JP3230401B2 - Engine air-fuel ratio control device - Google Patents
Engine air-fuel ratio control deviceInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はエンジンをリーン(希
薄混合気)運転させる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 operating an engine lean (lean mixture).
【0002】[0002]
【従来の技術】エンジンの燃費を改善すると同時にNO
xを低減するため、空気と燃料の比率である空燃比を理
論空燃比よりも希薄なリーン空燃比となるように燃料供
給量を制御し、一方、ある程度の出力が要求される運転
条件になるとリーン運転から理論空燃比での運転に切換
えるようにしたエンジンの運転方法が、特開昭58−2
17732号公報によって提案されている。2. Description of the Related Art At the same time as improving fuel efficiency of an engine, NO
In order to reduce x, the fuel supply amount is controlled so that the air-fuel ratio, which is the ratio of air and fuel, becomes a lean air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. An engine operating method for switching from lean operation to operation at the stoichiometric air-fuel ratio is disclosed in
No. 17732.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このものでは、リーン
空燃比と理論空燃比の間で空燃比を切換える際に、空燃
比がリーン空燃比と理論空燃比を推移する過程でNOx
排出量が増えるので、NOxの排出量を少なくするため
には、空燃比の切換速度を速くして素早く切換えること
が要求される。その一方で、リーン空燃比から理論空燃
比への切換時におけるトルク段差が大きいときは、これ
が運転ショックとして感じられるので、このようなとき
には運転ショックがなくなるように空燃比の切換速度を
小さくし、徐々に理論空燃比へと切換えていくことが望
ましい。In this method, when the air-fuel ratio is switched between the lean air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio, NOx is generated in the process of changing the air-fuel ratio between the lean air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio.
Since the amount of emission increases, in order to reduce the amount of NOx emission, it is necessary to increase the air-fuel ratio switching speed and switch quickly. On the other hand, when the torque step at the time of switching from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is large, this is felt as a driving shock.In such a case, the switching speed of the air-fuel ratio is reduced so that the driving shock is eliminated, It is desirable to gradually switch to the stoichiometric air-fuel ratio.
【0004】しかしながら、上記の装置では空燃比の切
換速度が一定値であるため、両者をともに満足させるこ
とができない。However, in the above device, since the switching speed of the air-fuel ratio is a constant value, both cannot be satisfied.
【0005】一方、加速度合を表す絞り弁開度の変化速
度(単位時間当たりの絞り弁開度変化量)を検出し、こ
の変化速度に応じて空燃比の切換速度を設定するように
したものもあるが(特開昭60−50241号公報)、
空燃比切換前の負荷状態までは考慮していないので、空
燃比切換直前のリーン運転時におけるすべての負荷状態
に対応させることができない。On the other hand, a change speed of the throttle valve opening (a change amount of the throttle valve opening per unit time) representing the acceleration level is detected, and a switching speed of the air-fuel ratio is set according to the change speed. Although there is also (JP-A-60-50241),
Since the load state before the switching of the air-fuel ratio is not considered, it is not possible to cope with all the load states during the lean operation immediately before the switching of the air-fuel ratio.
【0006】たとえば、加速程度が同じ条件で、リーン
運転中に空車状態で加速する場合と積載状態で加速する
場合で考えると、積載状態のときのほうが空車状態のと
きより空燃比切換に伴うトルク段差が大きくなるので、
積載状態での運転ショックが和らぐように空燃比切換速
度を小さく設定したのでは、空車状態のときに不要に空
燃比切換速度が小さくなり、そのぶんNOxの排出量が
増加する。この逆に、空車状態に合わせて空燃比切換速
度を大きく設定したのでは、積載状態で運転ショックが
生じる。For example, considering the case where the vehicle is accelerated in an empty state during lean operation and the case where the vehicle accelerates in a loaded state under the same degree of acceleration, the torque associated with the air-fuel ratio switching in the loaded state is greater than in the empty state. Because the step becomes large,
If the air-fuel ratio switching speed is set to a small value so as to reduce the driving shock in the loaded state, the air-fuel ratio switching speed becomes unnecessarily low when the vehicle is in an empty state, and the NOx emission increases accordingly. Conversely, if the air-fuel ratio switching speed is set to be high in accordance with the state of the empty vehicle, a driving shock occurs in the loaded state.
【0007】そこでこの発明は、現在のエンジン負荷を
エンジン負荷記憶値として記憶させておき、リーン空燃
比から理論空燃比への空燃比目標値の切換を開始する時
点で空燃比切換速度を空燃比目標値切換前の負荷を表す
前記エンジン負荷記憶値に応じて設定することにより、
空燃比目標値切換前のすべての負荷状態に対応させるこ
とを目的とする。Therefore, the present invention reduces the current engine load.
When starting to switch the air-fuel ratio target value from lean air-fuel ratio to stoichiometric air-fuel ratio
Representing the load of the air-fuel ratio target value before switching the air-fuel ratio switching speed at point
By setting according to the engine load storage value ,
And an object thereof to correspond to all of the load state of before and the air-fuel ratio target value switching.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】第1の発明は、図21に
示すように、現在のエンジン負荷をエンジン負荷記憶値
として記憶しておく手段56と、運転条件の検出信号に
基づいて予め設定されているリーン運転領域かどうかを
判定する手段51と、リーン運転領域を判断したときに
空燃比を理論空燃比よりも希薄な目標値に設定する手段
52と、この希薄な目標値から理論空燃比への空燃比目
標値の切換を開始する時点で前記エンジン負荷記憶値に
応じた空燃比リッチ化変化速度Ddmlrを設定する手
段53と、この空燃比リッチ化変化速度Ddmlrずつ
前記空燃比目標値を希薄な目標値から徐々に理論空燃比
へと近づける手段54と、この徐々に理論空燃比へと近
づいていく空燃比目標値に基づいて空燃比制御を行う手
段55とを設けた。なお、エンジン負荷記憶手段56
は、たとえばエンジン負荷相当値の加重平均値を演算す
る手段で構成すればよく、この場合にはエンジン負荷相
当値の加重平均値がエンジン負荷記憶値となる。 According to a first aspect of the present invention, as shown in FIG. 21, a current engine load is stored in an engine load storage value.
A means 56 for determining whether or not the engine is in a preset lean operation area based on a detection signal of an operating condition; and Means 52 for setting a lean target value, and an air-fuel ratio value from the lean target value to a stoichiometric air-fuel ratio.
Means 53 for setting the air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrr according to the engine load storage value at the start of the switching of the standard value, and the air-fuel ratio target value is set to a lean target value by this air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrr. a means 54 gradually closer to the stoichiometric air-fuel ratio from and provided a means 55 for performing an air-fuel ratio control based on the air-fuel ratio target values have rather close to this gradually stoichiometric air-fuel ratio. The engine load storage means 56
Calculates the weighted average value of the engine load equivalent value, for example.
In this case, the engine load phase
The weighted average value of this value becomes the engine load stored value.
【0009】第2の発明は、第1の発明において、理論
空燃比への空燃比目標値の切換を開始する時点での負荷
変化速度を検出し、この負荷変化速度に応じて前記エン
ジン負荷記憶値を補正する。[0009] The second invention is the first invention, to detect the load change rate at the time of starting the switching of the air-fuel ratio target value to the stoichiometric air-fuel ratio, the end in response to the load change rate
The gin load stored value is corrected.
【0010】第3の発明は、第2の発明において、前記
負荷変化速度は、絞り弁開度の変化速度である。In a third aspect based on the second aspect, the load change speed is a change speed of a throttle valve opening.
【0011】[0011]
【作用】第1の発明では、加速程度が同じでも、空車状
態のように空燃比目標値の切換前の負荷を表すエンジン
負荷記憶値が小さいときは、空燃比リッチ化変化速度D
dmlrが大きくなって空燃比目標値が希薄な目標値か
ら理論空燃比へと素早く切換えられるので、NOxの排
出量が増えることがなく、また低負荷域からの空燃比目
標値切換の際には切換の際のトルク段差が小さいため、
空燃比リッチ化変化速度が早くても、運転者に運転ショ
ックが感じられることがない。According to the first aspect of the present invention, even if the degree of acceleration is the same, the engine representing the load before switching of the air-fuel ratio target value as in the case of an empty vehicle
When the load memory value is small, the air-fuel ratio enrichment change speed D
dmr is large and the air-fuel ratio target value is a lean target value
Since it is quickly switched to Luo stoichiometric air-fuel ratio without emission of NOx increases, also the air-fuel ratio th from the low load region
Because when the target value switching small torque step during switching is,
Even if the air-fuel ratio enrichment change speed is high, the driver does not feel a driving shock.
