile. First,
The configuration of the engine will be described.
【0025】図2に示すように、エンジン1のシリンダ
ヘッド2には、各シリンダ3毎に点火プラグ4とともに
燃焼室5内に直接開口する燃料噴射手段としての燃料噴
射弁6とが設けられ、点火プラグ4は点火コイル4Aに
より燃料噴射弁6はドライバ6Aによりそれぞれ駆動さ
れる。シリンダ3内には、クランクシャフト7に連結さ
れたピストン8が装備され、このピストン8の頂面には
半球状に窪んだキャビティ9が形成されている。燃料噴
射弁6は、エンジンの吸気行程で燃料を筒内に直接噴射
することができ、吸気行程燃料噴射手段としても機能す
る。As shown in FIG. 2, the cylinder head 2 of the engine 1 is provided with a fuel injection valve 6 as a fuel injection means which opens directly into a combustion chamber 5 together with a spark plug 4 for each cylinder 3. The ignition plug 4 is driven by an ignition coil 4A, and the fuel injection valve 6 is driven by a driver 6A. A piston 8 connected to a crankshaft 7 is provided in the cylinder 3, and a hemispherically concave cavity 9 is formed on a top surface of the piston 8. The fuel injection valve 6 can inject fuel directly into the cylinder during the intake stroke of the engine, and also functions as intake stroke fuel injection means.
【0026】シリンダヘッド2には、吸気弁10を介し
て燃焼室5と連通しうる吸気ポート11と排気弁12を
介して燃焼室5と連通しうる排気ポート13とが形成さ
れている。吸気ポート11は燃焼室5上方に略鉛直に配
設され、ピストン8の頂面のキャビティ9と協働して燃
焼室5内で吸気による逆タンブル流を形成させる。ま
た、シリンダ3外周のウォータジャケット15には冷却
水温を検出する水温センサ16が設けられ、クランクシ
ャフト7には所定のクランク角位置で信号を出力するク
ランク角センサ17が、吸気弁10,排気弁12を駆動
するカムシャフト18,19にはカムシャフト位置に応
じた気筒識別信号を出力する気筒識別センサ(カム角セ
ンサ)20が、それぞれ付設されている。クランク角信
号に基づいてエンジン回転速度を算出できるので、クラ
ンク角センサ17はエンジン回転速度検出手段としても
機能する。The cylinder head 2 has an intake port 11 that can communicate with the combustion chamber 5 via an intake valve 10 and an exhaust port 13 that can communicate with the combustion chamber 5 via an exhaust valve 12. The intake port 11 is disposed substantially vertically above the combustion chamber 5, and cooperates with the cavity 9 on the top surface of the piston 8 to form a reverse tumble flow by intake air in the combustion chamber 5. A water temperature sensor 16 for detecting a cooling water temperature is provided on a water jacket 15 on the outer periphery of the cylinder 3, and a crank angle sensor 17 for outputting a signal at a predetermined crank angle position is provided on the crankshaft 7. Each of the camshafts 18 and 19 for driving the cylinder 12 is provided with a cylinder identification sensor (cam angle sensor) 20 for outputting a cylinder identification signal according to the position of the camshaft. Since the engine rotation speed can be calculated based on the crank angle signal, the crank angle sensor 17 also functions as engine rotation speed detection means.
【0027】吸気系は、上流側からエアクリーナ21,
吸気管22,スロットルボディ23,サージタンク2
4,吸気マニホールド25の順に構成され、吸気マニホ
ールド25の下流端部に吸気ポート11が設けられてい
る。スロットルボディ23には、燃焼室5内へ流入する
空気量を調整する空気量調整手段としての電子制御式ス
ロットル弁(ETV)30がそなえられ、このETV3
0の開度制御は、アクセル開度に応じた制御のみなら
ず、アイドルスピード制御や、後述するリーン運転時の
大量吸気導入の制御も行なえるようになっている。The intake system includes an air cleaner 21,
Intake pipe 22, throttle body 23, surge tank 2
4, the intake manifold 25 is arranged in this order, and the intake port 11 is provided at the downstream end of the intake manifold 25. The throttle body 23 is provided with an electronically controlled throttle valve (ETV) 30 as air amount adjusting means for adjusting the amount of air flowing into the combustion chamber 5.
The opening degree control of 0 can perform not only control according to the accelerator opening degree, but also idle speed control and control for introducing a large amount of intake air during lean operation, which will be described later.
【0028】さらに、エアクリーナ21の直ぐ下流部分
には吸入空気流量を検出するエアフローセンサ37が、
スロットルボディ23にはETV30のスロットル開度
を検出するスロットルポジションセンサ38とETV3
0の全閉を検出してアイドル信号を出力するアイドルス
イッチ39とがそれぞれ設けられている。吸入空気流量
から体積効率Evを算出できるのでエアフローセンサ3
7は体積効率算出手段としても機能する。Further, immediately downstream of the air cleaner 21, an air flow sensor 37 for detecting an intake air flow rate is provided.
The throttle body 23 has a throttle position sensor 38 for detecting the throttle opening of the ETV 30 and an ETV 3
And an idle switch 39 for detecting the fully closed state of 0 and outputting an idle signal. Since the volume efficiency Ev can be calculated from the intake air flow rate, the air flow sensor 3
7 also functions as a volume efficiency calculating means.
【0029】排気系は、上流側から排気ポート13を有
する排気マニホールド26,排気管27の順に構成さ
れ、排気管27には排ガス浄化用の三元触媒29が介装
され、排気マニホールド26には、空燃比センサとして
のO2センサ40が設けられている。なお、燃料供給系
については図示しないが、圧力が所定の高圧力〔数十気
圧(例えば2〜7MPa)程度〕に調整された燃料が燃
料噴射弁6に導かれ、燃料噴射弁6から高圧燃料が噴射
されるようになっている。The exhaust system includes an exhaust manifold 26 having an exhaust port 13 and an exhaust pipe 27 in this order from the upstream side. A three-way catalyst 29 for purifying exhaust gas is interposed in the exhaust pipe 27, and the exhaust manifold 26 is provided in the exhaust manifold 26. And an O 2 sensor 40 as an air-fuel ratio sensor. Although the fuel supply system is not shown, fuel whose pressure has been adjusted to a predetermined high pressure (about several tens of atmospheres (for example, about 2 to 7 MPa)) is guided to the fuel injection valve 6, and the high-pressure fuel is supplied from the fuel injection valve 6. Is to be injected.
【0030】さらに、アクセルペダルの踏込量(アクセ
ルポジション)θapを検出するアクセルポジションセン
サ(以下、APSという)42と、変速機のシフトレバ
ー位置を検出するシフトレバー位置センサ43とが設け
られている。そして、点火プラグ4,燃料噴射弁6,E
TV30,スタータ(図示略)といった各エンジン制御
要素の作動を制御するために、エンジンの制御手段とし
ての機能を有する電子制御ユニット(ECU)60がそ
なえられている。このECU60には、入出力装置,制
御プログラムや制御マップ等の記憶を行なう記憶装置,
中央処理装置,タイマやカウンタ等がそなえられてお
り、前述の種々のセンサ類からの検出情報やキースイッ
チの位置情報等に基づいて、このECU60が、上述の
各エンジン制御要素の制御を行なうようになっている。Further, there are provided an accelerator position sensor (hereinafter, referred to as APS) 42 for detecting an accelerator pedal depression amount (accelerator position) θap, and a shift lever position sensor 43 for detecting a shift lever position of the transmission. . Then, the spark plug 4, the fuel injection valve 6, the E
An electronic control unit (ECU) 60 having a function as an engine control unit is provided to control the operation of each engine control element such as a TV 30 and a starter (not shown). The ECU 60 includes an input / output device, a storage device for storing a control program, a control map, and the like;
A central processing unit, a timer, a counter, and the like are provided. The ECU 60 controls each of the above-described engine control elements based on detection information from the various sensors described above, key switch position information, and the like. It has become.
