JP2870286B2 - Air-fuel ratio control device for lean burn engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for lean burn engine

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JP2870286B2
JP2870286B2 JP3633692A JP3633692A JP2870286B2 JP 2870286 B2 JP2870286 B2 JP 2870286B2 JP 3633692 A JP3633692 A JP 3633692A JP 3633692 A JP3633692 A JP 3633692A JP 2870286 B2 JP2870286 B2 JP 2870286B2
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engine
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はリーンバーンエンジン
の空燃比制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control device for a lean burn engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】希薄燃焼ガソリンエンジン(リーンバー
ンエンジン)は低燃費と低公害の2つの優れた特性をも
っている(特開昭61−232364号公報あるいは、
自動車技術会、学術講演前刷集911,1991−5,
第137頁参照)。
2. Description of the Related Art A lean burn gasoline engine (lean burn engine) has two excellent characteristics of low fuel consumption and low pollution (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-232364, or
Automotive Engineering Society, Academic Lecture Preprints 911, 1991-5
See page 137).

【0003】従来のエンジンを理論空燃比よりもリーン
側の空燃比で運転すると、空燃比が19付近で燃焼が不
安定になり、トルク変動が増加して円滑な運転を行わせ
ることが困難となる。
When a conventional engine is operated at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, combustion becomes unstable at an air-fuel ratio of around 19, and torque fluctuation increases, making it difficult to perform smooth operation. Become.

【0004】リーン側の空燃比で運転することによって
ある程度の燃費改善は得られるものの、燃焼の不安定が
原因でNOxを十分に低減することができないのであ
る。これは、燃焼ガスの熱容量は空燃比がリーン側にな
るにつれて大きくなるため、リーン側の空燃比ほど燃焼
温度が低くなり、NOxの排出量が小さくなるのである
が、リーン側になるほど燃焼の安定性が悪くなるので、
NOxを十分低減できるほどには空燃比をリーン側にで
きないからである。
[0004] Although the fuel efficiency can be improved to some extent by operating at a lean air-fuel ratio, NOx cannot be sufficiently reduced due to unstable combustion. This is because the heat capacity of the combustion gas increases as the air-fuel ratio becomes leaner, so that the leaner the air-fuel ratio, the lower the combustion temperature and the smaller the NOx emission, but the leaner the air-fuel ratio, the more stable the combustion. Because it becomes worse
This is because the air-fuel ratio cannot be made lean enough to sufficiently reduce NOx.

【0005】この場合に、燃焼室に流入する吸気にスワ
ールを与えることなどの燃焼改善によってリーン燃焼限
界を向上させれば、NOxをさらに減少させることがで
き、これによってNOx規制値を満足させながら大幅な
燃費の改善が可能となる。
[0005] In this case, if the lean combustion limit is improved by improving the combustion such as giving swirl to the intake air flowing into the combustion chamber, NOx can be further reduced, thereby satisfying the NOx regulation value. Significant improvement in fuel efficiency can be achieved.

【0006】リーンバーンエンジンでは、リーン空燃比
域での燃焼改善のため、スワールコントロールバルブと
スワールポートを設けて、スワールコントロールを行う
とともに、インジェクタから与える燃料噴射量を気筒別
に独立に制御し、かつNOx低減とトルク変動抑制が両
立する範囲内に空燃比を精度良く保つため、リーンミク
スチャーセンサにもとづきリーン側の空燃比を目標値と
して空燃比のフィードバック制御を行うのである。
In the lean burn engine, a swirl control valve and a swirl port are provided to improve combustion in a lean air-fuel ratio range, so that swirl control is performed, and a fuel injection amount given from an injector is independently controlled for each cylinder. In order to accurately maintain the air-fuel ratio within a range where both NOx reduction and torque fluctuation suppression are achieved, the air-fuel ratio feedback control is performed based on the lean mixture sensor with the air-fuel ratio on the lean side as a target value.

【0007】ところで、NOx排出量およびトルク変動
などのリーン燃焼性能は、量産時のエンジン本体および
リーンミクスチャーセンサ等の空燃比制御システムのば
らつき、湿度等の環境条件などの影響を受ける。このた
め、リーンミクスチャーセンサを用いた空燃比フィード
バック制御における目標空燃比をトルク変動許容限界よ
りもリッチ側に余裕をもって設定せざるを得ない。した
がって、NOx低減のためには、この余裕を小さくする
ことが効果的となる。
[0007] Lean combustion performance such as NOx emissions and torque fluctuations is affected by variations in the engine and air-fuel ratio control system such as a lean mixture sensor during mass production, and environmental conditions such as humidity. For this reason, the target air-fuel ratio in the air-fuel ratio feedback control using the lean mixture sensor must be set with a margin on the rich side of the torque fluctuation allowable limit. Therefore, it is effective to reduce this margin to reduce NOx.

【0008】ここで、空燃比が変化した際のエンジンの
回転変動とトルク変動のあいだには相関があり、空燃比
がリーン側になるほど回転変動とトルク変動がともに増
加する。
[0008] Here, there is a correlation between the rotation fluctuation of the engine and the torque fluctuation when the air-fuel ratio changes, and both the rotation fluctuation and the torque fluctuation increase as the air-fuel ratio becomes leaner.

【0009】そこで、エンジンの回転変動からトルク変
動許容限界を車両上で検出し、回転変動の最大値が許容
値以下になるように、リーン側に設けた上記の空燃比目
標値を修正することで、トルク変動許容限界付近でエン
ジンを運転することができる。たとえば、負荷一定時
(5速、60km/h、ロードロード相当)の回転変動
率と空燃比の関係を図13で示すと、空燃比がリーン側
になるにしたがって回転変動率が大きくなるので、実際
の回転変動率が破線で示した判定基準を越えると、燃焼
不安定と判断して、混合気が濃くなるように、空燃比目
標値をリッチ側に修正してやるのである。
In view of this, an allowable limit of the torque fluctuation is detected on the vehicle from the rotation fluctuation of the engine, and the target value of the air-fuel ratio provided on the lean side is corrected so that the maximum value of the rotation fluctuation becomes equal to or less than the allowable value. Thus, the engine can be operated near the permissible torque fluctuation limit. For example, FIG. 13 shows the relationship between the rotational fluctuation rate and the air-fuel ratio when the load is constant (5th speed, 60 km / h, equivalent to road load), and the rotational fluctuation rate increases as the air-fuel ratio becomes leaner. When the actual rotation fluctuation rate exceeds the determination criterion indicated by the broken line, it is determined that combustion is unstable, and the air-fuel ratio target value is corrected to the rich side so that the air-fuel mixture becomes rich.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、負荷の変動
によっても回転変動が生じるため、上記のように回転変
動率と一定の判定基準とを比較するのでは、負荷変動分
が誤差となって燃焼不安定かどうかの判定精度が落ち
る。たとえば、負荷変動がなく、回転変動率が判定基準
を越えていない状態のときに、スロットル操作に起因す
る負荷変動が原因で発生した回転変動が加わり、これに
よって回転変動率が判定基準を越えたときも、燃焼不安
定と判断され、空燃比がリッチ化される。
However, since the rotational fluctuation is also caused by the fluctuation of the load, comparing the rotational fluctuation rate with a predetermined judgment criterion as described above, the load fluctuation becomes an error and the combustion is performed. The accuracy of determining whether or not it is unstable is reduced. For example, when there is no load fluctuation and the rotation fluctuation rate does not exceed the criterion, the rotation fluctuation generated due to the load fluctuation caused by the throttle operation is added, whereby the rotation fluctuation rate exceeds the criterion. Also at this time, it is determined that combustion is unstable, and the air-fuel ratio is enriched.

