JPH1193745A - Air-fuel ratio control device for lean-burn engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for lean-burn engine

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JPH1193745A
JPH1193745A JP26062097A JP26062097A JPH1193745A JP H1193745 A JPH1193745 A JP H1193745A JP 26062097 A JP26062097 A JP 26062097A JP 26062097 A JP26062097 A JP 26062097A JP H1193745 A JPH1193745 A JP H1193745A
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JP
Japan
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fuel ratio
combustion
lean
air
value
Prior art date
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JP26062097A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Saito
陽一 斎藤
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a lean limit during lean-burn operation without causing surge. SOLUTION: An air-fuel ratio correction value setting means M2 sets an air-fuel correction value to correct a fuel injection pulse width set in accordance with a target air-fuel ratio to be rich at two combustion strokes for cylinders and then sets the air-fuel ratio correction value to correct it to be lean at one combustion stroke for cylinders. As a result, in case of an four-cylinder engine, an air-fuel ratio during lean-burn operation is rich-rich-lean against a target air-fuel ratio at the sequential combustion strokes in the same cylinder. A combustion state comparison value setting means M6 sets a combustion state comparison value from the ratio of an average value for combustion pressure during combustion due to the latest and previous rich-correction of all cylinders to an average value for combustion pressure during combustion due to the latest lean-correction of all cylinders and a lean limit judgement means M7 compares a combustion state comparison value with a preset combustion state comparison reference value to judge a lean limit when the combustion state comparison value does not exceed its reference value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの回転変
動を抑制しつつ空燃比をリーン限界付近で制御すること
の可能なリーンバーンエンジンの空燃比制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control device for a lean burn engine capable of controlling an air-fuel ratio near a lean limit while suppressing engine speed fluctuations.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から燃焼を改善することで希薄混合
気による安定燃焼を実現するリーンバーンエンジンが種
々提案されている。
2. Description of the Related Art Various lean burn engines have been proposed which realize stable combustion with a lean mixture by improving combustion.

【0003】この種のリーンバーエンジンでは、吸入空
気にスワール渦(横渦)、或いはタンブル渦(縦渦)を
生成してシリンダ内のガス流動を強化することで、NO
x排出量で制限される空燃比限界を上げ、NOx排出限
界以上のリーン空燃比域であっても安定燃焼を可能とし
ている。
In this type of lean-bar engine, swirl vortices (lateral vortices) or tumble vortices (longitudinal vortices) are generated in the intake air to enhance the gas flow in the cylinder, thereby reducing NO.
The air-fuel ratio limit, which is limited by the x-emission amount, is increased to enable stable combustion even in a lean air-fuel ratio region equal to or higher than the NOx emission limit.

【0004】ところで、リーンバーンエンジンではリー
ン限界(燃焼限界)付近で安定燃焼させるために空燃比
制御も同時に行っている。例えば、特開平5−2312
10号公報には、エンジンの回転変動率と負荷変動率と
を検出し、この両変動率の比と基準値とを比較して燃焼
状態を判定し、燃焼状態が安定しているときは該燃焼状
態が不安定化するまで目標空燃比をリーン側へ徐々に移
行し、燃焼状態が不安定と判定されたときは燃料噴射量
を所定に増量して目標空燃比をリッチ側へ戻す技術が開
示されている。
[0004] In the lean burn engine, air-fuel ratio control is also performed at the same time in order to perform stable combustion near the lean limit (combustion limit). For example, JP-A-5-2312
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-210, No. 10 discloses a method of detecting a rotational fluctuation rate and a load fluctuation rate of an engine, determining a combustion state by comparing a ratio of the both fluctuation rates and a reference value, and determining whether the combustion state is stable. The target air-fuel ratio gradually shifts to the lean side until the combustion state becomes unstable, and when the combustion state is determined to be unstable, the fuel injection amount is increased to a predetermined amount and the target air-fuel ratio is returned to the rich side. It has been disclosed.

【0005】又、特開平6−159130号公報には、
エンジンの回転変動からリーン限界である燃焼指標を算
出し、この燃焼指標と予め設定したしきい値とを比較
し、燃焼指標がしきい値を越えたときには目標空燃比を
リッチ側へ戻す技術が開示されている。
[0005] Also, JP-A-6-159130 discloses that
Technology that calculates a combustion index that is a lean limit from engine rotation fluctuations, compares this combustion index with a preset threshold, and returns the target air-fuel ratio to the rich side when the combustion index exceeds the threshold. It has been disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、リーンバー
ン運転時にエンジン回転変動が生じると、このエンジン
回転変動に起因して車両に3〜7Hz程度の低周波振動
(サージ)が発生することが知られている。このサージ
は人間が最も敏感に感じる振動周波数帯と重なるため、
僅かな振動でも不快に感じてしまう。
By the way, when the engine speed fluctuates during the lean burn operation, it is known that low frequency vibration (surge) of about 3 to 7 Hz is generated in the vehicle due to the engine speed fluctuation. ing. Because this surge overlaps the vibration frequency band that humans feel most sensitive,
Even a slight vibration feels uncomfortable.

【0007】しかし、上記両先行技術で検出するエンジ
ン回転変動はリーン限界を越えたときに発生するもので
あるため、エンジン回転変動が検出されるときはサージ
が発生していると考えられ、運転者に一瞬不快感を与え
ることになる。更に、目標空燃比に基づく空燃比制御を
全気筒同時に実行すると、例えば目標空燃比がリーン限
界を越えた値に設定されたときは、全気筒の燃焼状態が
一時的に不安定化するため、エンジン回転変動の増加を
招くばかりでなく強いサージが発生することになる。
However, since the engine rotation fluctuation detected in the above two prior arts occurs when the engine speed exceeds the lean limit, it is considered that a surge is generated when the engine rotation fluctuation is detected, and the operation is stopped. Will cause discomfort for a moment. Furthermore, if the air-fuel ratio control based on the target air-fuel ratio is executed simultaneously for all cylinders, for example, when the target air-fuel ratio is set to a value exceeding the lean limit, the combustion state of all cylinders becomes temporarily unstable, Not only does this cause an increase in engine speed fluctuation, but also a strong surge occurs.

【0008】又、上記両先行技術では目標空燃比をエン
ジン回転変動が生じる領域まで徐々にリーン化させるよ
うに制御しているが、図17に示すように、エンジンの
回転変動を検出する空燃比領域と理想的なリーン限界付
近の目標空燃比とは必ずしも一致せず、エンジン回転変
動を検出した時点での燃焼状態は著しく不安定化してい
ると考えられ、上記両先行技術による空燃比制御ではリ
ーンバーンエンジンの特徴である低燃費、低公害を理想
的な形で実現することが困難である。
In the above two prior arts, the target air-fuel ratio is controlled so as to gradually lean to a region where engine rotation fluctuation occurs. However, as shown in FIG. 17, an air-fuel ratio for detecting engine rotation fluctuation is detected. The region and the target air-fuel ratio near the ideal lean limit do not always match, and it is considered that the combustion state at the time when the engine rotation fluctuation is detected is considered to be significantly unstable. It is difficult to achieve low fuel consumption and low pollution, which are characteristics of lean burn engines, in an ideal form.

【0009】本発明は、上記事情に鑑み、運転者に不快
感を与えることなくリーン限界を適正に検出し、この検
出結果を空燃比制御に反映させることで燃費向上、及び
排気エミッションの低減を図ることのできるリーンバー
ンエンジンの空燃比制御装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention detects a lean limit properly without giving a driver discomfort, and reflects the detection result in air-fuel ratio control to improve fuel efficiency and reduce exhaust emissions. It is an object of the present invention to provide a lean burn engine air-fuel ratio control device that can be achieved.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第1のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、目標空燃比をリッチ補正する空燃比補正値とリ
ーン補正する空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設定す
る空燃比補正値設定手段と、少なくともエンジン運転状
態及び前記空燃比補正値に基づいてリーンバーン運転時
の目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段と、燃焼時
の燃焼状態検出値を気筒毎に検出する燃焼状態検出値設
定手段と、リッチ補正時の前記燃焼状態検出値とリーン
補正時の前記燃焼状態検出値とを比較して燃焼状態比較
値を設定する燃焼状態比較値設定手段と、前記燃焼状態
比較値と設定値とを比較してリーン限界を判定するリー
ン限界判定手段とを備えることを特徴とする。
To achieve the above object, a first air-fuel ratio control apparatus for a lean burn engine according to the present invention comprises an air-fuel ratio correction value for rich correction of a target air-fuel ratio and an air-fuel ratio correction value for lean correction. And a target air-fuel ratio setting means for setting a target air-fuel ratio during lean burn operation based on at least the engine operating state and the air-fuel ratio correction value. Combustion state detection value setting means for detecting a combustion state detection value for each cylinder; and combustion for setting a combustion state comparison value by comparing the combustion state detection value at the time of rich correction with the combustion state detection value at the time of lean correction. It is characterized by comprising a state comparison value setting means, and a lean limit determination means for comparing the combustion state comparison value with a set value to determine a lean limit.

【0011】第2のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、第1のリーンバーンエンジンの空燃比制御装置
において、前記目標空燃比設定手段では前記リーン限界
判定手段でリーン限界と判定したときは前記目標空燃比
をリッチ側へ補正し、又リーン限界と判定されなかった
ときは前記目標空燃比をリーン側へ補正することを特徴
とする。
The air-fuel ratio control device for a second lean-burn engine is the air-fuel ratio control device for a first lean-burn engine, wherein the target air-fuel ratio setting means determines the lean limit by the lean limit determination means. It is characterized in that the target air-fuel ratio is corrected to the rich side, and when the lean limit is not determined, the target air-fuel ratio is corrected to the lean side.

【0012】第3のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、第1或いは第2のリーンバーンエンジンの空燃
比制御装置において、前記燃焼状態比較値設定手段では
リッチ補正時の前記燃焼状態検出値の設定気筒数の平均
値とリーン補正時の前記燃焼状態検出値の設定気筒数の
平均値とを比較して前記燃焼状態比較値を設定すること
を特徴とする。
A third lean-burn engine air-fuel ratio control device is the first or second lean-burn engine air-fuel ratio control device, wherein the combustion state comparison value setting means sets the combustion state detection value at the time of rich correction. The combustion state comparison value is set by comparing the average value of the set number of cylinders with the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value at the time of lean correction.

【0013】第4のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、第1〜第3のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置において、エンジンが4気筒であり、前記空燃比
補正値設定手段ではリッチ補正する前記空燃比補正値を
2燃焼行程気筒設定すると共にリーン補正する前記空燃
比補正値を1燃焼行程気筒設定することを特徴とする。
A fourth lean-burn engine air-fuel ratio control device is the same as the first to third lean-burn engine air-fuel ratio control devices, wherein the engine is a four-cylinder engine and the air-fuel ratio correction value setting means performs rich correction. The air-fuel ratio correction value is set to two combustion stroke cylinders, and the air-fuel ratio correction value for lean correction is set to one combustion stroke cylinder.

【0014】第5のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、目標空燃比をリッチ補正する空燃比補正値とリ
ーン補正する前記空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設
定する空燃比補正値設定手段と、少なくともエンジン運
転状態及び前記空燃比補正値に基づいてリーンバーン運
転時の目標空燃比を設定する目標空燃比制定手段と、燃
焼時の燃焼状態検出値を気筒毎に検出する燃焼状態検出
値設定手段と、リッチ補正時の前記燃焼状態検出値と前
記目標空燃比に基づく燃焼時の前記燃焼状態検出値とを
比較して燃焼状態第1比較値を設定する燃焼状態第1比
較値設定手段と、前記目標空燃比に基づく燃焼時の前記
燃焼状態検出値とリーン補正時の前記燃焼状態検出値と
を比較して燃焼状態第2比較値を設定する燃焼状態第2
比較値設定手段と、前記燃焼状態第1比較値と前記燃焼
状態第2比較値とを比較して燃焼状態最終比較値を設定
する燃焼状態最終比較値設定手段と、前記燃焼状態最終
比較値と設定値とを比較してリーン限界を判定するリー
ン限界判定手段とを備えることを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention provides an air-fuel ratio control device for an air-fuel ratio correction device for setting an air-fuel ratio correction value for richly correcting a target air-fuel ratio and the air-fuel ratio correction value for lean correction in the order of cylinders in a combustion stroke. Target air-fuel ratio establishing means for setting a target air-fuel ratio during lean burn operation based on at least the engine operating state and the air-fuel ratio correction value, and a combustion state detection value for detecting a combustion state detection value during combustion for each cylinder Setting means for comparing the detected combustion state value at the time of rich correction with the detected combustion state value based on the target air-fuel ratio to set a first combustion state comparison value; And comparing the detected combustion state value based on the target air-fuel ratio during combustion with the detected combustion state value during lean correction to set a second combustion state comparison value.
Comparison value setting means, combustion state final comparison value setting means for comparing the combustion state first comparison value and the combustion state second comparison value to set a combustion state final comparison value, A lean limit determining unit that determines a lean limit by comparing the set value with a set value.

【0015】第6のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、第5のリーンバーンエンジンの空燃比制御装置
において、前記目標空燃比設定手段では前記リーン限界
判定手段でリーン限界と判定したときは前記目標空燃比
をリッチ側へ補正し、又リーン限界と判定されなかった
ときは前記目標空燃比をリーン側へ補正することを特徴
とする。
The sixth lean-burn engine air-fuel ratio control device is the fifth lean-burn engine air-fuel ratio control device, wherein the target air-fuel ratio setting means determines the lean limit by the lean limit determining means. It is characterized in that the target air-fuel ratio is corrected to the rich side, and when the lean limit is not determined, the target air-fuel ratio is corrected to the lean side.

【0016】第7のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、第5、第6のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置において、エンジンが4気筒であり、前記空燃比
補正値設定手段ではリッチ補正する前記空燃比補正値と
前記目標空燃比に対応する前記空燃比補正値とリーン補
正する前記空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設定する
ことを特徴とする。
The air-fuel ratio control device for a seventh lean-burn engine is the air-fuel ratio control device for the fifth and sixth lean-burn engines, wherein the engine is a four-cylinder engine and the air-fuel ratio correction value setting means performs rich correction. The air-fuel ratio correction value, the air-fuel ratio correction value corresponding to the target air-fuel ratio, and the air-fuel ratio correction value to be subjected to lean correction are set in the order of the combustion stroke cylinder.

【0017】第8のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、第5、第6のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置において、前記燃焼状態第1比較比較手段ではリ
ッチ補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値と前
記目標空燃比に基づく燃焼時の燃焼状態検出値の設定気
筒数の平均値とを比較して燃焼状態第1比較値を設定
し、前記燃焼状態第2比較値設定手段では前記目標空燃
比に基づく燃焼時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均
値と前記リーン補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の
平均値とを比較して燃焼第2比較値を設定することを特
徴とする。
An eighth air-fuel ratio control device for a lean burn engine is the air-fuel ratio control device for a fifth or sixth lean burn engine, wherein the first and second combustion state comparison means compares the detected combustion state value during rich correction. A combustion state first comparison value is set by comparing the average value of the set number of cylinders and the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value during combustion based on the target air-fuel ratio, and the combustion state second comparison value is set. The means compares the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value at the time of combustion based on the target air-fuel ratio with the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value at the time of the lean correction to obtain a second combustion comparison value. It is characterized by setting.

【0018】第9のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置は、第1、第2、第5、第6のリーンバーンエンジ
ンの空燃比制御装置において、前記燃焼状態検出値設定
手段ではエンジンの各気筒に設けた燃焼時の燃焼圧力を
検出する圧力センサの出力信号に基づいて燃焼状態検出
値を設定することを特徴とする。
A ninth lean-burn engine air-fuel ratio control device is the first, second, fifth, and sixth lean-burn engine air-fuel ratio control devices. A combustion state detection value is set based on an output signal of a pressure sensor for detecting a combustion pressure at the time of combustion.