【0031】特に、本エンジンは、筒内噴射エンジンで
あり、燃料噴射を自由なタイミングで実施でき、吸気行
程を中心とした燃料噴射(吸気行程噴射)によって、燃
料の霧化及び空気との混合を促進させながら均一混合さ
せて均一燃焼を行なうほか、圧縮行程を中心とした燃料
噴射(圧縮行程噴射)によって前述の逆タンブル流を利
用して混合気を点火プラグ4の近傍に集めて層状燃焼を
行なうことができる。本エンジンの運転モード(燃焼モ
ード)としては、O2センサ40の検出情報に基づいた
フィードバック制御により空燃比を理論空燃比近傍に保
持するO2フィードバックモード(ストイキモード)
と、空燃比を理論空燃比近傍又は理論空燃比よりもリッ
チにするオープンループモード(エンリッチモードを含
む)と、空燃比を理論空燃比よりもリーンにして均一燃
焼により希薄燃焼させる希薄燃焼モード(吸気リーンモ
ード)と、空燃比を理論空燃比よりも大幅にリーンにし
て上記の層状燃焼を用いて超希薄燃焼(超リーン運転)
させる希薄燃焼モード(圧縮リーンモード)とが設けら
れている。In particular, the present engine is a direct injection engine, which can perform fuel injection at an arbitrary timing, and atomizes fuel and mixes it with air by fuel injection (intake stroke injection) centering on the intake stroke. In addition to performing uniform combustion by promoting uniform combustion while accelerating fuel injection, the air-fuel mixture is collected in the vicinity of the spark plug 4 by fuel injection (compression stroke injection) centering on the compression stroke, utilizing the above-described reverse tumble flow to achieve stratified combustion. Can be performed. As an operation mode (combustion mode) of the present engine, an O 2 feedback mode (stoichiometric mode) in which the air-fuel ratio is kept close to the stoichiometric air-fuel ratio by feedback control based on information detected by the O 2 sensor 40.
An open-loop mode (including an enrichment mode) in which the air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and a lean-burn mode in which the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to perform lean combustion by uniform combustion ( (Intake lean mode) and super-lean combustion (super-lean operation) using the above-mentioned stratified combustion with the air-fuel ratio being significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio
And a lean burn mode (compression lean mode).
【0032】ECU60では、図示しないマップに基づ
いて、エンジン回転速度(以下、エンジン回転数とい
う)Ne及びエンジン負荷状態を示す平均有効圧Peの
目標値(目標Pe)に応じていずれかの運転モードを選
択するようになっており、エンジン回転数Neが小さく
目標Peも小さい状態ではリーンモードを選択し、エン
ジン回転数Neや目標Peが増加していくにつれて、ス
トイキ,エンリッチの順に運転モードを選択していく。In the ECU 60, based on a map (not shown), one of the operation modes according to the engine speed (hereinafter referred to as engine speed) Ne and the target value (target Pe) of the average effective pressure Pe indicating the engine load state. When the engine speed Ne is small and the target Pe is small, the lean mode is selected. As the engine speed Ne and the target Pe increase, the operation mode is selected in the order of stoichiometry and enrichment. I will do it.
【0033】なお、エンジン回転数Neはクランク角セ
ンサ17の出力信号から算出され、目標Peはこのエン
ジン回転数Neと、APS42で検出されたアクセルポ
ジション(アクセル開度)とから算出される。また、こ
のような本実施形態にかかるエンジンは、例えば既に説
明した図6に示すようなアイドルストップシステムをそ
なえたHEVにそなえられるものとする。つまり、この
HEVは、図6に示すように、モータ101と、このモ
ータ101の回転軸101Aにトランスミッション10
2,クラッチ103及びデファレンシャル(デフ)10
4を介して接続された駆動輪105,105と、モータ
101の回転軸101Aにクラッチ16を介して接続さ
れたエンジン107とをそなえ、エンジン107の排気
通路108には、上流からO2センサ40,排ガス浄化
触媒29が介装されている。The engine speed Ne is calculated from the output signal of the crank angle sensor 17, and the target Pe is calculated from the engine speed Ne and the accelerator position (accelerator opening) detected by the APS 42. Further, it is assumed that the engine according to the present embodiment is provided in, for example, an HEV having an idle stop system as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, the HEV is connected to the motor 101 and the transmission 10 by the rotating shaft 101A of the motor 101.
2, clutch 103 and differential (differential) 10
4 and an engine 107 connected via a clutch 16 to a rotating shaft 101A of the motor 101. An O 2 sensor 40 is provided in an exhaust passage 108 of the engine 107 from upstream. , An exhaust gas purification catalyst 29 is interposed.
【0034】そして、通常時は、クラッチ106を開放
してモータ101の駈動力のみによって走行し、大きな
駆動力が要求される場合には、クラッチ106を結合し
てエンジン107を車両の駆動力に用い、バッテリの残
存容量が少なくなってきた場合には、クラッチ106を
結合してモータ101を発電機として機能させてエンジ
ン107を発電用エンジンとして用いる。Normally, the clutch 106 is released and the vehicle travels only by the canter power of the motor 101. When a large driving force is required, the clutch 106 is connected and the engine 107 is connected to the driving force of the vehicle. When the remaining capacity of the battery is low, the clutch 106 is connected to make the motor 101 function as a generator, and the engine 107 is used as a power generating engine.
【0035】また、エンジン駆動による走行途中に、
車両停止且つエンジン107がアイドル状態且つシ
フトレバー位置がニュートラルというアイドルストップ
条件が成立したら、アイドルストップを実行し、条件
〜の何れかが不成立になったら、アイドルストップを
解除する。このようなエンジン制御を実現するために、
ECU60には、エンジンを自動的に始動,停止及び再
始動させる機能(自動停止・再始動手段)が設けられて
いる。In the course of driving by the engine,
If the idle stop condition that the vehicle is stopped, the engine 107 is idle and the shift lever position is neutral is satisfied, the idle stop is executed, and if any of the conditions is not satisfied, the idle stop is released. In order to realize such engine control,
The ECU 60 is provided with a function of automatically starting, stopping, and restarting the engine (automatic stop / restart means).
【0036】ここで、このようなエンジン制御を行なう
本実施形態の希薄燃焼エンジンの制御装置について、図
1を参照して説明する。図1に示すように、ECU60
内には、エンジンを自動的に始動,停止及び再始動させ
る自動停止・再始動手段61と、エンジン運転状態から
燃焼モード(運転モード)を設定する燃焼モード選択手
段62と、燃焼モード選択手段62で設定された運転モ
ード等に基づいて燃料噴射弁6,点火プラグ4,ETV
30の作動を制御する燃料噴射弁制御手段63,点火プ
ラグ制御手段64,ETV制御手段65といった各機能
要素が備えられている。もちろん、ECU60は、これ
以外に、他の種々のエンジン制御要素を制御する機能も
そなえている。Here, a control device for the lean burn engine of the present embodiment for performing such engine control will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
The automatic stop / restart means 61 for automatically starting, stopping and restarting the engine, the combustion mode selecting means 62 for setting a combustion mode (operation mode) from the engine operating state, and the combustion mode selecting means 62 Fuel injection valve 6, spark plug 4, ETV based on the operation mode set in
Each functional element such as a fuel injection valve control means 63, an ignition plug control means 64, and an ETV control means 65 for controlling the operation of the fuel injection valve 30 is provided. Of course, in addition to this, the ECU 60 also has a function of controlling various other engine control elements.
