JP2864976B2 - Internal combustion engine combustion state control device - Google Patents
Internal combustion engine combustion state control deviceInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、所要の運転条件下では
理論空燃比よりも希薄側空燃比での希薄燃焼運転を行な
う希薄燃焼式内燃機関(エンジン)に用いて好適な内燃
機関の燃焼状態制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the combustion of an internal combustion engine suitable for use in a lean-burn internal combustion engine that performs a lean-burn operation at a leaner air-fuel ratio than a stoichiometric air-fuel ratio under required operating conditions. The present invention relates to a state control device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、所要の運転条件下では理論空燃比
(ストイキオ)よりも希薄側空燃比(リーン)での希薄
燃焼運転を行なう希薄燃焼式内燃機関(所謂リーンバー
ンエンジン)が提供されている。このようなリーンバー
ンエンジンでは、希薄燃焼運転(リーンバーン運転)時
は、空燃比を極力大きく(つまり、混合気が極力希薄に
なるように)設定しており、その空燃比の値は、混合気
が安定した燃焼を行ないうる限界(リーン限界)近くに
設定されている。2. Description of the Related Art In recent years, a lean-burn internal combustion engine (so-called lean burn engine) has been provided which performs a lean-burn operation at a leaner air-fuel ratio (lean) than a stoichiometric air-fuel ratio (stoichio) under required operating conditions. I have. In such a lean burn engine, during lean burn operation (lean burn operation), the air-fuel ratio is set as large as possible (that is, the air-fuel mixture is made as lean as possible). It is set near the limit (lean limit) at which the air can perform stable combustion.
【0003】そして、このようなリーンバーン運転を行
なうことにより、燃費を大幅に向上させることができ
る。[0003] By performing such lean burn operation, fuel efficiency can be greatly improved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、リーンバー
ン運転を行なうため、制御装置により燃焼状態を制御す
ることが行なわれており、この制御において、クランク
軸の角加速度からエンジントルクを推定することが論文
等で発表されている。しかしながら、これらの推定は、
変化する瞬時値を用いて瞬間ごとに行なうものであり、
エンジントルクPiの確率・統計的性質を考慮し、所定
の期間ごとに安定した確実な制御を行なうことは考えら
れていない。By the way, in order to perform lean burn operation, a control device controls a combustion state. In this control, it is necessary to estimate an engine torque from an angular acceleration of a crankshaft. Published in papers. However, these estimates are
It is performed every moment using the changing instantaneous value,
Considering the probability and statistical properties of the engine torque Pi, it has not been considered to perform stable and reliable control at predetermined intervals.
【0005】また、図15に示すように、エンジンにお
ける燃焼変動は、各気筒間でばらつきがあり、このばら
つきは、インジェクタや吸気管形状、バルブタイミング
等のずれによる空燃比ばらつきにより発生する。このた
め、リーンバーン運転では、最も燃焼変動の大きい気筒
の空燃比に対応するように燃焼状態を制御している。[0005] Further, as shown in FIG. 15, combustion fluctuations in the engine vary among the cylinders, and the variations occur due to variations in the air-fuel ratio due to deviations in injectors, intake pipe shapes, valve timing, and the like. For this reason, in the lean burn operation, the combustion state is controlled so as to correspond to the air-fuel ratio of the cylinder having the largest combustion fluctuation.
【0006】しかしながら、このような手段では、比較
的に燃焼変動の小さい気筒では、限界空燃比での運転が
行なわれないという課題がある。さらに、リーンバーン
制御においては、燃焼変動の大きさに基づいた制御を行
なう場合、変動が所定以上に大きくなると、燃焼状態が
悪化していると判断して、リッチ側へ移行させるような
燃料噴射量等の制御が行なわれる。However, such means has a problem that the cylinder is not operated at the limit air-fuel ratio in a cylinder having a relatively small variation in combustion. Further, in the lean burn control, when performing control based on the magnitude of the combustion fluctuation, if the fluctuation becomes larger than a predetermined value, it is determined that the combustion state is degraded and the fuel injection is shifted to the rich side. The amount and the like are controlled.
【0007】このような制御手段として、燃焼変動をエ
ンジンの回転変動から推定して行なう場合、悪路走行時
においても回転変動が大きく発生することが考えられ、
このような場合に、リッチ側へ過剰な補正制御が行なわ
れる可能性がある。本発明は、このような課題に鑑み創
案されたもので、リーンバーン運転時に、燃焼変動の確
率・統計的性質を考慮し、確実な燃焼制御を行なえるよ
うにするとともに、悪路走行時においても的確な制御を
行なえるようにした、エンジンの燃焼状態制御装置を提
供することを目的とする。As such control means, when the combustion fluctuation is estimated from the rotation fluctuation of the engine, it is conceivable that a large fluctuation of the rotation occurs even on a rough road.
In such a case, there is a possibility that excessive correction control is performed on the rich side. The present invention has been made in view of such a problem, and during lean burn operation, in consideration of the probability and statistical properties of combustion fluctuation, it is possible to perform reliable combustion control, and when traveling on rough roads. It is another object of the present invention to provide an engine combustion state control device capable of performing accurate control.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】このため、本発明のエン
ジンの燃焼状態制御装置は、理論空燃比より希薄側の空
燃比で運転しうる内燃機関において、上記内燃機関に駆
動される回転軸の角加速度の変動値を検出する変動検出
手段と、該変動検出手段で検出された変動値を上記内燃
機関の運転状態に応じて正規化し正規化変動値を求める
正規化変動値検出手段と、上記正規化変動値に基づいて
空燃比の希薄化制御を行なう燃焼状態制御手段と、上記
正規化変動値と所定の悪路判定閾値とを比較して悪路走
行を判定する悪路判定手段と、上記悪路判定手段での判
定結果に基づき、上記燃焼状態制御手段における空燃比
希薄化制御を制限する希薄化制御制限手段とをそなえて
構成されたことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an engine combustion state control apparatus according to the present invention provides an internal combustion engine which can be operated at an air-fuel ratio leaner than a stoichiometric air-fuel ratio. Fluctuation detecting means for detecting a fluctuation value of the angular acceleration; normalized fluctuation value detecting means for normalizing the fluctuation value detected by the fluctuation detecting means according to the operating state of the internal combustion engine to obtain a normalized fluctuation value; Combustion state control means for performing air-fuel ratio lean control based on the normalized variation value; bad road determination means for comparing the normalized variation value with a predetermined rough road determination threshold to determine rough road travel; It is characterized by comprising lean control limiting means for limiting the air-fuel ratio lean control in the combustion state control means based on the determination result by the bad road determining means.
【0009】[0009]
【作用】上述の本発明のエンジンの燃焼状態制御装置で
は、エンジンを理論空燃比よりリーン側の空燃比で運転
すべく、エンジンに駆動される回転軸の角加速度の変動
値が変動検出手段により検出され、変動値が正規化変動
値検出手段によりエンジンの運転状態に応じて正規化さ
れて正規化変動値が求められ、燃焼状態制御手段によ
り、この正規化変動値に基づいて空燃比の希薄化制御が
行なわれる。そして、正規化変動値と所定の悪路判定閾
値とを比較して悪路判定手段により悪路走行が判定され
ると、燃焼状態制御手段における空燃比希薄化制御が希
薄化制御制限手段により制限される。In the engine combustion state control apparatus of the present invention described above, in order to operate the engine at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the fluctuation value of the angular acceleration of the rotating shaft driven by the engine is detected by the fluctuation detecting means. The detected fluctuation value is normalized by the normalized fluctuation value detecting means according to the operating state of the engine to obtain a normalized fluctuation value, and the combustion state control means determines the lean air-fuel ratio based on the normalized fluctuation value. Control is performed. Then, when the rough road determination unit determines the rough road traveling by comparing the normalized variation value with a predetermined rough road determination threshold, the air-fuel ratio leaning control in the combustion state control unit is limited by the leaning control limiting unit. Is done.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
のエンジンの燃焼状態制御装置について説明すると、図
1は本装置の制御ブロック図、図2は本装置を有するエ
ンジンシステムの全体構成図、図3は本装置を有するエ
ンジンシステムの制御系を示すハードブロック図、図
4,5は本装置の動作を説明するためのフローチャー
ト、図6は本装置の動作を説明するための波形図,図7
は本装置の動作を説明するための補正特性マップ、図8
は本装置の動作を説明するための摸式的グラフ、図9は
本装置の動作を説明するための摸式的グラフ、図10は
本装置の動作を説明するための正規化特性マップ、図1
1は本装置における回転変動検出部を示す摸式的斜視
図、図12,13は本装置の制御対象特性を示す摸式的
グラフ、図14は悪路および燃焼き悪化判定のための閾
値の大小関係を説明するための図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a control system of an engine according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 3 is a hardware block diagram showing a control system of an engine system having the apparatus, FIGS. 4 and 5 are flowcharts for explaining the operation of the apparatus, FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the apparatus, FIG.
8 is a correction characteristic map for explaining the operation of the present apparatus, and FIG.
Is a schematic graph for explaining the operation of the present apparatus, FIG. 9 is a schematic graph for explaining the operation of the present apparatus, FIG. 10 is a normalized characteristic map for explaining the operation of the present apparatus, and FIG. 1
1 is a schematic perspective view showing a rotation fluctuation detecting unit in the present apparatus, FIGS. 12 and 13 are schematic graphs showing control target characteristics of the present apparatus, and FIG. 14 is a threshold value for judging a bad road and deterioration of combustion. It is a figure for explaining a size relation.
【0011】さて、本装置を装備する自動車用のエンジ
ンは、所要の運転条件下では理論空燃比(ストイキオ)
よりも希薄側空燃比(リーン)での希薄燃焼運転(リー
ンバーン運転)を行なうリーンバーンエンジンとして構
成されているが、このエンジンシステムは、図2に示す
ようになる。すなわち、この図2において、エンジン
(内燃機関)1は、その燃焼室2に通じる吸気通路3お
よび排気通路4を有しており、吸気通路3と燃焼室2と
は吸気弁5によって連通制御されるとともに、排気通路
4と燃焼室2とは排気弁6によって連通制御されるよう
になっている。[0011] Now, an engine for a vehicle equipped with this device has a stoichiometric air-fuel ratio (stoichio) under required operating conditions.
Although it is configured as a lean burn engine that performs a lean burn operation (lean burn operation) at a leaner air-fuel ratio (lean), this engine system is as shown in FIG. That is, in FIG. 2, an engine (internal combustion engine) 1 has an intake passage 3 and an exhaust passage 4 that communicate with a combustion chamber 2 of the engine, and communication between the intake passage 3 and the combustion chamber 2 is controlled by an intake valve 5. In addition, the exhaust passage 4 and the combustion chamber 2 are controlled to communicate with each other by an exhaust valve 6.
【0012】また、吸気通路3には、その上流側から順
に、エアクリーナ7,スロットル弁8および電磁式燃料
噴射弁(インジェクタ)9が設けられており、排気通路
4には、その上流側から順に、三元触媒10および図示
しないマフラ(消音器)が設けられている。なお、イン
ジェクタ9は、エンジン1の各気筒毎に設けられてい
る。また、吸気通路3には、サージタンク3aが設けら
れている。The intake passage 3 is provided with an air cleaner 7, a throttle valve 8, and an electromagnetic fuel injection valve (injector) 9 in this order from the upstream side, and the exhaust passage 4 is provided in the exhaust passage 4 in order from the upstream side. , A three-way catalyst 10 and a muffler (muffler) not shown. In addition, the injector 9 is provided for each cylinder of the engine 1. Further, a surge tank 3a is provided in the intake passage 3.
【0013】なお、三元触媒10は、ストイキオ運転状
態で、CO,HC,NOxを浄化するもので、公知のも
のである。さらに、スロットル弁8は、ワイヤケーブル
を介してアクセルペダル(図示せず)に連結されてお
り、このアクセルペダルの踏込み量に応じて開度を調整
されるようになっている。The three-way catalyst 10 purifies CO, HC and NOx in a stoichiometric operation state, and is a known one. Further, the throttle valve 8 is connected to an accelerator pedal (not shown) via a wire cable, and the opening is adjusted according to the amount of depression of the accelerator pedal.
【0014】また、吸気通路3には、スロットル弁8を
バイパスする第1バイパス通路11Aが設けられ、この
第1バイパス通路11Aには、ISC弁として機能する
ステッパモータ弁(以下、STM弁という)12が介装
されている。なお、この第1バイパス通路11Aには、
エンジン冷却水温に応じて開度が調整されるワックスタ
イプのファーストアイドルエアバルブ13も設けられて
おり、STM弁12に併設されている。A first bypass passage 11A for bypassing the throttle valve 8 is provided in the intake passage 3. The first bypass passage 11A has a stepper motor valve (hereinafter, referred to as an STM valve) functioning as an ISC valve. 12 are interposed. The first bypass passage 11A includes:
A wax type fast idle air valve 13 whose opening is adjusted according to the temperature of the engine cooling water is also provided, and is provided alongside the STM valve 12.
【0015】ここで、STM弁12は、第1バイパス通
路11A中に形成された弁座部に当接しうる弁体12a
と、この弁体位置を調整するためのステッパモータ(I
SC用アクチュエータ)12bと、弁体を弁座部に押圧
する方向(第1バイパス通路11Aを塞ぐ方向)へ付勢
するバネ12cとから構成されている。そして、ステッ
パモータ12bにより、弁座部に対する弁体12aの位
置の段階的な調整(ステップ数による調整)を行なうこ
とで、弁座部と弁体12aとの開度つまりSTM弁12
の開度が調整されるようになっている。Here, the STM valve 12 has a valve body 12a which can abut on a valve seat formed in the first bypass passage 11A.
And a stepper motor (I) for adjusting the valve body position.
SC actuator) 12b, and a spring 12c that urges the valve body against the valve seat (in a direction that closes the first bypass passage 11A). The position of the valve body 12a with respect to the valve seat is adjusted stepwise (adjustment by the number of steps) by the stepper motor 12b, so that the opening degree of the valve seat 12 and the valve body 12a, that is, the STM valve
The degree of opening is adjusted.