【0019】第10のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置は、第1、第2、第5、第6のリーンバーンエン
ジンの空燃比制御装置において、前記燃焼状態検出値設
定手段では各気筒の燃焼時のクランク角速度の変化量に
基づいて燃焼状態検出値を設定することを特徴とする。
A tenth lean-burn engine air-fuel ratio control device is the air-fuel ratio control device for the first, second, fifth, and sixth lean-burn engines. The combustion state detection value is set based on the change amount of the crank angular velocity at the time.

【0020】第11のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置は、第10のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置において、前記クランク角速度の変化量が燃焼後期
のクランク角速度の2乗と燃焼初期のクランク角速度の
2乗との差に基づいて算出されることを特徴とする。
An eleventh lean-burn engine air-fuel ratio control system is the tenth lean-burn engine air-fuel ratio control system according to the tenth lean burn engine air-fuel ratio control device, wherein the change in the crank angular speed is the square of the crank angular speed in the latter stage of combustion and the crank angular speed in the early stage of combustion. Is calculated based on the difference from the square of.

【0021】第1のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、目標空燃比をリッチ補正する空燃比補正値と
リーン補正する前記空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に
設定し、次いで、少なくともエンジン運転状態及び前記
空燃比補正値に基づいてリーンバーン運転時の目標空燃
比を設定し、又燃焼時の燃焼状態検出値を気筒毎に検出
し、リッチ補正時の前記燃焼状態検出値とリーン補正時
の前記燃焼状態検出値とを比較して燃焼状態比較値を設
定し、この燃焼状態比較値と設定値とを比較してリーン
限界を判定する。
In the first air-fuel ratio control device for the lean burn engine, the air-fuel ratio correction value for richly correcting the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio correction value for lean correction are set in the order of the combustion stroke cylinder. A target air-fuel ratio during lean burn operation is set based on the state and the air-fuel ratio correction value, and a combustion state detection value during combustion is detected for each cylinder. Then, a combustion state comparison value is set by comparing the combustion state detection value, and the combustion state comparison value is compared with the set value to determine a lean limit.

【0022】第2のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、第1のリーンバーンエンジンの空燃比制御装
置において、前記燃焼状態比較値に基づいてリーン限界
と判定したときは前記目標空燃比をリッチ側へ補正し、
又リーン限界と判定されなかったときは前記目標空燃比
をリーン側へ補正することでリーンバーン運転時の空燃
比をリーン限界付近で制御する。
In the second lean burn engine air-fuel ratio control device, the target air-fuel ratio is set to rich when the lean-burn limit is determined based on the combustion state comparison value in the first lean burn engine air-fuel ratio control device. To the side,
If the lean limit is not determined, the target air-fuel ratio is corrected to the lean side to control the air-fuel ratio during the lean burn operation near the lean limit.

【0023】第3のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、第1或いは第2のリーンバーンエンジンの空
燃比制御装置において、前記燃焼状態比較値を、リッチ
補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値とリーン
補正時の前記燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値とを
比較して設定することで、気筒間の燃焼のばらつきによ
る一時的な燃焼変動の影響を排斥する。
In a third lean-burn engine air-fuel ratio control apparatus, in the first or second lean-burn engine air-fuel ratio control apparatus, the combustion state comparison value is set to a combustion state detection value setting cylinder at the time of rich correction. By comparing and setting the average value of the numbers and the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value at the time of the lean correction, the influence of the temporary combustion fluctuation due to the variation in combustion between the cylinders is eliminated.

【0024】第4のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、第1〜第3のリーンバーンエンジンの空燃比
制御装置において、エンジンが4気筒の場合、前記リッ
チ補正する前記空燃比補正値を2燃焼行程気筒設定し、
リーン補正する前記空燃比補正値を1燃焼行程気筒設定
し、これを燃焼行程気筒順に繰り返し実行することで、
リーン補正による燃焼行程気筒の前後の燃焼行程気筒に
対する燃料噴射量、及び同一気筒の前回と次回の燃焼時
に供給される燃料噴射量は必ずリッチ補正されることに
なり、リーン補正による燃焼がリーン限界を越えた場合
に生じる振動を高い周波数帯とすることができる。
In the fourth air-fuel ratio control device for a lean burn engine, in the first to third air-fuel ratio control devices for a lean burn engine, when the engine has four cylinders, the air-fuel ratio correction value for performing the rich correction is set to 2 Set the combustion stroke cylinder,
By setting the air-fuel ratio correction value to be subjected to lean correction to one combustion stroke cylinder, and repeatedly executing this in the combustion stroke cylinder order,
The fuel injection amount to the combustion stroke cylinder before and after the combustion stroke cylinder by the lean correction and the fuel injection amount supplied at the time of the previous and next combustion of the same cylinder are always rich corrected, and the combustion by the lean correction is limited to the lean limit. Vibration that occurs when the frequency exceeds the frequency band can be set to a high frequency band.

【0025】第5のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、目標空燃比をリッチ補正する空燃比補正値と
リーン補正する空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設定
し、次いで少なくともエンジン運転状態及び前記空燃比
補正値に基づいてリーンバーン運転時の目標空燃比を設
定し、又燃焼時の燃焼状態検出値を気筒毎に検出し、そ
の後リッチ補正時の前記燃焼状態検出値と前記目標空燃
比に基づく燃焼時の前記燃焼状態検出値とを比較して燃
焼状態第1比較値を設定し、又前記目標空燃比に基づく
燃焼時の前記燃焼状態検出値とリーン補正時の前記燃焼
状態検出値とを比較して燃焼状態第2比較値を設定し、
次いで前記燃焼状態第1比較値と前記燃焼状態第2比較
値とを比較して燃焼状態最終比較値を設定し、該燃焼状
態最終比較値と設定値とを比較してリーン限界を判定す
る。
In the fifth lean-burn engine air-fuel ratio control apparatus, the air-fuel ratio correction value for rich correction of the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio correction value for lean correction are set in the order of the combustion stroke cylinder. A target air-fuel ratio during lean burn operation is set based on the air-fuel ratio correction value, a combustion state detection value during combustion is detected for each cylinder, and then the combustion state detection value during rich correction and the target air-fuel ratio are detected. A combustion state detection value at the time of combustion based on the target air-fuel ratio, and a combustion state detection value at the time of lean correction. And a combustion state second comparison value is set.
Next, the combustion state first comparison value is compared with the combustion state second comparison value to set a combustion state final comparison value, and the combustion state final comparison value is compared with the set value to determine a lean limit.

【0026】第6のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、第5のリーンバーンエンジンの空燃比制御装
置において、リーン限界と判定したときは前記目標空燃
比をリッチ側へ補正し、又リーン限界と判定されなかっ
たときは前記目標空燃比をリーン側へ補正することで、
リーンバーン運転時の空燃比を安定燃焼域で制御する。
In the sixth lean-burn engine air-fuel ratio control apparatus, when the lean-burn engine air-fuel ratio control apparatus determines that the lean limit has been reached, the target air-fuel ratio is corrected to the rich side, and the lean lean engine is controlled. If not determined, by correcting the target air-fuel ratio to the lean side,
The air-fuel ratio during lean burn operation is controlled in a stable combustion range.

【0027】第7のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、第5、第6のリーンバーンエンジンの空燃比
制御装置において、エンジンが4気筒の場合、前記リッ
チ補正する前記空燃比補正値と前記目標空燃比に対応す
る前記空燃比補正値と前記リーン補正する前記空燃比補
正値とを燃焼行程気筒順に繰り返し設定することで、リ
ーン補正による燃焼行程気筒の次の燃焼行程気筒に対す
る燃料噴射量、及び同一気筒の次回の燃焼時に供給され
る燃料噴射量は必ずリッチ補正されるため、リーン補正
による燃焼がリーン限界を越えた場合に生じる振動を高
い周波数帯とすることができる。
According to a seventh lean burn engine air-fuel ratio control device, in the fifth and sixth lean burn engine air-fuel ratio control devices, when the engine is a four-cylinder engine, the air-fuel ratio correction value for performing rich correction and the By repeatedly setting the air-fuel ratio correction value corresponding to the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio correction value for the lean correction in the order of the combustion stroke cylinder, the fuel injection amount for the next combustion stroke cylinder after the combustion stroke cylinder by the lean correction, In addition, since the fuel injection amount supplied at the next combustion of the same cylinder is always rich-corrected, the vibration generated when the combustion by the lean correction exceeds the lean limit can be set to a high frequency band.

【0028】第8のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、第5、第6のリーンバーンエンジンの空燃比
制御装置において、リッチ補正時の燃焼状態検出値の設
定気筒数の平均値と前記目標空燃比に基づく燃焼時の燃
焼状態検出値の設定気筒数の平均値とを比較して燃焼状
態第1比較値を設定し、又前記目標空燃比に基づく燃焼
時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値と前記リーン
補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値とを比較
して燃焼第2比較値を設定することで、気筒間の燃焼の
ばらつきによる一時的な燃焼変動を除去する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the fifth and sixth lean-burn engine air-fuel ratio control apparatuses, the average value of the set number of cylinders of the detected combustion state value at the time of rich correction and the target A combustion state detection value at the time of combustion based on the air-fuel ratio is compared with an average of the set number of cylinders to set a combustion state first comparison value, and a combustion state detection value setting cylinder at the time of combustion based on the target air-fuel ratio is set. By comparing the average value of the number and the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value at the time of the lean correction and setting the combustion second comparison value, temporary combustion fluctuation due to variation in combustion between cylinders is reduced. Remove.

【0029】第9のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置では、第1、第2、第5、第6のリーンバーンエン
ジンの空燃比制御装置において、好ましくは前記燃焼状
態検出値をエンジンの各気筒に設けた燃焼時の燃焼圧力
を検出する圧力センサの出力信号に基づいて設定する。
In a ninth lean-burn engine air-fuel ratio control system, in the first, second, fifth, and sixth lean-burn engine air-fuel ratio control systems, preferably, the detected combustion state value is determined by each cylinder of the engine. Is set based on the output signal of the pressure sensor for detecting the combustion pressure at the time of combustion provided in the above.

【0030】第10のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置では、第1、第2、第5、第6のリーンバーンエ
ンジンの空燃比制御装置において、好ましくは前記燃焼
状態検出値を各気筒の燃焼時のクランク角速度の変化量
に基づいて設定する。
In a tenth lean-burn engine air-fuel ratio control apparatus, in the first, second, fifth, and sixth lean-burn engine air-fuel ratio control apparatuses, preferably, the combustion state detection value is determined by the combustion of each cylinder. It is set based on the change amount of the crank angular velocity at the time.

【0031】第11のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置では、第10のリーンバーンエンジンの空燃比制
御装置において、前記クランク角速度の変化量を燃焼後
期のクランク角速度の2乗と燃焼初期のクランク角速度
の2乗との差に基づいて算出することで、前記変化量か
らトルク指標値を導き出すことができる。
An eleventh lean-burn engine air-fuel ratio control system is characterized in that in the tenth lean-burn engine air-fuel ratio control system, the change in the crank angular speed is determined by calculating the square of the crank angular speed in the latter stage of combustion and the crank angular speed in the early stage of combustion. By calculating based on the difference from the square of, the torque index value can be derived from the change amount.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図16の図面に基づ
いて本発明の一実施の形態を説明する。図1〜図11に
本発明の第1実施の形態を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 11 show a first embodiment of the present invention.

【0033】図10の符号1はエンジンで、図において
は水平対向型4気筒エンジンを示す。このエンジン1は
運転状態に応じて通常の理論空燃比による燃焼とリーン
バーン(希薄燃焼)との双方が選択可能であり、希薄燃
焼を選択したときは、例えば吸気ポートに介装した吸気
制御弁(図示せず)によりスワール流、タンブル流など
の渦流を生成して筒内のガス流動を強化することで希薄
混合気での安定燃焼を可能としている。尚、上記吸気制
御弁については本出願人が特開平7−119472号公
報で詳述しているため説明を省略する。
Reference numeral 1 in FIG. 10 denotes an engine, and in the drawing, a horizontally opposed four-cylinder engine is shown. The engine 1 can select both combustion at a normal stoichiometric air-fuel ratio and lean burn (lean combustion) according to the operating state. When lean combustion is selected, for example, an intake control valve interposed in an intake port A vortex such as a swirl flow or a tumble flow is generated by a not-shown flow to enhance the gas flow in the cylinder, thereby enabling stable combustion with a lean mixture. Incidentally, the above-mentioned intake control valve has been described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-119472 by the present applicant, and the description thereof will be omitted.

【0034】上記エンジン1のシリンダヘッド2には各
気筒に連通する吸気ポート2aと排気ポート2bとが形
成されており、この各吸気ポート2に吸気マニホルド3
が連通され、この吸気マニホールド3に各気筒の吸気通
路が集合するエアチャンバ4が設けられ、該エアチャン
バ4を介してスロットルチャンバ5、吸気管6が連通さ
れ、この吸気管6の吸入空気取り入れ口側にエアクリー
ナ7が取り付けられている。
An intake port 2a and an exhaust port 2b communicating with each cylinder are formed in the cylinder head 2 of the engine 1, and each intake port 2 has an intake manifold 3a.
The intake manifold 3 is provided with an air chamber 4 in which intake passages of respective cylinders are gathered. Through the air chamber 4, a throttle chamber 5 and an intake pipe 6 are communicated. An air cleaner 7 is attached to the mouth side.

【0035】又、上記排気ポート2bに排気マニホルド
25を介して排気管26が連通され、この排気管にマフ
ラ27が連通されている。
An exhaust pipe 26 communicates with the exhaust port 2b via an exhaust manifold 25, and a muffler 27 communicates with the exhaust pipe.

【0036】又、上記吸気管6のエアクリーナ7の直下
流に、ホットワイヤ式等の吸入空気量センサ8が介装さ
れ、更に、上記スロットルチャンバ5に設けられたスロ
ットル弁5aに、スロットル開度に応じた電圧を出力す
るスロットル開度センサ9aとスロットル弁全閉でON
するアイドル接点を有するアイドルスイッチ9bとから
成るスロットルセンサ9が連設されている。
An intake air amount sensor 8 of a hot wire type or the like is interposed immediately downstream of the air cleaner 7 in the intake pipe 6. A throttle valve 5 a provided in the throttle chamber 5 has a throttle opening degree. ON when the throttle opening sensor 9a that outputs a voltage corresponding to the throttle valve and the throttle valve is fully closed
And an idle switch 9b having an idle contact.

【0037】又、上記スロットル弁5aをバイパスし
て、その上流側と下流側とを連通するバイパス通路10
にISC(アイドル回転数制御)弁11が介装されてい
る。更に、上記吸気マニホールド3の各気筒の各吸気ポ
ート2a直上流側にインジェクタ14が臨まされ、又、
先端を燃焼室に露呈する点火プラグ15aが各気筒毎に
取り付けられている。この各点火プラグ15aには点火
コイル15bがそれぞれ連設され、この各点火コイル1
5bにイグナイタ16が接続されている。
A bypass passage 10 which bypasses the throttle valve 5a and communicates between the upstream side and the downstream side.
An ISC (idle speed control) valve 11 is interposed. Further, an injector 14 is located immediately upstream of each intake port 2 a of each cylinder of the intake manifold 3.
A spark plug 15a whose tip is exposed to the combustion chamber is attached to each cylinder. An ignition coil 15b is connected to each of the ignition plugs 15a.
The igniter 16 is connected to 5b.

【0038】上記インジェクタ14は、燃料供給路17
を介して燃料タンク18に連通されており、この燃料タ
ンク18内にはインタンク式の燃料ホンプ19が設けら
れている。この燃料ポンプ19からの燃料は、上記燃料
供給路17に介装された燃料フィルタ20を経て上記イ
ンジェクタ14及びプレッシャレギュレータ21に圧送
され、このプレッシャレギュレータ21から上記燃料タ
ンク18にリターンされて上記インジェクタ14への燃
料圧力が所定の圧力に調圧される。
The injector 14 has a fuel supply passage 17.
The fuel tank 18 is in communication with a fuel tank 18 through which an in-tank type fuel pump 19 is provided. The fuel from the fuel pump 19 is fed to the injector 14 and the pressure regulator 21 through a fuel filter 20 interposed in the fuel supply path 17 and is returned from the pressure regulator 21 to the fuel tank 18 to be returned to the fuel tank 18. The fuel pressure to 14 is regulated to a predetermined pressure.

