JP6046370B2 - Engine control device - Google Patents

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Description

本発明はエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to an engine control device.

地球環境問題を背景として自動車には低排気化が要求されている。特に近年、エンジンから排出されるすすの排出量の低減の要求が強まっている。すすの排出量を低減するためには、1サイクル中に同一気筒に対して複数回の燃料噴射を実施させる分割燃料噴射が有効である。従来から、空燃比センサの検出値の出力に基づいて各気筒の空燃比を気筒別に推定し、低負荷運転時の各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを算出し補正する燃料噴射装置が知られている(たとえば特許文献1)。   Due to global environmental problems, automobiles are required to reduce emissions. In particular, in recent years, there has been an increasing demand for reducing the amount of soot discharged from engines. In order to reduce the amount of soot emission, split fuel injection is effective in which fuel injection is performed a plurality of times for the same cylinder during one cycle. Conventionally, there has been known a fuel injection device that estimates the air-fuel ratio of each cylinder for each cylinder based on the output of the detection value of the air-fuel ratio sensor and calculates and corrects the variation in the injection amount of each fuel injection valve during low-load operation. (For example, Patent Document 1).

特開2009−214411号公報JP 2009-214411 A

しかしながら、燃料噴射弁は、構造上燃料噴射量が少ない領域では実際の燃料噴射量がばらつきやすく、経時変化が進むとばらつき度は一層大きくなる。特に、実際の燃料噴射量が減少する方向にばらつく場合、その気筒の空燃比はリーンになるので、発生するトルクが減少し、他の気筒との間にトルク段差が発生して運転性が悪化するという問題がある。   However, in the fuel injection valve, the actual fuel injection amount is likely to vary in a region where the fuel injection amount is small due to the structure, and the degree of variation further increases as the change with time progresses. In particular, when the actual fuel injection amount varies in a decreasing direction, the air-fuel ratio of the cylinder becomes lean, so that the generated torque is reduced and a torque step is generated between the other cylinders and the drivability is deteriorated. There is a problem of doing.

請求項1に記載の発明は、複数の気筒それぞれに設けられた燃料噴射弁により、1サイクル中に複数回の燃料を噴射する分割燃料噴射を行うエンジンの制御装置において、空燃比またはエンジンの運転状況を検出し、その検出結果に基づいて、複数の気筒のうち、他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーンになっている気筒をリーン発生気筒として検出するリーン気筒検出手段と、リーン気筒検出手段によって検出されたリーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を減少させる噴射回数制御手段と、空燃比センサまたはO2センサから出力された空燃比を示す信号に基づいて、前記複数の気筒を有するエンジンの2回転周期に相当する周波数成分を抽出する抽出手段と、クランク角センサから出力された信号に基づいて、クランクの角加速度または角加加速度を算出する算出手段とを備え、前記リーン気筒検出手段は、前記抽出手段によって抽出された前記2回転周期に相当する周波数成分に基づいて前記所定値よりもリーンになっている気筒を検出する第1検出手段と、前記算出手段によって算出された前記角加速度または角加加速度に基づいて、前記所定値よりもリーンになっている気筒を検出する第2検出手段とを含み、少なくとも前記複数の気筒を有するエンジンの回転速度または負荷に応じて、前記第1検出手段による検出結果および前記第2検出手段による検出結果のうちの一方の検出結果を、前記リーン発生気筒として出力させる切換手段をさらにを備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an engine control apparatus for performing split fuel injection in which fuel is injected a plurality of times in one cycle by a fuel injection valve provided in each of a plurality of cylinders. Lean cylinder detection means for detecting a situation and detecting a cylinder that is leaner than a predetermined value as a lean generation cylinder among a plurality of cylinders based on the detection result; Based on a signal indicating the air-fuel ratio output from the air-fuel ratio sensor or the O2 sensor, the number-of-injections control means for reducing the number of times of fuel injection to the lean generation cylinder detected by the lean cylinder detecting means, Based on the extraction means for extracting the frequency component corresponding to the two rotation cycles of the engine and the signal output from the crank angle sensor, the angular acceleration of the crank Or a calculating means for calculating angular jerk, wherein the lean cylinder detecting means is leaner than the predetermined value based on a frequency component corresponding to the two rotation cycles extracted by the extracting means. First detection means for detecting, and second detection means for detecting a cylinder leaner than the predetermined value based on the angular acceleration or angular jerk calculated by the calculation means, and at least Switching to output one detection result of the detection result by the first detection means and the detection result by the second detection means as the lean generation cylinder according to the rotation speed or load of the engine having the plurality of cylinders The apparatus further comprises means .

本発明によれば、少なくとも1つの気筒の空燃比が燃料噴射弁の経時劣化等により他の気筒の空燃比よりリーンになっていることを検出し、リーンになっている気筒の燃料噴射回数を減少させる。この結果、分割燃料噴射時における予期せぬリーン気筒の発生を抑制し、運転性の悪化を防止できる。   According to the present invention, it is detected that the air-fuel ratio of at least one cylinder is leaner than the air-fuel ratio of other cylinders due to deterioration of the fuel injection valve over time, and the number of fuel injections of the lean cylinder is determined. Decrease. As a result, it is possible to suppress the occurrence of an unexpected lean cylinder at the time of split fuel injection and to prevent deterioration of drivability.

本発明の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by embodiment of this invention 本発明の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by embodiment of this invention 第1の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 1st Embodiment 第1の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 1st Embodiment 第1の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 1st Embodiment 第1の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 1st Embodiment 第1の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 1st Embodiment 本発明の実施の形態によるエンジン制御装置のシステム全体を示す概略構成図1 is a schematic configuration diagram showing an entire system of an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention. 実施の形態のコントロールユニットの構成を説明するブロック図The block diagram explaining the structure of the control unit of embodiment 第1の実施の形態によるコントロールユニット内のCPUによる機能を説明するブロック図The block diagram explaining the function by CPU in the control unit by 1st Embodiment 第1〜第4の実施の形態による基本燃料噴射量演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the basic fuel injection amount calculating part by 1st-4th embodiment. 第1〜第4の実施の形態による空燃比フィードバック補正値演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the air fuel ratio feedback correction value calculating part by 1st-4th embodiment. 第1〜第4の実施の形態による2回転成分演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the 2 rotation component calculating part by 1st-4th embodiment. 第1〜第4の実施の形態による第1噴射回数補正気筒演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the 1st injection frequency correction cylinder calculating part by 1st-4th embodiment. 第1〜第4の実施の形態による噴射回数演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the injection frequency calculating part by 1st-4th embodiment. 第1〜第4の実施の形態による燃料噴射量演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the fuel-injection-amount calculating part by 1st-4th embodiment. 第1〜第4の実施の形態による燃料噴射時期演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the fuel-injection time calculating part by 1st-4th embodiment. 第1〜第4の実施の形態による異常判定部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the abnormality determination part by 1st-4th embodiment. 第2の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 2nd Embodiment 第2の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 2nd Embodiment 第2の実施の形態によるコントロールユニット内のCPUによる機能を説明するブロック図The block diagram explaining the function by CPU in the control unit by 2nd Embodiment 第2〜第4の実施の形態による角加速度・角加加速度演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the angular acceleration and angular jerk calculation part by 2nd-4th embodiment. 第2〜第4の実施の形態による第2噴射回数補正気筒演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the 2nd injection frequency correction cylinder calculating part by 2nd-4th embodiment. 第3の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 3rd Embodiment 第3の実施の形態によるコントロールユニット内のCPUによる機能を説明するブロック図The block diagram explaining the function by CPU in the control unit by 3rd Embodiment 第3の実施の形態によるリーン判定方式切換部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the lean determination system switching part by 3rd Embodiment. 第1の実施の形態によるエンジン制御装置の機能の概略を説明するブロック図The block diagram explaining the outline of the function of the engine control apparatus by 1st Embodiment 第4の実施の形態によるコントロールユニット内のCPUによる機能を説明するブロック図The block diagram explaining the function by CPU in the control unit by 4th Embodiment 第4の実施の形態による第3噴射回数補正気筒演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the 3rd injection frequency correction cylinder calculating part by 4th Embodiment. 第4の実施の形態による第1補正気筒番号演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the 1st correction | amendment cylinder number calculating part by 4th Embodiment. 第4の実施の形態による第2補正気筒番号演算部の機能を模式的に説明する図The figure which illustrates typically the function of the 2nd correction | amendment cylinder number calculating part by 4th Embodiment.

本発明は、分割燃料噴射方式を採用したエンジンの制御装置に関するものであり、リーン燃焼している気筒が検出されると、その気筒の燃料噴射回数を低減してエンジンのトルク変動を低減するようにしたものである。すなわち、図1の実施の形態のエンジン制御装置の機能ブロック図に示すように、エンジン制御装置は、複数の気筒のそれぞれに対して、1サイクル中に複数回の燃料を噴射する分割燃料噴射を実施中に、空燃比またはエンジンの運転状況を検出する。エンジン制御装置は、その検出結果に基づいて、複数の気筒のうち、他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーンになっている気筒をリーン発生気筒として検出し、検出したリーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を減少させるものである。そして、図2の実施の形態のエンジン制御装置の機能ブロック図に示すように、エンジン制御装置は、リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を減少させる前後で、リーン発生気筒による1サイクル中での総燃料噴射量の変化を防ぐように、分割燃料噴射の1回当たりの燃料噴射量を制御するものである。以下、詳細に説明する。   The present invention relates to an engine control apparatus that employs a split fuel injection system. When a lean-burning cylinder is detected, the number of fuel injections in that cylinder is reduced to reduce engine torque fluctuations. It is a thing. That is, as shown in the functional block diagram of the engine control apparatus of the embodiment of FIG. 1, the engine control apparatus performs divided fuel injection that injects fuel multiple times during one cycle for each of a plurality of cylinders. During implementation, the air-fuel ratio or engine operating status is detected. Based on the detection result, the engine control device detects a cylinder that is leaner than a predetermined value as a lean generation cylinder among the plurality of cylinders as a lean generation cylinder, and detects the detected lean generation cylinder The number of times of fuel injection is reduced. Then, as shown in the functional block diagram of the engine control apparatus of the embodiment of FIG. 2, the engine control apparatus performs the total in one cycle by the lean generation cylinder before and after reducing the number of fuel injections to the lean generation cylinder. The fuel injection amount per one split fuel injection is controlled so as to prevent the fuel injection amount from changing. Details will be described below.

−第1の実施の形態−
図面を参照して、本発明の第1の実施の形態によるエンジン制御装置について説明する。まず、図3〜7に示す概略機能ブロック図を用いて、第1の実施の形態のエンジン制御装置の概要を説明する。図3に示すように、第1の実施の形態のエンジン制御装置は、空燃比センサまたはO2センサから出力された空燃比を示す信号に基づいて、エンジンの2回転周期に相当する周波数成分を抽出する。そして、エンジン制御装置は、抽出された2回転周期に相当する周波数成分に基づいて、リーン発生気筒を検出する。すなわち、図4に示すように、本実施形態のエンジン制御装置は、空燃比を示す信号に基づいて、エンジンの2回転周期に相当する位相スペクトルとパワースペクトルとを抽出し、位相スペクトルに基づいてリーン発生気筒を検出する。そして、本実施形態のエンジン制御装置は、検出したリーン発生気筒のパワースペクトルが所定値以上か否かを判定し、リーン発生気筒のパワースペクトルが所定値以上と判定した場合に、燃料噴射の回数を減少させるものである。
-First embodiment-
An engine control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the outline of the engine control apparatus of the first embodiment will be described with reference to schematic functional block diagrams shown in FIGS. As shown in FIG. 3, the engine control apparatus according to the first embodiment extracts a frequency component corresponding to two engine rotation cycles based on a signal indicating the air-fuel ratio output from the air-fuel ratio sensor or the O2 sensor. To do. Then, the engine control device detects the lean generation cylinder based on the extracted frequency component corresponding to the two rotation cycles. That is, as shown in FIG. 4, the engine control apparatus according to the present embodiment extracts a phase spectrum and a power spectrum corresponding to two engine rotation cycles based on a signal indicating an air-fuel ratio, and based on the phase spectrum. Detect lean cylinders. Then, the engine control apparatus of the present embodiment determines whether or not the detected power spectrum of the lean generation cylinder is equal to or greater than a predetermined value, and when it is determined that the power spectrum of the lean generation cylinder is equal to or greater than a predetermined value, the number of fuel injections Is to decrease.

図5に示すように、エンジン制御装置は、リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数が減少された後、空燃比が他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーンとなっている気筒が再度検出されない場合には、リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を維持する。また、図6に示すように、本実施形態のエンジン制御装置は、リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数が減少された後、空燃比が他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーンとなっている気筒が再度検出された場合には、リーン発生気筒の燃料噴射の回数をさらに減少する。そして、図7に示すように、本実施形態のエンジン制御装置は、リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数が所定回数まで減少されたときに、空燃比が他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーンとなっている気筒が再度検出された場合には、異常であることを報知するものである。以下、第1の実施の形態について、具体的に説明する。   As shown in FIG. 5, after the number of fuel injections to the lean generation cylinder is reduced, the engine control device again determines that the cylinder whose air-fuel ratio is leaner than a predetermined value compared to the air-fuel ratios of the other cylinders again. If it is not detected, the number of fuel injections for the lean generating cylinder is maintained. Further, as shown in FIG. 6, after the number of fuel injections to the lean generation cylinder is reduced, the engine control apparatus of the present embodiment makes the air-fuel ratio leaner than a predetermined value compared to the air-fuel ratio of the other cylinders. When the detected cylinder is detected again, the number of fuel injections of the lean generating cylinder is further reduced. As shown in FIG. 7, when the number of fuel injections to the lean generation cylinder is reduced to a predetermined number, the engine control apparatus of the present embodiment has a predetermined value compared to the air / fuel ratio of the other cylinders. If a leaner cylinder is detected again, it is notified that there is an abnormality. Hereinafter, the first embodiment will be specifically described.

