JP2964869B2 - 希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路対応方法 - Google Patents

希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路対応方法

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JP2964869B2
JP2964869B2 JP7576394A JP7576394A JP2964869B2 JP 2964869 B2 JP2964869 B2 JP 2964869B2 JP 7576394 A JP7576394 A JP 7576394A JP 7576394 A JP7576394 A JP 7576394A JP 2964869 B2 JP2964869 B2 JP 2964869B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【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、希
薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路対応方法に
関する。
【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、NOx排出量低減のため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。
【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、NOx排出を抑え燃費を大幅に向上さ
せることができる。
【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いる。そして、この制御の手法とし
ては、クランク軸の角加速度からエンジントルクを推定
し、この推定を、変化する瞬時値を用いて瞬間ごとに行
ない、エンジントルクの確率・統計的性質を考慮して、
所定の期間ごとに安定した確実な制御を行なうことが考
えられている。
【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。
【0006】ところで、このような制御手段をそなえた
車両が悪路を走行した場合、エンジン回転変動に悪路の
影響が発生し、回転変動が燃焼悪化によるものであるか
どうかの識別が困難になる可能性がある。すなわち、悪
路走行により回転変動が大きくなると、制御系はリッチ
側に過剰補正され、NOx排出量を増加させる可能性が
ある。
【0007】逆に悪路走行により回転変動が小さくなる
と、制御系はリーン側へ補正され、ドライバビリティの
低下を招来する可能性がある。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、車
両が悪路を走行する場合であっても、エンジンの回転変
動が、悪路走行と燃焼悪化とのいずれによるものである
かを確実に識別できるようにして、確実な燃焼制御、特
に各気筒毎の確実な燃焼制御も行ないうるようにした、
希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路対応方法
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の請求
項1記載の希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪
路対応方法は、内燃機関を理論空燃比より希薄(リー
ン)側の空燃比で運転したときに生じる回転変動を検出
し、該検出結果に基づき設定サンプリング期間ごとに燃
焼良否を判定するための燃焼判定データを求め、該燃焼
判定データが燃焼良好を示すときに希薄燃焼限界空燃比
近傍で運転されている内燃機関の空燃比をリーン側へ微
小変化させるとともに上記燃焼判定データが燃焼悪化を
示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されている内
燃機関の空燃比を過濃(リッチ)側へ微小変化させるべ
く空燃比変更データを設定し、該空燃比変更データに基
づき上記機関を希薄燃焼限界空燃比近傍で運転するもの
において、上記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍での
運転中における燃焼判定データの増減状態と空燃比変更
データの増減状態を論理判定して上記内燃機関を搭載し
た車両が悪路走行中であると判定または推定することを
特徴としている。
【0009】また、請求項1の態様として、上記空燃比
変更データの空燃比リッチ側への変化後において燃焼判
定データが燃焼悪化側に変化した場合と、上記空燃比変
更データの空燃比リーン側への変化後において燃焼判定
データが燃焼良好側に変化した場合とのうちいずれかが
継続した場合または双方が継続して生じたときに上記内
燃機関を搭載した車両が悪路走行中であると判定または
推定するように構成してもよい(請求項1の態様1)。
【0010】さらに、請求項1の態様として、上記空燃
比変更データの空燃比リッチ側への変化後において上記
燃焼判定データが燃焼悪化側に変化した場合と、上記空
燃比変更データの空燃比リーン側への変化後において上
記燃焼判定データが燃焼良好側に変化した場合との少な
くとも一方において悪路判定データの値が増加し、上記
空燃比変更データの空燃比リッチ側への変化後において
上記燃焼判定データが燃焼良好側に変化した場合と上記
空燃比変更データの空燃比リーン側への変化後において
上記燃焼判定データが燃焼悪化側に変化した場合との少
なくとも一方において上記悪路判定データの値が減少す
るように、上記悪路判定データが設定されて、上記悪路
判定データが設定値を上回ったときに上記車両が悪路走
行中であると判定または推定するように構成してもよい
(請求項1の態様2)。
【0011】そして、請求項1の態様として、上記内燃
機関が複数の気筒をそなえ、上記燃焼判定データと上記
空燃比変更データとを気筒ごとに検出するとともに、少
なくとも一つの気筒における燃焼判定データの増減状態
と空燃比変更データの増減状態との論理判定結果が悪路
走行状態に対応した結果を示すときに上記車両が悪路走
行中であると判定または推定するように構成してもよい
(請求項1の態様3)。
【0012】また、請求項1の態様3において、上記内
燃機関の少なくとも一つの気筒における燃焼判定データ
の増減状態と空燃比変更データの増減状態との論理判定
結果が悪路走行状態に対応した結果を示すとともに、上
記気筒のうちの複数について他の悪路走行条件が成立し
ているときに上記車両が悪路走行中であると判定または
推定するように構成してもよい(請求項1の態様3の
1)。
【0013】さらに、請求項1の態様として、内燃機関
に駆動される回転軸の角加速度を特定行程ごとに検出
し、該検出結果に基づき上記燃焼判定データを算出する
ように構成してもよい(請求項1の態様4)。そして、
請求項1の態様として、内燃機関に駆動される回転軸の
角加速度を特定行程ごとに検出し、該検出結果に基づき
燃焼良否に対応した燃焼状態指標データを一燃焼ごとに
求め、予め設定されたサンプリング期間内における上記
燃焼状態指標データに基づき上記燃焼判定データを算出
し、該燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの
増減状態との論理判定結果が悪路走行状態に対応した結
果を示すとともに、上記燃焼状態指標データが悪路走行
状態を示すときに上記車両が悪路走行中であると判定す
ように構成してもよい(請求項1の態様5)。
【0014】また、請求項1の態様5において、上記の
燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増減状
態との論理判定結果が悪路走行状態に対応した結果を示
すとともに、上記燃焼状態指標データが、上方値と下方
値とで設定された所定の範囲内から脱することに基づき
上記車両が悪路走行中であると判定するように構成して
もよい(請求項1の態様5の1)。
【0015】さらに、請求項1の態様5の1において、
上記の燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの
増減状態との論理判定結果が悪路走行状態に対応した結
果を示すとともに、所定のサンプリング期間内におい
て、上記燃焼状態指標データが上方値を上回る状態を第
1設定回数以上発生し且つ上記燃焼状態指標データが下
方値を下回る状態を第2設定回数以上発生することに基
づき、上記車両が悪路走行中であると判定するように構
成してもよい(請求項1の態様5の1の1)。
【0016】そして、請求項1の態様として、上記内燃
機関が複数の気筒をそなえ、該内燃機関に駆動される回
転軸の角加速度を特定行程ごとに検出し、該検出結果に
基づき燃焼良否に対応した燃焼状態指標データを各気筒
の一燃焼ごとに求め、予め設定されたサンプリング期間
内における上記燃焼状態指標データに基づき上記燃焼判
定データを気筒ごとに算出し、該燃焼判定データから気
筒ごとの上記空燃比変更データを設定し、少なくとも一
つの気筒における燃焼判定データの増減状態と空燃比変
更データの増減状態との論理判定結果が悪路走行状態に
対応した結果を示すとともに、複数の気筒における上記
燃焼状態指標データが悪路走行状態を示すときに上記車
両が悪路走行中であると判定するように構成してもよい
(請求項1の態様6)。
【0017】また、請求項記載の希薄燃焼内燃機関を
搭載した車両における悪路対応方法は、内燃機関を理論
空燃比より希薄側の空燃比で運転したときに生じる回転
変動を検出し、該検出結果に基づき設定サンプリング期
間ごとに燃焼良否を判定するための燃焼判定データを求
め、該燃焼判定データが燃焼良好を示すときに希薄燃焼
限界空燃比近傍で運転されている内燃機関の空燃比をリ
ーン側へ微小変化させるとともに上記燃焼判定データが
燃焼悪化を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転さ
れている内燃機関の空燃比をリッチ側へ微小変化させる
べく空燃比変更データを設定し、該空燃比変更データに
基づき上記機関を希薄燃焼限界空燃比近傍で運転するも
のにおいて、上記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍で
の運転中における燃焼判定データの増減状態と空燃比変
更データの増減状態を論理判定して上記内燃機関を搭載
した車両が悪路走行中であると判定し、該悪路走行中で
ある判定が行なわれると上記空燃比変更データの更新を
停止するとともに、該空燃比変更データの更新停止中に
悪路走行終了が検出されると空燃比変更データの更新を
再開することを特徴としている。
【0018】さらに、請求項記載の希薄燃焼内燃機関
を搭載した車両における悪路対応方法は、内燃機関を理
論空燃比より希薄側の空燃比で運転したときに生じる回
転変動を検出し、該検出結果に基づき設定サンプリング
期間ごとに燃焼良否を判定するための燃焼判定データを
求め、該燃焼判定データが燃焼良好を示すときに希薄燃
焼限界空燃比近傍で運転されている内燃機関の空燃比を
リーン側へ微小変化させるとともに上記燃焼判定データ
が燃焼悪化を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転
されている内燃機関の空燃比をリッチ側へ微小変化させ
るべく空燃比変更データを設定し、該空燃比変更データ
に基づき上記機関を希薄燃焼限界空燃比近傍で運転する
ものにおいて、上記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍
での運転中における燃焼判定データの増減状態と空燃比
