JP3409877B2 - Control method and apparatus of a lean-burn engine - Google Patents

Control method and apparatus of a lean-burn engine

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JP3409877B2
JP3409877B2 JP10071193A JP10071193A JP3409877B2 JP 3409877 B2 JP3409877 B2 JP 3409877B2 JP 10071193 A JP10071193 A JP 10071193A JP 10071193 A JP10071193 A JP 10071193A JP 3409877 B2 JP3409877 B2 JP 3409877B2
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株式会社日立製作所
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はエンジンの制御方法に係り、特に各気筒毎に燃焼状態を制御するエンジン制御方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] Field of the Invention The present invention relates to a control method for an engine, but an engine control method for especially controlling the combustion state in each cylinder. 【0002】 【従来の技術】エンジンの各気筒毎に燃焼状態を制御する方法としては特開昭59−122763号公報にあるように、 [0002] As a method of controlling the combustion state in each cylinder of an engine as is in JP-A-59-122763,
各気筒の爆発行程の回転角速度を検出し、この気筒毎の角速度の差に基づいて燃焼状態を制御するものが知られている。 Detecting a rotation angular velocity of the explosion stroke of each cylinder, it is used to control the combustion conditions are known based on the difference between the angular velocity of each the cylinder. 【0003】 【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術においては、角速度のような燃焼状態を表わすパラメータを他の気筒との比較によって求めている。 [0003] [Problem that the Invention is to Solve In such a prior art has sought a parameter representative of the combustion state, such as the angular velocity by comparison with other cylinders. 【0004】したがって、他の気筒の燃焼状態が比較の外乱となり正確な判定ができないという問題があった。 [0004] Thus, there is a problem that the combustion state of the other cylinders can not disturbing the result accurate determination of the comparison. 【0005】また、各気筒間の燃焼状態のばらつきが修正された後、エンジンをより良い状態に移行させるという点についても何ら考慮されていない。 [0005] After being corrected variation in combustion state between the cylinders, it is not taken into consideration also that shifts the engine better off. 【0006】上記課題の解決は、 希薄燃焼エンジンの制 [0006] The solution of the above-mentioned problems, control of the lean-burn engine
御方法において、理論空燃比よりも希薄(リーン)状態 In your way, lean than the stoichiometric air-fuel ratio (lean) state
での車両運転に際して、 前記エンジンの各気筒毎の燃焼 In the vehicle driving in, the combustion of each cylinder of the engine
状態の安定性を表す燃焼状態パラメータをエンジン回転 Engine combustion state parameter indicative of the stability of the state
数に基づき求め、 前記燃焼状態パラメータの平均である Obtained based on the number is the average of the combustion state parameter
平均燃焼パラメータを求め、 前記平均燃焼パラメータと Obtaining an average combustion parameters, and the average combustion parameter
各気筒毎の燃焼状態パラメータとを比較すると共に、前 With comparing the combustion state parameter for each cylinder, before
記燃焼状態パラメータが前記平均燃焼パラメータから予 Pre serial combustion state parameter from the average combustion parameter
め定める有意差をもって燃焼の悪化又は良好な状態のと Preparative with a significant difference to determine because of the worsening or good condition of the combustion
きに当該気筒の燃焼状態安定性を他の気筒の燃焼状態安 Combustion state of the combustion state stability other cylinders of the cylinder fell to come
定性と揃え、前記有意差に収まるように各気筒毎の燃料 Aligned with qualitative, fuel for each cylinder to fit into the significance
供給量を補正し、前記平均燃焼パラメータがトルク変動 The supply amount is corrected, the average combustion parameter torque variation
とNOx排出量に基づき予め定める所定領域を越えたと And it exceeds a predetermined area predetermined based on the NOx emission amount
きに前記所定領域内に収まるように全気筒の燃料供給量 Fuel supply quantity for all the cylinders to fit the predetermined region to come
を補正することを特徴とする希薄燃焼エンジンの制御方 Control side of the lean burn engine, characterized by correcting the
法により達成される。 It is achieved by law. また、上記課題の解決は、希薄燃 In addition, the solution of the above-mentioned problems, the lean combustion
焼エンジンの制御装置において、理論空燃比よりも希薄 The control device for tempering the engine, lean than the stoichiometric air-fuel ratio
(リーン)状態での車両運転に際して、 前記エンジンの In the vehicle operation at (lean) state, the engine
各気筒毎の燃焼状態の安定性を表す燃焼状態パラメータ Combustion state parameter indicative of the stability of the combustion state of each cylinder
をエンジン回転数に基づき求める手段と、 前記燃焼状態 It means for determining based on the engine rotation speed, the combustion state
パラメータの平均である平均燃焼パラメータを求める手 Hand obtaining an average combustion parameter is the mean of the parameters
段と、 前記平均燃焼パラメータと各気筒毎の燃焼状態パ And stage, the average combustion parameter and combustion state path for each cylinder
ラメータとを比較すると共に、前記燃焼状態パラメータ While comparing the parameters, the combustion state parameter