図8はエンジン制御装置100のシステム全体の概略構成図である。エンジン制御装置100は、エアクリーナ1、エアフローセンサ2、電子スロットル3、吸気マニホールド4、コレクタ5、アクセル6、燃料噴射弁7、点火プラグ8、エンジン9、マニホールド10、三元触媒11、触媒上流空燃比センサ12、アクセル開度センサ13、水温センサ14、クランク角センサ15、コントロールユニット16、スロットル開度センサ17、排気還流管18、バルブ19、触媒下流O2センサ20および吸気温センサ29を備える。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the entire system of the engine control apparatus 100. The engine control apparatus 100 includes an air cleaner 1, an air flow sensor 2, an electronic throttle 3, an intake manifold 4, a collector 5, an accelerator 6, a fuel injection valve 7, a spark plug 8, an engine 9, a manifold 10, a three-way catalyst 11, and an upstream catalyst space. A fuel ratio sensor 12, an accelerator opening sensor 13, a water temperature sensor 14, a crank angle sensor 15, a control unit 16, a throttle opening sensor 17, an exhaust gas recirculation pipe 18, a valve 19, a catalyst downstream O2 sensor 20, and an intake air temperature sensor 29 are provided.

本実施の形態によるエンジン9は、多気筒(たとえば4気筒)にて構成される。外部からの空気はエアクリーナ1を通過して、吸気マニホールド4、コレクタ5を経てシリンダー内に流入する。エアフローセンサ2は、エアクリーナ1を通過して流入した空気の量(以下、吸入空気量と呼ぶ)を検出して、吸入空気量を示す信号(以下、吸入空気量信号と呼ぶ)を後述するコントロールユニット16へ出力する。   The engine 9 according to the present embodiment is configured with multiple cylinders (for example, four cylinders). Air from the outside passes through the air cleaner 1 and flows into the cylinder through the intake manifold 4 and the collector 5. The air flow sensor 2 detects the amount of air that has flowed in through the air cleaner 1 (hereinafter referred to as intake air amount) and controls a signal indicating the intake air amount (hereinafter referred to as intake air amount signal), which will be described later. Output to unit 16.

電子スロットル3は、コントロールユニット16により制御されて、エアクリーナ1を通過した吸入空気量を調整する。スロットル開度センサ17は電子スロットル3に取り付けられ、電子スロットル3の開度を示す信号(以下、開度信号と呼ぶ)をコントロールユニット16へ出力する。吸気温センサ29は、エアクリーナ1の上流に設けられ、外部からの空気の温度(以下、吸気温と呼ぶ)を検出して、吸気温を示す信号(以下、吸気温信号と呼ぶ)をコントロールユニット16へ出力する。   The electronic throttle 3 is controlled by the control unit 16 to adjust the amount of intake air that has passed through the air cleaner 1. The throttle opening sensor 17 is attached to the electronic throttle 3 and outputs a signal indicating the opening of the electronic throttle 3 (hereinafter referred to as an opening signal) to the control unit 16. The intake air temperature sensor 29 is provided upstream of the air cleaner 1, detects the temperature of the air from the outside (hereinafter referred to as intake air temperature), and generates a signal indicating the intake air temperature (hereinafter referred to as intake air temperature signal) as a control unit. 16 is output.

クランク角センサ15は、エンジン9内のクランク軸の回転角が10度ごとの信号をクランク軸の回転速度を示す信号(以後、回転速度信号)としてコントロールユニット16へ燃料周期ごとに出力する。水温センサ14は、エンジン9を冷却するための冷却水の温度を検出し、検出した冷却水の温度を示す信号(以下、水温信号と呼ぶ)をコントロールユニット16へ出力する。アクセル開度センサ13は、運転者によるアクセル6の踏込量を検出して、検出した踏込量を示す信号(以下、踏込量信号と呼ぶ)をコントロールユニット16へ出力する。   The crank angle sensor 15 outputs a signal indicating that the rotation angle of the crankshaft in the engine 9 is every 10 degrees to the control unit 16 as a signal indicating the rotation speed of the crankshaft (hereinafter referred to as a rotation speed signal) for each fuel cycle. The water temperature sensor 14 detects the temperature of the cooling water for cooling the engine 9 and outputs a signal indicating the detected temperature of the cooling water (hereinafter referred to as a water temperature signal) to the control unit 16. The accelerator opening sensor 13 detects the depression amount of the accelerator 6 by the driver and outputs a signal indicating the detected depression amount (hereinafter referred to as a depression amount signal) to the control unit 16.

コントロールユニット16は、後述するCPU、ROM、RAM等を有し、エンジン制御装置100の各構成要素を制御したり、各種のデータ処理を実行したりする演算回路である。コントロールユニット16は、上述したエアフローセンサ2からの吸入空気量信号、アクセル開度センサ13からの開度信号、水温センサ14からの水温信号、クランク角センサ15からの回転速度信号、スロットル開度センサ17からの開度信号、吸気温センサ29からの吸気温信号を入力して、エンジン9の運転状態を検出する。そして、コントロールユニット16は、検出したエンジン9の運転状態に基づいて、目標空気量、燃料噴射量、点火時期および点火時期でのエンジン9の主要な操作量を算出する。   The control unit 16 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, which will be described later, and is an arithmetic circuit that controls each component of the engine control device 100 and executes various data processing. The control unit 16 includes an intake air amount signal from the air flow sensor 2, an opening signal from the accelerator opening sensor 13, a water temperature signal from the water temperature sensor 14, a rotation speed signal from the crank angle sensor 15, and a throttle opening sensor. The opening degree signal from 17 and the intake air temperature signal from the intake air temperature sensor 29 are input, and the operating state of the engine 9 is detected. The control unit 16 calculates the target air amount, the fuel injection amount, the ignition timing, and the main operation amount of the engine 9 at the ignition timing based on the detected operating state of the engine 9.

コントロールユニット16は、算出した目標空気量に基づいて、電子スロットル3の目標スロットル開度を算出し、電子スロットル駆動信号に変換して電子スロットル3へ出力する。コントロールユニット16は、算出した燃料噴射量を開弁パルス信号に変換して燃料噴射弁(インジェクタ)7へ出力する。コントロールユニット16は、算出した点火時期で点火プラグ8を点火するための駆動信号を点火プラグ8へ出力する。さらに、コントロールユニット16は、リーン燃焼している気筒を検出し、検出した気筒の1サイクルにおける燃料噴射回数と燃料噴射量を制御するための処理(噴射回数/噴射量制御処理)を行う。コントロールユニット16による処理の詳細については、説明を後述する。   The control unit 16 calculates the target throttle opening of the electronic throttle 3 based on the calculated target air amount, converts it into an electronic throttle drive signal, and outputs it to the electronic throttle 3. The control unit 16 converts the calculated fuel injection amount into a valve opening pulse signal and outputs it to the fuel injection valve (injector) 7. The control unit 16 outputs a drive signal for igniting the spark plug 8 to the spark plug 8 at the calculated ignition timing. Further, the control unit 16 detects a lean-combusting cylinder and performs processing (injection frequency / injection amount control processing) for controlling the number of fuel injections and the fuel injection amount in one cycle of the detected cylinder. Details of processing by the control unit 16 will be described later.

コントロールユニット16による制御に応じて燃料噴射弁7から噴射された燃料は、吸気マニホールド4を経て流入した空気と混合されて、エンジン9のシリンダー内に流入して、混合気を形成する。混合気は、コントロールユニット16により算出された点火時期ごとに点火プラグ8から発生される火花によって爆発する。混合気の爆発による燃焼圧によりピストンが押し下げられてエンジン9の動力が発生する。混合気の爆発後の排気の一部は、排気マニホールド10を経て三元触媒11へ送られ、他の一部は排気還流管18を通って吸気側(コレクタ5の上流)に還流される。排気還流管18を通って還流される排気の量はバルブ19によって制御される。   The fuel injected from the fuel injection valve 7 in accordance with the control by the control unit 16 is mixed with the air flowing in through the intake manifold 4 and flows into the cylinder of the engine 9 to form an air-fuel mixture. The air-fuel mixture explodes due to sparks generated from the spark plug 8 at each ignition timing calculated by the control unit 16. The piston is pushed down by the combustion pressure due to the explosion of the air-fuel mixture, and the power of the engine 9 is generated. A part of the exhaust gas after the explosion of the air-fuel mixture is sent to the three-way catalyst 11 through the exhaust manifold 10, and the other part is recirculated to the intake side (upstream of the collector 5) through the exhaust gas recirculation pipe 18. The amount of exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation pipe 18 is controlled by a valve 19.

触媒上流空燃比センサ12は、エンジン9から三元触媒11までを連通する流路に設けられ、検出された酸素濃度すなわち空燃比を示す信号(以下、空燃比信号)をコントロールユニット16へ出力する。触媒下流O2センサ20は、三元触媒11の下流の流路に設けられ、排ガス中の残存酸素量が濃いか薄いかを示す信号をコントロールユニット16へ出力する。   The catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12 is provided in a flow path that communicates from the engine 9 to the three-way catalyst 11, and outputs a signal indicating the detected oxygen concentration, that is, the air-fuel ratio (hereinafter, air-fuel ratio signal) to the control unit 16. . The catalyst downstream O2 sensor 20 is provided in a flow path downstream of the three-way catalyst 11 and outputs a signal indicating whether the residual oxygen amount in the exhaust gas is rich or thin to the control unit 16.

以下、第1の実施の形態によるコントロールユニット16の詳細について説明する。
図9は、コントロールユニット16の構成を示すブロック図である。コントロールユニット16は、CPU21、ROM22、RAM23、入力回路24、入出力ポート25、点火信号出力回路26、燃料噴射弁駆動回路27および電子スロットル駆動回路28を備える。入力回路24は、エアフローセンサ2からの吸入空気量信号、触媒上流空燃比センサ12からの空燃比信号、アクセル開度センサ13からの開度信号、水温センサ14からの水温信号、クランク角センサ15からの回転速度信号、スロットル開度センサ17からの開度信号、触媒下流O2センサ20からの信号および吸気温センサ29からの吸気温信号を入力して、各種信号のノイズ除去等の信号処理を行う。
Details of the control unit 16 according to the first embodiment will be described below.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the control unit 16. The control unit 16 includes a CPU 21, ROM 22, RAM 23, input circuit 24, input / output port 25, ignition signal output circuit 26, fuel injection valve drive circuit 27, and electronic throttle drive circuit 28. The input circuit 24 includes an intake air amount signal from the airflow sensor 2, an air-fuel ratio signal from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12, an opening signal from the accelerator opening sensor 13, a water temperature signal from the water temperature sensor 14, and a crank angle sensor 15. , A rotational speed signal from the throttle opening sensor 17, an opening signal from the catalyst downstream O2 sensor 20, and an intake air temperature signal from the intake air temperature sensor 29 are input to perform signal processing such as noise removal of various signals. Do.

上記の各種信号は、入力回路24によってノイズ除去等の信号処理が行われると、入出力ポート25の入力ポートへ出力され、RAM23内に格納される。CPU21は、RAM23内に格納された各種信号を用いて後述する各種演算処理を行う。ROM22には、CPU21が実行する各種演算処理の内容が記述された制御プログラムが予め書き込まれている。CPU21による演算処理で得られた演算結果、すなわち各アクチュエータ作動量を示す値は、RAM23に一時的に格納された後、入出力ポート25の出力ポートへ送信される。   When the signal processing such as noise removal is performed by the input circuit 24, the various signals are output to the input port of the input / output port 25 and stored in the RAM 23. The CPU 21 performs various arithmetic processes to be described later using various signals stored in the RAM 23. In the ROM 22, a control program in which contents of various arithmetic processes executed by the CPU 21 are described is written in advance. The calculation result obtained by the calculation process by the CPU 21, that is, a value indicating each actuator operation amount is temporarily stored in the RAM 23 and then transmitted to the output port of the input / output port 25.

出力ポートにセットされる値には、たとえば点火プラグ8の作動信号や、燃料噴射弁7の駆動信号や、電子スロットル3の目標開度を実現するための駆動信号等がある。点火プラグ8の作動信号は、点火信号出力回路26内の一次側コイルの通流時はON、非通流時にはOFFとなるON/OFF信号である。点火プラグ8の点火時期は、点火プラグ8の作動信号がONからOFFになるときである。燃料噴射弁7の駆動信号は、開弁時にON、閉弁時にOFFとなるON/OFF信号である。燃料噴射弁7の駆動信号は、燃料噴射弁駆動回路27で燃料噴射弁7を開弁するために十分なエネルギーに増幅されて燃料噴射弁7へ送られる。電子スロットル3の目標開度を実現する駆動信号は、電子スロットル駆動回路28を経て電子スロットル3へ送られる。   The values set in the output port include, for example, an operation signal for the spark plug 8, a drive signal for the fuel injection valve 7, a drive signal for realizing the target opening of the electronic throttle 3. The operation signal of the spark plug 8 is an ON / OFF signal that is ON when the primary coil in the ignition signal output circuit 26 is energized, and is OFF when it is not energized. The ignition timing of the spark plug 8 is when the operation signal of the spark plug 8 changes from ON to OFF. The drive signal of the fuel injection valve 7 is an ON / OFF signal that is turned on when the valve is opened and turned off when the valve is closed. The drive signal for the fuel injection valve 7 is amplified to a sufficient energy to open the fuel injection valve 7 by the fuel injection valve drive circuit 27 and sent to the fuel injection valve 7. A drive signal for realizing the target opening degree of the electronic throttle 3 is sent to the electronic throttle 3 through the electronic throttle drive circuit 28.