【0016】従って、このSTM弁12の開度を後述す
るコントローラとしての電子制御ユニット(ECU)2
5にて制御することにより、運転者によるアクセルペダ
ルの操作とは関係なく、第1バイパス通路11Aを通し
て吸気をエンジン1に供給することができ、その開度を
変えることでスロットルバイパス吸気量を調整すること
ができるようになっている。Accordingly, the electronic control unit (ECU) 2 as a controller, which will be described later, determines the degree of opening of the STM valve 12.
5, the intake air can be supplied to the engine 1 through the first bypass passage 11A irrespective of the operation of the accelerator pedal by the driver, and the throttle bypass intake air amount is adjusted by changing the opening degree. You can do it.
【0017】なお、ISC用アクチュエータとしては、
ステッパモータ12bの代わりに、DCモータを用いて
もよい。さらに、吸気通路3には、スロットル弁8をバ
イパスする第2バイパス通路11Bが設けられ、この第
2バイパス通路11Bには、エアバイパス弁14が介装
されている。The ISC actuator includes:
Instead of the stepper motor 12b, a DC motor may be used. Further, a second bypass passage 11B that bypasses the throttle valve 8 is provided in the intake passage 3, and an air bypass valve 14 is interposed in the second bypass passage 11B.
【0018】ここで、このエアバイパス弁14は、第2
バイパス通路11B中に形成された弁座部に当接しうる
弁体14aと、この弁体位置を調整するためのダイアフ
ラム式アクチュエータ14bとから構成されており、ダ
イアフラム式アクチュエータ14bのダイアフラム室に
は、スロットル弁下流側の吸気通路と連通するパイロッ
ト通路141が設けられており、このパイロット通路1
41に、エアバイパス弁制御用電磁弁142が介装され
ている。Here, the air bypass valve 14 is connected to the second
It is composed of a valve element 14a that can abut on a valve seat formed in the bypass passage 11B and a diaphragm actuator 14b for adjusting the position of the valve element. The diaphragm chamber of the diaphragm actuator 14b has: A pilot passage 141 communicating with the intake passage downstream of the throttle valve is provided.
An electromagnetic valve 142 for controlling an air bypass valve is interposed in 41.
【0019】従って、このエアバイパス弁制御用電磁弁
142の開度を後述するECU25にて制御することに
より、この場合も、運転者によるアクセルペダルの操作
とは関係なく、第2バイパス通路11Bを通して吸気を
エンジン1に供給することができ、その開度を変えるこ
とでスロットルバイパス吸気量を調整することができる
ようになっている。なお、このエアバイパス弁制御用電
磁弁142は、リーンバーン運転時には開状態にされ、
それ以外で閉状態にされるのが基本動作である。Accordingly, by controlling the opening of the solenoid valve 142 for controlling the air bypass valve by the ECU 25, which will be described later, also in this case, regardless of the operation of the accelerator pedal by the driver, the opening through the second bypass passage 11B is performed. The intake air can be supplied to the engine 1 and the throttle bypass intake air amount can be adjusted by changing the opening degree. The air bypass valve control solenoid valve 142 is opened during the lean burn operation.
Other than that, the basic operation is to close.
【0020】また、排気通路4と吸気通路3との間に
は、排気を吸気系へ戻す排気再循環通路(EGR通路)
80が介装されていて、このEGR通路80には、EG
R弁81が介装されている。ここで、このEGR弁81
は、EGR通路80中に形成された弁座部に当接しうる
弁体81aと、この弁体位置を調整するためのダイアフ
ラム式アクチュエータ81bとから構成されており、ダ
イアフラム式アクチュエータ81bのダイアフラム室に
は、スロットル弁下流側の吸気通路と連通するパイロッ
ト通路82が設けられており、このパイロット通路82
に、ERG弁制御用電磁弁83が介装されている。An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) for returning exhaust gas to the intake system is provided between the exhaust passage 4 and the intake passage 3.
The EGR passage 80 is provided with an EG
An R valve 81 is interposed. Here, the EGR valve 81
Is composed of a valve body 81a that can contact a valve seat formed in the EGR passage 80, and a diaphragm actuator 81b for adjusting the position of the valve body. The diaphragm actuator 81b is provided in the diaphragm chamber of the diaphragm actuator 81b. Is provided with a pilot passage 82 communicating with the intake passage downstream of the throttle valve.
In addition, an ERG valve control electromagnetic valve 83 is interposed.
【0021】従って、このEGR弁制御用電磁弁83の
開度を後述するECU25にて制御することにより、E
GR通路80を通して、排気を吸気系へ戻すことができ
るようになっている。なお、図2において、15は燃料
圧調節器で、この燃料圧調節器15は、吸気通路3中の
負圧を受けて動作し、図示しないフュエルポンプからフ
ュエルタンクへ戻る燃料量を調節することにより、イン
ジェクタ9から噴射される燃料圧を調節するようになっ
ている。Therefore, by controlling the opening degree of the EGR valve control solenoid valve 83 by the ECU 25 described later, the E
Exhaust gas can be returned to the intake system through the GR passage 80. In FIG. 2, reference numeral 15 denotes a fuel pressure regulator, which operates by receiving a negative pressure in the intake passage 3 and regulates the amount of fuel returning from a fuel pump (not shown) to the fuel tank. Thus, the pressure of the fuel injected from the injector 9 is adjusted.
【0022】また、このエンジンシステムを制御するた
めに、種々のセンサが設けられている。まず、図2に示
すように、エアクリーナ7を通過した吸気が吸気通路3
内に流入する部分には、吸入空気量をカルマン渦情報か
ら検出するエアフローセンサ(吸気量センサ)17や吸
入空気湿度パラメータ検出手段としての吸気温センサ1
8,大気圧センサ19がそなえられている。Various sensors are provided to control the engine system. First, as shown in FIG. 2, the intake air passing through the air cleaner 7 is
An air flow sensor (intake amount sensor) 17 for detecting an intake air amount from Karman vortex information and an intake air temperature sensor 1 as intake air humidity parameter detecting means
8. An atmospheric pressure sensor 19 is provided.
【0023】この吸気温センサ18は、エンジン1の吸
入空気の温度を検出するものである。また、吸気通路3
におけるスロットル弁8の配設部分には、スロットル弁
8の開度を検出するポテンショメータ式のスロットルポ
ジションセンサ20のほかに、アイドルスイッチ21が
そなえられている。The intake air temperature sensor 18 detects the temperature of the intake air of the engine 1. In addition, the intake passage 3
The throttle valve 8 is provided with an idle switch 21 in addition to a potentiometer type throttle position sensor 20 for detecting the opening of the throttle valve 8.
【0024】さらに、排気通路4側には、排気ガス中の
酸素濃度(O2 濃度)を空燃比リーン側において線形に
検出するリニア酸素濃度センサ(以下、単に「リニアO
2 センサ」という)22がそなえられるほか、その他の
センサとして、エンジン1用の冷却水の温度を検出する
水温センサ23や、図3に示すクランク角度を検出する
クランク角センサ24(このクランク角センサ24はエ
ンジン回転数Neを検出する回転数センサとしての機能
も兼ねている)や車速センサ30などがそなえられてい
る。Further, a linear oxygen concentration sensor (hereinafter simply referred to as “linear O 2” ) for linearly detecting the oxygen concentration (O 2 concentration) in the exhaust gas on the air-fuel ratio lean side is provided on the exhaust passage 4 side.
2 ), a water temperature sensor 23 for detecting a temperature of cooling water for the engine 1 and a crank angle sensor 24 for detecting a crank angle shown in FIG. 3 (this crank angle sensor). 24 also functions as a rotation speed sensor for detecting the engine rotation speed Ne), a vehicle speed sensor 30, and the like.
【0025】そして、これらのセンサやスイッチからの
検出信号は、図3に示すようなECU25へ入力される
ようになっている。ここで、このECU25のハードウ
ェア構成は、図3に示すようになるが、このECU25
は、その主要部としてCPU(演算装置)26をそなえ
たコンピュータとして構成されており、CPU26に
は、吸気温センサ18,大気圧センサ19,スロットル
ポジションセンサ20,リニアO2 センサ22,水温セ
ンサ23等からの検出信号が、入力インタフェース28
およびアナログ/ディジタルコンバータ29を介して入
力されるようになっている。The detection signals from these sensors and switches are input to the ECU 25 as shown in FIG. Here, the hardware configuration of the ECU 25 is as shown in FIG.
Is configured as a computer having a CPU (arithmetic unit) 26 as a main part thereof. The CPU 26 includes an intake air temperature sensor 18, an atmospheric pressure sensor 19, a throttle position sensor 20, a linear O 2 sensor 22, a water temperature sensor 23. Are detected by the input interface 28
And an analog / digital converter 29.
【0026】また、CPU26には、エアフローセンサ
17,アイドルスイッチ21,クランク角センサ24,
車速センサ30等からの検出信号が、入力インタフェー
ス35を介して直接入力されるようになっている。さら
に、CPU26は、バスラインを介して、プログラムデ
ータや固定値データのほか各種データを記憶するROM
(記憶手段)36や更新して順次書き替えられるRAM
37との間でデータの授受を行なうようになっている。The CPU 26 includes an air flow sensor 17, an idle switch 21, a crank angle sensor 24,
A detection signal from the vehicle speed sensor 30 or the like is directly input via the input interface 35. Further, the CPU 26 stores, via a bus line, a ROM that stores various data in addition to program data and fixed value data.
(Storage means) 36 or RAM which is updated and sequentially rewritten
Data is exchanged with the T.37.
【0027】また、CPU26による演算の結果、EC
U25からは、エンジン1の運転状態を制御するための
信号、例えば、燃料噴射制御信号,点火時期制御信号,
ISC制御信号,バイパスエア制御信号,EGR制御信
号等の各種制御信号が出力されるようになっている。こ
こで、燃料噴射制御(空燃比制御)信号は、CPU26
から噴射ドライバ39を介して、インジェクタ9を駆動
させるためのインジェクタソレノイド9a(正確にはイ
ンジェクタソレノイド9a用のトランジスタ)へ出力さ
れるようになっており、点火時期制御信号は、CPU2
6から点火ドライバ40を介して、パワートランジスタ
41へ出力され、このパワートランジスタ41から点火
コイル42を介しディストリビュータ43により各点火
プラグ16に順次火花を発生させるようになっている。As a result of the calculation by the CPU 26, EC
From U25, signals for controlling the operating state of the engine 1, such as a fuel injection control signal, an ignition timing control signal,
Various control signals such as an ISC control signal, a bypass air control signal, and an EGR control signal are output. Here, the fuel injection control (air-fuel ratio control) signal is
Through an injection driver 39 to an injector solenoid 9a for driving the injector 9 (more precisely, a transistor for the injector solenoid 9a).
6 through an ignition driver 40 to a power transistor 41, and a spark is sequentially generated in each ignition plug 16 by a distributor 43 from the power transistor 41 via an ignition coil 42.
【0028】また、ISC制御信号は、CPU26から
ISCドライバ44を介して、ステッパモータ12bへ
出力され、バイパスエア制御信号は、CPU26からバ
イパスエア用ドライバ45を介して、エアバイパス弁制
御用電磁弁142のソレノイド142aへ出力されるよ
うになっている。さらに、EGR制御信号は、CPU2
6からEGRドライバ46を介して、ERG弁制御用電
磁弁83のソレノイド83aへ出力されるようになって
いる。The ISC control signal is output from the CPU 26 to the stepper motor 12b via the ISC driver 44, and the bypass air control signal is output from the CPU 26 via the bypass air driver 45 to the electromagnetic valve for controlling the air bypass valve. 142 is output to a solenoid 142a. Further, the EGR control signal is transmitted to the CPU 2
6 to the solenoid 83a of the ERG valve control electromagnetic valve 83 via the EGR driver 46.
【0029】ところで、今、燃料噴射制御(空燃比制
御)に着目すると、この燃料噴射制御(インジェクタ駆
動時間制御)のために、ECU25は、図1に示すよう
に、変動検出手段101、正規化変動値検出手段10
2、燃焼悪化判定値算出手段104、燃焼状態制御手段
105、燃焼変動調整要素106、角加速度検出手段1
07、平滑化手段108、閾値更新手段110、失火判
定基準値111、悪路判定手段113およびリーン制御
制限手段114の機能をそなえている。Now, paying attention to the fuel injection control (air-fuel ratio control), for this fuel injection control (injector drive time control), the ECU 25, as shown in FIG. Fluctuation value detecting means 10
2. Combustion deterioration determination value calculation means 104, combustion state control means 105, combustion fluctuation adjustment element 106, angular acceleration detection means 1
07, a smoothing unit 108, a threshold updating unit 110, a misfire determination reference value 111, a rough road determining unit 113, and a lean control limiting unit 114.
【0030】ここで、燃焼変動調整要素106は、燃焼
状態制御手段105からの制御信号により燃料噴射パル
ス幅Tinjを所望の状態に調整して、実現すべき空燃
比のリーンバーン運転を行なうもので、インジェクタ9
がこの燃焼変動調整要素106として機能する。なお、
燃料噴射パルス幅Tinjは次式で表される。Here, the combustion fluctuation adjusting element 106 adjusts the fuel injection pulse width Tinj to a desired state by a control signal from the combustion state control means 105, and performs a lean burn operation of an air-fuel ratio to be realized. , Injector 9
Functions as the combustion fluctuation adjusting element 106. In addition,
The fuel injection pulse width Tinj is represented by the following equation.
【0031】Tinj(j)=TB・KAC(j)・K
・KAFL+Td または、 Tinj(j)=TB・KAC(j)・K+Td この式におけるTBは、インジェクタ9の基本駆動時間
であり、エアフローセンサ17からの吸入空気量A情報
とクランク角センサ(エンジン回転数センサ)24から
のエンジン回転数N情報とからエンジン1回転あたりの
吸入空気量A/N情報を求め、この情報に基づき基本駆
動時間TBを決定するようになっている。Tinj (j) = TB · KAC (j) · K
KAFL + Td or Tinj (j) = TB KAC (j) K + Td In this equation, TB is the basic drive time of the injector 9, and the information of the intake air amount A from the air flow sensor 17 and the crank angle sensor (engine speed) Sensor) 24, information on the intake air amount A / N per one revolution of the engine is obtained from the information on the engine speed N from the sensor 24, and the basic drive time TB is determined based on this information.