【0012】一方、積載状態のように空燃比目標値切換
前の負荷を表すエンジン負荷記憶値が大きいときは、空
燃比リッチ化変化速度Ddmlrが小さくなり、空燃比
目標値が希薄な目標値から理論空燃比へと比較的ゆっく
りとしたスピードで切換えられる。空燃比目標値切換前
の負荷が大きいときは、空燃比目標値切換に伴うトルク
段差が大きいのであるが、空燃比リッチ化変化速度をゆ
っくりとしたものにすることで、運転ショックが生じな
いようにされるのである。[0012] On the other hand, the air-fuel ratio target value changeover as loading state
When the engine load memory value representing the previous load is large, the air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrr becomes small, and the air-fuel ratio
The target value is switched from the lean target value to the stoichiometric air-fuel ratio at a relatively slow speed. When the load of the air-fuel ratio target value before switching is large, although the torque step involved in the air-fuel ratio target value switching is large, by what a slow air-fuel ratio enrichment changing speed, so that the operating shock does not occur It is made.
【0013】第2の発明では、理論空燃比への空燃比目
標値切換前の負荷を表すエンジン負荷記憶値が同じで
も、加速程度に応じ加速程度が大きくなるほど空燃比リ
ッチ化変化速度が速められるので、加速程度に応じた空
燃比リッチ化変化速度が与えられる。[0013] In the second aspect of the present invention, the air-fuel ratio eyes to the stoichiometric air-fuel ratio
Also an engine load stored value representing the load of the before and target value switching are the same, since the air-fuel ratio enrichment changing speed as about acceleration increases according to the degree of acceleration is accelerated, the air-fuel ratio enrichment change speed in accordance with the order of the acceleration is given .
【0014】負荷の中で加速の程度にもっとも応答よく
追従するのは、アクセルペダルに連動する絞り弁である
から、第3の発明により負荷変化速度が絞り弁開度の変
化速度であると、急加速時においても応答よく理論空燃
比へと切換えることができる。Since the throttle valve that interlocks with the accelerator pedal is the one that responds most responsively to the degree of acceleration in the load, according to the third invention, if the load change speed is the change speed of the throttle valve opening, It is possible to switch to the stoichiometric air-fuel ratio with good response even during rapid acceleration.
【0015】[0015]
【実施例】図1において、1はエンジン本体で、その吸
気通路8には吸気絞り弁5の下流に位置して燃料噴射弁
7が設けられ、コントロールユニット2からの噴射信号
により運転条件に応じて所定の空燃比となるように、吸
気中に燃料を噴射供給する。コントロールユニット2に
はクランク角センサ4からの回転数信号、エアフローメ
ータ6からの吸入空気量信号、排気通路8に設置した酸
素センサ3からの空燃比(酸素濃度)信号、さらには水
温センサ11からのエンジン冷却水温信号、トランスミ
ッションのギヤ位置センサ12からのギヤ位置信号等が
入力し、これらに基づいて運転状態を判断しながら条件
に応じてリーン空燃比と理論空燃比との制御を行う。1, an engine body 1 is provided with a fuel injection valve 7 located downstream of an intake throttle valve 5 in an intake passage 8 thereof. Fuel is injected and supplied into the intake air so that a predetermined air-fuel ratio is obtained. The control unit 2 receives a rotation speed signal from a crank angle sensor 4, an intake air amount signal from an air flow meter 6, an air-fuel ratio (oxygen concentration) signal from an oxygen sensor 3 installed in an exhaust passage 8, and a water temperature sensor 11. The engine cooling water temperature signal, the gear position signal from the gear position sensor 12 of the transmission, and the like are input, and the lean air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio are controlled according to the conditions while determining the operating state based on these.
【0016】排気通路8には三元触媒10が設置され、
理論空燃比の運転時に最大の転換効率をもって、排気中
のNOxの還元とHC、COの酸化を行う。なお、この
三元触媒10はリーン空燃比のときはHC、COは酸化
するが、NOxの還元効率は低い。A three-way catalyst 10 is provided in the exhaust passage 8,
During operation at the stoichiometric air-fuel ratio, reduction of NOx in exhaust gas and oxidation of HC and CO are performed with maximum conversion efficiency. When the three-way catalyst 10 has a lean air-fuel ratio, HC and CO are oxidized, but NOx reduction efficiency is low.
【0017】しかし、空燃比がリーン側に移行すればす
るほどNOxの発生量は少なくなり、所定の空燃比以上
では三元触媒10で浄化するのと同じ程度にまで下げる
ことができ、同時に、リーン空燃比になるほど燃費が改
善される。反面リーン空燃比での運転時には、運転条件
によって燃焼が不安定になりやすい。However, the more the air-fuel ratio shifts to the lean side, the smaller the amount of NOx generated. If the air-fuel ratio is higher than a predetermined air-fuel ratio, it can be reduced to the same level as that obtained by purifying with the three-way catalyst 10. Fuel efficiency is improved as the lean air-fuel ratio is reached. On the other hand, when operating at a lean air-fuel ratio, combustion tends to be unstable depending on operating conditions.
【0018】したがって、この例で負荷のそれほど大き
くない所定の運転領域においてはリーン空燃比により運
転を行い、同時にエンジンの安定度を検出し、リーン運
転中にエンジンの安定度が悪化すれば空燃比をリッチ側
にシフトして安定性を確保し、つまりリーン空燃比での
安定度フィードバック制御を行い、エンジンの安定性を
損なうことなく良好な燃費特性を維持する。Therefore, in this example, in a predetermined operating region where the load is not so large, the operation is performed with the lean air-fuel ratio, the engine stability is detected at the same time, and if the engine stability deteriorates during the lean operation, the air-fuel ratio Is shifted to the rich side to ensure stability, that is, to perform stability feedback control at a lean air-fuel ratio to maintain good fuel economy characteristics without impairing engine stability.
【0019】コントロールユニット2で実行されるこの
制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明
する。The contents of the control executed by the control unit 2 will be described with reference to the following flowchart.
【0020】まず、図2はリーン空燃比による運転時
に、エンジンの回転変動を検出しながらエンジンが安定
するのに必要な空燃比にフィードバック制御するための
燃空比補正係数Dmlを演算するもので、クランク角度
180毎に実行される。First, FIG. 2 is a diagram for calculating a fuel-air ratio correction coefficient Dml for performing feedback control to an air-fuel ratio necessary for stabilizing the engine while detecting rotation fluctuation of the engine during operation with a lean air-fuel ratio. , Every 180 crank angles.
【0021】まずステップA)でクランク角センサ4の
180度毎のレファレンス信号REFからREF間周期
Refを読み込み、ステップB)でこのRefに基づい
てエンジンの回転変動を算出する。この回転変動の算出
動作は図3のフローチャートに示す。First, in step A), an inter-REF cycle Ref is read from the reference signal REF at every 180 degrees of the crank angle sensor 4, and in step B), the rotation fluctuation of the engine is calculated based on this Ref. The operation of calculating the rotation fluctuation is shown in the flowchart of FIG.
【0022】図3のステップA)でエンジンの1回転区
間の周期Refrvを、 Refrv=Ref+Refn-1 …(1) ただし、Refn-1;前回のRef の式で求め、ステップB)でエンジン回転数Nervの
旧値のシフトを行い、1回前のデータを2回前のRAM
に、また3回前を4回前へと移し変える。In step A) of FIG. 3, the period Refrv of one rotation section of the engine is obtained by the following equation: Refrv = Ref + Ref n-1 (1) where Ref n-1 is obtained by the previous equation of Ref. The old value of the rotation speed Nrv is shifted, and the previous data is stored in the RAM twice.
And 3 times before to 4 times before.
【0023】次にステップC)で Nerv=KN#/Refrv …(2) ただし、KN#;周期→回転数への変換定数 の式にしたがって、Refrvを用いてエンジン回転数
Nervに変換する。Next, in step C), Nrv = KN # / Refrv (2) where KN # is converted to the engine speed Nrev using Refrv in accordance with the following equation: conversion constant from period to speed.
【0024】ステップD)では気筒毎の回転数変化量D
nervの旧値のシフトを、前記Nervのシフトと同
じように行い、ここで新しいDnervを、 Dnerv=Nerv−Nervn-4 …(3) ただし、Nervn-4;4回前のNerv の式で算出する。In step D), the rotational speed change amount D for each cylinder
The shift of the old value of nerv is performed in the same manner as the shift of nerv, and the new Dnerv is calculated as follows: Dnerv = Nerv-Nerv n-4 (3) where Nerv n-4 ; Is calculated by
【0025】この場合、4気筒エンジンを例にしてあ
り、回転数変化量Dnervは前回の自気筒(4回前の
燃焼気筒)の燃焼時の1回転周期に対する今回の1回転
周期の変化量となる。なお、気筒毎に変化量をとるのは
気筒間のバラツキを変動と誤認しないようにするためで
ある。In this case, a four-cylinder engine is taken as an example, and the rotational speed change amount Dnerv is the change amount of the current one rotation cycle with respect to the one rotation cycle at the time of the previous combustion of the own cylinder (fourth previous combustion cylinder). Become. It should be noted that the variation is taken for each cylinder in order to prevent the variation between cylinders from being mistaken as a variation.