が前記平均燃焼パラメータから予め定める有意差をもっ Has but a significant difference to define in advance from the average combustion parameter
て燃焼の悪化又は良好な状態のときに当該気筒の燃焼状 Combustion shape of the cylinder when the worsening or good condition of the combustion Te
態安定性を他の気筒の燃焼状態安定性と揃え、前記有意 The state stability aligned with the combustion state stability of the other cylinders, the significant
差に収まるように各気筒毎の燃料供給量を補正する手段 Means for correcting the fuel supply quantity for each cylinder to fit the difference
と、前記平均燃焼パラメータがトルク変動とNOx排出 When the average combustion parameter torque variation and NOx emissions
量に基づき予め定める所定領域を越えたときに前記所定 It said predetermined when exceeds a pre-determined predetermined region based on the amount
領域内に収まるように全気筒の燃料供給量を補正する手 Hand for correcting the fuel supply quantity for all the cylinders to fit within the area
段とを有することを特徴とする希薄燃焼エンジンの制御 Control of lean burn engines, characterized in that it comprises a stage
装置によって達成される。 It is achieved by the device. 【0007】 【作用】各気筒の燃焼状態の判定は、燃焼状態のパラメータの、全気筒の平均値と各気筒の値を比較して行い、 [0007] SUMMARY OF determination of the combustion state of each cylinder is carried out by comparing the parameters of the combustion state, the average value and the value of each cylinder of all the cylinders,
各気筒別に補正を行う。 In order to perform the correction by each cylinder. また、好ましくは、全気筒の平均値と各気筒の値の差が全て小さいときは全気筒に補正を行う。 Also, preferably, the difference between the average value and the value of each cylinder of all the cylinders when all small corrects all the cylinders. 【0008】 【実施例】以下、本発明によるエンジンの燃料噴射制御装置について、図示の実施例により詳細に説明する。 [0008] [Embodiment] Hereinafter, a fuel injection control apparatus for an engine according to the present invention will be described in more detail by the examples illustrated. 【0009】図2は本発明が適用されるシステムの一例を示したもので、図においてエンジンが吸入すべき空気はエアクリーナ1の入口部2から取り入れられ、通路4 [0009] Figure 2 shows an example of a system to which the present invention is applied, the air engine should intake in figures taken from the inlet portion 2 of an air cleaner 1, passage 4
を通り吸気流量を制御する絞弁が収容された絞弁ボディ5を通り、コレクタ6に入る。 Through the throttle valve body 5 which throttle valve is accommodated for controlling the street intake flow rate, into the collector 6. そして、ここで吸気はエンジン7の各シリンダに接続された各吸気管8に分配され、シリンダ内に導かれる。 And here intake is distributed to each intake pipe 8 connected to each cylinder of the engine 7, is led into the cylinder. 【0010】他方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク9から燃料ポンプ10により吸引,加圧された上で、燃料ダンパ11,燃料フィルタ12,燃料噴射弁(インジェクタ)13、それに燃圧レギュレータ14が配管されている燃料系に供給される。 [0010] On the other hand, fuel such as gasoline, suction by the fuel pump 10 from a fuel tank 9, after being pressurized, the fuel damper 11, the fuel filter 12, fuel injection valve (injector) 13 And the fuel pressure regulator 14, the pipe It is supplied to the fuel system being. そして、この燃料は上記した燃圧レギュレータ14により一定の圧力に調圧され、 Then, the fuel pressure is regulated to a constant pressure by a pressure regulator 14 as described above,
それぞれのシリンダの吸気管8に設けられている燃料噴射弁13から吸気管8の中に噴射される。 It is injected into the intake pipe 8 from the fuel injection valve 13 provided in the intake pipe 8 of each cylinder. 【0011】又、上記空気流量計3からは吸気流量を表わす信号が出力され、コントロールユニット15に入力されるようになっている。 [0011] Also, from the air flow meter 3 is output signal representative of the intake air flow rate, and is input to the control unit 15. 【0012】更に、上記絞弁ボディ5には絞弁5の開度を検出するスロットルセンサ18が取り付けてあり、その出力もコントロールユニット15に入力されるようになっている。 Furthermore, in the above throttle valve body 5 is attached throttle sensor 18 for detecting the degree of opening of the throttle valve 5, and is input to the control unit 15 is also output. 【0013】次に、16はディスト(ディストリビュータ)で、このディストにはクランク角センサが内蔵されており、クランク軸の回転位置を表わす基準角信号RE [0013] Next, at 16 Dist (distributor), this Dist incorporates a crank angle sensor, reference angle signal RE representing the rotational position of the crankshaft