【0037】自動停止・再始動手段61には、エンジン
要求対応制御部61aと、アイドルストップ制御部61
bとがそなえられる。エンジン要求対応制御部61aで
は、モータ101の駈動力のみでは自動車の駆動トルク
が不足する場合に車両の駆動トルクを増加させるため
や、バッテリ(図示略)の残存容量が少なくなってきた
場合にモータ101を発電機として駆動させるために、
停止中のエンジンを始動させたり、その後、モータ10
1の駈動力のみで駆動トルクが充足したり、バッテリの
残存容量が所定の残存容量まで回復してきたら、エンジ
ンを停止させる。アイドルストップ制御部61bでは、
エンジン運転状態検出手段としてのクランク角センサ
(エンジン回転速度検出手段)17,アイドルスイッチ
39,シフトレバー位置センサ43からの情報に基づい
て、車両が停止,エンジンがアイドル状態,シフ
トレバー位置がニュートラルというアイドルストップ条
件を判断して、エンジン作動時に、アイドルストップ条
件(&&)が成立したらアイドルストップ(エン
ジン停止)させ、アイドルストップ中にアイドルストッ
プ条件が成立しなくなったらエンジンを再始動させる。The automatic stop / restart means 61 includes an engine request response control section 61a and an idle stop control section 61a.
b is provided. The engine demand response control unit 61a increases the driving torque of the vehicle when the driving torque of the vehicle is insufficient only with the canter power of the motor 101, or increases the remaining power of the battery (not shown). In order to drive 101 as a generator,
Starting the stopped engine, and then starting the motor 10
The engine is stopped when the driving torque is satisfied with only one canter power or when the remaining capacity of the battery has recovered to a predetermined remaining capacity. In the idle stop control unit 61b,
Based on information from a crank angle sensor (engine rotational speed detecting means) 17 as an engine operating state detecting means, an idle switch 39, and a shift lever position sensor 43, the vehicle is stopped, the engine is in an idle state, and the shift lever position is neutral. The idle stop condition is determined. If the idle stop condition (&&) is satisfied during the operation of the engine, the idle stop (engine stop) is performed. If the idle stop condition is not satisfied during the idle stop, the engine is restarted.
【0038】燃焼モード選択手段62では、前述のよう
に、エンジン運転状態、即ち、エンジン回転数Ne,エ
ンジン負荷(例えば目標Pe)に応じて、マップ等を用
いて、フィードバック制御モード(ストイキモード),
オープンループ制御モード(エンリッチモードを含
む),希薄燃焼制御モード(吸気リーンモード),希薄
燃焼制御モード(圧縮リーンモード)のうちからいずれ
かの運転モードを選択する。In the combustion mode selection means 62, as described above, the feedback control mode (stoichiometric mode) is performed using a map or the like according to the engine operating state, that is, the engine speed Ne and the engine load (for example, the target Pe). ,
One of the operation modes is selected from the open loop control mode (including the enrichment mode), the lean burn control mode (intake lean mode), and the lean burn control mode (compression lean mode).
【0039】ただし、ストイキモードは、O2センサ
(空燃比センサ)40の検出結果に基づくフィードバッ
ク制御なので、O2センサ40が活性状態にあって正し
い検出情報を出力できなくては、制御が成立しない。つ
まり、O2センサ40が故障していたりして正常に反応
しない状態にあると、O2センサ40から誤った検出情
報が出力されることになり、このような誤った検出情報
に基づいてフィードバック制御をすると、実際の空燃比
は、理論空燃比(ストイキ)から次第に離れていき、燃
焼が悪化して、燃費性能や排ガス性能の低下を招く。こ
のように、O2センサ(空燃比センサ)40が不活性の
場合には、むしろオープンループで空燃比A/Fを制御
した方が、良好な燃焼状態が得られ、燃費性能や排ガス
性能を確保できる。However, since the stoichiometric mode is a feedback control based on the detection result of the O 2 sensor (air-fuel ratio sensor) 40, the control is established unless the O 2 sensor 40 is in an active state and cannot output correct detection information. do not do. That is, if the O 2 sensor 40 is out of order due to a failure or a malfunction, the erroneous detection information is output from the O 2 sensor 40, and feedback is performed based on such erroneous detection information. When the control is performed, the actual air-fuel ratio gradually departs from the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), and the combustion deteriorates, leading to a reduction in fuel consumption performance and exhaust gas performance. As described above, when the O 2 sensor (air-fuel ratio sensor) 40 is inactive, controlling the air-fuel ratio A / F in an open loop gives a better combustion state, and improves the fuel efficiency and exhaust gas performance. Can be secured.
【0040】そこで、ECU60内には、O2センサ4
0が活性状態にあるか否かを判定する機能(活性状態判
定手段)66が設けられ、燃焼モード選択手段62で
は、この活性状態判定手段66の判定結果に基づいて、
ストイキモードの選択を許容したり禁止したりするよう
になっている。つまり、O2センサ40が活性状態にあ
れば、空燃比フィードバック制御(O2フィードバック
制御)によるストイキモードの選択の可否にかかる空燃
比フィードバック制御許容フラグ(A/F−F/Bフラ
グ)を、オン(ストイキモード選択許可)とする。ま
た、O2センサ40が不活性状態にあれば、A/F−F
/Bフラグを、オフ(ストイキモードの選択禁止)とす
る。Therefore, the O 2 sensor 4 is provided in the ECU 60.
A function (active state determining means) 66 for determining whether or not 0 is in an active state is provided.
The selection of the stoichiometric mode is allowed or prohibited. That is, when the O 2 sensor 40 is in the active state, the air-fuel ratio feedback control permission flag (A / FF-B / F flag) relating to whether or not the stoichiometric mode can be selected by the air-fuel ratio feedback control (O 2 feedback control) is set as follows: Turn on (stoichiometric mode selection permitted). If the O 2 sensor 40 is in an inactive state, A / F-F
The / B flag is turned off (selection of the stoichiometric mode is prohibited).
【0041】ところで、一般に、O2センサ(空燃比セ
ンサ)40は、温度にも依存するが、所定の温度に達す
ると、ストイキ(理論空燃比)を境にこれよりもリーン
側とリッチ側とで出力が急変し、ほぼオン・オフ状の出
力信号を出す。そこで、このようにO2センサ40の出
力値が急変したら、O2センサが活性状態にあると判定
することもできるが、よりシンプルには、O2センサ4
0の出力値が所定値を超えたら、O2センサ40が活性
状態にあると判定することができる。In general, the O 2 sensor (air-fuel ratio sensor) 40 depends on the temperature, but when a predetermined temperature is reached, the O 2 sensor switches between the lean side and the rich side beyond the stoichiometric (stoichiometric air-fuel ratio). The output changes suddenly, producing an almost on / off output signal. Therefore, when thus the output value of the O 2 sensor 40 changes suddenly, although the O 2 sensor can be determined to be in the active state, more simple, the O 2 sensor 4
When the output value of 0 exceeds a predetermined value, it can be determined that the O 2 sensor 40 is in the active state.
【0042】本実施形態では、一般に広く使用されるジ
ルコニア酸素センサのように、空燃比がストイキよりも
リーン側からリッチ側になる(排ガス中の酸素量が微小
になる)と、出力電圧値がほぼ0からステップ状に増加
する特性のセンサを用いており、活性状態判定手段66
では、O2センサ40の出力値(出力電圧)が予め設定
された基準値を超えたら、O2センサ40が活性状態に
ある(これを活性モードにあるという)と判定するよう
になっている。In this embodiment, when the air-fuel ratio goes from the lean side to the rich side with respect to stoichiometry (the amount of oxygen in the exhaust gas becomes small) as in a zirconia oxygen sensor generally widely used, the output voltage value becomes large. An active state determination unit 66 uses a sensor having a characteristic that increases stepwise from substantially zero.
In Once beyond the O 2 sensor output values 40 (output voltage) is a preset reference value, O 2 sensor 40 is adapted to determined to be in the active state (this is called in the active mode) .
【0043】逆に、O2センサ40の出力値(出力電
圧)が予め設定された基準値を超えていないからといっ
て、これが、実際にO2センサ40がフェイルしている
ことによるのか、O2センサ40は正常であるが単に空
燃比がリーンであるためによるのか、何れであるか判明
しない。しかし、O2フィードバック制御時には、O2セ
ンサ40の出力電圧値が必ず周期的に基準値を超えるは
ずであり、O2フィードバック制御時においてO2センサ
40の出力電圧値が長期間基準値を超えなければ、こら
はO2センサ40のフェイルによるものと判定すること
ができる。そこで、本活性状態判定手段66では、O2
フィードバック制御時、即ち、ストイキモード時に、O
2センサ40の出力電圧値が基準値を超えない状態が予
め設定された所定時間以上継続したら、O2センサ40
がフェイルにより不活性にある(これを不活性モードに
あるという)と判定するようになっている。Conversely, the fact that the output value (output voltage) of the O 2 sensor 40 does not exceed the preset reference value is due to the fact that the O 2 sensor 40 has actually failed. The O 2 sensor 40 is normal, but it is not clear whether it is because the air-fuel ratio is simply lean or not. However, during the O 2 feedback control, the output voltage value of the O 2 sensor 40 must always exceed the reference value periodically, and during the O 2 feedback control, the output voltage value of the O 2 sensor 40 exceeds the reference value for a long time. If not, these can be determined to be due to a failure of the O 2 sensor 40. Therefore, the activation state determining means 66 determines that O 2
During feedback control, that is, during stoichiometric mode,
When the state in which the output voltage value of the 2 sensor 40 does not exceed the reference value continues for a predetermined time or more, the O 2 sensor 40
Is determined to be inactive due to a failure (this is referred to as an inactive mode).