以下、図10に示すブロック図を用いて、コントロールユニット16のCPU21により実行されるリーン気筒検出処理および噴射回数/噴射量制御処理について説明する。リーン気筒検出処理および噴射量制御処理は、CPU21がROM22に書き込まれた制御プログラムを実行することにより行われる。CPU21は、基本燃料噴射量演算部210と、空燃比フィードバック補正値演算部211と、2回転成分演算部212と、第1噴射回数補正気筒演算部213と、噴射回数演算部214と、燃料噴射量演算部215と、燃料噴射時期演算部216と、異常判定部217とを機能的に備える。   Hereinafter, the lean cylinder detection process and the injection number / injection amount control process executed by the CPU 21 of the control unit 16 will be described using the block diagram shown in FIG. The lean cylinder detection process and the injection amount control process are performed by the CPU 21 executing a control program written in the ROM 22. The CPU 21 includes a basic fuel injection amount calculation unit 210, an air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211, a two-rotation component calculation unit 212, a first injection number correction cylinder calculation unit 213, an injection number calculation unit 214, a fuel injection An amount calculation unit 215, a fuel injection timing calculation unit 216, and an abnormality determination unit 217 are functionally provided.

基本燃料噴射量演算部210は、エアフローセンサ2から入力した吸入空気量信号に対応する吸入空気量Qaと、クランク角センサ15から入力した回転速度信号に対応するクランク軸の回転速度Neとに基づいて、基本燃料噴射量に相当する噴射パルス幅Tp0を算出する。空燃比フィードバック補正値演算部211は、触媒上流空燃比センサ12からの空燃比信号Rabfに基づいて、目標空燃比となるように燃料噴射量を補正するための補正値Alphaを算出する。   The basic fuel injection amount calculation unit 210 is based on the intake air amount Qa corresponding to the intake air amount signal input from the air flow sensor 2 and the crankshaft rotation speed Ne corresponding to the rotation speed signal input from the crank angle sensor 15. Thus, the injection pulse width Tp0 corresponding to the basic fuel injection amount is calculated. The air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211 calculates a correction value Alpha for correcting the fuel injection amount so as to be the target air-fuel ratio, based on the air-fuel ratio signal Rabf from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12.

2回転成分演算部212は、触媒上流空燃比センサ12からの空燃比信号Rabfを用いて、エンジン9の2回転周期の成分、すなわちパワースペクトルPowerおよび位相スペクトルPhaseを算出する。第1噴射回数補正気筒演算部213は、2回転成分演算部212で算出されたエンジン9の2回転周期の成分に基づいて、リーン燃焼が発生している気筒(以後、リーン発生気筒と呼ぶ)を検出する。そして、第1噴射回数補正気筒演算部213は、検出したリーン発生気筒のうち噴射回数を補正する気筒、すなわち補正対象気筒を特定する。噴射回数演算部214は各気筒の噴射回数Kai_nを算出する。なお、nは気筒番号を表す。噴射回数演算部214は、後述するように、第1噴射回数補正気筒演算部213によって設定された補正対象気筒の噴射回数を、リーン燃焼を解消するために減少させる。   The two-rotation component calculation unit 212 uses the air-fuel ratio signal Rabf from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12 to calculate components of two rotation cycles of the engine 9, that is, a power spectrum Power and a phase spectrum Phase. The first injection number correction cylinder calculating unit 213 is a cylinder in which lean combustion is generated based on the two-rotation cycle component of the engine 9 calculated by the two-rotation component calculating unit 212 (hereinafter referred to as a lean generating cylinder). Is detected. Then, the first injection number correction cylinder calculation unit 213 specifies a cylinder for correcting the injection number among the detected lean generation cylinders, that is, a correction target cylinder. The number-of-injections calculation unit 214 calculates the number of injections Kai_n for each cylinder. Note that n represents a cylinder number. As will be described later, the injection number calculation unit 214 reduces the number of injections of the correction target cylinder set by the first injection number correction cylinder calculation unit 213 in order to eliminate lean combustion.

燃料噴射量演算部215は、算出された空燃比フィードバック補正値Alphaと算出された各気筒の噴射回数Kai_nとに基づいて、基本噴射燃料量Tp0に対する各気筒の燃料噴射量に相当する噴射パルス幅TI_n_kを算出する。なお、nは気筒番号を示し、kは1サイクル中における同一気筒の噴射番号(噴射順序)を示す。燃料噴射時期演算部216は、各気筒の噴射回数Kai_nから、各気筒の噴射時期IT_n_kを算出する。なお、nは気筒番号を示し、kは1サイクル中における同一気筒の噴射番号(順序)を示す。異常判定部217は、各気筒の噴射回数Kai_nに基づいて、気筒が異常か否かを判定する。異常と判定した場合には、異常判定部217は、異常フラグf_MILを1に設定する。   Based on the calculated air-fuel ratio feedback correction value Alpha and the calculated number of injections Kai_n of each cylinder, the fuel injection amount calculation unit 215 has an injection pulse width corresponding to the fuel injection amount of each cylinder with respect to the basic injection fuel amount Tp0. TI_n_k is calculated. Note that n indicates a cylinder number, and k indicates an injection number (injection order) of the same cylinder in one cycle. The fuel injection timing calculation unit 216 calculates the injection timing IT_n_k of each cylinder from the number of injections Kai_n of each cylinder. Note that n indicates a cylinder number, and k indicates an injection number (order) of the same cylinder in one cycle. The abnormality determination unit 217 determines whether or not the cylinder is abnormal based on the number of injections Kai_n of each cylinder. If it is determined that there is an abnormality, the abnormality determination unit 217 sets the abnormality flag f_MIL to 1.

図11〜図18を用いて、上述した基本燃料噴射量演算部210、空燃比フィードバック補正値演算部211、2回転成分演算部212、第1噴射回数補正気筒演算部213、噴射回数演算部214、燃料噴射量演算部215、燃料噴射時期演算部216および異常判定部217の詳細について説明する。
図11は基本燃料噴射量演算部210の機能を模式的に示す図である。基本燃料噴射量演算部210は、以下の式(1)を用いて、基本燃料噴射量Tp0を算出する。なお、式(1)において、Cylは気筒数を表し、K0はインジェクタの仕様(燃料噴射パルス幅と燃料噴射量との関係)に基づいて決定される係数である。
Tp0=K0×Qa/(Ne×Cyl) …(1)
11 to 18, the basic fuel injection amount calculation unit 210, the air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211, the rotation component calculation unit 212, the first injection number correction cylinder calculation unit 213, and the injection number calculation unit 214 described above. Details of the fuel injection amount calculation unit 215, the fuel injection timing calculation unit 216, and the abnormality determination unit 217 will be described.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the function of the basic fuel injection amount calculation unit 210. The basic fuel injection amount calculation unit 210 calculates the basic fuel injection amount Tp0 using the following equation (1). In Equation (1), Cyl represents the number of cylinders, and K0 is a coefficient determined based on the specifications of the injector (the relationship between the fuel injection pulse width and the fuel injection amount).
Tp0 = K0 × Qa / (Ne × Cyl) (1)

図12は空燃比フィードバック補正値演算部211の機能を模式的に示す図である。空燃比フィードバック補正値演算部211は、触媒上流空燃比センサ12からの空燃比信号Rabfと目標空燃比TgRabfとの差に基づいて、PI制御により空燃比フィードバック補正値Alphaを算出する。なお、触媒上流空燃比センサ12に代えてO2センサを備える場合には、空燃比フィードバック補正値演算部211は、O2センサから出力された信号を用いて空燃比フィードバック補正値Alphaを算出する。   FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the function of the air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211. The air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211 calculates an air-fuel ratio feedback correction value Alpha by PI control based on the difference between the air-fuel ratio signal Rabf from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12 and the target air-fuel ratio TgRabf. In the case where an O2 sensor is provided instead of the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12, the air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211 calculates an air-fuel ratio feedback correction value Alpha using a signal output from the O2 sensor.

図13は2回転成分演算部212の機能を模式的に示す図である。2回転成分演算部212は、たとえば高速フーリエ変換FFT(Fast Fourier Transform)を用いて、触媒上流空燃比センサ12からの空燃比信号Rabfから2回転成分のパワースペクトルPowerと、2回転成分の位相スペクトル基本値Phase0とを算出する。なお、2回転成分演算部212は、高速フーリエ変換FFTを用いるものに代えて、離散フーリエ変換DFT(Discrete Fourier Transform)を用いてもよい。この場合、係数を適切に選択することによって2回転成分のみを演算できるので、全周波数のパワースペクトルと位相スペクトルを演算する高速フーリエ変換FFTに比べて演算負荷が小さくなる。   FIG. 13 is a diagram schematically illustrating the function of the two-rotation component calculation unit 212. The two-rotation component calculation unit 212 uses, for example, a fast Fourier transform (FFT), the power spectrum Power of two rotation components from the air-fuel ratio signal Rabf from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12, and the phase spectrum of the two rotation components. A basic value Phase0 is calculated. The 2-rotation component calculation unit 212 may use a discrete Fourier transform DFT (Discrete Fourier Transform) instead of using the fast Fourier transform FFT. In this case, since only two rotation components can be calculated by appropriately selecting the coefficients, the calculation load is reduced as compared with the fast Fourier transform FFT that calculates the power spectrum and phase spectrum of all frequencies.

なお、2回転成分の位相スペクトルPhaseは、2回転成分の位相スペクトル基本値Phase0から、演算ごとに、Phase0→Phase0−90→Phase0−180→Phase0−270→Phase0→Phase0−90→・・・のように巡回演算して得られた値である。上記の巡回演算は位相を演算する基準点を固定することを目的として行われる。2回転成分演算部212は燃焼周期(180deg)を演算周期とし、2回転成分はエンジンが2回転する期間を一周期(360deg)としている。したがって、2回転成分演算部212が燃焼周期ごとに4回演算したときにエンジンが2回転する期間、すなわち一周期となるように位相の基準点が固定される。   The phase spectrum Phase of the two-rotation component is obtained from the phase spectrum basic value Phase0 of the two-rotation component in each of the calculations: Phase 0 → Phase 0-90 → Phase 0-180 → Phase 0-270 → Phase 0 → Phase 0-90 →. Is a value obtained by cyclic calculation as described above. The above cyclic calculation is performed for the purpose of fixing the reference point for calculating the phase. The two-rotation component calculation unit 212 uses a combustion cycle (180 deg) as a calculation cycle, and the two-rotation component uses a period during which the engine rotates twice as one cycle (360 deg). Accordingly, the reference point of the phase is fixed so that the period during which the engine rotates twice, that is, one cycle when the two-rotation component calculation unit 212 calculates four times for each combustion cycle.

図14は第1噴射回数補正気筒演算部213の機能を模式的に示す図である。第1噴射回数補正気筒演算部213は、2回転成分演算部212により算出された位相スペクトルPhaseに基づいて、以下の条件(a1)〜(d1)に従って、リーン発生気筒を検出し、検出したリーン発生気筒の気筒番号(以後、リーン発生気筒番号と呼ぶ)N_lean_cylを設定する。なお、K1a_Phase、K1b_Phase、K2a_Phase、K2b_Phase、K3a_Phase、K3b_Phase、K4a_Phase、K4b_Phase、およびN1はエンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。
(a1)K1a_Phase≦Phase≦K1b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1噴射回数補正気筒演算部213はリーン発生気筒番号N_lean_cylを1に設定する。
(b1)K2a_Phase≦Phase≦K2b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1噴射回数補正気筒演算部213はリーン発生気筒番号N_lean_cylを2に設定する。
(c1)K3a_Phase≦Phase≦K3b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1噴射回数補正気筒演算部213はリーン発生気筒番号N_lean_cylを3に設定する。
(d1)K4a_Phase≦Phase≦K4b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1噴射回数補正気筒演算部213はリーン発生気筒番号N_lean_cylを4に設定する。
なお、後述する噴射回数演算部214により算出されたn番気筒の噴射回数Kai_nが、前回の算出周期で算出された噴射回数Kai_nの値から変化した場合には、第1噴射回数補正気筒演算部213はN1の回数を0にリセットする。
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating the function of the first injection number correcting cylinder calculating unit 213. The first injection number correcting cylinder calculating unit 213 detects the lean generation cylinder based on the phase spectrum Phase calculated by the two-rotation component calculating unit 212 according to the following conditions (a1) to (d1), and detects the detected lean A cylinder number of the generation cylinder (hereinafter referred to as a lean generation cylinder number) N_lean_cyl is set. Note that K1a_Phase, K1b_Phase, K2a_Phase, K2b_Phase, K3a_Phase, K3b_Phase, K4a_Phase, K4b_Phase, and N1 are values determined empirically according to the characteristics of the engine 9.
(A1) When K1a_Phase ≦ Phase ≦ K1b_Phase is satisfied N1 times continuously, the first injection number correcting cylinder calculating unit 213 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 1.
(B1) When K2a_Phase ≦ Phase ≦ K2b_Phase is satisfied N1 times continuously, the first injection number correcting cylinder calculating unit 213 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 2.
(C1) When K3a_Phase ≦ Phase ≦ K3b_Phase is satisfied N1 times continuously, the first injection number correcting cylinder calculating unit 213 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 3.
(D1) When K4a_Phase ≦ Phase ≦ K4b_Phase is established N1 times continuously, the first injection number correcting cylinder calculating unit 213 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 4.
When the number of injections Kai_n of the nth cylinder calculated by the number-of-injections calculation unit 214 described later changes from the value of the number of injections Kai_n calculated in the previous calculation cycle, the first injection number correction cylinder calculation unit. In step S213, the number of times N1 is reset to zero.