【0032】また、KAFLはリーン化補正係数で、マ
ップに記憶された特性からエンジンの運転状態に対応し
て決定され、運転状態に応じて空燃比をリーンまたはス
トイキオにすることができるように構成されている。そ
して、KAC(j)は、後述のように、燃焼変動に対応
した燃焼状態制御を行なうための補正係数である。KAFL is a leaning correction coefficient, which is determined from the characteristics stored in the map in accordance with the operating state of the engine, so that the air-fuel ratio can be made lean or stoichiometric according to the operating state. Have been. KAC (j) is a correction coefficient for performing combustion state control corresponding to combustion fluctuation, as described later.
【0033】さらに、エンジン冷却水温,吸気温,大気
圧等に応じた補正係数Kが設定され、デッドタイム(無
効時間)Tdがバッテリ電圧に応じて駆動時間が補正さ
れるように構成されている。また、リーンバーン運転
は、所定の条件が成立したものとリーン運転条件判定手
段において判定された場合に行なわれるように構成され
ている。Further, a correction coefficient K corresponding to the engine cooling water temperature, the intake air temperature, the atmospheric pressure and the like is set, and the dead time (invalid time) Td is corrected in accordance with the battery voltage. . Further, the lean burn operation is configured to be performed when it is determined by the lean operation condition determination means that a predetermined condition is satisfied.
【0034】これにより、このECU25は、所要の運
転条件下では理論空燃比よりも希薄側空燃比となるよう
に空燃比を制御する空燃比制御手段の機能を有している
ことになる。ところで、本実施例の燃焼状態制御装置
は、エンジンに駆動される回転軸(クランク軸)の角加
速度を検出する角加速度検出手段107をそなえてお
り、角加速度検出手段107は次のように構成されてい
る。Thus, the ECU 25 has a function of air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio so that the air-fuel ratio becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio under required operating conditions. By the way, the combustion state control device of the present embodiment includes an angular acceleration detecting means 107 for detecting an angular acceleration of a rotating shaft (crankshaft) driven by the engine. The angular acceleration detecting means 107 is configured as follows. Have been.
【0035】すなわち、図11に示すように、角加速度
検出手段107は、クランク角センサ24、気筒判別セ
ンサ230およびコントローラとしてのECU25を主
要要素としてそなえており、クランク角センサ24は、
エンジンのクランク軸201と一体に回転する回転部材
221をそなえている。回転部材221の周縁には、半
径方向へ突出する第1,第2および第3のベーン221
A,221B,221Cが形成されており、このベーン
221A,221B,221Cに対し両面から対向する
ように装備された検出部222が、回転部材221の回
動に伴うベーン221A,221B,221Cの通過
を、光学的にもしくは電磁気的に検出し、対応するパル
ス出力を行なうように構成されている。That is, as shown in FIG. 11, the angular acceleration detecting means 107 includes a crank angle sensor 24, a cylinder discriminating sensor 230, and an ECU 25 as a controller as main elements.
A rotating member 221 that rotates integrally with the crankshaft 201 of the engine is provided. The first, second and third vanes 221 projecting in the radial direction are provided on the periphery of the rotating member 221.
A, 221B, and 221C are formed, and a detection unit 222 provided so as to face the vanes 221A, 221B, and 221C from both sides passes the vanes 221A, 221B, and 221C as the rotating member 221 rotates. Is detected optically or electromagnetically, and a corresponding pulse output is performed.
【0036】そして、ベーン221A,221B,22
1Cは、各々が一定角度のクランク軸回転角度に対応す
る周方向長さをそなえており、所定角度間隔ごとに周方
向に離隔して配設されている。すなわち、隣合うベーン
の対向縁は相互に120度の角度間隔をもって配設され
ている。The vanes 221A, 221B, 22
1C each have a circumferential length corresponding to a crankshaft rotation angle of a fixed angle, and are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. That is, the opposing edges of the adjacent vanes are disposed at an angle interval of 120 degrees from each other.
【0037】ところで、気筒判別センサ230は、図示
しないカムシャフトに固着されており、クランク軸20
1が2回転してカムシャフトが1回転する間に、カムシ
ャフトが1つの気筒に対応する特定の回転位置をとるご
とに、パルス出力を発生するようになっている。そし
て、点火動作が気筒番号順に行なわれる6気筒エンジン
に搭載される本実施例の装置は、例えば、第3ベーン2
21Cの端縁(前端221C’または後端)が検出部2
22を通過したときに、第1気筒グループをなす第1気
筒および第4気筒のいずれか一方(好ましくは、当該一
方の気筒での主に膨張行程)に対応する第1クランク軸
回転角度領域にクランク軸が突入するとともに、第1ベ
ーン221Aの端縁が検出部222を通過したときに、
クランク軸が第1回転角度領域から離脱するようになっ
ている。The cylinder discrimination sensor 230 is fixed to a camshaft (not shown),
During one revolution of the camshaft and one revolution of the camshaft, a pulse output is generated each time the camshaft takes a specific rotational position corresponding to one cylinder. The device of this embodiment mounted on a six-cylinder engine in which the ignition operation is performed in the order of the cylinder number is, for example, the third vane 2
The edge (front end 221C ′ or rear end) of 21C is the detection unit 2
22, the first cylinder shaft rotation angle region corresponding to one of the first cylinder and the fourth cylinder (preferably, mainly the expansion stroke in the one cylinder) of the first cylinder group When the crankshaft enters and the edge of the first vane 221A passes the detection unit 222,
The crankshaft is separated from the first rotation angle range.
【0038】同様に、第1ベーン221Aの端縁の通過
時に、第2気筒グループを構成する第2および第5気筒
のいずれか一方に対応する第2クランク軸回転角度領域
に突入し、ついで、第2ベーン221Bの端縁の通過時
に同領域からの離脱が行なわれるようになっている。さ
らに、第2ベーン221Bの端縁の通過時に、第3気筒
グループを構成する第3および第6気筒のいずれか一方
に対応する第3クランク軸回転角度領域に突入し、つい
で、第3ベーン221Cの端縁の通過時に同領域からの
離脱が行なわれるようになっている。Similarly, when passing through the edge of the first vane 221A, the first vane 221A enters the second crankshaft rotation angle region corresponding to one of the second and fifth cylinders constituting the second cylinder group. When passing through the edge of the second vane 221B, the second vane 221B is separated from the area. Further, at the time of passing the edge of the second vane 221B, it enters the third crankshaft rotation angle region corresponding to one of the third and sixth cylinders constituting the third cylinder group, and then the third vane 221C. Is separated from the same area when passing through the edge.
【0039】そして、第1気筒と第4気筒との識別、第
2気筒と第5気筒との識別および第3気筒と第6気筒と
の識別は、気筒判別センサ230の出力に基づいて行な
われるように構成されている。このような構成により、
角加速度の検出は次のように行なわれる。すなわち、エ
ンジン運転中、ECU25はクランク角センサ24から
のパルス出力と気筒判別センサ230の検出信号とを逐
次入力され、演算を周期的に繰り返し実行する。The discrimination between the first cylinder and the fourth cylinder, the discrimination between the second cylinder and the fifth cylinder, and the discrimination between the third cylinder and the sixth cylinder are performed based on the output of the cylinder discrimination sensor 230. It is configured as follows. With such a configuration,
The detection of the angular acceleration is performed as follows. That is, during the operation of the engine, the ECU 25 sequentially receives the pulse output from the crank angle sensor 24 and the detection signal of the cylinder discrimination sensor 230, and repeats the calculation periodically.
【0040】また、ECU25は、クランク角センサ2
4からのパルス出力が、気筒判別センサ230からのパ
ルス出力の入力時点以降に順次入力したもののうちの何
番目のものであるかを判別する。これにより、入力され
たクランク角センサ24からのパルス出力が、何番目の
気筒に対応するものであるかを識別され、好ましくは、
主に膨張行程(出力行程:BTDC75°)を現時点で実行中
の気筒が識別気筒として識別される。The ECU 25 includes a crank angle sensor 2
Then, it is determined which of the pulse outputs from the cylinders 4 is sequentially input after the pulse output from the cylinder determination sensor 230 is input. Thereby, the input pulse output from the crank angle sensor 24 is identified as to which cylinder it corresponds to, and preferably,
The cylinder that is currently mainly performing the expansion stroke (output stroke: BTDC 75 °) is identified as the identification cylinder.
【0041】そして、ECU25は、クランク角センサ
24からのパルス入力に応じて、識別気筒グループm
(mは1,2または3)に対応するクランク軸回転角度
領域への突入を判別すると、周期計測用タイマ(図示
略)をスタートさせる。ついで、クランク角センサ22
0から次のパルス出力を入力すると、ECU25は、識
別気筒グループmに対応するクランク軸回転角度領域か
らの離脱を判別し、周期計測用タイマの計時動作を停止
させて計時結果を読み取る。Then, in response to the pulse input from the crank angle sensor 24, the ECU 25 determines the identification cylinder group m
When it is determined that the vehicle enters the crankshaft rotation angle region corresponding to (m is 1, 2, or 3), a timer for period measurement (not shown) is started. Then, the crank angle sensor 22
When the next pulse output is input from 0, the ECU 25 determines the departure from the crankshaft rotation angle region corresponding to the identified cylinder group m, stops the timing operation of the period measurement timer, and reads the time measurement result.
【0042】この計時結果は、識別気筒グループmに対
応するクランク軸回転角度領域への突入時点から当該領
域からの離脱時点までの時間間隔TN(n)、すなわ
ち、識別気筒グループに対応する2つの所定クランク角
によって定まる周期TN(n)を表している。ここで、
周期TN(n)における添字nは、当該周期が識別気筒
におけるn回目(今回)の点火動作に対応することを表
す。The time measurement result is a time interval TN (n) from the time of entry into the crankshaft rotation angle region corresponding to the identified cylinder group m to the time of departure from the region, ie, two time intervals corresponding to the identified cylinder group m. The period TN (n) is determined by a predetermined crank angle. here,
The subscript n in the cycle TN (n) indicates that the cycle corresponds to the n-th (current) ignition operation in the identification cylinder.
【0043】また、周期TN(n)は、6気筒エンジン
では識別気筒グループの120度クランク角間周期(隣
合う気筒における運転状態BTDC75°相互の時間間隔)に
なり、より一般的には、N気筒エンジンでの(720/
N)度クランク角間周期になる。なお、今回の識別気筒
に対応するクランク軸回転角度領域からの離脱を表す上
記パルス出力は、次の識別気筒に対応するクランク軸回
転角度領域への突入をも表す。In the case of a six-cylinder engine, the cycle TN (n) is a cycle between the 120 ° crank angles of the identified cylinder group (the time interval between the operating states BTDC of 75 ° between adjacent cylinders), and more generally, N cylinders. (720 /
N) degree crank period. Note that the pulse output indicating the departure from the crankshaft rotation angle region corresponding to the current identification cylinder also indicates a rush into the crankshaft rotation angle region corresponding to the next identification cylinder.
【0044】したがって、このパルス出力に応じて、次
の識別気筒についての気筒識別ステップが実行されると
ともに、当該次の識別気筒に係る周期計測を開始すべ
く、周期計測用タイマがリスタートされる。このような
動作により、ECU25は120度クランク間周期TN
(n)を検出するが、#1気筒から#6気筒に至る一連
の状態を図示すると、図6に示すようになり、120度
クランク間周期は、TN(n−5)からTN(n)で表
される。これらの検出値を用いて当該周期におけるクラ
ンク軸の角加速度ACC(n)を次式により算出する。Accordingly, in response to the pulse output, the cylinder identification step for the next identified cylinder is executed, and the cycle measurement timer is restarted to start the cycle measurement for the next identified cylinder. . With such an operation, the ECU 25 sets the 120-degree crank period TN
(N) is detected. A series of states from the # 1 cylinder to the # 6 cylinder is illustrated in FIG. 6, and the 120-degree inter-crank period is from TN (n−5) to TN (n). It is represented by Using these detected values, the angular acceleration ACC (n) of the crankshaft in the cycle is calculated by the following equation.
【0045】ACC(n)=1/TN(n) ・{KL(m)/TN(n)-
KL(m-1)/TN(n-1) } ここで、KL(m) はセグメント補正値であり、今回の識別
気筒に関連して、ベーン製造上および取り付け上のベー
ン角度間隔のばらつきによる周期測定誤差を除去するた
めの補正を行なうべく、ECU25により次式でセグメ
ント補正値KL(m)が算出される。ACC (n) = 1 / TN (n) · {KL (m) / TN (n) −
KL (m-1) / TN (n-1) KL where KL (m) is the segment correction value, which is related to the current discriminating cylinder, In order to perform the correction for removing the cycle measurement error, the ECU 25 calculates the segment correction value KL (m) by the following equation.
【0046】 KL(m)= {KL(m-3)*(1-XMFDKFG)+KR(n)*(XMFDKFD) } ただし、XMFDKFG はセグメント補正値ゲインを示してい
る。また、 KL(m)におけるm は対応する気筒グループご
とに設定されるもので、気筒グループ#1,#4に対し
m=1,気筒グループ#2,#5に対しm=2,気筒グ
ループ#3,#6に対しm=3がそれぞれ対応し、図6
に示すように KL(1)〜 KL(3)が繰り返される。KL (m) = {KL (m−3) * (1-XMFDKFG) + KR (n) * (XMFDKFD)} where XMFDKFG indicates a segment correction value gain. M in KL (m) is set for each corresponding cylinder group, m = 1 for cylinder groups # 1 and # 4, m = 2 for cylinder groups # 2 and # 5, and cylinder group # 6, m = 3 corresponds to # 3 and # 6, respectively.
KL (1) to KL (3) are repeated as shown in FIG.