【0044】このように、O2センサ40活性・不活性
の判定は所定条件下でなくては行なえないので、本活性
状態判定手段66では、エンジンが停止されない限り
は、直近の判定結果を保持するようになっている。ま
た、エンジン停止時にはO2センサ40の活性判定は不
可能であるが、本実施形態では、エンジン停止時には、
O2センサ40は不活性(不活性モード)であるとする
ようになっている。したがって、エンジン始動時には、
O2センサ40は不活性であるとして、エンジン制御が
開始されることになる。これは、エンジンの冷態始動時
を考慮したもので、O2センサ40は、冷態時にはフェ
イルしていなくても不活性になり、例え空燃比がリッチ
であっても反応しない(出力電圧が高まらない)。そこ
で、エンジン始動時には、原則として、O2センサ40
は不活性であると擬似判定して、エンジン制御を行なう
ようにしている。As described above, since the determination of the activation / inactivation of the O 2 sensor 40 cannot be performed under the predetermined condition, the activation state determination means 66 holds the latest determination result unless the engine is stopped. It is supposed to. Although it is impossible to determine the activation of the O 2 sensor 40 when the engine is stopped, in the present embodiment, when the engine is stopped,
The O 2 sensor 40 is set to be inactive (inactive mode). Therefore, when starting the engine,
Assuming that the O 2 sensor 40 is inactive, the engine control is started. This takes into account the cold start of the engine, and the O 2 sensor 40 becomes inactive in the cold state even if it has not failed, and does not react even if the air-fuel ratio is rich (the output voltage is low). Does not increase). Therefore, when starting the engine, in principle, the O 2 sensor 40
Is pseudo-determined to be inactive and performs engine control.
【0045】しかし、本エンジンは、ドライバの操作に
よって、エンジンを停止したり始動したりするほかに、
前述のように、自動停止・再始動手段61によって、エ
ンジンの出力が要求された場合にエンジンを始動し、そ
のエンジン出力要求がなくなった場合にエンジンを停止
するという操作や、エンジンの作動中にアイドルストッ
プ条件(&&)が成立したらアイドルストップ
(エンジン停止)させ、アイドルストップ中にアイドル
ストップ条件が成立しなくなったらエンジンを再始動さ
せるという操作が行なわれる。However, in addition to stopping and starting the engine by operating the driver,
As described above, the automatic stop / restart means 61 starts the engine when the engine output is requested, and stops the engine when the engine output request is stopped. When the idle stop condition (&&) is satisfied, an idle stop (engine stop) is performed, and when the idle stop condition is not satisfied during the idle stop, the engine is restarted.
【0046】このような自動的なエンジン停止やエンジ
ン始動は、一回の走行中(ドライバがエンジンを始動さ
せてから停止させるまでの間)に何度も発生し得るもの
で、しかも、エンジンが冷態であることは少なく、特
に、アイドルストップはエンジン暖機を条件に実行する
ように設定することで、O2センサ40の活性判定が不
可能であっても、実際には、O2センサ40は活性状態
である場合がほとんどである。Such an automatic engine stop or engine start can occur many times during one run (between the time the driver starts the engine and the time it is stopped). It is unlikely that the O 2 sensor 40 is cold. In particular, by setting the idle stop to be executed on condition that the engine is warmed up, even if the activation determination of the O 2 sensor 40 is impossible, the O 2 sensor In most cases, 40 is in an active state.
【0047】このような場合までも、エンジン始動時
に、O2センサ40が不活性であると擬似判定してしま
うと、その大部分は、O2センサ40は活性状態であっ
て、ストイキモードを選択できるのにこれを禁止してオ
ープンループモードを選択しまうことになる。O2セン
サ40が活性状態であれば、ストイキモードの方がオー
プンループモードよりも燃焼を効率よく行なえ、排ガス
上や燃費上で確実に有利である。Even in such a case, if the O 2 sensor 40 is falsely determined to be inactive at the time of engine start, most of the time, the O 2 sensor 40 is in the active state and the stoichiometric mode is set. Although it can be selected, this is prohibited and the open loop mode is selected. When the O 2 sensor 40 is in the active state, the stoichiometric mode can perform combustion more efficiently than the open loop mode, and is surely advantageous in terms of exhaust gas and fuel efficiency.
【0048】そこで、活性状態判定手段66では、自動
停止・再始動手段61によって、エンジンが再始動され
た場合には、O2センサ40は活性状態であると擬似判
定するようになっている。もちろん、自動停止・再始動
手段61によらない始動、つまり、ドライバの操作によ
る始動時には、前述のように、エンジンの冷態始動時を
考慮して、活性状態判定手段66では、O2センサ40
は不活性状態であると擬似判定するようになっている。[0048] Therefore, in the active state determining unit 66, the automatic stop and restart means 61, when the engine is restarted, O 2 sensor 40 is adapted to If it is active pseudo determination. Of course, starting not according to the automatic stop and restart means 61, i.e., at start-up by the driver of the operation, as described above, in consideration of the time cold-start of the engine, in the active state determining unit 66, O 2 sensor 40
Are pseudo-determined to be inactive.
【0049】したがって、燃焼モード選択手段62で
は、この活性状態判定手段66の判定結果に基づいて、
自動停止・再始動手段61によりエンジンが再始動され
た場合には、エンジンがストイキモードに対応した運転
状態になったら速やかにストイキモードを選択し、ドラ
イバの操作による始動時には、エンジンがストイキモー
ドに対応した運転状態になっても、O2センサ40の活
性状態が確認されるまではストイキモードを選択しない
ようになっている。Therefore, the combustion mode selection means 62 determines the activation state based on the determination result of the activation state determination means 66.
When the engine is restarted by the automatic stop / restart means 61, the stoichiometric mode is promptly selected when the engine is in an operating state corresponding to the stoichiometric mode. Even if a corresponding operation state is established, the stoichiometric mode is not selected until the activation state of the O 2 sensor 40 is confirmed.
【0050】活性状態判定手段66では、O2センサ4
0は活性状態であると擬似判定しても、その後ストイキ
モードを選べばすぐにO2センサ40の活性・不活性を
実際のO2センサ40の出力から判定することができる
ので、O2センサ40が実際には不活性である場合に
も、これを速やかに判定して、不適切なモード選択を回
避できるようになっている。また、O2センサ40が不
活性状態であると擬似判定した場合にも、エンリッチで
のオープンループモードを実行すれば、O2センサ40
がフェイルしていない限り、O2センサ40が昇温して
活性状態になるので、O2センサ40の出力電圧が所定
値を超え、活性状態判定手段66でO2センサ40は活
性状態であると判定され、ストイキモードを選択できる
ようになる。In the activation state determining means 66, the O 2 sensor 4
0 even when the pseudo determined If it is active, since then be selected stoichiometric mode immediately active and non-active of the O 2 sensor 40 can be determined from the actual output of the O 2 sensor 40, O 2 sensor Even when 40 is actually inactive, this can be quickly determined to avoid inappropriate mode selection. Further, even when the O 2 sensor 40 is pseudo-determined to be in the inactive state, by executing the enriched open loop mode, the O 2 sensor 40
Unless failed, the O 2 sensor 40 rises in temperature and becomes active, so that the output voltage of the O 2 sensor 40 exceeds a predetermined value, and the O 2 sensor 40 is in the active state by the active state determination means 66. Is determined, and the stoichiometric mode can be selected.
