JPH09280086A - Engine combustion controller - Google Patents

Engine combustion controller

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Publication number
JPH09280086A
JPH09280086A JP8086692A JP8669296A JPH09280086A JP H09280086 A JPH09280086 A JP H09280086A JP 8086692 A JP8086692 A JP 8086692A JP 8669296 A JP8669296 A JP 8669296A JP H09280086 A JPH09280086 A JP H09280086A
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JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
ignition timing
correction amount
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8086692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
幸大 ▲よし▼沢
Yukihiro Yoshizawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP8086692A priority Critical patent/JPH09280086A/en
Publication of JPH09280086A publication Critical patent/JPH09280086A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce NOx emitted from an engine as well as prevent its misfire especially under low load when an ignition point is set near the range causing misfire. SOLUTION: Calculating means 41 and 42 calculate an air-fuel ratio and ignition timing in lean-burn drive respectively, and a detecting means 43 detects the roughness of an engine. If the roughness is in a level below an allowance value, a correcting means 44 corrects the air-fuel ratio in lean-burn drive larger and retards the ignition timing in lean-burn drive to bring the roughness up to the maximum level in its stability.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの燃焼制御装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine combustion control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】リーンバーンシステム(理論空燃比での
運転とリーン空燃比での運転とに切換可能なシステム)
のエンジンにおいて、安定度限界から空燃比余裕代をと
ったリッチ側に空燃比と点火時期を設定するとともに、
リーン空燃比での運転時にラフネスセンサの検出結果を
もとに空燃比を安定度限界までリーン化し(リーンリミ
ット制御)、さらにこのリーンリミット制御に際して空
燃比をリーン化するときは同時に点火時期を進角補正
(リッチ化するときは同時に点火時期を遅角補正)する
ようにしたものが提案されている(特開昭60−626
61号公報参照)。
2. Description of the Related Art Lean burn system (a system capable of switching between operation at a theoretical air-fuel ratio and operation at a lean air-fuel ratio)
In the engine of, the air-fuel ratio and the ignition timing are set on the rich side where the air-fuel ratio margin is taken from the stability limit,
When operating with lean air-fuel ratio, the air-fuel ratio is leaned to the stability limit based on the detection result of the roughness sensor (lean limit control), and the ignition timing is advanced at the same time when the air-fuel ratio is leaned in this lean limit control. There has been proposed a method in which the angle is corrected (the ignition timing is corrected at the same time when the fuel is made rich) (Japanese Patent Laid-Open No. 60-626).
No. 61).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リーン
リミット制御により空燃比をリーン化するとき従来装置
のようにエンジンの負荷状態によらず点火時期を進角補
正させるのでは、低負荷時に空燃比のバラツキにより失
火が発生して運転性が著しく悪くなる。
However, when the air-fuel ratio is made lean by the lean limit control, the ignition timing is corrected by advancing regardless of the load condition of the engine as in the conventional device. Misfires will occur due to variations, and the drivability will deteriorate significantly.

【0004】これについて説明すると、高負荷時におい
ては図24(A)に示すように、検出されたラフネスが
許容値以下(安定度が許容値よりもよすぎる)のときリ
ーンリミット制御により空燃比(図ではA/Fで略記、
他の図において同じ)を設定点よりリーン化し、さら
に点火時期を進角させての点に移動させれば点火時期
がそれだけMBTに近づき、これによってNOxを低減
しつつ燃費が一段と向上するわけである。
Explaining this, at high load, as shown in FIG. 24 (A), when the detected roughness is less than or equal to the allowable value (the stability is better than the allowable value), the air-fuel ratio is controlled by the lean limit control. (Abbreviated as A / F in the figure,
(Same in other figures) is made leaner than the set point, and if the ignition timing is advanced to a point after which the ignition timing is moved closer to the MBT, the fuel consumption is further improved while reducing NOx. is there.

【0005】これに対して低負荷時には、図24(B)
に示すように等安定度で比較したとき高負荷時に比べて
安定度限界がMBTから、よりリタード側にあるため、
空燃比の余裕代(図示のΔA/F)をとった設定点で
の点火時期が高負荷時より進角側にくる。また、設定点
での空燃比は高負荷時よりリーン側にくる。リーン側
では点火時期を進角させると着火性が悪化するため失火
が発生し、運転性が悪くなる。低負荷時にもリーンリミ
ット制御により空燃比をリーン化するときに同時に点火
時期を進角させた場合、図24(B)においての点が
制御点になる。の点は失火ゾーンに非常に近いため、
その制御点で空燃比の制御バラツキがあった場合、失
火ゾーンに飛び込み、失火により運転性が悪化してい
た。
On the other hand, when the load is low, as shown in FIG.
As shown in, the stability limit is closer to the retard side than MBT when compared with high load, when compared with equal stability.
The ignition timing at the set point with a margin of air-fuel ratio (ΔA / F shown in the figure) is ahead of the high load. Also, the air-fuel ratio at the set point is leaner than at high load. On the lean side, if the ignition timing is advanced, the ignitability deteriorates and misfire occurs, resulting in poor drivability. If the ignition timing is advanced at the same time when the air-fuel ratio is made lean by the lean limit control even at a low load, the point in FIG. 24 (B) becomes the control point. Point is very close to the misfire zone,
If there was a variation in the control of the air-fuel ratio at that control point, it jumped into the misfire zone and the drivability deteriorated due to misfire.

【0006】そこで本発明は、リーンリミット制御によ
り空燃比をリーン化する場合に、特に低負荷時には点火
時期をリタードさせることにより、設定点と失火ゾーン
が近くなる低負荷時にNOxの低減しつつ失火を防ぐこ
とを目的とする。
Therefore, in the present invention, when the air-fuel ratio is made lean by the lean limit control, the ignition timing is retarded particularly when the load is low, so that the NOx is reduced while the NOx is reduced at the time when the load is close to the set point and the misfire zone. The purpose is to prevent.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明では、図25
に示すように、リーン運転時の空燃比を算出する手段4
1と、リーン運転時の点火時期を算出する手段42と、
エンジンのラフネスを検出する手段43と、このラフネ
スが許容値以下にあるときラフネスが安定度限界になる
ように前記リーン運転時の空燃比をリーン側に補正しか
つ前記リーン運転時の点火時期をリタード側に補正する
手段44と、この補正された空燃比となるようにエンジ
ンの空燃比を制御する手段45と、前記補正された点火
時期により点火を行う手段46とを設けた。
In the first invention, FIG.
As shown in, means 4 for calculating the air-fuel ratio during lean operation
1 and means 42 for calculating the ignition timing during lean operation,
Means 43 for detecting the roughness of the engine, and correcting the air-fuel ratio in the lean operation to the lean side so that the roughness becomes the stability limit when the roughness is below the allowable value, and setting the ignition timing in the lean operation. Means 44 for correcting to the retard side, means 45 for controlling the air-fuel ratio of the engine so as to obtain the corrected air-fuel ratio, and means 46 for igniting at the corrected ignition timing are provided.

【0008】第2の発明では、図26に示すように、リ
ーン運転時の空燃比を算出する手段41と、リーン運転
時の点火時期を算出する手段42と、エンジンのラフネ
スを検出する手段43と、このラフネスが許容値以上に
あるときラフネスが安定度限界になるように前記リーン
運転時の空燃比をリッチ側に補正しかつ前記リーン運転
時の点火時期を進角側に補正する手段51と、この補正
された空燃比となるようにエンジンの空燃比を制御する
手段45と、前記補正された点火時期により点火を行う
手段46とを設けた。
In the second aspect of the invention, as shown in FIG. 26, means 41 for calculating the air-fuel ratio during lean operation, means 42 for calculating the ignition timing during lean operation, and means 43 for detecting the roughness of the engine. And means for correcting the air-fuel ratio during the lean operation to the rich side and correcting the ignition timing during the lean operation to the advance side so that the roughness becomes the stability limit when the roughness is equal to or more than the allowable value. Further, means 45 for controlling the air-fuel ratio of the engine so as to obtain the corrected air-fuel ratio, and means 46 for igniting at the corrected ignition timing are provided.

【0009】第3の発明では、第1または第2の発明に
おいて、前記補正手段が、リーン運転時の最大負荷に対
する基準空燃比補正量と基準点火時期補正量を算出する
手段と、低負荷になるほど前記基準空燃比補正量が小さ
くなる側にかつ前記基準点火時期補正量が大きくなる側
にそれぞれ補正する手段とからなる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the correction means reduces the load by reducing the reference air-fuel ratio correction amount and the reference ignition timing correction amount with respect to the maximum load during lean operation. It further comprises means for correcting the reference air-fuel ratio correction amount to the smaller side and the reference ignition timing correction amount to the larger side.