【0047】そして、KL(m-1) におけるm−1は、対応
するmの直前のものを意味しているため、 KL(m)= KL
(1)のときKL(m-1) =KL(3), KL(m)= KL(2)のときKL(m-
1) =KL(1), KL(m)= KL(3)のときKL(m-1) =KL(2) を
示している。さらに、上式におけるKL(m-3) は、同一気
筒グループにおける前の回の KL(m)を示しており、#4
気筒の演算時におけるKL(m-3) は前の#1気筒における
KL(1)が用いられ、#1 気筒の演算時におけるKL(m-3)
は前の#4気筒における KL(1)が用いられる。#5気筒
の演算時におけるKL(m-3) は前の#2気筒における KL
(2)が用いられ、#2気筒の演算時におけるKL(m-3) は
前の#5気筒における KL(2)が用いられる。#6気筒の
演算時におけるKL(m-3) は前の#3気筒におけるKL(3)
が用いられ、#3気筒の演算時におけるKL(m-3) は前の
#6気筒におけるKL(3)が用いられる。Since m-1 in KL (m-1) means the one immediately before the corresponding m, KL (m) = KL
When (1), KL (m-1) = KL (3), KL (m) = KL (2) When KL (m-
When 1) = KL (1) and KL (m) = KL (3), KL (m-1) = KL (2) is shown. Further, KL (m-3) in the above equation indicates the KL (m) of the previous cycle in the same cylinder group, and # 4
KL (m-3) at the time of cylinder calculation is
KL (1) is used, and KL (m-3) at the time of calculation of # 1 cylinder
Uses KL (1) in the previous # 4 cylinder. KL (m-3) at the time of calculation for # 5 cylinder is KL for the previous # 2 cylinder.
(2) is used, and KL (m-3) in the previous # 5 cylinder is used as KL (m-3) in the calculation of the # 2 cylinder. KL (m-3) in the calculation of # 6 cylinder is KL (3) in the previous # 3 cylinder
Is used, and KL (m-3) in the calculation of the # 3 cylinder uses KL (3) in the previous # 6 cylinder.
【0048】一方、上式におけるKR(n) は次式で求めら
れる。 KR(n) =3 ・TN(n) /{TN(n) +TN(n-1) +TN(n-2) } これは、2回前の計測時間TN(n-2) から今回の計測時間
TN(n) までの平均計測時間に対応した計測値であり、セ
グメント補正値KL(m)の算出に際し、KR(n) に対し
て、セグメント補正値ゲインXMFDKFG による一次フィル
タ処理が前述の式を用いて行なわれる。On the other hand, KR (n) in the above equation is obtained by the following equation. KR (n) = 3 ・ TN (n) / TN (n) + TN (n-1) + TN (n-2) は This is the measurement time from the previous measurement time TN (n-2) two times to the current measurement time
This is a measurement value corresponding to the average measurement time up to TN (n). When calculating the segment correction value KL (m), the primary filter processing with the segment correction value gain XMFDKFG applies the above equation to KR (n). It is performed using.
【0049】ところで、本実施例のエンジンの燃焼状態
制御装置は、角加速度検出手段107の検出信号を用い
て角加速度の変動値を検出する変動検出手段101をそ
なえている。そして、変動検出手段101の演算は、検
出された角速度を平滑化手段108により平滑化した平
滑値と、角加速度検出手段107から出力された角加速
度との差を求めることにより行なわれるように構成され
ている。The engine combustion state control apparatus of this embodiment includes a fluctuation detecting means 101 for detecting a fluctuation value of the angular acceleration by using a detection signal of the angular acceleration detecting means 107. The calculation of the fluctuation detecting means 101 is performed by calculating a difference between a smoothed value obtained by smoothing the detected angular velocity by the smoothing means 108 and the angular acceleration output from the angular acceleration detecting means 107. Have been.
【0050】すなわち、変動検出手段101において
は、加速度変動値ΔACC(n)が次式により算出され
る。 ΔACC(n)=ACC(n)−ACCAV(n) ここで、ACCAV(n)は、検出された角速度を平滑
化手段108により平滑化した平滑値であり、次式によ
る一次フィルタ処理を行なうことにより算出される。That is, in the fluctuation detecting means 101, the acceleration fluctuation value ΔACC (n) is calculated by the following equation. ΔACC (n) = ACC (n) -ACCAV (n) Here, ACCAV (n) is a smoothed value obtained by smoothing the detected angular velocity by the smoothing means 108, and performs a primary filter process by the following equation. Is calculated by
【0051】ACCAV(n)=α・ACCAV(n−
1)+(1−α)・ACC(n) ここで、αは一次フィルタ処理における更新ゲインであ
り、0.95程度の値が採られる。また、変動検出手段
101から出力される変動値ΔACC(n)をエンジン
の運転状態に応じて正規化し、正規化変動値IAC
(n)を求める正規化変動値検出手段102が設けられ
ている。ACVAC (n) = α · ACCAV (n−
1) + (1−α) · ACC (n) Here, α is an update gain in the primary filter processing, and a value of about 0.95 is adopted. Further, the variation value ΔACC (n) output from the variation detecting means 101 is normalized according to the operating state of the engine, and the normalized variation value IAC
A normalized fluctuation value detecting means 102 for obtaining (n) is provided.
【0052】すなわち、正規化変動値検出手段102に
おける正規化変動値IAC(n)の算出は次式により行
なわれる。 IAC(n)=ΔACC(n)・Kte(Ev,Ne) ここで、Kte(Ev,Ne)は出力補正係数であり、
図10に示す特性により設定されるようになっている。That is, the calculation of the normalized variation value IAC (n) in the normalized variation value detection means 102 is performed by the following equation. IAC (n) = ΔACC (n) · Kte (Ev, Ne) where Kte (Ev, Ne) is an output correction coefficient,
It is set according to the characteristics shown in FIG.
【0053】図10の特性は、横軸に体積効率Evをと
り、この体積効率Evに対する出力補正係数Kte(E
v,Ne)を縦軸にとって示されており、エンジン回転
数Neが大きくなるほど右上側の線の特性を採用するよ
うに構成されている。したがって、図10の特性がマッ
プとして記憶されており、クランク角センサ24等の検
出信号から算出されるエンジン回転数Neと体積効率E
vとから、出力補正係数Kte(Ev,Ne)がECU
25において設定され、エンジン出力に対応した補正に
よる正規化が行なわれるように構成されている。In the characteristic shown in FIG. 10, the volume efficiency Ev is plotted on the horizontal axis, and the output correction coefficient Kte (E
v, Ne) is plotted on the vertical axis, and the characteristic of the upper right line is adopted as the engine speed Ne increases. Therefore, the characteristic of FIG. 10 is stored as a map, and the engine speed Ne and the volumetric efficiency E calculated from the detection signal of the crank angle sensor 24 and the like are stored.
v, the output correction coefficient Kte (Ev, Ne) is calculated by the ECU.
It is set at 25 and is configured to perform normalization by correction corresponding to the engine output.
【0054】そして、正規化変動値IAC(n)と所定
の閾値IACTHとを比較して燃焼悪化判定値VAC
(j)を求める燃焼悪化判定値算出手段104が設けら
れおり、燃焼悪化判定値VAC(j)は、正規化変動値
IAC(n)が閾値IACTHを下回る悪化量を累積し
て求めるように構成されている。すなわち、燃焼悪化判
定値VAC(j)は、次式により算出される。Then, the normalized fluctuation value IAC (n) is compared with a predetermined threshold value IACTH to determine a combustion deterioration determination value VAC.
A combustion deterioration judgment value calculation means 104 for obtaining (j) is provided, and the combustion deterioration judgment value VAC (j) is configured to accumulate and obtain the deterioration amount in which the normalized fluctuation value IAC (n) falls below the threshold value IACTH. Have been. That is, the combustion deterioration determination value VAC (j) is calculated by the following equation.
【0055】 VAC(j)=Σ{ IAC(J) < IACTH }* { IACTH -
IAC(J) } ここで、上式の{ IAC(J) < IACTH }は、 IAC(J) <
IACTH が成立しているとき「1」をとり、成立していな
いとき「0」をとる関数であり、正規化変動値IAC
(n)が所定の閾値IACTHを下回っているとき、こ
の下回った量を悪化量として累積するように構成されて
いる。VAC (j) = Σ {IAC (J) <IACTH} * {IACTH −
IAC (J)} where {IAC (J) <IACTH {in the above equation is IAC (J) <
This function takes "1" when IACTH is satisfied and "0" when it is not satisfied.
When (n) is below a predetermined threshold value IACTH, the amount below this threshold value is accumulated as a deterioration amount.
【0056】したがって、燃焼悪化判定値VAC(j)
は、閾値 IACTHと正規化変動値IAC(j)との差を重
みとした悪化量を累積して求められ、閾値付近の数値の
影響を小さくして、悪化の状態を正確に反映しうるよう
に構成されている。そして、燃焼悪化判定値算出手段1
04における所定の閾値 IACTHは、閾値更新手段110
により、エンジンの運転状態に対応して更新されるよう
に構成されている。Therefore, the combustion deterioration judgment value VAC (j)
Is obtained by accumulating the deterioration amount using the difference between the threshold value IACTH and the normalized variation value IAC (j) as a weight, and reducing the influence of the numerical values near the threshold value so that the deterioration state can be accurately reflected. Is configured. Then, combustion deterioration determination value calculation means 1
04, the predetermined threshold value IACTH
Thus, the information is updated in accordance with the operating state of the engine.
【0057】なお、上述の添字jは、気筒番号を示して
いる。また、燃焼悪化判定値VAC(j)としてはより
簡単なプログラムを用いて正規化変動値IAC(n)が
閾値IACTHを下回る回数を累積して求めてもよい
(即ちVAC(j)=Σ{ IAC(j) < IACTH })。上
述のような燃焼悪化判定値算出手段104からの演算結
果は、燃焼状態制御手段105で用いられるように構成
されている。The above-mentioned subscript j indicates a cylinder number. Further, the combustion deterioration determination value VAC (j) may be obtained by accumulating the number of times the normalized fluctuation value IAC (n) falls below the threshold value IACTH using a simpler program (that is, VAC (j) = Σ {). IAC (j) <IACTH II). The calculation result from the combustion deterioration determination value calculation means 104 as described above is configured to be used by the combustion state control means 105.
【0058】すなわち、燃焼状態制御手段105は、燃
焼悪化判定値算出手段104により算出された燃焼悪化
判定値VAC(j)を参照し、基準値設定手段112か
らの所定の基準値についてエンジンの燃焼変動調整要素
106を制御するように構成されている。即ち、燃焼状
態制御手段105は正規化変動値に基づいて空燃比の希
薄化制御を行なうように構成されている。That is, the combustion state control means 105 refers to the combustion deterioration judgment value VAC (j) calculated by the combustion deterioration judgment value calculation means 104, and performs the engine combustion for a predetermined reference value from the reference value setting means 112. It is configured to control the fluctuation adjusting element 106. That is, the combustion state control means 105 is configured to perform the air-fuel ratio lean control based on the normalized fluctuation value.
【0059】燃焼状態制御手段105による燃焼変動調
整要素106の制御についての基準値として、上限基準
値設定手段112Uからの上限基準値(VACTH1)112U
と下限基準値設定手段112Lからの下限基準値(VACTH
2)とが設けられている。そして、燃焼変動調整要素10
6による制御は、燃焼悪化判定値VAC(j)を上限基
準値(VACTH1)と下限基準値(VACTH2)との間に収めるべく
行なわれるように構成されている。The upper limit reference value (VACTH1) 112U from the upper limit reference value setting means 112U is used as a reference value for controlling the combustion fluctuation adjusting element 106 by the combustion state control means 105.
And the lower reference value (VACTH) from the lower reference value setting means 112L.
2) is provided. Then, the combustion fluctuation adjusting element 10
The control by 6 is performed so that the combustion deterioration determination value VAC (j) falls between the upper limit reference value (VACTH1) and the lower limit reference value (VACTH2).
【0060】すなわち、燃焼変動調整要素106による
制御は前述のように、燃料噴射に際しての基本噴射パル
ス幅の補正により行なわれるように構成されており、噴
射パルス幅Tinj(j) は、次式で算出されるように構成さ
れている。 Tinj(j)=TB×KAC(j)×K ×KAFL + Td または、 Tinj(j)=TB×KAC(j)×K + Td そして、上式における補正係数KAC(j)が次のように調整
されるようになっている。That is, as described above, the control by the combustion fluctuation adjusting element 106 is configured to be performed by correcting the basic injection pulse width at the time of fuel injection, and the injection pulse width Tinj (j) is expressed by the following equation. It is configured to be calculated. Tinj (j) = TB × KAC (j) × K × KAFL + Td or Tinj (j) = TB × KAC (j) × K + Td And the correction coefficient KAC (j) in the above equation is as follows: It is being adjusted.
【0061】まず、燃焼悪化判定値VAC(j)が上限
基準値VACTH1を超えている場合には、所定以上に燃焼変
動値が悪化している場合であるとして、燃料噴射量を増
加させるリッチ化の補正が次式による補正係数KAC(j)の
算出により行なわれるようになっている。 KAC(j) = KAC(j) + KAR・{ VAC(j) − VACTH1 } これは、図7に示す補正特性のうちリッチ側右上特性の
補正値を算出するもので、 KARは特性の傾きを示す係数
である。そして、右辺のKAC(j)は、番号j 気筒につい
て、前の演算サイクル(n-1) において算出された補正係
数を示しており、上式により更新が行なわれる。First, when the combustion deterioration determination value VAC (j) exceeds the upper limit reference value VACTH1, it is determined that the combustion fluctuation value has deteriorated beyond a predetermined value, and the fuel injection amount is increased. Is performed by calculating a correction coefficient KAC (j) according to the following equation. KAC (j) = KAC (j) + KAR · {VAC (j)-VACTH1} This calculates the correction value of the upper right characteristic on the rich side among the correction characteristics shown in FIG. 7, and KAR indicates the slope of the characteristic. It is a coefficient shown. KAC (j) on the right side indicates the correction coefficient calculated in the previous calculation cycle (n-1) for the cylinder number j, and is updated by the above equation.
【0062】なお、図7は横軸に燃焼悪化判定値VAC
をとり、縦軸に補正係数KACをとって補正特性を示し
ている。一方、燃焼悪化判定値VAC(j)が下限基準
値VACTH2を下回っている場合には、さらにリーン化を行
ないうる余裕をそなえた場合であるとして、燃料噴射量
を減少させるリーン化の補正が次式による補正係数KAC
(j)の算出により行なわれるようになっている。In FIG. 7, the horizontal axis indicates the combustion deterioration determination value VAC.