上記のようにしてリーン発生気筒番号N_lean_cylが設定されると、第1噴射回数補正気筒演算部213は、2回転成分演算部212により算出されたパワースペクトルPowerに基づいて、以下の条件(e1)〜(h1)に従ってリーン発生気筒の中から補正対象気筒を特定し、検出した補正対象気筒の気筒番号(以後、補正対象気筒番号と呼ぶ)N_hos_cylを設定する。なお、K1_Power、K2_Power、K3_PowerおよびK4_Powerは、エンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。
(e1)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=1かつK1_Power≦Powerの場合、第1噴射回数補正気筒演算部213は補正対象気筒番号N_hos_cylを1に設定する。
(f1)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=2かつK2_Power≦Powerの場合、第1噴射回数補正気筒演算部213は補正対象気筒番号N_hos_cylを2に設定する。
(g1)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=3かつK3_Power≦Powerの場合、第1噴射回数補正気筒演算部213は補正対象気筒番号N_hos_cylを3に設定する。
(h1)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=4かつK4_Power≦Powerの場合、第1噴射回数補正気筒演算部213は補正対象気筒番号N_hos_cylを4に設定する。
When the lean generation cylinder number N_lean_cyl is set as described above, the first injection number correction cylinder calculation unit 213 is based on the power spectrum Power calculated by the two-rotation component calculation unit 212 and satisfies the following condition (e1) The correction target cylinder is specified from the lean generation cylinders according to .about. (H1), and the detected cylinder number of the correction target cylinder (hereinafter referred to as the correction target cylinder number) N_hos_cyl is set. K1_Power, K2_Power, K3_Power, and K4_Power are values determined empirically according to the characteristics of the engine 9.
(E1) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 1 and K1_Power ≦ Power, the first injection number correcting cylinder calculating unit 213 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 1.
(F1) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 2 and K2_Power ≦ Power, the first injection number correction cylinder calculation unit 213 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 2.
(G1) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 3 and K3_Power ≦ Power, the first injection number correction cylinder calculation unit 213 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 3.
(H1) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 4 and K4_Power ≦ Power, the first injection number correction cylinder calculation unit 213 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 4.

図15は噴射回数演算部214の機能を模式的に示す図である。噴射回数演算部214は、以下に示す条件(i1)〜(l1)に従って、補正対象気筒の噴射回数Kai_n(nは気筒番号を示す)を算出する。すなわち、噴射回数演算部214は、以下の条件(i1)〜(l1)に応じて、補正対象気筒の噴射回数を減少させる。なお、本実施の形態においては、Kai_1,Kai_2,Kai_3,Kai_4の初期値を、いずれも6とする。すなわち、1サイクルあたり同一気筒が実施する噴射回数は6回を初期値とする。また、噴射回数Kai_nの下限値は、いずれも1とする。
(i1)補正対象気筒番号N_hos_cyl=1のとき、噴射回数演算部214は1番気筒の噴射回数Kai_1の値を1減らす。
(j1)補正対象気筒番号N_hos_cyl=2のとき、噴射回数演算部214は2番気筒の噴射回数Kai_2の値を1減らす。
(k1)補正対象気筒番号N_hos_cyl=3のとき、噴射回数演算部214は3番気筒の噴射回数Kai_3の値を1減らす。
(l1)補正対象気筒番号N_hos_cyl=4のとき、噴射回数演算部214は4番気筒の噴射回数Kai_4の値を1減らす。
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the function of the injection number calculation unit 214. The number-of-injections calculation unit 214 calculates the number of injections Kai_n (n indicates the cylinder number) of the correction target cylinder according to the following conditions (i1) to (l1). In other words, the injection number calculation unit 214 decreases the number of injections of the correction target cylinder according to the following conditions (i1) to (l1). In the present embodiment, the initial values of Kai_1, Kai_2, Kai_3, and Kai_4 are all set to 6. That is, the initial number of injections performed by the same cylinder per cycle is six. Further, the lower limit value of the number of injections Kai_n is 1 in all cases.
(I1) When the correction target cylinder number N_hos_cyl = 1, the injection number calculation unit 214 decreases the value of the injection number Kai_1 of the first cylinder by one.
(J1) When the correction target cylinder number N_hos_cyl = 2, the injection number calculation unit 214 decreases the value of the injection number Kai_2 of the second cylinder by one.
(K1) When the correction target cylinder number N_hos_cyl = 3, the injection number calculation unit 214 decreases the value of the injection number Kai_3 of the third cylinder by one.
(L1) When the correction target cylinder number N_hos_cyl = 4, the injection number calculation unit 214 decreases the value of the injection number Kai_4 of the fourth cylinder by one.

図16は燃料噴射量演算部215の機能を模式的に示す図である。燃料噴射量演算部215は、以下の式(2)を用いて、n番気筒のk回目の噴射量TI_n_kを算出する。
TI_n_k=(Tp0×Alpha)/Kai_n …(2)
FIG. 16 is a diagram schematically illustrating the function of the fuel injection amount calculation unit 215. The fuel injection amount calculation unit 215 calculates the k-th injection amount TI_n_k of the nth cylinder using the following equation (2).
TI_n_k = (Tp0 × Alpha) / Kai_n (2)

たとえば、噴射回数Kai_1=5の場合、1番気筒の1サイクルでの噴射回数は5回である。この場合、燃料噴射量演算部215は、TI_1_1=TI_1_2=TI_1_3=TI_1_4=TI_1_5となるように、燃料噴射量を5等分にして燃料噴射を行わせる。   For example, when the number of injections Kai_1 = 5, the number of injections in one cycle of the first cylinder is five. In this case, the fuel injection amount calculation unit 215 causes the fuel injection amount to be divided into five equal parts so that TI_1_1 = TI_1_2 = TI_1_3 = TI_1_4 = TI_1_5.

図17は燃料噴射時期演算部216の機能を模式的に示す図である。燃料噴射時期演算部216は、噴射回数演算部214で算出された噴射回数Kai_nの値に応じて、以下の式(3)〜(8)を用いて、n番目の気筒のk回目の噴射時期IT_n_kを算出する。なお、各パラメータはエンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。
Kai_n=6のとき、
IT_n_1=K_IT_n_1a、 IT_n_2=K_IT_n_2a、
IT_n_3=K_IT_n_3a、 IT_n_4=K_IT_n_4a、
IT_n_5=K_IT_n_5a、 IT_n_6=K_IT_n_6a …(3)
Kai_n=5のとき、
IT_n_1=K_IT_n_1b、 IT_n_2=K_IT_n_2b、
IT_n_3=K_IT_n_3b、 IT_n_4=K_IT_n_4b、
IT_n_5=K_IT_n_5b …(4)
Kai_n=4のとき、
IT_n_1=K_IT_n_1c、 IT_n_2=K_IT_n_2c、
IT_n_3=K_IT_n_3c、 IT_n_4=K_IT_n_4c …(5)
Kai_n=3のとき、
IT_n_1=K_IT_n_1d、 IT_n_2=K_IT_n_2d、
IT_n_3=K_IT_n_3d …(6)
Kai_n=2のとき、
IT_n_1=K_IT_n_1e、 IT_n_2=K_IT_n_2e …(7)
Kai_n=1のとき、
IT_n_1=K_IT_n_1f …(8)
FIG. 17 is a diagram schematically illustrating the function of the fuel injection timing calculation unit 216. The fuel injection timing calculation unit 216 uses the following equations (3) to (8) according to the value of the number of injections Kai_n calculated by the injection number calculation unit 214, and the kth injection timing of the nth cylinder. IT_n_k is calculated. Each parameter is a value determined empirically according to the characteristics of the engine 9.
When Kai_n = 6,
IT_n_1 = K_IT_n_1a, IT_n_2 = K_IT_n_2a,
IT_n_3 = K_IT_n_3a, IT_n_4 = K_IT_n_4a,
IT_n_5 = K_IT_n_5a, IT_n_6 = K_IT_n_6a (3)
When Kai_n = 5,
IT_n_1 = K_IT_n_1b, IT_n_2 = K_IT_n_2b,
IT_n_3 = K_IT_n_3b, IT_n_4 = K_IT_n_4b,
IT_n_5 = K_IT_n_5b (4)
When Kai_n = 4,
IT_n_1 = K_IT_n_1c, IT_n_2 = K_IT_n_2c,
IT_n_3 = K_IT_n_3c, IT_n_4 = K_IT_n_4c (5)
When Kai_n = 3,
IT_n_1 = K_IT_n_1d, IT_n_2 = K_IT_n_2d,
IT_n_3 = K_IT_n_3d (6)
When Kai_n = 2,
IT_n_1 = K_IT_n_1e, IT_n_2 = K_IT_n_2e (7)
When Kai_n = 1
IT_n_1 = K_IT_n_1f (8)

図18は異常判定部217の機能を模式的に示す図である。異常判定部217は以下の式(9)を用いて、気筒が異常か否かを判定し、異常と判定した場合には異常報知フラグf_MILを1に設定し、正常と判定した場合には異常報知フラグf_MILを0に設定する。異常報知フラグf_MILが1に設定された場合、たとえば不図示の異常報知ランプ等が点灯される。なお、式(9)において、NG_Kaiは異常と判定する排気(特にすす)の排出量となる噴射回数となるように決定されているのが好ましい。
Kai_n>NG_Kaiのとき、f_MIL=0
Kai_n≦NG_Kaiのとき、f_MIL=1 …(9)
FIG. 18 is a diagram schematically illustrating the function of the abnormality determination unit 217. The abnormality determination unit 217 determines whether or not the cylinder is abnormal by using the following equation (9). If the abnormality is determined to be abnormal, the abnormality notification flag f_MIL is set to 1, and if it is determined to be normal, the abnormality is determined to be abnormal. The notification flag f_MIL is set to 0. When the abnormality notification flag f_MIL is set to 1, for example, an abnormality notification lamp (not shown) is turned on. In the equation (9), it is preferable that NG_Kai is determined so as to be the number of injections that becomes the exhaust amount (especially soot) determined to be abnormal.
When Kai_n> NG_Kai, f_MIL = 0
When Kai_n ≦ NG_Kai, f_MIL = 1 (9)

以上で説明した第1の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)多気筒のエンジン9に設けられた複数の気筒のそれぞれに対して、1サイクル中に複数回の燃料を噴射する分割燃料噴射を行うエンジン制御装置100は、第1噴射回数補正気筒演算部213と、噴射回数演算部214とを備える。第1噴射回数補正気筒演算部213は、複数の気筒のうち、他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーン燃焼になっている気筒をリーン発生気筒として検出する。噴射回数演算部214は、第1噴射回数補正気筒演算部213によって検出されたリーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を減少させる。リーン発生気筒に対する燃料噴射回数を減らすことにより、1回当たりの燃料噴射量、すなわち開弁時間が増加する。このため、経時変化によける噴射信号に対する実際の燃焼噴射量のばらつきを比較的小さくすることができ、運転性能の劣化を防止できる。
さらに詳細に説明する。一般に火花点火式燃料噴射弁は、印加される噴射パルスの時間幅が短い領域では、すなわち開弁時間が短い領域では、噴射量のばらつきが大きい。そのため、噴射量のばらつきが許容できる開弁時間以上で使用するよう設計されている。新品の燃料噴射弁では燃料噴射量のばらつきが許容値以下の開弁時間であっても、経年変化により噴射量のばらつきが許容できないほどに大きくなることがある。そのため、経年変化により噴射量が減少する噴射弁が装着された気筒ではリーン燃焼が発生し、トルク段差が大きくなる。そこで、本発明では、リーン燃焼する気筒については、燃料噴射回数を低減することにより噴射1回当たりの開弁時間を長くして噴射量のばらつきが大きくならないようにする。これにより、トルク段差の発生を抑制することができる。
According to the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The engine control device 100 that performs split fuel injection that injects fuel a plurality of times in one cycle for each of a plurality of cylinders provided in the multi-cylinder engine 9 performs first injection number correction cylinder calculation A unit 213 and an injection number calculation unit 214. The first injection number correcting cylinder calculating unit 213 detects a cylinder that is leaner than a predetermined value as a lean generation cylinder among the plurality of cylinders compared to the air-fuel ratio of the other cylinders. The number-of-injections calculation unit 214 decreases the number of fuel injections to the lean generation cylinder detected by the first number-of-injection correction cylinders calculation unit 213. By reducing the number of fuel injections to the lean generation cylinder, the fuel injection amount per one time, that is, the valve opening time is increased. For this reason, the variation in the actual combustion injection amount with respect to the injection signal due to the change over time can be made relatively small, and the deterioration of the operation performance can be prevented.
Further details will be described. In general, a spark ignition type fuel injection valve has a large variation in injection amount in a region where the time width of an applied injection pulse is short, that is, in a region where the valve opening time is short. For this reason, it is designed to be used for a valve opening time longer than the allowable variation in the injection amount. In a new fuel injection valve, even if the variation in fuel injection amount is a valve opening time that is less than the allowable value, the variation in injection amount may become unacceptably large due to secular change. Therefore, lean combustion occurs in a cylinder equipped with an injection valve in which the injection amount decreases due to secular change, and the torque step increases. Therefore, in the present invention, for the cylinder that performs lean combustion, the valve opening time per injection is increased by reducing the number of fuel injections so that the variation in the injection amount does not increase. Thereby, generation | occurrence | production of a torque level | step difference can be suppressed.