【0051】なお、燃料噴射弁制御手段63では、設定
された運転モードに応じて備えられたマップ等を用い
て、エンジン運転状態、即ち、エンジン回転数Ne,エ
ンジン負荷[例えば目標Pe或いはEv(体積効率)]
に基づいて、燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定して燃
料噴射弁6を制御する。具体的には、燃料噴射の開始時
期及び終了時期(何れもクランク角対応)を設定してこ
れに基づいて燃料噴射弁6を制御する。The fuel injection valve control means 63 uses the maps and the like provided according to the set operation mode to determine the engine operation state, that is, the engine speed Ne, the engine load [for example, the target Pe or Ev ( Volumetric efficiency)]
And controls the fuel injection valve 6 by setting the fuel injection amount and the fuel injection timing. Specifically, the start timing and the end timing of the fuel injection (both corresponding to the crank angle) are set, and the fuel injection valve 6 is controlled based on this.
【0052】点火プラグ制御手段64でも、設定された
運転モードに応じて備えられたマップ等を用いて、エン
ジン運転状態、即ち、エンジン回転数Ne,エンジン負
荷(例えば目標Pe或いはEv)に基づいて、点火時期
を設定して点火プラグ4を制御する。ETV制御手段6
5では、設定された運転モードに応じて備えられたマッ
プ等を用いて、アクセル開度や、エンジン運転状態、即
ち、エンジン回転数Ne,エンジン負荷(例えば目標P
e或いはEv)に基づいて、ETV30の目標開度を設
定してETV30を制御する。The ignition plug control means 64 also uses the map provided according to the set operation mode and the like, based on the engine operation state, that is, the engine speed Ne and the engine load (for example, target Pe or Ev). The ignition plug 4 is controlled by setting the ignition timing. ETV control means 6
5, the accelerator opening and the engine operation state, that is, the engine speed Ne and the engine load (for example, the target P) are determined using a map provided according to the set operation mode.
e or Ev), the target opening of the ETV 30 is set and the ETV 30 is controlled.
【0053】本発明の一実施形態としての希薄燃焼エン
ジンの制御装置は、上述のように構成されているので、
例えば、図3,図4に示すように、O2センサ(空燃比
センサ)40の活性・不活性の判定が行なわれる。つま
り、図3に示すように、エンジン停止判定(ステップA
10)の結果、エンジン停止時には、O2センサ40は
不活性状態であると擬似判定する(ステップA20)。The control device for the lean burn engine as one embodiment of the present invention is configured as described above.
For example, as shown in FIGS. 3 and 4, the activation / inactivation of the O 2 sensor (air-fuel ratio sensor) 40 is determined. That is, as shown in FIG.
As a result of 10), when the engine is stopped, it is simulated that the O 2 sensor 40 is in the inactive state (step A20).
【0054】そして、エンジンが始動したら、図4に示
すように、エンジン始動中(始動完了前)か否かが判断
され(ステップB10)、エンジン始動中であれば、ス
テップB20に進みエンジン始動が自動停止・再始動手
段61による自動始動であるか否かが判断される。ここ
で、自動始動であれば、ステップB30に進みO2セン
サ40は活性状態であると擬似判定して、不活性タイマ
(タイマ値T02)を0にリセットする(ステップB14
0)。When the engine is started, as shown in FIG. 4, it is determined whether or not the engine is being started (before the start is completed) (step B10). If the engine is being started, the process proceeds to step B20 to start the engine. It is determined whether or not the automatic start is performed by the automatic stop / restart means 61. If the start is automatic, the process proceeds to step B30, where it is determined that the O 2 sensor 40 is in the active state, and the inactivity timer (timer value T 02 ) is reset to 0 (step B14).
0).
【0055】また、自動始動でなければ、即ち、ドライ
バの操作による始動であれば、ステップB20からステ
ップB40に進み、O2センサ40は不活性状態である
と擬似判定して、不活性タイマ(タイマ値T02)を0に
リセットする(ステップB140)。一方、エンジン始
動中でなければ、エンジン作動中(始動完了後)であ
り、ステップB50に進んで、エンジンの運転モードが
ストイキモードであるか否かが判定される。運転モード
がストイキモードなら、ステップB60に進んでO2セ
ンサ40の出力電圧値VO2が所定値V1未満か否かが判
定される。If it is not an automatic start, that is, if it is a start by a driver's operation, the process proceeds from step B20 to step B40, in which the O 2 sensor 40 is falsely determined to be in an inactive state, and an inactivity timer ( The timer value T 02 is reset to 0 (step B140). On the other hand, if the engine is not being started, it means that the engine is operating (after the start is completed), and the process proceeds to step B50 to determine whether or not the operation mode of the engine is the stoichiometric mode. If the operation mode is the stoichiometric mode, the process proceeds to step B60 to determine whether the output voltage value V O2 of the O 2 sensor 40 is less than the predetermined value V 1 .
【0056】ここで、出力電圧値VO2が所定値V1未満
なら、空燃比はストイキよりもリーンであるため、ステ
ップB80に進んで、燃料噴射量(燃料噴射弁駆動時
間)の空燃比フィードバック用補正係数CFBを所定の微
小量だけ増加して、燃料噴射量を増加させる。即ち、前
回の制御周期の補正係数CFB(n−1)に所定の微小量
αを加算したものを、今回の制御周期の補正係数C
FB(n)として[CFB(n)=CFB(n−1)+α]、
燃料噴射量を設定する。Here, if the output voltage value V O2 is less than the predetermined value V 1 , the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric value, so the routine proceeds to step B80, where the air-fuel ratio feedback of the fuel injection amount (fuel injector driving time) is performed. The use correction coefficient C FB is increased by a predetermined minute amount to increase the fuel injection amount. That is, a value obtained by adding a predetermined minute amount α to the correction coefficient C FB (n−1) of the previous control cycle is used as the correction coefficient C FB of the current control cycle.
FB as (n) [C FB (n ) = C FB (n-1) + α],
Set the fuel injection amount.
【0057】そして、不活性タイマの値T02をインクリ
メントし(ステップB100)、不活性タイマ値T02が
所定値T1以上になったか否かが判定される(ステップ
B110)。ストイキモードが続行されれば、フィード
バック制御によって、O2センサ40の出力電圧値VO2
が所定値V1未満なら、出力電圧値VO2が所定値V1以上
になるまで、燃料噴射量を増加補正する(ステップB8
0)ので、O2センサ40が正常(活性状態にある)な
らば、出力電圧値VO2が所定値V1未満の状態が所定時
間以上長く続行することはない。[0057] Then, increments the value T 02 of inactivity timer (step B100), inactivity timer value T 02 is whether it is 1 or greater than a predetermined value T is determined (step B 110). If the stoichiometric mode is continued, the output voltage value V O2 of the O 2 sensor 40 is controlled by the feedback control.
There if a predetermined value V 1, less than the output voltage value V O2 until a predetermined value V 1 above, increases corrects the fuel injection amount (step B8
0) so, O 2 sensor 40 is in the normal (active state), then the output voltage V O2 is not able to continue longer than a predetermined time the state less than the predetermined value V 1.
【0058】不活性タイマの値T02は、出力電圧値VO2
が所定値V1未満の状態が継続した時間を示すものであ
る。そこで、不活性タイマの値T02が所定値T1以上に
なったら、O2センサ40は正常でない(不活性状態に
ある)と判定する(ステップB120)。そして、不活
性タイマ(タイマ値T02)を0にリセットする(ステッ
プB140)。The value T 02 of the inactivity timer is equal to the output voltage value V O2
There shows the time the state of less than the predetermined value V 1 is continued. Therefore, determining the value T 02 inactive timer Once becomes 1 or greater than a predetermined value T, O 2 sensor 40 is not normal and (in an inactive state) (step B 120). Then, the inactivity timer (timer value T 02 ) is reset to 0 (step B140).