変更データの増減状態を論理判定して上記内燃機関を搭
載した車両が悪路走行中であると判定し、該悪路走行中
である判定が行なわれると希薄燃焼限界空燃比近傍での
運転を禁止して内燃機関をリッチ側の空燃比で運転する
とともに、該希薄燃焼限界空燃比近傍での運転禁止中に
悪路走行終了が検出されると希薄燃焼限界空燃比近傍で
の運転を再開することを特徴としている。
【0019】
【作用】上述の請求項1記載の希薄燃焼内燃機関を搭載
した車両における悪路対応方法では、内燃機関を理論空
燃比より希薄側の空燃比で運転したときに生じる回転変
動が検出され、この検出結果に基づき設定サンプリング
期間ごとに燃焼良否を判定するための燃焼判定データが
求められる。そして、燃焼判定データが燃焼良好を示す
ときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されている内燃機
関の空燃比をリーン側へ微小変化させるとともに、燃焼
判定データが燃焼悪化を示すときに希薄燃焼限界空燃比
近傍で運転されている内燃機関の空燃比をリッチ側へ微
小変化させるべく空燃比変更データが設定され、設定さ
れた空燃比変更データに基づき機関が希薄燃焼限界空燃
比近傍で運転される。この運転において、内燃機関の希
薄燃焼限界空燃比近傍での運転中における燃焼判定デー
タの増減状態と空燃比変更データの増減状態とを論理判
定して、内燃機関を搭載した車両が悪路走行中であると
の判定または推定が行なわれる。
【0020】また、請求項1の態様1では、請求項1記
載の方法の作用に加え、空燃比変更データの空燃比リッ
チ側への変化後において燃焼判定データが燃焼悪化側に
変化した場合と、空燃比変更データの空燃比リーン側へ
の変化後において燃焼判定データが燃焼良好側に変化し
た場合とのうちいずれかが継続した場合または双方が継
続して生じたときに、内燃機関を搭載した車両が悪路走
行中であるとの判定または推定が行なわれる。
【0021】さらに、請求項1の態様2では、請求項1
記載の方法の作用に加え、空燃比変更データの空燃比リ
ッチ側への変化後において燃焼判定データが燃焼悪化側
に変化した場合と、空燃比変更データの空燃比リーン側
への変化後において燃焼判定データが燃焼良好側に変化
した場合との少なくとも一方において悪路判定データの
値が増加する。また、空燃比変更データの空燃比リッチ
側への変化後において燃焼判定データが燃焼良好側に変
化した場合と、空燃比変更データの空燃比リーン側への
変化後において燃焼判定データが燃焼悪化側に変化した
場合との少なくとも一方において悪路判定データ値の減
少が行なわれる。さらに、悪路判定データが設定値を上
回ったときに、車両が悪路走行中であるとの判定または
推定が行なわれる。
【0022】そして、請求項1の態様3では、請求項1
記載の方法の作用に加え、複数の気筒をそなえた内燃機
関において、燃焼判定データと上記空燃比変更データと
を気筒ごとに検出され、少なくとも一つの気筒における
燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増減状
態との論理判定結果が悪路走行状態に対応した結果を示
すときに、車両が悪路走行中であるとの判定または推定
が行なわれる。
【0023】また、請求項1の態様3の1では、請求項
1の態様3の作用に加え、内燃機関の少なくとも一つの
気筒における燃焼判定データの増減状態と空燃比変更デ
ータの増減状態との論理判定結果が悪路走行状態に対応
した結果を示すとともに、複数の気筒について他の悪路
走行条件が成立しているときに、車両が悪路走行中であ
るとの判定または推定が行なわれる。
【0024】そして、請求項1の態様4では、請求項1
記載の方法の作用に加え、内燃機関に駆動される回転軸
の角加速度が特定行程ごとに検出され、該検出結果に基
づき燃焼判定データが算出される。また、請求項1の態
様5では、請求項1記載の方法の作用に加え、内燃機関
に駆動される回転軸の角加速度が特定行程ごとに検出さ
れ、該検出結果に基づき燃焼良否に対応した燃焼状態指
標データが一燃焼ごとに求められる。そして、予め設定
されたサンプリング期間内における燃焼状態指標データ
に基づき燃焼判定データが算出され、燃焼判定データの
増減状態と空燃比変更データの増減状態との論理判定結
果が悪路走行状態に対応した結果を示すとともに、燃焼
状態指標データが悪路走行状態を示すときに、車両が悪
路走行中であるとの判定が行なわれる。
【0025】さらに、請求項1の態様5の1では、請求
項1の態様5の作用に加え、燃焼判定データの増減状態
と空燃比変更データの増減状態との論理判定結果が悪路
走行状態に対応した結果を示すとともに、燃焼状態指標
データが、上方値と下方値とで設定された所定の範囲内
から脱することに基づき、車両が悪路走行中であるとの
判定が行なわれる。
【0026】そして、請求項1の態様5の1の1では、
請求項1の態様5の1の作用に加え、燃焼判定データの
増減状態と空燃比変更データの増減状態との論理判定結
果が悪路走行状態に対応した結果を示すとともに、所定
のサンプリング期間内において、燃焼状態指標データが
上方値を上回る状態を第1設定回数以上発生し且つ上記
燃焼状態指標データが下方値を下回る状態を第2設定回
数以上発生することに基づき、車両が悪路走行中である
との判定が行なわれる。
【0027】また、請求項1の態様6では、請求項1記
載の方法の作用に加え、複数の気筒をそなえた内燃機関
において、該内燃機関に駆動される回転軸の角加速度が
特定行程ごとに検出され、該検出結果に基づき燃焼良否
に対応した燃焼状態指標データが各気筒の一燃焼ごとに
求められる。そして、予め設定されたサンプリング期間
内における燃焼状態指標データに基づき燃焼判定データ
が気筒ごとに算出され、燃焼判定データから気筒ごとの
空燃比変更データが設定されて、少なくとも一つの気筒
における燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データ
の増減状態との論理判定結果が悪路走行状態に対応した
結果を示すとともに、複数の気筒における燃焼状態指標
データが悪路走行状態を示すときに、車両が悪路走行中
であるとの判定が行なわれる。
【0028】さらに、請求項記載の希薄燃焼内燃機関
を搭載した車両における悪路対応方法では、内燃機関を
理論空燃比より希薄側の空燃比で運転したときに生じる
回転変動が検出され、該検出結果に基づき設定サンプリ
ング期間ごとに燃焼良否を判定するための燃焼判定デー
タが求められる。ついで、燃焼判定データが燃焼良好を
示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されている内
燃機関の空燃比をリーン側へ微小変化させるとともに、
燃焼判定データが燃焼悪化を示すときに希薄燃焼限界空
燃比近傍で運転されている内燃機関の空燃比をリッチ側
へ微小変化させるべく空燃比変更データが設定され、該
空燃比変更データに基づき機関が希薄燃焼限界空燃比近
傍で運転される。この運転において、内燃機関の希薄燃
焼限界空燃比近傍での運転中における燃焼判定データの
増減状態と、空燃比変更データの増減状態を論理判定し
て、内燃機関を搭載した車両が悪路走行中であると判定
されると空燃比変更データの更新が停止され、空燃比変
更データの更新停止中に悪路走行終了が検出されると空
燃比変更データの更新を再開される。
【0029】そして、請求項記載の希薄燃焼内燃機関
を搭載した車両における悪路対応方法では、内燃機関を
理論空燃比より希薄側の空燃比で運転したときに生じる
回転変動が検出され、該検出結果に基づき設定サンプリ
ング期間ごとに燃焼良否を判定するための燃焼判定デー
タが求められて、該燃焼判定データが燃焼良好を示すと
きに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されている内燃機関
の空燃比をリーン側へ微小変化させるとともに、燃焼判
定データが燃焼悪化を示すときに希薄燃焼限界空燃比近
傍で運転されている内燃機関の空燃比をリッチ側へ微小
変化させるべく空燃比変更データが設定される。そし
て、空燃比変更データに基づいた機関の希薄燃焼限界空
燃比近傍での運転において、内燃機関の希薄燃焼限界空
燃比近傍での運転中における燃焼判定データの増減状態
と空燃比変更データの増減状態を論理判定し、内燃機関
を搭載した車両が悪路走行中であると判定されると、希
薄燃焼限界空燃比近傍での運転が禁止され内燃機関がリ
ッチ側の空燃比で運転されるとともに、希薄燃焼限界空
燃比近傍での運転禁止中に悪路走行終了が検出されると
希薄燃焼限界空燃比近傍での運転が再開される。
【0030】
【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路対応方
法について説明すると、図1,2は本方法を実施するた
めの装置の制御ブロック図、図3は上記装置を有するエ
ンジンシステムの全体構成図、図4は上記装置を有する
エンジンシステムの制御系を示すハードブロック図、図
5〜8は上記装置の動作を説明するためのフローチャー
ト、図9は上記装置の動作を説明するための波形図,図
10は上記装置の動作を説明するための補正特性マッ
プ、図11は上記装置の動作を説明するための摸式的グ
ラフ、図12は上記装置の動作を説明するための摸式的
グラフ、図13は上記装置の動作を説明するための正規
化特性マップ、図14は上記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。
【0031】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3に示す
ようになる。すなわち、この図3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。
【0032】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。
【0033】また、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。
【0034】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。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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。
【0038】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。
【0039】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。
【0040】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。
【0041】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3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。
【0042】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3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やエ
ンジン1の吸入空気の温度を検出する吸気温センサ1
8,大気圧を検出する大気圧センサ19がそなえられて
いる。
【0043】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。さら
に、排気通路4側には、排気ガス中の酸素濃度(O2
度)を検出する酸素濃度センサ(以下、単に「O2 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4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。