【0010】第4の発明では、第1または第2の発明に
おいて、前記補正手段が、リーン運転時の最大負荷に対
する基準空燃比補正量と基準点火時期補正量を算出する
手段と、同一の回転数条件で低負荷になるほど、また同
一の負荷条件で低回転になるほど前記基準空燃比補正量
が小さくなる側にかつ前記基準点火時期補正量が大きく
なる側にそれぞれ補正する手段とからなる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the correction means has the same rotation as the means for calculating the reference air-fuel ratio correction amount and the reference ignition timing correction amount for the maximum load during lean operation. It comprises means for correcting the reference air-fuel ratio correction amount to a smaller side and the reference ignition timing correction amount to a larger side as the load becomes lower under a few conditions and as the engine speed becomes lower at the same load condition.

【0011】第5の発明では、第3または第4の発明に
おいて、リーン運転時にNOxを浄化可能な触媒を排気
管に設ける一方、リーン運転時における前記NOx浄化
触媒の温度が活性温度以下の領域で前記補正された基準
空燃比補正量を小さくしかつ前記補正された基準点火時
期補正量を大きくする。
According to a fifth aspect of the invention, in the third or fourth aspect of the invention, a catalyst capable of purifying NOx during lean operation is provided in the exhaust pipe, while the temperature of the NOx purifying catalyst during lean operation is below the activation temperature. In the above, the corrected reference air-fuel ratio correction amount is decreased and the corrected reference ignition timing correction amount is increased.

【0012】[0012]

【作用】従来例では設定点からの制御方向は空燃比のリ
ーン化程度と点火時期の進角補正量により決まる。この
制御方向が負荷に関係なく同じである従来例では、低負
荷時に制御点が失火ゾーンに非常に近い位置にくるた
め、空燃比の制御バラツキがあると失火が生じる。これ
に対して第1の発明では、空燃比のリーン化程度と点火
時期のリタード補正量により設定点からの制御方向が定
まり、失火ゾーンが安定度限界に近づいてくる低負荷時
には、制御点が失火ゾーンより余裕をもって離された位
置にくるので、失火を生じることがない。また、制御点
は安定度限界にくるので、燃費の点では従来例より若干
わるくなるもののNOxの発生量は従来例より少なくな
る。
In the conventional example, the control direction from the set point is determined by the leanness of the air-fuel ratio and the advance correction amount of the ignition timing. In the conventional example in which the control direction is the same regardless of the load, the control point comes to a position very close to the misfire zone when the load is low, so misfire occurs if there is control variation in the air-fuel ratio. On the other hand, in the first aspect of the present invention, the control direction from the set point is determined by the lean degree of the air-fuel ratio and the retard correction amount of the ignition timing, and the control point is set at the low load when the misfire zone approaches the stability limit. Since it is located at a position far from the misfire zone, no misfire will occur. Further, since the control point comes to the limit of stability, the amount of NOx generated is smaller than that of the conventional example, although the fuel consumption is slightly worse than that of the conventional example.

【0013】設定点と失火ゾーンの関係は負荷によって
変化し、低負荷になるほど失火ゾーンが設定点に近づい
ていくため、制御方向をマッチングしたときの負荷状態
に対しては適切であってもそれ以外の負荷状態になると
制御方向が不適切になるのであるが、第3の発明では、
ラフネスが許容値以下にあるとき低負荷になるほど空燃
比のリーン化程度が小さくなる側にかつ点火時期のリタ
ード補正量が大きくなる側に補正するので、制御方向が
いずれの負荷時にも適切なものとなり、低負荷時にNO
xを低減しつつ失火を防ぐことができるとともに、高負
荷時にはNOxを低減しつつ燃費を向上させることがで
きる。
The relationship between the set point and the misfire zone changes depending on the load, and as the load becomes lower, the misfire zone approaches the set point. Therefore, even if it is appropriate for the load state when the control directions are matched, The control direction becomes improper when the load state is other than the above, but in the third invention,
When the roughness is below the allowable value, the leaner the air-fuel ratio becomes, the smaller the load becomes, and the larger the retard correction amount of the ignition timing becomes, so that the control direction is appropriate for any load. And when the load is low, NO
It is possible to prevent misfire while reducing x, and it is possible to improve fuel efficiency while reducing NOx when the load is high.

【0014】第4の発明では、同じ負荷状態でも低回転
時には高回転時に比べて失火ゾーンが安定度限界に近づ
くことを考慮し、ラフネスが許容値以下であるとき同一
の回転数条件で低負荷になるほど、また同一の負荷条件
で低回転になるほど空燃比のリーン化程度を小さくかつ
点火時期のリタード補正量を大きくするので、リーンリ
ミット制御による空燃比のリーン化程度と点火時期のリ
タード補正量の各補正割合が負荷と回転数に応じて最適
化され、これにより特にアイドルに近い低回転時にもN
Oxを低減しつつ失火を防ぐことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, considering that the misfire zone approaches the stability limit at low speed even under the same load condition as compared to high speed, when the roughness is equal to or less than the allowable value, low load is performed under the same speed condition. And the lower the rotation speed under the same load condition, the smaller the lean air-fuel ratio and the larger the retard correction amount for the ignition timing, so the lean limit control makes the lean correction amount for the air-fuel ratio and the retard correction amount for the ignition timing. Each correction ratio of N is optimized according to the load and the number of revolutions.
Misfire can be prevented while reducing Ox.

【0015】第5の発明では、NOx浄化触媒を排気管
に設ける一方、リーン運転時におけるNOx浄化触媒の
温度が活性温度以下の領域でラフネスが許容値以下であ
るとき空燃比のリーン化程度を小さくしかつ点火時期の
リタード補正量を大きくするので、点火時期のリタード
量が大きくなる分だけ排気温度が上昇し、この排気温度
の上昇によりNOx浄化触媒の温度をすみやかに活性温
度にまで上昇させることができ、リーン運転時において
NOx浄化触媒を有効に活用できる。
In the fifth aspect of the present invention, the NOx purifying catalyst is provided in the exhaust pipe, while the lean air-fuel ratio is reduced when the roughness is less than the allowable value in the region where the temperature of the NOx purifying catalyst during lean operation is below the activation temperature. Since the ignition timing retard correction amount is increased while the ignition timing retard amount is increased, the exhaust temperature rises as much as the ignition timing retard amount increases, and the NOx purification catalyst temperature is quickly raised to the active temperature due to the increase in the exhaust temperature. Therefore, the NOx purification catalyst can be effectively used during lean operation.

【0016】[0016]

【実施例】図1において、吸入空気はエアクリーナ2か
らスロットル部3を通って吸気マニホールドのコレクタ
4にいったん蓄えられ、ここから吸気マニホールドの分
岐管5を通って各気筒の燃焼室に供給される。燃料はコ
ントロールユニット(図ではC/Uで略記)11よりの
噴射信号に基づき燃料噴射弁6からエンジン1の吸気ポ
ートに向けて噴射される。この噴射燃料は燃焼室内に流
入する空気と交ざって混合気を形成し、混合気は点火プ
ラグ7による火花点火により燃焼室内で燃焼する。燃焼
室内で燃焼したガスは排気管8より排出される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, intake air is temporarily stored in a collector 4 of an intake manifold from an air cleaner 2 through a throttle portion 3 and is then supplied to a combustion chamber of each cylinder through a branch pipe 5 of the intake manifold. . Fuel is injected from the fuel injection valve 6 toward the intake port of the engine 1 based on an injection signal from a control unit (abbreviated as C / U in the figure) 11. This injected fuel is mixed with air flowing into the combustion chamber to form a mixture, and the mixture is burned in the combustion chamber by spark ignition by the spark plug 7. The gas burned in the combustion chamber is discharged from the exhaust pipe 8.

【0017】コントロールユニット11にはクランク角
センサ12からのRef信号(4気筒では180°ご
と、6気筒では120°ごとに発生)と1°信号、エア
フローメータ13からの吸入空気量信号、スロットルセ
ンサ14からのスロットル開度信号、水温センサ16か
らの冷却水温信号等が入力され、これらに基づいて運転
状態を判断しながら条件に応じてリーン空燃比と理論空
燃比との制御を行う。
The control unit 11 includes a Ref signal from the crank angle sensor 12 (generated every 180 ° in four cylinders and every 120 ° in six cylinders) and a 1 ° signal, an intake air amount signal from the air flow meter 13, and a throttle sensor. The throttle opening signal from 14 and the cooling water temperature signal from the water temperature sensor 16 are input, and the lean air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio are controlled according to the conditions while judging the operating state based on these.