(2)噴射回数演算部214によってリーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を減少させる前後で、リーン発生気筒による1サイクル中での総燃料噴射量の変化を防ぐように、燃料噴射量演算部215は、分割燃料噴射の1回当たりの燃料噴射量を制御するようにした。これにより、必要なトルクを得ることができる。 (2) The fuel injection amount calculation unit 215 is configured to prevent a change in the total fuel injection amount in one cycle by the lean generation cylinder before and after the number of fuel injections to the lean generation cylinder is decreased by the injection number calculation unit 214. The fuel injection amount per divided fuel injection is controlled. Thereby, a required torque can be obtained.

(3)リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数が減少された後、燃焼状態、たとえば空燃比が他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーン燃焼している気筒が再度検出されない場合には、燃料噴射回数演算部214は、リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を維持するようにした。したがって、リーン発生気筒が検出されなくなった場合には、1サイクル中での同一気筒の燃料噴射回数を維持することができる。 (3) After the number of fuel injections to the lean generating cylinder is reduced, a combustion state, for example, a cylinder in which the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value compared to the air-fuel ratio of other cylinders is not detected again The fuel injection number calculation unit 214 maintains the number of fuel injections for the lean generation cylinder. Therefore, when the lean generation cylinder is not detected, the number of fuel injections of the same cylinder in one cycle can be maintained.

(4)リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数が減少された後、燃焼状態、たとえば空燃比が他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーン燃焼している気筒が再度検出された場合には、燃料噴射回数演算部214は、リーン発生気筒の燃料噴射の回数をさらに減少するようにした。リーン発生気筒がリーン燃焼を維持している場合には、さらに燃料噴射回数を減少させることによって、分割燃料噴射の1回当たりの燃料噴射量を増加させるので、噴射信号に対する実際の燃料噴射量のばらつきを小さくさせることができる。 (4) After the number of times of fuel injection to the lean generation cylinder is reduced, when a combustion state, for example, a cylinder in which the air / fuel ratio is leaner than a predetermined value compared to the air / fuel ratio of other cylinders is detected again The fuel injection number calculation unit 214 further reduces the number of fuel injections of the lean generation cylinder. When the lean generating cylinder maintains lean combustion, the number of fuel injections is further decreased to increase the fuel injection amount per split fuel injection. Therefore, the actual fuel injection amount relative to the injection signal is reduced. Variation can be reduced.

(5)リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数が所定回数まで減少されたときに、燃焼状態、たとえば空燃比が他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーン燃焼している気筒が再度検出された場合には、異常判定部217は異常であることを報知するようにした。1サイクル中の同一気筒の燃料噴射回数を減らした場合、一般的にすすの排出量が増加する。したがって、燃料噴射回数を所定回数(NG_Kai)まで減少させたときは、排気が悪化したとして報知することができる。 (5) When the number of fuel injections to the lean generation cylinder is reduced to a predetermined number, a combustion state, for example, a cylinder in which the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value compared to the air-fuel ratio of other cylinders is detected again When it is done, the abnormality determination unit 217 notifies that it is abnormal. When the number of fuel injections in the same cylinder during one cycle is reduced, soot emission generally increases. Therefore, when the number of fuel injections is reduced to a predetermined number (NG_Kai), it can be notified that exhaust has deteriorated.

(6)2回転成分演算部212は、空燃比信号に基づいて、多気筒のエンジン9の2回転周期に相当する周波数成分を抽出する。そして、第1噴射回数補正気筒演算部213は、2回転成分演算部212により抽出された2回転周期に相当する周波数成分に基づいて、リーン発生気筒を検出するようにした。少なくとも1つの気筒の空燃比がリーン燃焼しているとき、触媒上流空燃比センサ12から出力される空燃比信号の波形は、1サイクル周期、すなわちエンジン2回転周期で振動する。第1噴射回数補正気筒演算部213は、上記の現象に基づいて、リーン発生気筒を検出することができる。 (6) The two-rotation component calculation unit 212 extracts a frequency component corresponding to the two-rotation period of the multi-cylinder engine 9 based on the air-fuel ratio signal. The first injection number correcting cylinder calculating unit 213 detects the lean generation cylinder based on the frequency component corresponding to the two rotation period extracted by the two rotation component calculating unit 212. When the air-fuel ratio of at least one cylinder is performing lean combustion, the waveform of the air-fuel ratio signal output from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12 oscillates in one cycle period, that is, the engine two-rotation period. The first injection number correcting cylinder calculating unit 213 can detect the lean generation cylinder based on the above phenomenon.

(7)2回転成分演算部212は、空燃比を示す信号に基づいて、多気筒のエンジン9の2回転周期に相当する位相スペクトルとパワースペクトルとを抽出する。第1噴射回数補正気筒演算部213は、2回転成分演算部212によって抽出された位相スペクトルに基づいてリーン発生気筒を検出し、検出したリーン発生気筒のパワースペクトルが所定値以上か否かを判定する。そして、燃料噴射回数演算部214は、第1噴射回数補正気筒演算部213によってリーン発生気筒のパワースペクトルが所定値以上と判定された場合に、燃料噴射の回数を減少させるようにした。少なくとも1つの気筒の空燃比がリーン燃焼しているときの空燃比信号の波形は、1サイクル周期、すなわちエンジン2回転周期で振動する現象では、リーン燃焼する気筒によって特定の基準点(たとえば特定の気筒の吸気工程上死点など)からの位相が変化する。このため、空燃比信号をフーリエ変換することによって得られるエンジン9の2回転周期の成分のうち、位相スペクトルの値からリーン発生気筒を検出することが可能となる。また、上記の波形の振動現象の振幅は、リーン燃焼している気筒のリーン度合によって変化する。すなわち、リーン度合が大きいほど、波形の振幅大きくなる。このため、空燃比信号をフーリエ変換することによって得られるエンジン9の2回転周期の成分のうち、振幅と相関関係のあるパワースペクトルの値からリーン発生気筒のリーン度合を得ることが可能となる。したがって、エンジン9の2回転周期に相当する位相スペクトルに基づいてリーン発生気筒を検出し、検出したリーン発生気筒のうち、更にパワースペクトルがある程度大きい場合に、リーン度合が大きいとして、補正対象気筒を特定することができる。 (7) The two-rotation component calculation unit 212 extracts a phase spectrum and a power spectrum corresponding to the two-rotation period of the multi-cylinder engine 9 based on the signal indicating the air-fuel ratio. The first injection number correction cylinder calculation unit 213 detects a lean generation cylinder based on the phase spectrum extracted by the two-rotation component calculation unit 212, and determines whether or not the detected power spectrum of the lean generation cylinder is equal to or greater than a predetermined value. To do. The fuel injection number calculation unit 214 reduces the number of fuel injections when the first injection number correction cylinder calculation unit 213 determines that the power spectrum of the lean generation cylinder is equal to or greater than a predetermined value. The waveform of the air-fuel ratio signal when the air-fuel ratio of at least one cylinder is performing lean combustion is a specific reference point (for example, specific The phase from the intake stroke top dead center of the cylinder) changes. For this reason, it is possible to detect the lean generation cylinder from the value of the phase spectrum among the components of the two rotation cycles of the engine 9 obtained by Fourier transforming the air-fuel ratio signal. In addition, the amplitude of the vibration phenomenon of the above waveform changes depending on the lean degree of the lean-burning cylinder. That is, the larger the lean degree, the larger the amplitude of the waveform. Therefore, it is possible to obtain the lean degree of the lean generation cylinder from the value of the power spectrum having a correlation with the amplitude among the components of the two rotation cycles of the engine 9 obtained by Fourier transforming the air-fuel ratio signal. Therefore, the lean generation cylinder is detected based on the phase spectrum corresponding to the two rotation cycles of the engine 9, and when the power spectrum is larger to some extent among the detected lean generation cylinders, it is determined that the lean degree is large and the correction target cylinder is Can be identified.

−第2の実施の形態−
図19〜23を参照して、第2の実施の形態によるエンジン制御装置について説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、クランク角センサから出力される回転速度信号に基づく角加速度および角加加速度を用いてリーン発生気筒を検出する点で、第1の実施の形態と異なる。
-Second Embodiment-
An engine control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that the lean generation cylinder is detected using the angular acceleration and the angular jerk based on the rotation speed signal output from the crank angle sensor.

まず、図19、20に示す概略機能ブロック図を用いて、第2の実施の形態のエンジン制御装置の概要を説明する。図19に示すように、第2の実施の形態のエンジン制御装置は、クランク角センサから出力された信号に基づいて、クランクの角加速度または角加加速度を算出し、算出された角加速度または角加加速度に基づいて、リーン発生気筒を検出する。この場合、図20に示すように、エンジン制御装置は、エンジンの各気筒が所定サイクルにあるときのそれぞれの気筒の平均角加速度または平均角加加速度を算出し、算出された平均角加速度が所定値以下、または算出された前記平均角加加速度が所定範囲外であるか否かを判定し、平均角加速度が所定値以下、または算出された平均角加加速度が所定範囲外と判定された場合、当該気筒をリーン発生気筒として検出する。以下、第2の実施の形態について、具体的に説明する。   First, the outline of the engine control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to schematic functional block diagrams shown in FIGS. As shown in FIG. 19, the engine control apparatus according to the second embodiment calculates the angular acceleration or angular jerk of the crank based on the signal output from the crank angle sensor, and calculates the calculated angular acceleration or angular acceleration. A lean generation cylinder is detected based on the jerk. In this case, as shown in FIG. 20, the engine control device calculates the average angular acceleration or average angular jerk of each cylinder when each cylinder of the engine is in a predetermined cycle, and the calculated average angular acceleration is predetermined. When it is determined whether or not the calculated average angular jerk is out of the predetermined range, and it is determined that the average angular acceleration is equal to or less than the predetermined value, or the calculated average angular jerk is out of the predetermined range. The cylinder is detected as a lean generation cylinder. Hereinafter, the second embodiment will be specifically described.

図21に第2の実施の形態におけるコントロールユニット16のCPU21が有する機能を示す。第2の実施の形態によるCPU21は、第1の実施の形態によるCPU21が有する2回転成分演算部212、第1噴射回数補正気筒演算部213に代えて、角加速度・角加加速度演算部218、第2噴射回数補正気筒演算部219を機能的に備える。角加速度・角加加速度演算部218は、クランク角センサ15から出力された信号に対応するクランク軸の回転速度Neから角加速度dNe_nおよび角加加速度ddNe_nを算出する。なお、nは気筒番号を示す。さらに、第2噴射回数補正気筒演算部219は、角加速度・角加加速度演算部218によって算出された角加速度dNe_nと角加加速度ddNe_nとを用いて、補正対象気筒の補正対象気筒番号N_hos_cylを設定する。   FIG. 21 shows the functions of the CPU 21 of the control unit 16 in the second embodiment. The CPU 21 according to the second embodiment replaces the two-rotation component calculation unit 212 and the first injection number correction cylinder calculation unit 213 included in the CPU 21 according to the first embodiment with an angular acceleration / angular jerk calculation unit 218, A second injection number correcting cylinder calculating unit 219 is functionally provided. The angular acceleration / angular acceleration calculation unit 218 calculates the angular acceleration dNe_n and the angular jerk ddNe_n from the rotation speed Ne of the crankshaft corresponding to the signal output from the crank angle sensor 15. Note that n indicates a cylinder number. Further, the second injection number correcting cylinder calculating unit 219 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl of the correction target cylinder using the angular acceleration dNe_n and the angular jerk ddNe_n calculated by the angular acceleration / angular jerk calculating unit 218. To do.

図22は角加速度・角加加速度演算部218の機能を模式的に示す図である。角加速度・角加加速度演算部218は、クランク角センサ15からの回転速度信号に対応するクランク軸の回転速度Neを用いて、n番気筒の圧縮上死点後90deg〜270deg間の平均回転速度Avg_Ne_nを算出する。なお、nは点火順序で変化する。角加速度・角加加速度演算部218は、今回の平均回転速度Avg_Ne_nと、点火順序が一回前(前回)の平均回転速度Avg_Ne_nとの差分を、n番気筒の角加速度dNe_nとして算出する。たとえば、点火順序が1番気筒→3番気筒→4番気筒→2番気筒の場合には、角加速度・角加加速度演算部218は、今回の1番気筒の平均回転速度Avg_Ne_1と点火順序が前回の2番気筒の平均回転速度Avg_Ne_2との差分を1番気筒の角加速度dNe_1とする。さらに、角加速度・角加加速度演算部218は、今回の角加速度dNe_nと前回の角加速度dNe_nとの差分を、n番気筒の角加加速度ddNe_nとして算出する。   FIG. 22 is a diagram schematically illustrating the function of the angular acceleration / angular jerk calculation unit 218. The angular acceleration / angular acceleration calculation unit 218 uses the crank shaft rotational speed Ne corresponding to the rotational speed signal from the crank angle sensor 15 to average the rotational speed between 90 deg and 270 deg after the compression top dead center of the nth cylinder. Avg_Ne_n is calculated. Note that n changes in the ignition order. The angular acceleration / angular acceleration calculation unit 218 calculates the difference between the current average rotational speed Avg_Ne_n and the average rotational speed Avg_Ne_n of the previous ignition sequence (previous) as the angular acceleration dNe_n of the nth cylinder. For example, when the ignition order is from the first cylinder → the third cylinder → the fourth cylinder → the second cylinder, the angular acceleration / angular acceleration calculation unit 218 determines that the average rotational speed Avg_Ne_1 of the current first cylinder and the ignition order are The difference from the previous average rotational speed Avg_Ne_2 of the second cylinder is defined as the angular acceleration dNe_1 of the first cylinder. Further, the angular acceleration / angular acceleration calculation unit 218 calculates the difference between the current angular acceleration dNe_n and the previous angular acceleration dNe_n as the angular jerk ddNe_n of the nth cylinder.