【0026】ステップF)では回転数変化量の変化量で
あるLljを、 Llj=Dnerv−Dnervn-1 …(4) ただし、Dnervn-1;1回前のDnerv の式により算出する。In step F), Llj, which is the amount of change in the number of revolutions, is calculated by the following formula: Llj = Dnerv-Dnervn -1 (4) where Dnervn -1 ;
【0027】ここで、Lljは直前のDnervから今
回のDnervの変化量であり、燃焼に伴う疑似的なト
ルク変動に相当する。そして、ステップG)で変化量L
ljについてバンドパスフィルター処理を行い、その結
果を安定度信号(回転変動量)Lljdとして、これを
ストアすることで、このフローチャートの動作を終了す
る。Here, Llj is the amount of change from the immediately preceding Dnerv to the current Dnerv, and corresponds to a pseudo torque fluctuation accompanying combustion. Then, in step G), the amount of change L
By performing a band-pass filter process on lj and storing the result as a stability signal (rotation fluctuation amount) Lljd, the operation of this flowchart ends.
【0028】なお、バンドパスフィルター処理は、EC
Uソフトあり、連続系から離散系に変換した式を用い、
周波数として3〜7Hz程度の、車両のドライバーがサ
ージとして感じやすい周波数とすればよい。It should be noted that the band pass filter processing is performed by the EC
U software is available, using the equation converted from continuous system to discrete system,
The frequency may be about 3 to 7 Hz, which is easily felt by the driver of the vehicle as a surge.
【0029】このようにして回転変動量を算出したら、
図2に戻ってステップC)によりエンジンの安定度をみ
ながらのリーン空燃比でのフィードバック(F/B)制
御をするかどうかの判定を行う。これについては図4の
フローチャートによって説明する。After calculating the rotation fluctuation amount in this way,
Returning to FIG. 2, it is determined in step C) whether feedback (F / B) control with a lean air-fuel ratio is performed while monitoring the stability of the engine. This will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0030】図4のステップA)でリーン条件かどうか
を判定する。このリーン運転条件はバックグランドジョ
ブとして行われる後述の、図7、図8のフローチャート
によって詳しく説明するが、基本的にはエンジン回転数
と負荷、さらにはギヤ位置、車速がそれぞれ所定の範囲
にある場合に行われる。リーン条件になればステップ
L)のF/B制御禁止に飛ぶ。In step A) of FIG. 4, it is determined whether the condition is a lean condition. The lean operation conditions will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. 7 and 8 described later, which are performed as a background job. Basically, the engine speed and load, and furthermore, the gear position and the vehicle speed are within predetermined ranges, respectively. Done if done. When the lean condition is reached, the control jumps to F / B control inhibition in step L).
【0031】ただし、リーン条件であっても、制御の安
定性を確保するため、必ずしもF/B制御を行うわけで
はなく、そのため以下の項目をチェックする。However, even under the lean condition, the F / B control is not always performed in order to secure the stability of the control. Therefore, the following items are checked.
【0032】ステップB)で空燃比の切り替え中である
かどうかを判定するが、これは後述する図2のステップ
G)〜K)で求めたDmlがTdmlと同一ならば切り
替え中でないと判断し、切り替え中ならば前記と同じよ
うにステップL)に飛び、F/B制御を禁止する。In step B), it is determined whether or not the air-fuel ratio is being switched. If Dml obtained in steps G) to K) in FIG. 2 described later is the same as Tdml, it is determined that switching is not being performed. If the switching is being performed, the process jumps to step L) as described above, and the F / B control is prohibited.
【0033】次にステップC)でF/B制御領域かどう
かを判定する。これは図11に示すように、エンジンの
全運転域について回転数Neと負荷としてのTpとにし
たがって設定された許可フラグをみることにより行い、
許可されたF/B制御領域にないときは、F/B制御禁
止へ飛ぶ。なお、この実施例ではF/B制御は高回転域
を除いて行われるようになっている。Next, it is determined in step C) whether or not the area is in the F / B control area. This is performed by checking a permission flag set according to the rotation speed Ne and the load Tp for the entire operating range of the engine as shown in FIG.
If it is not in the permitted F / B control area, the process jumps to F / B control prohibition. Note that, in this embodiment, the F / B control is performed except in a high rotation range.
【0034】ステップD)でギヤ位置をチェックし、所
定の低速ギヤLLGR#未満のギヤ位置であれば、F/
B制御禁止へ飛ぶ。変速機が低速ギヤのときは回転変化
が速いのでF/B制御を禁止するためであり、たとえば
1速では禁止する。また、ニュートラルのときも同じく
F/B制御を禁止する。ステップF)ではギヤ位置が変
更中かどうかを、前回のギヤ位置と今回のギヤ位置とを
比較することにより判断し、ギヤチェンジと判定したら
やはりF/B制御禁止へ飛ぶ。In step D), the gear position is checked. If the gear position is less than the predetermined low-speed gear LLGR #, F /
Jump to B control prohibition. This is to inhibit the F / B control when the transmission is in a low-speed gear, because the rotation changes rapidly, for example, at the first speed. Also, when neutral, the F / B control is similarly prohibited. In step F), it is determined whether or not the gear position is being changed by comparing the previous gear position with the current gear position. If it is determined that a gear change has been made, the process also jumps to F / B control inhibition.
【0035】次にステップG)からI)では過渡運転時
のF/B制御を禁止するための判定を行うのであり、絞
り弁開度Tvoの変化量、基本パルス幅Tpの変化量、
エンジン回転数Neの変化量を、それぞれ設定値LLD
TVO#、LLDNE#、LLDTP#、と比較してい
ずれかの変化量が設定値を越えたときは過渡状態である
として前記と同じくF/B制御禁止に飛ぶ。Next, in steps G) to I), a determination is made to inhibit the F / B control during the transient operation. The change in the throttle valve opening Tvo, the change in the basic pulse width Tp,
The change amount of the engine speed Ne is set to the set value LLD.
If any of the change amounts exceeds the set value compared to TVO #, LLDNE #, LLDTP #, it is determined that the state is a transient state and the F / B control is prohibited in the same manner as described above.
【0036】ここまですべての条件を満たしたならば、
ステップJ)でF/B制御のディレイを与える処理を行
う。ここではステップD)からI)のすべてがF/B制
御条件になってから所定の時間TMLLC#が経過した
かどうかをチェックし、経過するまではF/B制御を禁
止し、経過したときに初めてF/B制御領域であると判
定されるのである。If all the conditions have been satisfied so far,
In step J), a process of giving a delay of the F / B control is performed. Here, it is checked whether or not a predetermined time TMLLC # has elapsed after all of the steps D) to I) have become the F / B control conditions, and the F / B control is prohibited until the predetermined time has elapsed. For the first time, it is determined that the region is the F / B control region.
【0037】ディレイを与えたのは、安定度信号Llj
dはフィルターを通しており、外乱の影響を受けた場
合、出力はすぐには安定しないこと、またギヤチェンジ
等で発生した回転変動は車両の振動系の影響で瞬時には
なくならないことなどのためであり、より安定したF/
B制御を行うには所定のディレイを設けたほうがよいの
である。The delay is given by the stability signal Llj.
d is passed through a filter, and when it is affected by disturbance, the output is not stabilized immediately, and the rotation fluctuation generated by gear change etc. does not disappear instantaneously due to the vibration system of the vehicle. Yes, more stable F /
In order to perform the B control, it is better to provide a predetermined delay.
【0038】このようにしてF/B制御の判定を行った
ら、再び図2に戻り、ステップD)で安定度F/B制御
かどうかのチェックを行い、F/B制御判定であるとき
はステップE)で図5のフローチャートにしたがって、
F/B制御の補正率、つまり安定化燃空比補正係数Ll
dmlの更新、算出を行う。After the determination of the F / B control is performed in this manner, the flow returns to FIG. 2 again. In step D), it is checked whether or not the stability F / B control is performed. E) according to the flowchart of FIG.
Correction rate of F / B control, that is, stabilized fuel-air ratio correction coefficient Ll
Update and calculate dml.
【0039】ここでは前記のように算出した回転変動量
に基づいてF/B制御を行うための安定化燃空比補正係
数を算出するもので、まずステップA)で前記した安定
度信号Lljdをサンプルし、このサンプル数をカウン
トする。Here, a stabilized fuel-air ratio correction coefficient for performing the F / B control is calculated based on the rotation fluctuation amount calculated as described above. First, in step A), the above-mentioned stability signal Lljd is calculated. Sample and count this number of samples.