【0018】排気管8には三元触媒9が設置され、理論
空燃比の運転時に最大の転化効率をもって、排気中のN
Oxの還元とHC、COの酸化を行う。なお、この三元
触媒はリーン空燃比のときはHC、COを酸化するが、
NOxの転化率は低い。しかしながら、空燃比がリーン
側に移行すればするほどNOxの発生量は少なくなり、
所定の空燃比以上では三元触媒9で浄化するのと同じ程
度にまで下げることができ、同時にリーン運転になるほ
ど燃費が改善される。したがって、負荷のそれほど大き
くない所定の運転領域においては理論空燃比による運転
からリーン空燃比による運転に切換える。
A three-way catalyst 9 is installed in the exhaust pipe 8 to maximize the conversion efficiency when operating at the stoichiometric air-fuel ratio,
It reduces Ox and oxidizes HC and CO. This three-way catalyst oxidizes HC and CO at a lean air-fuel ratio,
The conversion rate of NOx is low. However, as the air-fuel ratio shifts to the lean side, the amount of NOx generated decreases,
Above a predetermined air-fuel ratio, the fuel consumption can be reduced to the same level as the purification by the three-way catalyst 9, and at the same time, the leaner the operation, the better the fuel consumption. Therefore, in a predetermined operation region where the load is not so large, the operation based on the stoichiometric air-fuel ratio is switched to the operation based on the lean air-fuel ratio.

【0019】空燃比をリーンにした場合の空燃比と点火
時期に対するMBT、安定度限界、NOxおよび燃費の
関係は図2に示した特性となるので、リーン空燃比での
各運転条件において図示の特性を把握した上で生産バラ
ツキ、部品バラツキおよび気候の変化に伴う空燃比バラ
ツキを考慮して、安定度限界から空燃比余裕代をとった
リッチ側に空燃比と点火時期を設定することになる。
The relationship between the MBT, the stability limit, NOx and the fuel consumption with respect to the air-fuel ratio and the ignition timing when the air-fuel ratio is made lean has the characteristics shown in FIG. 2, so that it is shown under each operating condition at the lean air-fuel ratio. After understanding the characteristics, the air-fuel ratio and the ignition timing will be set on the rich side with a margin of air-fuel ratio margin from the stability limit, taking into consideration the production variations, parts variations, and air-fuel ratio variations due to climate change. .

【0020】しかしながら、このときの設定点は空燃比
をリッチにしているぶん、燃費、NOxが不利になるの
で、リーン空燃比での運転時にラフネスセンサの検出結
果をもとに空燃比を安定度限界までリーン化する(リー
ンリミット制御)ことによって、この不利を解消するこ
とができる。
However, since the set point at this time is rich in the air-fuel ratio, the fuel consumption and NOx are disadvantageous. Therefore, the stability of the air-fuel ratio based on the detection result of the roughness sensor during operation at the lean air-fuel ratio is set. This disadvantage can be eliminated by leaning to the limit (lean limit control).

【0021】さて、このリーンリミット制御により空燃
比をリーン化するときにエンジンの負荷状態によらず点
火時期を進角補正するものがあり、このものでは、低負
荷時に空燃比の制御バラツキにより失火が発生して運転
性が著しく悪くなる。
There is one that corrects the ignition timing regardless of the load condition of the engine when the air-fuel ratio is made lean by this lean limit control. In this, misfire occurs due to the control variation of the air-fuel ratio at low load. Occurs and the drivability deteriorates remarkably.

【0022】これに対処するため本発明では、設定点と
失火限界の関係が運転条件(特に負荷)によって変わる
ことに着目し、リーンリミット制御時に負荷に応じて設
定点からの制御方向を変化させる。これを図3を参照し
て説明すると、同図では大きく3つの負荷時(上から低
負荷時、中負荷時、高負荷時)に分けており、各負荷時
の設定点からの制御方向(空燃比のリーン量と点火時
期のリタード量の割合)を矢印で示している。
To deal with this, the present invention focuses on the fact that the relationship between the set point and the misfire limit changes depending on the operating conditions (particularly the load), and changes the control direction from the set point according to the load during lean limit control. . This will be described with reference to FIG. 3. In FIG. 3, it is roughly divided into three loads (from the top, low load, medium load, high load), and the control direction from the set point at each load ( The ratio of the lean amount of the air-fuel ratio and the retard amount of the ignition timing) is indicated by an arrow.

【0023】まず、低負荷時は図3(A)に示したよう
にMBTと安定度限界のリタード方向の差が大きくな
り、設定点がリーンでかつ進角側となるため、失火ゾ
ーンに近くなる。この場合には、燃費は若干悪くなる
が、NOxの低減を狙い(図2参照)かつ失火を防ぐた
め、空燃比のリーン化と点火時期のリタードを行って安
定度限界に制御する。このときの制御方向は図示のよう
に右下に向かう(つまり制御点が失火ゾーンより引き
離される)ことになり、制御点で空燃比の制御バラツ
キが生じても失火ゾーンに飛び込むことがなくなるわけ
である。
First, when the load is low, the difference in the retard direction between the MBT and the stability limit becomes large as shown in FIG. 3 (A), and the set point is lean and on the advance side, so it is close to the misfire zone. Become. In this case, although the fuel consumption is slightly deteriorated, in order to reduce NOx (see FIG. 2) and prevent misfire, the air-fuel ratio is made lean and the ignition timing is retarded to control the stability limit. The control direction at this time goes to the lower right as shown in the figure (that is, the control point is separated from the misfire zone), and even if there is a control variation of the air-fuel ratio at the control point, it will not jump into the misfire zone. is there.

【0024】これに対して高負荷時は図3(C)のよう
に設定点がリッチでかつリタード側にあり失火ゾーン
から大きな余裕があるため、燃費向上とNOx低減を狙
い空燃比のみをリーン化する(図2参照)。ここで、点
火時期を固定としたのは、高負荷時は失火ゾーンからの
余裕はあるものの、従来例と同じに点火時期を進角させ
る方向に動かしていくと、失火ゾーンに近づく可能性が
あるからである。したがって、高負荷時だけで比較すれ
ば燃費は従来例のほうがよいが、NOxは本願のほうが
よくなる。
On the other hand, when the load is high, the set point is rich and on the retard side as shown in FIG. 3C, and there is a large margin from the misfire zone. Therefore, only the air-fuel ratio is lean to improve fuel efficiency and reduce NOx. (See FIG. 2). Here, the ignition timing is fixed, although there is a margin from the misfire zone at the time of high load, but if the ignition timing is advanced in the same direction as in the conventional example, there is a possibility of approaching the misfire zone. Because there is. Therefore, when comparing only when the load is high, the fuel efficiency is better in the conventional example, but the NOx is better in the present application.

【0025】中負荷時は上記の低負荷時と高負荷時の中
間的な制御方向となる(図3(B)参照)。
When the load is medium, the control direction is intermediate between the low load and the high load (see FIG. 3B).

【0026】コントロールユニット2で実行されるこの
制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明
する。
The contents of the control executed by the control unit 2 will be described with reference to the following flowchart.

【0027】図4、図5のフローチャートは燃料噴射弁
6に与える燃料噴射パルス幅(空燃比を定める)Tiと
点火装置に与える点火進角値(点火時期)ADVを決定
するためのメインルーチンで、4気筒エンジンであれば
エンジン1回転毎に実行する。
The flow charts of FIGS. 4 and 5 are main routines for determining the fuel injection pulse width Ti (determining the air-fuel ratio) Ti given to the fuel injection valve 6 and the ignition advance value (ignition timing) ADV given to the ignition device. If it is a 4-cylinder engine, it is executed every engine revolution.

【0028】図4のステップ1では運転条件を算出し、
算出した運転条件からステップ2において理論空燃比で
の運転時(以下ストイキ運転時という)の基本燃料噴射
量を算出する。このステップ1、2の内容を図6のサブ
ルーチンにより説明すると、ステップ21、22でエア
フローメータ出力より吸入空気量Qaを、またクランク
角センサからの信号をもとにエンジン回転数Nを算出
し、これらの値よりステップ23において Tp=(Qa/N)×k …(1) ただし、k:定数 の式によりストイキ運転時の基本噴射パルス幅量Tpを
計算する。このTpによりほぼ理論空燃比の混合気が得
られる。
In step 1 of FIG. 4, operating conditions are calculated,
In step 2, the basic fuel injection amount during operation at the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter referred to as stoichiometric operation) is calculated from the calculated operating conditions. The contents of steps 1 and 2 will be described with reference to the subroutine of FIG. 6. In steps 21 and 22, the intake air amount Qa is calculated from the output of the air flow meter, and the engine speed N is calculated based on the signal from the crank angle sensor. From these values, in step 23 Tp = (Qa / N) × k (1) However, the basic injection pulse width amount Tp at the time of stoichiometric operation is calculated by the equation of k: constant. With this Tp, an air-fuel mixture having a stoichiometric air-fuel ratio is obtained.