The correction characteristic is shown by taking the correction coefficient KAC on the vertical axis. On the other hand, if the combustion deterioration determination value VAC (j) is lower than the lower limit reference value VACTH2, it is determined that there is a margin for further leaning, and the leaning correction for reducing the fuel injection amount is performed next. Correction coefficient KAC by formula
This is performed by calculating (j).
【0063】 KAC(j) = KAC(j) - KAL・{ VAC(j) − VACTH2 } これは、図7に示すリーン側左下特性の補正値を算出す
るもので、 KALは特性の傾きを示す係数である。さら
に、燃焼悪化判定値VAC(j)が、下限基準値VACTH2
以上で、上限基準値VACTH1以下である場合には、適正な
運転状態であるとして、燃料噴射量を前の状態に保つた
め、補正係数KAC(j)の変更を行なわないようになってい
る。KAC (j) = KAC (j) −KAL {{VAC (j) −VACTH2} This is to calculate the correction value of the lean lower-left characteristic shown in FIG. 7, where KAL indicates the characteristic slope. It is a coefficient. Further, the combustion deterioration determination value VAC (j) is set to the lower limit reference value VACTH2.
As described above, when the value is equal to or less than the upper limit reference value VACTH1, it is determined that the operating state is appropriate, and the correction coefficient KAC (j) is not changed in order to keep the fuel injection amount at the previous state.
【0064】これは、図7に示すリーン側左下特性とリ
ッチ側右上特性との間の平坦な特性に対応するもので、
補正に関しての不感帯を構成している。ここで、下限基
準値VACTH2と上限基準値VACTH1とは、燃焼変動目標値VA
C0を中心とし、下限基準値VACTH2を(VAC0-ΔVAC)の値
に、上限基準値VACTH1を(VAC0+ΔVAC)の値に設定されて
いる。This corresponds to a flat characteristic between the lower left characteristic on the lean side and the upper right characteristic on the rich side shown in FIG.
This constitutes a dead zone for correction. Here, the lower limit reference value VACTH2 and the upper limit reference value VACTH1 are the combustion variation target value VA.
With reference to C0, the lower reference value VACTH2 is set to a value of (VAC0-ΔVAC), and the upper reference value VACTH1 is set to a value of (VAC0 + ΔVAC).
【0065】燃焼変動目標値VAC0は、COV(Coefficie
nt of variance) の目標値(10 %程度) に対応した値で
あり、燃焼変動目標値VAC0の両側におけるΔVAC の範囲
における燃料補正をしないようにすることにより、回転
変動を有限期間(128サイクル) で評価したり、閾値以下
のもので演算していることに起因した誤差によるリミッ
トサイクルを防止するようになっている。The combustion fluctuation target value VAC0 is calculated as COV (Coefficie
This is a value corresponding to the target value of nt of variance (approximately 10%), and the rotation fluctuation is limited for a finite period (128 cycles) by not performing fuel correction in the range of ΔVAC on both sides of the combustion fluctuation target value VAC0. In this case, a limit cycle due to an error caused by performing an evaluation using a value less than or equal to a threshold value is prevented.
【0066】そして、上述の補正係数KAC(j)は、上下限
値でクリップされるように構成されており、例えば、
0.9<KAC(j)<1.1の範囲内に収まるように
設定され、急速な補正を行なわず、徐々に補正を行なう
ことにより、ショック等の発生を防止し、安定した制御
が行なわれるように構成されている。さらに、燃焼悪化
判定値VAC(j)は、設定された燃焼回数、例えば1
28サイクルごとに更新されるようになっており、比較
的長い期間を対象とした燃焼状態の把握による制御を行
なうことにより、統計的な特性を反映する安定した確実
な制御が行なわれるように構成されている。The above-described correction coefficient KAC (j) is configured to be clipped at the upper and lower limits.
0.9 <KAC (j) <1.1 is set so as to fall within the range, and by performing the correction gradually without performing the rapid correction, the occurrence of a shock or the like is prevented and the stable control is performed. It is configured to be. Further, the combustion deterioration determination value VAC (j) is a set number of times of combustion, for example, 1
It is configured to be updated every 28 cycles. By performing control by grasping the combustion state for a relatively long period, stable and reliable control that reflects statistical characteristics is performed. Have been.
【0067】そして、正規化変動値IAC(n)が悪路
判定閾値設定手段115からの所定の悪路判定上限閾値
(悪路判定閾値)IACTHUから加速側に超えること
に基づき悪路走行を判定する悪路判定手段113が設け
られるとともに、悪路判定手段113の判定結果に基づ
き燃焼状態制御手段105におけるリーン制御(空燃比
希薄化制御)を制限するリーン制御制限手段(希薄化制
御制限手段)114が設けられている。Then, rough road traveling is determined based on the fact that the normalized fluctuation value IAC (n) exceeds a predetermined rough road determination upper limit threshold (bad road determination threshold) IACTHU from the rough road determination threshold setting means 115 toward the acceleration side. And a lean control limiting means (lean control limiting means) for limiting the lean control (air-fuel ratio lean control) in the combustion state control means 105 based on the determination result of the rough road determining means 113. 114 are provided.
【0068】また、悪路判定手段113は、正規化変動
値IAC(n)が所定の悪路判定下限閾値(悪路判定閾
値)IACTHLを減速側に下回る量も累積して、悪路
判定をより正確に行なえるように構成されている。な
お、悪路判定上限閾値IACTHU,悪路判定下限閾値
IACTHL,燃焼判定閾値IACTHの大小関係は図
14のように、IACTHU>IACTH>IACTH
Lとなっている。The rough road determination means 113 also accumulates the amount by which the normalized variation value IAC (n) falls below a predetermined rough road determination lower limit threshold (bad road determination threshold) IACTHL on the deceleration side, and makes a rough road determination. It is configured so that it can be performed more accurately. The magnitude relationship between the rough road determination upper threshold value IACTHU, the rough road determination lower threshold value IACTHL, and the combustion determination threshold value IACTH is, as shown in FIG. 14, as IACTHU>IACTH> IACTH.
L.
【0069】そして、悪路判定手段113は次のような
各閾値および各基準値を比較対象とする所定の演算を行
ない、所要の判定を行なうように構成されている。ま
ず、正規化変動値IAC(n)が悪路判定上限閾値IA
CTHUを加速側に超えるごとに、超えた量を累積し、
累積結果としての悪路判定上方値VACU(j)を算出
するように構成されている。The rough road determination means 113 is configured to perform a predetermined calculation using the following threshold values and reference values as comparison targets to make a required determination. First, the normalized variation value IAC (n) is equal to the rough road determination upper threshold IA.
Each time CTHU exceeds the acceleration side, the excess amount is accumulated,
It is configured to calculate a rough road determination upper value VACU (j) as an accumulation result.
【0070】また、正規化変動値IAC(n)が悪路判
定下限閾値IACTHLを減速側に超えるごとに、超え
た量を累積し、累積結果としての悪路判定下方値VAC
L(j)を算出するように構成されている。そして、悪
路判定上方値VACU(j)が上方悪路基準値VACU
Lを超えるとともに、悪路判定下方値VACL(j)が
下方悪路基準値VACLLを超えるという条件を満たし
た回数をカウントして求められる悪路判定指数MMが設
けられており、悪路判定指数MMが悪路指数判定値m2
を超えた場合に悪路走行時であると判定するように構成
されている。Each time the normalized variation value IAC (n) exceeds the rough road determination lower limit threshold value IACTHL toward the deceleration side, the excess amount is accumulated, and the rough road determination lower value VAC as a cumulative result is obtained.
It is configured to calculate L (j). Then, the rough road determination upper value VACU (j) becomes the upper rough road reference value VACU.
L, and a rough road determination index MM obtained by counting the number of times that the condition that the rough road determination lower value VACL (j) exceeds the lower rough road reference value VACLL is provided. MM is the rough road index determination value m2
Is determined to be when traveling on a bad road.
【0071】悪路走行時であると判定された場合には、
燃料噴射制御における噴射パルス幅Tinj(j)の算
出に際し、リーン制御制限手段114において、リーン
化補正係数KAFLによる補正を行なわない値が算出さ
れ、リーン制御が制限されるように構成されている。す
なわち、リーン制御制限手段114が作動しない場合に
は、次式により噴射パルス幅Tinj(j) が算出されるよう
に構成されている。When it is determined that the vehicle is traveling on a rough road,
When calculating the injection pulse width Tinj (j) in the fuel injection control, the lean control restricting means 114 calculates a value that is not corrected by the lean correction coefficient KAFL, and the lean control is restricted. That is, when the lean control restricting means 114 does not operate, the injection pulse width Tinj (j) is calculated by the following equation.
【0072】Tinj(j)=TB×KAC(j)×K ×KAFL + Td これに対し、悪路走行を判定されたリーン制御制限手段
114の作動時には、次式により噴射パルス幅Tinj(j)
が算出されるように構成されている。 Tinj(j)=TB×KAC(j)×K + Td したがって、リーン化補正係数KAFLによる補正分に
ついて、リーン制御が制限されるようになっている。Tinj (j) = TB × KAC (j) × K × KAFL + Td On the other hand, when the lean control restricting means 114 is determined to be running on a rough road, the injection pulse width Tinj (j) is calculated by the following equation.
Is calculated. Tinj (j) = TB × KAC (j) × K + Td Therefore, lean control is limited for the amount of correction by the leaning correction coefficient KAFL.
【0073】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼
状態制御装置は上述のように構成されているので、リー
ンバーン運転時において、図4,5のフローチャートに
示す作動が順次行なわれる。まず、ステップS1 におい
て、角加速度検出手段107により角加速度ACC
(n)が検出される。Since the combustion state control device for the engine according to one embodiment of the present invention is configured as described above, the operations shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 5 are sequentially performed during the lean burn operation. First, in step S1, the angular acceleration ACC is
(N) is detected.
【0074】ここで、検出に用いられる演算は次式によ
る。 ACC(n)=1/TN(n) ・{KL(m)/TN(n)-KL(m-1)/TN(n
-1) } なお、KL(m) はセグメント補正値であり、今回の識別気
筒に関連して、ベーン製造上および取り付け上のベーン
角度間隔のばらつきによる周期測定誤差を除去するため
の補正を行なうべく、次式でセグメント補正値KL
(m)が算出される。Here, the calculation used for the detection is based on the following equation. ACC (n) = 1 / TN (n) · {KL (m) / TN (n) -KL (m-1) / TN (n
-1) KL Note that KL (m) is a segment correction value, and performs correction to eliminate cycle measurement errors due to variations in vane angle intervals in the manufacture and installation of the vane in relation to the current identified cylinder. Therefore, the segment correction value KL is calculated by the following equation.
(M) is calculated.
【0075】 KL(m)= {KL(m-3)*(1-XMFDKFG)+KR(n)*(XMFDKFD) } ただし、XMFDKFG はセグメント補正値ゲインを示してい
る。一方、上式におけるKR(n) は次式で求められる。 KR(n) =3 ・TN(n) /{TN(n) +TN(n-1) +TN(n-2) } これは、2回前の計測時間TN(n-2) から今回の計測時間
TN(n) までの平均計測時間に対応した計測値であり、セ
グメント補正値KL(m)の算出に際し、セグメント補
正値ゲインXMFDKFG による一次フィルタ処理が前述の式
を用いて行なわれる。KL (m) = {KL (m−3) * (1-XMFDKFG) + KR (n) * (XMFDKFD)} where XMFDKFG indicates a segment correction value gain. On the other hand, KR (n) in the above equation is obtained by the following equation. KR (n) = 3 ・ TN (n) / TN (n) + TN (n-1) + TN (n-2) は This is the measurement time from the previous measurement time TN (n-2) two times to the current measurement time
This is a measurement value corresponding to the average measurement time up to TN (n). In calculating the segment correction value KL (m), the primary filter processing using the segment correction value gain XMFDKFG is performed using the above-described equation.
【0076】そして、ステップS2において平均加速度
ACCAV(n)が算出される。ここで、ACCAV
(n)は、検出された角速度ACC(n)を平滑化手段
108により平滑化した平滑値であり、次式による一次
フィルタ処理を行なうことにより算出される。 ACCAV(n)=α・ACCAV(n−1)+(1−
α)・ACC(n) ここで、αは一次フィルタ処理における更新ゲインであ
り、0.95程度の値が採られる。Then, in step S2, the average acceleration ACCAV (n) is calculated. Where ACCAV
(N) is a smoothed value obtained by smoothing the detected angular velocity ACC (n) by the smoothing means 108, and is calculated by performing a primary filter process by the following equation. ACVAC (n) = α · ACCAV (n−1) + (1−
α) · ACC (n) Here, α is an update gain in the primary filter processing, and a value of about 0.95 is adopted.
【0077】次いで、ステップS3において、変動検出
手段101により、加速度変動値ΔACC(n)が検出
される。すなわち、角加速度検出手段107により検出
された角速度ACC(n)と、平滑化手段108により
平滑化した平滑値としての平均加速度ACCAV(n)
との差を求めることにより、加速度変動値ΔACC
(n)が次式で算出される。Next, in step S3, the fluctuation detecting means 101 detects an acceleration fluctuation value ΔACC (n). That is, the angular velocity ACC (n) detected by the angular acceleration detecting means 107 and the average acceleration ACVAC (n) as a smoothed value smoothed by the smoothing means 108
And the difference between the acceleration variation value ΔACC
(N) is calculated by the following equation.
【0078】 ΔACC(n)=ACC(n)−ACCAV(n) また、ステップS4において、正規化変動値検出手段1
02により、変動検出手段101から出力される変動値
ΔACC(n)をエンジンの運転状態に応じて正規化し
た正規化変動値IAC(n)が次式により算出される。 IAC(n)=ΔACC(n)・Kte(Ev,Ne) ここで、Kte(Ev,Ne)は出力補正係数であり、
図10に示す特性により設定される。ΔACC (n) = ACC (n) −ACCAV (n) In step S 4, the normalized fluctuation value detecting means 1
As a result, a normalized fluctuation value IAC (n) obtained by normalizing the fluctuation value ΔACC (n) output from the fluctuation detecting means 101 according to the operating state of the engine is calculated by the following equation. IAC (n) = ΔACC (n) · Kte (Ev, Ne) where Kte (Ev, Ne) is an output correction coefficient,
It is set by the characteristics shown in FIG.