【0011】しかしながら、この場合はスロットル操作
をしなければ、判定基準を越えることがないのだから、
燃焼不安定とする判断に誤りがある。この誤判断によっ
て、燃焼不安定でもないのに、空燃比をリッチ化したの
では、無駄に燃料増量することになって燃費が悪くな
り、NOxの排出量も増加するのである。
[0011] However, in this case, unless the throttle is operated, the determination standard is not exceeded.
There is an error in determining that combustion is unstable. If the air-fuel ratio is enriched even though the combustion is not unstable due to the erroneous determination, the fuel consumption will be increased wastefully, resulting in poor fuel economy and increased NOx emission.

【0012】そこでこの発明は、判定基準やエンジンの
回転変動率をエンジンの負荷変動率に応じて補正するこ
とにより、燃焼不安定を判断する際に負荷変動の影響を
除去することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to eliminate the influence of a load fluctuation when judging combustion instability by correcting a criterion or a rotational fluctuation rate of an engine in accordance with an engine load fluctuation rate. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、図1に示
すように、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運転で
きる条件になると、リーン側の空燃比を目標値としてこ
の目標値に実際の空燃比が一致するようにエンジンに供
給する燃料量をフィードバック制御する手段32と、エ
ンジン負荷の検出値から負荷変動率を計算する手段33
と、この負荷変動率にもとづいて回転変動率の判定基準
を設定する手段34と、エンジン回転数の検出値から回
転変動率を計算する手段35と、この回転変動率と前記
判定基準を比較する手段36と、この比較結果より回転
変動率が判定基準より大きいとき前記目標値を混合気が
濃くなる側に修正する手段37とを設けた。
According to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, when a condition that enables operation at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is satisfied, the air-fuel ratio on the lean side is set as a target value. Means 32 for feedback-controlling the amount of fuel supplied to the engine so that the actual air-fuel ratio matches the value, and means 33 for calculating the load variation rate from the detected value of the engine load.
A means 34 for setting a criterion for the rotation fluctuation rate based on the load fluctuation rate, a means 35 for calculating the rotation fluctuation rate from the detected value of the engine speed, and comparing the rotation fluctuation rate with the criterion. Means 36 and means 37 for correcting the target value to the side where the air-fuel mixture becomes richer when the rotation fluctuation rate is larger than the determination reference based on the comparison result are provided.

【0014】第2の発明は、図2に示すように、理論空
燃比よりもリーン側の空燃比で運転できる条件になる
と、リーン側の空燃比を目標値としてこの目標値に実際
の空燃比が一致するようにエンジンに供給する燃料量を
フィードバック制御する手段32と、エンジン負荷の検
出値から負荷変動率を計算する手段33と、エンジン回
転数の検出値から回転変動率を計算する手段35と、こ
の回転変動率と前記負荷変動率に正の一定値を足したも
のとの比(たとえば回転変動率/(1+負荷変動率))
を計算する手段41と、この比をあらかじめ定めた判定
基準と比較する手段42と、この比較結果より比が判定
基準より大きいとき前記目標値を混合気が濃くなる側に
修正する手段43とを設けた。
According to the second invention, as shown in FIG. 2, when the condition that the air-fuel ratio on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio can be satisfied is satisfied, the air-fuel ratio on the lean side is set as the target value and the actual air-fuel ratio Means 32 for feedback-controlling the amount of fuel supplied to the engine so that the values of the engine speed coincide with each other, means 33 for calculating the load fluctuation rate from the detected value of the engine load, and means 35 for calculating the rotation fluctuation rate from the detected value of the engine speed And the ratio between the rotation fluctuation rate and the load fluctuation rate plus a positive constant value (for example, rotation fluctuation rate / (1 + load fluctuation rate))
41, means 42 for comparing the ratio with a predetermined criterion, and means 43 for correcting the target value to a side where the mixture becomes richer when the ratio is greater than the criterion based on the comparison result. Provided.

【0015】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、判定基準を、ギア位置に応じ低速段になるほど判
定基準が大きくなるように補正する手段を設けた。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, means is provided for correcting the criterion so that the criterion becomes larger as the gear position becomes lower according to the gear position.

【0016】第4の発明は、第1または第2の発明にお
いて、判定基準との比較を、負荷の変動幅または回転数
の変動幅の少なくとも一方が所定値以下となるエンジン
の定常時に限る手段を設けた。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the comparison with the criterion is performed by using a variation range of a load or a rotation speed.
Means is provided only when the engine is in a steady state in which at least one of the fluctuation widths is equal to or less than a predetermined value .

【0017】[0017]

【作用】エンジンの回転変動率をあらかじめ定めた判定
基準と比較するのは、リーン側の空燃比を目標値として
フィードバック制御する際に空燃比センサなどのバラツ
キに起因して生ずる燃焼不安定を判断するためである。
The reason why the engine rotation fluctuation rate is compared with a predetermined judgment criterion is to judge the combustion instability caused by the variation of the air-fuel ratio sensor or the like when performing feedback control with the lean air-fuel ratio as a target value. To do that.

【0018】ところが、エンジンの回転変動率は負荷変
動の影響を大きく受け、同じ空燃比でも負荷変動率が大
きくなるほど回転変動率も大きくなる。
However, the engine rotation fluctuation rate is greatly affected by the load fluctuation, and the rotation fluctuation rate increases as the load fluctuation rate increases even at the same air-fuel ratio.

【0019】この場合に、第1の発明では負荷変動率に
もとづいて回転変動率の判定基準が、たとえば負荷変動
に伴う回転変動分だけ大きく設定される。つまり、負荷
変動によって回転変動率が大きくなると、その大きくな
ったと同じだけ、判定基準も大きくされるわけである。
In this case, in the first aspect, the criterion for determining the rotational fluctuation rate based on the load fluctuation rate is set to be larger by, for example, the rotational fluctuation caused by the load fluctuation. That is, when the rotation fluctuation rate increases due to the load fluctuation, the determination criterion is increased by the same amount as the rotation fluctuation rate increases.

【0020】これにより、負荷変動があるときでも回転
変動率と判定基準の比較結果は、負荷変動のないときと
同じになるので、燃焼不安定の判断が安定する。
Thus, even when there is a load fluctuation, the result of comparison between the rotation fluctuation rate and the determination criterion is the same as when there is no load fluctuation, so that the determination of unstable combustion is stabilized.

【0021】第2の発明では、回転変動率と負荷変動率
に正の一定値を足したものとの比が判定基準と比較され
る。
In the second invention, the ratio between the rotation fluctuation rate and the load fluctuation rate plus a positive constant value is compared with a criterion.

【0022】この場合に、負荷変動率と負荷変動の加わ
った回転変動率とは比例関係にあるので、分子の回転変
動率が、負荷変動率が大きくなるにつれて大きくなる
と、同じ割合で分母の値も大きくなる。つまり、負荷変
動に応じて分母、分子とも同じ割合で大きくなるため、
上記の比は一定値となる。
In this case, since the load fluctuation rate and the rotation fluctuation rate to which the load fluctuation is added are in a proportional relationship, if the rotation fluctuation rate of the numerator increases as the load fluctuation rate increases, the value of the denominator becomes the same at the same rate. Also increases. In other words, the denominator and the numerator increase at the same rate according to the load change,
The above ratio is a constant value.