Fと回転速度(回転数)検出用の角度信号POSとが出力され、これらの信号もコントロールユニット15に入力されるようになっている。 F and the rotation speed (rpm) and an angle signal POS for detecting is output, also are inputted to the control unit 15 these signals. 【0014】20は排気管に設けられた空燃比センサで、実運転空燃比を検出するために、所望の空燃比に対し、濃い状態か,薄い状態かを検出しており、この出力信号もコントロールユニット15に入力されるようになっている。 [0014] 20 in the air-fuel ratio sensor provided in an exhaust pipe, in order to detect the actual operating air-fuel ratio, with respect to the desired air-fuel ratio, or dark state, and detects whether the thin state, the output signal is also are input to the control unit 15. 【0015】コントロールユニット15の主要部は、図3に示すようにMPU,ROMとA/D変換器エンジンの運転状態を検出する各種センサなどからの信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、上記した燃料噴射弁13や点火コイル17に所定の制御信号を供給し、燃料供給量制御と点火時期制御とを遂行するのである。 The main part of the control unit 15 takes in MPU as shown in FIG. 3, the signals from various sensors for detecting the operating state of the ROM and the A / D converter engine as inputs, executes a predetermined arithmetic processing and outputs a control signal calculated by the various as the calculation result, the fuel injection valve 13 and the ignition coil 17 as described above supplies a predetermined control signal, is to carry out the fuel supply amount control and ignition timing control . 【0016】このようなエンジンにおいて、吸入する混合気の空燃比を理論空燃比よりリーンに設定すると、燃料消費率,NOx濃度,トルク変動は図4に示す特性となる。 [0016] In such an engine, setting the air-fuel ratio of the mixture to be sucked into leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, fuel consumption, NOx concentration, the torque fluctuation becomes characteristic shown in FIG. トルク,エンジン回転数を一定に保ち空燃比をリーンにすると、吸入空気量が増大するためにポンピングロスが低減することと、比熱比が向上するため燃料消費率が向上し、燃費を向上できる。 Torque, when the air-fuel ratio maintaining the engine speed constant to lean can be improved and that the pumping loss is reduced to the amount of intake air increases, the fuel consumption rate is improved because the specific heat ratio is improved, the fuel efficiency. 一方、NOx排出濃度は空燃比がリーンになることで燃焼温度が低下するため低下する。 On the other hand, NOx exhaust concentration is combustion temperature by the air-fuel ratio is lean is decreased to decrease. また、トルク変動で定量的に把握できる燃焼安定度は空燃比がリーンになることで混合気の着火性が悪くなるため、あるリーン領域までゆるやかに悪化し、 Further, quantitatively the degree of combustion stability can be grasped by the torque fluctuation due to ignition of the air-fuel mixture by the air-fuel ratio becomes lean deteriorates, slowly deteriorated to a certain lean region,
それを超えると着火性が極端に悪化するため急にトルク変動が大きくなる。 Suddenly torque variation for ignitability is extremely deteriorated more than it increases. このように、リーン領域での燃焼安定度,NOx排出濃度は空燃比に大きく依存する。 Thus, combustion stability in the lean region, NOx exhaust concentration is highly dependent on the air-fuel ratio. 【0017】また、NOxは排気法規制から許容できる限界排出濃度が存在し、また、燃焼安定度は運転性の要求から同じく限界点が存在する。 Further, NOx is present is a limit emission concentration acceptable from the exhaust regulations, also the combustion stability also limit point is present from the driver of the request. したがってリーン空燃比で運転するときは上記2つの限界を越えない範囲で運転する必要があると共に、燃費を向上するためには燃焼安定度の限界近くで運転を行うことが有効であることがわかる。 Thus with when operating at a lean air-fuel ratio has to be operated without exceeding the two limits, it can be seen that in order to improve fuel efficiency, it is effective to perform the operation at near the limit of the degree of combustion stability . 【0018】しかし、エンジンに供給する空燃比を正確に制御することは、燃料噴射弁13および空気流量計3 [0018] However, to accurately control the air-fuel ratio supplied to the engine, the fuel injection valve 13 and the air flow meter 3
のばらつき,経時劣化などによりきわめて困難で、閉ループ制御を必要とする。 Variations in, extremely difficult due to deterioration over time, and require closed-loop control. 上記運転領域での運転を可能とするため、以下に示す本発明の実施例を説明する。 To enable operation in the operating region, an embodiment of the present invention described below. 【0019】図5にあるように、リーン空燃比での運転時、ディスト16に内蔵するクランク軸の角度信号、もしくはクランク軸の回転を直接検知する信号、たとえばリングギヤ部での回転検知により、クランク軸の回転を吸気,圧縮,爆発,排気の行程に対し十分短い時間で測定し、微小回転での回転速度を測定する。 [0019] As in Figure 5, during operation at a lean air-fuel ratio, the signal for detecting the angle signal from the crank shaft to be incorporated in Dist 16, or the rotation of the crank shaft directly, for example by rotation detection by the ring gear portion, the crank intake of rotation of the shaft, the compression, explosion, measured in a sufficiently short time to exhaust strokes, measuring the rotational speed of a minute rotation. この各位相での回転角速度はエンジンの各行程により変動し、この変動を解析することによりエンジンの燃焼状態を知ることができる。 The angular velocity of each phase varies with each stroke of the engine, it is possible to know the combustion state of the engine by analyzing the fluctuation. また、回転角速度の変動は各気筒の爆発行程での爆発力が主な発生源であるから、各気筒の爆発行程別に回転角速度の変動を解析すれば、各気筒別にエンジンの燃焼状態を知ることができる。 Further, since the variation of the rotational angular velocity are explosive force is the major source of the explosion stroke of each cylinder, by analyzing the variation in the rotational angular velocity by explosion stroke of each cylinder, to know the combustion state of the engine for each cylinder can. 