【0040】ステップB)でサンプル数の設定を行う
が、これは図12に示すようにして、エンジン回転数N
eによってそれぞれ変化するロングLとショートSの設
定値を、そのときの回転数Neにしたがって読み出すの
であり、その場合、サンプル数が多いほど検出精度は高
まるが、その反面制御速度が遅くなる(少ないほど速
い)ので、これらを考慮して決定しておく。In step B), the number of samples is set. The number of samples is set as shown in FIG.
The set values of the long L and the short S, which change depending on e, are read in accordance with the rotation speed Ne at that time. In this case, the detection accuracy increases as the number of samples increases, but the control speed decreases (lower). So fast), so it is decided in consideration of these.
【0041】次にステップC)でサンプル数がS個そろ
ったかどうか判定し、そろっているならばステップD)
でサンプルデータ合計をSで割って平均値を求め、次の
ステップE)でその平均結果を、高速制御安定度判定比
較値であるSLH#と比較し、もしSLH#よりも大き
いときは、ステップF)において、安定化燃空比補正係
数Lldmlを Lldml=Lldmln-1+DLLH# …(5) ただし、Lldmln-1;1回前のLldml DLLH#;Lldmlの高速更新量(所定値) の式で更新する。Next, it is determined in step C) whether or not the number of samples is equal to S. If they are, step D)
In step E), the average value is obtained by dividing the sample data total by S, and the average result is compared with SLH #, which is a high-speed control stability determination comparison value. In F), the stabilized fuel-air ratio correction coefficient Lldml is calculated as follows: Lldml = Lldml n-1 + DLLH # (5) where Lldml n-1 ; Lldml DLLH # immediately before one time; high-speed update amount (predetermined value) of Lldml Update with expression.
【0042】これが終了したら、あるいはSLH#未満
の場合にはそのままステップG)に移り、ここではサン
プル数を前記Sよりも多いLと比較し、L個そろったと
きには、ステップH)でサンプルデータ合計をLで割っ
て平均値を求め、この平均値から低速制御安定度判定比
較値SLL#を差し引いた値により、図13に示す特性
のマップから、Lldmlの更新量Dlldml(+/
−)を算出する。なお、この特性図には本制御により燃
空比を変更することによるトルク変動(ショック)を防
ぐために、Dlldml=0となる不感帯を、更新量が
プラスとなる領域とマイナスとなる領域との境を中心に
して所定幅だけ設けている。When this is completed, or if it is less than SLH #, the process directly proceeds to step G), where the number of samples is compared with L which is larger than S. Is divided by L to obtain an average value, and a value obtained by subtracting the low speed control stability determination comparison value SLL # from the average value is used to obtain an update amount Lldml (+ //) of Lldml from the characteristic map shown in FIG.
-) Is calculated. In this characteristic diagram, in order to prevent torque fluctuation (shock) caused by changing the fuel-air ratio by this control, the dead zone where Dlldml = 0 is defined by the boundary between the region where the update amount is positive and the region where the update amount is negative. And a predetermined width around the center.
【0043】そして、ステップJ)において、安定化燃
空比補正係数Lldmlを Lldml=Lldmln-1+Dlldml …(6) の式で更新する。Then, in step J), the stabilized fuel / air ratio correction coefficient Lldml is updated by the following equation: Lldml = Lldml n-1 + Dldml (6)
【0044】フローチャートでは省略したが、このLl
dmlは、1.0≦Lldml≦LLDMMX#(ただ
しLLDMMX#は予め設定された安定化燃空比補正係
数の最大値)となるように範囲を制限され、この制御動
作を終了する。なお、Lldmlはメモリに格納され、
F/B制御中は常時更新されることになる。Although omitted in the flowchart, this Ll
The range of dml is limited so that 1.0 ≦ Lldml ≦ LLDMMX # (where LLDMMMX # is the preset maximum value of the stabilized fuel-air ratio correction coefficient), and this control operation is terminated. Lldml is stored in the memory,
It is constantly updated during F / B control.
【0045】したがって安定化燃空比補正係数Lldm
lは、回転変動量が大きくなるほど、つまりエンジンの
安定度が悪化するほど大きな値となる。Therefore, the stabilized fuel-air ratio correction coefficient Lldm
l becomes a larger value as the rotation fluctuation amount increases, that is, as the stability of the engine deteriorates.
【0046】次に再び図2に戻り、このようにしてF/
B制御の補正率の演算を終了後、図2のステップF)に
移行して、目標燃空比Tdmlを算出するのであるが、
この目標燃空比は図9または図10に示す特性のマップ
に設定した燃空比Mdmlを検索した上、F/B制御時
にはこれを安定化燃空比補正係数Lldmlによって補
正することにより算出するのであり、この場合、リーン
運転条件かどうかによりいずれかのマップが選択され
る。Next, returning to FIG. 2, the F /
After completing the calculation of the correction rate of the B control, the process proceeds to step F) in FIG. 2 to calculate the target fuel-air ratio Tdml.
This target fuel-air ratio is calculated by searching for the fuel-air ratio Mdml set in the characteristic map shown in FIG. 9 or FIG. 10, and correcting this by the stabilized fuel-air ratio correction coefficient Lldml during F / B control. In this case, one of the maps is selected depending on whether or not the vehicle is in the lean operation condition.
【0047】ここで、リーン運転条件の判定について図
7、図8のフローチャートにしたがって説明することに
する。Here, the determination of the lean operation condition will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
【0048】これらの動作はバックグランドジョブとし
て行われるもので、図7のステップA)でリーン条件の
判定を行うが、このための具体的な内容は図8に示す。
リーン条件の判定は図8のステップA)〜F)の内容を
一つづつチェックすることにより行い、各項目のすべて
が満たされたときにリーン運転を許可し、一つでも反す
るときはリーン運転を禁止する。These operations are performed as a background job. Lean conditions are determined in step A) of FIG. 7, and specific contents for this are shown in FIG.
The lean condition is determined by checking the contents of steps A) to F) of FIG. 8 one by one. When all of the items are satisfied, lean operation is permitted. Ban.
【0049】すなわち、 ステップA):空燃比(酸素)センサが活性化してい
る、 ステップB):エンジンの暖機が終了している、 ステップC):負荷(Tp)が所定のリーン領域にあ
る、 ステップD):回転数(Ne)が所定のリーン領域にあ
る、 ステップE):ギヤ位置が2速以上にある、 ステップF):車速が所定の範囲にある、 ときに、ステップH)でリーン運転を許可し、そうでな
ければステップI)に移行してリーン運転を禁止する。
上記のステップA)〜F)は運転性能を損なわずに安定
してリーン運転を行うための条件である。That is, Step A): The air-fuel ratio (oxygen) sensor is activated, Step B): The warm-up of the engine is completed, Step C): The load (Tp) is in a predetermined lean region. Step D): The rotational speed (Ne) is in a predetermined lean region. Step E): The gear position is in the second speed or higher. Step F): The vehicle speed is in a predetermined range. The lean operation is permitted, and if not, the process proceeds to step I) to prohibit the lean operation.
The above steps A) to F) are conditions for stably performing the lean operation without impairing the operation performance.
【0050】以上の図8のフローがリーン運転領域を判
定する手段を構成している。The above-described flow of FIG. 8 constitutes means for determining the lean operation region.
【0051】このようにしてリーン条件を判定したら、
図7のステップC),D)に戻り、リーン条件でないと
きは、ステップC)によって理論燃空比あるいはそれよ
りも濃いマップ燃空比を、図10に示す特性のマップを
回転数Neと負荷Tpとで検索することにより算出し、
これに対してリーン条件のときは、ステップD)で理論
空燃比よりも所定の範囲だけ薄いマップ燃空比Mdml
を図9に示す特性のマップにしたがって同じように検索
する。When the lean condition is determined in this way,
Returning to steps C) and D) in FIG. 7, when the condition is not the lean condition, the stoichiometric fuel-air ratio or a map fuel-air ratio deeper than the stoichiometric fuel-air ratio is determined in step C), and the characteristic map shown in FIG. Calculated by searching with Tp,
On the other hand, under the lean condition, the map fuel-air ratio Mdml that is thinner by a predetermined range than the stoichiometric air-fuel ratio in step D)
Is similarly searched according to the characteristic map shown in FIG.
【0052】なお、これらのマップに表した数値は、理
論空燃比のときを1.0とする相対値であるため、これ
よりも数値が大きければリッチ、小さければリーンを示
す。以上の図7のフローおよび図9のマップがリーン運
転領域での空燃比目標値を設定する手段を構成してい
る。The numerical values shown in these maps are relative values when the stoichiometric air-fuel ratio is 1.0, so that a larger value indicates richer and a smaller value indicates leaner. The above-described flow of FIG. 7 and the map of FIG. 9 constitute means for setting the air-fuel ratio target value in the lean operation region.