【0029】図4のステップ3ではストイキ運転時の基
本点火時期を算出する。これについては図7のサブルー
チンにより説明すると、ステップ31でTpとNを読み
込み、これらからステップ32において図8を内容とす
るマップを検索してストイキ運転時の基本点火進角値B
ADVを求める。ここで、点火時期は、圧縮上死点を基
準としてこれより進角側に測ったクランク角であるた
め、基本点火進角値BADVは[゜BTDC]の単位で
ある。
In step 3 of FIG. 4, the basic ignition timing during stoichiometric operation is calculated. This will be explained with reference to the subroutine of FIG. 7. In step 31, Tp and N are read, and in step 32, a map having the contents of FIG. 8 is searched to find the basic ignition advance value B during stoichiometric operation.
Find the ADV. Here, since the ignition timing is a crank angle measured on the advance side with respect to the compression top dead center, the basic ignition advance value BADV is a unit of [° BTDC].

【0030】図4のステップ4ではリーン運転条件かど
うかをみて、リーン運転条件の非成立時にはステップ
5、6に進み、 Ti=Tp×Co×α×2+Ts …(2) ただし、Co:各種補正係数 α:空燃比フィードバック補正係数 Ts:無効パルス幅 の式により燃料噴射パルス幅Tiを計算し、基本点火進
角値BADVを点火進角値ADVに移す。ステップ7で
はTiを燃料噴射弁制御用の出力レジスタに、またAD
Vを点火装置制御用の出力レジスタにそれぞれ転送す
る。
In step 4 of FIG. 4, it is determined whether or not the lean operation condition is satisfied. When the lean operation condition is not satisfied, the process proceeds to steps 5 and 6, and Ti = Tp × Co × α × 2 + Ts (2) where Co: various corrections The fuel injection pulse width Ti is calculated by the equation: coefficient α: air-fuel ratio feedback correction coefficient Ts: invalid pulse width, and the basic ignition advance value BADV is transferred to the ignition advance value ADV. In step 7, Ti is output to the output register for controlling the fuel injection valve, and AD
V is transferred to each output register for controlling the ignition device.

【0031】ここで、(2)式のCoはエンジンの始動
時、暖機時、高負荷時などの条件下で円滑な運転を確保
するための値、αはストイキ運転時に三元触媒9の転化
作用が効率よく引き出されるようにTpにより定まる基
本空燃比と理論空燃比とのずれを補正するための値、T
sは噴射弁6が噴射信号を受けてから実際に弁を開くま
での作動遅れを補償するための値である。
Here, Co in the equation (2) is a value for ensuring smooth operation under conditions such as engine startup, warm-up, and high load, and α is the value of the three-way catalyst 9 during stoichiometric operation. A value for correcting the deviation between the basic air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio, which is determined by Tp so that the conversion action can be efficiently extracted, T
s is a value for compensating the operation delay from when the injection valve 6 receives the injection signal to when the valve is actually opened.

【0032】また、(2)式はシーケンシャル噴射(エ
ンジン2回転毎に1回気筒別に噴射)の場合の式であ
る。
Equation (2) is an equation for sequential injection (injection for each cylinder once every two revolutions of the engine).

【0033】一方、リーン運転条件の成立時にはステッ
プ4よりステップ8に進んでリーン運転時の基本燃料噴
射量と基本点火時期を算出する。このステップ4、8の
内容について図9のサブルーチンにより説明すると、ス
テップ41でTpとスロットル開度TVOを読み込み、
ステップ42、43でTpと所定値δ(たとえば5.0
ms)、スロットル開度変化量ΔTVOと所定値β(た
とえば20゜/s)を比較する。
On the other hand, when the lean operation condition is satisfied, the routine proceeds from step 4 to step 8 to calculate the basic fuel injection amount and the basic ignition timing during lean operation. The contents of steps 4 and 8 will be described with reference to the subroutine of FIG. 9. In step 41, Tp and throttle opening TVO are read,
In steps 42 and 43, Tp and a predetermined value δ (for example, 5.0
ms), the throttle opening change amount ΔTVO and a predetermined value β (for example, 20 ° / s) are compared.

【0034】Tp≦δかつΔTVO≦βのときにはリー
ン運転条件の成立時と判断し、ステップ44でリーン運
転時の基本燃料噴射量を算出するための係数KLTP
を、NとTpから図10を内容とするマップ(KLTP
マップ)を検索することにより求め、この係数KLTP
をステップ45においてTpに乗算することによってリ
ーン運転時の基本噴射パルス幅LTPを算出する。ここ
で、KLTPは1.0よりも小さな値で、この値により
Tpを減量することで、理論空燃比よりリーン側の空燃
比が得られるようにするわけである。ステップ46では
NとTpから図11を内容とするマップ(LADVマッ
プ)を検索してリーン運転時の基本点火進角値LADV
を求める。このLADVの単位も[゜BTDC]であ
る。一方、Tp>δのとき(高負荷時)とΔTVO>β
のとき(急加速時)とはストイキ運転を行うため、ステ
ップ44、45、46に進ませない。
When Tp ≦ δ and ΔTVO ≦ β, it is determined that the lean operation condition is satisfied, and at step 44, a coefficient KLTP for calculating the basic fuel injection amount during lean operation.
From N and Tp to the map (KLTP
This coefficient KLTP is obtained by searching the map)
In step 45, Tp is multiplied to calculate the basic injection pulse width LTP during lean operation. Here, KLTP is a value smaller than 1.0, and Tp is reduced by this value so that an air-fuel ratio leaner than the theoretical air-fuel ratio can be obtained. In step 46, a map (LADV map) having the contents shown in FIG. 11 is retrieved from N and Tp, and the basic ignition advance value LADV during lean operation is searched.
Ask for. The unit of this LADV is also [° BTDC]. On the other hand, when Tp> δ (high load) and ΔTVO> β
At this time (during rapid acceleration), stoichiometric operation is performed, and therefore, steps 44, 45, and 46 are not advanced.

【0035】図5のステップ9では定常であるかどうか
をみる。ステップ9の内容を図12のサブルーチンによ
り説明すると、ステップ51でTVOを読み込み、TV
Oの変化量ΔTVOと所定値γ(たとえば5゜/s)を
ステップ52において比較する。ΔTVO≦γ(定常
時)のときはステップ53でリーンリミット制御を許可
(フラグを“1”にセット)し、ΔTVO>γのときに
はステップ54でリーンリミット制御を禁止(フラグを
“0”にリセット)する。
In step 9 of FIG. 5, it is checked whether or not it is stationary. The contents of step 9 will be described with reference to the subroutine shown in FIG.
In step 52, the variation ΔTVO of O and a predetermined value γ (for example, 5 ° / s) are compared. When ΔTVO ≦ γ (steady state), the lean limit control is permitted (set the flag to “1”) in step 53, and when ΔTVO> γ, the lean limit control is prohibited (the flag is reset to “0”) in step 54. ) Do.

【0036】図5のステップ9に戻り、定常でないとき
にはラフネスの精度のよい検出が困難であるためステッ
プ10、11に進み、 Ti=LTP×Co×α×2+Ts …(3) の式により燃料噴射パルス幅Tiを計算し、LADVを
点火進角値ADVに移したあと、ステップ12の操作を
実行する。なお、(3)式のαはリーン運転時にα=
1.0に固定される。
Returning to step 9 in FIG. 5, since it is difficult to detect the roughness accurately when it is not steady, the routine proceeds to steps 10 and 11, where Ti = LTP × Co × α × 2 + Ts (3) After calculating the pulse width Ti and shifting LADV to the ignition advance value ADV, the operation of step 12 is executed. Note that α in equation (3) is α = during lean operation.
It is fixed at 1.0.

