JPH0346659B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの制御装置に関するもの
である。

〔従来技術〕

この発明に係るエンジンの制御装置には、燃料
噴射量制御装置，点火時期制御装置あるいは
EGR量制御装置等、種々のものがあるが、以下
では説明の便宜上、燃料噴射量制御装置を例に取
つて説明する。

最近、車両用エンジンにおいては、運転性改善
や燃費改善の観点等から、燃料供給装置として従
来の気化器に代えて燃料噴射弁が広く使用される
傾向にあり、この燃料噴射弁を備えたエンジンで
は、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射パルス
を作成し、これを燃料噴射弁に加えて燃料噴射量
を制御するようにしている。

そしてこのようなエンジンの制御装置の１例と
しては、従来、エアフローセンサでエンジンの運
転状態のパラメータである吸入空気量を検出し、
あるいは負圧センサでこれもエンジンの運転状態
のパラメータである吸気管負圧を検出し、該エア
フローセンサ出力あるいは負圧センサ出力に基づ
いて燃料噴射量を制御するようにしたものがある
が、前者のエアフローセンサを用いる場合にはこ
れが吸気抵抗となつてエンジン出力の低下を招来
し、一方後者の負圧センサを用いる場合には一般
にエンジンの運転状態の変化に対する吸気管負圧
の変化に遅れがあることから、噴射量制御に遅れ
が生ずるという問題がある。

またこの種の他のエンジンの制御装置として、
従来、例えば特開昭49−61519号公報に示される
ように、スロツトルセンサでこれもエンジンの運
転状態のパラメータであるスロツトル弁開度を検
出し、該スロツトルセンサ出力に基づいて燃料噴
射量を制御するようにしたものがあり、該装置で
は、スロツトルセンサが上述のエアフローセンサ
のように吸気抵抗になるということがなく、又ス
ロツトル弁開度の変化が吸気管負圧の変化に比
し、エンジンの運転状態の変化に対する追従性が
よいことから、エンジン出力の低下や噴射量制御
の遅れ等の問題が生ずることはないものである。

しかるに上記従来公報記載の装置では、スロツ
トルセンサの出力値に応じて燃料噴射パルス、即
ち燃料噴射量の制御量を決定しているので、セン
サの取付誤差，センサ特性の個体差に起因して制
御精度が低下するという問題がある。

そしてこのような問題を解決する方法として
は、スロツトル弁の全開閉度と全開開度とに対応
するスロツトルセンサ出力、即ち最小出力値及び
最大出力値を学習し、この２つのセンサ出力値か
ら任意のスロツトルセンサ出力に対応するスロツ
トル弁の開度率を演算してこれに基づいて燃料噴
射量の制御量を決定する方法が考えられる。この
方法では、同一のスロツトル弁開度に対するスロ
ツトルセンサ出力がセンサの取付誤差，センサ特
性の個体差に起因して変化しても該センサ出力か
ら求められるスロツトル弁の開度率は一定である
ことから、制御精度低下の問題は生じないもので
ある。

しかしながらこの方法では、エンジンが始動さ
れてスロツトル弁が全開開度に開くまでの間は、
スロツトル弁全開に対応する出力値として得られ
る値が実際のスロツトル弁全開に対応する出力値
と大きく異なり、空燃比が大幅にずれてしまうお
それがある。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる問題点に鑑み、センサの取
付誤差やセンサ特性の個体差に起因して制御精度
が低下するのを防止でき、しかも全開開度未学習
時においても制御量が大幅にずれることのないエ
ンジンの制御装置を提供せんとするものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、スロツトルセンサ出力の最
小値最大値とを学習し、この間を等分することに
よつてスロツトル弁の開度率を検出し、これに基
づいてエンジンを制御する一方、スロツトル弁全
開に対応するセンサの出力値に初期値を設け、エ
ンジン始動後のスロツトルセンサ出力が上記初期
値以上のスロツトル弁開度を検出するまでは上記
初期値をもつてエンジンを制御するようにしたも
のである。