図23は、第2噴射回数補正気筒演算部219の機能を模式的に示す図である。第2噴射回数補正気筒演算部219は、角加速度・角加加速度演算部218により算出された角加速度dNe_nまたは角加加速度ddNe_nに基づいて、以下の条件(a2)〜(d2)に従って補正対象気筒番号N_hos_cylを設定する。なお、K1_dNe、K1_ddNe、K2_ddNeおよびN2はエンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。
(a2)dNe_1≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_1≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_1≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2噴射回数補正気筒演算部219は補正対象気筒番号N_hos_cylを1に設定する。
(b2)dNe_2≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_2≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_2≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2噴射回数補正気筒演算部219は補正対象気筒番号N_hos_cylを2に設定する。
(c2)dNe_3≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_3≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_3≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2噴射回数補正気筒演算部219は補正対象気筒番号N_hos_cylを3に設定する。
(d2)dNe_4≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_4≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_4≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2噴射回数補正気筒演算部219は補正対象気筒番号N_hos_cylを4に設定する。
FIG. 23 is a diagram schematically illustrating the function of the second injection number correction cylinder calculation unit 219. Based on the angular acceleration dNe_n or the angular jerk ddNe_n calculated by the angular acceleration / angular jerk calculating unit 218, the second injection number correcting cylinder calculating unit 219 performs correction according to the following conditions (a2) to (d2). The number N_hos_cyl is set. K1_dNe, K1_ddNe, K2_ddNe, and N2 are values that are determined empirically according to the characteristics of the engine 9.
(A2) When dNe_1 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_1 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_1 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second injection number correcting cylinder calculating unit 219 The correction target cylinder number N_hos_cyl is set to 1.
(B2) When dNe_2 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_2 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_2 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second injection number correcting cylinder calculating unit 219 The correction target cylinder number N_hos_cyl is set to 2.
(C2) When dNe_3 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_3 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_3 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second injection number correction cylinder calculating unit 219 The correction target cylinder number N_hos_cyl is set to 3.
(D2) When dNe_4 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_4 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_4 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second injection number correcting cylinder calculating unit 219 The correction target cylinder number N_hos_cyl is set to 4.

以上で説明した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態により得られる(1)〜(5)の作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
(1)角加速度・角加加速度演算部218はクランク角センサから出力された信号に基づいて、クランクの角加速度または角加加速度を算出する。そして、第2噴射回数補正気筒演算部219は、角加速度・角加加速度演算部218によって算出された角加速度または角加加速度に基づいて、リーン発生気筒を検出するようにした。少なくとも1つの気筒の空燃比がリーン燃焼している場合、リーン発生気筒の燃焼による発生トルクは、その他の気筒、すなわちリーン燃焼していない気筒の燃焼による発生トルクよりも小さくなる。そして、エンジン9の発生トルクとエンジン9の回転角加速度または回転角加加速度との間には相関関係がある。すなわち、発生トルクが小さくなる場合、回転角加速度および回転角加加速度は小さくなる。発生トルクが復帰した場合、回転角加速度も元の値(すなわち正常の値)に復帰し、回転角加加速度はいったん大きくなった後、元の値に復帰する。第2噴射回数補正気筒演算部219は、上記の現象に基づいて、リーン発生気筒を検出することができる。
According to the second embodiment described above, in addition to the functions and effects (1) to (5) obtained by the first embodiment, the following functions and effects are obtained.
(1) The angular acceleration / angular jerk calculating unit 218 calculates the angular acceleration or angular jerk of the crank based on the signal output from the crank angle sensor. The second injection number correcting cylinder calculating unit 219 detects the lean generation cylinder based on the angular acceleration or the angular jerk calculated by the angular acceleration / angular jerk calculating unit 218. When the air-fuel ratio of at least one cylinder is lean burning, the torque generated by the combustion of the lean generation cylinder is smaller than the torque generated by the combustion of the other cylinders, that is, the cylinders that are not lean burning. There is a correlation between the torque generated by the engine 9 and the rotational angular acceleration or rotational angular jerk of the engine 9. That is, when the generated torque is small, the rotational angular acceleration and the rotational angular jerk are small. When the generated torque is restored, the rotational angular acceleration is also restored to the original value (that is, a normal value), and the rotational angular jerk is once increased and then restored to the original value. The second injection number correcting cylinder calculating unit 219 can detect the lean generation cylinder based on the above phenomenon.

(2)角加速度・角加加速度演算部218は、多気筒のエンジン9の各気筒が所定サイクルにあるときのそれぞれの気筒の平均角加速度または平均角加加速度を算出し、算出された平均角加速度が所定値以下、または算出された平均角加加速度が所定範囲外であるか否かを判定する。そして、角加速度・角加加速度演算部218により平均角加速度が所定値以下、または角加速度・角加加速度演算部218により算出された平均角加加速度が所定範囲外と判定された場合、第2噴射回数補正気筒演算部219は、当該気筒をリーン発生気筒として検出するようにした。リーン発生気筒の燃焼による発生トルクは他のリーン燃焼していない気筒の発生トルクよりも小さくなり、それに応じてエンジン9の回転角加速度と回転角加加速度も変化する。各気筒の燃焼による発生トルクと角加速度、角加加速度とを明確に対応させるために、角加速度・角加加速度演算部218は、エンジン9の各気筒が所定サイクル間(たとえば膨張行程)の各気筒の平均角加速度もしくは平均角加加速度を算出する。平均角加速度もしくは平均角加加速度が変化したとき、第2噴射回数補正気筒演算部219は、角加速度・角加加速度演算部218によって演算された区間から、発生トルクが変化した気筒、すなわちリーン発生気筒を検出することができる。具体的には、ある気筒がリーン燃焼となったとき、その気筒の燃焼による発生トルクに対応する角加速度は小さくなるので、第2噴射回数補正気筒演算部219は、平均角加速度が所定値以下となったことに応じてリーン発生気筒を検出できる。また、角加加速度は、小さくなった後いったん大きくなり正常の値に復帰するので、第2噴射回数補正気筒演算部219は、平均角加加速度が所定範囲外となったことに応じて、リーン発生気筒を検出できる。 (2) The angular acceleration / angular jerk calculating unit 218 calculates the average angular acceleration or average angular jerk of each cylinder when the cylinders of the multi-cylinder engine 9 are in a predetermined cycle, and calculates the calculated average angle. It is determined whether the acceleration is equal to or less than a predetermined value or the calculated average angular jerk is out of a predetermined range. When the average angular acceleration is determined to be equal to or less than the predetermined value by the angular acceleration / angular jerk calculation unit 218 or the average angular jerk calculated by the angular acceleration / angular jerk calculation unit 218 is outside the predetermined range, the second The injection number correcting cylinder calculating unit 219 detects the cylinder as a lean generation cylinder. The torque generated by the combustion of the lean generation cylinder is smaller than the generation torque of the other cylinders that are not lean burning, and the rotation angular acceleration and the rotation angle jerk of the engine 9 change accordingly. In order to clearly correspond the torque generated by the combustion of each cylinder to the angular acceleration and the angular jerk, the angular acceleration / angular jerk calculating unit 218 is configured so that each cylinder of the engine 9 has a predetermined cycle (for example, an expansion stroke). The average angular acceleration or average jerk of the cylinder is calculated. When the average angular acceleration or the average angular jerk changes, the second injection number correcting cylinder calculating unit 219 generates a cylinder in which the generated torque has changed from the interval calculated by the angular acceleration / angular jerk calculating unit 218, that is, lean generation A cylinder can be detected. Specifically, when a certain cylinder becomes lean combustion, the angular acceleration corresponding to the torque generated by the combustion of the cylinder becomes small. Therefore, the second injection frequency correction cylinder calculation unit 219 has an average angular acceleration equal to or less than a predetermined value. The lean generation cylinder can be detected in response to the fact. In addition, since the angular jerk increases once and then returns to a normal value, the second injection frequency correction cylinder calculation unit 219 determines whether the average angular jerk is out of the predetermined range. The generated cylinder can be detected.

−第3の実施の形態−
図24〜26を参照して、第3の実施の形態によるエンジン制御装置について説明する。以下の説明では、第1、第2の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1、第2の実施の形態と同じである。本実施の形態では、エンジンの運転領域に応じて、触媒上流空燃比センサからの空燃比信号およびクランク角センサから出力される回転速度信号に基づく角加速度および角加加速度の一方を用いて補正対象気筒を設定する点で、第1、第2の実施の形態と異なる。
-Third embodiment-
An engine control apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first and second embodiments. In this embodiment, depending on the operating region of the engine, correction is made using one of angular acceleration and angular jerk based on the air-fuel ratio signal from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor and the rotational speed signal output from the crank angle sensor. It differs from the first and second embodiments in that the cylinder is set.

まず、図24に示す概略機能ブロック図を用いて、第3の実施の形態のエンジン制御装置の概要を説明する。第3の実施の形態のエンジン制御装置は、空燃比センサまたはO2センサから出力された空燃比を示す信号に基づいて、エンジンの2回転周期に相当する周波数成分を抽出し、クランク角センサから出力された信号に基づいて、クランクの角加速度または角加加速度を算出する。そして、回転周期に相当する周波数成分に基づいて所定値よりもリーンになっている気筒を検出した結果と、角加速度または角加加速度に基づいて、所定値よりもリーンになっている気筒を検出した結果との一方を、少なくともエンジンの回転速度または負荷(すなわち運転領域)に応じて、リーン発生気筒として出力させるものである。以下、第3の実施の形態について、具体的に説明する。   First, the outline of the engine control apparatus according to the third embodiment will be described with reference to the schematic functional block diagram shown in FIG. The engine control apparatus according to the third embodiment extracts a frequency component corresponding to the two rotation cycles of the engine based on a signal indicating the air-fuel ratio output from the air-fuel ratio sensor or the O2 sensor, and outputs it from the crank angle sensor. Based on the signal, the angular acceleration or angular jerk of the crank is calculated. Then, the cylinder that is leaner than the predetermined value based on the frequency component corresponding to the rotation period and the cylinder that is leaner than the predetermined value are detected based on the angular acceleration or the angular jerk. One of these results is output as a lean generation cylinder at least according to the engine speed or load (that is, the operating region). The third embodiment will be specifically described below.

図25に第3の実施の形態におけるコントロールユニット16のCPU21が有する機能を示す。CPU21は、第1の実施の形態と同様の機能を有する基本燃料噴射量演算部210、空燃比フィードバック補正値演算部211、2回転成分演算部212、第1噴射回数補正気筒演算部213、噴射回数演算部214、燃料噴射量演算部215、燃料噴射時期演算部216、および異常判定部217と、第2の実施の形態と同様の機能を有する角加速度・角加加速度演算部218および第2噴射回数補正気筒演算部219とに加えて、リーン判定方式切換部220とスイッチ221とを機能的に備える。したがって、以下の説明では、リーン判定方式切換部220の機能を中心に行う。   FIG. 25 shows the functions of the CPU 21 of the control unit 16 in the third embodiment. The CPU 21 has a basic fuel injection amount calculation unit 210, an air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211, a rotation component calculation unit 212, a first injection number correction cylinder calculation unit 213, an injection having the same functions as those in the first embodiment. The number calculation unit 214, the fuel injection amount calculation unit 215, the fuel injection timing calculation unit 216, the abnormality determination unit 217, the angular acceleration / angular jerk calculation unit 218, and the second function having the same functions as those of the second embodiment. In addition to the injection number correcting cylinder calculating unit 219, a lean determination method switching unit 220 and a switch 221 are functionally provided. Therefore, in the following description, the function of the lean determination method switching unit 220 is mainly performed.