【0023】これによっても、上記の比と判定基準の比
較結果が、負荷変動の有無に関係なく同じになり、燃焼
不安定の判断が安定する。
This also makes the comparison result between the above ratio and the judgment criterion the same irrespective of the presence or absence of a load change, thereby stabilizing the judgment of unstable combustion.

【0024】ところで、負荷変動が回転変動率に及ぼす
影響はギア位置により相違し、同じ空燃比、同じ負荷変
動でも低速段ほど回転変動率が大きくなる。この場合
に、第3の発明で、低速段になるほど判定基準が大きく
なるように補正されると、ギア位置によらず、第1の発
明における回転変動率と判定基準の比較結果が、また第
2の発明における比と判定基準の比較結果が同じにな
る。
The effect of the load fluctuation on the rotation fluctuation rate differs depending on the gear position. Even at the same air-fuel ratio and the same load fluctuation, the rotation fluctuation rate increases at lower speeds. In this case, in the third invention, if the correction is made so that the determination criterion becomes larger as the speed becomes lower, the comparison result of the rotation fluctuation rate and the determination criterion in the first invention becomes irrespective of the gear position. The comparison result of the ratio and the determination criterion in the second invention is the same.

【0025】これにより、負荷変動の影響が大きく生ず
る低速段でも、燃焼不安定の判定精度が向上する。
As a result, the accuracy of the determination of combustion instability is improved even in a low-speed stage where the influence of the load fluctuation is large.

【0026】第4の発明で判定基準との比較が、負荷の
変動幅または回転数の変動幅の少なくとも一方が所定値
以下となるエンジンの定常時に限られると、回転変動率
や負荷変動率の計算値が第1や第2の発明におけるより
も安定する。
In the fourth invention, the comparison with the criterion is based on the load.
At least one of the fluctuation width and the rotation speed fluctuation width is a predetermined value
When limited to the following steady state of the engine, the calculated values of the rotational fluctuation rate and the load fluctuation rate are more stable than in the first and second inventions.

【0027】[0027]

【実施例】図3において、リーンバーンエンジンでは、
燃焼室に流入する混合気の空燃比を理論空燃比よりもリ
ーン側の値に保つことによって燃費を向上させる一方
で、リーン空燃比域での燃焼不安定により増加するNO
xを抑えるため、軽負荷時などの燃焼不安定時には燃焼
室内に流れ込む吸気にスワールが与えられる。吸気ポー
ト12の近くに、一部に切欠き(図示せず)を有するス
ワールコントロールバルブ13を設け、吸入空気量信号
から軽負荷時を検出すると(スロットルセンサ6の信号
からアイドル時を検出したときも)、スワールコントロ
ールバルブ13を全閉位置にして吸気を絞ることによっ
て、吸気の流速を高め、燃焼室内にスワールを生じさせ
るのである。
[Embodiment] In FIG. 3, in the lean burn engine,
While maintaining the air-fuel ratio of the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber at a value leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the fuel efficiency is improved, while the NO that increases due to combustion instability in the lean air-fuel ratio region is increased.
In order to suppress x, swirl is given to the intake air flowing into the combustion chamber when combustion is unstable such as at a light load. A swirl control valve 13 partially notched (not shown) is provided near the intake port 12 to detect a light load state from an intake air amount signal (when an idle state is detected from a signal from the throttle sensor 6). Also, by swirling the intake air with the swirl control valve 13 in the fully closed position, the flow velocity of the intake air is increased, and swirl is generated in the combustion chamber.

【0028】スワールコントロールバルブ13は、ダイ
アフラムアクチュエータ14によって駆動され、コント
ロールユニット2からの信号でスワールコントロールソ
レノイド15をONにすると、バキュームタンク16か
らの負圧(作動圧)がアクチュエータ14に導かれて、
バルブ13が閉じられ、ソレノイド15をOFFにする
と、バルブ13が全開位置に戻るようになっている。
The swirl control valve 13 is driven by a diaphragm actuator 14. When the swirl control solenoid 15 is turned on by a signal from the control unit 2, a negative pressure (operating pressure) from a vacuum tank 16 is guided to the actuator 14. ,
When the valve 13 is closed and the solenoid 15 is turned off, the valve 13 returns to the fully open position.

【0029】一方、リーンバーンエンジンでは、リーン
側の目標空燃比で発生する出力に限度がある。これより
高い出力が要求されるときは、実際の空燃比をリッチ側
にする必要があり、これによってNOx排出量が増大す
る。これに対処するため、高い出力が要求される運転域
になると、目標空燃比を理論空燃比に切換え、排気管1
8に設けた三元触媒19によってNOxを浄化する。
On the other hand, in the lean burn engine, there is a limit to the output generated at the target air-fuel ratio on the lean side. When a higher output is required, the actual air-fuel ratio needs to be on the rich side, which increases the NOx emission. In order to cope with this, when the operating range requires a high output, the target air-fuel ratio is switched to the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust pipe 1
NOx is purified by the three-way catalyst 19 provided in the fuel cell 8.

【0030】マイコンからなるコントロールユニット2
では、目標空燃比を切換えるため TDML=1/(目標空燃比/理論空燃比)… で定義される目標燃料過剰率TDMLを導入し、吸気ポ
ート12に設けたインジェクタ3への燃料噴射パルス幅
Tiを、 Ti=Tp・COEF・α・TDML+Ts… ただし、Tp:吸入空気量とエンジン回転数から定まる
基本噴射パルス幅、 COEF:1と水温増量などの各種補正係数の和 α:空燃比フィードバック補正係数 Ts:バッテリ電圧に応じた無効パルス幅によって計算
する。
Control unit 2 composed of microcomputer
In order to switch the target air-fuel ratio, a target excess fuel ratio TDML defined by TDML = 1 / (target air-fuel ratio / theoretical air-fuel ratio) is introduced, and a fuel injection pulse width Ti to the injector 3 provided in the intake port 12 is introduced. Where: Tp: basic injection pulse width determined from the intake air amount and the engine speed; COEF: 1 and the sum of various correction coefficients such as water temperature increase α: air-fuel ratio feedback correction coefficient Ts: Calculated by the invalid pulse width according to the battery voltage.

【0031】リーン側の目標空燃比から理論空燃比への
切換時に、式において目標空燃比に理論空燃比をおけ
ば、TDML=1である。このときの式は Ti=Tp・COEF・α+Ts となり、これは従来からの三元触媒方式に与えられる公
知の式である。
When switching from the target air-fuel ratio on the lean side to the stoichiometric air-fuel ratio, if the stoichiometric air-fuel ratio is set in the target air-fuel ratio in the equation, TDML = 1. The equation at this time is Ti = Tp · COEF · α + Ts, which is a known equation given to a conventional three-way catalyst system.