即ち、この発明は、第１図の機能ブロツク図に
示されるように、スロツトルセンサ２３でエンジ
ンのスロツトル弁開度を検出し、最小値記憶手段
２４でスロツトルセンサ２３の出力を受けて最小
出力値を検出記憶するとともに、最大値記憶手段
２５でスロツトルセンサ２３の出力を受けて最大
出力値を検出記憶し、開度演算手段２６で最小値
記憶手段２４及び最大値記憶手段２５の出力を受
け該両出力値をスロツトル弁の全閉及び全開開度
に対応したスロツトルセンサ２３の出力値と判別
し、該２つの出力値からスロツトルセンサ２３の
任意の出力値に対応したスロツトル弁開度を演算
し、各種制御手段２７で開度演算手段２６の出力
を受け該出力に応じてエンジンを制御し、その
際、許容値設定手段２８が最大値記憶手段２５の
出力をスロツトル全開付近の所定開度以上の初期
値になるよう強制的に設定するようにしたもので
ある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図ないし第７図は本発明の一実施例による
エンジンの制御装置を示す。第２図において、１
はエンジンで、該エンジン１の吸気通路２の途中
にはスロツトル弁３が設けられ、該スロツトル弁
３下流側の吸気通路２には燃料噴射弁４が配設さ
れている。またエンジン１には燃焼室５に対面し
て点火プラグ６が取付けられ、一方エンジン１の
クランクシヤフト７にはこれと同期回転するデイ
ストリビユータ８が設けられ、該デイストリビユ
ータ８はイグナイタ９の作動により点火コイル１
０に発生した高電圧を点火プラグ６に印加するよ
うになつている。

また図中、１１はスロツトル弁３の開度を検出
するスロツトルセンサ、１２はクランクシヤフト
７の回転角を検出するクランク角センサ、１３は
上記各種センサの出力を受けて燃料噴射量の制御
を行うコントロールユニツトである。

また第３図は上記コントロールユニツト１３の
より詳細な構成を示す。図において、第２図と同
一符号は同図と同一のものを示し、１４，１５は
スロツトルセンサ１１及びクランク角センサ１２
の出力が入力される入力回路、１６はスロツトル
センサ１１の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
器、１７はカウンタ、１８はタイマ、１９はタイ
マ１８の設定時間に応じて燃料噴射弁４を駆動す
る駆動回路、２０は所定の演算処理を行うCPU、
２１はCPU２０の演算処理のプログラム（第４
図，第５図参照）等が格納されたROM、２２は
バツテリバツクアツプされ、入力情報やCPU２
０の演算結果等を格納するRAMである。

そして上記CPU２０は、スロツトルセンサ１
１の最小出力値と最大出力値とを学習して該２つ
の出力値からスロツトルセンサ１１の任意の出力
値に対応するスロツトル弁開度率を計算し、これ
とエンジン回転数とに応じて燃料噴射量を演算し
てそれをタイマ１８に与えるることにより燃料噴
射弁４にエンジンの運転状態に応じた量の燃料を
噴射供給させるという燃料噴射量の制御を行い、
又その際、スロツトルセンサ１１の最小出力値及
び最大出力値の学習時においては、該出力値とし
てアイドル開度付近の所定開度以下の値及び全開
開度付近の所定開度以上の値が出力されるように
し、又最小出力値及び最大出力値の修正量が所定
値以上の時には修正を中止するという学習を行
う。

なお以上のような構成において、上記タイマ１
８、駆動回路１９及びCPU２０が第１図に示す
各種制御手段２７となつており、又上記CPU２
０が第１図に示す最小値記憶手段２４，最大値記
憶手段２５，開度演算手段２６及び許容値設定手
段２８の機能を実現するものとなつている。

次に第４図ないし第７図を用いて動作について
説明する。ここで第４図はCPU２０のバツクグ
ラウンドルーチンのフローチヤートを、第５図は
CPU２０のインターラプトルーチンのフローチ
ヤートを、第６図はスロツトル弁開度率とエンジ
ン回転数とをパラメータとするる燃料噴射パルス
のパルス幅マツプを、第７図はスロツトル弁開度
とスロツトルセンサ出力との関係を各々示す。