【0020】一方、多気筒エンジンの場合、吸入空気の分配,燃料噴射弁13のばらつき,点火プラグのばらつきなどにより各気筒の燃焼状態が異なることが多い。 Meanwhile, in the case of a multi-cylinder engine, the distribution of the intake air, variations in the fuel injection valve 13, due to variations in spark plug often differ combustion state of each cylinder. これにより各気筒で出力トルクのばらつきを生じ、トルク変動が増大して運転性が悪化する。 Thus resulting variation in the output torque at each cylinder, torque variation operating property is deteriorated increases. また、リッチな空燃比で運転する気筒からはNOx排出濃度が高く、排気性能の悪化を招く。 Also, higher NOx exhaust concentration is from cylinder to operate at a rich air-fuel ratio, leading to deterioration of exhaust performance. 【0021】したがって、上記各気筒別の燃焼状態パラメータにより燃焼状態が他の気筒と異なる気筒に対し補正を行うことは上記不具合を防ぐ上で有効である。 [0021] Therefore, by correcting to cylinders where the combustion state different from the other cylinders by the respective cylinder of the combustion state parameter is effective in preventing the problem. この時、燃焼状態が異なる気筒とその度合いを定量的に把握するために、エンジンの全気筒の平均状態からの各気筒毎の燃焼状態の差を求める必要がある。 At this time, in order to quantitatively grasp the degree of combustion status different cylinders, it is necessary to obtain the difference in the combustion state of each cylinder from the mean state of all the cylinders of the engine. これは燃焼状態のパラメータの全気筒の平均値を求め、各気筒の燃焼状態のパラメータの平均値からの差より求められ、該差の大きさにより燃焼供給量の補正を行う。 This obtains an average value of all the cylinders of the parameters of the combustion state, is determined from the difference from the average value of the parameter of the combustion state of each cylinder, to correct the combustion supply amount by the magnitude of the difference. すなわち燃焼安定性が悪い場合にはリッチ方向に,燃焼安定性がよい場合にはリーン方向に、平均値からの偏差の大きさに応じて補正を行えば良いわけである。 That the rich direction when poor combustion stability, the lean direction when good combustion stability, is not may be performed correction in accordance with the magnitude of the deviations from the mean. 【0022】この方法により、多気筒エンジンの各気筒のばらつきを吸収した上で、なお、燃焼状態のパラメータの平均値が所望の値に対して大きいかまたは小さい場合は全気筒が要求の燃焼状態でないと考えられるので、 [0022] By this method, after absorbing the variation of each cylinder of a multi-cylinder engine, Note, the combustion state of all the cylinders when the average value of the parameter of the combustion state is greater or smaller relative to the desired value required not equal it is considered,
全気筒に対して補正を行うことも有効である。 It is also effective to perform correction for all the cylinders. 【0023】上記の処理をフローチャートに表わした本発明の一つの実施例を図1を用いて説明する。 [0023] will be described with reference to FIG. 1 one embodiment of the present invention represented in the flow chart of the above process. まずステップ101で微小回転角の回転角速度を入力し、ステップ102で気筒判別してステップ103で該当気筒の判別と相まって各気筒毎に燃焼安定性のパラメータを計算する。 First enter the rotation angular velocity of the fine rotation angle in step 101, it calculates the parameters of the combustion stability and the cylinder discrimination coupled with each cylinder discrimination target cylinder in step 103 in step 102. この例では回転変動を求めている。 Seeking rotation fluctuation in this example. 次にステップ104で各気筒の燃焼安定性パラメータを合計し、全体の平均値を計算する。 Then the sum of the combustion stability parameters for each cylinder at step 104, calculates the overall average value. 次にステップ105で平均値より各気筒のパラメータが有意差SL1をもって上回っているかを判定し、上回っているときは該当気筒の燃焼状態が悪いとしてステップ109に進んで、該当気筒に対し燃焼状態を他の気筒と揃えるようにリッチ化する補正量を求める。 Then the parameters of each cylinder from the mean value to determine whether the above have a significant difference SL1 at step 105, when exceeds the routine proceeds to step 109 as poor combustion state of the target cylinder, the combustion state to the corresponding cylinder obtaining a correction amount for enrichment to align with other cylinders. 上記以外はステップ106で平均値より各気筒のパラメータが有意差SL2をもって下回っているかを判定し、下回っているときは該当気筒の燃焼状態がよいとしてステップ110に進んで、該当気筒に対し燃焼状態を他の気筒と揃えるようにリーン化する補正量を求める。 Except for the above to determine the parameters of each cylinder from the mean value at the step 106 is below have a significant difference SL2, when you are below the routine proceeds to step 110 as good combustion state of the corresponding cylinder, the combustion to target cylinder state the obtaining a correction amount for lean to align with other cylinders. このとき、補正する量CORi(i=1〜4)は平均値と該当気筒のパラメータの差の大きさにより決定する。 At this time, the amount corrected CORi (i = 1~4) is determined by the magnitude of the difference of the parameters of the corresponding cylinder and the average value. 以上で求めたCoRiステップ111で本判定を行うごとに積算しSCORi(i=1〜4)を各気筒ごとに記憶する。 Integrating and SCORi a (i = 1 to 4) is stored for each cylinder each time performing the determination in CoRi step 111 determined above. 【0024】一方、上記判定に該当しない場合は、全気筒の燃焼状態が揃っているとしてステップ107に進んで、該平均値が所定値LPI以上のときは全気筒の燃焼状態が悪いとしてステップ112で全気筒に対し燃焼状態の改善の為リッチ化する補正量を求める。 On the other hand, step 112 as if not applicable to the determination, the flow proceeds to step 107 as being equipped with the combustion state of all the cylinders, poor combustion state of all the cylinders when the average value is a predetermined value or more LPI in obtaining a correction amount of enrichment for the improvement of the combustion state to all the cylinders. このとき、 At this time,