【0059】不活性タイマの値T02が所定値T1以上で
なければ、O2センサ40の活性・不活性についてのそ
れまでの判定結果を保持する。一方、運転モードがスト
イキモードであって、ステップB60で、O2センサ4
0の出力電圧値VO2が所定値V1未満でないとされた
ら、空燃比はストイキよりもリッチであるため、ステッ
プB90に進んで、燃料噴射量(燃料噴射弁駆動時間)
の空燃比フィードバック用補正係数CFBを所定の微小量
だけ減少して、燃料噴射量を減少させる。即ち、前回の
制御周期の補正係数CFB(n−1)に所定の微小量αを
減算したものを、今回の制御周期の補正係数CFB(n)
として[C FB(n)=CFB(n−1)−α]、燃料噴射
量を設定する。The value T of the inactivity timer02Is a predetermined value T1Above
If not, OTwoThe activity and inactivity of the sensor 40
The judgment result up to this point is retained. On the other hand, the operation mode
In the live mode, in step B60,TwoSensor 4
0 output voltage value VO2Is the predetermined value V1Was not less than
Air-fuel ratio is richer than stoichiometric,
Proceeding to step B90, the fuel injection amount (fuel injector drive time)
Correction coefficient C for air-fuel ratio feedbackFBThe predetermined minute amount
Only to decrease the fuel injection amount. That is,
Control cycle correction coefficient CFB(N-1) is a predetermined minute amount α
The subtracted value is used as the correction coefficient C for the current control cycle.FB(N)
As [C FB(N) = CFB(N-1) -α], fuel injection
Set the amount.
【0060】そして、O2センサ40の出力電圧値VO2
が所定値V1以上なので、O2センサ40は正常である
(活性状態にある)と判定して(ステップB130)、
不活性タイマ(タイマ値T02)を0にリセットする(ス
テップB150)。一方、エンジン作動中(始動完了
後)であって、ステップB50で、エンジンの運転モー
ドがストイキモードでないと判定されたら、ステップB
70に進んでO2センサ40の出力電圧値VO2が所定値
V1以上か否かが判定される。ここで、出力電圧値VO2
が所定値V1以上なら、O2センサ40は正常である(活
性状態にある)と判定して(ステップB130)、不活
性タイマ(タイマ値T02)を0にリセットする(ステッ
プB150)。Then, the output voltage value V O2 of the O 2 sensor 40
Since but a predetermined value V 1 or more, it is determined that the O 2 sensor 40 is normal (in an active state) (step B 130),
The inactivity timer (timer value T 02 ) is reset to 0 (step B150). On the other hand, if it is determined that the operation mode of the engine is not the stoichiometric mode at step B50 while the engine is operating (after the start is completed),
Proceeding to 70, it is determined whether the output voltage value V O2 of the O 2 sensor 40 is equal to or greater than a predetermined value V 1 . Here, the output voltage value V O2
There if a predetermined value V 1 or more, O 2 sensor 40 is normal is determined (the is active) (step B 130), the inactivity timer (timer value T 02) is reset to 0 (step B150).
【0061】また、ステップB70でO2センサ40の
出力電圧値VO2が所定値V1以上でないと判定された
ら、不活性タイマ(タイマ値T02)を0にリセットして
(ステップB150)、O2センサ40の活性・不活性
についてのそれまでの判定結果を保持する。このように
して、自動制御によるエンジンの再始動時には、O2セ
ンサ40が活性状態であると擬似判定されるので、燃焼
モード選択手段62では、再始動時直後からストイキモ
ードの選択を許容するため、エンジンの運転状態(エン
ジン回転数やエンジン負荷)がストイキモードに適した
ものになったら、速やかにストイキモードが選択され、
O2フィードバック制御によって、空燃比が精度よくス
トイキ近傍に制御されてエンジンの運転が行なわれる。[0061] Also, to reset when the output voltage value V O2 of the O 2 sensor 40 in step B70 is determined not to be a predetermined value V 1 or more inert timer (timer value T 02) to 0 (step B150), The results of the previous determination regarding the activation / inactivation of the O 2 sensor 40 are retained. In this way, when the engine is restarted by the automatic control, it is simulated that the O 2 sensor 40 is in the active state. Therefore, the combustion mode selection means 62 allows the selection of the stoichiometric mode immediately after the restart. When the operating state of the engine (engine speed or engine load) becomes suitable for the stoichiometric mode, the stoichiometric mode is immediately selected,
By the O 2 feedback control, the air-fuel ratio is accurately controlled to be close to the stoichiometric state, and the engine is operated.
【0062】例えば、図5はこのようなエンジンの再始
動時の状況を示すタイムチャートであり、実線は本実施
形態について示し、一点鎖線は従来技術(図7参照)に
ついて示す。図5に示すように、時点t1でシフトレバ
ーが切り換えられ、アイドルストップ制御によって停止
状態にされていたエンジンが始動するものとする。この
場合、通常、所定の応答遅れがあってエンジンが始動し
て、その後の時点t2で始動完了する。このとき、始動
開始指令時(時点t1)から、O2センサ40が活性状態
である(活性モード)と擬似判定されるので、エンジン
の始動完了時点t2からA/Fフィードバックフラグ
(ストイキモードフラグ)がオン(ストイキモード選択
許可)となる。For example, FIG. 5 is a time chart showing the situation when such an engine is restarted. The solid line shows the present embodiment, and the dashed line shows the conventional technique (see FIG. 7). As shown in FIG. 5, the shift lever is switched at time t 1, an engine that has been stopped by the idle stop control is assumed to start. In this case, usually, start the engine when there is a predetermined response delay, start completed at a later time t 2. At this time, from the start start command (time t 1 ), it is pseudo-determined that the O 2 sensor 40 is in the active state (active mode), so that the A / F feedback flag (stoichiometric mode) is started from the engine start completion time t 2. Flag) is turned on (stoichiometric mode selection permitted).
【0063】始動直後には、アクセルペダルが所定開度
以上踏み込まれなければ、エンジン負荷が小さい状態と
なるためリーンモードが選択され、実空燃比(実A/
F)実A/Fはリーンになるが、その後、アクセルペダ
ルが所定開度以上踏み込まれれば(時点t3)、リーン
モードでは出力不足となってリーンモードを脱して、A
/Fフィードバックフラグがストイキモード選択許可と
なっているので、通常は(アクセルペダルが最大開度程
度まで踏み込まれていない限り)、ストイキモードが選
択される。Immediately after the start, unless the accelerator pedal is depressed by a predetermined opening degree or more, the engine load becomes small, so that the lean mode is selected and the actual air-fuel ratio (actual A / A /
F) The actual A / F becomes lean. However, if the accelerator pedal is depressed by a predetermined opening degree or more (time point t 3 ), the output becomes insufficient in the lean mode and the vehicle exits the lean mode.
Since the / F feedback flag indicates that stoichiometric mode selection is permitted, the stoichiometric mode is normally selected (unless the accelerator pedal is depressed to the maximum opening degree).
【0064】ストイキモードが選択されると、応答遅れ
の後ストイキモードが実施され、実A/Fがリーンから
リッチになり、その後は、実A/Fに反応するO2セン
サ40の出力に基づいて、燃料噴射量の空燃比フィード
バック用補正係数(A/F−F/B係数)CFBが空燃比
をストイキ近傍でリッチ・リーンに振るように設定され
る。When the stoichiometric mode is selected, the stoichiometric mode is executed after a response delay, the actual A / F changes from lean to rich, and thereafter, based on the output of the O 2 sensor 40 responding to the actual A / F. Thus, the air-fuel ratio feedback correction coefficient (A / FF-B coefficient) C FB of the fuel injection amount is set so that the air-fuel ratio swings rich and lean near the stoichiometric ratio.
【0065】したがって、空燃比がよくストイキ近傍に
保持されるようになり、燃焼が効率よく良好に行なえ
て、三元触媒29も効率よく作用するため、図5(a)
に実線で示すように、NOxの排出量が従来技術(一点
鎖線参照)に比べて、大幅に削減される。また、エンジ
ン出力と燃費とが両立するようになる。また、エンジン
の再始動直後に空燃比センサ40が活性状態にあると擬
似判定した後は、空燃比センサ40の活性判定を、空燃
比センサ40の出力に基づいて通常通りに行なうため、
もしもエンジンが自動的に再始動された際に、空燃比セ
ンサ40が実際には不活性状態であった場合にも、この
不活性状態を速やかに且つ確実に判定することができ
る。これによって、空燃比センサ40が不活性であるに
もかかわらずフィードバックモードを選択してしまう不
具合は回避され、不適切なフィードバック制御の選択を
回避することができ、燃焼の悪化を抑制して、燃費の悪
化や排ガスの悪化を抑えることができる。Therefore, the air-fuel ratio can be kept well in the vicinity of the stoichiometric ratio, the combustion can be performed efficiently and satisfactorily, and the three-way catalyst 29 also operates efficiently.