【0053】ここで、再び図2のステップF)に戻り、
このようにして算出されるマップ燃空比Mdmlのう
ち、リーン条件のときのMdmlについて、安定化燃空
比補正係数Lldmlに基づいて Tdml=Mdml×Lldml …(7) ただし、Mdml;目標燃空比のマップ値 の式で補正し、目標燃空比Tdmlを算出する。Here, returning to step F) of FIG. 2 again,
Of the map fuel-air ratio Mdml calculated in this way, for Mdml under the lean condition, based on the stabilized fuel-air ratio correction coefficient Lldml, Tdml = Mdml × Lldml (7) where Mdml: target fuel-air The target fuel-air ratio Tdml is calculated by correcting with the equation of the map value of the ratio.
【0054】この目標燃空比Tdmlは、エンジンの回
転変動が大きくなるほどLldmlが大きくなるため、
安定度が悪化するのにしたがって大きくなり、つまり目
標空燃比はリッチ側にシフトされていく。The target fuel-air ratio Tdml is such that Lldml increases as the engine rotation fluctuation increases.
As the degree of stability deteriorates, the value increases, that is, the target air-fuel ratio shifts to the rich side.
【0055】次のステップG)以降は燃空比切換時のダ
ンパ操作の行程で、空燃比を緩やかに切換えることによ
りトルクの急変を防いで、運転性能の安定性を確保する
ためのものである。The following step G) is to gradually change the air-fuel ratio in the damper operation process at the time of switching the fuel-air ratio, thereby preventing a sudden change in the torque and ensuring the stability of the driving performance. .
【0056】ステップG)では燃空比補正係数Dmlと
さきほど算出したTdmlとの比較を行い、もしDml
≧Tdmlでないとき、つまり算出された目標燃空比が
保持されている燃空比補正係数Dmlよりも大きいとき
は、ステップH),I)で空燃比をリッチ側にシフトさ
せるために、前回の補正係数Dmln-1にリッチ側への
空燃比変化速度に相当するDmlrを加算して新たなD
mlを求める。そして、この燃空比補正係数Dmlが算
出された目標燃空比Tdmlを越えることのないように
Dmlに制限を加える。In step G), the fuel-air ratio correction coefficient Dml is compared with the previously calculated Tdml.
If not ≧ Tdml, that is, if the calculated target fuel-air ratio is larger than the held fuel-air ratio correction coefficient Dml, in order to shift the air-fuel ratio to the rich side in steps H) and I), Dmlr corresponding to the air-fuel ratio change speed to the rich side is added to the correction coefficient Dmln -1 to obtain a new D
Obtain ml. Then, Dml is limited so that the fuel-air ratio correction coefficient Dml does not exceed the calculated target fuel-air ratio Tdml.
【0057】これに対して、Dml≧Tdmlならば、
ステップJ),K)で、保持されているDmlからリー
ン側への空燃比変化速度Ddmllを減算することで、
リーン側にシフトした新しい燃空比補正係数Dmlを求
め、さらにDmlがTdml未満とならないようにDm
lに制限を加える。On the other hand, if Dml ≧ Tdml,
In steps J) and K), by subtracting the air-fuel ratio change speed Ddmll toward the lean side from the held Dml,
A new fuel-air ratio correction coefficient Dml shifted to the lean side is obtained, and Dm is adjusted so that Dml does not become less than Tdml.
l is restricted.
【0058】以上の図2のフローのうちステップG)、
H)が空燃比リッチ化変化速度ずつ空燃比目標値を徐々
に理論空燃比へと近づける手段を構成している。Step G) of the flow of FIG.
H) constitutes means for gradually bringing the air-fuel ratio target value closer to the stoichiometric air-fuel ratio at every air-fuel ratio enrichment change speed.
【0059】なお、リーン条件になく、図10に示す特
性のマップから理論燃空比あるいはその近傍の燃空比M
dmlを算出したときには、図示しないが、ステップ
F)におけるマップ燃空比Mdmlについての安定化燃
空比補正係数Lldmlによる補正は行わず、このMd
mlをそのままステップG)での目標燃空比Tdmlに
置き換えることにより、燃空比補正係数Dmlを算出す
ればよい。It should be noted that there is no lean condition, and based on the characteristic map shown in FIG.
When dml is calculated, although not shown, the map fuel-air ratio Mdml in step F) is not corrected by the stabilized fuel-air ratio correction coefficient Lldml, and this Md
The fuel-air ratio correction coefficient Dml may be calculated by directly replacing ml with the target fuel-air ratio Tdml in step G).
【0060】このようにして算出された燃空比の補正係
数Dmlにより、次に述べる燃料噴射量の演算を行う。Based on the fuel-air ratio correction coefficient Dml calculated in this way, the following calculation of the fuel injection amount is performed.
【0061】図6のフローチャートはこのようにして求
めた燃空比補正係数Dmlを使って燃料噴射パルス幅を
算出して出力する制御動作内容を示すもので、まずステ
ップA)で燃空比補正係数Dmlを用いて、目標燃空比
Tfbyaを、 Tfbya=Dml+Ktw+Kas …(8) ただし、Ktw;水温増量補正係数 Kas;始動後増量補正係数 の式により算出する。The flowchart of FIG. 6 shows the control operation for calculating and outputting the fuel injection pulse width using the fuel-air ratio correction coefficient Dml obtained in this manner. Using the coefficient Dml, the target fuel-air ratio Tfbya is calculated by the following equation: Tfbya = Dml + Ktw + Kas (8) where Ktw: water temperature increase correction coefficient Kas;
【0062】ここで、Ktwは冷却水温に応じた燃料増
量分、Kasは始動直後の燃料増量分である。次にステ
ップB)でエアフローメータの出力をA/D変換し、リ
ニアライズして吸入空気流量Qを算出する。そしてステ
ップC)でこの吸入空気流量Qとエンジン回転数Neと
から、燃料噴射弁に与える基本パルス幅Tpを、Tp=
K×Q/Nとして求める。なおKは定数である。Here, Ktw is a fuel increase according to the cooling water temperature, and Kas is a fuel increase immediately after starting. Next, in step B), the output of the air flow meter is A / D converted and linearized to calculate the intake air flow rate Q. In step C), based on the intake air flow rate Q and the engine speed Ne, the basic pulse width Tp to be given to the fuel injection valve is calculated as Tp =
It is obtained as K × Q / N. K is a constant.
【0063】そして、ステップD)でこのTpをもとに
して、一回の燃料噴射パルス幅Tiを、 Ti=Tp×Tfbya×Ktr×(α+αm)+Ts …(9) ただし、Ktr;過渡時の補正係数 α;空燃比フィードバック補正係数 αm;空燃比学習補正係数 Ts;無効パルス幅 の式で算出する。Then, in step D), based on this Tp, one fuel injection pulse width Ti is calculated as follows: Ti = Tp × Tfbya × Ktr × (α + αm) + Ts (9) where Ktr; Correction coefficient α; air-fuel ratio feedback correction coefficient αm; air-fuel ratio learning correction coefficient Ts; invalid pulse width
【0064】ただし、リーン条件のときには、これらK
tr、α、αmなどは所定の値に固定されている。However, under the lean condition, these K
tr, α, αm, etc. are fixed at predetermined values.
【0065】次にステップF)で燃料カットの判定を行
い、ステップG),H)で燃料カット条件ならば無効パ
ルス幅Tsを、そうでなければTiを出力レジスタにス
トアすることでクランク角センサの出力にしたがって所
定の噴射タイミングでの噴射に備える。Next, the fuel cut is determined in step F), and the invalid pulse width Ts is stored in the output register if the fuel cut condition is satisfied in steps G) and H), and Ti is stored in the output register otherwise. In preparation for injection at a predetermined injection timing according to the output of
【0066】以上の図6のフローが設定空燃比に基づい
て空燃比制御を行う手段を構成している。The above-described flow of FIG. 6 constitutes means for performing air-fuel ratio control based on the set air-fuel ratio.
【0067】このようにして燃料噴射パルス幅Tiが演
算され、したがってリーン運転での安定度フィードバッ
ク制御時に、安定度が悪化すると、これに応じて設定空
燃比がリッチ側にシフトされ、リーン運転時の安定性を
確保し、このため運転性を損なうことなく燃費やNOx
の低減を図る。The fuel injection pulse width Ti is calculated in this manner. Therefore, when the stability is deteriorated during the stability feedback control in the lean operation, the set air-fuel ratio is shifted to the rich side accordingly, and Of fuel consumption and NOx without sacrificing drivability
To reduce
【0068】ところで、図14にもあるように、リーン
空燃比による運転ではリーン化するほどNOxの排出レ
ベルを下げることができる反面、エンジンの安定度も悪
化してくる。したがって、NOxの排出レベルが許容限
界よりも低く、かつエンジンの安定度も許容限界にある
ように空燃比を維持すれば、エンジンの安定性を損なう
ことなく、NOxを十分に低減することが可能となる。
安定度の悪化に対しては空燃比をリッチ側に移行するこ
とにより対処できるが、あまりリッチ側に移行すると、
NOxの排出レベルが許容限界を越えてしまう。また、
NOxが減少するからといって空燃比をやみくもにリー
ン側に移行すると、燃焼が悪化してエンジンの安定運転
が維持できない。By the way, as shown in FIG. 14, in the operation with a lean air-fuel ratio, the leaner the air-fuel ratio, the lower the NOx emission level, but the worse the engine stability. Therefore, if the air-fuel ratio is maintained such that the NOx emission level is lower than the allowable limit and the engine stability is also at the allowable limit, it is possible to sufficiently reduce NOx without impairing the stability of the engine. Becomes
Deterioration of stability can be dealt with by shifting the air-fuel ratio to the rich side.