図26はリーン判定方式切換部220の機能を模式的に示す図である。リーン判定方式切換部220は、以下の式(10)を用いて、リーン判定方式切換フラグf_ch_leanを設定する。リーン判定方式切換フラグf_ch_leanが1に設定された場合は、クランク角センサ15からの回転速度信号に対応するクランク軸の回転速度Neを用いて第2噴射回数補正気筒演算部219により設定された補正対象気筒N_hos_cylの噴射回数が補正される。リーン判定方式切換フラグf_ch_leanが0に設定された場合は、触媒上流空燃比センサ12からの空燃比信号を用いて第1噴射回数補正気筒演算部213により特定された補正対象気筒の噴射回数が補正される。
Tp≦K1_Tp かつ Ne≦K1_Neのとき、f_ch_lean=1
上記以外のとき、f_ch_lean=0 …(10)
FIG. 26 is a diagram schematically illustrating the function of the lean determination method switching unit 220. The lean determination method switching unit 220 sets the lean determination method switching flag f_ch_lean using the following equation (10). When the lean determination method switching flag f_ch_lean is set to 1, the correction set by the second injection number correction cylinder calculation unit 219 using the rotation speed Ne of the crankshaft corresponding to the rotation speed signal from the crank angle sensor 15 The number of injections of the target cylinder N_hos_cyl is corrected. When the lean determination method switching flag f_ch_lean is set to 0, the number of injections of the correction target cylinder specified by the first injection number correction cylinder calculating unit 213 is corrected using the air-fuel ratio signal from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12. Is done.
F_ch_lean = 1 when Tp ≦ K1_Tp and Ne ≦ K1_Ne
In other cases, f_ch_lean = 0 (10)

上記の式(10)において、K1_Tpは、触媒上流空燃比センサ12からの空燃比信号の2回転成分の検出精度に応じて決定され、K1_Neは、クランク角センサ15からの回転速度信号から算出される角加速度、角加加速度の検出精度に応じて決定されるのが好ましい。上記の式(10)は、エンジン9が比較的、低負荷、低回転で運転している場合に、角加速度、角加加速度を用いてリーン発生気筒を検出することを表している。すなわち、エンジン9が低回転で運転しているほど慣性力が強くなるので、燃焼トルクと角加速度との相関が高くなり、角加速度、角加加速度を用いることによるリーン発生気筒の検出精度が高くなることを利用している。さらに、式(10)は、エンジン9が比較的、高負荷、高回転で運転している場合に、空燃比信号を用いてリーン発生気筒を検出することを表している。すなわちエンジン9が高負荷、高回転で運転している場合には、排気弁から排出された排ガスが触媒上流空燃比センサ12に到達するまでの期間に拡散する度合が小さくなるため、空燃比信号を用いることによるリーン発生気筒の検出精度が高くなることを利用している。   In the above equation (10), K1_Tp is determined according to the detection accuracy of the two rotation components of the air-fuel ratio signal from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12, and K1_Ne is calculated from the rotation speed signal from the crank angle sensor 15. Preferably, it is determined according to the detection accuracy of the angular acceleration and angular jerk. The above expression (10) represents that the lean generation cylinder is detected using the angular acceleration and the angular jerk when the engine 9 is operated at a relatively low load and low rotation. That is, the inertial force increases as the engine 9 operates at a lower speed, and therefore the correlation between the combustion torque and the angular acceleration increases, and the detection accuracy of the lean generation cylinder by using the angular acceleration and the angular jerk increases. Is making use of. Further, Expression (10) represents that the lean generation cylinder is detected using the air-fuel ratio signal when the engine 9 is operated at a relatively high load and high rotation. That is, when the engine 9 is operating at a high load and high rotation, the degree to which the exhaust gas discharged from the exhaust valve diffuses during the period until it reaches the catalyst upstream air-fuel ratio sensor 12 is reduced. This makes use of the fact that the detection accuracy of the lean cylinder is increased by using.

リーン判定方式切換部220によりリーン判定方式切換フラグf_ch_leanが1に設定されると、スイッチ221が切り換って、第2噴射回数補正気筒演算部219によって設定された補正対象気筒番号N_hos_cylが噴射回数演算部214へ出力される。また、リーン判定方式切換部220によりリーン判定方式切換フラグf_ch_leanが0に設定されると、スイッチ221が切り換って、第1噴射回数補正気筒演算部213によって設定された補正対象気筒番号N_hos_cylが噴射回数演算部214へ出力される。   When the lean determination method switching flag f_ch_lean is set to 1 by the lean determination method switching unit 220, the switch 221 is switched, and the correction target cylinder number N_hos_cyl set by the second injection number correction cylinder calculation unit 219 is the number of injections. It is output to the calculation unit 214. Further, when the lean determination method switching flag f_ch_lean is set to 0 by the lean determination method switching unit 220, the switch 221 is switched, and the correction target cylinder number N_hos_cyl set by the first injection number correction cylinder calculation unit 213 is set. It is output to the injection number calculation unit 214.

以上で説明した第3の実施の形態によれば、第1および第2の実施の形態によって得られた作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
リーン判定方式切換部220は、少なくとも多気筒のエンジン9の回転速度または負荷に応じてスイッチ221を切り換えることにより、第1噴射回数補正気筒演算部213により検出された結果および第2噴射回数補正気筒演算部219により検出された結果のうちの一方の検出結果を、リーン発生気筒として出力させるようにした。上述したように、エンジン9が低負荷、低回転で運転している場合には、角加速度、角加加速度を用いることによりリーン発生気筒の検出精度を向上させ、エンジン9が高負荷、高回転で運転している場合には、空燃比信号を用いることによりリーン発生気筒の検出精度を向上させることができる。すなわちエンジン9の運転状態に応じて、リーン発生気筒の検出方式を異ならせるので、確実にリーン発生気筒を検出できる。
According to the third embodiment described above, in addition to the functions and effects obtained by the first and second embodiments, the following functions and effects are obtained.
The lean determination method switching unit 220 switches the switch 221 in accordance with at least the rotational speed or load of the multi-cylinder engine 9, thereby detecting the result detected by the first injection number correcting cylinder calculating unit 213 and the second injection number correcting cylinder. One of the detection results detected by the calculation unit 219 is output as a lean generation cylinder. As described above, when the engine 9 is operating at a low load and a low rotation, the detection accuracy of the lean generation cylinder is improved by using the angular acceleration and the angular jerk, and the engine 9 is operated at a high load and high rotation. When the engine is operated with the air-fuel ratio signal, the detection accuracy of the lean generation cylinder can be improved by using the air-fuel ratio signal. That is, since the detection method of the lean generation cylinder is changed according to the operating state of the engine 9, the lean generation cylinder can be reliably detected.

−第4の実施の形態−
図27〜31を参照して、第4の実施の形態によるエンジン制御装置について説明する。以下の説明では、第1、第2の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1、第2の実施の形態と同じである。本実施の形態では、触媒上流空燃比センサからの空燃比信号およびクランク角センサからの回転速度信号に基づく角加速度および角加加速度の両方を用いて補正対象気筒を特定する点で、第1、第2の実施の形態と異なる。
-Fourth embodiment-
An engine control apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first and second embodiments. In the present embodiment, the correction target cylinder is identified by using both the angular acceleration and the angular jerk based on the air-fuel ratio signal from the catalyst upstream air-fuel ratio sensor and the rotational speed signal from the crank angle sensor. Different from the second embodiment.

まず、図27に示す概略機能ブロック図を用いて、第4の実施の形態のエンジン制御装置の概要を説明する。第4の実施の形態のエンジン制御装置は、空燃比センサまたはO2センサから出力された空燃比を示す信号に基づいて、エンジンの2回転周期に相当する周波数成分を抽出し、クランク角センサから出力された信号に基づいて、クランクの角加速度または角加加速度を算出する。そして、2回転周期に相当する周波数成分に基づいて所定値よりもリーンになっている気筒を検出した結果と、角加速度または角加加速度に基づいて、所定値よりもリーンになっている気筒を検出した結果との両方を用いて、リーン発生気筒を検出するものである。以下、第4の実施の形態について、具体的に説明する。   First, the outline of the engine control apparatus of the fourth embodiment will be described with reference to the schematic functional block diagram shown in FIG. The engine control apparatus according to the fourth embodiment extracts a frequency component corresponding to the two rotation cycles of the engine based on a signal indicating the air-fuel ratio output from the air-fuel ratio sensor or the O2 sensor, and outputs it from the crank angle sensor. Based on the signal, the angular acceleration or angular jerk of the crank is calculated. Then, a cylinder that is leaner than a predetermined value based on a frequency component corresponding to two rotation cycles, and a cylinder that is leaner than a predetermined value based on angular acceleration or angular jerk The lean generation cylinder is detected using both of the detected results. The fourth embodiment will be specifically described below.

図28に第4の実施の形態におけるコントロールユニット16のCPU21が有する機能を示す。CPU21は、第1の実施の形態と同様の機能を有する基本燃料噴射量演算部210、空燃比フィードバック補正値演算部211、2回転成分演算部212、噴射回数演算部214、燃料噴射量演算部215、燃料噴射時期演算部216、および異常判定部217と、第2の実施の形態と同様の機能を有する角加速度・角加加速度演算部218とに加えて、第3噴射回数補正気筒演算部222を機能的に備える。したがって、以下の説明では、第3噴射回数補正気筒演算部222の機能を中心に行う。   FIG. 28 shows functions of the CPU 21 of the control unit 16 in the fourth embodiment. The CPU 21 includes a basic fuel injection amount calculation unit 210, an air-fuel ratio feedback correction value calculation unit 211, a rotation component calculation unit 212, an injection frequency calculation unit 214, and a fuel injection amount calculation unit that have the same functions as those in the first embodiment. 215, fuel injection timing calculation unit 216, abnormality determination unit 217, and angular acceleration / angular acceleration calculation unit 218 having the same functions as those of the second embodiment, a third injection number correction cylinder calculation unit 222 is functionally provided. Therefore, in the following description, the function of the third injection number correction cylinder calculation unit 222 is mainly performed.

図29は第3噴射回数補正気筒演算部222の機能を模式的に示す図である。図29に示すように、第3噴射回数補正気筒演算部222は、第1補正気筒番号演算部223および第2補正気筒番号演算部224を含んで構成される。第3噴射回数補正気筒演算部222は、第1補正気筒番号演算部223により検出された第1補正気筒番号N_hos_cyl_aと第2補正気筒番号演算部224により検出された第2補正気筒番号N_hos_cyl_bとに基づいて、以下の条件(a3)〜(d3)に従って補正対象気筒番号N_hos_cylを設定する。なお、N4はエンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。また、第1補正気筒番号演算部223および第2補正気筒番号演算部224については、説明を後述する。
(a3)第1補正気筒番号N_hos_cyl_a=1かつ第2補正気筒番号N_hos_cyl_b=1がN4回連続して成立した場合、第3噴射回数補正気筒演算部222は補正対象気筒番号N_hos_cylを1に設定する。
(b3)第1補正気筒番号N_hos_cyl_a=2かつ第2補正気筒番号N_hos_cyl_b=2がN4回連続して成立した場合、第3噴射回数補正気筒演算部222は補正対象気筒番号N_hos_cylを2に設定する。
(c3)第1補正気筒番号N_hos_cyl_a=3かつ第2補正気筒番号N_hos_cyl_b=3がN4回連続して成立した場合、第3噴射回数補正気筒演算部222は補正対象気筒番号N_hos_cylを3に設定する。
(d3)第1補正気筒番号N_hos_cyl_a=4かつ第2補正気筒番号N_hos_cyl_b=4がN4回連続して成立した場合、第3噴射回数補正気筒演算部222は補正対象気筒番号N_hos_cylを4に設定する。
FIG. 29 is a diagram schematically illustrating the function of the third injection number correcting cylinder calculating unit 222. As shown in FIG. 29, the third injection number correction cylinder calculation unit 222 includes a first correction cylinder number calculation unit 223 and a second correction cylinder number calculation unit 224. The third number-of-injection-correction cylinder calculation unit 222 is configured to set the first correction cylinder number N_hos_cyl_a detected by the first correction cylinder number calculation unit 223 and the second correction cylinder number N_hos_cyl_b detected by the second correction cylinder number calculation unit 224. Based on the following conditions (a3) to (d3), the correction target cylinder number N_hos_cyl is set. N4 is a value determined empirically in accordance with the characteristics of the engine 9. The first correction cylinder number calculation unit 223 and the second correction cylinder number calculation unit 224 will be described later.
(A3) When the first correction cylinder number N_hos_cyl_a = 1 and the second correction cylinder number N_hos_cyl_b = 1 are established N4 times consecutively, the third injection number correction cylinder calculating unit 222 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 1 .
(B3) When the first correction cylinder number N_hos_cyl_a = 2 and the second correction cylinder number N_hos_cyl_b = 2 are established N4 times consecutively, the third injection number correction cylinder calculation unit 222 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 2 .
(C3) When the first correction cylinder number N_hos_cyl_a = 3 and the second correction cylinder number N_hos_cyl_b = 3 are continuously established N4 times, the third injection number correction cylinder calculation unit 222 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 3 .
(D3) When the first correction cylinder number N_hos_cyl_a = 4 and the second correction cylinder number N_hos_cyl_b = 4 are continuously established N4 times, the third injection number correction cylinder calculation unit 222 sets the correction target cylinder number N_hos_cyl to 4 .

図30は第1補正気筒番号演算部223の機能を模式的に示す図である。第1補正気筒番号演算部223は、2回転成分演算部212により算出された位相スペクトルPhaseに基づいて、以下の条件(e3)〜(h3)に従ってリーン発生気筒を検出し、リーン発生気筒番号N_lean_cylを設定する。なお、K1a_Phase、K1b_Phase、K2a_Phase、K2b_Phase、K3a_Phase、K3b_Phase、K4a_Phase、K4b_Phase、およびN1はエンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。
(e3)K1a_Phase≦Phase≦K1b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1補正気筒番号演算部223はリーン発生気筒番号N_lean_cylを1に設定する。
(f3)K2a_Phase≦Phase≦K2b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1補正気筒番号演算部223はリーン発生気筒番号N_lean_cylを2に設定する。
(g3)K3a_Phase≦Phase≦K3b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1補正気筒番号演算部223はリーン発生気筒番号N_lean_cylを3に設定する。
(h3)K4a_Phase≦Phase≦K4b_PhaseがN1回連続して成立した場合、第1補正気筒番号演算部223はリーン発生気筒番号N_lean_cylを4に設定する。
なお、噴射回数演算部214により算出されたn番気筒の噴射回数Kai_nが、前回の算出周期で算出された噴射回数Kai_nの値から変化した場合には、第1噴射回数補正気筒演算部213はN1の回数を0にリセットする。
FIG. 30 is a diagram schematically illustrating the function of the first correction cylinder number calculation unit 223. The first correction cylinder number calculation unit 223 detects the lean generation cylinder according to the following conditions (e3) to (h3) based on the phase spectrum Phase calculated by the two-rotation component calculation unit 212, and the lean generation cylinder number N_lean_cyl. Set. Note that K1a_Phase, K1b_Phase, K2a_Phase, K2b_Phase, K3a_Phase, K3b_Phase, K4a_Phase, K4b_Phase, and N1 are values determined empirically according to the characteristics of the engine 9.
(E3) When K1a_Phase ≦ Phase ≦ K1b_Phase is established N1 times continuously, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 1.
(F3) When K2a_Phase ≦ Phase ≦ K2b_Phase is satisfied N1 times continuously, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 2.
(G3) When K3a_Phase ≦ Phase ≦ K3b_Phase is satisfied N1 times continuously, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 3.
(H3) When K4a_Phase ≦ Phase ≦ K4b_Phase is established N1 times continuously, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the lean generation cylinder number N_lean_cyl to 4.
When the injection number Kai_n of the nth cylinder calculated by the injection number calculation unit 214 is changed from the value of the injection number Kai_n calculated in the previous calculation cycle, the first injection number correction cylinder calculation unit 213 Reset the number of times N1 to zero.