補正する量COR(全気筒対象)は平均値と所定値LP The amount correcting COR (all cylinders target) is the average value and a predetermined value LP
Iとの差の大きさにより決定する。 Determined by the size of the difference between I. また、該平均値が所定値RPI以下のときは全気筒の燃焼状態が良好であるとしてステップ113で全気筒に対しリーン化する補正量を求める。 Further, when the average value is less than the predetermined value RPI obtains a correction amount combustion state of all the cylinders is lean with respect to all the cylinders in step 113 as being good. このとき、補正する量COR(全気筒対象)は平均値と所定値RPIとの差の大きさにより決定する。 At this time, the amount COR (all cylinders subject) to correct is determined by the magnitude of the difference between the average value and a predetermined value RPI. 以上で求めたCORiはステップ114で本判定を行うごとに積算し、全気筒対象のSCORを記憶する。 CORi obtained above is accumulated each time performs the determination in step 114, stores the SCOR of all the cylinders the target. 【0025】燃料供給量は、上記で求めたSCORに基づき補正される。 The fuel supply amount is corrected based on SCOR obtained above. 補正は、燃料量の加算、または積算がある。 Correction, addition of the fuel quantity, or is integrated. 【0026】このような処理を繰り返し行うことで、まず各気筒の燃焼ばらつきを減少させてトルク変動を低減し、次に全気筒の燃焼状態を、NOx排出量と燃焼安定化の要求を両立した上で燃費のよいリーン限界近くに設定することができる。 [0026] By repeating such processing, reduced by reducing torque fluctuations and combustion fluctuation of each cylinder first, and then the combustion state of all the cylinders, and both requirements of combustion stabilization and NOx emissions it can be set close to a good lean limit fuel efficient above. 【0027】本実施例を用いた場合の実験結果の例を図6に示す。 [0027] Examples of the experimental results when the present embodiment is used is shown in FIG. エンジンの理論空燃比よりリーンで運転するには、エンジン温度などの運転条件が整っていることが要求される。 To operate at leaner than the stoichiometric air-fuel ratio of the engine is required to the operating conditions such as engine temperature are in place. したがって、エンジン水温,回転数,負荷等の条件が整ったときに理論空燃比からリーン空燃比になるように燃料供給量を減少させるか、あるいは供給空気量を増加させる。 Therefore, the engine coolant temperature, rotational speed, the stoichiometric air-fuel ratio from either reduce the fuel supply amount so that the lean air-fuel ratio, or increasing the supply air amount when the load conditions or the like equipped. この増加量,減少量は、排気の空燃比を知る手段がない場合運転条件によって一定量の操作となる。 This increase, decrease is constant amount of the operation in some cases the operating conditions there is no means for knowing the air-fuel ratio of the exhaust. 排気の空燃比を知る手段があるときは、その信号による閉ループ制御で操作することで可能である。 When there is a means to know the air-fuel ratio of the exhaust gas is made possible by operating in a closed loop control by the signal. 図中のAの領域が目標の空燃比に向かっての操作である。 Area of ​​A in the figure is an operation toward the air-fuel ratio target.
本実施例では図7に示す各気筒の噴射弁のばらつきを意図的に与えてあるため、実際の空燃比は目標の空燃比よりリーンとなる。 In this embodiment, since it is given intentionally variations of injector of each cylinder shown in FIG. 7, the actual air-fuel ratio becomes leaner than the air-fuel ratio of the target. したがって、燃焼安定性が悪化するため、図1に示したフローで各気筒の燃焼安定性を検知し、補正を行う。 Accordingly, the combustion stability deteriorates, it detected combustion stability in each cylinder in the flow shown in FIG. 1, the correction. 排気の空燃比を知る手段がある時も、 Even when there is a means to know the air-fuel ratio of the exhaust,
該手段の精度により燃焼悪化が起きる場合があるので、 Because it may burn exacerbated by the accuracy of the unit occurs,
同じ挙動となる。 The same behavior. 【0028】補正のスピードは、補正係数CORiの大きさ,計算頻度によって決まるが、CORiの大きさは燃焼安定性のパラメータの検知時間,精度により、誤補正を生じない範囲で可能な限り大きな値とすれば収束が早い。 The speed of the correction, the correction coefficient CORi size is determined by the calculation frequency, the detection time of the magnitude of CORi combustion stability parameter, the accuracy, a large value as possible within a range that does not cause an erroneous correction Tosureba is fast convergence. 図中のB点での各気筒の燃料供給量補正係数SC Fuel supply amount correction coefficient SC of each cylinder at the point B in FIG.