NOx emission levels exceed acceptable limits. Also,
If the air-fuel ratio blindly shifts to the lean side just because NOx decreases, combustion deteriorates, and stable operation of the engine cannot be maintained.
【0069】図14のA特性とB特性は、それぞれ図9
のAの運転条件(負荷と回転が)、Bの運転条件での空
燃比を変化させたときのNOxの排出量とエンジンの安
定度の関係を示すが、このように運転条件が相違すると
同一の空燃比であってもNOxの排出特性と安定度特性
が異なる。The A characteristic and the B characteristic in FIG.
The relationship between the NOx emission amount and the engine stability when the air-fuel ratio is changed under the A operating condition (load and rotation) and the B operating condition is shown. Even at the air-fuel ratio of NOx, the NOx emission characteristics and the stability characteristics are different.
【0070】したがって、リーン運転時の目標空燃比と
して図9のように設定されるマップ空燃比を、これら運
転条件を勘案しつつ、NOxの排出量からリッチ側空燃
比の限界と、安定度の限界からリーン側空燃比の限界と
の範囲内の所定値に設定してやると、NOxと安定度が
常に一定の範囲となる条件においてリーン運転を行うこ
とができる。この場合には、安定化燃空比補正係数Ll
dmlとNOxの排出量とがほぼ対応するようになるの
で、NOxの排出量を測定しなくても常にNOx排出量
を許容限界内に抑制することができる。Therefore, the map air-fuel ratio set as the target air-fuel ratio at the time of the lean operation as shown in FIG. 9 is used to determine the limit of the rich-side air-fuel ratio and the stability of the stability from the NOx emission amount while considering these operating conditions. If the predetermined value is set within a range from the limit to the limit of the lean air-fuel ratio, the lean operation can be performed under the condition that the NOx and the stability are always in a constant range. In this case, the stabilized fuel-air ratio correction coefficient Ll
Since the dml and the NOx emission amount substantially correspond to each other, the NOx emission amount can always be suppressed within the allowable limit without measuring the NOx emission amount.
【0071】なお、目標空燃比の設定は、たとえばNO
xの排出限界の空燃比から一定値だけリーンの空燃比
値、安定度限界の空燃比から一定値だけリッチ側の空燃
比値、両方の限界空燃比の略中間の空燃比値、同じく両
方の限界空燃比を一定の比率で内分する空燃比値などと
して設定することができる。The target air-fuel ratio is set, for example, by NO
The air-fuel ratio value is lean from the air-fuel ratio at the emission limit of x by a certain value, the air-fuel ratio value on the rich side by a certain value from the air-fuel ratio at the stability limit, the air-fuel ratio value approximately halfway between both limit air-fuel ratios, and both The limit air-fuel ratio can be set as an air-fuel ratio value that internally divides by a fixed ratio.
【0072】さて、リーン空燃比と理論空燃比の間で空
燃比を切換える際に、NOxの排出量を少なくするため
には上述の空燃比リッチ化変化速度Ddmlrを大きく
して空燃比を素早く切換えることが要求され、その一方
で、リーン空燃比から理論空燃比への切換時におけるト
ルク段差が大きいときは、これが運転ショックとして感
じられるので、この場合には空燃比リッチ化変化速度D
dmlrを小さくし、徐々に理論空燃比へと切換えてい
くことが望ましい。When the air-fuel ratio is switched between the lean air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio is quickly switched by increasing the air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrl in order to reduce the amount of NOx emission. On the other hand, when the torque step at the time of switching from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is large, this is felt as a driving shock. In this case, the air-fuel ratio enrichment change speed D
It is desirable to reduce dmlr and gradually switch to the stoichiometric air-fuel ratio.
【0073】これに対応するため、コントロールユニッ
ト2では、図2のステップH)に示した上述の空燃比リ
ッチ化変化速度Ddmlrを、図15のように空燃比切
換前の負荷に応じて設定する。To cope with this, the control unit 2 sets the above-described air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrl shown in step H) of FIG. 2 according to the load before switching the air-fuel ratio as shown in FIG. .
【0074】図15において、まずステップA)で切換
速度設定用負荷Tplを演算する。この演算動作は図1
6のフローに示す。In FIG. 15, first, a switching speed setting load Tpl is calculated in step A). This operation is shown in FIG.
6 is shown.
【0075】図16のステップA)で基本パルス幅(負
荷相当量)Tpを読み込み、ステップB)でTpの加重
平均値Avtplの旧値のシフトを行い、1回前のデー
タを2回前のRAMに、また3回前を4回前へと移し変
える。In step A) of FIG. 16, the basic pulse width (load equivalent amount) Tp is read, and in step B), the old value of the weighted average value Avtpl of Tp is shifted, and the data of one time before is compared with the data of two times before. Transfer to RAM and 3 times to 4 times.
【0076】ステップC)では新しいAvtplを、 Avtpl=Tp×(1/N)+Avtpln-1×(1−1/N) …(11) ただし、1/N:加重平均係数 Avtpln-1;1回前のAvtpl の式により算出する。吸気脈動の影響を受けてTpが変
動するので、この変動をなくすため、加重平均するわけ
である。In step C), a new Avtpl is calculated as follows: Avtpl = Tp × (1 / N) + Avtpl n−1 × (1-1 / N) (11) where 1 / N: weighted average coefficient Avtpl n−1 ; It is calculated by the formula of Avtp1 one time before. Since Tp fluctuates under the influence of the intake pulsation, a weighted average is used to eliminate this fluctuation.
【0077】ステップD)ではリーン条件かどうかを判
定し、リーン条件であれば、ステップE)でカウンタ値
Lをインクリメントし、このカウンタ値Lを所定値L0
とステップF)で比較する。このカウンタはリーン条件
となってからの時間を計測するもので、LがL0以上と
なったときは、リーン運転に移行して所定時間が経過し
ており、Avtplの値が安定したと判断し、ステップ
G)でm回前(たとえば3,4回前)の値であるAvt
pln-mをTplとして採用する。In step D), it is determined whether or not the condition is a lean condition. If the condition is a lean condition, the counter value L is incremented in step E), and the counter value L is incremented by a predetermined value L0.
And step F). This counter measures the time from the start of the lean condition. When L becomes equal to or greater than L0, it is determined that the operation has shifted to the lean operation, the predetermined time has elapsed, and the value of Avtp1 has stabilized. Avt which is the value m times (for example, 3 or 4 times before) in step G)
adopt pl nm as Tpl.
【0078】これに対してL<L0のときはステップ
H)に進み、今回の値であるAvtplをそのままTp
lとして採用する。これは、リーン運転への切換途中に
理論空燃比への運転に戻されることがあり、このときに
もリーン運転での状態をなるべくなら反映させたいわけ
であるが、リーン運転への切換途中に理論空燃比への運
転に戻されるときは今回の値であるAvtplがもっと
もリーン側の値になるからである。On the other hand, when L <L0, the process proceeds to step H), and the current value Avtpl is directly used as Tp
adopted as l. This may be returned to the operation at the stoichiometric air-fuel ratio during the switching to the lean operation, and at this time, it is desirable to reflect the state of the lean operation as much as possible. This is because when the operation is returned to the stoichiometric air-fuel ratio, the current value Avtpl becomes the leanest value.
【0079】以上の図16のフローが現在のエンジン負
荷をエンジン負荷記憶値として記憶しておく手段を構成
している。The flow shown in FIG. 16 corresponds to the current engine load.
This constitutes means for storing the load as an engine load storage value .