【0039】又、エンジン1のシリンダブロック1aに
ノックセンサ22が取り付けられていると共に、シリン
ダブロック1aの左右バンクを連通する冷却水通路23
に冷却水温センサ24が臨まされ、更に、上記各気筒の
燃焼室に筒内圧力センサ28が臨まされている。更に、
上記排気マニホールド25の集合部に、理論空燃比を含
むリッチからリーンにかけての空燃比を連続的に検出す
る広域空燃比センサ29が配設され、その下流に触媒3
0が介装されている。
A knock sensor 22 is attached to the cylinder block 1a of the engine 1, and a cooling water passage 23 communicating the left and right banks of the cylinder block 1a.
A cooling water temperature sensor 24 faces the combustion chamber of each cylinder, and a cylinder pressure sensor 28 faces the combustion chamber of each cylinder. Furthermore,
A wide-range air-fuel ratio sensor 29 for continuously detecting the rich to lean air-fuel ratio including the stoichiometric air-fuel ratio is provided at the collecting portion of the exhaust manifold 25, and the catalyst 3
0 is interposed.

【0040】又、上記シリンダブロック1aに支承され
たクランクシャフト1bに、クランクロータ31が軸着
され、このクランクロータ31の外周に、所定のクラン
ク角に対応する突起を検出する電磁ピックアップ等から
なるクランク角センサ32が対設され、更に、上記クラ
ンクシャフト1bに対して1/2回転するカムシャフト
1cに連設されたカムロータ33に、電磁ピックアップ
等からなる気筒判別用のカム角センサ34が対設されて
いる。
A crank rotor 31 is axially mounted on a crankshaft 1b supported by the cylinder block 1a. An electromagnetic pickup or the like is provided on the outer periphery of the crank rotor 31 for detecting a projection corresponding to a predetermined crank angle. A crank angle sensor 32 is provided opposite to a cam rotor 33 connected to a cam shaft 1c that makes a half rotation with respect to the crankshaft 1b. Has been established.

【0041】本実施の形態によるエンジン1の燃焼行程
気筒順序は#1→#3→#2→#4であり、従って、#
1,#2気筒の圧縮上死点(TDC#1,#2)が同位
相であり、#3,#4気筒の圧縮上死点(TDC)が同
位相となる。上記クランクロータ31の外周には、各気
筒の圧縮上死点を基準として特定の設定クランク角度を
表示する角度表示部(突起或いはスリット)が形成され
ている。又、上記カムロータ33の外周には気筒判別用
表示部(突起或いはスリット)が形成されている。
The combustion stroke cylinder order of the engine 1 according to the present embodiment is # 1 → # 3 → # 2 → # 4.
The compression top dead centers (TDC # 1, # 2) of the # 1, # 2 cylinders have the same phase, and the compression top dead center (TDC) of the # 3, # 4 cylinders have the same phase. An angle display section (projection or slit) for displaying a specific set crank angle based on the compression top dead center of each cylinder is formed on the outer periphery of the crank rotor 31. A cylinder discriminating display (projection or slit) is formed on the outer periphery of the cam rotor 33.

【0042】後述する電子制御装置(ECU)40で
は、上記クランクロータ31に設けた角度表示部を検出
する上記クランク角センサ32からのクランクパルスの
入力間隔時間からクランク角度、エンジン回転数等を算
出すると共に、上記カムロータ33の気筒判別用表示部
を検出する上記カム角センサ34からのカムパルスの割
り込みにより気筒判別を行う。
An electronic control unit (ECU) 40, which will be described later, calculates a crank angle, an engine speed, and the like from an input interval time of a crank pulse from the crank angle sensor 32 for detecting an angle display section provided on the crank rotor 31. At the same time, cylinder discrimination is performed by interruption of a cam pulse from the cam angle sensor 34 for detecting the cylinder discriminating display section of the cam rotor 33.

【0043】図11に示すように、上記電子制御装置4
0は、CPU41、ROM42、RAM43、バックア
ップRAM44、カウンタ・タイマ群45、及びI/O
インターフェース46がバスライン47を介して互いに
接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され
ており、その他、安定化電圧を各部に供給する定電圧回
路48、上記I/Oインターフェース46の出力ポート
からの信号によりアクチュエータ類を駆動する駆動回路
49、及びセンサ類から入力されるアナログ信号をデジ
タル信号に変換するA/D変換器50等の周辺回路が組
み込まれている。
As shown in FIG. 11, the electronic control unit 4
0 indicates a CPU 41, a ROM 42, a RAM 43, a backup RAM 44, a counter / timer group 45, and an I / O
An interface 46 is mainly composed of microcomputers connected to each other via a bus line 47, a constant voltage circuit 48 for supplying a stabilized voltage to each section, and a signal from an output port of the I / O interface 46. And a peripheral circuit such as an A / D converter 50 for converting an analog signal input from a sensor into a digital signal.

【0044】尚、上記カウンタ・タイマ群45は、フリ
ーランカウンタ、カム角センサ信号の入力計数用カウン
タ等の各種タイマ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、
定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、ク
ランク角センサ出力信号の入力間隔計数用タイマ、及び
システム異常監視用ウォッチドッグタイマ等の各種タイ
マを便宜上総称するもので、上記マイクロコンピュータ
においては、その他、各種のソフトウェアカウンタ・タ
イマが用いられる。
The counter / timer group 45 includes various timers such as a free-run counter, a counter for counting the input of a cam angle sensor signal, a fuel injection timer, an ignition timer,
Various timers such as a timer for generating a periodic interrupt, a timer for counting an input interval of an output signal of a crank angle sensor, and a watchdog timer for monitoring a system abnormality are collectively referred to for convenience. And various software counters and timers are used.

【0045】上記定電圧回路48は、電源リレー51の
リレー接点を介してバッテリ52に接続されており、電
源リレー51のリレーコイルがイグニッションスイッチ
53を介して上記バッテリ52に接続されている。又、
上記バッテリ52に燃料ポンプ19が燃料ポンプリレー
54のリレー接点を介して接続されている。又、上記定
電圧回路48は、上記イグニッションスイッチ53がO
Nされ、上記電源リレー51の接点が閉となったとき、
上記バッテリ52の電圧を安定化して電子制御装置40
の各部に供給する。更に、上記バックアップRAM44
には、バッテリ52が上記定電圧回路48を介して直接
接続されており、上記イグニッションスイッチ53のO
N/OFFに拘らず常時バックアップ用電源が供給され
る。
The constant voltage circuit 48 is connected to a battery 52 via a relay contact of a power relay 51, and a relay coil of the power relay 51 is connected to the battery 52 via an ignition switch 53. or,
The fuel pump 19 is connected to the battery 52 via a relay contact of a fuel pump relay 54. Further, the constant voltage circuit 48 is configured such that the ignition switch 53 is
N, when the contact of the power supply relay 51 is closed,
By stabilizing the voltage of the battery 52, the electronic control unit 40
Supply to each part. Further, the backup RAM 44
Is connected directly to the battery 52 via the constant voltage circuit 48.
Backup power is always supplied regardless of N / OFF.

【0046】又、上記I/Oインターフェース46の入
力ポートには、車速センサ35、スタータスイッチ3
6、アイドルスイッチ9b、ノックセンサ22、クラン
ク角センサ32、及びカム角センサ34が接続されると
共に、吸入空気量センサ8、スロットル開度センサ9
a、冷却水温センサ24、広域空燃比センサ29、及び
筒内圧力センサ28が上記A/D変換器50を介して接
続され、更に、このA/D変換器50に上記バッテリ5
2の端子電圧VBが入力されてモニタされる。
The input port of the I / O interface 46 includes a vehicle speed sensor 35 and a starter switch 3.
6. The idle switch 9b, the knock sensor 22, the crank angle sensor 32, and the cam angle sensor 34 are connected, the intake air amount sensor 8, the throttle opening sensor 9
a, the cooling water temperature sensor 24, the wide-range air-fuel ratio sensor 29, and the in-cylinder pressure sensor 28 are connected via the A / D converter 50, and the A / D converter 50
2 terminal voltage VB is input and monitored.

【0047】一方、上記I/Oインターフェース46の
出力ポートにはイグナイタ16が接続されていると共
に、駆動回路49を介してISC弁11、インジェクタ
14、及び燃料ポンプリレー54のリレーコイルの一端
が接続され、更に、このリレーコイルの他端が上記バッ
テリ52に接続されている。
On the other hand, the igniter 16 is connected to the output port of the I / O interface 46, and one end of the ISC valve 11, the injector 14, and one end of the relay coil of the fuel pump relay 54 are connected via the drive circuit 49. The other end of the relay coil is connected to the battery 52.

【0048】上記ROM42には、エンジン制御プログ
ラム、各種マップ、テーブル等の固定データが記憶され
ており、又、上記RAM43には、上記各センサ類、ス
イッチ類からの出力信号を処理した後のデータ、及び上
記CPU41で演算処理したデータがストアされる。
又、上記バックアップRAM44には制御用データ等が
ストアされ、上記イグニッションスイッチ53がOFF
のときにもデータが保持される。
The ROM 42 stores engine control programs, various maps, fixed data such as tables, and the like, and the RAM 43 stores data obtained by processing output signals from the sensors and switches. , And data processed by the CPU 41.
The backup RAM 44 stores control data and the like, and the ignition switch 53 is turned off.
The data is also retained at the time.

【0049】上記CPU41では、ROM42に記憶さ
れているプログラムに従って、各センサ、及びスイッチ
類からの出力信号に基づき、上記インジェクタ14、上
記点火プラグ15a、及び、ISC弁11に対する制御
量の演算を実行して制御信号を出力すると共に、希薄燃
焼時においてはリーン限界を検出し、リーン限界に達し
たときには上記目標空燃比をリッチ側へ補正し、又リー
ン限界に達してないときは上記目標空燃比をリーン側へ
補正する空燃比制御を実行する。
The CPU 41 calculates a control amount for the injector 14, the ignition plug 15a, and the ISC valve 11 based on output signals from the sensors and switches according to a program stored in the ROM 42. A lean limit is detected during lean burn, the target air-fuel ratio is corrected to the rich side when the lean limit is reached, and the target air-fuel ratio is corrected when the lean limit is not reached. The air-fuel ratio control which corrects the lean to the lean side is executed.

【0050】図1に示すように、上記電子制御装置40
にはリーンバーンエンジンの空燃比制御を実行する機能
として、エンジン運転状態判定手段M1、空燃比補正値
設定手段M2、目標空燃比設定手段M3、燃料噴射量設
定手段M4、燃焼状態検出値設定手段M5、燃焼状態比
較値設定手段M6、リーン限界判定手段M7が設けられ
ている。
As shown in FIG. 1, the electronic control unit 40
The functions for executing the air-fuel ratio control of the lean burn engine include an engine operating state determining unit M1, an air-fuel ratio correction value setting unit M2, a target air-fuel ratio setting unit M3, a fuel injection amount setting unit M4, and a combustion state detection value setting unit. M5, combustion state comparison value setting means M6, and lean limit determination means M7 are provided.

【0051】エンジン運転状態判定手段M1では冷却水
温、エンジン回転数、スロットル開度、エンジン負荷
(本実施の形態では基本燃料噴射量Tpを代用してい
る)に基づきエンジン運転状態が暖機完了後の低速から
中速の一定速状態にあるか否かを判定する。
The engine operating state determining means M1 sets the engine operating state after the completion of warm-up based on the cooling water temperature, the engine speed, the throttle opening, and the engine load (in this embodiment, the basic fuel injection amount Tp is used instead). It is determined whether the vehicle is in a low speed to medium speed constant speed state.

【0052】空燃比補正値設定手段M2では、後述する
リーンバーン運転時の目標空燃比A/Fをリッチ側或いは
リーン側へ補正する空燃比補正値としてのパルス補正値
KPULSEを燃焼行程気筒順(#1→#3→#2→#4)
に、リッチ補正するパルス補正値KPULSEを2燃焼行程
気筒分連続設定し、次いでリーン補正するパルス補正値
KPULSEを1燃焼行程気筒分設定し、この設定を繰り返
し実行する。その結果、図9に示すように、燃焼行程気
筒の空燃比が目標空燃比A/Fに対してリッチ(R)→リ
ッチ(R)→リーン(L)の順で繰り返し設定される。
In the air-fuel ratio correction value setting means M2, a pulse correction value KPULSE as an air-fuel ratio correction value for correcting a target air-fuel ratio A / F to a rich side or a lean side during a lean burn operation, which will be described later, is determined in the combustion stroke cylinder order ( # 1 → # 3 → # 2 → # 4)
Then, the pulse correction value KPULSE for rich correction is continuously set for two combustion stroke cylinders, and then the pulse correction value KPULSE for lean correction is set for one combustion stroke cylinder, and this setting is repeatedly executed. As a result, as shown in FIG. 9, the air-fuel ratio of the combustion stroke cylinder is repeatedly set to the target air-fuel ratio A / F in the order of rich (R) → rich (R) → lean (L).

【0053】目標空燃比設定手段M3では、上記エンジ
ン運転状態検出手段で検出したパラメータに基づいて設
定したフィードフォワード補正値に上記パルス補正値K
PULSEを加算し、更に、後述するリーン限界判定手段M
7でリーン限界と判定されなかったときは目標空燃比A/
Fを更にリーン側へ補正し、リーン限界と判定されたと
きはリッチ側へ戻すための目標リーン減量係数KLEANを
減算して、空燃比を目標空燃比A/Fとするための目標当
量比KTGTを設定する。
In the target air-fuel ratio setting means M3, the pulse correction value K is added to the feedforward correction value set based on the parameters detected by the engine operating state detecting means.
PULSE is added, and a lean limit determining means M described later is added.
If the lean limit is not determined at 7, the target air-fuel ratio A /
F is further corrected to the lean side, and when it is determined that it is the lean limit, the target lean reduction coefficient KLEAN for returning to the rich side is subtracted, and the target equivalent ratio KTGT for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F. Set.

【0054】燃料噴射量設定手段M4では、基本燃料噴
射量Tpをフィードフォワード補正、及びフィードバッ
ク補正して、インジェクタ14へ出力する燃料噴射量T
iを設定する。
The fuel injection amount setting means M4 corrects the basic fuel injection amount Tp by feedforward correction and feedback correction, and outputs the fuel injection amount Tp to the injector 14.
Set i.

【0055】燃焼状態検出値設定手段M5では、各気筒
に設けた筒内圧力センサ28の出力信号に基づき燃焼時
の圧縮上死点TDC付近の燃焼状態検出値である燃焼圧
力Pを気筒毎に検出する。
In the combustion state detection value setting means M5, the combustion pressure P, which is the combustion state detection value near the compression top dead center TDC during combustion, is determined for each cylinder based on the output signal of the in-cylinder pressure sensor 28 provided for each cylinder. To detect.

【0056】燃焼状態比較値設定手段M6では、上記目
標空燃比A/Fをリッチ補正したときの燃焼圧力PRとリ
ーン補正したときの燃焼圧力PLとの全気筒数分の燃焼
圧力平均値PRAVE、PLAVEをそれぞれ算出し、この両
平均値PRAVE、PLAVEの比に基づき燃焼状態比較値P
xを設定する。
In the combustion state comparison value setting means M6, the combustion pressure average value PRAVE for all cylinders of the combustion pressure PR when the target air-fuel ratio A / F is rich-corrected and the combustion pressure PL when the lean-correction is performed is calculated. PLAVE is calculated, and the combustion state comparison value P is calculated based on the ratio of the average values PRAVE and PLAVE.
Set x.