【0044】そして、これらのセンサやスイッチからの
検出信号は、図4に示すようなECU25へ入力される
ようになっている。また、変速検出手段231が設けら
れ、ECU25に検出信号が入力されるようになってい
る。変速検出手段231は、ELC通信によりシフト段
が変更されたことを検知することで検出信号を得られる
ように構成されている。
【0045】ここで、このECU25のハードウェア構
成は、図4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,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。
【0046】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。
【0047】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。
【0048】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。
【0049】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、回転変動検出手段101、燃焼状態指標データ算出
手段102、燃焼判定データ検出手段104、角加速度
検出手段107、悪路走行判定手段202、空燃比変更
データ検出手段232、希薄燃焼限界運転手段208の
機能をそなえている。
【0050】また、ECU25は、図7,8のフローチ
ャートに沿う動作を行なうための、燃焼判定データ増減
算出手段233、空燃比変更データ増減算出手段23
4、論理判定値算出手段235をそなえている。さら
に、ECU25には悪路走行判定手段202として、論
理判定手段236、悪路状態回数判定手段237、燃焼
状態指標による悪路走行判定手段238が設けられてお
り、これらの演算結果が、希薄燃焼限界運転手段208
および希薄燃焼限界空燃比近傍運転禁止手段242に出
力されるように構成されている。
【0051】そして、希薄燃焼限界運転手段208は、
空燃比変更データ更新手段239および更新停止手段2
40をそなえており、これらの演算結果が希薄燃焼限界
空燃比近傍運転手段241で用いられるように構成され
ている。また、図2に示すように、回転変動検出手段2
07、希薄燃焼限界運転手段208、燃料噴射量変更手
段210が構成されている。
【0052】さらに、ECU25は、、図2に示すよう
な燃焼状態制御手段105、燃焼変動調整要素106、
平滑化手段108、閾値更新手段110および失火判定
基準値111の機能をそなえている。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が燃焼変動調整要素106とし
て機能する。
【0053】なお、燃料噴射パルス幅Tinjは次式で
表される。 Tinj(j)=TB・KAC(j)・K・KAFL+
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。
【0054】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なっている。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空燃比変更データ(補正
係数)である。
【0055】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により、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。
【0056】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。
【0057】すなわち、図14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。
【0058】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。
【0059】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。
【0060】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。
【0061】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。
【0062】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。
【0063】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。
【0064】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。
【0065】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。
【0066】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9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。
【0067】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。
【0068】 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9
に示すように KL(1)〜 KL(3)が繰り返される。
【0069】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。
【0070】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。
【0071】ところで、本実施例の、希薄燃焼内燃機関
を搭載した車両における悪路対応方法を実現すべき、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回転変
動検出手段101をそなえている。そして、回転変動検
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1
07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。
【0072】すなわち、回転変動検出手段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。
【0073】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、回転変動検出
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、燃焼状態指標データ
IAC(n)を求める燃焼状態指標データ算出手段10
2が設けられている。
【0074】すなわち、燃焼状態指標データ算出手段1
02における燃焼状態指標データ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13に示す特性により設定されるようになっている。
【0075】図13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13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。
【0076】そして、燃焼状態指標データIAC(n)
と所定の閾値IACTHとを比較して燃焼判定データV
AC(j)を求める燃焼判定データ検出手段104が設
けられおり、燃焼判定データVAC(j)は、燃焼状態
指標データ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、
燃焼判定データVAC(j)は、次式により算出され
る。
【0077】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、燃焼状態指標データI
AC(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。
【0078】したがって、燃焼判定データVAC(j)
は、閾値 IACTHと燃焼状態指標データ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、燃焼判定データ検出
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いる。
【0079】なお、上述の添字jは、気筒番号を示して
いる。また、燃焼判定データVAC(j)としてはより
簡単なプログラムを用いて燃焼状態指標データ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
})。上述のような燃焼判定データ検出手段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。
【0080】すなわち、燃焼状態制御手段105は、燃
焼判定データ検出手段104により算出された燃焼判定
データVAC(j)を参照し、算出された空燃比変更デ
ータKAC(j)により、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。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で設定
される上限基準値(VACTH1)と上限基準値設定手段112
Lで設定される下限基準値(VACTH2)とが設けられてい
る。
【0081】そして、燃焼変動調整要素106による制
御は、燃焼判定データVAC(j)を上限基準値(VACTH
1)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。すなわち、燃焼変動調整要素1
06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。
【0082】Tinj(j)=TB×KAC(j)×K ×KAFL + Td そして、上式における空燃比変更データKAC(j)が次のよ
うに調整されるようになっている。まず、燃焼判定デー
タ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
よる空燃比変更データKAC(j)の算出により行なわれるよ
うになっている。
【0083】 KAC(j) = KAC(j) + KAR・{ VAC(j) − VACTH1 } これは、図10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空燃比
変更データを示しており、上式により更新が行なわれ
る。
【0084】なお、図10は横軸に燃焼判定データVA
Cをとり、縦軸に空燃比変更データKACをとって補正
特性を示している。一方、燃焼判定データ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空
燃比変更データKAC(j)の算出により行なわれるようにな
っている。
【0085】 KAC(j) = KAC(j) - KAL・{ VAC(j) − VACTH2 } これは、図10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、燃焼判定データ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、空燃比変更データKAC(j)の変更を行なわないように
なっている。
【0086】これは、図10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(VAC0+ΔVAC)の値に設定され