【0080】このようにして、切換速度設定用負荷Tp
lを演算したら、図15に戻ってステップB)、C)、
D)においてTplと3つの判定値Tp3、Tp2、T
p1を比較し、Tplがどの負荷域にあるかを判断す
る。3つの判定値Tp3、Tp2、Tp1は負荷域を大
きく4つに分けるためのものである。ここでは、Tp3
>Tp2>Tp1の大小関係としているので、Tpl
≧Tp3の領域、Tp3>Tpl≧Tp2の領域、
Tp2>Tpl≧Tp1の領域、Tp1>Tplの領
域の順に小さな負荷域となる。Thus, the switching speed setting load Tp
After calculating l, returning to FIG. 15, steps B), C),
In D), Tpl and three determination values Tp3, Tp2, T
By comparing p1, it is determined which load region Tpl is in. The three determination values Tp3, Tp2, and Tp1 are used to divide the load range into four broad ranges. Here, Tp3
>Tp2> Tp1 so that Tpl
≧ Tp3 region, Tp3> Tpl ≧ Tp2 region,
The load region becomes smaller in the order of Tp2> Tpl ≧ Tp1 and Tp1> Tpl.
【0081】これらの負荷域のいずれに属するのかがわ
かったら、ステップE)、F)、G)、H)でその属す
る負荷域に対応する設定値(DDMLR0、DDMLR
1、DDMLR2、DDMLR3)を空燃比リッチ化変
化速度であるDdmlrに採用して、図15の処理を終
了する。When it is determined which of these load ranges belongs to, in steps E), F), G) and H), the set values (DDMLR0, DDMLR, DDMLR) corresponding to the load range to which the load range belongs.
1, DDMLR2, DDMLR3) is adopted as the air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrr, and the processing in FIG. 15 is terminated.
【0082】4つの設定値DDMLR0、DDMLR
1、DDMLR2、DDMLR3の大小はDDMLR0
<DDMLR1<DDMLR2<DDMLR3であるの
で、低負荷であるほど空燃比リッチ化変化速度Ddml
rの値を大きくしている。低負荷の状態から加速を行っ
て理論空燃比に切換える場合のトルク段差のほうが、高
負荷の状態から加速を行って理論空燃比に切換える場合
のトルク段差より小さいので、理論空燃比に切換える直
前の負荷が小さいほど、空燃比のリッチ化変化速度が大
きくてよいからである。Four setting values DDMLR0, DDMLR
1, the size of DDMLR2 and DDMLR3 is DDMLR0
Since <DDMLR1 <DDMLR2 <DDMLR3, the air-fuel ratio enrichment change speed Ddml decreases as the load decreases.
The value of r is increased. The torque step when switching from the low load state to the stoichiometric air-fuel ratio by performing acceleration is smaller than the torque step when switching from the high load state to the stoichiometric air-fuel ratio by accelerating. This is because the smaller the load, the higher the air-fuel ratio enrichment change speed.
【0083】ここで、この例の作用を図17を参照しな
がら説明すると、同図はリーン運転状態からの加速によ
り空燃比が理論空燃比へと切換えられるときの波形で、
加速程度を表す絞り弁開度の変化速度ΔTVOが同じで
も、空車状態のように空燃比の切換直前の負荷が小さい
ときは、空燃比リッチ化変化速度Ddmlrが大きくな
って空燃比が素早く切換えられるので(図17の最下段
の実線参照)、NOxの排出量が増えることがなく、ま
た低負荷域からの空燃比切換時には切換時のトルク段差
が小さいので、空燃比切換速度が早くても、運転者に運
転ショックが感じられることがない。Here, the operation of this example will be described with reference to FIG. 17. FIG. 17 shows waveforms when the air-fuel ratio is switched to the stoichiometric air-fuel ratio by acceleration from the lean operation state.
Even when the change rate ΔTVO of the throttle valve opening indicating the degree of acceleration is the same, when the load immediately before switching of the air-fuel ratio is small, as in the case of an empty vehicle, the air-fuel ratio enrichment change rate Ddmrl increases and the air-fuel ratio can be switched quickly. (See the solid line at the bottom of FIG. 17), the NOx emission amount does not increase, and the torque step at the time of air-fuel ratio switching from a low load range is small, so that even if the air-fuel ratio switching speed is fast, The driver does not feel a driving shock.
【0084】一方、積載状態のように空燃比切換直前の
負荷が大きいときは、空燃比リッチ化変化速度Ddml
rが小さくなり、空燃比が比較的ゆっくりとしたスピー
ドで切換えられる(図17の最下段の破線参照)。空燃
比切換直前の負荷が大きいときは、空燃比切換に伴うト
ルク段差が大きいので、空燃比の切換速度をゆっくりと
したものにすることで、運転ショックが生じないように
されるのである。On the other hand, when the load immediately before the switching of the air-fuel ratio is large, such as in the loaded state, the air-fuel ratio enrichment change speed Ddm
As r becomes smaller, the air-fuel ratio is switched at a relatively slow speed (see the broken line at the bottom of FIG. 17). When the load immediately before the switching of the air-fuel ratio is large, since the torque step accompanying the switching of the air-fuel ratio is large, the switching shock of the air-fuel ratio is made slow so that the driving shock does not occur.
【0085】このようにして、リーン空燃比から理論空
燃比へと切換える際の空燃比の切換速度を、空燃比切換
直前の負荷に応じその負荷が小さいほど大きくしたの
で、空燃比切換時のトルク段差が小さいときは空燃比の
切換時間の短縮によってNOxの排出量が増えることを
防ぎつつ、空燃比切換時のトルク段差が大きいときは運
転性を優先させて、運転ショックが生じないようにする
ことができる。As described above, the switching speed of the air-fuel ratio when switching from the lean air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is increased in accordance with the load immediately before the switching of the air-fuel ratio, as the load becomes smaller. When the step is small, the switching time of the air-fuel ratio is shortened to prevent the NOx emission from increasing, and when the torque step at the time of switching the air-fuel ratio is large, the drivability is prioritized so that no driving shock occurs. be able to.
【0086】図18は第2実施例で、図15に対応す
る。図18において、図15と相違する点は、ステップ
B)で加速時における絞り弁開度の変化速度ΔTVO
(ΔTVO>0)を読み込み、このΔTVOからステッ
プC)において図18を内容とするテーブルを検索し
て、負荷補正係数KTVOを求め、ステップD)で上記
の切換速度設定用負荷Tplを、 Tpl2=Tpl×KTVO …(12) の式により補正したものである。FIG. 18 shows a second embodiment, corresponding to FIG. 18 differs from FIG. 15 in that the change rate ΔTVO of the throttle valve opening during acceleration in step B) is different.
(ΔTVO> 0), and in step C) from this ΔTVO, a table containing the contents of FIG. 18 is searched to find a load correction coefficient KTVO. In step D), the above-described load Tpl for setting the switching speed is calculated as Tpl2 = Tpl × KTVO (12) corrected by the following equation.
【0087】理論空燃比への空燃比切換直前の負荷が同
じでも、加速程度に応じ加速程度が大きくなるほど空燃
比切換速度を速めるため、図18に示すようにΔTVO
に比例してKTVOの値を大きくしている。Even if the load immediately before switching the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is the same, the air-fuel ratio switching speed increases as the degree of acceleration increases in accordance with the degree of acceleration. Therefore, as shown in FIG.
The value of KTVO is increased in proportion to.
【0088】この例では、ΔTVOをも考慮すること
で、たとえば図20に示したように、、空燃比切換直
前の負荷が小さくてΔTVOが大きいとき、空燃比切
換直前の負荷が大きくてΔTVOが大きいとき、空燃
比切換直前の負荷が小さくてΔTVOが小さいとき、
空燃比切換直前の負荷が大きくてΔTVOが小さいとき
の順に空燃比リッチ化変化速度Ddmlrが小さくな
る。In this example, by taking into account ΔTVO, for example, as shown in FIG. 20, when the load immediately before switching the air-fuel ratio is small and ΔTVO is large, ΔTVO is large because the load immediately before switching the air-fuel ratio is large. When large, when the load immediately before the air-fuel ratio switching is small and ΔTVO is small,
The air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrl decreases in the order in which the load immediately before the air-fuel ratio switching is large and ΔTVO is small.
【0089】この例ではΔTVOに応じても空燃比の切
換速度を設定したわけで、これによって、前述した特開
昭60−50241号公報におけると同様に、加速程度
に応じた空燃比切換速度が与えられる。In this example, the switching speed of the air-fuel ratio is set in accordance with ΔTVO. As a result, the air-fuel ratio switching speed in accordance with the degree of acceleration can be changed as in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-50241. Given.
【0090】実施例では、空燃比切換直前の負荷として
Tpを用いたが、絞り弁開度でもかまわない。In the embodiment, Tp is used as the load immediately before the switching of the air-fuel ratio. However, the throttle valve opening may be used.