【0057】リーン限界判定手段M7では、エンジン運
転状態に基づいて設定した燃焼状態比較基準値Pxsと
上記燃焼状態比較値Pxとを比較し、Px>Pxsのと
きはリーン限界に達してしないと判定し、又、Px≦P
xsのときはリーン限界と判定する。
The lean limit judging means M7 compares the combustion state comparison reference value Pxs set based on the engine operating state with the combustion state comparison value Px. When Px> Pxs, it is determined that the lean limit has not been reached. And Px ≦ P
If xs, it is determined to be the lean limit.

【0058】以下、上記電子制御装置40で実行される
リーンバーンエンジンの空燃比制御について図2〜図5
のフローチャートに従って説明する。
Hereinafter, the air-fuel ratio control of the lean burn engine executed by the electronic control unit 40 will be described with reference to FIGS.
This will be described according to the flowchart of FIG.

【0059】図2に示すリーン限界補正値設定ルーチン
は、圧縮上死点付近の特定クランクパルス入力毎に起動
する。
The lean limit correction value setting routine shown in FIG. 2 is started every time a specific crank pulse near the compression top dead center is input.

【0060】先ず、ステップS1で、カムパルスの割り
込み入力から燃焼行程気筒#iの気筒判別を行い、ステ
ップS2で当該燃焼行程気筒#iの燃焼圧力P#iを検出
する。次いで、ステップS3で当該燃焼行程気筒#iの
目標空燃比A/Fがリッチ補正されているか、リーン補正
されているかを、パルス補正値KPULSEの値を参照して
判定し、上記パルス補正値KPULSEが正の値(KPULSE>
0)のときはステップS4へ進み、又負の値(KPULSE
<0)のときはステップS5へ進む。尚、上記パルス補
正値KPULSEは、後述するパルス補正値設定ルーチンを
(図3参照)で設定される。
First, in step S1, the cylinder of the combustion stroke cylinder #i is determined from the interrupt input of the cam pulse. In step S2, the combustion pressure P # i of the combustion stroke cylinder #i is detected. Next, in step S3, it is determined whether the target air-fuel ratio A / F of the combustion stroke cylinder #i is rich-corrected or lean-corrected by referring to the pulse correction value KPULSE, and the pulse correction value KPULSE is determined. Is a positive value (KPULSE>
0), the process proceeds to step S4, and a negative value (KPULSE
If <0), the process proceeds to step S5. The pulse correction value KPULSE is set by a pulse correction value setting routine described later (see FIG. 3).

【0061】上記ステップS3で上記パルス補正値KPU
LSEがリッチ補正である正の値と判定したときはステッ
プS4へ進み、又、リーン補正である負の値と判定した
ときはステップS5へ進む。
In step S3, the pulse correction value KPU
When it is determined that LSE is a positive value that is rich correction, the process proceeds to step S4, and when it is determined that LSE is a negative value that is lean correction, the process proceeds to step S5.

【0062】上記ステップS4では、RAM43に格納
されている当該気筒の最新のリッチ状態燃焼圧力PR#i
を同一気筒の1つ前のリッチ状態燃焼圧力PR#i(-1)で
更新すると共に(PR#i(-1)←PR#i)、今回検出した
燃焼圧力P#iで当該気筒の上記リッチ状態燃焼圧力PR
#iを更新して(PR#i←P#i)、ステップS6へ進む。
一方、ステップS5へ進むと、RAM43に格納されて
いる当該気筒のリーン状態燃焼圧力PL#iを今回検出し
た燃焼圧力P#iで更新し、ステップS6へ進む。
In step S4, the latest rich state combustion pressure PR # i of the cylinder stored in the RAM 43 is stored.
Is updated with the previous rich combustion pressure PR # i (-1) of the same cylinder (PR # i (-1) ← PR # i), and the above-described combustion pressure P # i of the cylinder is updated with the combustion pressure P # i detected this time. Rich state combustion pressure PR
#i is updated (PR # i ← P # i), and the process proceeds to step S6.
On the other hand, when the flow proceeds to step S5, the lean combustion pressure PL # i of the cylinder stored in the RAM 43 is updated with the currently detected combustion pressure P # i, and the flow proceeds to step S6.

【0063】そして、ステップS6へ進むと、上記RA
M43に格納されている全気筒の最新のリッチ状態燃焼
圧力PR#1,PR#3,PR#2,PR#4、及び前回のリッ
チ状態燃焼圧力PR#1(-1),PR#3(-1),PR#2(-1),
PR#4(-1)を読込み、これらを平均処理してからリッチ
状態燃焼圧力平均値PRAVEを算出し(PRAVE←Σ(P
R#i+PR#i(-1))/8)、ステップS7へ進む。
Then, when the process proceeds to step S6, the above RA
The latest rich state combustion pressures PR # 1, PR # 3, PR # 2, and PR # 4 of all cylinders stored in M43 and the previous rich state combustion pressures PR # 1 (-1) and PR # 3 ( -1), PR # 2 (-1),
PR # 4 (-1) is read, these are averaged, and then the rich state combustion pressure average value PRAVE is calculated (PRAVE ← Σ (P
R # i + PR # i (-1)) / 8), and proceeds to step S7.

【0064】ステップS7では、RAM43に格納され
ている全気筒の最新のリーン状態燃焼圧力PL#1,PL
#3,PL#2,PL#4を読込み、これらを平均処理してリ
ーン状態燃焼圧力平均値PLAVEを算出し(PLAVE←Σ
PL#i/4)、ステップS8へ進む。
At step S7, the latest lean state combustion pressures PL # 1, PL # stored in the RAM 43 are stored.
# 3, PL # 2, and PL # 4 are read, and these are averaged to calculate a lean combustion pressure average PLAVE (PLAVE ← Σ
PL # i / 4), and proceeds to step S8.

【0065】ステップS8では、上記リーン状態燃焼圧
力平均値PLAVEとリッチ状態燃焼圧力平均値PRAVEと
の比から燃焼状態比較値Pxを算出し(Px←PLAVE
/PRAVE)、ステップS9へ進む。尚、この燃焼状態
比較値Pxは周知の加重平均処理により算出しても良
い。
In step S8, a combustion state comparison value Px is calculated from the ratio of the lean combustion pressure average PLAVE to the rich combustion pressure average PRAVE (Px ← PLAVE).
/ PRAVE), and proceeds to step S9. The combustion state comparison value Px may be calculated by a well-known weighted averaging process.

【0066】ステップS9では、エンジン運転状態に基
づいて燃焼状態比較基準値Pxsを設定する。この燃焼
状態比較基準値Pxsは、例えばエンジン回転数NEと
エンジン負荷の代表値である基本燃料噴射量Tpとをパ
ラメータとしてマップを補間計算付で参照して設定する
もので、図6に示すように、上記マップにはエンジン回
転数NEと基本燃料噴射量Tpが低い値から高い値へ移
行するに従って次第に高い値を示す燃焼状態比較基準値
Pxsが格納されている。
In step S9, a combustion state comparison reference value Pxs is set based on the engine operating state. The combustion state comparison reference value Pxs is set by referring to a map with interpolation calculation using, for example, the engine speed NE and the basic fuel injection amount Tp, which is a representative value of the engine load, as shown in FIG. Further, the map stores a combustion state comparison reference value Pxs that gradually increases as the engine speed NE and the basic fuel injection amount Tp shift from a low value to a high value.

【0067】そして、ステップS10で、上記燃焼状態
比較値Pxと燃焼状態比較基準値Pxsとを比較し、P
x≦Pxsのリーン限界に達しているときは、ステップ
S11へ進み、上記RAM43に格納されているリーン
限界補正値KSURGEを該リーン限界補正値KSURGEにリッ
チ補正量SURGE1を加算した値で更新し、ルーチン
を抜ける。
In step S10, the combustion state comparison value Px is compared with the combustion state comparison reference value Pxs.
When the lean limit of x ≦ Pxs has been reached, the process proceeds to step S11, where the lean limit correction value KSURGE stored in the RAM 43 is updated with a value obtained by adding the rich correction amount SURGE1 to the lean limit correction value KSURGE, Exit the routine.

【0068】又、上記ステップS10で、Px>Pxs
のリッチ限界に達していると判定したきは、ステップS
12へ分岐し、上記RAM43に格納されているリーン
限界補正値KSURGEからリーン補正値SURGE2を減
算した値で更新し、ルーチンを抜ける。
In step S10, Px> Pxs
If it is determined that the rich limit has been reached, step S
The flow branches to 12 to update with a value obtained by subtracting the lean correction value SURGE2 from the lean limit correction value KSURGE stored in the RAM 43, and exit the routine.

【0069】尚、上記リーン限界補正値KSURGEは、後
述する目標当量比設定ルーチンにおいて読込まれる。
The lean limit correction value KSURGE is read in a target equivalent ratio setting routine described later.

【0070】又、図3にパルス補正値設定ルーチンを示
す。このルーチンは各気筒の所定クランクパルス入力毎
に起動される。
FIG. 3 shows a pulse correction value setting routine. This routine is started every time a predetermined crank pulse is input to each cylinder.

【0071】先ず、ステップS21で、リッチ補正の回
数を表す気筒カウント値nが2か否かを判定し、n≠2
すなわち気筒カウント値nが0或いは1のときは、ステ
ップS22へ進み、パルス補正値KPULSEを、運転領域
毎に予め設定されているリッチ補正量K1(但し、K1
>O)で設定し、ステップS23で、上記気筒カウント
値nをカウントアップし、ルーチンを抜ける。
First, in step S21, it is determined whether or not the cylinder count value n representing the number of rich corrections is 2, and n ≠ 2
That is, when the cylinder count value n is 0 or 1, the process proceeds to step S22, and the pulse correction value KPULSE is changed to a rich correction amount K1 (K1
> O), and in step S23, the cylinder count value n is counted up, and the routine exits.

【0072】一方、上記ステップS21でn=2と判定
されたときは、ステップS24へ分岐し、上記パルス補
正値KPULSEを、運転領域毎に予め設定されているリー
ン補正量K2(但し、K2<O)で設定し、ステップS
25で、上記気筒カウント値nをクリアした後、ルーチ
ンを抜ける。
On the other hand, if it is determined in step S21 that n = 2, the flow branches to step S24, where the pulse correction value KPULSE is set to a lean correction amount K2 (K2 < O) and set in step S
After clearing the cylinder count value n at 25, the routine exits.

【0073】その結果、上記パルス補正値KPULSEは、
パルス補正値設定ルーチンを実行毎に、リッチ→リッチ
→リーンの順に設定されることになる。
As a result, the pulse correction value KPULSE is
Each time the pulse correction value setting routine is executed, the order is set in the order of rich → rich → lean.

【0074】上記パルス補正値KPULSEは、図4に示す
目標当量比設定ルーチンで読込まれる。このルーチンは
各気筒の所定クランクパルス入力毎に起動される。
The pulse correction value KPULSE is read by a target equivalent ratio setting routine shown in FIG. This routine is started every time a predetermined crank pulse is input to each cylinder.

【0075】先ず、ステップS31で、スロットル弁開
度、基本燃料噴射量Tp、或いはエンジン回転数NEに
基づきフル増量係数KFULLを設定する。このフル増量係
数KFULLは、スロットル弁開度が全開のとき、基本燃料
噴射量Tpにより高負荷状態を検出したとき、或いはエ
ンジン回転数NEをパラメータとしてテ−ブルを補間計
算付きで参照して設定される。これにより、スロットル
弁全開時、高負荷運転時等、高出力が要求される運転状
態のときは燃料増量されて出力性能が向上する。尚、ス
ロットル弁開度が全開以外で、且つ高負荷運転以外のと
きは、KFULL←0に設定される。従って、リーンバーン
運転時の上記フル増量係数KFULLは0に設定される。
First, in step S31, a full increase coefficient KFULL is set based on the throttle valve opening, the basic fuel injection amount Tp, or the engine speed NE. The full increase coefficient KFULL is set when the throttle valve is fully opened, when a high load state is detected based on the basic fuel injection amount Tp, or by referring to the table with interpolation calculation using the engine speed NE as a parameter. Is done. As a result, in an operation state where high output is required, such as when the throttle valve is fully opened or during high load operation, the amount of fuel is increased and the output performance is improved. Note that when the throttle valve opening degree is other than the full opening state and other than the high load operation, KFULL ← 0 is set. Therefore, the full increase coefficient KFULL during the lean burn operation is set to zero.

【0076】次にステップS32で、始動後増量係数K
ASが設定される。この始動後増量係数KASは、エンジン
始動直後のエンジン回転数の安定性を確保するために、
始動時の冷却水温等に基づいて設定され、完爆後は0に
なるまで設定時間毎に減衰される。
Next, at step S32, the post-start increase coefficient K
AS is set. This post-start increase coefficient KAS is used to secure the stability of the engine speed immediately after the engine starts.
It is set based on the cooling water temperature at the time of starting, etc., and is attenuated every set time until it becomes 0 after the complete explosion.

【0077】その後、ステップS33で、水温増量係数
KTWが設定される。この水温増量係数KTWはエンジン冷
態時の運転性を確保するための増量係数で、冷却水温T
wに基づいて該冷却水温Twが低いほど燃料増量率を増
すように設定される。
Then, at step S33, a water temperature increase coefficient KTW is set. The water temperature increase coefficient KTW is an increase coefficient for ensuring operability when the engine is cold.
Based on w, the lower the cooling water temperature Tw, the higher the fuel increase rate is set.

【0078】次いで、ステップS34で、エンジン回転
数NEと基本燃料噴射量Tpとをパラメータとしてマッ
プを補間計算付で参照して、基本リーン減量値KLNMAP
を設定する。この基本リーン減量値KLNMAPはリーンバ
ーン運転時の目標空燃比A/Fを設定する際に、理論空燃
比に対して空燃比をどの程度リーン化することができる
かを示す基本値であり、図7に示すように、当該テーブ
ルにはエンジン回転数NEと基本燃料噴射量Tpとで特
定される運転領域毎に予め実験などから求めた最適な基
本リーン減量値KLNMAPが格納されている。
Next, in step S34, the map is referred to by interpolation calculation using the engine speed NE and the basic fuel injection amount Tp as parameters, and the basic lean reduction value KLNMAP is obtained.
Set. This basic lean decrease value KLNMAP is a basic value indicating how much the air-fuel ratio can be made leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when setting the target air-fuel ratio A / F during lean burn operation. As shown in FIG. 7, the table stores an optimal basic lean reduction value KLNMAP previously obtained from an experiment or the like for each operation region specified by the engine speed NE and the basic fuel injection amount Tp.

【0079】この基本リーン減量値KLNMAPは、低速か
ら中速にかけての一定速状態において、リーンバーン運
転を行うために設定する値であるため、図に示すよう
に、当該マップの極低回転低負荷運転領域、及び高回転
高負荷運転領域ではKLNMAP=0に設定される。尚、図
7に示すマッブを参照して設定した基本リーン減量値K
LNMAPによって変化する目標空燃比A/Fの一例を図8に示
す。
Since the basic lean decrease value KLNMAP is a value set for performing the lean burn operation in a constant speed state from a low speed to a medium speed, as shown in FIG. KLNMAP = 0 is set in the operation region and the high rotation / high load operation region. Note that the basic lean reduction value K set with reference to the map shown in FIG.
FIG. 8 shows an example of the target air-fuel ratio A / F changed by the LNMAP.

【0080】そして、ステップS35で上記基本リーン
減量値KLNMAPを上記リーン限界補正値KSURGEで補正し
て、リーンバーン運転時の基本的な目標空燃比を設定す
るための目標リーン減量係数KLEANを設定する(KLEAN
←KLNMAP・KSURGE)。
In step S35, the basic lean reduction value KLNMAP is corrected by the lean limit correction value KSURGE, and a target lean reduction coefficient KLEAN for setting a basic target air-fuel ratio during lean burn operation is set. (KLEAN
← KLNMAP ・ KSURGE).