【0032】この逆にリーン側の目標空燃比への切換時
にはその目標空燃比にあらかじめ定めた目標値TDML
0(たとえば22)を入れることによって、TDMLが
14.7/22(つまり1より小さな値)となり、この
TDMLにより理論空燃比を目標とするときよりも燃料
供給量が一気に少なくされる。TDMLを導入し、切換
時に燃料量をステップ的に変化させることによって、リ
ーン側の目標空燃比への切換時の収束性が高められるわ
けである。その後は、広域空燃比センサ7で実際の空燃
比が検出され、これがリーン側の目標空燃比と一致する
ように空燃比のフィードバック制御が行われる。
Conversely, when switching to the target air-fuel ratio on the lean side, a target value TDML predetermined for the target air-fuel ratio is set.
By inserting 0 (for example, 22), the TDML becomes 14.7 / 22 (that is, a value smaller than 1), and the TDML reduces the fuel supply amount at a stroke as compared with the case where the stoichiometric air-fuel ratio is targeted. By introducing TDML and changing the fuel amount stepwise at the time of switching, the convergence at the time of switching to the lean target air-fuel ratio is improved. Thereafter, the actual air-fuel ratio is detected by the wide area air-fuel ratio sensor 7, and the air-fuel ratio feedback control is performed so that the actual air-fuel ratio matches the lean-side target air-fuel ratio.

【0033】このように、目標空燃比の切換制御や空燃
比のフィードバック制御を行うコントロールユニット2
には、制御上必要となるエンジンの運転条件を検出する
各種のセンサからの信号が入力されている。4はエアク
リーナから吸入される空気量を検出するエアフローメー
タ、6はスロットルバルブ5の開度を検出するスロット
ルセンサ、7は単位クランク角度ごとの信号とクランク
角度の基準位置ごとの信号とを出力するクランク角度セ
ンサ、8は水温センサ、9は理論空燃比からリーン側の
空燃比までの実際の空燃比を幅広く検出することのでき
る広域空燃比センサである。
As described above, the control unit 2 for performing the switching control of the target air-fuel ratio and the feedback control of the air-fuel ratio.
Are input from various sensors for detecting the operating conditions of the engine required for control. Reference numeral 4 denotes an air flow meter for detecting the amount of air sucked from the air cleaner, 6 denotes a throttle sensor for detecting the opening of the throttle valve 5, and 7 outputs a signal for each unit crank angle and a signal for each crank angle reference position. A crank angle sensor, 8 is a water temperature sensor, and 9 is a wide-range air-fuel ratio sensor capable of widely detecting an actual air-fuel ratio from a stoichiometric air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio.

【0034】ところで、リーン側の目標空燃比にフィー
ドバック制御するに際しては、空燃比センサ9などのば
らつきに起因して燃焼が不安定となり、これによりトル
ク変動が生ずるため、コントロールユニット2ではま
た、トルク変動の許容限界付近でエンジンが運転される
ように空燃比目標値を修正する制御(リーンリミット制
御)を行う。
When the feedback control is performed to the lean target air-fuel ratio, the combustion becomes unstable due to the variation of the air-fuel ratio sensor 9 and the like, thereby causing a torque fluctuation. Control (lean limit control) for correcting the air-fuel ratio target value so that the engine is operated near the permissible limit of fluctuation is performed.

【0035】この場合に、トルク変動に関連する実際の
回転変動率と一定の判定基準とを比較し、これが判定基
準より大きくなったとき燃焼不安定であると判断させた
のでは、負荷変動に伴う回転変動分が加わって生じてい
るときに誤って燃焼不安定と判断されることがある。
In this case, if the actual rotation fluctuation rate related to the torque fluctuation is compared with a predetermined judgment criterion, and if this is larger than the judgment criterion, it is judged that the combustion is unstable. When the accompanying rotation fluctuation is added, it may be erroneously determined that the combustion is unstable.

【0036】これを避けるため、コントロールユニット
2では、回転変動率を(1+負荷変動率)によって補正
し、この補正した値とあらかじめ定めた判定基準を比較
することで、負荷変動に伴う誤差が入らないようにす
る。
In order to avoid this, the control unit 2 corrects the rotational fluctuation rate by (1 + load fluctuation rate) and compares the corrected value with a predetermined judgment criterion, so that an error due to load fluctuation is included. Not to be.

【0037】これを詳述すると、図4,図5はリーンリ
ミット制御を行うための流れ図で、エンジンの2回転ご
とに実行される。最初は次の条件 基本噴射パルス幅(エンジン負荷相当量)Tpが所定
の範囲にあること、 エンジン回転数Neが所定の範囲にあること、 車速センサ10で検出される車速VSPが所定の範囲
にあること、 ギアシフトしていないことのすべて(図ではGOの条
件)を満足するかどうかをみて(ステップ1)、これら
すべてが満たされると、リーンリミット制御を行う条件
が成立したと判断し、ステップ2以降に進んで、Tpと
Neを一定の数だけサンプリングする。
More specifically, FIGS. 4 and 5 are flowcharts for performing lean limit control, which are executed every two revolutions of the engine. Initially, the following conditions: basic injection pulse width (engine load equivalent amount) Tp is within a predetermined range; engine speed Ne is within a predetermined range; vehicle speed VSP detected by vehicle speed sensor 10 is within a predetermined range. It is determined whether or not all of the conditions (ie, GO conditions in the figure) are satisfied (step 1). If all of these conditions are satisfied, it is determined that the condition for performing the lean limit control has been satisfied. Proceeding to 2 and later, Tp and Ne are sampled by a fixed number.

【0038】ただし、サンプリング期間中のサンプル値
の最小値と最大値を求め、最小値と最大値の差が所定値
以下に収まっていないときは、定常時でないと判断し、
リーンリミット制御を行わない。たとえば、Tpをサン
プリングするごとにこれとメモリのTpmin,Tpmaxに入
っている値を比較し、Tp≦Tpminであれば、TpをT
pminに入れ、またTp≧TpmaxでTpをTpmaxに入れる
ことにより、Tpminにサンプリング期間中の最小値が、
Tpmaxにサンプリング期間中の最大値がそれぞれ入る
(ステップ2〜5)。同様にして、Neについてもメモ
リのNeminに最小値を、メモリのNemaxに最大値を格納
する(ステップ6〜9)。これらの最大値と最小値を用
い、Tpmax−Tpminが所定値Tpw以内にありかつNemax
−Neminも所定値New以内にあるとき定常時であると判
断し(ステップ10,11)、ステップ12以降に進ま
せるのである。ここでは、Tpmax−Tpmin≦TpwとNem
ax−Nemin≦Newの両方を満たす場合を定常時であると
判断させているが、一方だけを満足することで定常時で
あると判断させることもできる。
However, the minimum value and the maximum value of the sample value during the sampling period are obtained, and if the difference between the minimum value and the maximum value does not fall below a predetermined value, it is determined that the time is not a steady state,
Does not perform lean limit control. For example, every time Tp is sampled, it is compared with the values stored in Tpmin and Tpmax of the memory, and if Tp ≦ Tpmin, Tp is set to Tp.
By putting Tp in Tpmax and Tp ≧ Tpmax, the minimum value during the sampling period is given to Tpmin.
The maximum value during the sampling period is entered in Tpmax (steps 2 to 5). Similarly, for Ne, the minimum value is stored in Nemin of the memory and the maximum value is stored in Nemax of the memory (steps 6 to 9). Using these maximum and minimum values, Tpmax−Tpmin is within a predetermined value Tpw and Nemax
When −Nemin is also within the predetermined value New, it is determined that the time is a steady state (steps 10 and 11), and the process proceeds to step 12 and thereafter. Here, Tpmax−Tpmin ≦ Tpw and Nem
The case where both ax−Nemin ≦ New is satisfied is determined to be the steady state. However, when only one of the conditions is satisfied, the steady state may be determined.