ている。
【0087】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。
【0088】そして、上述の空燃比変更データ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、0.85<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、燃焼判定データVAC(j)は、設定された燃焼回
数、例えば128(あるいは256)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。
【0089】そして、失火判定基準値が基準値設定手段
112で設定された基準値より燃焼悪化側において設定
されており、燃焼状態指標データIAC(n)が失火判
定基準値を燃焼悪化側に超えることに基づき失火が判定
され、現気筒の失火情報アドレス(j)に失火情報が格
納されて、失火に対する制御が行なわれるように構成さ
れている。
【0090】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 そして、上式における空燃比変更データKAC(j)が次式に
より調整されるようになっている。
【0091】 KAC(j) = KAC(j) + ZFCPAL ・{ VAC(j) − VAC0
} これは、図10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、 ZFCPAL 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空
燃比変更データを示しており、上式により更新が行なわ
れる。
【0092】なお、図10は横軸に燃焼判定データVA
Cをとり、縦軸に空燃比変更データKACをとって補正
特性を示している。一方、燃焼状態指標データIAC
(n)が閾値IACTHを下回っている場合が128サ
イクル中1回未満である場合には、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空燃比変更デ
ータKAC(j)の算出により行なわれるようになっている。
【0093】 KAC(j) = KAC(j) - ZFCPAL ・{ VAC(j) − VAC0
} これは、図10に示すリーン側左下特性の補正値を算出
するもので、 ZFCPALは特性の傾きを示す係数である。
さらに、燃焼状態指標データIAC(n)が閾値IAC
THを下回っている場合が128サイクル中1〜2回で
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、空燃比変更データKAC(j)の変
更を行なわないようになっている。
【0094】これは、図10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。ところで、
変動許容値VAC0は、COV(Coefficient of variance)
の目標値(10 %程度) に対応した値であり、変動許容値
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。
【0095】そして、上述の空燃比変更データ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、0.85<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、燃焼判定データVAC(j)は、設定された燃焼回
数、例えば128(あるいは256)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。
【0096】このようにして、希薄燃焼限界空燃比近傍
での運転中の内燃機関の空燃比を燃焼良好の場合にリー
ン側へ燃焼悪化の場合にリッチ側へとそれぞれ微小に変
化させる制御が行なわれるようになっている。ところ
で、本実施例では、内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍
での運転中における燃焼判定データVACの増減状態Δ
VACと、空燃比変更データKACの増減状態ΔKAC
を論理判定するための論理判定値算出手段235が設け
られており、算出結果により悪路走行判定手段202の
論理判定手段236において、内燃機関を搭載した車両
が悪路走行中であると判定または推定するように構成さ
れている。
【0097】また、悪路走行判定手段202は、空燃比
変更データKACの空燃比リッチ側への変化後において
燃焼判定データVACが燃焼悪化側に変化した場合と、
空燃比変更データKACの空燃比リーン側への変化後に
おいて燃焼判定データVACが燃焼良好側に変化した場
合とのうちいずれかが継続した場合または双方が継続し
て生じたときに、内燃機関を搭載した車両が悪路走行中
であると判定または推定するように構成されている。
【0098】さらに、本実施例では、論理判定値算出手
段235で算出される論理判定値SKVが悪路判定デー
タとして採用されるように構成されており、論理判定値
SKVは表1で示すように設定され、この値が累積され
ることにより、回転変動補正効果積算量として機能する
ように構成されている。これにより、空燃比変更データ
KACの空燃比リッチ側への変化後において燃焼判定デ
ータVACが燃焼悪化側に変化した場合と、空燃比変更
データKACの空燃比リーン側への変化後において燃焼
判定データVACが燃焼良好側に変化した場合との少な
くとも一方において論理判定値SKVが増加し、空燃比
変更データKACの空燃比リッチ側への変化後において
燃焼判定データVACが燃焼良好側に変化した場合と、
空燃比変更データKACの空燃比リーン側への変化後に
おいて燃焼判定データVACが燃焼悪化側に変化した場
合との少なくとも一方において悪路判定データ値として
の論理判定値SKVが減少するように構成されている。
【0099】そして、悪路判定データとしての論理判定
値SKVが設定値(例えば1.5)を上回ったときに、
車両が悪路走行中であると判定または推定されるように
構成されている。また、燃焼判定データVACと空燃比
変更データKACとは気筒jごとに検出されるように構
成されており、少なくとも一つの気筒における燃焼判定
データVACの増減状態ΔVACと空燃比変更データK
ACの増減状態ΔKACとの論理判定結果が悪路走行状
態に対応した結果を示すときに、車両が悪路走行中であ
ると判定または推定されるように構成されている。
【0100】さらに、上述の論理判定結果による条件に
加え、気筒jのうちの複数について、燃焼状態指標デー
タによる悪路走行判定手段238および悪路状態回数判
定手段237の動作により、他の悪路走行条件が成立し
ているときに、車両が悪路走行中であると判定または推
定されるように構成されている。すなわち、燃焼状態指
標データによる悪路走行判定手段238において、燃焼
状態指標データIACが、上方値ITHHIと下方値I
THLOとで設定された所定の範囲内から脱することに
基づき,車両が悪路走行中であると判定するように構成
されている。
【0101】また、悪路状態回数判定手段237におい
て、所定のサンプリング期間内に、燃焼状態指標データ
IACが上方値ITHHIを上回る状態(回数NAC)
を第1設定回数N11以上発生し、且つ、燃焼状態指標
データIACが下方値ITHLOを下回る状態(回数N
DET)を第2設定回数N2以上発生することに基づ
き、車両が悪路走行中であると判定するように構成され
ている。
【0102】さらに、空燃比変更データ更新手段239
および更新停止手段240が設けられており、悪路走行
判定手段202により悪路走行中であるとの判定が行な
われると空燃比変更データKACの更新が停止され、空
燃比変更データKACの更新停止中に悪路走行終了が検
出されると空燃比変更データKACの更新が再開される
ように構成されている。
【0103】そして、希薄燃焼限界空燃比近傍運転手段
241および希薄燃焼限界空燃比近傍運転禁止手段24
2が設けられており、これらの手段の動作により、悪路
走行判定手段202おいて悪路走行中である判定が行な
われると希薄燃焼限界空燃比近傍での運転を禁止して内
燃機関をリッチ側の空燃比で運転するとともに、希薄燃
焼限界空燃比近傍での運転禁止中に悪路走行終了が検出
されると希薄燃焼限界空燃比近傍での運転を再開するよ
うに構成されている。
【0104】このようにして、燃料補正係数としての空
燃比変更データKACの増減分ΔKACと、回転悪化指
数としての燃焼状態指標データIACの増減分ΔVAC
とを比較し、論理的に悪路であるかどうかを判定するよ
うに構成されている。また、ストイキオ運転時にも悪路
走行判定手段202による悪路検出を行ない、希薄燃焼
限界空燃比近傍運転禁止手段242により、悪路でなく
なるまでリーン運転を行なわないように構成されてい
る。
【0105】なお、失火判定基準値が設定されており、
燃焼状態指標データIAC(n)が失火判定基準値を燃
焼悪化側に超えることに基づき失火が判定され、現気筒
の失火情報アドレス(j)に失火情報が格納されて、失
火に対する制御が行なわれるように構成されている。本
発明の一実施例としての希薄燃焼内燃機関を搭載した車
両における悪路対応方法を実現すべき制御系は上述のよ
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5〜8のフローチャートに示す作動が順次行なわ
れる。
【0106】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。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。
【0107】 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。
【0108】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。
【0109】次いで、ステップS3において、回転変動
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ΔAC
C(n)が次式で算出される。
【0110】 ΔACC(n)=ACC(n)−ACCAV(n) また、ステップS4において、燃焼状態指標データ算出
手段102により、回転変動検出手段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
て正規化した燃焼状態指標データIAC(n)が次式に
より算出される。
【0111】 IAC(n)=ΔACC(n)・Kte(Ev,Ne) ここで、Kte(Ev,Ne)は出力補正係数であり、
図13に示す特性により設定される。図13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(Ev,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。
【0112】すなわち、マップとして記憶された図13
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。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。
【0113】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) ・・・・(1) 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’ ・・・・・・・・・・(2) ここで、ω0 ’:平均角加速度 (1),(2)式より、 ω0 ’+Δω’= 1/Ie・(Te−Tl) = 1/Ie・(Te0 −Tl)+ΔTe/Ie よって、 Δω’= ΔTe/Ie ・・・・・・・(3) 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、