【0081】その後、ステップS36で上記パルス補正
値KPULSEを読込み、ステップS37で、フル増量係数
KFULL、始動後増量係数KAS、水温増量KTW、目標リー
ン減量係数KLEAN、パルス補正値KPULSEに基づき目標
当量比KTGTを次式から設定し、ルーチンを抜ける。 KTGT←1+KFULL+KAS+KTW−KLEAN+KPULSE
Thereafter, the pulse correction value KPULSE is read in step S36, and in step S37, the target equivalent ratio is determined based on the full increase coefficient KFULL, the increase coefficient after starting KAS, the water temperature increase KTW, the target lean decrease coefficient KLEAN, and the pulse correction value KPULSE. Set KTGT from the following equation and exit the routine. KTGT ← 1 + KFULL + KAS + KTW-KLEAN + KPULSE

【0082】上記目標当量比KTGTは空燃比(本実施の
形態では燃料噴射量を増減することで空燃比を制御して
いる)をエンジン運転状態に応じてフィードフォワード
制御する補正係数であり、上記目標リーン減量係数KLE
ANが空燃比をリーンバーン運転時の目標空燃比A/Fに設
定するためのパラメータである。
The target equivalent ratio KTGT is a correction coefficient for performing feed-forward control of the air-fuel ratio (in the present embodiment, the air-fuel ratio is controlled by increasing or decreasing the fuel injection amount) according to the engine operating state. Target lean weight loss coefficient KLE
AN is a parameter for setting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F during lean burn operation.

【0083】又、上記パルス補正値KPULSEがリーンバ
ーン運転時のリーン限界を検出するために意図的に付加
した変数である。従って、理論空燃比による運転時には
上記目標リーン減量係数KLEANとパルス補正値KPULSE
とは共に0に固定される。尚、理論空燃比による燃料噴
射制御は通常の制御により行われるためここでの説明は
省略する。
The pulse correction value KPULSE is a variable intentionally added to detect a lean limit during lean burn operation. Therefore, during operation based on the stoichiometric air-fuel ratio, the target lean reduction coefficient KLEAN and the pulse correction value KPULSE
Are both fixed to 0. Note that the fuel injection control based on the stoichiometric air-fuel ratio is performed by normal control, and thus the description thereof will be omitted.

【0084】又、図5に燃料噴射パルス幅設定ルーチン
を示す。このルーチンは設定クランク角周期毎に実行さ
れる。
FIG. 5 shows a fuel injection pulse width setting routine. This routine is executed every set crank angle cycle.

【0085】先ず、ステップS41で、吸入空気量Qと
エンジン回転数NEとに基づき基本燃料噴射量Tpを算
出する(Tp←K・Q/NE;K…インジェクタ特性補
正定数)。
First, in step S41, a basic fuel injection amount Tp is calculated based on the intake air amount Q and the engine speed NE (Tp ← K · Q / NE; K: injector characteristic correction constant).

【0086】次いで、ステップS42で目標当量比KTG
Tを読込み、ステップS43で広域空燃比センサ29か
らの出力値に基づいて検出した、実際の空燃比を目標空
燃比A/Fに収束させるための空燃比フィードバック補正
係数LAMBDAを算出する。
Next, at step S42, the target equivalent ratio KTG
T is read, and an air-fuel ratio feedback correction coefficient LAMBDA for converging the actual air-fuel ratio to the target air-fuel ratio A / F, which is detected based on the output value from the wide area air-fuel ratio sensor 29 in step S43, is calculated.

【0087】そして、ステップS44でエンジン回転数
NEとエンジン負荷を表す基本燃料噴射量Tpとに基づ
いて、吸入空気量センサ等の吸入空気計測系やインジェ
クタ等の燃料供給系の生産時のばらつきや経時変化によ
る空燃比のずれ等を学習した結果が記憶されるバックア
ップRAM44の空燃比学習マップを参照して学習値K
LRを検索し、補間計算により空燃比学習補正係数KBLRC
を設定する。
In step S44, based on the engine speed NE and the basic fuel injection amount Tp representing the engine load, the variation in the production of the intake air measurement system such as the intake air amount sensor and the fuel supply system such as the injector is determined. The learning value K is referred to by referring to the air-fuel ratio learning map in the backup RAM 44 in which the result of learning the deviation of the air-fuel ratio due to aging is stored.
LR is searched and the air-fuel ratio learning correction coefficient KBLRC is calculated by interpolation.
Set.

【0088】その後、ステップS45で吸入空気量Q、
冷却水温Tw、エンジン回転数NEをパラメータとし
て、吸気ポート2aに付着した燃料の筒内への流入分を
補正する燃料付着補正係数Kxをマップ検索等により設
定し、ステップS46でバッテリ電圧VBに基づきテー
ブル参照によりインジェクタ14の無効噴射時間を補償
する電圧補正係数TSを設定する。
Then, at step S45, the intake air amount Q,
Using the coolant temperature Tw and the engine speed NE as parameters, a fuel adhesion correction coefficient Kx for correcting the amount of fuel adhering to the intake port 2a into the cylinder is set by a map search or the like, and based on the battery voltage VB in step S46. The voltage correction coefficient TS for compensating the invalid injection time of the injector 14 is set by referring to the table.

【0089】そして、ステップS47で、上記基本燃料
噴射量Tpに目標当量比KTGTを乗算して目標空燃比A/F
に対応する燃料噴射量を設定し、更に空燃比フィードバ
ック補正係数LAMBDA、空燃比学習補正係数KBLR
C、燃料付着補正係数Kxを乗算して空燃比補正すると
共に、上記電圧補正係数Tsを加算して、各気筒へ供給
する最終的な燃料噴射パルス幅Tiを設定する。 Ti←Tp・KTGT・LAMBDA・KBLRC・Kx+T
In step S47, the target air-fuel ratio A / F is calculated by multiplying the basic fuel injection amount Tp by the target equivalent ratio KTGT.
, The air-fuel ratio feedback correction coefficient LAMBDA, the air-fuel ratio learning correction coefficient KBLR
C: The air-fuel ratio is corrected by multiplying the fuel adhesion correction coefficient Kx, and the voltage correction coefficient Ts is added to set the final fuel injection pulse width Ti to be supplied to each cylinder. Ti ← Tp ・ KTGT ・ LAMBDA ・ KBLRC ・ Kx + T
s

【0090】そして、ステップS48で、上記燃料噴射
パルス幅Tiを燃焼行程気筒の噴射タイマにセットして
ルーチンを抜ける。
Then, in step S48, the fuel injection pulse width Ti is set in the injection timer of the combustion stroke cylinder, and the routine exits.

【0091】その結果、所定タイミングで上記噴射タイ
マがスタートされ、上記燃料噴射パルス幅Tiの駆動パ
ルス信号が燃焼行程気筒のインジェクタ14へ出力さ
れ、該インジェクタ14から所定に計量された燃料が噴
射される。
As a result, the injection timer is started at a predetermined timing, a drive pulse signal having the fuel injection pulse width Ti is output to the injector 14 of the combustion stroke cylinder, and a predetermined amount of fuel is injected from the injector 14. You.

【0092】リーンバーン運転時の上記燃料噴射パルス
幅Tiはパルス補正値KPULSEにより、空燃比が燃焼行
程気筒順(#1→#3→#2→#4)に、リッチ(R)
→リッチ(R)→リーン(L)の順で設定されるので、
図9に示すように、同一気筒の空燃比もリッチ(R)→
リッチ(R)→リーン(L)の順に設定されることにな
る。
The fuel injection pulse width Ti during the lean burn operation is controlled by the pulse correction value KPULSE so that the air-fuel ratio becomes rich (R) in the order of the cylinders in the combustion stroke (# 1 → # 3 → # 2 → # 4).
→ Rich (R) → Lean (L)
As shown in FIG. 9, the air-fuel ratio of the same cylinder is also rich (R) →
It is set in the order of rich (R) → lean (L).

【0093】ところで、目標空燃比A/Fに対しリーン補
正した燃料噴射パルス幅Tiで燃料噴射される気筒での
燃焼がリーン限界を越えると燃焼状態が著しく不安定と
なり、燃焼圧力Pが低下し、一方、目標空燃比A/Fに対
してリッチ補正した燃料噴射パルス幅Tiで燃料噴射さ
れる気筒では燃焼状態が良好であるため、上記燃焼圧力
Pの低下は無く、その結果、目標空燃比A/Fよりもリー
ン側に補正した燃料噴射パルス幅Tiによる燃焼行程気
筒の燃焼圧力PL#iとリッチ補正した燃料パルス幅Ti
による燃焼行程気筒の燃焼圧力PR#iとの差が拡大し、
リーン限界を高精度に検出することができる。
When the combustion in the cylinder in which fuel is injected with the fuel injection pulse width Ti lean-corrected to the target air-fuel ratio A / F exceeds the lean limit, the combustion state becomes extremely unstable and the combustion pressure P decreases. On the other hand, in the cylinder in which fuel is injected with the fuel injection pulse width Ti richly corrected with respect to the target air-fuel ratio A / F, the combustion state is good, and thus the combustion pressure P does not decrease. As a result, the target air-fuel ratio The combustion pressure PL # i of the combustion stroke cylinder and the richly corrected fuel pulse width Ti based on the fuel injection pulse width Ti corrected leaner than the A / F
The difference from the combustion pressure PR # i of the combustion stroke cylinder due to
The lean limit can be detected with high accuracy.

【0094】又、リッチ補正した燃料噴射パルス幅Ti
を2回連続で噴射するのに対してリーン補正した燃料噴
射パルス幅Tiを1回噴射するので、リーン補正した燃
料噴射パルス幅Tiによる燃焼がリーン限界を越えた場
合であっても、その後にリッチ補正した燃料噴射パルス
幅Tiが2回連続で供給されるため、リーン補正による
気筒の燃焼が悪化した場合でも、エンジン回転変動が高
い周波数帯(例えば、2000rpmでは22.2Hz)で発生する
ため運転者に不快感を与えることがない。
Also, the fuel injection pulse width Ti that has been richly corrected
Is injected twice while the fuel injection pulse width Ti with lean correction is injected once, so that even if the combustion with the fuel injection pulse width Ti with lean correction exceeds the lean limit, Since the fuel injection pulse width Ti that has been richly corrected is continuously supplied twice, even when the combustion of the cylinder is deteriorated due to the lean correction, engine rotation fluctuation occurs in a high frequency band (for example, 22.2 Hz at 2000 rpm). Does not cause discomfort to the person.

【0095】更に、燃焼状態比較値Pxを全気筒のリッ
チ状態燃焼圧力平均値PRAVEとリーン状態燃焼圧力平
均値PLAVEとの比により算出しているため、気筒間の
燃焼のばらつきによる一時的な燃焼変動の影響を受け難
く、気筒間の燃焼のばらつきによる一時的な燃焼変動の
影響が排斥され、リーン限界を精度良く検出することが
できる。
Further, since the combustion state comparison value Px is calculated based on the ratio of the rich state combustion pressure average value PRAVE and the lean state combustion pressure average value PLAVE of all cylinders, the temporary combustion due to the variation in combustion between the cylinders. It is hardly affected by the fluctuation, and the influence of the temporary combustion fluctuation due to the fluctuation of the combustion between the cylinders is eliminated, so that the lean limit can be detected with high accuracy.

【0096】又、最新のリッチ状態燃焼圧力平均値PR
AVEとリーン状態燃焼圧力平均値PLAVEとを比較して燃
焼状態比較値Pxを算出しているので、運転状態が変化
する過渡状態であってもリーン限界を検出することが可
能となり、リーンバーン運転時の空燃比を適正に制御す
ることができる。
Also, the latest rich state combustion pressure average value PR
Since the combustion state comparison value Px is calculated by comparing AVE with the lean state combustion pressure average value PLAVE, the lean limit can be detected even in the transient state in which the operating state changes, and the lean burn operation can be performed. The air-fuel ratio at the time can be appropriately controlled.

【0097】尚、本実施の形態では燃焼状態比較値Px
と燃焼状態比較基準値Pxsとの比較結果により、リー
ンバーン運転時の目標空燃比A/Fを設定するようにして
るので、この燃焼状態比較基準値Pxsを可変すること
で目標空燃比A/Fを適宜可変設定することができる。
In this embodiment, the combustion state comparison value Px
The target air-fuel ratio A / F during the lean burn operation is set based on the comparison result between the target air-fuel ratio A / F and the combustion state comparison reference value Pxs. Can be variably set.

【0098】次に、図12〜図16に本発明の第2実施
の形態を示す。上述した第1実施の形態では、リーンバ
ーン運転時の燃料噴射パルス幅Tiを2燃焼行程気筒連
続でリッチ補正し、その後の1燃焼行程気筒の燃料噴射
パルス幅Tiをリーン補正し、このときのリッチ状態燃
焼圧力平均値PRAVEとリーン状態燃焼圧力平均値PLA
VEとの比からリーン限界を判定するようにしているが、
本実施の形態ではリーンバーン運転時の燃料噴射パルス
幅Tiを目標空燃比に対して、図16に示すように燃焼
行程気筒順に、リッチ(R)→目標空燃比(A/F)→リ
ーン(L)の順で繰り返し設定し、このときのエンジン
回転の角速度の変化からリーン限界を判定するものであ
る。従って、本実施の形態では筒内圧力センサは不要と
なる。
Next, FIGS. 12 to 16 show a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the fuel injection pulse width Ti during the lean burn operation is richly corrected for two combustion stroke cylinders in succession, and the fuel injection pulse width Ti for one subsequent combustion stroke cylinder is lean corrected. Mean rich combustion pressure PRAVE and mean combustion pressure PLA lean
Although the lean limit is determined from the ratio with VE,
In this embodiment, the fuel injection pulse width Ti at the time of lean burn operation is set to rich (R) → target air-fuel ratio (A / F) → lean ( L) is repeatedly set in this order, and the lean limit is determined from the change in the angular velocity of the engine rotation at this time. Therefore, in the present embodiment, the in-cylinder pressure sensor becomes unnecessary.

【0099】図12に示すように電子制御装置40(図
11参照)には、リーンバーンエンジンの空燃比制御を
実行する機能として、第1の実施の形態の図1に示す空
燃比補正値設定手段M2と燃焼状態検出値設定手段M5
とに代えて、空燃比補正値設定手段M2’と燃焼状態検
出値設定手段M5’とを設け、更に前記燃焼状態比較値
設定手段M6を燃焼状態第1比較値設定手段M6aと燃
焼状態第2比較値設定手段M6bと燃焼状態最終比較値
設定手段M6cとで構成したものである。
As shown in FIG. 12, the electronic control unit 40 (see FIG. 11) has an air-fuel ratio correction value setting shown in FIG. 1 of the first embodiment as a function of executing the air-fuel ratio control of the lean burn engine. Means M2 and combustion state detection value setting means M5
Instead of the above, an air-fuel ratio correction value setting means M2 'and a combustion state detection value setting means M5' are provided, and the combustion state comparison value setting means M6 is further provided with a combustion state first comparison value setting means M6a and a combustion state second It comprises a comparison value setting means M6b and a combustion state final comparison value setting means M6c.

【0100】空燃比補正値設定手段M2’では、後述す
るリーンバーン運転時の目標空燃比A/Fを燃焼行程気筒
順にリッチ補正→無補正(目標空燃比)→リーン補正す
るためのパルス補正値KPULSEを設定する。その結果、
図16に示すように、燃焼行程気筒の空燃比(燃料噴射
パルス幅Ti)が目標空燃比A/Fに対してリッチ(R)
→目標空燃比(A/F)→リーン(L)の順で繰り返し設
定されることになる。
In the air-fuel ratio correction value setting means M2 ', a pulse correction value for performing rich correction → non-correction (target air-fuel ratio) → lean correction of a target air-fuel ratio A / F during lean burn operation, which will be described later, in the order of cylinders in the combustion stroke. Set KPULSE. as a result,
As shown in FIG. 16, the air-fuel ratio (fuel injection pulse width Ti) of the combustion stroke cylinder is rich (R) with respect to the target air-fuel ratio A / F.
→ The target air-fuel ratio (A / F) → Lean (L) are repeatedly set in this order.

