JPH01106959A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の制御装置に関し、より詳しくは機関
の過渡運転状態において圧力センサの検出遅れを解消し
て過渡時制御特性を向上させた内燃機関の制御装置に関
する。

（従来の技術） 内燃機関、特に自動車用の内燃機関においては機関回転
数及び機関負荷状態から燃料噴射量乃至点火時期等の制
御値を決定して運転を制御している。而して、機関の負
荷状態は吸気圧力又は吸入空気量を通じて検出している
が、吸気圧力を介して機関負荷を検出している場合には
過渡時、特に車両がスロットル弁を全閉して比較的低速
で走行している低吸気圧力状態からスロットル弁が急激
に開かれて加速された際には圧力センサに検出遅れを生
じる不都合があった。そこで従来は制御値を補正して機
関の要求に合致させており、燃料噴射制御にあっては基
本噴射量に加速増量補正を施すと共に、点火時期制御に
あっては加速時には点火時期を遅角補正してノッキング
に備えていた。この中の点火時期制御の一例としては特
開昭５７−９９２６９号公報記載の技術を挙げることが
出来る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の場合には斯る如くセンサの検出遅
れを制御値を補正して補償するものであったため、機関
回転数及び負荷状態から制御値を演算した後それに過渡
時補正を施すこととなって演算が複雑となる不都合があ
った。特に、過渡運転が繰り返される場合には補正も頻
繁となって制御値演算に時間がかかり、その結果制御系
に遅れが生じて過渡時制御の応答性乃至はドライバビリ
ティを劣化せしめ、又同様の理由から過渡時に発生し易
いノッキングに付いても迅速に抑制し難い等の不都合を
生じていた。又、演算が複雑となる結果車載コンピュー
タを用いる場合でも其のメモリ容量を必然的に大きくせ
ざるを得ない等の副次的な欠点を伴っていた。

従って、本発明の目的は従来技術の斯る欠点を解消する
ことにあり、過渡状態、特にセンサの検出遅れが顕著と
なる低速走行状態からの急加速に移行した場合の機関の
負荷状態の変化を予め実験を通じて正確に求めてデータ
として保持しておき、走行中に斯る運転状態が検知され
た場合には機関負荷パラメータとして圧力センサ実測値
に代えて該データを使用し其れに基づいて制御値を演算
する如く構成することによって最早過渡時補正を行って
検出遅れを補正することを不要とし、制御値演算工程を
簡略にして過渡時制御の応答性及びドライバビリティ並
びにノッキング対策を向上させる内燃機関の制御装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段及び作用）上記の目的を
達成するために本発明は第１図に示す如（、内燃機関の
回転部近傍に配され機関の回転数を検出する機関回転数
検出手段１０、該内燃機関の吸気路の適宜位置に配され
て機関に吸入される空気の圧力を検出する吸気圧力検出
手段１２、該機関回転数検出手段及び吸気圧力検出手段
の出力を入力して機関運転の制御値を決定する制御値決
定手段１４及び該制御値決定手段の出力を入力して動作
する機関運転用のアクチュエータ手段１６からなる内燃
機関の制御装置において、機関吸気路に配設されたスロ
ットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段１
８及び該スロットル弁開度検出手段及び前記機関回転数
検出手−５＝ 段の出力を入力して該スロットル弁開度検出手段出力か
らスロットル弁の変化速度を算出し算出値が所定回転数
以下で且つ所定変化速度以上のときスロットル弁開度か
ら求められる吸気圧力を設定する吸気圧力設定手段１９
を備え、前記制御値決定手段は該吸気圧力設定手段が吸
気圧力を設定した場合には其の設定値に基づいて制御値
を決定する如く構成した。