【0079】図10の特性は、横軸に体積効率Evをと
り、この体積効率Evに対する出力補正係数Kte(E
v,Ne)を縦軸にとって示されており、エンジン回転
数Neが大きくなるほど右上側の線の特性が採用され
る。すなわち、マップとして記憶された図10の特性に
おいて、クランク角センサ220等の検出信号から算出
されるエンジン回転数Neと体積効率Evとから、出力
補正係数Kte(Ev,Ne)がECU25において設
定され、エンジン出力に対応した補正による正規化が行
なわれる。In the characteristic shown in FIG. 10, the volume efficiency Ev is plotted on the horizontal axis, and the output correction coefficient Kte (E
v, Ne) are plotted on the vertical axis, and the characteristic of the upper right line is adopted as the engine speed Ne increases. That is, in the characteristic of FIG. 10 stored as a map, the ECU 25 sets the output correction coefficient Kte (Ev, Ne) from the engine speed Ne and the volumetric efficiency Ev calculated from the detection signal of the crank angle sensor 220 and the like. , Normalization is performed by correction corresponding to the engine output.
【0080】ここで、上述のような、エンジン出力に対
応する正規化をした場合における制御特性について説明
する。すなわち、角加速度ω’は次式のように示され
る。 ω’=1/Ie・(Te−Tl) ・・・・ ここで、Te:エンジントルク Tl:負荷トルク Ie:慣性モーメント 一方、ω’=ω0 ’+Δω’ ・・・・・・・・・・ ここで、ω0 ’:平均角加速度 ,式より、 ω0 ’+Δω’= 1/Ie・(Te−Tl) = 1/Ie・(Te0 −Tl)+ΔTe/Ie よって、 Δω’= ΔTe/Ie ・・・・・・・ ところで、前述したステップS1における角加速度AC
C(n)の検出手法では、エンジントルク情報が、負荷
外乱のない場合に比較的良く保存される。そして、式
に示すように、平均角加速度ω0 ’からの変動Δω’
〔加速度変動値ΔACC(n)〕を用いるとともに、慣
性モーメントIeを考慮した正規化出力〔正規化変動値
IAC(n)〕として制御を行なうことにより、燃焼変
動の統計的性質を考慮し、燃焼変動を確実に反映させた
制御が行なわれる。Here, control characteristics in the case where the above-described normalization corresponding to the engine output is performed will be described. That is, the angular acceleration ω ′ is expressed by the following equation. ω '= 1 / Ie · ( Te-Tl) ···· Here, Te: engine torque Tl: Load torque Ie: Meanwhile moment of inertia, ω' = ω 0 '+ Δω' ········· Here, ω 0 ′: average angular acceleration, ω 0 ′ + Δω ′ = 1 / Ie · (Te−Tl) = 1 / Ie · (Te 0 −T1) + ΔTe / Ie Therefore, Δω ′ = ΔTe / Ie ·········· By the way, the angular acceleration AC in step S1 described above.
In the detection method of C (n), the engine torque information is stored relatively well when there is no load disturbance. Then, as shown in the equation, the variation Δω ′ from the average angular acceleration ω 0 ′
By using the [acceleration fluctuation value ΔACC (n)] and performing control as a normalized output [normalized fluctuation value IAC (n)] in consideration of the inertia moment Ie, the combustion characteristics are considered in consideration of the statistical properties of the combustion fluctuation. Control is performed in which the fluctuation is reliably reflected.
【0081】ステップS4の動作が行なわれると、次い
でステップS41〜S44における、悪路判定値VAC
U,VACLの算出が行なわれる。すなわち、ステップ
S41において、正規化変動値IAC(n)が、悪路判
定上限閾値IACTHUを超えているかどうかを判定さ
れ、超えている場合には「YES」ルートをとり、次式
により悪路判定上方値VACU(j)が算出される。When the operation of step S4 is performed, then, in steps S41 to S44, the rough road determination value VAC
U and VACL are calculated. That is, in step S41, it is determined whether or not the normalized variation value IAC (n) exceeds the rough road determination upper limit threshold value IACTHU. If so, a "YES" route is taken, and the rough road determination is performed by the following equation. An upper value VACU (j) is calculated.
【0082】VACU(j)=VACU(j)+IAC
(n)−IACTHU また、ステップS43において、正規化変動値IAC
(n)が、悪路判定下限閾値IACTHLを下回ってい
るかどうかを判定され、下回っている場合には、「YE
S」ルートをとり、次式により悪路判定下方値VACL
(j)が算出される。VACU (j) = VACU (j) + IAC
(N) -IACTHU Also, in step S43, the normalized variation value IAC
It is determined whether (n) is below the rough road determination lower limit threshold value IACTHL.
Take the "S" route and use the following formula to determine the rough road lower value VACL.
(J) is calculated.
【0083】VACL(j)=VACL(j)+IAC
(n)−IACTHL すなわち、正規化変動値IAC(n)の悪路判定上限閾
値IACTHUを超える量を累積した悪路判定上方値V
ACU(j)と、正規化変動値IAC(n)の悪路判定
下方値VACL(j)を下回る量を累積した悪路判定下
方値VACL(j)とが算出される。VACL (j) = VACL (j) + IAC
(N) -IACTHL That is, the rough road determination upper value V that is obtained by accumulating an amount of the normalized variation value IAC (n) exceeding the rough road determination upper threshold IACTHU
ACU (j) and a rough road determination lower value VACL (j) obtained by accumulating an amount of the normalized variation value IAC (n) below the rough road determination lower value VACL (j) are calculated.
【0084】そして、これらの演算が行なわれた場合
は、燃焼状態の悪化により正規化変動値IAC(n)が
変化したのではなく、車輪のスリップ等により発生する
回転変動であるため、燃焼悪化判定値算出手段104に
よるステップS7〜ステップS10の燃焼悪化判定値V
AC(j)の算出動作を行なわずに、ステップS11に
至る。When these calculations are performed, the normalized fluctuation value IAC (n) does not change due to the deterioration of the combustion state, but the rotation fluctuation caused by the slipping of the wheels and the like. Combustion deterioration determination value V in steps S7 to S10 by determination value calculation means 104
The process proceeds to step S11 without performing the operation of calculating AC (j).
【0085】一方、正規化変動値IAC(n)が悪路判
定上限閾値IACTHUと悪路判定下限閾値IACTH
Lとの間の値である場合は、ステップS41およびステ
ップS43において「NO」ルートをとり、ステップS
7〜ステップS10の動作が行なわれる。すなわち、正
規化変動値IAC(n)の変化が悪路によるスリップ等
に起因して発生したものではなく、燃焼状態の変化によ
り発生したものであるため、燃焼悪化判定値算出手段1
04の動作が実行され、正規化変動値IAC(n)と所
定の閾値IACTHとを比較して、次式により燃焼悪化
判定値VAC(j)が算出される。On the other hand, the normalized variation value IAC (n) is determined by the rough road determination upper threshold IACTHU and the rough road determination lower threshold IACTH.
If the value is a value between L and "NO" in steps S41 and S43,
Operations from 7 to step S10 are performed. That is, the change in the normalized fluctuation value IAC (n) is not caused by a slip or the like due to a bad road, but is caused by a change in the combustion state.
Operation 04 is performed, and the normalized fluctuation value IAC (n) is compared with a predetermined threshold value IACTH, and a combustion deterioration determination value VAC (j) is calculated by the following equation.
【0086】VAC(j)=Σ{ IAC(J) < IACTH }
* { IACTH - IAC(J) } まず、ステップS7において、正規化変動値IAC
(n)と所定の閾値IACTHとの差ΔIAC(n)が
算出され、次いで、ステップS8において、差ΔIAC
(n)が負であるかどうかが判断される。この判断は、
上式における関数{ IAC(J) < IACTH }に対応するも
ので、 IAC(J) < IACTH が成立しているとき「1」をと
り、成立していないとき「0」をとる動作を行なう。VAC (j) = {IAC (J) <IACTH}
* {IACTH-IAC (J)} First, in step S7, normalized fluctuation value IAC
The difference ΔIAC (n) between (n) and the predetermined threshold value IACTH is calculated, and then, in step S8, the difference ΔIAC
It is determined whether (n) is negative. This decision
This function corresponds to the function {IAC (J) <IACTH} in the above equation, and takes the value "1" when IAC (J) <IACTH holds, and takes the value "0" when it does not hold.
【0087】すなわち、 IAC(J) < IACTH が成立してい
るときΔIAC(n)が正であるため、「NO」ルート
を通じて、ステップS10における燃焼悪化判定値VA
C(j)の累積が行なわれ、上記の関数が「1」をとっ
た状態になる。一方、 IAC(J) < IACTH が成立していな
いときΔIAC(n)が負であるため、「YES」ルー
トを通じてステップS9によりΔIAC(n)=0が実
行される。これにより、ステップS10では、燃焼悪化
判定値VAC(j)の累積は行なわれない状態となり、
上記の関数が「0」をとった状態になる。That is, when IAC (J) <IACTH holds, ΔIAC (n) is positive, and therefore, the combustion deterioration determination value VA in step S10 through the “NO” route.
The accumulation of C (j) is performed, and the above-mentioned function assumes a state of “1”. On the other hand, when IAC (J) <IACTH is not satisfied, ΔIAC (n) is negative, so that ΔIAC (n) = 0 is executed in step S9 through the “YES” route. As a result, in step S10, the accumulation of the combustion deterioration determination value VAC (j) is not performed.
The above function takes a state of “0”.
【0088】これにより、図8で点A〜Dに示すよう
な、正規化変動値IAC(n)が所定の閾値IACTH
を下回っているとき、この下回った量を悪化量として累
積されることになる。したがって、燃焼悪化判定値VA
C(j)は、閾値 IACTHと正規化変動値IAC(j)と
の差を重みとした悪化量を累積して求められ、閾値付近
の数値の影響を小さくして、悪化の状態が燃焼悪化判定
値VAC(j)に正確に反映される。As a result, the normalized variation value IAC (n) as shown by points A to D in FIG.
When the value is below the value, the amount below the value is accumulated as the deterioration amount. Therefore, the combustion deterioration determination value VA
C (j) is obtained by accumulating the deterioration amount using the difference between the threshold value IACTH and the normalized fluctuation value IAC (j) as a weight. It is accurately reflected on the judgment value VAC (j).
【0089】そして、燃焼悪化判定値算出手段104に
おける所定の閾値 IACTHは、閾値更新手段110によ
り、エンジンの運転状態に対応して更新されるように構
成されており、よりリーン限界に近い運転状態を実現し
うるようになっている。なお、上述の添字jは、気筒番
号を示しており、気筒jごとに燃焼悪化判定値VAC
(j)が累積される。The predetermined threshold value IACTH in the combustion deterioration determination value calculating means 104 is configured to be updated by the threshold value updating means 110 in accordance with the operating state of the engine, and the operating state closer to the lean limit is set. Can be realized. The above-mentioned subscript j indicates a cylinder number, and the combustion deterioration determination value VAC is set for each cylinder j.
(J) is accumulated.
【0090】次いで、ステップS11が実行され、サン
プリングの回数を示すNが128を超えたかどうかが判
断される。すなわち、図8に示す積算区間を経過したか
どうかが判断され、経過していない場合は「NO」ルー
トをとって、ステップS13を実行し、回数Nを「1」
増加させて、更に悪路フラグがセットされておらず、他
のリーン条件が成立している場合(ステップS131,
S132)は、燃料補正を行なわないままステップS2
0が実行される。これにより、128サイクルの積算区
間内について、噴射パルス幅Tinjにおける補正係数
KAC(j)に関する補正は行なわれず、もっぱら燃焼
悪化判定値VAC(j)の累積が行なわれる。Next, step S11 is executed, and it is determined whether or not N indicating the number of times of sampling exceeds 128. That is, it is determined whether or not the integration section shown in FIG. 8 has elapsed, and if not, the “NO” route is taken, step S13 is executed, and the number N is set to “1”.
If the rough road flag is not set and another lean condition is satisfied (step S131,
In step S132), step S2 is performed without performing the fuel correction.
0 is executed. As a result, the correction regarding the correction coefficient KAC (j) at the injection pulse width Tinj is not performed within the integrated section of 128 cycles, and the combustion deterioration determination value VAC (j) is exclusively accumulated.
【0091】したがって、悪化判定値VAC(j)は、
設定された燃焼回数、例えば128サイクルごとに更新
されるようになっており、比較的長い期間を対象とした
燃焼状態の把握による制御を行なうことにより、統計的
な特性を反映する安定した確実な制御が行なわれる。そ
して、積算区間が経過すると、ステップS11の「YE
S」ルートを通じ、ステップS12以下の動作が実行さ
れる。Therefore, the deterioration judgment value VAC (j) is
The number of combustions is updated every set cycle, for example, every 128 cycles. By performing control by grasping the combustion state for a relatively long period, a stable and reliable operation reflecting the statistical characteristics is performed. Control is performed. Then, when the integration section has elapsed, “YE” in step S11 is performed.
Through the "S" route, the operations in and after step S12 are executed.
【0092】まず、ステップS12において、回数Nが
「1」にリセットされ、次いで、ステップS121で、
悪路判定上方値VACU(j)が、あらかじめ設定され
た上方悪路基準値VACULを上回っているかどうかが
判定される。上回っている場合は、「YES」ルートを
通じ、ステップS124により非悪路判定指数Mを
「0」にリセットする。First, in step S12, the number N is reset to "1". Next, in step S121,
It is determined whether the rough road determination upper value VACU (j) exceeds a predetermined upper rough road reference value VACUL. If it exceeds, the non-bad road determination index M is reset to “0” in step S124 through the “YES” route.