【0101】燃焼状態検出値設定手段M5’では、各燃
焼行程気筒#Iの燃焼初期(圧縮上死点付近)のクラン
クパルス入力間隔から燃焼初期クランク角速度ω1を算
出すると共に、燃焼後期(ATDC40 〜60°CA
付近)のクランクパルス入力間隔から燃焼後期クランク
角速度ω2を算出し、この両クランク角速度ω1,ω2
に基づき次式から各気筒のトルク指標値TIN#iを算出す
る。 TIN#i←ω22−ω12
The combustion state detection value setting means M5 'calculates the combustion initial crank angular velocity ω1 from the crank pulse input interval at the beginning of combustion (near the compression top dead center) of each combustion stroke cylinder #I, and calculates the late combustion (ATDC40 to ATDC40). 60 ° CA
(The vicinity) of the crank pulse input interval, the latter-stage crank angular speed ω2 is calculated.
Based on the following equation, the torque index value TIN # i of each cylinder is calculated from the following equation. TIN # i ← ω2 2 −ω1 2

【0102】尚、トルクTは質量をm、クランクシャフ
トの回転半径をrとすれば、 T=m・r・ω2 となる。この場合、クランクシャフトの半径r、及び質
量mは一定であるためクランク角速度ωの2乗はトルク
Tに対する関数であり、その差から当該気筒の燃焼時の
初期トルクと終期トルクとの変化量であるトルク指標値
が導き出される。
Incidentally, assuming that the mass of the torque T is m and the radius of rotation of the crankshaft is r, T = m · r · ω 2 . In this case, since the radius r and the mass m of the crankshaft are constant, the square of the crank angular velocity ω is a function with respect to the torque T, and the difference between the square torque and the initial torque and the final torque during combustion of the cylinder is determined from the difference. A certain torque index value is derived.

【0103】燃焼状態第1比較値設定手段M6aでは、
リッチ補正による燃焼時の最新の全気筒分のリッチ状態
トルク指標値TRIN#iに基づきリッチ状態トルク指標値
平均値TRINAVEを算出し、又目標空燃比A/Fによる燃焼
時の最新から全気筒分の目標空燃比トルク指標値TNIN
#iに基づき目標空燃比トルク指標値平均値TNINAVEを
算出し、次いで上記両トルク指標値平均値TRINAVE,
TNINAVEの差から燃焼状態第1比較値IRNを算出す
る。
In the combustion state first comparison value setting means M6a,
The rich state torque index value TRINAVE is calculated based on the latest rich state torque index value TRIN # i for all cylinders at the time of combustion by the rich correction, and is also calculated for all cylinders from the latest combustion state at the target air-fuel ratio A / F. Target air-fuel ratio torque index value TNIN
The target air-fuel ratio torque index value average value TNINAVE is calculated based on #i, and then the two torque index value average values TRINAVE,
A first combustion state comparison value IRN is calculated from the difference of TNINAVE.

【0104】燃焼状態第2比較値設定手段M6bでは、
リーン補正による燃焼の最新の全気筒分のリーン状態ト
ルク指標値TLIN#iに基づきリーン状態トルク指標値平
均値TLINAVEを算出し、次いで上記目標空燃比トルク
指標値平均値TNINAVEと上記リーン状態トルク指標値
平均値TLINAVEとの差から燃焼状態第2比較値INLを
算出する。
In the combustion state second comparison value setting means M6b,
The lean state torque index value average value TLINAVE is calculated based on the latest lean state torque index value TLIN # i for all cylinders of the combustion by lean correction, and then the target air-fuel ratio torque index value average value TNINAVE and the lean state torque index are calculated. The second combustion state comparison value INL is calculated from the difference from the average value TLINAVE.

【0105】又、燃焼状態最終比較値設定手段M6cで
は、上記燃焼状態第1比較値IRNと燃焼状態第2比較値
INLとの比から燃焼状態最終比較値IRN/NLを算出す
る。
The final combustion state comparison value setting means M6c calculates the final combustion state comparison value IRN / NL from the ratio of the first combustion state comparison value IRN to the second combustion state comparison value INL.

【0106】そして、リーン限界判定手段M7におい
て、エンジン運転状態に基づいて設定したリーン判定基
準値TOと上記燃焼状態最終比較値IRN/NLとを比較し、
IRN/NL>TOのときはリーン限界に達してしないと判定
し、又、IRN/NL≦TOのときはリーン限界と判定する。
Then, the lean limit determining means M7 compares the lean determination reference value TO set based on the engine operating state with the combustion state final comparison value IRN / NL,
When IRN / NL> TO, it is determined that the lean limit has not been reached, and when IRN / NL ≦ TO, the lean limit is determined.

【0107】以下、上記電子制御装置40で実行される
リーンバーンエンジンの空燃比制御について図13〜図
15のフローチャートに従って説明する。
The air-fuel ratio control of the lean burn engine executed by the electronic control unit 40 will be described below with reference to the flowcharts of FIGS.

【0108】図13に示すクランク角速度算出ルーチン
は、図16に示すように燃焼初期θTDC(圧縮上死点付
近)のクランクパルス入力及び燃焼後期θATDC(ATD
C40 〜60°CA付近)のクランクパルスの入力毎
に起動される。
As shown in FIG. 16, the crank angular velocity calculation routine shown in FIG. 13 inputs the crank pulse of the initial combustion θTDC (near the compression top dead center) and the late combustion θATDC (ATD).
It is activated every time a crank pulse of C40 to 60 ° CA is input.

【0109】先ず、ステップS51で、入力されたクラ
ンクパルスが燃焼初期θTDCと燃焼後期θATDCとの何れ
かをカムパルスの割り込みから判定し、燃焼初期θTDC
を示すクランクパルスのときは、ステップS52へ進
み、今回のクランクパルス(燃焼初期θTDCを示すクラ
ンクパルス)から燃焼初期クランク角速度ω1を算出し
てルーチンを抜ける。
First, in step S51, it is determined whether the input crank pulse is the initial combustion θTDC or the late combustion θATDC from the interruption of the cam pulse.
In the case of a crank pulse indicating, the process proceeds to step S52 to calculate an initial crank angular velocity ω1 from the current crank pulse (a crank pulse indicating the initial combustion θTDC), and then exits the routine.

【0110】一方、上記ステップS51で燃焼後期θAT
DCを示すクランクパルスと判定したときは、ステップS
53へ分岐し、今回のクランクパルス(燃焼後期θATDC
を示すクランクパルス)から燃焼後期クランク角速度ω
2を算出してルーチンを抜ける。
On the other hand, in the above step S51, the latter stage of combustion θAT
If it is determined that the crank pulse indicates DC, step S
Branching to 53, this crank pulse (late combustion θATDC
From the crank pulse indicating the late crank angle velocity ω
2 is calculated and the routine exits.

【0111】又、図14に示すリーン限界補正値設定ル
ーチンは、上述した燃焼後期θATDCを示すクランクパル
スの次のクランクパルスの入力毎に起動される。
The lean limit correction value setting routine shown in FIG. 14 is started every time a crank pulse subsequent to the crank pulse indicating the latter period θATDC is input.

【0112】先ず、ステップS61で、カムパルスの割
り込み入力から燃焼行程気筒#iの気筒判別を行い、ス
テップS62で、上記クランク角速度算出ルーチンで算
出した燃焼後期クランク角速度ω2と燃焼初期クランク
角速度ω1とを読込み、この両クランク角速度ω2,ω
1の2乗の差から当該燃焼行程気筒#iのトルク指標値
TIN#iを算出する(TIN#i←ω22−ω12)。
First, in step S61, the cylinder of the combustion stroke cylinder #i is discriminated from the interrupt input of the cam pulse, and in step S62, the late crank angular velocity ω2 and the initial crank angular velocity ω1 calculated in the crank angular velocity calculation routine are calculated. Read the two crank angular speeds ω2, ω
From the square of the difference between 1 and calculates the torque index value TIN # i of the combustion stroke cylinder #i (TIN # i ← ω2 2 -ω1 2).

【0113】次いで、ステップS63で、当該燃焼行程
気筒#iの燃焼状態が目標空燃比A/Fによる燃焼か、リ
ッチ補正による燃焼か、リーン補正による燃焼かを、後
述するパルス補正値設定ルーチンを(図15参照)で設
定するパルス補正値KPULSEの値を参照して判定する。
Next, in step S63, a pulse correction value setting routine, which will be described later, determines whether the combustion state of the combustion stroke cylinder #i is combustion with the target air-fuel ratio A / F, combustion with rich correction, or combustion with lean correction. The determination is made with reference to the value of the pulse correction value KPULSE set in (see FIG. 15).

【0114】そして、KPULSE=0の目標空燃比A/Fによ
る燃焼のときはステップS64へ進み、上記トルク指標
値TIN#iにてRAM43に格納されている当該燃焼行程
気筒#iの目標空燃比トルク指標値TNIN#iを更新し、
ステップS67へ進む。又、KPULSE<0のリーン補正
による燃焼のときはステップS65へ進み、上記トルク
指標値TIN#iにてRAM43に格納されている当該燃焼
行程気筒#iのリーン状態トルク指標値TLIN#iを更新
し、ステップS67へ進む。又、KPULSE>0のリッチ
補正による燃焼のときはステップS66へ進み、上記ト
ルク指標値TIN#iにてRAM43に格納されている当該
燃焼行程気筒#iのリッチ状態トルク指標値TRIN#iを
更新し、ステップS67へ進む。
When the combustion is performed at the target air-fuel ratio A / F of KPULSE = 0, the process proceeds to step S64, where the target air-fuel ratio of the combustion stroke cylinder #i stored in the RAM 43 with the torque index value TIN # i. Update the torque index value TNIN # i,
Proceed to step S67. When the combustion is performed by lean correction of KPULSE <0, the process proceeds to step S65, and the lean state torque index value TLIN # i of the combustion stroke cylinder #i stored in the RAM 43 is updated with the torque index value TIN # i. Then, the process proceeds to step S67. When the combustion is performed by the rich correction of KPULSE> 0, the process proceeds to step S66, and the rich state torque index value TRIN # i of the combustion stroke cylinder #i stored in the RAM 43 is updated with the torque index value TIN # i. Then, the process proceeds to step S67.

【0115】ステップS67では、上記RAM43に格
納されている全気筒の最新のリッチ状態トルク指標値T
RIN#iの平均値(リッチ状態トルク指標値平均値)TR
INAVEを算出し(TRINAVE←ΣTRIN#i/4)、ステッ
プS68へ進む。
In step S67, the latest rich state torque index value T of all cylinders stored in the RAM 43 is set.
RIN # i average (rich state torque index average) TR
INAVE is calculated (TRINAVE ← ΣTRIN # i / 4), and the process proceeds to step S68.

【0116】ステップS68では、上記RAM43に格
納されている全気筒の最新の目標空燃比トルク指標値T
NIN#iの平均値(目標空燃比トルク指標値平均値)TN
INAVEを算出し(TNINAVE←ΣTNIN#i/4)、ステッ
プS69へ進む。
In step S68, the latest target air-fuel ratio torque index value T for all cylinders stored in the RAM 43 is set.
Average value of NIN # i (average target air-fuel ratio torque index value) TN
INAVE is calculated (TNINAVE ← ΣTNIN # i / 4), and the process proceeds to step S69.

【0117】ステップS69では、上記RAM43に格
納されている全気筒の最新のリーン状態トルク指標値T
LIN#iの平均値(リーン状態トルク指標値平均値)TL
INAVEを算出し(TLINAVE←ΣTLIN#i/4)、ステッ
プS70へ進む。
At step S69, the latest lean state torque index value T of all cylinders stored in the RAM 43 is set.
LIN # i average (lean state torque index average) TL
INAVE is calculated (TLINAVE ← ΣTLIN # i / 4), and the process proceeds to step S70.

【0118】そして、ステップS70で、上記リッチ状
態トルク指標値平均値TRINAVEと上記目標空燃比トル
ク指標値平均値TNINAVEとの差から燃焼状態第1比較
値IRNを算出して(IRN←TRINAVE−TNINAVE)、ス
テップS71へ進む。
In step S70, a first combustion state comparison value IRN is calculated from the difference between the rich state torque index average value TRINAVE and the target air-fuel ratio torque index average value TNINAVE (IRN ← TRINAVE-TNINAVE). ), And proceed to step S71.

【0119】ステップS71では、上記目標空燃比トル
ク指標値平均値TNINAVEとリーン状態トルク指標値平
均値TLINAVEとの差から燃焼状態第2指標値INLを算
出する(INL←TNINAVE−TLINAVE)。
In step S71, a second combustion state index value INL is calculated from the difference between the target air-fuel ratio torque index value average value TNINAVE and the lean state torque index value average value TLINAVE (INL ← TNINAVE-TINAVE).

【0120】その後、ステップS72へ進み、上記燃焼
状態第1比較値IRNと燃焼状態第2指標値INLとの比か
ら、燃焼状態最終比較値IRN/NLを算出して(IRN/NL←
IRN/INL)、ステップS73へ進む。尚、この燃焼状
態最終比較値IRN/NLは周知の加重平均処理により算出
しても良い。
Thereafter, the flow advances to step S72 to calculate a final combustion state comparison value IRN / NL from the ratio of the first combustion state comparison value IRN to the second combustion state index value INL (IRN / NL ←
IRN / INL), and proceeds to step S73. The combustion state final comparison value IRN / NL may be calculated by a well-known weighted average process.

【0121】そして、ステップS73で、上記燃焼状態
最終比較値IRN/NLと燃焼状態比較基準値Isとを比較
し、IRN/NL≦Isのリーン限界に達しているきは、ス
テップS74へ進み、上記RAM43に格納されている
リーン限界補正値KSURGEを、該リーン限界補正値KSUR
GEにリッチ補正量SURGE1を加算した値で更新し、
ルーチンを抜ける。
In step S73, the combustion state final comparison value IRN / NL is compared with the combustion state comparison reference value Is. If the lean limit of IRN / NL ≦ Is has been reached, the flow proceeds to step S74. The lean limit correction value KSURGE stored in the RAM 43 is replaced with the lean limit correction value KSUR.
Update with the value obtained by adding the rich correction amount SURGE1 to GE,
Exit the routine.

【0122】又、上記ステップS73で、IRN/NL>I
sのリッチ限界に達していると判定したときは、ステッ
プS75へ分岐し、上記RAM43に格納されているリ
ーン限界補正値KSURGEを、該リーン限界補正値KSURGE
からリーン補正値SURGE2を減算した値で更新し、
ルーチンを抜ける。
In step S73, IRN / NL> I
If it is determined that the rich limit of s has been reached, the process branches to step S75, where the lean limit correction value KSURGE stored in the RAM 43 is replaced with the lean limit correction value KSURGE.
Is updated with the value obtained by subtracting the lean correction value SURGE2 from
Exit the routine.

【0123】又、図15にパルス補正値設定ルーチンを
示す。このルーチンは所定のクランクパルス入力毎に起
動される。
FIG. 15 shows a pulse correction value setting routine. This routine is started every time a predetermined crank pulse is input.

【0124】先ず、ステップS81,S82で気筒カウ
ント値nを識別する。そして、n=0のときはステップ
S83へ進み、n=1のときはステップS84へ進み、
又、n=2のときはステップS85へ進む。
First, the cylinder count value n is identified in steps S81 and S82. When n = 0, the process proceeds to step S83, and when n = 1, the process proceeds to step S84.
When n = 2, the process proceeds to step S85.

【0125】例えば上記気筒カウント値nが0のとき
は、ステップS83へ進み、パルス補正値KPULSEを運
転領域毎に予め設定されているリッチ補正量K1(但
し、K1>O)で設定し、ステップS86で上記気筒カ
ウント値n(この場合n=0)をカウントアップし、ル
ーチンを抜ける。
For example, when the cylinder count value n is 0, the process proceeds to step S83, in which the pulse correction value KPULSE is set by a rich correction amount K1 (K1> O) set in advance for each operation region. In S86, the cylinder count value n (n = 0 in this case) is counted up, and the routine exits.