【0039】サンプリング期間を通して定常時であれ
ば、N個のメモリTp(1),…,Tp(n),…,T
p(N)とN個のメモリNe(1),…,Ne(n),
…Ne(N)にそれぞれTpとNeがサンプリング順に
入る(ステップ12〜14)。Nはサンプル数(約50
個)である。
In a steady state throughout the sampling period, N memories Tp (1),..., Tp (n),.
p (N) and N memories Ne (1),..., Ne (n),
.. Tp and Ne enter Ne (N) in the sampling order (steps 12 to 14). N is the number of samples (about 50
).

【0040】各N個のサンプル値がすべて得られると、
TpとNeについて平均値
Once all N sample values have been obtained,
Average value for Tp and Ne

【数1】 と分散σTP,σNe (Equation 1) And variance σ TP , σ Ne

【数2】 を計算する(ステップ16〜19)。(Equation 2) Is calculated (steps 16 to 19).

【0041】これらの計算が終了すると、When these calculations are completed,

【数3】 で定義される回転変動率と、(Equation 3) Rotation fluctuation rate defined by

【数4】 で定義される負荷変動率から回転変動率/(1+負荷変
動率)を計算し、これと判定基準Limitを比較すること
により(ステップ20)、回転変動率/(1+負荷変動
率)≧Limitであれば燃焼不安定であると判断する。
(Equation 4) Is calculated from the load fluctuation rate defined in (1), and this is compared with the judgment criterion Limit (step 20), whereby the rotation fluctuation rate / (1 + load fluctuation rate) ≧ Limit If so, it is determined that combustion is unstable.

【0042】燃焼不安定を判断するのに、回転変動率/
(1+負荷変動率)の値を採用する理由はこうである。
いま、空燃比一定時に図7(空燃比が22の場合)のよ
うに横軸の変数に(1+負荷変動率)を、縦軸に回転変
動率をとれば、横軸の変数が大きくなるほど、これに比
例して縦軸にとった回転変動率も増していく。
To judge combustion instability, the rotational fluctuation rate /
The reason for adopting the value of (1 + load variation rate) is as follows.
Now, when the air-fuel ratio is constant, as shown in FIG. 7 (when the air-fuel ratio is 22), the variable on the horizontal axis is (1 + load fluctuation rate), and the vertical axis is the rotation fluctuation rate. In proportion to this, the rotation fluctuation rate on the vertical axis also increases.

【0043】同図で横軸の変数が1のときは負荷変動が
ないときである。これに対して、横軸の変数が1よりも
少しずれた値のxになると(小さな負荷変動があると
き)、負荷変動に影響されて図でb−aだけ回転変動率
が上乗せされ、横軸の変数がxよりもさらに大きな値の
yになったとき(大きな負荷変動があるとき)は、負荷
変動によってc−aもの回転変動率が上乗せされる。つ
まり、負荷変動がまったくない状態では、回転変動率が
判定基準Limitを越えるとそれはすべて燃焼不安定によ
るのであるが、負荷変動のある状態では負荷変動による
回転変動分が誤差として加わるため、回転変動率が判定
基準Limitを越えたからといって、必ずしも燃焼不安定
によるものとはいえないのである。
In the figure, when the variable on the horizontal axis is 1, there is no load fluctuation. On the other hand, when the variable on the horizontal axis becomes x having a value slightly deviated from 1 (when there is a small load fluctuation), the rotational fluctuation rate is increased by ba in the figure due to the influence of the load fluctuation, When the variable of the axis becomes y having a value larger than x (when there is a large load change), the load change increases the rotational fluctuation rate by ca. That is, in the state where there is no load fluctuation, when the rotation fluctuation rate exceeds the determination criterion Limit, all of the rotation fluctuation is due to combustion instability. However, in the state where there is a load fluctuation, the rotation fluctuation due to the load fluctuation is added as an error. Just because the rate exceeds the criterion Limit is not necessarily due to combustion instability.

【0044】この場合に、負荷変動率と負荷変動の加わ
った回転変動率とは比例関係にあるので、回転変動率/
負荷変動率の値を採用すると、負荷変動に応じて分母、
分子とも同じ割合で大きくなるため、この値は、負荷変
動の有無に関係なく同じにな。つまり、負荷変動の影響
が除かれるわけである。
In this case, since the load fluctuation rate and the rotation fluctuation rate to which the load fluctuation is added are in a proportional relationship, the rotation fluctuation rate /
When the value of the load change rate is adopted, the denominator,
This value is the same regardless of the presence or absence of the load fluctuation, since the numerator also increases at the same rate. That is, the effect of the load fluctuation is eliminated.

【0045】ただし、実際の制御上は、回転変動率/
(1+負荷変動率)の値を採用する。
However, in actual control, the rotational fluctuation rate /
The value of (1 + load fluctuation rate) is adopted.

【0046】図7で直線の傾き(一定)を示すこの値
も、負荷変動に関係なく同じ値になることに変わりな
い。この場合に、分母の負荷変動率に加える値を1にし
た理由は、負荷変動率が0のとき分母を1にして扱いや
すい値にするとともに、検出精度をよくしたいからであ
る。1以外の正数でもかまわないが、検出精度は1のと
きがベストである。
This value, which shows the slope (constant) of the straight line in FIG. 7, remains the same regardless of the load fluctuation. In this case, the reason why the value added to the load change rate of the denominator is set to 1 is that when the load change rate is 0, the denominator is set to 1 so that the value is easy to handle and the detection accuracy is improved. Although a positive number other than 1 may be used, detection accuracy of 1 is best.

【0047】判定基準Limitとの比較結果より、燃焼不
安定と判断されたときは燃料増量するためメモリのTD
MLに入っている値を所定値DDMLRだけ増して入れ
直すことによって(ステップ20,21)、許容燃焼限
界へと戻す。この逆に燃焼が安定していればTDMLに
入っている値から所定値DDMLLだけ減らすことで不
要な燃料消費を抑える(ステップ20,22)。このよ
うにしてリーン側での目標空燃比を修正するのである
が、TDMLの値には最大値と最小値を設け、これ以下
に目標空燃比の修正幅を制限している。なお、リスター
ト時は初期値(あらかじめ定めた目標値)TDML0が
TDMLに入る。
When it is determined from the result of comparison with the criterion Limit that combustion is unstable, the TD of the memory for increasing the amount of fuel is increased.
The value stored in the ML is incremented by a predetermined value DDMLR and reset (steps 20 and 21) to return to the allowable combustion limit. Conversely, if combustion is stable, unnecessary fuel consumption is suppressed by reducing the value stored in TDML by a predetermined value DDMLL (steps 20 and 22). In this way, the target air-fuel ratio on the lean side is corrected. A maximum value and a minimum value are provided for the value of TDML, and the correction range of the target air-fuel ratio is limited below this value. At the time of restart, the initial value (predetermined target value) TDML0 enters TDML.

【0048】最後に次回のサンプリングに備えて、メモ
リのTpmax,Tpmin,Nemax,Neminとカウンタ値nに
初期値を入れておく(ステップ23,24)。なお、ス
テップ23の∞はメモリに許される最大値のことであ
る。
Finally, in preparation for the next sampling, initial values are stored in Tpmax, Tpmin, Nemax, Nemin and the counter value n in the memory (steps 23 and 24). Note that ∞ in step 23 is the maximum value allowed in the memory.