ORiおよび燃焼安定性のパラメータPiを図8に示す。 The ORi and combustion stability parameter Pi shown in Fig. 図7と比較すると、第1気筒の補正係数SCORi Compared to FIG. 7, the correction coefficient of the first cylinder SCORi
がリッチ方向となり気筒ばらつきを正確に検知,吸収していることがわかる。 There it can be seen that exactly detected, absorbed cylinder variation becomes rich direction. この補正により、平均空燃比はリッチ方向に移行している。 By this correction, the average air-fuel ratio is shifted to the rich direction. 次に、図中6中のCの領域において、全気筒の空燃比の補正が実行される。 Then, in the C region in figure 6, the correction of the air-fuel ratio of all cylinders is performed. この補正により平均空燃比が、リッチ方向に移行している。 Average air-fuel ratio by the correction has shifted to the rich direction. 図6 Figure 6
中のD点における各気筒の燃料供給量補正係数SCOR Fuel supply quantity for each cylinder in the point D in the correction coefficient SCOR
i及び燃焼安定性のパラメータPiを図9に示す。 I and combustion stability parameter Pi shown in Fig. 全気筒にリッチ化の補正係数が記憶され、それにより燃焼安定性が改善されている。 The stored correction coefficients rich in all the cylinders, thereby stability is improved combustion. 結果として、燃焼安定性を確保した上で限界近くの空燃比を得ることができている。 As a result, we have been able to obtain the air-fuel ratio of marginally while ensuring combustion stability. 【0029】以上は空燃比がリーンになりすぎるときの実験例であるが、次に空燃比がリッチなときの実験例を図10に示す。 [0029] The above is an experimental example in which the air-fuel ratio becomes too lean, then the air-fuel ratio is shown in FIG. 10 Experimental example when rich. 図中のA領域が目標の空燃比に至る操作であるが、図11に示す各気筒の噴射弁のばらつきを意図的に与えてあるため目標空燃比に至らずリッチとなる。 While area A in the figure is an operation that leads to the air-fuel ratio of the target, becomes rich not reach the target air-fuel ratio for that is given intentionally variations of injector of each cylinder shown in FIG. 11. したがって図1に示したフローで燃焼安定性が良すぎる気筒が検知され、補正が行われる。 Thus is detected the cylinder combustion stability is too good is in the flow shown in FIG. 1, the correction is performed. 図中のB点での各気筒の燃料供給量補正係数SCORiおよび燃焼安定性のパラメータPiを図12に示す。 The fuel supply amount correction coefficient SCORi and combustion stability parameters Pi of each cylinder at the point B in FIG. FIG. 12. 前記実験例と同じく各気筒のばらつきが吸収されていることがわかる。 It can be seen that also the variation of each cylinder and the experimental examples have been absorbed. 次に、図10中のCの領域において、全気筒の空燃比の補正が実行され、図10中のD点において補正を終了している。 Then, in the C region in FIG. 10, the correction of the air-fuel ratio of all the cylinders is performed, and terminates the correction at point D in FIG. 10. 図10中のDにおける各気筒の燃料供給量補正係数SCORi 及び燃焼安定性のパラメータPiを図13に示す。 Parameters Pi of the fuel supply amount correction coefficient SCORi and combustion stability in each cylinder at D in FIG. 10 is shown in FIG. 13. 全気筒にリーン化の補正係数が記憶され、それにより燃焼安定性が限界近くまでリーン化されている。 The stored correction coefficients lean in all cylinders, whereby combustion stability is lean to near the limit. 結果として、燃焼安定性を確保した上で限界近くの空燃比を得ることができている。 As a result, we have been able to obtain the air-fuel ratio of marginally while ensuring combustion stability. 【0030】さらに、各気筒で空燃比のずれがリッチ, [0030] In addition, the deviation of the air-fuel ratio in each cylinder is rich,
リーン両方向になったときの実験例を図14に示す。 Experimental example when it is lean in both directions shown in FIG. 14. 本実施例では図15に示す各気筒の噴射弁のばらつきを意図的に与えてある。 In the present embodiment they are deliberately given a variation in the injection valve of each cylinder shown in FIG. 15. まず、図14中のAの領域で目標の空燃比に至る操作を行うが、2つずつの気筒が同程度それぞれリッチ,リーンにずれているため、平均の空燃比はほぼ目標の空燃比に至っている。 First, performs the operations leading to the air-fuel ratio of the target in the region of A in FIG. 14, two by two cylinders comparable respectively rich, since the deviation to the lean air-fuel ratio of the average air-fuel ratio of approximately objectives It has come. しかし、各気筒の空燃比はそれぞれリッチ,リーンであり、トルク変動は許容上限を超えている。 However, the air-fuel ratio of each cylinder are each rich, lean, the torque fluctuation exceeds the allowable upper limit. ここで、図1のフローで各気筒の燃焼安定性が検知,補正され、図14中のB点で補正を終了しトルク変動が許容値内に納まっている。 Here, the combustion stability in each cylinder in the flow of FIG. 1 is detected, are corrected, the torque fluctuation exit corrected by point B in FIG. 14 is accommodated within the allowable value. 図14中のBでの各気筒の燃料供給量補正係数SCORi及び燃焼安定性のパラメータPiを図16に示す。 The fuel supply amount correction coefficient SCORi and combustion stability parameters Pi of each cylinder at B in FIG. 14 is shown in FIG. 16. 各気筒のばらつきに応じた補正係数SCORiが記憶されていることがわかる。 It can be seen that the correction coefficient SCORi in accordance with the variation of each cylinder is stored. 結果として、燃焼安定性を確保した上で限界近くの空燃比を得ることができている。 As a result, we have been able to obtain the air-fuel ratio of marginally while ensuring combustion stability. 【0031】上記各実験例では、各気筒の補正を行った上で全気筒の補正に移行しているが、両補正を同時期に並行して行うことも可能である。 [0031] In each of the above experimental examples, but the processing proceeds to the correction for all the cylinders after performing correction of each cylinder, it is also possible to perform both correction in parallel at the same time. その1つの実施例を図17に示す。 One example is shown in Figure 17. 1つの処理の中で各気筒別補正と全気筒補正を直列に行うものである。 Each cylinder correction and all the cylinders correction in a single process is performed in series. 同じ符号を付しているものは図1に示すフローチャートと同じ作用を行うものである。 Which are denoted by the same reference numerals and performs the same function as the flow chart shown in FIG. 【0032】そして、この図17に示す実施例はステップ111を終了するとステップ106と107の間に挿入され、次いでステップ107以降の処理を実行するものである。 [0032] Then, the embodiment shown in FIG. 17 is inserted between the steps 106 and 107 upon completion of step 111, then is to perform the step 107 and subsequent steps. 【0033】尚、この実施例の場合は、各気筒の補正ゲインと全気筒の補正ゲインが重なったときに過補正とならないよう、補正ゲインを小さく選定する必要がある。 [0033] In the case of this embodiment, so as not overcorrected when the correction gain of the correction gain and all the cylinders of each cylinder are overlapped, it is necessary to select low and the correction gain. 【0034】以上の実験例では燃料供給量補正係数SC The above fuel supply amount correction coefficient SC is in Experimental Example