【0126】その後、次の気筒の特定クランクパルス入
力により本ルーチンが起動されると、このときの気筒カ
ウント値nが1であるため、ステップS84へ進み、パ
ルス補正値KPULSEをクリア(KPULSE←0)して上記ス
テップS86へ戻り、このステップS86で上記気筒カ
ウント値n(この場合n=1)をカウントアップし、ル
ーチンを抜ける。
Thereafter, when this routine is started by the input of a specific crank pulse for the next cylinder, the cylinder count value n at this time is 1, so the flow advances to step S84 to clear the pulse correction value KPULSE (KPULSE ← 0). ), And returns to step S86. In step S86, the cylinder count value n (in this case, n = 1) is counted up, and the routine exits.

【0127】そして、更に次の気筒の特定クランクパル
ス入力により本ルーチンが起動されると、このときの気
筒カウント値nが2であるため、ステップS85へ進
み、パルス補正値KPULSEを運転領域毎に予め設定され
ているリーン補正量K2(但し、K2<O)で設定し、
ステップS87で上記気筒カウント値nをクリアして、
ルーチンを抜ける。
Then, when the present routine is started by input of a specific crank pulse of the next cylinder, the cylinder count value n at this time is 2, the process proceeds to step S85, and the pulse correction value KPULSE is set for each operation region. Set with a preset lean correction amount K2 (where K2 <O),
In step S87, the cylinder count value n is cleared.
Exit the routine.

【0128】その結果、上記パルス補正値KPULSEは、
パルス補正値設定ルーチン実行毎に、リッチ→無補正
(目標空燃比)→リーンの順で繰り返し設定されること
になる。
As a result, the pulse correction value KPULSE is
Each time the pulse correction value setting routine is executed, the setting is repeatedly performed in the order of rich → no correction (target air-fuel ratio) → lean.

【0129】上記リーン限界補正値KSURGE、及びパル
ス補正値KPULSEは、上記第1実施の形態で説明した目
標当量比設定ルーチン(図4参照)で読込まれる。この
目標当量比設定ルーチンは第1実施の形態と同様である
ため説明を省略する。
The lean limit correction value KSURGE and the pulse correction value KPULSE are read by the target equivalent ratio setting routine (see FIG. 4) described in the first embodiment. This target equivalence ratio setting routine is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0130】ところで、空燃比をリーン補正するパルス
補正値KPULSEにより空燃比補正された燃料噴射パルス
幅Tiによる燃焼がリーン限界を超えると燃焼が著しく
不安定化して燃焼初期のクランク角速度の上昇量が低下
する。従って、目標空燃比A/Fによる気筒のトルク指標
値と上記リーン補正による気筒のトルク指標値との差
(トルク指標値差)は、リッチ補正による気筒のトルク
指標値と目標空燃比A/Fによる気筒のトルク指標値との
差(トルク指標値差)に比べ大きな値となる。本実施の
形態では、この両トルク指標値差の比をある一定値に収
束するように目標空燃比A/Fを制御することで、リーン
バーン運転時のトルク変動を抑制し燃焼の安定化を図
り、NOx排出量の低減、及び燃費向上を図る。
When the combustion using the fuel injection pulse width Ti corrected with the air-fuel ratio by the pulse correction value KPULSE for lean-correcting the air-fuel ratio exceeds the lean limit, the combustion becomes remarkably unstable, and the amount of increase in the crank angular velocity in the initial stage of the combustion is reduced. descend. Accordingly, the difference between the torque index value of the cylinder based on the target air-fuel ratio A / F and the torque index value of the cylinder based on the lean correction (torque index value difference) is calculated by comparing the torque index value of the cylinder based on the rich correction with the target air-fuel ratio A / F. Is larger than the difference from the torque index value of the cylinder (torque index value difference). In the present embodiment, by controlling the target air-fuel ratio A / F so that the ratio of the difference between the two torque index values converges to a certain value, torque fluctuation during lean burn operation is suppressed and combustion is stabilized. To reduce NOx emissions and improve fuel efficiency.

【0131】以上の結果、本実施の形態によれば、各気
筒の燃焼状態を燃焼初期のクランク角速度ω1と燃焼後
期のクランク角速度ω2とに基づいて算出するようにし
たので、第1実施の形態で採用する筒内圧力センサが不
要となり、既存のエンジンに対して適用することが可能
となり利便性が向上する。又、燃焼の変動をトルク指標
値から判定するようにしたので、リーンバーン運転時の
各気筒の燃焼状態をより的確に把握することができる。
As described above, according to the present embodiment, the combustion state of each cylinder is calculated based on the crank angular velocity ω1 in the early stage of combustion and the crank angular velocity ω2 in the late stage of combustion. The need for the in-cylinder pressure sensor adopted in the above is unnecessary, and the present invention can be applied to an existing engine, thereby improving convenience. Further, since the fluctuation of the combustion is determined from the torque index value, the combustion state of each cylinder during the lean burn operation can be grasped more accurately.

【0132】又、目標空燃比A/Fに対して、リッチ
(R)→無補正(A/F)→リーン(L)の順で繰り返し
設定するようにしたので、リーン補正による気筒の燃焼
状態が不安定化しても、エンジン回転変動が高い周波数
帯(例えば、2000rpmでは22.2Hz)で発生することにな
り、運転者に不快感を与えることがない。
Since the target air-fuel ratio A / F is repeatedly set in the order of rich (R) → no correction (A / F) → lean (L), the combustion state of the cylinder by the lean correction is set. , The engine rotation fluctuation occurs in a high frequency band (for example, 22.2 Hz at 2000 rpm), so that the driver does not feel uncomfortable.

【0133】更に、トルク指標値差である燃焼状態比較
値を全気筒のトルク指標値の平均値により算出している
ので、気筒間の燃焼のばらつきによる一時的な燃焼変動
の影響を受け難く、燃焼状態比較値を正確に算出するこ
とができる。
Furthermore, since the combustion state comparison value, which is the difference between the torque index values, is calculated from the average value of the torque index values of all cylinders, it is less susceptible to temporary combustion fluctuations due to variations in combustion between the cylinders. The combustion state comparison value can be accurately calculated.

【0134】又、常に最新のリッチ状態トルク指標値と
目標空燃比トルク指標値とリーン状態トルク指標値とを
比較しているのでエンジンの運転状態が変化する過渡状
態であってもリーン限界を的確に検出することができ
る。
Further, since the latest rich state torque index value, target air-fuel ratio torque index value, and lean state torque index value are always compared, the lean limit is accurately set even in a transient state in which the operating state of the engine changes. Can be detected.

【0135】[0135]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、リーンバ
ーン運転時の目標空燃比をリッチ補正する空燃比補正値
とリーン補正する空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設
定し、この空燃比補正値により補正された燃料噴射量に
よる燃焼のリッチ補正時の燃焼状態検出値とリーン補正
時の前記燃焼状態検出値とを比較して燃焼状態比較値を
設定し、この燃焼状態比較値と設定値とを比較してリー
ン限界を判定するようにしたので、例えばリーン時の燃
焼がリーン限界を超えている場合、当該燃焼行程気筒の
燃焼状態が著しく不安定化するため、前記燃焼状態比較
値は大きな偏差値を示すことになり、従って、この燃焼
状態比較値に基づいてリーンバーン運転時のリーン限界
を高精度に検出することができる。
According to the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio correction value for richly correcting the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio correction value for lean correction during the lean burn operation are set in the order of the combustion stroke cylinder. A combustion state comparison value is set by comparing the combustion state detection value at the time of rich correction of the combustion with the fuel injection amount corrected by the fuel ratio correction value and the combustion state detection value at the time of lean correction. Since the lean limit is determined by comparing with the set value, for example, if the combustion at the time of lean exceeds the lean limit, the combustion state of the combustion stroke cylinder becomes significantly unstable. The value indicates a large deviation value. Therefore, the lean limit during the lean burn operation can be detected with high accuracy based on the combustion state comparison value.

【0136】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明において、前記燃焼状態比較値に基づいてリー
ン限界と判定したときは前記目標空燃比をリッチ側へ補
正し、又リーン限界と判定されなかったときは前記目標
空燃比をリーン側へ補正することでリーンバーン運転時
の空燃比をリーン限界付近で安定燃焼させることがで
き、NOx排出量の低減、及び燃費の向上を図ることがで
きる。
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when it is determined that the lean limit is set based on the combustion state comparison value, the target air-fuel ratio is corrected to the rich side, and the lean limit is set. If it is not determined that the target air-fuel ratio is corrected to the lean side, the air-fuel ratio during the lean burn operation can be stably burned near the lean limit, thereby reducing NOx emissions and improving fuel efficiency. be able to.

【0137】請求項3記載の発明によれば、請求項1或
いは2記載の発明において、前記燃焼状態比較値を、リ
ッチ補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値とリ
ーン補正時の前記燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値
とを比較して設定することで、気筒間の燃焼のばらつき
による一時的な燃焼変動が排斥され、リーン限界をより
正確に検出することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the combustion state comparison value is calculated based on an average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value at the time of rich correction and a combustion state detection value at the time of lean correction. By setting the combustion state detection value by comparing it with the average value of the set number of cylinders, a temporary combustion fluctuation due to a variation in combustion between cylinders is eliminated, and the lean limit can be detected more accurately.

【0138】請求項4記載の発明によれば、請求項1〜
3記載の発明において、採用するエンジンが4気筒の場
合、前記リッチ補正した空燃比補正値を2燃焼行程気筒
設定し、リーン補正した空燃比補正値を1燃焼行程気筒
設定し、これを燃焼行程気筒順に繰り返し実行すること
で、リーン補正による燃焼行程気筒の前後の燃焼行程気
筒に対する燃料噴射量、及び同一気筒の前回と次回の燃
焼時に供給される燃料噴射量は必ずリッチ補正されるこ
とになるため、燃焼変動の周波数帯がサージの発生する
周波数帯域よりも高い周波数帯域となり、運転者に不快
感を与えることがない。
According to the invention described in claim 4, claims 1 to 1 are provided.
In the invention described in Item 3, when the engine to be employed is a four-cylinder engine, the rich-corrected air-fuel ratio correction value is set to two combustion stroke cylinders, and the lean-corrected air-fuel ratio correction value is set to one combustion stroke cylinder. By repeatedly executing the cylinder order, the fuel injection amount to the combustion stroke cylinder before and after the combustion stroke cylinder by the lean correction and the fuel injection amount supplied at the time of the previous and next combustion of the same cylinder are always rich corrected. Therefore, the frequency band of the combustion fluctuation is higher than the frequency band in which the surge occurs, and the driver does not feel uncomfortable.

【0139】請求項5記載の発明によれば、リーンバー
ン運転時の目標空燃比に基づいて設定した燃料噴射量
を、実際の燃焼行程気筒に対しては、この目標空燃比に
対応する前記空燃比補正値をリッチ補正する前記空燃比
補正値と前記目標空燃比に基づく燃料噴射量とリーン補
正する前記空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設定し、
リッチ補正時の前記燃焼状態検出値と前記目標空燃比に
基づく燃焼時の前記燃焼状態検出値とを比較して燃焼状
態第1比較値を設定し、又前記目標空燃比に基づく燃焼
時の前記燃焼状態検出値とリーン補正時の前記燃焼状態
検出値とを比較して燃焼状態第2比較値を設定し、前記
燃焼状態第1比較値と前記燃焼状態第2比較値とを比較
して燃焼状態最終比較値を設定し、この燃焼状態最終比
較値と設定値とを比較してリーン限界を判定するように
したので、例えばリーン補正による燃焼行程気筒の燃焼
がリーン限界を超えている場合には、当該燃焼行程気筒
の燃焼状態が著しく不安定化するため、前記燃焼状態最
終比較値は大きな偏差値を示すことになり、従って、こ
の燃焼状態最終比較値に基づいてリーンバーン運転時の
リーン限界を高精度に検出することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the fuel injection amount set based on the target air-fuel ratio during the lean burn operation is changed for the actual combustion stroke cylinder to the air-fuel ratio corresponding to the target air-fuel ratio. The air-fuel ratio correction value for rich correction of the fuel ratio correction value and the fuel injection amount based on the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio correction value for lean correction are set in the order of combustion stroke cylinder,
The combustion state detection value at the time of rich correction is compared with the combustion state detection value at the time of combustion based on the target air-fuel ratio to set a combustion state first comparison value, and the combustion state detection value at the time of combustion based on the target air-fuel ratio is set. A combustion state detection value is compared with the combustion state detection value at the time of lean correction to set a combustion state second comparison value, and the combustion state is compared by comparing the combustion state first comparison value with the combustion state second comparison value. Since the state final comparison value is set and the combustion state final comparison value is compared with the set value to determine the lean limit, for example, when the combustion of the combustion stroke cylinder by the lean correction exceeds the lean limit. Since the combustion state of the combustion stroke cylinder becomes extremely unstable, the final comparison value of the combustion state shows a large deviation value, and therefore, based on the final comparison value of the combustion state, the lean state during the lean burn operation is determined. High limit It is possible to detect in.

【0140】請求項6記載の発明によれば、請求項5記
載の発明において、リーン限界と判定したときは前記目
標空燃比をリッチ側へ補正し、又リーン限界と判定され
なかったときは前記目標空燃比をリーン側へ補正するこ
とで、リーンバーン運転時の空燃比を安定燃焼域で制御
することができ、NOx排出量の低減、及び燃費の向上を
図ることができる。
According to the invention of claim 6, in the invention of claim 5, the target air-fuel ratio is corrected to a rich side when it is determined that the engine is lean, and when the engine is not determined to be lean, the target air-fuel ratio is corrected. By correcting the target air-fuel ratio to the lean side, it is possible to control the air-fuel ratio during the lean burn operation in a stable combustion region, thereby reducing NOx emissions and improving fuel efficiency.

【0141】請求項7記載の発明によれば、請求項5或
いは6記載の発明において、前記目標空燃比に対応する
前記空燃比補正値をリッチ補正する前記空燃比補正値と
前記目標空燃比に対応する前記空燃比補正値と前記目標
空燃比に対応する前記空燃比補正値をリーン補正する前
記空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に繰り返し設定する
ことで、リーン補正による燃焼行程気筒の次の燃焼行程
気筒に対する燃料噴射量、及び同一気筒の次回の燃焼時
に供給される燃料噴射量は必ずリッチ補正されるため、
燃焼変動の周波数帯がサージの発生する周波数帯域より
も高い周波数帯域となり、運転者に不快感を与えること
がない。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, the air-fuel ratio correction value for rich-correcting the air-fuel ratio correction value corresponding to the target air-fuel ratio and the target air-fuel ratio are adjusted. By repeatedly setting the corresponding air-fuel ratio correction value and the air-fuel ratio correction value corresponding to the target air-fuel ratio to lean-correct the air-fuel ratio correction value in the order of the combustion stroke cylinder, the next combustion stroke cylinder after the lean correction is performed. Since the fuel injection amount for the combustion stroke cylinder and the fuel injection amount supplied at the next combustion of the same cylinder are always rich corrected,
The frequency band of the combustion fluctuation is higher than the frequency band in which the surge occurs, and the driver does not feel uncomfortable.

【0142】請求項8記載の発明によれば、請求項5或
いは6記載の発明において、リッチ補正時の燃焼状態検
出値の設定気筒数の平均値と前記目標空燃比に基づく燃
焼時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値とを比較し
て燃焼状態第1比較値を設定し、又前記目標空燃比に基
づく燃焼時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値と前
記リーン補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値
とを比較して燃焼第2比較値を設定することで、気筒間
の燃焼の一時的なばらつきが排斥され、リーン限界をよ
り正確に検出することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect of the present invention, the combustion state during combustion based on the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value during rich correction and the target air-fuel ratio. The detected value is compared with the average value of the set number of cylinders to set a combustion state first comparison value, and the average value of the set number of combustion state detected values during combustion based on the target air-fuel ratio and the lean correction time are set. By setting the combustion second comparison value by comparing the combustion state detection value with the average value of the set number of cylinders, a temporary variation in combustion between cylinders is eliminated, and the lean limit is more accurately detected. Can be.