（実施例） 以下、第２図以下を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明に係る内燃機関の制御装置の全体構成を
示しており、同図に従って説明すると４気筒等からなる
多気筒内燃機関２０は吸入空気路２２を備えており、エ
アクリーナ２４から流入した空気はスロットル弁２６で
其の流量を調節されつつインテークマニホルド２８を経
て−の気筒３０の燃焼室３２内に導入される。吸入空気
路２２はスロットル弁２６下流の適宜位置においてパイ
プ３４が接続されて分岐されており其の分岐路６一 の終端部付近に吸入空気路の絶対圧力を検出する前記し
た吸気圧力検出手段たる圧力センサ３６が設けられ、機
関の負荷状態を検出する。又、スロットル弁２６にはポ
テンショメータからなる前記したスロットル弁開度検出
手段たるスロットルセンサ３８が接続され、車両運転席
のアクセルペダル（図示せず）に連動して開閉するスロ
ットル弁２６の開度を検出する。更に、気筒３０の冷却
水通路４０の付近には水温センサ４２が設けられ、機関
冷却水の温度を検出すると共に、吸入空気路２２のスロ
ットル弁２６下流の適宜位置には吸気温センサ４４が設
けられ機関が吸入する空気の温度を検出する。これら圧
力センサ３６、スロットルセンサ３８、水温センサ４２
及び吸気温センサ４４の出力は制御ユニット４６に入力
され、そこでレベル修正回路４８において適宜レベルに
増幅された後、マイクロ・コンピュータ５０に入力され
る。マイクロ・コンピュータ５０は、Ａ／Ｄ変換回路５
０ａ１人カインタフェース５０ｂ、ＣＰＵ５０　ｃ、Ｒ
ＯＭ５０　ｄ、、ＲＡＭ５０　ｅ及び出力インタフェー
ス５０ｆを主として備えると共に、後述のカウンタ及び
フラグレジスタ（共に図示せず）を備える。前述のレベ
ル修正回路４８の出力は、マイクロ・コンピュータのＡ
／Ｄ変換回路５０ａに入力されて所定時間乃至所定角度
毎にデジタル値に変換された後、ＲＡＭ５０　ｅ内に一
時格納される。

又、内燃機関２０の近傍にはディストリビュータ５４が
設けられて其の内部にはピストン５６の上下動に伴って
回転するクランク軸（図示せず）の回転に同期して回転
する磁石及び其れに対峙して配置された磁気ピックアッ
プ等からなる前記した機関回転数検出手段たるクランク
角センサ５８が収納されており、所定クランク角度毎に
パルス信号を出力する。該クランク角センサ５８の出力
も制御ユニット４６に入力され、その波形整形回路６０
で波形整形された後マイクロ・コンピュータ５０に入力
され、ＲＡＭ５０ｅ内に一次記憶される。

マイクロ・コンピュータ５０はクランク角センサ５８の
出力値の時間間隔を計測して機関回転数を算出すると共
にスロットルセンサ３８の出力の所定時間当たりの変化
量を算出して変化速度を算出し、これら算出値及びその
他のセンサ出力から機関運転制御値として点火時期を算
出し、出力インタフェース回路５０ｆを介して第１出力
回路６６に出力し、電源（図示せず）から点火コイル（
図示せず）への通電を制御して高電圧を発生せしめて前
述のディストリビュータ５４を経て点火ブラ、グ６８に
送り、燃焼室３２内の混合気に点火する。又、マイクロ
・コンピュータ５０は更に、燃料噴射量を演算して第２
出力回路７０に出力し、電磁弁等からなる燃料噴射装置
７２を通じて燃焼室３２付近に設けられた噴射弁７４を
介して燃料を供給する。以上の構成において、マイクロ
・コンピュータ５０が前記した制御値決定手段及び吸気
圧力設定手段に相当すると共に、第１出力回路６６以降
の点火系及び第２出力回路７０以降の燃料噴射系が前記
したアクチュエータ手段に相当する。

＝９− 続いて、第３図フロー・チャートを参照して本発明に係
る内燃機関の制御装置の動作を説明す、　る。尚、この
プログラムは各気筒のＴＤＣ付近において所定角度毎に
起動される。

先ず、５１００においてマイクロ・コンピュータ５０は
クランク角センサ５８の出力から算出した現在の機関回
転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆｌを下廻っているか否
か判断する。この所定回転数Ｎｅｒｅｆは、その回転数
で走行中にスロットル弁が急激に開くことに因る前記し
た不都合を生じる程の値、即ち比較的低回転数であって
例えば２０００ｒｐｍと設定する。機関回転数が２００
Ｏｒｐｍ未満であると判断された場合には続いて、５１
０２において前記した水温センサ４２の出力値ＴＷをＲ
ＡＭ５０　ｅから読み出し、所定値Ｔｗｒｅｆを上廻っ
ているか否か判断する。これは機関の暖機が済んでいる
か否かを確認するためであるので、該所定値は例えば７
５°Ｃとする。暖機済みであることが確認された場合、
続いて５１０４においてスロットル弁２６の変化速度Δ
θｔｈが所定値Δθｔｈｒｅｆ以上か否か判断する。こ
れは低速走行状態から急加速を検出するためのものであ
るので、該所定値は其れを検出するに足る値を適宜に設
定する。５１０４で急加速状態が検出された場合には８
１０６においてカウンタをセットする。このカウンタは
ダウンカウンタとし、セット値は例えば”１２’“とす
る。このカウンタ値は、後述の如く本プログラムがＴＤ
Ｃ毎に起動される度に′”１′′づつデクリメントされ
る。