【0037】定常時になると図5のステップ9よりステ
ップ13以降に進んでリーンリミット制御を行う。ステ
ップ13ではラフネスをみてこれが許容値以下のときに
はステップ14で基本燃料噴射量の減量補正と基本点火
時期のリタード補正を行って安定度限界に近づける。ラ
フネスが許容値以上のときはステップ13よりステップ
15に進み基本燃料噴射量の増量補正と点火時期の進角
補正を行って安定度を改善する。
In the steady state, the routine proceeds from step 9 of FIG. 5 to step 13 and thereafter to perform lean limit control. If the roughness is less than the allowable value in step 13, the basic fuel injection amount is reduced and the basic ignition timing is retarded in step 14 to approach the stability limit. When the roughness is equal to or more than the allowable value, the routine proceeds from step 13 to step 15 to improve the stability by performing the increase correction of the basic fuel injection amount and the advance angle correction of the ignition timing.

【0038】ここで、ステップ13、14、15の内容
を図13のサブルーチンにより詳述する。
Here, the contents of steps 13, 14 and 15 will be described in detail with reference to the subroutine of FIG.

【0039】ステップ61では回転数Nを読み込み、こ
のNからステップ62において
In step 61, the rotation speed N is read, and from this N, in step 62

【数1】 の式によりラフネスとしての回転変動率dNを算出す
る。
[Equation 1] The rotation variation rate dN as the roughness is calculated by the following equation.

【0040】ここで、(4)式のNaveは、1サイク
ルごとに新しいデータを取り込むとともに、最も古いデ
ータを捨てながら計算していくので、1サイクル毎に変
化する値である。
Here, Nave in equation (4) is a value that changes every cycle because new data is taken in every cycle and the oldest data is discarded while performing calculations.

【0041】なお、ラフネスはこれに限られない。たと
えば図示平均有効圧Piを計算し、このPiの変動率を
ラフネスとして用いてもかまわない。また、Pi変動率
の3〜7Hz分を取り出したサージトルクを用いること
もできる。
The roughness is not limited to this. For example, the indicated mean effective pressure Pi may be calculated and the fluctuation rate of this Pi may be used as the roughness. Further, it is also possible to use the surge torque obtained by extracting the Pi variation rate of 3 to 7 Hz.

【0042】ステップ63、64では回転変動率dNよ
り図14を内容とするテーブル(dLをテーブル)を検
索してリーンリミット制御用補正量dLを、またTpよ
り図15を内容とするテーブル(RAAテーブル)を検
索してリーンリミット制御用補正割合RAAをそれぞれ
求め、ステップ65、66において LLCTP=LTP+(dL×kTP)×RAA …(5) ただし、kTP:dLを噴射量補正量に換算するための
定数(たとえば0.3ms)の式によりリーンリミット
制御時の基本噴射パルス幅LLCTPを、また LLCADV=LADV+(dL×kADV)×(1−RAA) …(6) ただし、kADV:dLを点火時期補正量に換算するた
めの定数(たとえば3゜CA)の式によりリーンリミッ
ト制御時の点火進角値LLCADV[゜BTDC]を算
出する。
In steps 63 and 64, a table (dL is a table) having the contents of FIG. 14 is searched from the rotational fluctuation rate dN to obtain the lean limit control correction amount dL, and a table having the contents of FIG. 15 (RAA from Tp). Table) to obtain the lean limit control correction ratio RAA, and in steps 65 and 66, LLCTP = LTP + (dL × kTP) × RAA (5) where kTP: dL is converted to the injection amount correction amount. Of the basic injection pulse width LLCTP at the time of lean limit control by the equation of the constant (for example, 0.3 ms), and LLCADV = LADV + (dL × kADV) × (1-RAA) (6) where kADV: dL is the ignition timing. The ignition advance value L during lean limit control is calculated using a constant (for example, 3 ° CA) formula for conversion into a correction amount. To calculate the CADV [degrees BTDC].

【0043】ここで、リーンリミット制御用補正量dL
は図14に示したように回転変動率dNが許容値(たと
えば3%近傍)以下(回転変動が小さい)にあるとき
負、また許容値以上(回転変動が大きい)のとき正とな
る値であり、(5)式のdL×kTPがリーン運転時の
最大負荷に対する燃料噴射量補正量、またdL×kAD
Vがリーン運転時の最小負荷に対する点火時期補正量で
ある。回転変動が許容値以下にあるときにはdL×kT
P×RAAの分だけ基本噴射パルス幅LTPを減量側に
補正(リーン化)しかつ基本点火進角値LADVをdL
×kADV×(1−RAA)の分だけリタード側に補正
することにより、また回転変動が許容値を越えるとdL
×kTP×RAAの分だけLTPを増量補正(リッチ
化)しかつLADVをdL×kADV×(1−RAA)
の分だけ進角補正することによって安定度限界に制御す
るのである。なお、回転変動率dNが許容値の範囲内に
あるときには図14のようにdL=0としている。
Here, the correction amount dL for lean limit control
As shown in FIG. 14, is a value that is negative when the rotation fluctuation rate dN is equal to or less than an allowable value (for example, near 3%) (small rotation fluctuation), and is positive when it is equal to or higher than the allowable value (large rotation fluctuation). Yes, dL × kTP in equation (5) is the fuel injection amount correction amount for the maximum load during lean operation, and dL × kAD
V is the ignition timing correction amount for the minimum load during lean operation. When the rotation fluctuation is below the allowable value, dL × kT
The basic injection pulse width LTP is corrected (made lean) by the amount of P × RAA and the basic ignition advance value LADV is set to dL.
× kADV × (1-RAA) is corrected to the retard side, and when the rotational fluctuation exceeds the allowable value, dL
× LTP increase by LTP (rich) and LADV is dL × kADV × (1-RAA)
By controlling the advance angle by the amount, the stability limit is controlled. When the rotational fluctuation rate dN is within the allowable range, dL = 0 is set as shown in FIG.

【0044】また、リーンリミット制御用補正割合RA
Aは、図15に示したようにリーン運転時における最大
のTpのとき1.0で、これよりTpが小さくなるほど
小さくなる値である。この補正割合RAAにより低負荷
になるほど燃料噴射量補正量(dL×kTP)が小さく
なり(空燃比のリーン化程度が小さくなり)かつ点火時
期補正量(dL×kADV)が大きくなる。
Further, the lean limit control correction ratio RA
As shown in FIG. 15, A is 1.0 at the maximum Tp during lean operation, and is a value that becomes smaller as Tp becomes smaller than this. As the load becomes lower due to the correction ratio RAA, the fuel injection amount correction amount (dL × kTP) becomes smaller (the air-fuel ratio becomes leaner) and the ignition timing correction amount (dL × kADV) becomes larger.

【0045】図5に戻りステップ16、17では Ti=LLCTP×Co×α×2+Ts …(7) の式により燃料噴射パルス幅Tiを計算し、LLCAD
Vを点火進角値ADVに移したあと、ステップ12の操
作を実行する。このときもαは1.0に固定されてい
る。
Returning to FIG. 5, in steps 16 and 17, the fuel injection pulse width Ti is calculated by the following formula: Ti = LLCTP × Co × α × 2 + Ts (7)
After shifting V to the ignition advance value ADV, the operation of step 12 is executed. Also at this time, α is fixed at 1.0.

【0046】ここで、本実施形態の作用を、ラフネスが
許容値以下の場合について図3を参照しながら説明す
る。
Here, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 3 when the roughness is equal to or less than the allowable value.

【0047】従来例では同じ値のラフネス状態であれ
ば、負荷に関係なく設定点からの制御方向が同じであ
り(図24(A)、図24(B)参照)、低負荷時には
図24(B)に示したように制御点が失火ゾーンに非
常に近い位置にくるため、空燃比の制御バラツキにより
失火を生じることを前述した。
In the conventional example, if the roughness is the same value, the control direction from the set point is the same regardless of the load (see FIGS. 24 (A) and 24 (B)). As described above, since the control point comes to a position very close to the misfire zone as shown in B), misfire is caused by the control variation of the air-fuel ratio.