【0049】ここで、この例の作用を説明する。Here, the operation of this example will be described.

【0050】図7で示した横軸の変数が1(負荷変動が
ない)、x(小さな負荷変動がある)、y(大きな負荷
変動がある)の場合を例にとり、このときの空燃比と回
転変動率の関係をあらためて図8に示す。
The case where the variables on the horizontal axis shown in FIG. 7 are 1 (there is no load fluctuation), x (there is a small load fluctuation), and y (there is a large load fluctuation) will be described. FIG. 8 shows the relationship between the rotational fluctuation rates again.

【0051】図8において、負荷変動がない状態(図で
1の場合)で、破線で示した判定基準Limitを越えたA
〜Bの範囲になると燃焼不安定による回転変動があると
判断し、燃料増量する。これが本来のリーンリミット制
御である。
In FIG. 8, in a state where there is no load fluctuation (in the case of 1 in the figure), A exceeds the criterion Limit shown by the broken line.
In the range of ~ B, it is determined that there is a rotation fluctuation due to combustion instability, and the fuel is increased. This is the original lean limit control.

【0052】ところが、同じエンジンでも負荷変動が少
しあるxの場合になると、C点で判定基準Limitに達す
るためC〜D間でも空燃比がリッチ化され、さらに負荷
変動が大きくなるyでは、リーン側の空燃比の全域でリ
ッチ化される。
However, in the case of x where the load variation is a little even in the same engine, the air-fuel ratio is enriched between C and D at the point C because the determination criterion Limit is reached. The air-fuel ratio is enriched over the entire range.

【0053】しかしながら、xの場合にC〜D間で判定
基準Limitを越え、またyの場合にF〜G間で判定基準
Limitを越えたのは、実は燃焼不安定ではなく、負荷変
動の影響であるのだから、C〜D間とF〜G間ではリッ
チ化する必要はなく、不要な燃料増量によって燃費が悪
くなるのである。
However, the reason for exceeding the criterion Limit between C and D in the case of x and exceeding the criterion Limit between FG in the case of y is not actually combustion instability, but is influenced by load fluctuation. Therefore, it is not necessary to enrich between C and D and between F and G, and the fuel consumption is degraded by an unnecessary increase in fuel.

【0054】これに対して、縦軸を回転変動率から回転
変動率/(1+負荷変動率)に取り直して図9に示す
と、図9では負荷変動のあるxとyの2つの場合の特性
が、負荷変動のない1の場合の特性に重なる。つまり、
同じ空燃比のもとで負荷変動のある場合の値が負荷変動
のない1の場合と同じになるのであるから、負荷変動の
影響が除かれたわけであり、図9の特性で判定基準Lim
itを越えたときはかならず燃焼不安定に伴う回転変動が
生じているわけである。
On the other hand, the vertical axis is changed from the rotation fluctuation rate to the rotation fluctuation rate / (1 + load fluctuation rate), and is shown in FIG. 9. In FIG. 9, the characteristics in the two cases of x and y with the load fluctuation are shown. Overlap with the characteristic of the case of 1 where there is no load fluctuation. That is,
Since the value when there is a load change under the same air-fuel ratio is the same as the value 1 when there is no load change, the effect of the load change has been eliminated.
When it exceeds it, the rotation fluctuation accompanying the combustion instability always occurs.

【0055】このように、判定基準Limitと比較する相
手に、回転変動率/(1+負荷変動率)を採用すること
によって、燃焼不安定の判定精度が向上し、無駄な燃料
消費がなくなる。
As described above, by adopting the rotation fluctuation rate / (1 + load fluctuation rate) as the partner to be compared with the judgment criterion Limit, the accuracy of determination of combustion instability is improved and unnecessary fuel consumption is eliminated.

【0056】また、定常時にかぎってサンプリングして
いることから、サンプリング値が安安するため、燃焼不
安定の判定精度がさらに向上する。
Further, since sampling is performed only during the steady state, the sampling value is low, and the accuracy of determination of unstable combustion is further improved.

【0057】ところで、負荷変動が回転変動に与える影
響はギア位置によっても相違し、低速段のほうが影響が
大きく出るので、判定基準がギア位置に左右されないよ
うにする必要がある。低速段のほうが影響が大きく出る
のは、車体のイナーシャに対してギア比が大きいほどエ
ンジン負荷の影響が大きくなるからである。
Incidentally, the influence of the load fluctuation on the rotation fluctuation differs depending on the gear position, and the influence is greater at the low speed stage. Therefore, it is necessary to prevent the determination standard from being influenced by the gear position. The reason that the lower gear is more affected is that the greater the gear ratio with respect to the inertia of the vehicle body, the greater the effect of the engine load.

【0058】このため、コントロールユニット2では、
ギア位置の判定結果に応じ、低速段ほど判定基準Limit
を大きくしている。
Therefore, in the control unit 2,
According to the result of the gear position determination, the lower the lower gear, the lower the determination criterion Limit.
Is increasing.

【0059】図6はギア位置に応じた判定基準Limitを
設定するための流れ図で、時間同期で(たとえば0.7
sごとに)実行される。
FIG. 6 is a flowchart for setting a criterion Limit according to the gear position.
s).

【0060】ギア位置を判定するため、車速VSPとギ
ア比G0〜G4の積をエンジン回転数Neと比較する。車
速VSPと各ギア比G0〜G4の積(エンジン回転数相当
量)は、どの回転数域でどのギアを使うかを定める基準
となるので、G0・VSP≧Neであれば、ニュート
ラルまたはクラッチOFF、G0・VSP>Ne≧G1
・VSPであれば、1速または後退、G1・VSP>
Ne≧G2・VSPであれば2速、G2・VSP>Ne
≧G3・VSPであれば3速、G3・VSP>Ne≧G
4・VSPであれば4速、G4・VSP>Neであれば
5速の各ギア位置にあると判断するのである(ステップ
32〜36)。
To determine the gear position, the product of the vehicle speed VSP and the gear ratios G 0 to G 4 is compared with the engine speed Ne. Vehicle speed VSP and the product of the gear ratio G 0 ~G 4 (engine speed equivalent), since the standards set which ones to use gears which speed region, if G 0 · VSP ≧ Ne, neutral or the clutch OFF, G 0 · VSP> Ne ≧ G 1
・ In the case of VSP, 1st speed or reverse, G 1 · VSP>
If Ne ≧ G 2 · VSP, 2nd speed, G 2 · VSP> Ne
If ≧ G 3 · VSP 3-speed, G 3 · VSP> Ne ≧ G
If it is 4 · VSP, it is determined that the gear position is in the fourth gear, and if G 4 · VSP> Ne, it is determined that the gear position is in the fifth gear (steps 32-36).

【0061】このギア位置の判断結果に応じ、低速段ほ
どメモリのLimitに大きな値を入れる(ステップ43〜
48)。つまり、ニュートラルやクラッチOFFでの判
定基準を所定値Limit0,1速または後退での判定基準
を所定値Limit1,……,5速での判定基準を所定値L
imit5とすると、これらの間にLimit0>Limit1>…
>Limit5の関係をもたせるのである。
According to the result of the determination of the gear position, a larger value is set to Limit in the memory at a lower gear (steps 43 to 43).
48). That is, the criterion for the neutral or clutch OFF is a predetermined value Limit0, the criterion for the first speed or the reverse is the predetermined value Limit1,.
If imit5, Limit0>Limit1> ...
> Limit5.