【0093】一方、悪路判定上方値VACU(j)が、
上方悪路基準値VACULを上回っていない場合は、
「NO」ルートを通じ、さらにステップS122におけ
る判断が行なわれる。ステップS122では、悪路判定
下方値VACL(j)が、あらかじめ設定された下方悪
路基準値VACLLを上回っているかどうかが判定され
る。上回っている場合は、「YES」ルートを通じ、ス
テップS124により、非悪路判定指数Mが「0」にリ
セットされる。On the other hand, the rough road determination upper value VACU (j) is
If it does not exceed the upper rough road reference value VACUL,
Through the “NO” route, the determination in step S122 is further performed. In step S122, it is determined whether or not the rough road determination lower value VACL (j) exceeds a predetermined lower rough road reference value VACLL. If it exceeds, the non-bad road determination index M is reset to “0” in step S124 through the “YES” route.
【0094】そして、ステップS124のあとは、いず
れも悪路走行状態であるとして、ステップS125で、
悪路判定指数MMをインクリメントする。また、悪路判
定下方値VACL(j)が下方悪路基準値VACLLを
上回っていない場合は、「NO」ルートを通じ、ステッ
プS123が実行され、非悪路判定指数Mに「1」が加
算されて、非悪路判定指数Mが増加する。Then, after step S124, it is determined that the vehicle is running on a rough road, and in step S125,
The rough road determination index MM is incremented. If the rough road determination lower value VACL (j) does not exceed the lower rough road reference value VACLL, step S123 is executed through the “NO” route, and “1” is added to the non-rough road determination index M. Thus, the non-bad road determination index M increases.
【0095】すなわち、加速側において悪路判定上方値
VACU(j)が上方悪路基準値VACULを上回って
いる場合は、図12に点Kに示す状態であり、減速側に
おいて悪路判定下方値VACL(j)が下方悪路基準値
VACLLを上回っている場合は、図12に点Gで示す
状態であるため、エンジンの回転変動が加速側と減速側
との双方で出現している。That is, when the rough road determination upper value VACU (j) exceeds the upper rough road reference value VACUL on the acceleration side, the state shown at the point K in FIG. When VACL (j) is greater than the lower rough road reference value VACLL, the state shown by the point G in FIG. 12 indicates that the engine rotation fluctuation appears on both the acceleration side and the deceleration side.
【0096】これに対し、図13における点AKの角加
速度変動は減速側のみに出現している。この現象を比較
解釈すると、図13における状態は燃焼悪化による減速
側への変動であり、図12における状態は、燃焼悪化に
よっては発生せず、悪路における車輪のスリップ等に起
因した角加速度変動であることが考察される。On the other hand, the angular acceleration fluctuation at the point AK in FIG. 13 appears only on the deceleration side. Comparing and interpreting this phenomenon, the state in FIG. 13 is a change to the deceleration side due to the deterioration of combustion, and the state in FIG. 12 is not caused by the deterioration of combustion, but is a change in angular acceleration caused by a wheel slip or the like on a rough road. Is considered.
【0097】したがって、図12に示す状態に対応す
る、ステップS125に至る状況は、悪路の走行時であ
ると解釈され、悪路判定指数MMの加算が行なわれる。
そして、悪路判定指数MMは、ステップS130におい
て、所定の悪路指数判定値m2と比較され、悪路指数判
定値m2を悪路判定指数MMが超えている場合は、加算
された悪路判定指数MMが悪路走行時であると判定すべ
き状態であることを示しているため、ステップS131
が実行されて、悪路フラグがセットされる。その後、悪
路判定指数MMは「0」にリセットされる(ステップS
132)。Therefore, the situation leading to step S125 corresponding to the situation shown in FIG. 12 is interpreted as running on a rough road, and the rough road determination index MM is added.
Then, in step S130, the rough road determination index MM is compared with a predetermined rough road index determination value m2, and when the rough road determination index MM exceeds the rough road determination index m2, the added rough road determination index MM is added. Since the index MM indicates that the vehicle is to be determined to be traveling on a rough road, step S131 is performed.
Is executed, and the rough road flag is set. Thereafter, the rough road determination index MM is reset to “0” (Step S)
132).
【0098】一方、非悪路指数判定値m1を非悪路判定
指数Mが超える場合は、ステップS126でYESルー
トをとって、ステップS127が実行されて、悪路フラ
グがリセットされる。その後、悪路判定指数MM,非悪
路判定指数Mはそれぞれ「0」にリセットされる(ステ
ップS128,S129)。すなわち、128回のサン
プリングにより算出される悪路判定上方値VACU
(j)が上方悪路基準値VACULを上回ったり、悪路
判定下方値VACL(j)が下方悪路基準値VACLL
を上回ったりすると、悪路走行状態であると判定され、
悪路判定指数MMがセットされて、悪路フラグがセット
される。一方、それ以外の場合は、悪路走行状態でない
と判定され、悪路フラグがリセットされる。On the other hand, if the non-rough road index determination value M exceeds the non-rough road index determination value m1, a YES route is taken in step S126, step S127 is executed, and the rough road flag is reset. Thereafter, the rough road determination index MM and the non-rough road determination index M are each reset to "0" (steps S128 and S129). That is, the rough road determination upper value VACU calculated by sampling 128 times.
(J) exceeds the upper rough road reference value VACUL, or the lower rough road determination value VACL (j) becomes the lower rough road reference value VACLL.
Is exceeded, it is determined that the vehicle is traveling on a bad road,
The rough road determination index MM is set, and the rough road flag is set. On the other hand, in other cases, it is determined that the vehicle is not running on a rough road, and the rough road flag is reset.
【0099】上述のようにしてセットまたはリセットさ
れた悪路フラグは、ステップS133又はS131にお
いて参照され、セットされている場合は、「YES」ル
ートを通じステップS135が実行される。ステップS
135では、リーン制御制限手段114の動作が行なわ
れるが、この動作は、燃料噴射パルスの幅であるTin
j(j)を次式で算出し、この算出値による燃料噴射制
御をECU25を通じて行なうことにより行なわれる。The rough road flag set or reset as described above is referred to in step S133 or S131, and if it is set, step S135 is executed through the "YES" route. Step S
At 135, the operation of the lean control restricting means 114 is performed.
j (j) is calculated by the following equation, and fuel injection control based on the calculated value is performed through the ECU 25.
【0100】 Tinj(j)=TB×KAC(j)×K+Td ここで、上式は、後述のステップS20における燃料噴
射パルス幅Tinj(j)に比較して、リーン化係数K
AFLが省かれている。したがって、上式によることに
より、燃料噴射制御におけるリーン化係数KAFLを用
いたリーン化補正を行なわず、リーン制御が制限され
る。Tinj (j) = TB × KAC (j) × K + Td Here, the above equation is compared with the fuel injection pulse width Tinj (j) in step S20 described later, and the leaning coefficient K
AFL is omitted. Therefore, according to the above equation, the lean control is restricted without performing the lean correction using the lean coefficient KAFL in the fuel injection control.
【0101】ところで、悪路フラグがセットされていな
い場合には、ステップS133又はS131から「N
O」ルートをとり、ステップS134又はS132の動
作が行なわれる。すなわち、ステップS134又はS1
32においては、他のリーン条件が成立しているかを、
各種センサの検出信号に基づき判断され、成立していな
い場合は、前述のステップS135におけるリーン制御
の制限が行なわれる。By the way, if the rough road flag is not set, "N" is determined in step S133 or S131.
By taking the "O" route, the operation of step S134 or S132 is performed. That is, step S134 or S1
At 32, it is determined whether another lean condition is satisfied.
The determination is made based on the detection signals of the various sensors, and if not satisfied, the lean control in step S135 described above is restricted.
【0102】そして、ステップS134においてリーン
条件が成立していると判断された場合は、悪路走行時で
はなく、リーン制御を行なうべき状態であるため、ステ
ップS14以下の実行により、燃焼悪化を防止しなが
ら、リーン制御による運転が行なわれる。なお、ステッ
プS132において、YESの場合は、ステップS20
の処理が実行される。If it is determined in step S134 that the lean condition is satisfied, it is not a time of traveling on a rough road, but a state in which lean control is to be performed. Meanwhile, the operation by the lean control is performed. If the result of step S132 is YES, step S20
Is performed.
【0103】すなわち、ステップS134のYESルー
トをとると、ステップS14とステップS15とにおい
て、燃焼悪化判定値VAC(j)を参照して、所定の基
準値との比較が行なわれる。すなわち、燃焼悪化判定値
VAC(j)と上限基準値(VACTH1)112Uとの比較が
行なわれ、図9における燃焼悪化判定値VAC(j)が
上限基準値VACTH1を超えている場合、いいかえれば、燃
焼変動の悪化量が限界である上限基準値VACTH1を超えて
いる場合は、ステップS15において、次式による補正
係数KAC(j)の算出が行なわれる。That is, if the YES route of step S134 is taken, in step S14 and step S15, comparison with a predetermined reference value is performed with reference to the combustion deterioration determination value VAC (j). That is, a comparison is made between the combustion deterioration determination value VAC (j) and the upper limit reference value (VACTH1) 112U. If the combustion deterioration determination value VAC (j) in FIG. 9 exceeds the upper limit reference value VACTH1, in other words, When the deterioration amount of the combustion fluctuation exceeds the upper limit reference value VACTH1, which is the limit, in step S15, the correction coefficient KAC (j) is calculated by the following equation.
【0104】 KAC(j) = KAC(j) + KAR・{ VAC(j) − VACTH1 } これは、図7に示すリッチ側右上特性の補正値を算出す
るもので、所定以上に燃焼変動値が悪化している場合で
あるとして、燃料噴射量を増加させるリッチ化の補正が
補正係数KAC(j)の算出により行なわれるようになってい
る。ここで、 KARは特性の傾きを示す係数であり、右辺
のKAC(j)は、番号j 気筒について、前の演算サイクル(n
-1) において算出された補正係数を示しており、上式に
より更新が行なわれる。KAC (j) = KAC (j) + KAR {{VAC (j) −VACTH1} This is a calculation of the correction value of the rich upper right characteristic shown in FIG. Assuming that the deterioration has occurred, the correction of the enrichment for increasing the fuel injection amount is performed by calculating the correction coefficient KAC (j). Here, KAR is a coefficient indicating the slope of the characteristic, and KAC (j) on the right-hand side is the number of the cylinder j for the previous calculation cycle (n
-1) indicates the correction coefficient calculated in the above, and is updated by the above equation.
【0105】また、燃焼悪化判定値VAC(j)が下限
基準値VACTH2を下回っている場合には、ステップS16
において「YES」ルートをとり、さらにリーン化を行
ないうる余裕をそなえた場合であるとして、燃料噴射量
を減少させるリーン化の補正が次式による補正係数KAC
(j)の算出により行なわれる。 KAC(j) = KAC(j) - KAL・{ VAC(j) − VACTH2 } これは、図7に示すリーン側左下特性の補正値を算出す
るもので、 KALは特性の傾きを示す係数である。If the combustion deterioration determination value VAC (j) is lower than the lower limit reference value VACTH2, the process proceeds to step S16.
In the case of taking the "YES" route in the case where there is a margin for further leaning, the leaning correction for decreasing the fuel injection amount is performed by the correction coefficient KAC by the following equation.
This is performed by calculating (j). KAC (j) = KAC (j)-KAL · {VAC (j)-VACTH2} This calculates the correction value of the lean lower left characteristic shown in Fig. 7, where KAL is a coefficient indicating the characteristic slope. .
【0106】さらに、燃焼悪化判定値VAC(j)が、
下限基準値VACTH2以上で、上限基準値VACTH1以下である
場合には、ステップS14およびステップS16におい
ていずれも「NO」ルートをとり、適正な運転状態であ
るとして、燃料噴射量を前の状態に保つため、補正係数
KAC(j)の変更を行なわない。これは、図7に示すリーン
側左下特性とリッチ側右上特性との間の平坦な特性に対
応するもので、補正に関しての不感帯を構成している。Further, the combustion deterioration judgment value VAC (j) is
If it is equal to or more than the lower limit reference value VACTH2 and equal to or less than the upper limit reference value VACTH1, both of the steps S14 and S16 take the "NO" route, determine that the operating state is appropriate, and maintain the fuel injection amount in the previous state. Correction factor
Do not change KAC (j). This corresponds to a flat characteristic between the lean-side lower left characteristic and the rich-side upper right characteristic shown in FIG. 7, and constitutes a dead zone for correction.
【0107】ここで、下限基準値VACTH2と上限基準値VA
CTH1とは、燃焼変動目標値VAC0を中心とし、下限基準値
VACTH2を(VAC0-ΔVAC)の値に、上限基準値VACTH1を(VAC
0+ΔVAC)の値に設定されている。燃焼変動目標値VAC0
は、COV(Coefficient of variance) の目標値(10 %
程度) に対応した値であり、燃焼変動目標値VAC0の両側
におけるΔVAC の範囲における燃料補正をしないように
することにより、回転変動を有限期間(128サイクル) で
評価したり、閾値以下のもので演算していることに起因
した誤差によるリミットサイクルが防止される。Here, the lower limit reference value VACTH2 and the upper limit reference value VA
CTH1 is the lower limit reference value centered on the combustion fluctuation target value VAC0
VACTH2 to the value of (VAC0-ΔVAC), and the upper reference value VACTH1 to (VAC
0 + ΔVAC). Combustion fluctuation target value VAC0
Is the target value of COV (Coefficient of variance) (10%
The degree of rotation fluctuation is evaluated in a finite period (128 cycles) by not performing fuel correction in the range of ΔVAC on both sides of the target combustion fluctuation value VAC0, A limit cycle due to an error caused by the calculation is prevented.
【0108】そして、ステップS18が実行され、燃焼
悪化判定値VAC(j)が「0」にリセットされる。次
いで、ステップS20において、上述のようにして決定
された補正係数KAC(j)による燃料噴射に際しての基本噴
射パルス幅の補正が行なわれる。すなわち、噴射パルス
幅Tinj(j) は、次式で算出される。Then, step S18 is executed, and the combustion deterioration judgment value VAC (j) is reset to "0". Next, in step S20, the basic injection pulse width at the time of fuel injection is corrected by the correction coefficient KAC (j) determined as described above. That is, the injection pulse width Tinj (j) is calculated by the following equation.