【0048】これに対して本実施形態では、同じ値のラ
フネス状態(つまりdLが一定のとき)でも、負荷によ
り設定点からの制御方向が異なり、まず低負荷時に
は、補正割合RAAが高負荷時より小さくなることか
ら、空燃比のリーン化程度(dL×kTp×RAAによ
り定まる)が小さくなり、かつリタード補正量(dL×
kADV×(1−RAA)により定まる)が大きくな
る。このときには、設定点からの制御方向が図3
(A)のように右下に向かい、制御点が失火ゾーンよ
り余裕をもって離された位置にくるので、失火を生じる
ことがないのである。また、制御点は安定度限界にく
るので、燃費の点では従来例より若干わるくなるものの
NOxの発生量は従来例より少なくなる。
On the other hand, in the present embodiment, even in the roughness state of the same value (that is, when dL is constant), the control direction from the set point differs depending on the load. First, when the load is low, the correction ratio RAA is high. Since it becomes smaller, the lean degree of the air-fuel ratio (determined by dL × kTp × RAA) becomes smaller, and the retard correction amount (dL ×
kADV x (1-RAA)) becomes large. At this time, the control direction from the set point is shown in FIG.
As shown in (A), the control point comes to a position separated from the misfire zone with a margin, so that no misfire occurs. Further, since the control point comes to the limit of stability, the amount of NOx generated is smaller than that of the conventional example, although the fuel consumption is slightly worse than that of the conventional example.

【0049】一方、リーン運転時の最大負荷時になる
と、補正割合RAAが最大の値である1.0になるの
で、空燃比のリーン化程度がリーン運転時の最大負荷に
対する値にかつリタード補正量がゼロになり、設定点
からの制御方向が図3(C)のように右に向かう。この
ときには、MBTと安定度限界とが近いので、従来例の
ように点火時期を進角させなくとも燃費は向上し、かつ
制御点が安定度限界にくることからNOxの発生量も
少なくてすむ。
On the other hand, at the time of the maximum load during lean operation, the correction ratio RAA becomes 1.0 which is the maximum value, so the degree of leaning of the air-fuel ratio is the value for the maximum load during lean operation and the retard correction amount. Becomes zero, and the control direction from the set point moves to the right as shown in FIG. 3 (C). At this time, since the MBT and the stability limit are close to each other, fuel consumption is improved without advancing the ignition timing as in the conventional example, and the control point reaches the stability limit, so that the amount of NOx generated is small. .

【0050】このようにして、本実施形態では、同じ値
のラフネス状態においても、負荷に応じて空燃比のリー
ン化程度と点火時期のリタード補正量の補正割合RAA
を変化させた(低負荷時にはリーン化程度を小さくかつ
点火時期のリタード補正量を大きくし、高負荷時にはリ
ーン化程度を大きくかつ点火時期のリタード補正量を小
さくした)ので、リーンリミット制御時の負荷条件に関
係なく失火を防ぎつつリーン運転時の燃費とNOxの各
性能を向上することができる。
As described above, in this embodiment, the correction ratio RAA of the degree of leaning of the air-fuel ratio and the retard correction amount of the ignition timing depending on the load even in the roughness state of the same value.
Was changed (when the load is low, the lean degree is small and the ignition timing retard correction amount is large, and when the load is high, the lean degree is large and the ignition timing retard correction amount is small). It is possible to improve fuel efficiency and NOx performance during lean operation while preventing misfire regardless of load conditions.

【0051】図16は第2実施形態のフローチャート
で、図13に対応する。図13と異なるのはステップ7
1だけで、ここではNとTpから図17を内容とするマ
ップを検索してリーンリミット制御用補正割合RAAを
求めている。これ以外の制御は第1実施形態と同じであ
る(つまり図4、図5、図6、図7、図9、図12は第
2実施形態でも使う)。
FIG. 16 is a flowchart of the second embodiment and corresponds to FIG. Step 7 is different from FIG.
With only 1, here, a map having the contents of FIG. 17 is searched from N and Tp to obtain the lean limit control correction ratio RAA. The other controls are the same as those in the first embodiment (that is, FIGS. 4, 5, 6, 7, 9 and 12 are also used in the second embodiment).

【0052】同じ負荷状態でもエンジン低回転時は高回
転時より燃焼が不安定となるため、特にアイドルに近い
低回転時は燃焼が不安定であり失火が発生しやすい。た
とえば、図18(A)で示したように高負荷状態での高
回転時に設定点からの制御方向がほぼ右方向にあり、
制御点に失火ゾーンからの適度の余裕代があるとして
も、同じ高負荷状態でありながら低回転時になると、図
18(B)のように高回転時に比べて失火ゾーンが安定
度限界に近づいてくるため、高回転時と同じに制御方向
をほぼ右方向にしているのでは、失火ゾーンからの余裕
代が小さくなり(不適切となり)、空燃比の制御バラツ
キがあれば失火が生じてしまうことになる。したがっ
て、リーンリミット制御時にエンジン回転数によらず失
火の発生を防ぐためには、設定点からの制御方向をエ
ンジン負荷だけでなくエンジン回転数に応じても変化さ
せる必要があり、図18の場合であれば、低回転時にな
ると制御方向を右下に向かわせることによって、失火ゾ
ーンからの余裕代を増大させるのである。
Even under the same load condition, combustion becomes more unstable at low engine speeds than at high engine speeds. Therefore, especially at low engine speeds near idle, combustion is unstable and misfires easily occur. For example, as shown in FIG. 18 (A), the control direction from the set point is almost rightward at the time of high rotation in a high load state,
Even if the control point has an adequate allowance from the misfire zone, at the same high load and low speed, the misfire zone approaches the stability limit as compared to the high speed as shown in FIG. 18 (B). For this reason, if the control direction is set to the right almost the same as at the time of high rotation, the margin from the misfire zone will be small (inappropriate), and misfire will occur if there is a variation in the air-fuel ratio control. become. Therefore, in order to prevent the occurrence of misfire regardless of the engine speed during lean limit control, it is necessary to change the control direction from the set point not only according to the engine load but also according to the engine speed. If so, at low speeds, the control direction is directed to the lower right to increase the margin from the misfire zone.

【0053】具体的には、図17に示したように、同じ
値のTpでも回転数が小さくなるほどRAAの値を小さ
くすることによって、低回転時にはリーンリミット制御
時のリーン化程度が小さくなりかつリタード補正量が大
きくなる(つまり低回転時の制御方向が図18(B)の
ように右下方向になる)わけである。
Specifically, as shown in FIG. 17, the RAA value is made smaller as the rotation speed becomes smaller even at the same value of Tp, so that the lean degree at the lean limit control becomes small at the low rotation speed and That is, the retard correction amount becomes large (that is, the control direction at the time of low rotation becomes the lower right direction as shown in FIG. 18B).

【0054】このようにして第2実施形態では、同じ負
荷状態でも低回転時には高回転時に比べて失火ゾーンが
安定度限界に近づくことを考慮し、補正割合RAAをT
pだけでなくNをもパラメータとして求めるようにした
ので、リーンリミット制御による空燃比のリーン化程度
と点火時期のリタード補正量の各補正割合が負荷と回転
数に応じて最適化され、これにより特にアイドルに近い
低回転時にもNOxを低減しつつ失火を防ぐことができ
る。
As described above, in the second embodiment, the correction ratio RAA is set to T in consideration of the fact that even under the same load condition, the misfire zone approaches the stability limit at low speed as compared to high speed.
Since not only p but also N is obtained as a parameter, each correction ratio of the lean air-fuel ratio by the lean limit control and the retard correction amount of the ignition timing is optimized according to the load and the rotational speed. In particular, it is possible to prevent misfire while reducing NOx even at a low rotation speed close to idle.

【0055】図19は第3実施形態で図1に対応する。
三元触媒9はリーン運転時にNOxの転化率が低くくな
るので、図19に示したように、リーン運転時にNOx
を浄化可能な触媒(公知)31を三元触媒9の下流に設
けたものがある。
FIG. 19 corresponds to FIG. 1 in the third embodiment.
Since the three-way catalyst 9 has a low NOx conversion rate during lean operation, as shown in FIG. 19, NOx conversion occurs during lean operation.
There is a catalyst (publicly known) 31 that can purify the above is provided downstream of the three-way catalyst 9.

【0056】NOx浄化触媒31の転化率は、図20に
示したように、触媒温度がT50(転化率が50%とな
る温度)以下になると転化率が著しく悪くなるので、リ
ーン運転における始動後暖機中(たとえば水温が60℃
以上)および低負荷時が続きNOx浄化触媒31の温度
が低下した場合はNOx浄化触媒の温度をT50以上に
上昇させることが大切になる。ここで、リーンリミット
制御により設定点から安定度限界まで空燃比をリーン化
した際の点火時期のリタード量(図13のステップ66
のdL×KADV×(1−RAA)のこと)と排気温度
の関係を図21に示すと、点火時期のリタード量が大き
いほど排気温度が上昇するのであるから、NOx浄化触
媒31の低温時には、リーンリミット制御時の制御方向
を変えて点火時期のリタード量を大きくすることがNO
x浄化触媒によるNOx浄化の上で有効となる。
As shown in FIG. 20, the conversion rate of the NOx purifying catalyst 31 becomes significantly worse when the catalyst temperature becomes T50 (temperature at which the conversion rate becomes 50%) or lower. During warm-up (for example, water temperature is 60 ° C)
(Above) and when the temperature of the NOx purification catalyst 31 is lowered during a low load period, it is important to raise the temperature of the NOx purification catalyst to T50 or higher. Here, the retard amount of the ignition timing when the air-fuel ratio is made lean from the set point to the stability limit by the lean limit control (step 66 in FIG. 13).
21 and the exhaust temperature are shown in FIG. 21, the exhaust temperature rises as the retard amount of the ignition timing increases, so when the NOx purification catalyst 31 is at a low temperature, It is not possible to increase the retard amount of ignition timing by changing the control direction during lean limit control.
It is effective in purifying NOx by the x purification catalyst.