続いて、８１０８に進んで再び機関回転数を第２の所定
回転数Ｎｅｒｅｆ２　、例えば１１０００ｒｐと比較し
、１１０００ｒｐ未満であれば５ｌｌＯに移行して第１
のテーブル値を参照して吸気圧力ＰｂａＯ値を検索する
と共に、１１０００ｒｐを超えていると判断された場合
には５１１２に進んで第２のテーブル値に基づいて吸気
圧力値を検索する。第４図は、これらのテーブル値を示
す説明グラフである。本発明の特徴は斯る如く、機関負
荷状態を検出する圧力センサ３６の過渡時の検出遅れに
付いて、従来技術の様に実測値に基づいて制御値を演算
したる後それを補正するのではなく、予め過渡状態の吸
気圧力を実験を通じて正確に求めておいてマイクロ・コ
ンピュータのＲＯＭ５０ｄ内に格納しておき、過渡状態
が検知された場合には圧力センサ実測値に代えて人為的
に設定された当該データ値を用いて制御値を演算する如
く構成した点にある。而して、該吸気圧力は機関回転数
によって相違するので、８１０８において１１０００ｒ
ｐをもって２つの回転領域に二分していづれかを選択す
る如く構成すると共に、スロットル弁開度によって一層
直接的に影響されるので、前記スロットルセンサ３８の
検出する開度に応じて検索する如く構成したものである
。

５１１０又は１１２においていづれかのテーブルから吸
気圧力値を検索した後、続いて３１１４において前記ダ
ウンカウンタをデクリメントし、５１１６において燃料
噴射量、点火時期等の制御値を演算する。その制御値は
機関回転数及び機関負荷から算出されるが、機関負荷と
しては前記テーブル値を用いるため最早それを補正する
必要がなく、従って補正としては所望により、水温セン
サ４２等の出力から温度補正等の付随的なもののみを考
慮すれば良い。尚、５１０４において急加速状態にない
と判断された場合には続いて５１１８においてカウンタ
値が零に達したか否かが判断され、零に達していない場
合には５１０８に移行して吸気圧力値としてテーブル値
を用いる。これは、急加速が終了していても其れに続く
所定ＴＤＣ区間はセンサ応答遅れが残存しているためテ
ーブル値に基づく制御を続行して機関制御のハンチング
を防止するためである。この意味において該カウンタは
ＴＤＣ数を計数するものに限られるものではなく、所定
時間を計測するものであっても良い。零に達した場合に
は急加速の影響が終わってテーブル値に依存する必要が
ないので、５１２０においてカウンタを零にリセットし
、５１２２における制御値の演算には従来技術と同様に
吸気圧力として圧力センサ３６が現実に検出した実測値
を用いる。又、５１００において機関回転数が２００Ｏ
ｒｐｍを超えている場合も同様であり１Ｓ１０２におい
て暖機中と判断された場合にも暖機補正が必要となるこ
とから同様に３１２０゜５１２２の作業を踏襲させるこ
とになる。

本実施例の場合、上記の如く急加速時には吸気圧力の値
として実測した値ではなく予め実験を通じて設定してお
いた値を用い該設定値をもって機関の負荷状態を代表さ
せて制御値を算出するので、最早それに加速補正を施す
必要がなく演算工程が簡略化され演算時間が短縮され、
又制御系に遅れを来すこともないことから過渡時の制御
応答性及びドライバビリティが向上し、ノッキングに付
いても迅速に回避することが出来る利点を備える。又、
マイクロ・コンピュータ５０においても演算用のＲＡＭ
５０　ｅの記憶容量を減少させてコストを低減させるこ
とが出来る利点を有する。

尚、上記フロー・チャートにおいて８１１０．１１２に
おいては２個のテーブルの中のいづれかを機関回転数に
応じて選択して吸気圧力を検索する如く構成したが、上
記テーブルを３個乃至は其れ以上設けても良く、更には
テーブルは１個とすると共に第４図に実線及び破線で示
す第１、第２テーブル値（又は其れ等に類似する特性値
）を上限値及び下限値として其の間の機関回転数を補間
演算して吸気圧力を一層精緻に求めても良い。