上記のようにしてリーン発生気筒番号N_lean_cylが設定されると、第1補正気筒演算部223は、2回転成分演算部212により算出されたパワースペクトルPowerに基づいて、以下の条件(i3)〜(l3)に応じて補正対象気筒を特定し、第1補正気筒番号N_hos_cyl_aを設定する。なお、K1_Power、K2_Power、K3_PowerおよびK4_Powerは、エンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。
(i3)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=1かつK1_Power≦Powerの場合、第1補正気筒番号演算部223は第1補正気筒番号N_hos_cyl_aを1に設定する。
(j3)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=2かつK2_Power≦Powerの場合、第1補正気筒番号演算部223は第1補正気筒番号N_hos_cyl_aを2に設定する。
(k3)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=3かつK3_Power≦Powerの場合、第1補正気筒番号演算部223は第1補正気筒番号N_hos_cyl_aを3に設定する。
(l3)リーン発生気筒番号N_lean_cyl=4かつK4_Power≦Powerの場合、第1補正気筒番号演算部223は第1補正気筒番号N_hos_cyl_aを4に設定する。
When the lean generation cylinder number N_lean_cyl is set as described above, the first correction cylinder calculation unit 223 is based on the power spectrum Power calculated by the two-rotation component calculation unit 212 and satisfies the following conditions (i3) to ( The correction target cylinder is specified according to l3), and the first correction cylinder number N_hos_cyl_a is set. K1_Power, K2_Power, K3_Power, and K4_Power are values determined empirically according to the characteristics of the engine 9.
(I3) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 1 and K1_Power ≦ Power, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the first correction cylinder number N_hos_cyl_a to 1.
(J3) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 2 and K2_Power ≦ Power, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the first correction cylinder number N_hos_cyl_a to 2.
(K3) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 3 and K3_Power ≦ Power, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the first correction cylinder number N_hos_cyl_a to 3.
(L3) When the lean generation cylinder number N_lean_cyl = 4 and K4_Power ≦ Power, the first correction cylinder number calculation unit 223 sets the first correction cylinder number N_hos_cyl_a to 4.

図31は第2補正気筒番号演算部224の機能を模式的に示す図である。第2補正気筒番号演算部224は、クランク角センサ15からの回転速度信号を用いて角加速度・角加加速度演算部218によって算出された角加速度、角加加速度に基づいて、以下の条件(m3)〜(p3)に従って第2補正気筒番号N_hos_cly_bを設定する。なお、K1_dNe、K1_ddNe、K2_ddNeおよびN2はエンジン9の特性に応じて経験的に決まる値である。
(m3)dNe_1≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_1≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_1≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2補正気筒番号演算部224は第2補正気筒番号N_hos_cyl_bを1に設定する。
(n3)dNe_2≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_2≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_2≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2補正気筒番号演算部224は第2補正気筒番号N_hos_cyl_bを2に設定する。
(o3)dNe_3≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_3≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_3≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2補正気筒番号演算部224は第2補正気筒番号N_hos_cyl_bを3に設定する。
(p3)dNe_4≦K1_dNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_4≦K1_ddNeがN2回連続して成立、もしくはddNe_4≧K2_ddNeがN2回連続して成立した場合、第2補正気筒番号演算部224は第2補正気筒番号N_hos_cyl_bを4に設定する。
FIG. 31 is a diagram schematically illustrating the function of the second correction cylinder number calculation unit 224. The second correction cylinder number calculation unit 224 uses the rotational speed signal from the crank angle sensor 15 to calculate the following condition (m3) based on the angular acceleration and the angular jerk calculated by the angular acceleration / angular jerk calculation unit 218: ) To (p3), the second correction cylinder number N_hos_cly_b is set. K1_dNe, K1_ddNe, K2_ddNe, and N2 are values that are determined empirically according to the characteristics of the engine 9.
(M3) When dNe_1 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_1 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_1 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second correction cylinder number calculation unit 224 2 The correction cylinder number N_hos_cyl_b is set to 1.
(N3) When dNe_2 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_2 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_2 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second correction cylinder number calculation unit 224 2 The correction cylinder number N_hos_cyl_b is set to 2.
(O3) When dNe_3 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_3 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_3 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second correction cylinder number calculation unit 224 2 The correction cylinder number N_hos_cyl_b is set to 3.
(P3) When dNe_4 ≦ K1_dNe is established N2 times continuously, or ddNe_4 ≦ K1_ddNe is established N2 times continuously, or ddNe_4 ≧ K2_ddNe is established N2 times continuously, the second correction cylinder number calculation unit 224 2 The correction cylinder number N_hos_cyl_b is set to 4.

以上で説明した第4の実施の形態によれば、第1および第2の実施の形態により得られる作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
第1補正気筒番号演算部223は、2回転成分演算部212によって抽出された2回転周期に相当する周波数成分に基づいて所定値よりもリーン燃焼している気筒を検出し、第2補正気筒番号演算部224は、角加速度・角加加速度演算部218によって算出された角加速度または角加加速度に基づいて、所定値よりもリーン燃焼している気筒を検出する。そして、第3噴射回数補正気筒演算部222は、第1補正気筒番号演算部223による検出結果および第2補正気筒番号演算部224による検出結果の両方を用いて、リーン発生気筒を検出するようにした。換言すると、第1の実施の形態の第1噴射回数補正気筒演算部213と同様の方式と、第2の実施の形態の第2噴射回数補正気筒演算部219と同様の方式との両方の方式を用いてリーン発生気筒を検出できるので、検出精度を向上させることができる。特に、エンジン9が中負荷、中回転で運転している場合に、空燃比信号に基づくリーン発生気筒の検出精度と、角加速度、角加加速度に基づくリーン発生気筒の検出精度とが向上する。このため、エンジン9が中負荷、中回転で運転している場合に、第3噴射回数補正気筒演算部222によるリーン発生気筒の検出精度が向上させることができる。
According to the fourth embodiment described above, the following functions and effects can be obtained in addition to the functions and effects obtained by the first and second embodiments.
The first correction cylinder number calculation unit 223 detects a cylinder that burns leaner than a predetermined value based on the frequency component corresponding to the two rotation period extracted by the two rotation component calculation unit 212, and the second correction cylinder number Based on the angular acceleration or the angular jerk calculated by the angular acceleration / angular jerk calculating unit 218, the calculating unit 224 detects a cylinder that is leaner than a predetermined value. Then, the third injection number correcting cylinder calculating unit 222 detects the lean generation cylinder by using both the detection result by the first correcting cylinder number calculating unit 223 and the detection result by the second correcting cylinder number calculating unit 224. did. In other words, both a method similar to the first injection number correction cylinder calculating unit 213 of the first embodiment and a method similar to the second injection number correction cylinder calculating unit 219 of the second embodiment. Since the lean generation cylinder can be detected by using, detection accuracy can be improved. In particular, when the engine 9 is operated at medium load and medium rotation, the detection accuracy of the lean generation cylinder based on the air-fuel ratio signal and the detection accuracy of the lean generation cylinder based on the angular acceleration and the angular jerk are improved. For this reason, when the engine 9 is operating at medium load and medium rotation, the detection accuracy of the lean generation cylinder by the third injection number correcting cylinder calculating unit 222 can be improved.

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。説明に用いた実施の形態および変形例は、それぞれを適宜組み合わせて構成しても構わない。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also within the scope of the present invention. included. The embodiments and modifications used for the description may be configured by appropriately combining them.

1 エアクリーナ、 2 エアフローセンサ、
3 電子スロットル、 4 吸気管、
5 コレクタ、 6 アクセル、
7 燃料噴射弁、 8 点火プラグ、
9 エンジン、 10 排気管、
11 三元触媒、 12 触媒上流空燃比センサ、
13 アクセル開度センサ、 14 水温センサ、
15 クランク角センサ、 16 コントロールユニット、
17 スロットル開度センサ、 18 排気還流管、
19 排気還流量調節バルブ、 20 触媒下流O2センサ、
21 CPU、 22 ROM、
23 RAM、 24 入力回路、
25 入出力ポート、 26 点火出力回路、
27 燃料噴射弁駆動回路、 28 電子スロットル駆動回路、
29 吸気温センサ、 210 基本燃焼噴射量演算部、
211 空燃比フィードバック補正値演算部、 212 2回転成分演算部、
213 第1噴射回数補正気筒演算部、 214 噴射回数演算部、
215 燃料噴射量演算部、 216 燃料噴射時期演算部、
217 異常判定部、 218 角加速度・角加加速度演算部、
219 第2噴射回数補正気筒演算部、 220 リーン判定方式切換部、
221 スイッチ、 222 第3噴射回数補正気筒演算部、
223 第1補正気筒番号演算部、 224 第2補正気筒番号演算部
1 Air cleaner, 2 Air flow sensor,
3 Electronic throttle, 4 Intake pipe,
5 collectors, 6 accelerators,
7 Fuel injection valve, 8 Spark plug,
9 engine, 10 exhaust pipe,
11 Three-way catalyst, 12 Catalyst upstream air-fuel ratio sensor,
13 accelerator opening sensor, 14 water temperature sensor,
15 Crank angle sensor, 16 Control unit,
17 throttle opening sensor, 18 exhaust recirculation pipe,
19 Exhaust gas recirculation amount control valve, 20 Catalyst downstream O2 sensor,
21 CPU, 22 ROM,
23 RAM, 24 input circuit,
25 I / O port, 26 Ignition output circuit,
27 fuel injection valve drive circuit, 28 electronic throttle drive circuit,
29 intake air temperature sensor, 210 basic combustion injection amount calculation unit,
211 Air-fuel ratio feedback correction value calculation unit, 212 Two-rotation component calculation unit,
213 first injection number correction cylinder calculation unit, 214 injection number calculation unit,
215 fuel injection amount calculation unit, 216 fuel injection timing calculation unit,
217 abnormality determination unit, 218 angular acceleration / angular jerk calculation unit,
219 second injection number correction cylinder calculation unit, 220 lean determination method switching unit,
221 switch, 222 third injection number correction cylinder calculation unit,
223 first correction cylinder number calculation unit, 224 second correction cylinder number calculation unit

Claims (1)

複数の気筒のそれぞれに設けられた燃料噴射弁により、1サイクル中に複数回の燃料を噴射する分割燃料噴射を行うエンジンの制御装置において、
空燃比またはエンジンの運転状況を検出し、その検出結果に基づいて、前記複数の気筒のうち、他の気筒の空燃比と比べて所定値よりもリーンになっている気筒をリーン発生気筒として検出するリーン気筒検出手段と、
前記リーン気筒検出手段によって検出された前記リーン発生気筒に対する燃料噴射の回数を減少させる噴射回数制御手段と
空燃比センサまたはO2センサから出力された空燃比を示す信号に基づいて、前記複数の気筒を有するエンジンの2回転周期に相当する周波数成分を抽出する抽出手段と、
クランク角センサから出力された信号に基づいて、クランクの角加速度または角加加速度を算出する算出手段とを備え、
前記リーン気筒検出手段は、前記抽出手段によって抽出された前記2回転周期に相当する周波数成分に基づいて前記所定値よりもリーンになっている気筒を検出する第1検出手段と、前記算出手段によって算出された前記角加速度または角加加速度に基づいて、前記所定値よりもリーンになっている気筒を検出する第2検出手段とを含み、
少なくとも前記複数の気筒を有するエンジンの回転速度または負荷に応じて、前記第1検出手段による検出結果および前記第2検出手段による検出結果のうちの一方の検出結果を、前記リーン発生気筒として出力させる切換手段をさらに備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
In a control device for an engine that performs split fuel injection that injects fuel a plurality of times in one cycle by a fuel injection valve provided in each of a plurality of cylinders,
The air-fuel ratio or engine operating condition is detected, and based on the detection result, a cylinder that is leaner than a predetermined value compared to the air-fuel ratio of the other cylinders is detected as a lean generation cylinder among the plurality of cylinders. Lean cylinder detecting means to
Injection number control means for reducing the number of fuel injections to the lean generation cylinder detected by the lean cylinder detection means ;
Extraction means for extracting a frequency component corresponding to two rotation cycles of the engine having the plurality of cylinders based on a signal indicating the air-fuel ratio output from the air-fuel ratio sensor or the O2 sensor;
Calculation means for calculating the angular acceleration or angular jerk of the crank based on the signal output from the crank angle sensor;
The lean cylinder detecting means includes first detecting means for detecting a cylinder that is leaner than the predetermined value based on a frequency component corresponding to the two rotation cycles extracted by the extracting means, and the calculating means. Second detecting means for detecting a cylinder that is leaner than the predetermined value based on the calculated angular acceleration or angular jerk,
One detection result of the detection result by the first detection means and the detection result by the second detection means is output as the lean generation cylinder according to at least the rotation speed or load of the engine having the plurality of cylinders. An engine control device further comprising switching means .
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