【0057】制御の流れは第1実施形態(または第2実
施形態)とほぼ同様であるが、図13(または図16)
に代えて図22を用いる点が異なる。図13と異なる部
分(つまり図22のステップ81、82、83)を主に
説明すると、ステップ81では温度センサ32(図19
参照)によりNOx浄化触媒31の温度TCATを読み
込み、ステップ82においてこの触媒温度TCATから
図23を内容とするテーブル(RCATテーブル)検索
して温度補正係数RCATを求め、ステップ83ではこ
れをステップ64で求めている補正割合RAAに乗算し
た値を改めて補正割合RAAとおく。
The control flow is almost the same as in the first embodiment (or the second embodiment), except that FIG. 13 (or FIG. 16).
22 is used instead of the above. The part different from FIG. 13 (that is, steps 81, 82 and 83 in FIG. 22) will be mainly described. In step 81, the temperature sensor 32 (see FIG.
23), the temperature TCAT of the NOx purification catalyst 31 is read, and in step 82, the temperature correction coefficient RCAT is obtained by searching a table (RCAT table) having the contents of FIG. 23 from this catalyst temperature TCAT. In step 83, this is read in step 64. The value obtained by multiplying the calculated correction ratio RAA is set again as the correction ratio RAA.

【0058】温度補正係数RCATは、図23のように
触媒温度TCATがT50より低い領域で0に近い値と
しており、これによって補正割合RAAが小さくなる。
このときには、リーンリミット制御による空燃比のリー
ン化程度が0に近い値になり、かつ点火時期のリタード
補正量が大きくなる。このときの制御方向を、第1実施
形態の図3(A)に重ねて示すと、破線矢印となるわけ
で、これによって点火時期のリタード量が大きくなる分
だけ排気温度が上昇するのである。この排気温度の上昇
によりNOx浄化触媒31の温度をすみやかに活性温度
にまで上昇させることができ、リーン運転時においてN
Ox浄化触媒31を有効に活用できる。
The temperature correction coefficient RCAT is set to a value close to 0 in the region where the catalyst temperature TCAT is lower than T50 as shown in FIG. 23, whereby the correction ratio RAA becomes small.
At this time, the degree of leaning of the air-fuel ratio by the lean limit control becomes a value close to 0, and the retard correction amount of the ignition timing becomes large. When the control direction at this time is overlapped with FIG. 3A of the first embodiment and shown by a broken line arrow, the exhaust temperature rises as much as the retard amount of the ignition timing increases. Due to this rise in exhaust temperature, the temperature of the NOx purification catalyst 31 can be promptly raised to the activation temperature, and N
The Ox purification catalyst 31 can be effectively used.

【0059】[0059]

【発明の効果】設定点からの制御方向が空燃比のリーン
化程度と点火時期の進角補正量により決まる、この制御
方向が負荷に関係なく同じである従来例では、低負荷時
に制御点が失火ゾーンに非常に近い位置にくるため、空
燃比の制御バラツキがあると失火が生じるのであるが、
第1の発明では、空燃比のリーン化程度と点火時期のリ
タード補正量により設定点からの制御方向が定まり、失
火ゾーンが安定度限界に近づいてくる低負荷時には、制
御点が失火ゾーンより余裕をもって離された位置にくる
ので、失火を生じることがない。また、制御点は安定度
限界にくるので、燃費の点では従来例より若干わるくな
るもののNOxの発生量は従来例より少なくなる。
The control direction from the set point is determined by the lean degree of the air-fuel ratio and the advance correction amount of the ignition timing. In the conventional example in which the control direction is the same regardless of the load, the control point is set at a low load. Since it comes to a position very close to the misfire zone, misfire occurs if there is a variation in the air-fuel ratio control.
In the first aspect of the invention, the control direction from the set point is determined by the lean air-fuel ratio and the retard correction amount of the ignition timing, and when the misfire zone approaches the stability limit at low load, the control point has a margin over the misfire zone. Since they come to the separated position, there is no accidental fire. Further, since the control point comes to the limit of stability, the amount of NOx generated is smaller than that of the conventional example, although the fuel consumption is slightly worse than that of the conventional example.

【0060】設定点と失火ゾーンの関係は負荷によって
変化し、低負荷になるほど失火ゾーンが設定点に近づい
ていくため、制御方向をマッチングしたときの負荷状態
に対しては適切であってもそれ以外の負荷状態になると
制御方向が不適切になるのであるが、第3の発明では、
ラフネスが許容値以下にあるとき低負荷になるほど空燃
比のリーン化程度が小さくなる側にかつ点火時期のリタ
ード補正量が大きくなる側に補正するので、制御方向が
いずれの負荷時にも適切なものとなり、低負荷時にNO
xを低減しつつ失火を防ぐことができるとともに、高負
荷時にはNOxを低減しつつ燃費を向上させることがで
きる。
The relationship between the set point and the misfire zone changes depending on the load, and as the load becomes lower, the misfire zone approaches the set point. Therefore, even if it is appropriate for the load state when the control directions are matched, The control direction becomes improper when the load state is other than the above, but in the third invention,
When the roughness is below the allowable value, the leaner the air-fuel ratio becomes, the smaller the load becomes, and the larger the retard correction amount of the ignition timing becomes, so that the control direction is appropriate for any load. And when the load is low, NO
It is possible to prevent misfire while reducing x, and it is possible to improve fuel efficiency while reducing NOx when the load is high.

【0061】第4の発明では、同じ負荷状態でも低回転
時には高回転時に比べて失火ゾーンが安定度限界に近づ
くことを考慮し、ラフネスが許容値以下であるとき同一
の回転数条件で低負荷になるほど、また同一の負荷条件
で低回転になるほど空燃比のリーン化程度を小さくかつ
点火時期のリタード補正量を大きくするので、リーンリ
ミット制御による空燃比のリーン化程度と点火時期のリ
タード補正量の各補正割合が負荷と回転数に応じて最適
化され、これにより特にアイドルに近い低回転時にもN
Oxを低減しつつ失火を防ぐことができる。
In the fourth aspect of the present invention, considering that the misfire zone approaches the stability limit at low speed even under the same load condition as compared to high speed, when the roughness is equal to or less than the allowable value, low load is performed under the same speed condition. And the lower the rotation speed under the same load condition, the smaller the lean air-fuel ratio and the larger the retard correction amount for the ignition timing, so the lean limit control makes the lean correction amount for the air-fuel ratio and the retard correction amount for the ignition timing. Each correction ratio of N is optimized according to the load and the number of revolutions.
Misfire can be prevented while reducing Ox.

【0062】第5の発明では、NOx浄化触媒を排気管
に設ける一方、リーン運転時におけるNOx浄化触媒の
温度が活性温度以下の領域でラフネスが許容値以下であ
るとき空燃比のリーン化程度を小さくしかつ点火時期の
リタード補正量を大きくするので、点火時期のリタード
量が大きくなる分だけ排気温度が上昇し、この排気温度
の上昇によりNOx浄化触媒の温度をすみやかに活性温
度にまで上昇させることができ、リーン運転時において
NOx浄化触媒を有効に活用できる。
In the fifth aspect of the present invention, while the NOx purification catalyst is provided in the exhaust pipe, when the temperature of the NOx purification catalyst during lean operation is below the activation temperature and the roughness is below the allowable value, the degree of leaning of the air-fuel ratio is reduced. Since the ignition timing retard correction amount is increased while the ignition timing retard amount is increased, the exhaust temperature rises as much as the ignition timing retard amount increases, and the NOx purification catalyst temperature is quickly raised to the active temperature due to the increase in the exhaust temperature. Therefore, the NOx purification catalyst can be effectively used during lean operation.

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

【図1】第1実施形態の制御システム図である。FIG. 1 is a control system diagram of a first embodiment.