【0062】このように、ギア位置が低速段になるほ
ど、同じ空燃比、同じ負荷変動でも、回転変動率が大き
くなるので、これに合わせてLimitの値も同じ割合で大
きくすることで、負荷変動の影響が大きく生ずる低速段
においても燃焼不安定の判定精度が向上する。
As described above, the lower the gear position is, the higher the rotational fluctuation rate becomes, even with the same air-fuel ratio and the same load fluctuation, and accordingly, the value of Limit is also increased at the same rate in accordance with this. The accuracy of the determination of combustion instability is improved even in a low-speed stage where the influence of is large.

【0063】なお、ギア位置の判断結果をメモリのGE
ARに入れるとともに、ギア位置の判断の前にGEAR
の値を別のメモリのLGEARに移している(ステップ
37〜42、ステップ31)。GEARとLGEARの
2つの値から、GEAR=LGEARのときにギアシフ
トしてないと判断し、この判断結果を前述した図4のス
テップ1で使うのである。
Note that the result of the gear position determination is stored in the GE
AR, and before determining the gear position,
Is transferred to LGEAR of another memory (steps 37 to 42, step 31). Based on the two values GEAR and LGEAR, it is determined that no gear shift has occurred when GEAR = LGEAR, and this determination result is used in step 1 of FIG. 4 described above.

【0064】図10は他の実施例で、図4に対応させて
いる。
FIG. 10 shows another embodiment corresponding to FIG.

【0065】この例は、回転変動率を補正する代わり
に、判定基準Limitのほうを負荷変動率に応じて大きく
するものである。
In this example, instead of correcting the rotation fluctuation rate, the criterion Limit is increased in accordance with the load fluctuation rate.

【0066】図8を再び例にとると、判定基準Limit
を、負荷変動が少しあるxの場合はDの位置まで、また
負荷変動が大きなyの場合はGの位置までそれぞれ上昇
させることによって、負荷変動の影響を除くことができ
る。つまり、負荷変動によって回転変動率が大きくなる
と、その大きくなったと同じだけ、判定基準を大きくす
るのである。
Referring again to FIG. 8 as an example, the criterion Limit
Is raised to the position D when the load variation is a little x, and to the position G when the load variation is large y, thereby eliminating the influence of the load variation. That is, when the rotation fluctuation rate increases due to the load fluctuation, the determination criterion is increased by the same amount as the increase.

【0067】これにより、負荷変動があるときでも回転
変動率と判定基準の比較結果が負荷変動のないときと同
じになり、先の実施例と同じに燃焼不安定の判断が安定
する。
As a result, even when there is a load fluctuation, the result of comparison between the rotation fluctuation rate and the judgment criterion is the same as when there is no load fluctuation, and the determination of combustion instability is stabilized as in the previous embodiment.

【0068】このため、図10のように負荷変動率に応
じて、図11から判定基準の補正率Kをルックアップ
し、この補正率Kを負荷変動のないときの判定基準(た
とえば5速用の判定基準Limit5)にかけた値を判定基
準Limitとし(ステップ51,52)、回転変動率≧L
imitであれば燃焼不安定と判断させる(ステップ5
3)。
For this reason, as shown in FIG. 10, the correction rate K of the criterion is looked up from FIG. 11 in accordance with the load fluctuation rate, and this correction rate K is determined based on the criterion when there is no load change (for example, for the 5th speed). The value multiplied by the criterion Limit5) is set as the criterion Limit (steps 51 and 52), and the rotational fluctuation rate ≧ L
If imit, it is determined that combustion is unstable (step 5
3).

【0069】一方、図11において、負荷変動率がx、
yのときのKの値をKx、Kyとして、Kx・Limit5
が図8でDの高さに、Ky・Limit5が図8でGの高さ
となるように、それぞれKx,Kyを定め、こうして得
られた2点(図11でHとIの2点)を結べば、Kの特
性が得られる。
On the other hand, in FIG.
Assuming that the value of K at the time of y is Kx and Ky, Kx · Limit5
8, Kx and Ky are determined so that the height of D in FIG. 8 and the height of Ky · Limit 5 are the height of G in FIG. 8, respectively, and the two points thus obtained (two points of H and I in FIG. 11) are determined. If tied, the characteristic of K can be obtained.

【0070】また、ギア位置に応じて判定基準Limitを
相違させ、低速段になるほど判定基準Limitを大きくす
るには、図12のように低速段になるほど直線の傾きを
立てればよく、これによってギア位置によらず、回転変
動率と判定基準の比較結果が同じになり、先の実施例と
同じに燃焼不安定の判定精度が向上する。
Further, in order to make the criterion Limit different according to the gear position and to increase the criterion Limit at a lower gear, it is only necessary to increase the inclination of a straight line at a lower gear as shown in FIG. Regardless of the position, the comparison result between the rotation fluctuation rate and the determination criterion becomes the same, and the accuracy of the determination of combustion instability is improved as in the previous embodiment.

【0071】[0071]

【発明の効果】第1の発明によれば、理論空燃比よりも
リーン側の空燃比で運転できる条件になると、リーン側
の空燃比を目標値としてこの目標値に実際の空燃比が一
致するようにエンジンに供給する燃料量をフィードバッ
ク制御する一方で、エンジン負荷の検出値から計算した
負荷変動率にもとづいて回転変動率の判定基準を設定
し、この判定基準とエンジン回転数の検出値から計算し
た回転変動率とを比較し、回転変動率が判定基準より大
きいとき前記目標値を混合気が濃くなる側に修正するよ
うに構成したため、負荷変動の影響を除いて燃焼不安定
の判定精度が向上し、無駄な燃料消費がなくなる。
According to the first aspect of the present invention, when the condition for operating with the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is reached, the actual air-fuel ratio matches the target value with the lean-side air-fuel ratio as the target value. While the feedback control of the amount of fuel supplied to the engine is performed as described above, a criterion for the rotational fluctuation rate is set based on the load fluctuation rate calculated from the detected value of the engine load, and the criterion and the detected value of the engine speed are set based on the criterion and the detected value of the engine speed. The calculated value is compared with the calculated rotation fluctuation rate, and when the rotation fluctuation rate is larger than the determination criterion, the target value is corrected to the side where the air-fuel mixture becomes richer. And wasteful fuel consumption is eliminated.

【0072】第2の発明は、理論空燃比よりもリーン側
の空燃比で運転できる条件になると、リーン側の空燃比
を目標値としてこの目標値に実際の空燃比が一致するよ
うにエンジンに供給する燃料量をフィードバック制御す
る一方で、エンジン負荷の検出値から負荷変動率を、エ
ンジン回転数の検出値から回転変動率をそれぞれ計算
し、回転変動率と負荷変動率に正の一定値を足したもの
との比をあらかじめ定めた判定基準と比較し、比が判定
基準より大きいとき前記目標値を混合気が濃くなる側に
修正するように構成したため、第1の発明と同じ効果を
もつ。
According to the second aspect of the present invention, when the engine can be operated with an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the engine is set so that the actual air-fuel ratio matches the target value with the lean air-fuel ratio as a target value. While the amount of fuel to be supplied is feedback controlled, the load fluctuation rate is calculated from the detected value of the engine load, and the rotation fluctuation rate is calculated from the detected value of the engine speed, and positive constant values are calculated for the rotation fluctuation rate and the load fluctuation rate. The ratio of the added value is compared with a predetermined criterion, and when the ratio is larger than the criterion, the target value is corrected to the side where the air-fuel mixture becomes rich, so that the same effect as the first invention is obtained. .