第５図は本発明に係る装置の別の動作例を示すフロー・
チャートである。第１動作例と相違する点を中心に説明
すると、機関回転数を第１所定回転数Ｎ　ｅｒｅｆ　１
と比較するステップから開始して第２所定回転数Ｎｅｒ
ｅｆ２と比較するステップに至った後（Ｓ２００〜２０
８）、５２１２において前回又は前前回のプログラム起
動時にフューエルカットがなされたか否か判断し、なさ
れている場合には５２１４においてフラグレジスタをオ
ンした後、第１実施例と同様に８２１６においてテーブ
ル値を検索すると共に、５２１２においてフューエルカ
ットなしと判断された場合でも続いて８２１８において
前記フラグレジスタがオンしているか否か判断し、−旦
オンされていれば同様にテーブル値をもって実測値に代
替させるものである（３２１６）。即ち、フューエルカ
ット状態乃至その終了に続く状態の後に急加速が発生し
た場合にはセンサの応答遅れが大きいので、その間は実
測値に代えてテーブル値を使用する様に構成したもので
ある。尚、フラグレジスタは、機関回転数が２００Ｏｒ
ｐｍを超える等の事態が生じるとオフされ（３２２６）
、よって其れ以降は８２１８の判断においても否定され
て実測値に基づいて制御値が算出されることになる（尚
、フューエルカット制御がなされた場合にはマイクロ・
コンピュータにおいてＲＡＭ５０　ｆ等の適宜個所に其
の旨を記憶しておくことになる）。残余のステップ５２
１０．２２０〜２２４，２２８〜２３０は第１実施例と
相違しない。

本動作例の場合、第１動作例の利点に加えてフューエル
カット状態から急加速された場合の運転状態の変化によ
り的確に応答することが出来る利点を備える。

尚、以上の説明において制御値として燃料噴射量及び点
火時期を例示したが其れに限られるものではなく、吸気
圧力を制御パラメータとして用＝１５− いるものならばどの様なものにも応用可能なものである
。

（発明の効果） 本発明に係る内燃機関の制御装置は、所定回転数以下で
スロットル弁の変化速度が所定変化速度以上のときスロ
ットル弁開度から求められる吸気圧力を設定する吸気圧
力設定手段を設け、制御値決定手段は該吸気圧力設定手
段が吸気圧力を設定した場合には其の設定値に基づいて
制御値を決定する如く構成したので、最早センサの検出
遅れを補正する必要がないことになって制御値の演算を
簡略化することが出来、又それに依って制御系に遅れを
起因することがないため、過渡時の制御応答性及びドラ
イバビリティが向上すると共に過渡時に発生し易いノッ
キングに付いても迅速に回避することが出来る利点を備
える。更に、マイクロ・コンピュータを演算に用いる場
合には其のメモリ容量を減少させて製造コストを低減さ
せることが出来る利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の制御装置のクレーム対
応図、第２図は該装置の全体構成を示す説明ブロック図
、第３図は該装置の動作例を示すフロー・チャート、第
４図は該動作で演算に用いる吸気圧力テーブル値を示す
説明グラフ及び第５図は本装置の別の動作例を示すフロ
ー・チャートである。 １０・・・機関回転数検出手段（クランク角センサ５８
）、工２・・・吸気圧力検出手段（圧力センサ３６）、
１４・・・制御値決定手段（マイクロ・コンピュータ５
０）、１６・・・アクチュエータ手段（ディストリビュ
ータ５４．第１出力回路６６、点火プラグ６８９．第２
出力回路７ｏ、燃料噴射装置７２．噴射弁７４）、１８
・・・スロットル弁開度検出手段（スロットルセンサ３
８）、１９・・・吸気圧力設定手段（マイクロ・コンピ
ュータ５０）、２０・・・内燃機関、２６・・・スロッ
トル弁、４６・・・制御ユニット、５０・・・マイクロ
・コンピュータ ー１８＝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、 ａ、内燃機関の回転部近傍に配され機関の回転数を検出
   する機関回転数検出手段、 ｂ、該内燃機関の吸気路の適宜位置に配されて機関に吸
   入される空気の圧力を検出する吸気圧力検出手段、 ｃ、該機関回転数検出手段及び吸気圧力検出手段の出力
   を入力して機関運転の制御値を決定する制御値決定手段
   、 及び ｄ、該制御値決定手段の出力を入力して動作する機関運
   転用のアクチュエータ手段、 からなる内燃機関の制御装置において、 ｅ、機関吸気路に配設されたスロットル弁の開度を検出
   するスロットル弁開度検出手段、 ｆ、該スロットル弁開度検出手段及び前記機関回転数検
   出手段の出力を入力して該スロットル弁開度検出手段出
   力からスロットル弁の変化速度を算出し、算出値が所定
   回転数以下で且つ所定変化速度以上のときスロットル弁
   開度から求められる吸気圧力を設定する吸気圧力設定手
   段、 を備え、前記制御値決定手段は、該吸気圧力設定手段が
   吸気圧力を設定した場合には其の設定値に基づいて制御
   値を決定する如く構成したことを特徴とする内燃機関の
   制御装置。
2. （２）前記制御値が燃料噴射量又は点火時期であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制
   御装置。