【0143】請求項9記載の発明によれば、請求項1、
2、5或いは6記載の発明において、燃焼状態検出値を
エンジンの各気筒に設けた燃焼時の燃焼圧力を検出する
圧力センサの出力信号に基づいて設定することで、燃焼
状態を直接把握することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the first aspect,
In the invention described in 2, 5, or 6, the combustion state is directly grasped by setting the combustion state detection value based on an output signal of a pressure sensor for detecting a combustion pressure at the time of combustion provided in each cylinder of the engine. Can be.

【0144】請求項10記載の発明によれば、請求項
1、2、5或いは6記載の発明において、燃焼状態を各
気筒のクランク角速度の変化量に基づいて設定すること
で、圧力センサ等の部品を搭載していないエンジンであ
っても、燃焼状態を簡単に検出することが可能となり、
本発明を広範囲に適用することができるばかりでなく、
製造コストの低減を図ることができる。
According to the tenth aspect of the invention, in the first, second, fifth or sixth aspect of the invention, the combustion state is set based on the amount of change in the crank angular velocity of each cylinder, so that the pressure sensor or the like can be used. Even if the engine is not equipped with parts, it is possible to easily detect the combustion state,
Not only can the present invention be widely applied,
Manufacturing costs can be reduced.

【0145】請求項11記載の発明によれば、請求項1
0記載の発明において、クランク角速度の変化量を燃焼
後期のクランク角速度の2乗と燃焼初期のクランク角速
度の2乗との差に基づいて算出することで、当該燃焼行
程気筒の燃焼時のトルク指標値を導き出すことができ
る。
According to the eleventh aspect, in the first aspect,
0, the amount of change in the crank angular speed is calculated based on the difference between the square of the crank angular speed in the latter stage of combustion and the square of the crank angular speed in the early stage of combustion, whereby the torque index at the time of combustion of the combustion stroke cylinder is calculated. Values can be derived.

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

【図1】第1実施の形態によるリーンバーンエンジンの
空燃比制御装置の機能ブロック図
FIG. 1 is a functional block diagram of an air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to a first embodiment;

【図2】同、リーン限界補正値設定ルーチンを示すフロ
ーチャート
FIG. 2 is a flowchart showing a lean limit correction value setting routine.

【図3】同、パルス補正値設定ルーチンをを示すフロー
チャート
FIG. 3 is a flowchart showing a pulse correction value setting routine.

【図4】同、目標当量比設定ルーチンを示すフローチャ
ート
FIG. 4 is a flowchart showing a target equivalent ratio setting routine;

【図5】同、燃料噴射パルス幅設定ルーチンを示すフロ
ーチャート
FIG. 5 is a flowchart showing a fuel injection pulse width setting routine;

【図6】同、燃焼比較基準値を格納するマッブの概念図FIG. 6 is a conceptual diagram of a map that stores a combustion comparison reference value.

【図7】同、基本リーン減量値を格納するマップの概念
FIG. 7 is a conceptual diagram of a map for storing a basic lean weight loss value.

【図8】同、基本リーン減量値によって変化する目標空
燃比の一例を示す特性図
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of a target air-fuel ratio that changes according to a basic lean reduction value.

【図9】同、筒内圧力と燃料噴射パルス幅との関係を示
すタイミングチャート
FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the in-cylinder pressure and the fuel injection pulse width.

【図10】同、エンジンの全体構成図FIG. 10 is an overall configuration diagram of the engine.

【図11】同、電子制御装置の回路図FIG. 11 is a circuit diagram of the electronic control device.

【図12】第2実施の形態によるリーンバーンエンジン
の空燃比制御装置の機能ブロック図
FIG. 12 is a functional block diagram of an air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to a second embodiment.

【図13】同、クランク角速度算出ルーチンを示すフロ
ーチャート
FIG. 13 is a flowchart showing a crank angular velocity calculation routine.

【図14】同、リーン限界補正値設定ルーチンを示すフ
ローチャート
FIG. 14 is a flowchart showing a lean limit correction value setting routine.

【図15】同、パルス補正値設定ルーチンをを示すフロ
ーチャート
FIG. 15 is a flowchart showing a pulse correction value setting routine.

【図16】同、筒内圧力と燃料噴射パルス幅との関係を
示すタイミングチャート
FIG. 16 is a timing chart showing the relationship between the in-cylinder pressure and the fuel injection pulse width.

【図17】空燃比に対するエンジン回転数と燃費とNOx
は移出量との関係を示す特性図
FIG. 17 shows engine speed, fuel efficiency, and NOx with respect to the air-fuel ratio.
Is a characteristic diagram showing the relationship with the amount of export

【符号の説明】[Explanation of symbols]

28 …圧力センサ A/F …目標空燃比 INL …燃焼状態第2比較値 IRN …燃焼状態第1比較値 IRN/NL…燃焼状態最終比較値 KPULSE…空燃比補正値(パルス補正値) M2,M2’…空燃比補正値設定手段 M3 …目標空燃比設定手段 M5,M5’…燃焼状態検出値設定手段 M6 …燃焼状態比較値設定手段 M6a…燃焼状態第1比較値設定手段 M6b…燃焼状態第2比較値設定手段 M6c…燃焼状態最終比較値設定手段 M7 …リーン限界判定手段 P …燃焼状態検出値(筒内圧力) PLAVE…リーン補正時の燃焼状態検出値の平均値(リ
ーン状態燃焼圧力平均値) PRAVE…リッチ補正時の燃焼状態検出値の平均値(リ
ッチ状態燃焼圧力平均値) Px …燃焼状態比較値 Pxs,Is…設定値(燃焼状態比較基準値) Ti …燃料噴射量(燃料噴射パルス幅) TIN#i…(クランク角速度の)変化量(トルク指標値) ω1,ω2…クランク角速度
28 ... pressure sensor A / F ... target air-fuel ratio INL ... combustion state second comparison value IRN ... combustion state first comparison value IRN / NL ... combustion state final comparison value KPULSE ... air-fuel ratio correction value (pulse correction value) M2, M2 '... Air-fuel ratio correction value setting means M3 ... Target air-fuel ratio setting means M5, M5' ... Combustion state detection value setting means M6 ... Combustion state comparison value setting means M6a ... Combustion state first comparison value setting means M6b ... Combustion state second Comparison value setting means M6c: Combustion state final comparison value setting means M7: Lean limit determination means P: Combustion state detection value (in-cylinder pressure) PLAVE: Average value of combustion state detection values during lean correction (lean state combustion pressure average value) PRAVE: average value of combustion state detection values during rich correction (rich state combustion pressure average value) Px: combustion state comparison value Pxs, Is: set value (combustion state comparison reference value) Ti: fuel injection amount (fuel injection amount) Scan width) TIN # i ... (crank angular speed) variation (torque index value) .omega.1, .omega.2 ... crank angular speed

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 45/00 362 F02D 45/00 362J 368 368S ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 45/00 362 F02D 45/00 362J 368 368S

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】目標空燃比をリッチ補正する空燃比補正値
とリーン補正する空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設
定する空燃比補正値設定手段と、 少なくともエンジン運転状態及び前記空燃比補正値に基
づいてリーンバーン運転時の目標空燃比を設定する目標
空燃比設定手段と、 燃焼時の燃焼状態検出値を気筒毎に検出する燃焼状態検
出値設定手段と、 リッチ補正時の前記燃焼状態検出値とリーン補正時の前
記燃焼状態検出値とを比較して燃焼状態比較値を設定す
る燃焼状態比較値設定手段と、 前記燃焼状態比較値と設定値とを比較してリーン限界を
判定するリーン限界判定手段とを備えることを特徴とす
るリーンバーンエンジンの空燃比制御装置。
1. An air-fuel ratio correction value setting means for setting an air-fuel ratio correction value for rich correction of a target air-fuel ratio and an air-fuel ratio correction value for lean correction in the order of a combustion stroke cylinder, at least an engine operating state and the air-fuel ratio correction value. Target air-fuel ratio setting means for setting a target air-fuel ratio at the time of lean burn operation, combustion state detection value setting means for detecting a combustion state detection value at the time of combustion for each cylinder, and combustion state detection at the time of rich correction Combustion state comparison value setting means for setting a combustion state comparison value by comparing the combustion state detection value at the time of lean correction with the combustion state detection value; and lean for judging a lean limit by comparing the combustion state comparison value with the set value. An air-fuel ratio control device for a lean burn engine, comprising: a limit determination unit.
【請求項2】前記目標空燃比設定手段では前記リーン限
界判定手段でリーン限界と判定したときは前記目標空燃
比をリッチ側へ補正し、又リーン限界と判定されなかっ
たときは前記目標空燃比をリーン側へ補正することを特
徴とする請求項1記載のリーンバーンエンジンの空燃比
制御装置。
2. The target air-fuel ratio setting means corrects the target air-fuel ratio to the rich side when the lean limit is determined by the lean limit determination means, and corrects the target air-fuel ratio when the lean limit is not determined. 2. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to claim 1, wherein the air-fuel ratio is corrected to the lean side.
【請求項3】前記燃焼状態比較値設定手段ではリッチ補
正時の前記燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値とリー
ン補正時の前記燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値と
を比較して前記燃焼状態比較値を設定することを特徴と
する請求項1或いは2記載のリーンバーンエンジンの空
燃比制御装置。
3. The combustion state comparison value setting means compares the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value during rich correction with the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value during lean correction. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to claim 1 or 2, wherein the combustion state comparison value is set by using the combustion condition comparison value.
【請求項4】エンジンが4気筒であり、前記空燃比補正
値設定手段ではリッチ補正する前記空燃比補正値を2燃
焼行程気筒設定すると共にリーン補正する前記空燃比補
正値を1燃焼行程気筒設定することを特徴とする請求項
1〜3の何れかに記載のリーンバーンエンジンの空燃比
制御装置。
4. The engine has four cylinders, and the air-fuel ratio correction value setting means sets the air-fuel ratio correction value for rich correction to two combustion stroke cylinders and sets the air-fuel ratio correction value for lean correction to one combustion stroke cylinder. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】目標空燃比をリッチ補正する空燃比補正値
とリーン補正する前記空燃比補正値とを燃焼行程気筒順
に設定する空燃比補正値設定手段と、 少なくともエンジン運転状態及び前記空燃比補正値に基
づいてリーンバーン運転時の目標空燃比を設定する目標
空燃比制定手段と、 燃焼時の燃焼状態検出値を気筒毎に検出する燃焼状態検
出値設定手段と、リッチ補正時の前記燃焼状態検出値と
前記目標空燃比に基づく燃焼時の前記燃焼状態検出値と
を比較して燃焼状態第1比較値を設定する燃焼状態第1
比較値設定手段と、 前記目標空燃比に基づく燃焼時の前記燃焼状態検出値と
リーン補正時の前記燃焼状態検出値とを比較して燃焼状
態第2比較値を設定する燃焼状態第2比較値設定手段
と、 前記燃焼状態第1比較値と前記燃焼状態第2比較値とを
比較して燃焼状態最終比較値を設定する燃焼状態最終比
較値設定手段と、 前記燃焼状態最終比較値と設定値とを比較してリーン限
界を判定するリーン限界判定手段とを備えることを特徴
とするリーンバーンエンジンの空燃比制御装置。
5. An air-fuel ratio correction value setting means for setting an air-fuel ratio correction value for richly correcting a target air-fuel ratio and the air-fuel ratio correction value for lean correction in the order of a combustion stroke cylinder, and at least an engine operating state and the air-fuel ratio correction. Target air-fuel ratio setting means for setting a target air-fuel ratio during lean burn operation based on the value, combustion state detection value setting means for detecting a combustion state detection value for each cylinder during combustion, and the combustion state during rich correction A first combustion state which sets a first combustion state comparison value by comparing a detected value with the combustion state detection value at the time of combustion based on the target air-fuel ratio.
A comparison value setting means for comparing the combustion state detection value during combustion based on the target air-fuel ratio with the combustion state detection value during lean correction to set a combustion state second comparison value. Setting means; combustion state final comparison value setting means for comparing the combustion state first comparison value with the combustion state second comparison value to set a combustion state final comparison value; And a lean limit judging means for judging a lean limit by comparing the air-fuel ratio with a lean-burn engine.
【請求項6】前記目標空燃比設定手段では前記リーン限
界判定手段でリーン限界と判定したときは前記目標空燃
比をリッチ側へ補正し、又リーン限界と判定されなかっ
たときは前記目標空燃比をリーン側へ補正することを特
徴とする請求項5記載のリーンバーンエンジンの空燃比
制御装置。
6. The target air-fuel ratio setting means corrects the target air-fuel ratio to the rich side when the lean limit is determined by the lean limit determining means, and sets the target air-fuel ratio when the lean limit is not determined. 6. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to claim 5, wherein is corrected to the lean side.
【請求項7】エンジンが4気筒であり、前記空燃比補正
値設定手段ではリッチ補正する前記空燃比補正値と前記
目標空燃比に対応する前記空燃比補正値とリーン補正す
る前記空燃比補正値とを燃焼行程気筒順に設定すること
を特徴とする請求項5或いは6記載のリーンバーンエン
ジンの空燃比制御装置。
7. An engine having four cylinders, wherein said air-fuel ratio correction value setting means sets said air-fuel ratio correction value for rich correction, said air-fuel ratio correction value corresponding to said target air-fuel ratio, and said air-fuel ratio correction value for lean correction. 7. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to claim 5, wherein the values are set in the order of the combustion stroke cylinders.
【請求項8】前記燃焼状態第1比較比較手段ではリッチ
補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値と前記目
標空燃比に基づく燃焼時の燃焼状態検出値の設定気筒数
の平均値とを比較して燃焼状態第1比較値を設定し、 前記燃焼状態第2比較値設定手段では前記目標空燃比に
基づく燃焼時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均値と
前記リーン補正時の燃焼状態検出値の設定気筒数の平均
値とを比較して燃焼第2比較値を設定することを特徴と
する請求項5或いは6記載のリーンバーンエンジンの空
燃比制御装置。
8. An average value of the set number of cylinders of the detected combustion state based on the target air-fuel ratio and an average value of the set number of cylinders of the detected combustion state based on the target air-fuel ratio. The combustion state second comparison value setting means sets the average value of the set number of cylinders of the combustion state detection value at the time of combustion based on the target air-fuel ratio and the lean correction time. 7. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to claim 5, wherein a second combustion comparison value is set by comparing the combustion state detection value with the average value of the set number of cylinders.
【請求項9】前記燃焼状態検出値設定手段ではエンジン
の各気筒に設けた燃焼時の燃焼圧力を検出する圧力セン
サの出力信号に基づいて燃焼状態検出値を設定すること
を特徴とする請求項1、2、5、6の何れかに記載のリ
ーンバーンエンジンの空燃比制御装置。
9. The combustion state detection value setting means sets a combustion state detection value based on an output signal of a pressure sensor provided in each cylinder of the engine and detecting a combustion pressure during combustion. 7. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to any one of 1, 2, 5, and 6.
【請求項10】前記燃焼状態検出値設定手段では各気筒
の燃焼時のクランク角速度の変化量に基づいて燃焼状態
検出値を設定することを特徴とする請求項1、2、5、
6の何れかに記載のリーンバーンエンジンの空燃比制御
装置。
10. The combustion state detection value setting means sets a combustion state detection value based on a change amount of a crank angular velocity at the time of combustion of each cylinder.
7. The air-fuel ratio control device for a lean burn engine according to any one of 6.
【請求項11】前記クランク角速度の変化量が燃焼後期
のクランク角速度の2乗と燃焼初期のクランク角速度の
2乗との差に基づいて算出されることを特徴とする請求
項10記載のリーンバーンエンジンの空燃比制御装置。
11. The lean burn according to claim 10, wherein the amount of change in the crank angular speed is calculated based on the difference between the square of the crank angular speed in the late stage of combustion and the square of the crank angular speed in the early stage of combustion. Engine air-fuel ratio control device.
JP26062097A 1997-09-25 1997-09-25 Air-fuel ratio control device for lean-burn engine Pending JPH1193745A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069330A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Toyota Motor Corp Cylinder inner pressure acquisition device for internal combustion engine

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