【図2】リーン運転時の空燃比、点火時期に対する各種
性能の関係を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between various performances with respect to the air-fuel ratio and the ignition timing during lean operation.

【図3】低負荷時、中負荷時、高負荷時の各負荷におけ
るリーンリミット制御時の制御方向の違いを説明するた
めの図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a difference in control direction during lean limit control for each load under low load, medium load, and high load.

【図4】燃料噴射パルス幅Tiと点火進角値ADVの決
定を説明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining determination of a fuel injection pulse width Ti and an ignition advance value ADV.

【図5】燃料噴射パルス幅Tiと点火進角値ADVの決
定を説明するためのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining determination of a fuel injection pulse width Ti and an ignition advance value ADV.

【図6】図4のステップ1、2のサブルーチンを説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a subroutine of steps 1 and 2 in FIG.

【図7】図4のステップ3のサブルーチンを説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining a subroutine of step 3 of FIG.

【図8】基本点火進角値BADVの特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram of a basic ignition advance value BADV.

【図9】図4のステップ4、8のサブルーチンを説明す
るためのフローチャートである。
9 is a flowchart for explaining a subroutine of steps 4 and 8 in FIG.

【図10】係数KLTPの特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram of a coefficient KLTP.

【図11】リーン運転時の基本点火進角値LADVの特
性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram of a basic ignition advance value LADV during lean operation.

【図12】図5のステップ9のサブルーチンを説明する
ためのフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart for explaining a subroutine of step 9 of FIG.

【図13】図5のステップ13、14、15のサブルー
チンを説明するためのフローチャートである。
13 is a flowchart for explaining a subroutine of steps 13, 14, and 15 of FIG.

【図14】リーンリミット制御用補正量dLの特性図で
ある。
FIG. 14 is a characteristic diagram of a lean limit control correction amount dL.

【図15】補正割合RAAの特性図である。FIG. 15 is a characteristic diagram of a correction ratio RAA.

【図16】第2実施形態のフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart of the second embodiment.

【図17】第2実施形態の補正割合RAAの特性図であ
る。
FIG. 17 is a characteristic diagram of a correction ratio RAA according to the second embodiment.

【図18】高回転時と低回転時の各回転におけるリーン
リミット制御時の制御方向の違いを説明するための図で
ある。
FIG. 18 is a diagram for explaining a difference in control direction during lean limit control in each rotation at high rotation and low rotation.

【図19】第3実施形態の制御システム図である。FIG. 19 is a control system diagram of the third embodiment.

【図20】第3実施形態のNOx浄化触媒の転化率の特
性図である。
FIG. 20 is a characteristic diagram of conversion rate of the NOx purification catalyst according to the third embodiment.

【図21】第3実施形態のリーンリミット制御時におけ
る点火時期のリタード量に対する排気温度の特性図であ
る。
FIG. 21 is a characteristic diagram of exhaust temperature with respect to retard amount of ignition timing during lean limit control of the third embodiment.

【図22】第3実施形態のフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart of the third embodiment.

【図23】第3実施形態の温度補正係数RCATの特性
図である。
FIG. 23 is a characteristic diagram of a temperature correction coefficient RCAT according to the third embodiment.

【図24】従来例の作用を説明するための図である。FIG. 24 is a diagram for explaining the operation of the conventional example.

【図25】第1の発明のクレーム対応図である。FIG. 25 is a diagram corresponding to the claims of the first invention.

【図26】第2の発明のクレーム対応図である。FIG. 26 is a diagram corresponding to claims of the second invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 燃料噴射弁 7 点火プラグ 11 コントロールユニット 12 クランク角センサ 13 エアフローメータ 31 NOx浄化触媒 6 Fuel Injection Valve 7 Spark Plug 11 Control Unit 12 Crank Angle Sensor 13 Air Flow Meter 31 NOx Purification Catalyst

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/153 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display F02P 5/153

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リーン運転時の空燃比を算出する手段と、 リーン運転時の点火時期を算出する手段と、 エンジンのラフネスを検出する手段と、 このラフネスが許容値以下にあるときラフネスが安定度
限界になるように前記リーン運転時の空燃比をリーン側
に補正しかつ前記リーン運転時の点火時期をリタード側
に補正する手段と、 この補正された空燃比となるようにエンジンの空燃比を
制御する手段と、 前記補正された点火時期により点火を行う手段とを設け
たことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
1. A means for calculating an air-fuel ratio during lean operation, a means for calculating an ignition timing during lean operation, a means for detecting engine roughness, and the roughness being stable when the roughness is below an allowable value. The air-fuel ratio during lean operation to the lean side and the ignition timing during the lean operation to the retard side so that the lean air-fuel ratio of the engine is adjusted to the corrected air-fuel ratio. A combustion control device for an engine, characterized by comprising: a means for controlling the ignition timing and a means for performing ignition at the corrected ignition timing.
【請求項2】リーン運転時の空燃比を算出する手段と、 リーン運転時の点火時期を算出する手段と、 エンジンのラフネスを検出する手段と、 このラフネスが許容値以上にあるときラフネスが安定度
限界になるように前記リーン運転時の空燃比をリッチ側
に補正しかつ前記リーン運転時の点火時期を進角側に補
正する手段と、 この補正された空燃比となるようにエンジンの空燃比を
制御する手段と、 前記補正された点火時期により点火を行う手段とを設け
たことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
2. A means for calculating the air-fuel ratio during lean operation, a means for calculating the ignition timing during lean operation, a means for detecting the roughness of the engine, and the roughness being stable when the roughness is above an allowable value. The air-fuel ratio during lean operation to the rich side and the ignition timing during the lean operation to the advanced side so that the lean air-fuel ratio is reached, and the engine air A combustion control device for an engine, comprising: a means for controlling a fuel ratio; and a means for igniting at the corrected ignition timing.
【請求項3】前記補正手段は、リーン運転時の最大負荷
に対する基準空燃比補正量と基準点火時期補正量を算出
する手段と、低負荷になるほど前記基準空燃比補正量が
小さくなる側にかつ前記基準点火時期補正量が大きくな
る側にそれぞれ補正する手段とからなることを特徴とす
る請求項1または2に記載のエンジンの燃焼制御装置。
3. The correcting means calculates the reference air-fuel ratio correction amount and the reference ignition timing correction amount for the maximum load during lean operation, and the reference air-fuel ratio correction amount decreases as the load decreases. The combustion control device for the engine according to claim 1 or 2, further comprising means for correcting the reference ignition timing correction amount to a larger side.
【請求項4】前記補正手段は、リーン運転時の最大負荷
に対する基準空燃比補正量と基準点火時期補正量を算出
する手段と、同一の回転数条件で低負荷になるほど、ま
た同一の負荷条件で低回転になるほど前記基準空燃比補
正量が小さくなる側にかつ前記基準点火時期補正量が大
きくなる側にそれぞれ補正する手段とからなることを特
徴とする請求項1または2に記載のエンジンの燃焼制御
装置。
4. The correcting means calculates the reference air-fuel ratio correction amount and the reference ignition timing correction amount with respect to the maximum load during lean operation, and the lower the load under the same rotational speed condition, and the same load condition. 3. The engine according to claim 1 or 2, further comprising: means for correcting the reference air-fuel ratio correction amount to a smaller side and the reference ignition timing correction amount to a larger side as the rotation speed becomes lower. Combustion control device.
【請求項5】リーン運転時にNOxを浄化可能な触媒を
排気管に設ける一方、リーン運転時における前記NOx
浄化触媒の温度が活性温度以下の領域で前記補正された
基準空燃比補正量を小さくしかつ前記補正された基準点
火時期補正量を大きくすることを特徴とする請求項3ま
たは4に記載のエンジンの燃焼制御装置。
5. A catalyst capable of purifying NOx during lean operation is provided in the exhaust pipe, while the NOx during lean operation is provided.
5. The engine according to claim 3, wherein the corrected reference air-fuel ratio correction amount is reduced and the corrected reference ignition timing correction amount is increased in a region where the temperature of the purification catalyst is equal to or lower than the activation temperature. Combustion control device.
JP8086692A 1996-04-09 1996-04-09 Engine combustion controller Pending JPH09280086A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7082936B2 (en) * 2004-07-23 2006-08-01 Nissan Motor Co., Ltd. Internal combustion engine control device
JP2012197798A (en) * 2012-06-22 2012-10-18 Toyota Motor Corp Controller for multi-cylinder internal combustion engine
WO2017009962A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 日産自動車株式会社 Internal combustion engine control device

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