(3)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〔燃焼状
態指標データ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。
【0114】ステップS4の動作が行なわれると、次い
でステップS5において、失火の判定が行なわれる。す
なわち、失火判定基準値設定手段111で設定された失
火判定基準値を、燃焼状態指標データIAC(n)が燃
焼悪化側に超えているかどうかを判断され、超えている
場合には、失火が発生したと判定される。
【0115】そして、この判定が行なわれた場合には、
ステップS6が実行され、現気筒の失火情報アドレス
(j)に失火情報が格納されて、失火に対する制御が行
なわれる。一方、失火の判定が行なわれなかった場合、
もしくは失火の判定が行なわれてステップS6が実行さ
れた後には、ステップS7〜ステップS10における燃
焼判定データ検出手段104の動作が実行され、燃焼状
態指標データIAC(n)と所定の閾値IACTHとを
比較して、次式により燃焼判定データVAC(j)が算
出される。
【0116】VAC(j)=Σ{ IAC(J) < IACTH }
* { IACTH - IAC(J) } まず、ステップS7において、燃焼状態指標データIA
C(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ΔIA
C(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。
【0117】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における燃焼判定データ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、燃焼判定
データ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。
【0118】これにより、図11で点A〜Dに示すよう
な、燃焼状態指標データIAC(n)が所定の閾値IA
CTH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、燃焼判定デー
タVAC(j)は、閾値 IACTHと燃焼状態指標データI
AC(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
燃焼判定データVAC(j)に正確に反映される。
【0119】そして、燃焼判定データ検出手段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ごとに燃焼判定データVAC
(j)が累積される。
【0120】このようにして、燃焼状態指標データIA
C(n)および燃焼判定データVAC(j)が、演算サ
イクルごとに算出される。次いで、図6に示すフローチ
ャートに沿い動作が行なわれるが、まず、ステップS1
1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。
【0121】すなわち、図11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」増加させて燃料補正を行なわないままステップS
20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における空燃比
変更データKAC(j)に関する補正は行なわれず、も
っぱら燃焼判定データVAC(j)の累積が行なわれ
る。
【0122】したがって、燃焼判定データ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
「YES」ルートを通じ、ステップS12〜ステップS
18が実行される。
【0123】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S14とステ
ップS15とにおいて、燃焼判定データVAC(j)を
参照して、基準値設定手段112で設定された所定の基
準値との比較が行なわれる。まず、燃焼判定データVA
C(j)と上限基準値(VACTH1)との比較が行なわれ、燃
焼判定データVAC(j)が上限基準値VACTH1を超えて
いる場合、すなわち、図12に示すように、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、次式による空燃比変更デ
ータKAC(j)の算出が行なわれる。
【0124】 KAC(j) = KAC(j) + KAR・{ VAC(j) − VACTH1 } これは、図10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
が空燃比変更データ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空燃比変更データを
示しており、上式により更新が行なわれる。
【0125】また、燃焼判定データ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空燃比変更デ
ータKAC(j)の算出により行なわれる(ステップS1
7)。
【0126】 KAC(j) = KAC(j) - KAL・{ VAC(j) − VACTH2 } これは、図10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、燃焼判定データ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S15においていずれも「N
O」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、空燃比変更データKAC(j)
の変更を行なわない。
【0127】これは、図10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(VAC0+ΔVAC)の値に設定され
ている。
【0128】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
トサイクルが防止される。
【0129】そして、ステップS18が実行され、燃焼
判定データVAC(j)が「0」にリセットされる。さ
らに、ステップS19において、空燃比変更データKAC
(j)が上下限値を超えた場合には、超えた側の限界値に
クリップされる。例えば、0.85<KAC(j)<
1.1の範囲内に収まるように設定された場合、ステッ
プS15における算出値が1.1を超えると1.1に設
定され、ステップS16における算出値が0.85を下
回ると0.85に設定される。
【0130】これにより、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。そして、ステップS2
0において、上述のようにして決定された空燃比変更デ
ータ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。
【0131】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。なお、燃焼調整要素としてはERG量の制御も考え
られる。このようにして空燃比変更データKAC(j)が算出
され、希薄燃焼限界運転手段208による燃料噴射量変
更手段210としての燃焼変動調整要素106の動作に
より、燃料噴射量が回転変動に対応した補正を行なわれ
る。
【0132】一方、悪路走行に関する悪路対応ロジック
の制御が、図7,8に示すフローチャートに沿い行なわ
れる。まず、ステップD1において、リーン運転モード
であるかどうかが判断され、リーン運転モードである場
合は、「YES」ルートを通じてステップD2が実行さ
れる。
【0133】ステップD2においては、悪路走行判定手
段202における燃焼状態指標データによる悪路走行判
定手段238と悪路状態回数判定手段237との動作に
より、「256サイクル中、回数NAC≧第1設定回数
N11、且つ、回数NDET≧第2設定回数N2を満た
す気筒が3気筒以上あるかどうか」が判断される。ここ
で、回数NACは気筒別の128サイクル間の悪路判定
サイクル数であり、燃焼状態指標データIACが悪路判
定用閾値としての上方値ITHHIを超える回数がカウ
ントされたものであって、次のように示される。
【0134】NAC=Σ(IAC>ITHHI) これにより、回転変動が悪路走行に対応する状態が検出
される。また、回数NDETは気筒別の128サイクル
間の燃焼悪化サイクル数であり、燃焼状態指標データI
ACが燃焼悪化判定用閾値としての下方値ITHLOを
下回る回数がカウントされたものであって、次のように
示される。
【0135】NDET=Σ(IAC<ITHLO) これにより、回転変動が燃焼悪化に対応する状態が検出
される。そして、悪路状態回数判定手段237におい
て、回転変動状態が悪路走行に対応するかどうかが判定
される。すなわち、256サイクル中、回数NAC≧第
1設定回数N11、且つ、回数NDET≧第2設定回数
N2を満たす気筒が3気筒以上あるかどうかが判断さ
れ、条件を満たす場合は悪路走行時であるとに判定によ
り、「YES」ルートをとりステップD3が実行され
る。
【0136】条件を満たさない場合は、悪路走行時では
ないとして、「NO」ルートを通じ、を介して初期の
処理に戻る。なお、上方値ITHHI、下方値ITHL
O、第1設定回数N11、第2設定回数N2はあらかじ
めECU25に記憶されている。ステップD3では論理
判定手段236の動作が行なわれ、論理判定値SKVと
して論理判定値算出手段235で算出された回転変動補
正効果積算量が、所定量(例えば1.5)以上であるか
どうかが判断される。
【0137】すなわち、論理判定値SKVは、過去3回
における128サイクルごとの補正効果の合計が順次算
出されるが、補正効果としては、表1による値が採られ
る。
【0138】
【表1】
【0139】ここで、表1の補正効果の値は次のように
設定されている。空燃比変更データKACの空燃比リッ
チ側への変化(いわゆる、ΔKAC≧所定値KAC0で
あるΔKAC増加)に対し、燃焼判定データVACが燃
焼悪化側に変化(いわゆる、ΔVAC≧所定値VAC0
であるΔVAC増加)した場合、補正効果が「1.0」
に設定され、増加累積される。
【0140】これは、空燃比リッチ側への燃料噴射補正
が、回転変動を示す燃焼判定データVACの改善に貢献
していないため、所定以上のΔVACが燃焼悪化による
ものではなく、悪路走行によるものである可能性が高
く、論理判定値SKVに増加累積するものである。ま
た、空燃比変更データKACの空燃比リーン側への変化
(いわゆる、ΔKAC≦所定値−KAC0であるΔKA
C減少)に対し、燃焼判定データVACが燃焼良好側に
変化(いわゆる、ΔVAC≦所定値−VAC0であるΔ
VAC減少)した場合、補正効果が「1.0」に設定さ
れ、増加累積される。
【0141】これは、空燃比リーン側への燃料噴射補正
が、回転変動を示す燃焼判定データVACの悪化に貢献
していないため、所定以下のΔVACが燃焼悪化による
ものではなく、悪路走行によるものである可能性が高
く、論理判定値SKVに増加累積するものである。一
方、空燃比変更データKACの空燃比リッチ側への変化
(いわゆる、ΔKAC≧所定値KAC0であるΔKAC
増加)に対し、燃焼判定データVACが燃焼良好側に変
化(いわゆる、ΔVAC≦所定値−VAC0であるΔV
AC減少)した場合、補正効果が「−1.0」に設定さ
れ、減少累積される。
【0142】これは、空燃比リーン側への燃料噴射補正
が、回転変動を示す燃焼判定データVACの改善に貢献
しており、所定以下のΔVACが燃焼良好への改善によ