ORiを各気筒ごとに1つずつ設けているが、運転条件が異なると、空気量の検知誤差,燃料供給量の誤差が変わるため各気筒のSCORiを運転条件に応じて持つと一層の制御精度向上が図れる。 Are provided one for each cylinder of ORi, the operating conditions are different, further control accuracy Having according air quantity sensing error, because the error in the fuel supply amount is changed to SCORi of each cylinder to the operating conditions improvement can be achieved. 図18はエンジン回転数とエンジン負荷によって領域マップを設け、各々の運転領域に各気筒のSCORiを持たせた実施例である。 Figure 18 is provided with a region map by engine speed and engine load, an embodiment which gave SCORi of each cylinder in each operating region. 1
つの運転領域の中に各気筒に応じた燃料供給量補正係数が存在している。 One of the fuel supply amount correction coefficient corresponding to each cylinder in the operating region is present. 本実施例では16個に運転領域を分割しているが、補正の要求精度により必要に応じた個数を持てば良い。 Although this embodiment divides the operation region into 16, it may be able to have a number as required by the required accuracy of the correction. また、運転領域を2つの状態パラメータで定義せず、1つのパラメータ、例えばエンジン回転数, Also, without defining the operating region in two states one parameter, for example, engine speed,
エンジン負荷,吸入空気量などのテーブルとして各々の領域にSCORiを持っても良い。 Engine load, may have a SCORi to each region as a table, such as the intake air amount. 【0035】また、燃料供給量補正係数SCORiを不揮発生のメモリに記憶すると部品ばらつきを吸収した値を記憶しているので、速やかな目標空燃比までの到達が可能となる。 Further, since the fuel supply amount correction coefficient SCORi stores a value that has absorbed part variation when stored in the memory of non-volatile raw, it is possible to reach to the immediate target air-fuel ratio. 一方、燃焼安定性が限界となる空燃比は、 On the other hand, the air-fuel ratio combustion stability is limit,
吸入空気の湿度など周囲の環境条件で変わることがあり、その場合は、SCORiのメモリを揮発性とすることで燃焼安定の限界に至る時間が長くなる。 It may vary with environmental conditions around such humidity of the intake air, in which case, the time to reach the stable limit combustion by the memory volatile SCORi longer. したがって、両条件のバランスを考慮してメモリを不揮発性にするかを決めれば良い。 Thus, it may be determined whether the memory to non-volatile in consideration of a balance of both conditions. 【0036】また、燃焼安定性の誤判定があった場合を考慮して、SCORiの最大,最小値を所定のリミッタ値で制限すると良い。 Further, in consideration of a case where there is misjudgment of combustion stability, it is preferable to limit the maximum SCORI, the minimum value with a predetermined limit value. この場合このリミッタ値で制限するかどうかはステップ111,114の後で判断すれば良い。 In this case whether to limit at this limit value may be determined after step 111, 114. 【0037】以上の説明では燃焼安定性のパラメータ計算を、回転角速度をもとに行う例を示したが、他のエンジンパラメータ、例えばシリンダ内の燃焼圧力あるいはシリンダブロックの振動などをもとに行っても同様の効果が得られる。 [0037] The combustion stability of the parameters calculated in the above description, although the rotational angular velocity shows an example in which the original, performed other engine parameters, such as vibration of the combustion pressure or the cylinder block in the cylinder or the like based on the same effect can be obtained. 【0038】また、トルク制御のための手段は燃料供給量の操作であったが、他に吸入空気量,点火時期を操作する方法を用いても良い。 Further, although the means for the torque control was operated fuel supply amount, the other to the intake air amount, a method may be used to operate the ignition timing. 【0039】また、排気空燃比を検知する手段を備える場合は、本発明により得られる所望の燃焼状態での空燃比で、排気空燃比を検知する手段の出力を補正し、該手段のばらつきを吸収する方法も有効である。 Further, if provided with means for detecting the exhaust air-fuel ratio is the air-fuel ratio at a desired combustion state obtained by the present invention, to correct the output of the means for detecting the exhaust air-fuel ratio, the variations of the means method of absorbing is also effective. 【0040】 【発明の効果】本発明によれば、エンジンの各気筒の燃焼状態のばらつきを検知,補正し、かつ全気筒の平均の燃焼状態を要求される状態にすることができ、NOxの低減,燃焼の安定化を図れるものである。 According to the present invention, detects the variation in the combustion state of each cylinder of the engine, corrected, and can be a condition that requires an average of the combustion state of all the cylinders, the NOx reducing, in which attained the stabilization of combustion.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示すフローチャートである。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart illustrating one embodiment of the present invention. 【図2】本発明が適用されるシステム図である。 2 is a system diagram to which the present invention is applied. 【図3】制御ユニットの構成図である。 3 is a block diagram of a control unit. 【図4】空燃比とエンジン性能の関係を示す図である。 4 is a diagram showing the relationship between the air-fuel ratio and engine performance. 【図5】エンジンの回転角速度の挙動を示す図である。 5 is a diagram showing the behavior of the rotational angular velocity of the engine. 