【0091】[0091]
【発明の効果】第1の発明は、現在のエンジン負荷をエ
ンジン負荷記憶値として記憶しておく手段と、運転条件
の検出信号に基づいて予め設定されているリーン運転領
域かどうかを判定する手段と、リーン運転領域を判断し
たときに空燃比を理論空燃比よりも希薄な目標値に設定
する手段と、この希薄な目標値から理論空燃比への空燃
比目標値の切換を開始する時点で前記エンジン負荷記憶
値に応じた空燃比リッチ化変化速度を設定する手段と、
この空燃比リッチ化変化速度ずつ前記空燃比目標値を希
薄な目標値から徐々に理論空燃比へと近づける手段と、
この徐々に理論空燃比へと近づいていく空燃比目標値に
基づいて空燃比制御を行う手段とを設けたので、空燃比
目標値切換の際のトルク段差が小さいときは空燃比目標
値の切換時間の短縮によってNOxの排出量が増えるこ
とを防ぎつつ、空燃比目標値切換の際のトルク段差が大
きいときは運転性を優先させて、運転ショックが生じな
いようにすることができる。According to the first invention, the current engine load is reduced.
Means for storing the engine load storage value, means for determining whether or not the engine is in a predetermined lean operation area based on a detection signal of the operating condition, and means for determining the stoichiometric air-fuel ratio when the lean operation area is determined. means for setting the lean target value than the air-fuel from the lean target value to the stoichiometric air-fuel ratio
When the switching of the ratio target value is started, the engine load memory is stored.
Means for setting an air-fuel ratio enrichment change speed according to the value ;
By the air-fuel ratio enrichment change speed dilute the air target value
Means for gradually approaching the stoichiometric air-fuel ratio from a thin target value ;
It is provided with the means for performing the air-fuel ratio control based on the air-fuel ratio target value rather nearing to the gradually stoichiometric air-fuel ratio
Air-fuel ratio target when torque step when the target value switching is small
While preventing the emission of NOx by shortening the switching time value increases, when torque step during the air-fuel ratio target value switching is large, give priority to the drivability, can be prevented cause operation shock .
【0092】第2の発明は、第1の発明において、理論
空燃比への空燃比目標値の切換を開始する時点での負荷
変化速度を検出し、この負荷変化速度に応じて前記エン
ジン負荷記憶値を補正するので、加速程度に応じた空燃
比リッチ化変化速度を与えることができる。[0092] The second invention is the first invention, to detect the load change rate at the time of starting the switching of the air-fuel ratio target value to the stoichiometric air-fuel ratio, the end in response to the load change rate
Since the gin load storage value is corrected, the air-fuel ratio enrichment change speed according to the degree of acceleration can be given.
【0093】第3の発明は、第2の発明において、前記
負荷変化速度は、絞り弁開度の変化速度であるので、急
加速時においても応答よく理論空燃比へと切換えること
ができる。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the load change speed is a change speed of the throttle valve opening degree, so that the stoichiometric air-fuel ratio can be switched to the stoichiometric air-fuel ratio with good response even during rapid acceleration.
【図1】本発明の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】180度ジョブの流れ図である。FIG. 2 is a flowchart of a 180-degree job.
【図3】回転変動の算出を説明するための流れ図であ
る。FIG. 3 is a flowchart for explaining calculation of rotation fluctuation.
【図4】フィードバック制御条件の判定を説明するため
の流れ図である。FIG. 4 is a flowchart for explaining determination of a feedback control condition.
【図5】安定化燃空比補正係数Lldmlの算出を説明
するための流れ図である。FIG. 5 is a flowchart for explaining calculation of a stabilized fuel-air ratio correction coefficient Lldml.
【図6】10msecジョブの流れ図である。FIG. 6 is a flowchart of a 10 msec job.
【図7】バックグラウンドジョブの流れ図である。FIG. 7 is a flowchart of a background job.
【図8】リーン条件の判定を説明するための流れ図であ
る。FIG. 8 is a flowchart illustrating the determination of a lean condition.
【図9】リーンマップの内容を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the contents of a lean map.
【図10】非リーンマップの内容を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the contents of a non-lean map.
【図11】フィードバック制御を行う領域と禁止する領
域とをともに示す領域図である。FIG. 11 is a region diagram showing both a region in which feedback control is performed and a region in which feedback control is prohibited.
【図12】所定のサンプル数Lのテーブル内容を示す特
性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a table content of a predetermined number L of samples.
【図13】安定化燃空比補正係数Lldmlの更新量D
lldmlのテーブル内容を示す特性図である。FIG. 13 is an update amount D of the stabilized fuel-air ratio correction coefficient Lldml.
It is a characteristic diagram which shows the table content of lldml.
【図14】空燃比とNOx排出量、安定度の関係を示す
特性図である。FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between an air-fuel ratio, a NOx emission amount, and stability.
【図15】空燃比リッチ化変化速度Ddmlrの設定を
説明するための流れ図である。FIG. 15 is a flowchart for explaining the setting of the air-fuel ratio enrichment change speed Ddmrr.
【図16】切換速度設定用負荷Tplの演算を説明する
ための流れ図である。FIG. 16 is a flowchart for explaining calculation of a switching speed setting load Tpl.
【図17】加速によりリーン空燃比が理論空燃比へと切
換えられるときの作用を説明するための波形図である。FIG. 17 is a waveform diagram illustrating an operation when the lean air-fuel ratio is switched to the stoichiometric air-fuel ratio by acceleration.
【図18】第2実施例の空燃比リッチ化変化速度Ddm
lrの設定を説明するための流れ図である。FIG. 18 shows the air-fuel ratio enrichment change speed Ddm of the second embodiment.
It is a flowchart for demonstrating setting of 1r.
【図19】第2実施例の負荷補正係数KTVOの特性図
である。FIG. 19 is a characteristic diagram of a load correction coefficient KTVO of the second embodiment.
【図20】加速によりリーン空燃比が理論空燃比へと切
換えられるときの第2実施例における作用を説明するた
めの波形図である。FIG. 20 is a waveform chart for explaining the operation of the second embodiment when the lean air-fuel ratio is switched to the stoichiometric air-fuel ratio by acceleration.
【図21】第1の発明の構成図(クレーム対応図)であ
る。FIG. 21 is a configuration diagram (claim correspondence diagram) of the first invention.
1 エンジン本体 2 コントロールユニット 3 酸素センサ 4 クランク角センサ 6 エアフローメータ 7 燃料噴射弁 51 リーン運転領域判定手段 52 空燃比目標値設定手段 53 空燃比切換速度設定手段 54 理論空燃比近づけ手段 55 空燃比制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 2 Control unit 3 Oxygen sensor 4 Crank angle sensor 6 Air flow meter 7 Fuel injection valve 51 Lean operation area determination means 52 Air-fuel ratio target value setting means 53 Air-fuel ratio switching speed setting means 54 Theoretical air-fuel ratio approaching means 55 Air-fuel ratio control means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 F02D 29/00 - 29/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02D 41/00-41/40 F02D 43/00-45/00 F02D 29/00-29/06
Claims (3)
として記憶しておく手段と、 運転条件の検出信号に基づいて予め設定されているリー
ン運転領域かどうかを判定する手段と、 リーン運転領域を判断したときに空燃比を理論空燃比よ
りも希薄な目標値に設定する手段と、 この希薄な目標値から理論空燃比への空燃比目標値の切
換を開始する時点で前記エンジン負荷記憶値に応じた空
燃比リッチ化変化速度を設定する手段と、 この空燃比リッチ化変化速度ずつ前記空燃比目標値を希
薄な目標値から徐々に理論空燃比へと近づける手段と、 この徐々に理論空燃比へと近づいていく空燃比目標値に
基づいて空燃比制御を行う手段とを設けたことを特徴と
するエンジンの空燃比制御装置。An engine load storage value is used to store a current engine load.
Means for determining whether or not the engine is in a predetermined lean operation region based on the detection signal of the operating condition; and, when the lean operation region is determined, the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Means for setting the target value; and changing the air-fuel ratio enrichment change speed according to the engine load storage value at the time when the air-fuel ratio target value is switched from the lean target value to the stoichiometric air-fuel ratio. means for setting, dilute the air-fuel ratio target value by the air-fuel ratio enrichment changing speed
Engine, wherein the means to approach gradually to the stoichiometric air-fuel ratio of a thin target value, in that a means for performing the air-fuel ratio control based on the air-fuel ratio target value rather nearing to the gradually stoichiometric air-fuel ratio Air-fuel ratio control device.
する時点での負荷変化速度を検出し、この負荷変化速度
に応じて前記エンジン負荷記憶値を補正することを特徴
とする請求項1に記載のエンジンの空燃比制御装置。2. Switching of the air-fuel ratio target value to the stoichiometric air-fuel ratio is started.
2. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 1, wherein a load change speed at a time when the load is changed is detected, and the engine load storage value is corrected according to the load change speed.
であることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの空
燃比制御装置。3. The air-fuel ratio control device for an engine according to claim 2, wherein the load change speed is a change speed of a throttle valve opening.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP32333894A JP3230401B2 (en) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | Engine air-fuel ratio control device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08177567A JPH08177567A (en) | 1996-07-09 |
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JP7132804B2 (en) * | 2018-09-19 | 2022-09-07 | 日立Astemo株式会社 | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
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