As shown by the solid line, the amount of NOx emission is greatly reduced as compared with the related art (see the dashed line). Further, the engine output and the fuel efficiency are compatible. Further, after the pseudo determination that the air-fuel ratio sensor 40 is in the active state immediately after the restart of the engine, the activation determination of the air-fuel ratio sensor 40 is performed as usual based on the output of the air-fuel ratio sensor 40.
If the air-fuel ratio sensor 40 is actually in an inactive state when the engine is automatically restarted, the inactive state can be quickly and reliably determined. As a result, a problem that the feedback mode is selected even when the air-fuel ratio sensor 40 is inactive is avoided, and inappropriate feedback control can be selected. It is possible to suppress deterioration of fuel efficiency and exhaust gas.
【0066】なお、上述の実施形態は一例であって、本
発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々変
形して実施することができる。例えば、上述の実施形態
では、エンジンの自動停止時には空燃比センサ40が不
活性状態であると擬似判定しているが、エンジンの自動
停止時から空燃比センサ40が活性状態であると擬似判
定してもよい。The above-described embodiment is an example, and the present invention is not limited to this embodiment. Various modifications of the above-described embodiment may be made without departing from the spirit of the present invention. be able to. For example, in the above-described embodiment, when the engine is automatically stopped, the air-fuel ratio sensor 40 is falsely determined to be in an inactive state. However, from the time of automatic engine stop, the air-fuel ratio sensor 40 is falsely determined to be active. You may.
【0067】また、上述の実施形態では、エンジンの自
動停止からの再始動時には、再始動直後から、常に空燃
比センサ40が活性状態であると擬似判定し、ドライバ
の操作によるエンジン始動時には、常に空燃比センサ4
0が不活性状態であると擬似判定しているが、空燃比セ
ンサ40が不活性状態であると擬似判定する必要がある
のは、エンジンの冷態時であるから、エンジンが冷態の
時には、空燃比センサ40が不活性状態であると擬似判
定し、エンジンが暖機完了していれば、空燃比センサ4
0が活性状態であると擬似判定するように構成してもよ
い。In the above-described embodiment, when the engine is restarted from an automatic stop, the air-fuel ratio sensor 40 is always pseudo-determined to be in an active state immediately after the restart. Air-fuel ratio sensor 4
Although it is pseudo-determined that the air-fuel ratio sensor 40 is in an inactive state, it is necessary to pseudo-determine that the air-fuel ratio sensor 40 is in an inactive state. , The air-fuel ratio sensor 40 is pseudo-determined to be inactive, and if the engine has been warmed up, the air-fuel ratio sensor 4
You may comprise so that 0 may be pseudo-determined that it is an active state.
【0068】また、ドライバの操作によるエンジン始動
時には、常に空燃比センサ40が不活性状態であると擬
似判定して、エンジンの自動停止からの再始動時には、
エンジンが冷態でなければ(暖機完了していれば)、再
始動直後から、空燃比センサ40が活性状態であると擬
似判定してもよい。この場合の、エンジンの冷態は、エ
ンジンの冷却水温やエンジンオイルの油温を利用して冷
却水温(又は油温)が所定温度以下なら冷態であると判
定してもよく、或いは、エンジンの停止時間が所定時間
以上なら冷態であると判定してもよい。When the engine is started by the driver's operation, the air-fuel ratio sensor 40 is always pseudo-determined to be in an inactive state.
If the engine is not cold (i.e., if the warm-up is completed), the pseudo determination may be made immediately after the restart that the air-fuel ratio sensor 40 is in the active state. In this case, the cold state of the engine may be determined to be cold if the cooling water temperature (or oil temperature) is equal to or lower than a predetermined temperature using the cooling water temperature of the engine or the oil temperature of the engine oil. If the stop time is longer than a predetermined time, it may be determined that the engine is cold.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の希薄燃焼
エンジンの制御装置によれば、常時は空燃比センサの出
力に基づいて空燃比センサが活性状態にあるか否かを判
定するが、自動停止・再始動手段によりエンジンが自動
的に再始動された直後には空燃比センサの出力に関らず
空燃比センサが活性状態にあると擬似判定し、このよう
な判定結果(擬似判定も含む)に基づいて、エンジンが
特定の運転状態にあるときには、該空燃比センサが活性
状態であればフィードバックモードを選択し、該空燃比
センサが不活性状態であればオープンループモードを選
択する。したがって、エンジンの再始動の直後からフィ
ードバックモードを選択できるようになり、エンジンの
再始動の直後から、空燃比を理論空燃比の近傍にフィー
ドバック制御しながら、エンジン出力と燃費とをバラン
スさせるとともに、排ガス浄化を促進することができる
ようになる(請求項1)。As described above in detail, according to the control system for a lean burn engine of the present invention, it is always determined whether or not the air-fuel ratio sensor is in an active state based on the output of the air-fuel ratio sensor. Immediately after the engine is automatically restarted by the automatic stop / restart means, the pseudo-determination is made that the air-fuel ratio sensor is in the active state regardless of the output of the air-fuel ratio sensor. When the engine is in a specific operating state, the feedback mode is selected if the air-fuel ratio sensor is active, and the open-loop mode is selected if the air-fuel ratio sensor is inactive. . Therefore, the feedback mode can be selected immediately after the restart of the engine, and immediately after the restart of the engine, the engine output and the fuel efficiency are balanced while the air-fuel ratio is feedback-controlled near the stoichiometric air-fuel ratio. Exhaust gas purification can be promoted (claim 1).
【0070】また、エンジンの再始動直後に該空燃比セ
ンサが活性状態にあると擬似判定した後は、該空燃比セ
ンサの出力に基づく通常判定に移行するため、該エンジ
ンが自動的に再始動された際に、該空燃比センサが実際
には不活性状態であった場合に、この不活性状態を速や
かに且つ確実に判定することができ、該燃焼モード選択
手段では、確実に該オープンループモードを選択して、
不活性状態で該フィードバックモードを選択してしまう
不具合は回避され、不適切なフィードバック制御を回避
することができ、燃焼の悪化を抑制して、燃費の悪化や
排ガスの悪化を抑えることができる(請求項2)。After a pseudo determination that the air-fuel ratio sensor is in an active state immediately after restarting the engine, the routine automatically shifts to a normal determination based on the output of the air-fuel ratio sensor. When the air-fuel ratio sensor is actually in an inactive state, the inactive state can be promptly and reliably determined. Select a mode,
The problem of selecting the feedback mode in the inactive state is avoided, inappropriate feedback control can be avoided, deterioration of combustion can be suppressed, and fuel consumption and exhaust gas can be suppressed ( Claim 2).
【図1】本発明の一実施形態としての筒内噴射型エンジ
ンの制御装置を示す制御ブロック図である。FIG. 1 is a control block diagram showing a control device for a direct injection engine as one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型エンジ
ンを示す模式的な構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a direct injection engine according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態としての希薄燃焼エンジン
の制御装置にかかる制御内容を示すフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart showing control contents according to a control device for a lean burn engine as one embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態としての希薄燃焼エンジン
の制御装置にかかる制御内容を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart showing control contents according to a control device for a lean burn engine as one embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態としての希薄燃焼エンジン
の制御装置にかかるエンジン制御の具体例を示すタイム
チャートであり、(a)はNOx排出量を示し、(b)
は燃料噴射量の空燃比フィードバック用補正係数CFBを
示し、(c)はO2センサ出力を示し、(d)は空燃比
フィードバック用フラグ(A/F−F/Bフラグ)を示
し、(e)はO2センサ活性判定の状態を示し、(f)
は実際の空燃比(実A/F)を示し、(g)はエンジン
の運転モード(燃焼モード)を示し、(h)はエンジン
回転数を示し、(i)はスロットル開度(TPS)を示
す。FIG. 5 is a time chart showing a specific example of engine control according to the control device for a lean-burn engine as one embodiment of the present invention, where (a) shows NOx emissions and (b)
Indicates an air-fuel ratio feedback correction coefficient C FB of the fuel injection amount, (c) indicates an O 2 sensor output, (d) indicates an air-fuel ratio feedback flag (A / F-F / B flag), e) shows the state of the O 2 sensor activity judgment, and (f)
Indicates an actual air-fuel ratio (actual A / F), (g) indicates an engine operation mode (combustion mode), (h) indicates an engine speed, and (i) indicates a throttle opening (TPS). Show.