るものである可能性が高く、論理判定値SKVに減少累
積するものである。そして、空燃比変更データKACの
空燃比リーン側への変化(いわゆる、ΔKAC≦所定値
−KAC0であるΔKAC減少)に対し、燃焼判定デー
タVACが燃焼悪化側に変化(いわゆる、ΔVAC≧所
定値VAC0であるΔVAC増加)した場合、補正効果
が「−1.0」に設定され、減少累積される。
【0143】これは、空燃比リーン側への燃料噴射補正
が、回転変動を示す燃焼判定データVACの悪化に貢献
しており、所定以上のΔVACが燃焼悪化によるもので
ある可能性が高く、論理判定値SKVに減少累積するも
のである。なお、ΔVAC、ΔKACのが所定範囲に入
っている場合は、それぞれの場合に対応して、表1に示
すように、「0.5」、「0.25」、「0」の値がと
られる。
【0144】このようにして累積算出された論理判定値
SKVが「1.5」以上である気筒が1つ以上ある場合
には、悪路走行時であるとして、「YES」ルートを通
じステップD4が実行される。一方、条件を満たさない
場合は、「NO」ルートを通じを介して従前のリーン
運転が続行される。
【0145】そして、ステップD4ではストイキオ運転
もしくは空燃比変更データKACのホールドが行なわれ
る。これにより、空燃比変更データ更新手段239にお
けるKACの更新が、更新停止手段240により停止さ
れることとなり、悪路運転時においてはストイキオ運転
が行なわれることになる。の少なくとも一方において悪
路判定データ値としての論理判定値SKVが減少するよ
うに構成されている。
【0146】そして、このストイキオ運転中にはステッ
プD5およびステップD6が順次実行され、ステップD
2およびステップD3とほぼ同様の判断動作が繰り返さ
れる。すなわち、ステップD5においては、悪路走行判
定手段202における燃焼状態指標データによる悪路走
行判定手段238と悪路状態回数判定手段237との動
作により、「256サイクル中、回数NAC≧第1設定
回数N11、且つ、回数NDET≧第2設定回数N2を
満たす気筒が1気筒以下であるかどうか」が判断され
る。
【0147】ここで、回数NACは気筒別の128サイ
クル間の悪路判定サイクル数であり、燃焼状態指標デー
タIACが悪路判定用閾値としての上方値ITHHIを
超える回数がカウントされたものであって、次のように
示される。 NAC=Σ(IAC>ITHHI) これにより、回転変動が悪路走行に対応する状態が検出
される。
【0148】また、回数NDETは気筒別の128サイ
クル間の燃焼悪化サイクル数であり、燃焼状態指標デー
タIACが燃焼悪化判定用閾値としての下方値ITHL
Oを下回る回数がカウントされたものであって、次のよ
うに示される。 NDET=Σ(IAC<ITHLO) これにより、回転変動が燃焼悪化に対応する状態が検出
される。
【0149】そして、悪路状態回数判定手段237にお
いて、回転変動状態が悪路走行に対応するかどうかが判
定される。すなわち、256サイクル中、回数NAC≧
第1設定回数N11、且つ、回数NDET≧第2設定回
数N2を満たす気筒が1気筒以下であるかどうかが判断
され、条件を満たす場合は悪路走行が終了したとの判定
により、「YES」ルートをとりを介してリーン運転
が再開される。
【0150】条件を満たさない場合は、悪路走行が終了
していないとして、「NO」ルートを通じ、ステップD
6が実行される。なお、上方値ITHHI、下方値IT
HLO、第1設定回数N11、第2設定回数N2はあら
かじめECU25に記憶されている。ステップD6では
論理判定手段236の動作が行なわれ、論理判定値SK
Vとして論理判定値算出手段235で算出された回転変
動補正効果積算量が、所定量(例えば1.5)以上であ
る気筒がなくなったかどうかが判断される。
【0151】すなわち、論理判定値SKVは、過去3回
における128サイクルごとの補正効果の合計が順次算
出されるが、補正効果としては、上記表1による値が採
られる。すなわち、同一気筒における回転変動補正効果
積算量が、所定量(例えば1.5)以上である気筒がな
くなった場合は、悪路走行が終了したとの判定により、
「YES」ルートをとりを介してリーン運転が再開さ
れる。
【0152】条件を満たさない場合は、悪路走行が終了
していないとして、「NO」ルートを通じ、ステップD
4が実行されて、ストイキオ運転が続行される。ところ
で、ステップD1においてリーン運転モードではないと
判断され、「NO」ルートをとった場合には、図8に示
すステップD7〜D9が実行される。この場合は、スト
イキオ運転状態にあるが、この運転状態においてステッ
プD7の判断が繰り返される。
【0153】ステップD7は、前述したステップD2に
おける判断処理と同様の動作を行なうものであり、燃焼
状態指標データによる悪路走行判定手段238および悪
路状態回数判定手段237による悪路走行時であるかど
うかの判断が行なわれる。悪路走行時でない場合は、
「NO」ルートを通じを介してステップD1が実行さ
れ、ECU25においてリーン運転モードへの制御変更
が行なわれるまでステップD7とステップD1が繰り返
される。
【0154】一方、ステップD7において悪路走行時で
あると判断された場合は、「YES」ルートを通じステ
ップD8が実行される。ステップD8においては、希薄
燃焼限界空燃比近傍運転禁止手段242により、リーン
運転モードへの移行が禁止される。これにより、ストイ
キオ運転時における悪路検出時に、リーン運転に移行し
ない制御態様が実現される。
【0155】そして、ステップD8におけるリーン運転
モードへの移行禁止は、ステップD9において「YE
S」ルートをとるまで続行される。すなわち、ステップ
D9においては、前述したステップD5と同様の動作が
行なわれ、悪路が終了したかどうかが繰り返し判断され
て、悪路が終了しない場合は「NO」ルートを通じステ
ップD8が実行される。
【0156】したがって、燃焼状態指標データによる悪
路走行判定手段238および悪路状態回数判定手段23
7により、悪路が検出されない状態に至ると、「YE
S」ルートを通じを介してステップD1からの処理が
開始される状態となる。このようにして、悪路走行に対
応する制御が行なわれる。このように動作により、本実
施例では、次のような効果ないし利点が得られる。
【0157】(1)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。 (2)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。 (3)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。
【0158】(4)悪路対策用にセンサを追加する必要
がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能にな
る。 (5)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪化
によるものであるかを確実に識別できるようになり、悪
路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リー
ン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に対
応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0159】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路対
応方法によれば、内燃機関を理論空燃比より希薄側の空
燃比で運転したときに生じる回転変動を検出し、該検出
結果に基づき設定サンプリング期間ごとに燃焼良否を判
定するための燃焼判定データを求め、該燃焼判定データ
が燃焼良好を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転
されている内燃機関の空燃比をリーン側へ微小変化させ
るとともに上記燃焼判定データが燃焼悪化を示すときに
希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されている内燃機関の空
燃比をリッチ側へ微小変化させるべく空燃比変更データ
を設定し、該空燃比変更データに基づき上記機関を希薄
燃焼限界空燃比近傍で運転するものにおいて、上記内燃
機関の希薄燃焼限界空燃比近傍での運転中における燃焼
判定データの増減状態と空燃比変更データの増減状態を
論理判定して上記内燃機関を搭載した車両が悪路走行中
であると判定または推定するという簡素な構成で、次の
ような効果ないし利点がある。
【0160】(1)悪路対策用にセンサを追加する必要
がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能にな
る。 (2)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪化
によるものであるかを確実に識別できるようになり、悪
路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リー
ン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に対
応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0161】(3)検出の困難な悪路でも、排ガス、ド
ライバビリティの悪化を防止することができる。また、
請求項1の態様1は、請求項1記載の方法につき、上記
空燃比変更データの空燃比リッチ側への変化後において
燃焼判定データが燃焼悪化側に変化した場合と、上記空
燃比変更データの空燃比リーン側への変化後において燃
焼判定データが燃焼良好側に変化した場合とのうちいず
れかが継続した場合または双方が継続して生じたときに
上記内燃機関を搭載した車両が悪路走行中であると判定
または推定するという簡素な構成で、次のような効果な
いし利点がある。
【0162】(4)悪路対策用にセンサを追加する必要
がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能にな
る。 (5)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪化
によるものであるかを確実に識別できるようになり、悪
路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リー
ン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に対
応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0163】(6)検出の困難な悪路でも、排ガス、ド
ライバビリティの悪化を防止することができる。さら
に、請求項1の態様2は、請求項1記載の方法につき、
上記空燃比変更データの空燃比リッチ側への変化後にお
いて上記燃焼判定データが燃焼悪化側に変化した場合
と、上記空燃比変更データの空燃比リーン側への変化後
において上記燃焼判定データが燃焼良好側に変化した場
合との少なくとも一方において悪路判定データの値が増
加し、上記空燃比変更データの空燃比リッチ側への変化
後において上記燃焼判定データが燃焼良好側に変化した
場合と、上記空燃比変更データの空燃比リーン側への変
化後において上記燃焼判定データが燃焼悪化側に変化し
た場合との少なくとも一方において上記悪路判定データ
の値が減少するように、上記悪路判定データが設定され
て、上記悪路判定データが設定値を上回ったときに上記
車両が悪路走行中であると判定または推定するという簡
素な構成で、次のような効果ないし利点がある。
【0164】(7)悪路対策用にセンサを追加する必要
がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能にな
る。 (8)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪化
によるものであるかを確実に識別できるようになり、悪
路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リー
ン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に対
応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0165】(9)検出の困難な悪路でも、排ガス、ド
ライバビリティの悪化を防止することができる。そし
て、請求項1の態様3は、請求項1記載の方法につき、
上記内燃機関が複数の気筒をそなえ、上記燃焼判定デー
タと上記空燃比変更データとを気筒ごとに検出するとと
もに、少なくとも一つの気筒における燃焼判定データの
増減状態と空燃比変更データの増減状態との論理判定結
果が悪路走行状態に対応した結果を示すときに上記車両
が悪路走行中であると判定または推定するという簡素な
構成で、次のような効果ないし利点がある。
【0166】(10)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。 (11)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。 (12)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。
【0167】(13)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (14)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0168】(15)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。ま
た、請求項1の態様3の1は、請求項1の態様3におい
て、上記内燃機関の少なくとも一つの気筒における燃焼
判定データの増減状態と空燃比変更データの増減状態と
の論理判定結果が悪路走行状態に対応した結果を示すと
ともに、上記気筒のうちの複数について他の悪路走行条
件が成立しているときに上記車両が悪路走行中であると
判定または推定するという簡素な構成で、次のような効
果ないし利点がある。
【0169】(16)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。 (17)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。 (18)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。
【0170】(19)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (20)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0171】(21)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。さら
に、請求項1の態様4は、請求項1記載の方法につき、
内燃機関に駆動される回転軸の角加速度を特定行程ごと
に検出し、該検出結果に基づき上記燃焼判定データを算
出するという簡素な構成で、次のような効果ないし利点
がある。
【0172】(22)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間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。 (23)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。 (24)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。
【0173】(25)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (26)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0174】そして、請求項1の態様5は、請求項1記
載の方法につき、内燃機関に駆動される回転軸の角加速
度を特定行程ごとに検出し、該検出結果に基づき燃焼良
否に対応した燃焼状態指標データを一燃焼ごとに求め、
予め設定されたサンプリング期間内における上記燃焼状
態指標データに基づき上記燃焼判定データを算出し、該
燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増減状
態との論理判定結果が悪路走行状態に対応した結果を示
すとともに、上記燃焼状態指標データが悪路走行状態を
示すときに上記車両が悪路走行中であると判定するとい
う簡素な構成で、次のような効果ないし利点がある。
【0175】(27)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間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。 (28)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。 (29)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。
【0176】(30)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (31)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0177】(32)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。ま
た、請求項1の態様5の1は、請求項1の態様5におい
て、上記燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データ
の増減状態との論理判定結果が悪路走行状態に対応した
結果を示すとともに、上記燃焼状態指標データが、上方
値と下方値とで設定された所定の範囲内から脱すること
に基づき上記車両が悪路走行中であると判定するという
簡素な構成で、次のような効果ないし利点がある。
【0178】(33)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間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。 (34)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。 (35)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。
【0179】(36)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (37)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0180】(38)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。さら
に、請求項1の態様5の1の1は、請求項1の態様5の
1において、上記燃焼判定データの増減状態と空燃比変
更データの増減状態との論理判定結果が悪路走行状態に
対応した結果を示すとともに、所定のサンプリング期間
内において、上記燃焼状態指標データが上方値を上回る
状態を第1設定回数以上発生し且つ上記燃焼状態指標デ
ータが下方値を下回る状態を第2設定回数以上発生する
ことに基づき、上記車両が悪路走行中であると判定する
という簡素な構成で、次のような効果ないし利点があ
る。
【0181】(39)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間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。 (40)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。 (41)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。
【0182】(42)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (43)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0183】(44)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。そし
て、請求項1の態様6は、請求項1記載の方法につき、
上記内燃機関が複数の気筒をそなえ、該内燃機関に駆動
される回転軸の角加速度を特定行程ごとに検出し、該検
出結果に基づき燃焼良否に対応した燃焼状態指標データ
を各気筒の一燃焼ごとに求め、予め設定されたサンプリ
ング期間内における上記燃焼状態指標データに基づき上
記燃焼判定データを気筒ごとに算出し、該燃焼判定デー
タから気筒ごとの上記空燃比変更データを設定し、少な
くとも一つの気筒における燃焼判定データの増減状態と
空燃比変更データの増減状態との論理判定結果が悪路走
行状態に対応した結果を示すとともに、複数の気筒にお
ける上記燃焼状態指標データが悪路走行状態を示すとき
に上記車両が悪路走行中であると判定するという簡素な
構成で、次のような効果ないし利点がある。
【0184】(45)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間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。 (46)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。 (47)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。
【0185】(48)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (49)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0186】(50)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。ま
た、請求項記載の希薄燃焼内燃機関を搭載した車両に
おける悪路対応方法は、内燃機関を理論空燃比より希薄
側の空燃比で運転したときに生じる回転変動を検出し、
該検出結果に基づき設定サンプリング期間ごとに燃焼良
否を判定するための燃焼判定データを求め、該燃焼判定
データが燃焼良好を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍
で運転されている内燃機関の空燃比をリーン側へ微小変
化させるとともに上記燃焼判定データが燃焼悪化を示す
ときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されている内燃機
関の空燃比をリッチ側へ微小変化させるべく空燃比変更
データを設定し、該空燃比変更データに基づき上記機関
を希薄燃焼限界空燃比近傍で運転するものにおいて、上
記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍での運転中におけ
る燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増減