【0073】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、判定基準を、ギア位置に応じ低速段になるほど判
定基準が大きくなるように補正する手段を設けたため、
負荷変動の影響が大きく生ずる低速段においても燃焼不
安定の判定精度が向上する。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a means is provided for correcting the criterion such that the criterion becomes larger as the gear position becomes lower according to the gear position.
The accuracy of determination of combustion instability is improved even in a low-speed stage where the influence of load fluctuations is large.

【0074】第4の発明は、第1または第2の発明にお
いて、判定基準との比較を、負荷の変動幅または回転数
の変動幅の少なくとも一方が所定値以下となるエンジン
の定常時に限る手段を設けたため、第1または第2の発
明よりも燃焼不安定の判定精度がさらに安定する。
In a fourth aspect based on the first or second aspect, the comparison with the determination criterion is performed by using a variation range of the load or a rotation speed.
Means is provided only when the engine is in a steady state in which at least one of the fluctuation widths is equal to or less than a predetermined value , so that the determination accuracy of combustion instability is more stable than in the first or second invention.

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

【図1】第1の発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the first invention.

【図2】第2の発明のクレーム対応図である。FIG. 2 is a diagram corresponding to claims of the second invention.

【図3】一実施例のシステム図である。FIG. 3 is a system diagram of one embodiment.

【図4】リーンリミット制御を説明するための流れ図で
ある。
FIG. 4 is a flowchart for explaining lean limit control.

【図5】リーンリミット制御を説明するための流れ図で
ある。
FIG. 5 is a flowchart for explaining lean limit control.

【図6】判定基準のギア位置に応じた補正を説明するた
めの流れ図である。
FIG. 6 is a flowchart for explaining correction according to a gear position as a criterion.

【図7】空燃比一定時の(1+負荷変動率)と回転変動
率の関係を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between (1 + load fluctuation rate) and a rotation fluctuation rate when the air-fuel ratio is constant.

【図8】回転変動率と空燃比の関係を示す特性図であ
る。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation fluctuation rate and an air-fuel ratio.

【図9】回転変動率/(1+負荷変動率)と空燃比の関
係を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation fluctuation rate / (1 + load fluctuation rate) and an air-fuel ratio.

【図10】他の実施例のリーンリミット制御を説明する
ための流れ図である。
FIG. 10 is a flowchart for explaining lean limit control of another embodiment.

【図11】他の実施例の判定基準の補正率Kの特性図で
ある。
FIG. 11 is a characteristic diagram of a correction factor K of a criterion of another embodiment.

【図12】他の実施例でさらにギア位置を加味したとき
の補正率Kの特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram of a correction factor K when a gear position is further taken into account in another embodiment.

【図13】従来例の負荷一定時の空燃比と回転変動率の
関係を示す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between an air-fuel ratio and a rotation fluctuation rate at a constant load in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 コントロールユニット 3 インジェクタ 4 エアフローメータ 7 クランク角度センサ 9 広域空燃比センサ 13 スワールコントロールバルブ 32 空燃比フィードバック制御手段 33 負荷変動率計算手段 34 判定基準設定手段 35 回転変動率計算手段 36 比較手段 37 目標値修正手段 41 比計算手段 42 比較手段 43 目標値修正手段 2 Control unit 3 Injector 4 Air flow meter 7 Crank angle sensor 9 Wide area air-fuel ratio sensor 13 Swirl control valve 32 Air-fuel ratio feedback control means 33 Load fluctuation rate calculation means 34 Judgment reference setting means 35 Rotation fluctuation rate calculation means 36 Comparison means 37 Target value Correction means 41 Ratio calculation means 42 Comparison means 43 Target value correction means

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運
転できる条件になると、リーン側の空燃比を目標値とし
てこの目標値に実際の空燃比が一致するようにエンジン
に供給する燃料量をフィードバック制御する手段と、エ
ンジン負荷の検出値から負荷変動率を計算する手段と、
この負荷変動率にもとづいて回転変動率の判定基準を設
定する手段と、エンジン回転数の検出値から回転変動率
を計算する手段と、この回転変動率と前記判定基準を比
較する手段と、この比較結果より回転変動率が判定基準
より大きいとき前記目標値を混合気が濃くなる側に修正
する手段とを設けたことを特徴とするリーンバーンエン
ジンの空燃比制御装置。
When an operating condition is satisfied at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the amount of fuel supplied to the engine is set such that the actual air-fuel ratio matches the target value with the lean-side air-fuel ratio as a target value. Means for feedback-controlling the load, and means for calculating a load variation rate from a detected value of the engine load,
A means for setting a criterion for the rotation fluctuation rate based on the load fluctuation rate, a means for calculating a rotation fluctuation rate from a detected value of the engine speed, a means for comparing the rotation fluctuation rate with the criterion, Means for correcting the target value to a side where the air-fuel mixture becomes richer when the rotation fluctuation rate is greater than the determination reference based on the comparison result.
【請求項2】 理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運
転できる条件になると、リーン側の空燃比を目標値とし
てこの目標値に実際の空燃比が一致するようにエンジン
に供給する燃料量をフィードバック制御する手段と、エ
ンジン負荷の検出値から負荷変動率を計算する手段と、
エンジン回転数の検出値から回転変動率を計算する手段
と、この回転変動率と前記負荷変動率に正の一定値を足
したものとの比を計算する手段と、この比をあらかじめ
定めた判定基準と比較する手段と、この比較結果より比
が判定基準より大きいとき前記目標値を混合気が濃くな
る側に修正する手段とを設けたことを特徴とするリーン
バーンエンジンの空燃比制御装置。
2. Under conditions that allow operation at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the amount of fuel supplied to the engine such that the actual air-fuel ratio matches the target value with the lean-side air-fuel ratio as a target value. Means for feedback-controlling the load, and means for calculating a load variation rate from a detected value of the engine load,
Means for calculating a rotation fluctuation rate from a detected value of the engine rotation speed; means for calculating a ratio of the rotation fluctuation rate to a value obtained by adding a positive constant value to the load fluctuation rate; An air-fuel ratio control device for a lean burn engine, comprising: means for comparing with a reference; and means for correcting the target value to a side where the air-fuel mixture becomes richer when the ratio is greater than a determination reference based on the comparison result.
【請求項3】 判定基準を、ギア位置に応じ低速段にな
るほど判定基準が大きくなるように補正する手段を設け
たことを特徴とする請求項1または2記載のリーンバー
ンエンジンの空燃比制御装置。
3. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to claim 1, further comprising means for correcting the criterion so that the criterion becomes larger as the speed becomes lower according to the gear position. .
【請求項4】判定基準との比較を、負荷の変動幅または
回転数の変動幅の少なくとも一方が所定値以下となる
ンジンの定常時に限る手段を設けたことを特徴とする請
求項1または2に記載のリーンバーンエンジンの空燃比
制御装置。
4. The method according to claim 1, wherein the comparison with the criterion is performed by determining a variation range of the load or
The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to claim 1 or 2, further comprising means for limiting the engine to a steady state in which at least one of the fluctuation ranges of the rotation speed is equal to or less than a predetermined value .
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