【図6】ハイブリッド電気自動車の駆動系の構成例を示
す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a drive system of a hybrid electric vehicle.
【図7】従来の希薄燃焼エンジンの制御における課題を
説明するタイムチャートであり、(a)はNOx排出量
を示し、(b)は燃料噴射量の空燃比フィードバック用
補正係数CFBを示し、(c)はO2センサ出力を示し、
(d)は空燃比フィードバック用フラグ(A/F−F/
Bフラグ)を示し、(e)はO2センサ活性判定の状態
を示し、(f)は実際の空燃比(実A/F)を示し、
(g)はエンジンの運転モード(燃焼モード)を示し、
(h)はエンジン回転数を示し、(i)はスロットル開
度(TPS)を示す。7A and 7B are time charts for explaining a problem in the control of the conventional lean burn engine, in which FIG. 7A shows the NOx emission amount, FIG. 7B shows the air-fuel ratio feedback correction coefficient C FB of the fuel injection amount, (C) shows the O 2 sensor output,
(D) is an air-fuel ratio feedback flag (A / F-F /
B), (e) shows the state of the O 2 sensor activation determination, (f) shows the actual air-fuel ratio (actual A / F),
(G) shows the operation mode (combustion mode) of the engine,
(H) shows the engine speed, and (i) shows the throttle opening (TPS).
1 エンジン 17 エンジン運転状態検出手段としてのクランク角セ
ンサ(エンジン回転速度検出手段) 39 アイドルスイッチ 40 空燃比センサとしてのO2センサ 43 シフトレバー位置センサ 61 自動停止・再始動手段 62 燃焼モード選択手段 66 活性状態判定手段Reference Signs List 1 engine 17 crank angle sensor (engine rotation speed detecting means) as engine operating state detecting means 39 idle switch 40 O 2 sensor as air-fuel ratio sensor 43 shift lever position sensor 61 automatic stop / restart means 62 combustion mode selecting means 66 Active state determination means
───────────────────────────────────────────────────── 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 41/14 310 F02D 41/14 310B (72)発明者 吉川 智 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 川崎 和彦 東京都大田区下丸子四丁目21番1号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 平田 健敏 東京都大田区下丸子四丁目21番1号 三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA04 BA09 BA13 BA17 BA28 CA01 CA02 DA02 DA10 EA07 EB12 FA02 FA03 FA06 FA07 FA10 FA20 FA26 FA29 FA36 FA38 FA39 3G093 AA04 AA07 BA19 BA20 BA21 BA22 CA01 CA02 CA03 DA01 DA05 DA06 DA07 DA09 DA11 DA12 DA13 DB06 DB12 EA03 EA04 EA05 EA09 EA12 EC02 FA06 FA08 FA11 FB01 FB02 3G301 HA01 HA04 HA15 HA16 JA02 JA25 JA26 JA29 KA01 KA04 LA03 LB04 LC02 LC04 MA01 MA14 NA07 NA08 NB05 NC04 ND04 ND13 NE13 NE15 PA01Z PA11A PA11Z PA14Z PD02A PD02Z PD13Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z PE09Z PF01Z PF03Z PF10Z PF16A PF16Z──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/14 310 F02D 41/14 310B (72) Inventor Satoshi Yoshikawa 5-33-8 Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo No. Mitsubishi Motors Industry Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiko Kawasaki 4-21-1, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Engineering Co., Ltd. (72) Taketoshi Hirata 4-2-1, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Mitsubishi 3G084 AA04 BA09 BA13 BA17 BA28 CA01 CA02 DA02 DA10 EA07 EB12 FA02 FA03 FA06 FA07 FA10 FA20 FA26 FA29 FA36 FA38 FA39 3G093 AA04 AA07 BA19 BA20 BA21 BA22 CA01 CA02 CA03 DA01 DA11 DA09 DA11 DA13 DB06 DB12 EA03 EA04 EA05 EA09 EA12 EC02 FA06 FA08 FA11 FB01 FB02 3G301 HA01 HA04 HA15 H A16 JA02 JA25 JA26 JA29 KA01 KA04 LA03 LB04 LC02 LC04 MA01 MA14 NA07 NA08 NB05 NC04 ND04 ND13 NE13 NE15 PA01Z PA11A PA11Z PA14Z PD02A PD02Z PD13Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z PE09Z PF01Z PF03Z PF10Z PF10Z PF10Z
Claims (2)
比を検出する空燃比センサをそなえ、空燃比を理論空燃
比よりも希薄側に制御して燃焼を行なう希薄燃焼モード
と、該空燃比センサの検出結果に基づくフィードバック
制御により空燃比を理論空燃比近傍に制御して燃焼を行
なうフィードバックモードと、オープンループ制御によ
り空燃比を理論空燃比近傍又は理論空燃比よりも濃化側
に制御して燃焼を行なうオープンループモードとの、各
燃焼モードをそなえる希薄燃焼エンジンの制御装置にお
いて、 該空燃比センサが活性状態にあるか否かを判定する活性
状態判定手段と、 該エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出結果から該燃焼モードを設定
し、該エンジンが特定の運転状態にあるときには、該活
性状態判定手段の判定結果に応じて、該空燃比センサの
活性時には該フィードバックモードを選択し、該空燃比
センサの不活性時には該オープンループモードを選択し
得る燃焼モード選択手段と、 所定の条件下で該エンジンを自動的に停止及び再始動さ
せる自動停止・再始動手段とをそなえ、 該活性状態判定手段は、常時は該空燃比センサの出力に
基づいて該空燃比センサが活性状態にあるか否かを判定
し、該自動停止・再始動手段により該エンジンが自動的
に再始動された直後には該空燃比センサの出力に関らず
該空燃比センサが活性状態にあると擬似判定するととも
に、 該燃焼モード選択手段は、該エンジンが自動的に再始動
された直後には該活性状態判定手段による該擬似判定の
結果に基づいて該エンジンが特定の運転状態になったら
該フィードバックモードを選択することを特徴とする、
希薄燃焼エンジンの制御装置。An air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of a combustion mixture by detecting an exhaust gas component, a lean combustion mode for performing combustion by controlling the air-fuel ratio to be leaner than a stoichiometric air-fuel ratio; A feedback mode in which the air-fuel ratio is controlled to near the stoichiometric air-fuel ratio by feedback control based on the detection result of the fuel ratio sensor to perform combustion, and an open-loop control controls the air-fuel ratio to near the stoichiometric air-fuel ratio or to a richer side than the stoichiometric air-fuel ratio An activation state determining means for determining whether or not the air-fuel ratio sensor is in an active state; and an operating state of the engine. Operating state detecting means for detecting the combustion mode; and setting the combustion mode based on the detection result of the operating state detecting means, and when the engine is in a specific operating state. A combustion mode selecting means for selecting the feedback mode when the air-fuel ratio sensor is active, and selecting the open loop mode when the air-fuel ratio sensor is inactive, according to a determination result of the activation state determining means; Automatic stop / restart means for automatically stopping and restarting the engine under the following conditions: the activation state determination means always activates the air-fuel ratio sensor based on the output of the air-fuel ratio sensor. It is determined that the air-fuel ratio sensor is in an active state immediately after the engine is automatically restarted by the automatic stop / restart means regardless of the output of the air-fuel ratio sensor. In addition to the pseudo determination, the combustion mode selection means sets the engine to a specific operating state immediately after the engine is automatically restarted based on the result of the pseudo determination by the activation state determination means. And selects the feedback mode Once Tsu,
Control device for lean burn engine.
該空燃比センサが活性状態にあると擬似判定した後は、
該空燃比センサの出力に基づく通常判定に移行すること
を特徴とする、請求項1記載の希薄燃焼エンジンの制御
装置。2. The method according to claim 2, wherein the activation state determination means determines that the air-fuel ratio sensor is in an activation state immediately after the restart.
2. The control device for a lean-burn engine according to claim 1, wherein the control shifts to a normal determination based on an output of the air-fuel ratio sensor.
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