【0109】Tinj(j)=TB×KAC(j)×K ×KAFL + Td この基本噴射パルス幅の補正により、燃焼状態制御手段
105による燃焼変動調整要素106の制御が行なわ
れ、エンジンは、所望のリーン限界運転状態にたもたれ
る。ところで、上述のステップS12〜ステップS18
の動作は、128サイクルの初回であるN=1のときに
行なわれるが、ステップS20の動作およびステップS
135の動作は、N=1以外のときにも行なわれる。Tinj (j) = TB × KAC (j) × K × KAFL + Td By the correction of the basic injection pulse width, the combustion state control means 105 controls the combustion fluctuation adjusting element 106, and the engine operates in a desired manner. Lean operating conditions. By the way, the above-mentioned steps S12 to S18
Is performed when N = 1, which is the first time of the 128 cycles.
The operation of 135 is also performed when N = 1.
【0110】すなわち、ステップS20は、ステップS
131で悪路フラグがセットされていないと判断され、
ステップS132で、他のリーン条件が成立していると
判断されると実行され、リーン制御による運転が行なわ
れる。一方、ステップS131で悪路フラグがセットさ
れていると判断された場合、もしくは、ステップS13
2で他のリーン条件が成立していないと判断された場合
は、ステップS135が実行され、リーン制御制限手段
114によりリーン化係数KAFLによる補正を行なわ
ないように制限された燃料噴射制御が行なわれる。That is, step S20 is different from step S20.
At 131 it is determined that the bad road flag is not set,
In step S132, when it is determined that another lean condition is satisfied, the process is executed, and the operation under the lean control is performed. On the other hand, when it is determined in step S131 that the rough road flag is set, or in step S13
If it is determined in step 2 that other lean conditions are not satisfied, step S135 is executed, and the fuel injection control is performed by the lean control limiting unit 114 so that the correction by the leaning coefficient KAFL is not performed. .
【0111】このように諸動作が行なわれるが、本実施
例によれば、次のような効果ないし利点がある。 (1)エンジントルクの確率的特性を考慮した、燃焼変
動の推定およびこの推定を用いた空燃比制御を行なえる
ようになる。 (2)燃焼変動の統計的性質を考慮したエンジンの燃焼
状態制御を、実時間で、また車載コンピュータで行なえ
るようになる。 (3)インジェクタや吸気管形状、バルブタイミングの
ずれによる空燃比のばらつきに起因した燃焼変動限界の
気筒管差を確実に補正できるようになり、各気筒のそれ
ぞれをすべて燃焼限界に設定できるようになる。 (4)前項により、NOxの排出を最小にすることがで
きるようになる。 (5)各気筒ごとの回転変動の検出および制御を、1個
のクランク角センサで行なえるようになり、低コストで
より確実なリーンバーン制御を行なえるようになる。 (6)悪路対策用にセンサを増設する必要がなく、コス
トを上昇させないで、悪路による悪影響を防止したリー
ン運転が可能になる。 (7)検出の難しい悪路ではストイキオモードであり、
排ガス悪化やドライバビリティの悪化を回避することが
できる。Although various operations are performed as described above, the present embodiment has the following effects and advantages. (1) Estimation of combustion fluctuation in consideration of the stochastic characteristics of engine torque and air-fuel ratio control using this estimation can be performed. (2) The combustion state control of the engine in consideration of the statistical properties of combustion fluctuations can be performed in real time and by an on-board computer. (3) The cylinder pipe difference of the combustion fluctuation limit caused by the variation of the air-fuel ratio due to the deviation of the injector, the shape of the intake pipe, and the valve timing can be reliably corrected, and all the cylinders can be set to the combustion limit. Become. (4) According to the preceding paragraph, the emission of NOx can be minimized. (5) Detection and control of rotation fluctuation for each cylinder can be performed by one crank angle sensor, and more reliable lean burn control can be performed at low cost. (6) It is not necessary to add a sensor for rough road countermeasures, and lean operation in which adverse effects due to rough roads are prevented can be achieved without increasing costs. (7) The stoichiometric mode is used on rough roads that are difficult to detect.
Deterioration of exhaust gas and drivability can be avoided.
【0112】[0112]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のエンジン
の燃焼状態制御装置によれば、理論空燃比より希薄側の
空燃比で運転しうる内燃機関において、上記内燃機関に
駆動される回転軸の角加速度の変動値を検出する変動検
出手段と、該変動検出手段で検出された変動値を上記内
燃機関の運転状態に応じて正規化し正規化変動値を求め
る正規化変動値検出手段と、上記正規化変動値に基づい
て空燃比の希薄化制御を行なう燃焼状態制御手段と、上
記正規化変動値と所定の悪路判定閾値とを比較して悪路
走行を判定する悪路判定手段と、上記悪路判定手段での
判定結果に基づき、上記燃焼状態制御手段における空燃
比希薄化制御を制限する希薄化制御制限手段とをそなえ
るという簡素な構成で、次のような効果ないし利点が得
られる。 (1)エンジンの運転状態の統計的特性に対応した燃焼
状態の制御を行ないうるようになり、リーン限界運転を
より広い運転域において行ないうるようになる。 (2)燃焼悪化状態を量的に確実に把握できるようにな
り、さらに確実な燃焼状態制御を行なえるようになる。 (3)悪路対策用にセンサを増設する必要がなく、コス
トを上昇させないで、悪路による悪影響を防止したリー
ン運転が可能になる。As described above in detail, according to the engine combustion state control apparatus of the present invention, in an internal combustion engine which can be operated at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the rotation driven by the internal combustion engine is performed. Fluctuation detecting means for detecting a fluctuation value of the angular acceleration of the shaft; normalized fluctuation value detecting means for normalizing the fluctuation value detected by the fluctuation detecting means according to the operating state of the internal combustion engine to obtain a normalized fluctuation value; Combustion state control means for performing air-fuel ratio lean control based on the normalized variation value, and rough road determination means for comparing the normalized variation value with a predetermined rough road determination threshold value to determine rough road travel And a leaning control limiting means for limiting the air-fuel ratio leaning control in the combustion state control means based on the determination result by the bad road determining means, and the following effects or advantages are provided. can get. (1) The control of the combustion state corresponding to the statistical characteristics of the operation state of the engine can be performed, and the lean limit operation can be performed in a wider operation range. (2) The deteriorated combustion state can be quantitatively and reliably grasped, and more reliable combustion state control can be performed. (3) It is not necessary to add a sensor for countermeasures against bad roads, and lean operation can be performed without increasing costs and preventing adverse effects due to bad roads.
【図1】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状態
制御装置の制御ブロック図である。FIG. 1 is a control block diagram of an engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例としての燃焼状態制御装置を
有するエンジンシステムの全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an engine system having a combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例としての燃焼状態制御装置を
有するエンジンシステムの制御系を示すハードブロック
図である。FIG. 3 is a hardware block diagram showing a control system of an engine system having a combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状態
制御装置の動作を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状態
制御装置の動作を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状態
制御装置の動作を説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状態
制御装置の動作を説明するための補正特性マップであ
る。FIG. 7 is a correction characteristic map for explaining the operation of the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状態
制御装置の動作を説明するための摸式的グラフである。FIG. 8 is a schematic graph for explaining the operation of the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状態
制御装置の動作を説明するための摸式的グラフである。FIG. 9 is a schematic graph for explaining the operation of the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図10】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状
態制御装置の動作を説明するための正規化特性マップで
ある。FIG. 10 is a normalized characteristic map for explaining the operation of the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図11】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状
態制御装置における回転変動検出部を示す摸式的斜視図
である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing a rotation fluctuation detecting unit in the engine combustion state control device as one embodiment of the present invention.
【図12】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状
態制御装置における制御対象特性を示す摸式的グラフで
ある。FIG. 12 is a schematic graph showing characteristics of a control target in the combustion state control device for the engine as one embodiment of the present invention.
【図13】本発明の一実施例としてのエンジンの燃焼状
態制御装置における制御対象特性を示す摸式的グラフで
ある。FIG. 13 is a schematic graph showing control target characteristics in the combustion state control device for the engine as one embodiment of the present invention.
【図14】悪路および燃焼き悪化判定のための閾値の大
小関係を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a magnitude relationship between threshold values for determining a bad road and deterioration of combustion combustion.
【図15】リーンバーンエンジンにおける燃焼変動特性
を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing combustion fluctuation characteristics in a lean burn engine.
1 エンジン(内燃機関) 2 燃焼室 3 吸気通路 3a サージタンク 4 排気通路 5 吸気弁 6 排気弁 7 エアクリーナ 8 スロットル弁 9 電磁式燃料噴射弁(インジェクタ) 9a インジェクタソレノイド 10 三元触媒 11A 第1バイパス通路 11B 第2バイパス通路 12 ステッパモータ弁(STM弁) 12a 弁体 12b ステッパモータ(ISC用アクチュエータ) 12c バネ 13 ファーストアイドルエアバルブ 14 エアバイパス弁 14a 弁体 14b ダイアフラム式アクチュエータ 15 燃料圧調節器 16 点火プラグ 17 エアフローセンサ(吸気量センサ) 18 吸入空気湿度パラメータ検出手段としての吸気温
センサ 19 大気圧センサ 20 スロットルポジションセンサ 21 アイドルスイッチ 22 リニアO2 センサ 23 水温センサ 24 クランク角センサ(エンジン回転数センサ) 25 空燃比制御手段としてのECU 26 CPU(演算装置) 28 入力インタフェース 29 アナログ/ディジタルコンバータ 30 車速センサ 35 入力インタフェース 36 ROM(記憶手段) 37 RAM 39 噴射ドライバ 40 点火ドライバ 41 パワートランジスタ 42 点火コイル 43 ディストリビュータ 44 ISCドライバ 45 バイパスエア用ドライバ 46 EGRドライバ 80 排気再循環通路(EGR通路) 81 EGR弁 81a 弁体 81b ダイアフラム式アクチュエータ 82 パイロット通路 83 ERG弁制御用電磁弁 83a ソレノイド 101 変動検出手段 102 正規化変動値検出手段 103 累積手段 104 燃焼悪化判定値算出手段 105 燃焼状態制御手段 106 燃焼変動調整要素 107 角加速度検出手段 108 平滑化手段 109 燃焼回数 110 閾値更新手段 111 失火判定基準値 112 基準値設定手段 112U 上限基準値設定手段 112L 下限基準値設定手段 113 悪路判定手段 114 リーン制御制限手段 115 悪路判定閾値 141 パイロット通路 142 エアバイパス弁制御用電磁弁 142a ソレノイド 221 プロセッサ 221A 第1のベーン 221B 第2のベーン 221C 第3のベーン 222 検出部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine (internal combustion engine) 2 Combustion chamber 3 Intake passage 3a Surge tank 4 Exhaust passage 5 Intake valve 6 Exhaust valve 7 Air cleaner 8 Throttle valve 9 Electromagnetic fuel injection valve (injector) 9a Injector solenoid 10 Three-way catalyst 11A First bypass passage 11B Second bypass passage 12 Stepper motor valve (STM valve) 12a Valve body 12b Stepper motor (ISC actuator) 12c Spring 13 First idle air valve 14 Air bypass valve 14a Valve body 14b Diaphragm actuator 15 Fuel pressure regulator 16 Spark plug 17 an air flow sensor (intake air amount sensor) 18 intake air humidity parameter intake air temperature sensor 19 as a detecting means the atmospheric pressure sensor 20 throttle position sensor 21 the idle switch 22 linear O 2 sensor 2 Water temperature sensor 24 Crank angle sensor (engine speed sensor) 25 ECU as air-fuel ratio control means 26 CPU (arithmetic unit) 28 Input interface 29 Analog / digital converter 30 Vehicle speed sensor 35 Input interface 36 ROM (storage means) 37 RAM 39 Injection Driver 40 Ignition driver 41 Power transistor 42 Ignition coil 43 Distributor 44 ISC driver 45 Bypass air driver 46 EGR driver 80 Exhaust recirculation passage (EGR passage) 81 EGR valve 81a Valve body 81b Diaphragm actuator 82 Pilot passage 83 ERG valve control Solenoid valve 83a Solenoid 101 Fluctuation detection means 102 Normalized fluctuation value detection means 103 Accumulation means 104 Combustion deterioration judgment value calculation means 105 Combustion State control means 106 combustion fluctuation adjustment element 107 angular acceleration detection means 108 smoothing means 109 number of combustions 110 threshold updating means 111 misfire determination reference value 112 reference value setting means 112U upper reference value setting means 112L lower reference value setting means 113 bad road determination Means 114 Lean control restricting means 115 Bad road determination threshold 141 Pilot passage 142 Solenoid valve for air bypass valve control 142a Solenoid 221 Processor 221A First vane 221B Second vane 221C Third vane 222 Detecting unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 45/00 301 F02D 45/00 314 F02D 45/00 358 F02D 45/00 362 F02D 41/14 330──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F02D 45/00 301 F02D 45/00 314 F02D 45/00 358 F02D 45/00 362 F02D 41/14 330
Claims (1)
うる内燃機関において、 上記内燃機関に駆動される回転軸の角加速度の変動値を
検出する変動検出手段と、 該変動検出手段で検出された変動値を上記内燃機関の運
転状態に応じて正規化し正規化変動値を求める正規化変
動値検出手段と、 上記正規化変動値に基づいて空燃比の希薄化制御を行な
う燃焼状態制御手段と、 上記正規化変動値と所定の悪路判定閾値とを比較して悪
路走行を判定する悪路判定手段と、 上記悪路判定手段での判定結果に基づき、上記燃焼状態
制御手段における空燃比希薄化制御を制限する希薄化制
御制限手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、
内燃機関の燃焼状態制御装置。1. An internal combustion engine capable of operating at an air-fuel ratio leaner than a stoichiometric air-fuel ratio, a fluctuation detecting means for detecting a fluctuation value of an angular acceleration of a rotating shaft driven by the internal combustion engine, and the fluctuation detecting means Normalized fluctuation value detecting means for normalizing the detected fluctuation value in accordance with the operating state of the internal combustion engine to obtain a normalized fluctuation value; and combustion state control for performing air-fuel ratio lean control based on the normalized fluctuation value. Means, a bad road determination means for comparing the normalized variation value and a predetermined rough road determination threshold value to determine rough road traveling, and based on the determination result by the bad road determination means, Characterized in that it is provided with lean control limiting means for limiting the air-fuel ratio lean control.
A combustion state control device for an internal combustion engine.
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