状態を論理判定して上記内燃機関を搭載した車両が悪路
走行中であると判定し、該悪路走行中である判定が行な
われると上記空燃比変更データの更新を停止するととも
に、該空燃比変更データの更新停止中に悪路走行終了が
検出されると空燃比変更データの更新を再開するという
簡素な構成で、次のような効果ないし利点がある。
【0187】(51)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間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。 (52)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。 (53)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。
【0188】(54)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (55)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0189】(56)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。さら
に、請求項記載の希薄燃焼内燃機関を搭載した車両に
おける悪路対応方法は、内燃機関を理論空燃比より希薄
側の空燃比で運転したときに生じる回転変動を検出し、
該検出結果に基づき設定サンプリング期間ごとに燃焼良
否を判定するための燃焼判定データを求め、該燃焼判定
データが燃焼良好を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍
で運転されている内燃機関の空燃比をリーン側へ微小変
化させるとともに上記燃焼判定データが燃焼悪化を示す
ときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されている内燃機
関の空燃比をリッチ側へ微小変化させるべく空燃比変更
データを設定し、該空燃比変更データに基づき上記機関
を希薄燃焼限界空燃比近傍で運転するものにおいて、上
記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍での運転中におけ
る燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増減
状態を論理判定して上記内燃機関を搭載した車両が悪路
走行中であると判定し、該悪路走行中である判定が行な
われると希薄燃焼限界空燃比近傍での運転を禁止して内
燃機関をリッチ側の空燃比で運転するとともに、該希薄
燃焼限界空燃比近傍での運転禁止中に悪路走行終了が検
出されると希薄燃焼限界空燃比近傍での運転を再開する
という簡素な構成で、次のような効果ないし利点があ
る。
【0190】(57)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間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。 (58)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。 (59)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。
【0191】(60)悪路対策用にセンサを追加する必
要がなく、コストを上昇させないでリーン運転が可能に
なる。 (61)回転変動が悪路走行によるものであるか燃焼悪
化によるものであるかを確実に識別できるようになり、
悪路に対応する制御を確実に行なえるようになって、リ
ーン運転による燃費低減やNOx排出量削減と、悪路に
対応した確実な走行との双方を確実に行なうことができ
る。
【0192】(62)検出の困難な悪路でも、排ガス、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての希薄燃焼内燃機関を
搭載した車両における悪路対応方法を実施するための装
置の制御ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例としての希薄燃焼内燃機関を
搭載した車両における悪路対応方法を実施するための装
置の制御ブロック図である。
【図3】本発明の一実施例としての悪路対応方法実施装
置を有するエンジンシステムの全体構成図である。
【図4】本発明の一実施例としての悪路対応方法実施装
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。
【図5】本発明の一実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
【図6】本発明の一実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
【図7】本発明の一実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
【図8】本発明の一実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
【図9】本発明の一実施例の動作を説明するための波形
図である。
【図10】本発明の一実施例の動作を説明するための補
正特性マップである。
【図11】本発明の一実施例の動作を説明するための摸
式的グラフである。
【図12】本発明の一実施例の動作を説明するための摸
式的グラフである。
【図13】本発明の一実施例の動作を説明するための正
規化特性マップである。
【図14】回転変動検出部を示す摸式的斜視図である。
【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。
【符号の説明】
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 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 回転変動検出手段 102 燃焼状態指標データ算出手段 104 燃焼判定データ検出手段 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 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 202 悪路走行判定手段 221 回転部材 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 230 気筒判別センサ 232 空燃比変更データ検出手段 233 燃焼判定データ増減算出手段 234 空燃比変更データ増減算出手段 235 論理判定値算出手段 236 論理判定手段 237 悪路状態回数判定手段 238 燃焼状態指標データによる悪路走行判定手段 239 空燃比変更データ更新手段 240 更新停止手段 241 希薄燃焼限界空燃比近傍運転手段 242 希薄燃焼限界空燃比近傍運転禁止手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−263709(JP,A) 特開 平5−312085(JP,A) 特開 平5−107155(JP,A) 特開 平4−209950(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 45/00 301 - 368 F02D 41/04 305

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関を理論空燃比より希薄側の空燃
    比で運転したときに生じる回転変動を検出し、 該検出結果に基づき設定サンプリング期間ごとに燃焼良
    否を判定するための燃焼判定データを求め、 該燃焼判定データが燃焼良好を示すときに希薄燃焼限界
    空燃比近傍で運転されている内燃機関の空燃比を希薄側
    へ微小変化させるとともに上記燃焼判定データが燃焼悪
    化を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されてい
    る内燃機関の空燃比を過濃側へ微小変化させるべく空燃
    比変更データを設定し、 該空燃比変更データに基づき上記機関を希薄燃焼限界空
    燃比近傍で運転するものにおいて、 上記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍での運転中にお
    ける燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増
    減状態を論理判定して上記内燃機関を搭載した車両が悪
    路走行中であると判定または推定することを特徴とす
    る、希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路対応
    方法。
  2. 【請求項2】 内燃機関を理論空燃比より希薄側の空燃
    比で運転したときに生じる回転変動を検出し、 該検出結果に基づき設定サンプリング期間ごとに燃焼良
    否を判定するための燃焼判定データを求め、 該燃焼判定データが燃焼良好を示すときに希薄燃焼限界
    空燃比近傍で運転されている内燃機関の空燃比を希薄側
    へ微小変化させるとともに上記燃焼判定データが燃焼悪
    化を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されてい
    る内燃機関の空燃比を過濃側へ微小変化させるべく空燃
    比変更データを設定し、 該空燃比変更データに基づき上記機関を希薄燃焼限界空
    燃比近傍で運転するものにおいて、 上記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍での運転中にお
    ける燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増
    減状態を論理判定して上記内燃機関を搭載した車両が悪
    路走行中であると判定し、 該悪路走行中である判定が行なわれると上記空燃比変更
    データの更新を停止するとともに、 該空燃比変更データの更新停止中に悪路走行終了が検出
    されると空燃比変更データの更新を再開することを特徴
    とする、希薄燃焼内燃機関を搭載した車両における悪路
    対応方法。
  3. 【請求項3】 内燃機関を理論空燃比より希薄側の空燃
    比で運転したときに生じる回転変動を検出し、 該検出結果に基づき設定サンプリング期間ごとに燃焼良
    否を判定するための燃焼判定データを求め、 該燃焼判定データが燃焼良好を示すときに希薄燃焼限界
    空燃比近傍で運転されている内燃機関の空燃比を希薄側
    へ微小変化させるとともに上記燃焼判定データが燃焼悪
    化を示すときに希薄燃焼限界空燃比近傍で運転されてい
    る内燃機関の空燃比を過濃側へ微小変化させるべく空燃
    比変更データを設定し、 該空燃比変更データに基づき上記機関を希薄燃焼限界空
    燃比近傍で運転するものにおいて、 上記内燃機関の希薄燃焼限界空燃比近傍での運転中にお
    ける燃焼判定データの増減状態と空燃比変更データの増
    減状態を論理判定して上記内燃機関を搭載した車両が悪
    路走行中であると判定し、 該悪路走行中である判定が行なわれると希薄燃焼限界空
    燃比近傍での運転を禁止して内燃機関を過濃側の空燃比
    で運転するとともに、 該希薄燃焼限界空燃比近傍での運転禁止中に悪路走行終
    了が検出されると希薄燃焼限界空燃比近傍での運転を再
    開することを特徴とする、希薄燃焼内燃機関を搭載した
    車両における悪路対応方法。
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