【図6】本発明の一実施例による実験結果の例である。 6 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図7】本発明の一実施例による実験結果の例である。 7 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図8】本発明の一実施例による実験結果の例である。 8 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図9】本発明の一実施例による実験結果の例である。 9 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図10】本発明の一実施例による実験結果の例である。 10 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図11】本発明の一実施例による実験結果の例である。 11 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図12】本発明の一実施例による実験結果の例である。 12 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図13】本発明の一実施例による実験結果の例である。 13 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図14】本発明の一実施例による実験結果の例である。 14 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図15】本発明の一実施例による実験結果の例である。 Figure 15 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図16】本発明の一実施例による実験結果の例である。 Figure 16 is an example of the experimental results according to an embodiment of the present invention. 【図17】本発明の他の実施例を示す図である。 17 is a diagram showing another embodiment of the present invention. 【図18】本発明の他の実施例を示す図である。 18 is a diagram showing another embodiment of the present invention. 【符号の説明】 3…エアフローセンサ、5…絞弁、7…エンジン、13 [Reference Numerals] 3 ... air flow sensor, 5 ... throttle valve, 7: engine, 13
…燃料噴射弁。 ... fuel injection valve.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 伸夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平1−271651(JP,A) 特開 平1−267343(JP,A) 特開 昭59−122763(JP,A) 特開 昭59−52726(JP,A) 特開 平2−176138(JP,A) 特開 平3−18652(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Nobuo Kurihara Hitachi City, Ibaraki Prefecture Omika-cho, seven chome No. 1 Hitachi, Ltd. Hitachi the laboratory (56) reference Patent flat 1-271651 (JP, a) JP open flat 1-267343 (JP, A) JP Akira 59-122763 (JP, A) JP Akira 59-52726 (JP, A) Patent Rights 2-176138 (JP, A) Patent Rights 3-18652 ( JP, A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】希薄燃焼エンジンの制御方法において、理論空燃比よりも希薄(リーン)状態での車両運転に際して、 前記エンジンの各気筒毎の燃焼状態の安定性を表す燃焼状態パラメータをエンジン回転数に基づき求め、 前記燃焼状態パラメータの平均である平均燃焼パラメー (57) The control method of the Claims 1] Lean-burn engines, when the vehicle operation under lean (lean) state than the stoichiometric air-fuel ratio, the stability of the combustion state of each cylinder of the engine determined on the basis of the combustion state parameter indicative of the engine rotational speed, the average is a mean combustion parameters of the combustion state parameter
    タを求め、 前記平均燃焼パラメータと各気筒毎の燃焼状態パラメー Seeking data, the average combustion parameter and combustion state parameters for each cylinder
    タとを比較すると共に、前記燃焼状態パラメータが前記 While comparing the data, the combustion state parameter is the
    平均燃焼パラメータから予め定める有意差をもって燃焼 Combustion with a significant difference predetermined average combustion parameter
    の悪化又は良好な状態のときに当該気筒の燃焼状態安定 Combustion state stability of the cylinder when the deterioration or good condition
    性を他の気筒の燃焼状態安定性と揃え、前記有意差に収 Sex and aligned with the combustion state stability of the other cylinders, yield the significance
    まるように各気筒毎の燃料供給量を補正し、前記平均燃 Whole way to correct the fuel supply amount for each cylinder, the average fuel
    焼パラメータがトルク変動とNOx排出量に基づき予め Previously baked parameter based on the torque variation and the NOx emission amount
    定める所定領域を越えたときに前記所定領域内に収まる It falls in the predetermined area when it exceeds a predetermined area defining
    ように全気筒の燃料供給量を補正することを特徴とする And correcting the fuel supply quantity for all the cylinders as
    希薄燃焼エンジンの制御方法。 Method of controlling a lean-burn engine. 【請求項2】希薄燃焼エンジンの制御装置において、理論空燃比よりも希薄(リーン)状態での車両運転に際して、 前記エンジンの各気筒毎の燃焼状態の安定性を表す燃焼状態パラメータをエンジン回転数に基づき求める手段と、 前記燃焼状態パラメータの平均である平均燃焼パラメータを求める手段と、 前記平均燃焼パラメータと各気筒毎の燃焼状態パラメータとを比較すると共に、前記燃焼状態パラメータが前記平均燃焼パラメータから予め定める有意差をもって燃焼の悪化又は良好な状態のときに当該気筒の燃焼状態安定性を他の気筒の燃焼状態安定性と揃え、前記有意差に収まるように各気筒毎の燃料供給量を補正する手段と、前記平均燃焼パラメータがトルク変動とNOx排出量に基づき予め定める所定領域を越えたときに前 The control device 2. A lean burn engine, when the vehicle operation under lean (lean) state than the stoichiometric air-fuel ratio, the engine speed of the combustion state parameter indicative of the stability of the combustion state of each cylinder of the engine means for determining on the basis of, and means for obtaining an average combustion parameters mean a is of the combustion state parameter, as well as comparing the average combustion parameter and the combustion state parameter for each cylinder, the combustion state parameter from the average combustion parameter align the combustion state stability of the cylinder and the combustion state stability of the other cylinders with a significant difference predetermined at the time of worsening or good state of combustion, said to fit the significance correcting the fuel supply quantity for each cylinder means and, before SL when the average combustion parameter exceeds a predetermined Ru at constant area based on the torque variation and NOx emissions 定領域内に収まるように全気筒の燃料供給量を補正する手段とを有することを特徴とする希薄燃焼エンジンの制御装置。 Control device for a lean-burn engine, characterized in that it comprises a means for correcting the fuel supply quantity for all the cylinders to fit the constant region.
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