エンジンが始動すると、CPU２０はバツクグ
ラウンドルーチンの処理を実行し、まず全閉開度
レジスタθidlにアイドル開度付近の所定開度に対
応する初期値Iθdl（第７図参照）を設定するとと
もに、全開開度レジスタθwotに全開開度付近の
所定開度に対応する初期値Iθwot（第７図参照）
を設定した後（ステツプ３０）、スロツトルセン
サ１１のＡ／Ｄ変換出力θthr（第７図参照）を読
み込んでこれが全閉開度レジスタθidlの値より小
さいか否かを判定する（ステツプ３１，３２）。
そしてエンジンのアイドル時においては、スロツ
トルセンサ出力θthrは全閉開度レジスタθidlの値
より小さいことから、このスロツトルセンサ出力
θthrと全閉開度レジスタθidlの値との差が設定値
θnoisより小さいか否かを判定した後（ステツプ
３３）、スロツトルセンサ出力θthrが全閉開度の
下限値θmin（第７図参照）より大きいか否かを判
定し（ステツプ３４）、大きい場合は全閉開度レ
ジスタθidlの値を現在のスロツトルセンサ出力
θthrでもつて書き換え（ステツプ３５）、全閉開
度レジスタθidl及び全開開度レジスタθwotの値を
用いてスロツトルセンサ出力θthrに対応するスロ
ツトル弁開度率θ（θthr−θidl）／（θwot−θidl）
×100）を計算し（ステツプ３６）、エンジン回転
数Neを読み込んでこのエンジン回転数Neとスロ
ツトル弁開度率θとに応じた燃料噴射量TOUT
をマツプ（第６図参照）より求め、こうして全閉
開度レジスタθidlの値を次々と学習更新していく
こととなる。また全閉開度レジスタθidlを更新し
ている際に、何らかの原因でスロツトルセンサ出
力θthrが全閉開度下限値θminより小さくなると、
スロツトルセンサ出力θthrとして下限値θminを
発生し（ステツプ３９）、後は上述のステツプ３
５〜３８の処理を実行する。またアイドル時にお
いて、スロツトルセンサ出力θthrが全閉開度レジ
スタθidlの値より大きくずれた場合（θidl−θthr
≧θnois）には、ノイズ等によるスロツトルセン
サ１１の誤検出と判断してスロツトルセンサ出力
θthrとして全閉開度レジスタθidlの値を発生し
（ステツプ４０）、上述のステツプ３６〜３８の処
理を実行する。

次にエンジンが通常運転状態になると、CPU
２０はスロツトルセンサ出力θthrが全開開度レジ
スタθwotの値より大きいか否かを判定し（ステ
ツプ４１）、スロツトル弁３の全開開度になるま
では（θthr≧θwot）ステツプ４１，３６〜３８
の処理を実行し、スロツトル弁全開開度時になる
と、スロツトルセンサ出力θthrと全開開度レジス
タθwotとの差が設定値θnoisより小さいか否かを
判定した後（ステツプ４２）、スロツトルセンサ
出力θthrが全開開度の上限値θmax（第７図参照）
より小さいか否かを判定し（ステツプ４３）、小
さい場合は全開開度レジスタθwotの値を現在の
スロツトルセンサ出力θthrでもつて書き換え（ス
テツプ４４）、上述のステツプ３６〜３８の処理
を実行し、こうして全開開度レジスタθwotの値
を次々と更新していくこととなる。また全開開度
レジスタθwotの値を更新している際に、何らか
の原因でスロツトルセンサ出力θthrが全開開度上
限値θmax以上になるとスロツトルセンサ出力
θthrとしてこの上限値θmaxを発生し（ステツプ
４５）、後は上述のステツプ４４，３６〜３８の
処理を実行する。またスロツトル弁全開開度時に
おいてスロツトルセンサ出力θthrが全開開度レジ
スタθwotの値より大きくずれた場合（θthr−
θwot≧θnois）には、ノイズ等によるスロツトル
センサ１１の誤検出と判断してスロツトルセンサ
出力θthrとして全開開度レジスタθwotの値を発
生し（ステツプ４６）、上述のステツプ３６〜３
８の処理を実行することとなる。

またこのようにしてバツクグランドルーチンの
処理を実行している際に、エンジンの回転角が
TDCになると、CPU２０は第５図に示すインタ
ーラプトルーチンの処理を実行し、カウンタ１７
の値Ｃを読み込んでこれと前回割込み時のカウン
タ値Cbefとの差から割込み周期を求めてエンジ
ン回転数Neを計算するとともに（ステツプ４７，
４８）、前回割込み時のカウンタ値Cbefを今回の
カウンタ値Ｃでもつて書き換えた後（ステツプ４
９）、バツクグラウンドルーチンで求めた燃料噴
射量TOUTをタイマ１８にセツトして（ステツ
プ５０）、バツクグラウンドルーチンの処理に戻
り、これにより駆動回路１９はエンジンのTDC
信号に同期して燃料噴射弁４を駆動し、エンジン
にはエンジン回転数Neとスロツトル弁開度率θ
とに応じた量の燃料が噴射供給され、混合気の空
燃比は目標空燃比に制御されることとなる。

以上のような本実施例の折置では、スロツトル
センサの最小出力値と最大出力値を学習して該２
つの出力値からスロツトル弁開度率を求め、この
スロツトル弁開度率に応じて燃料噴射量を決定す
るようにしたので、センサの取付誤差やセンサ特
性の個体差に影響されることなく、精度よく燃料
噴射量を制御でき、目標空燃比を得ることができ
る。

また本装置では、スロツトルセンサ出力を学習
する際に最小出力値及び最大出力値の上限及び下
限（全閉開度初期値及び全開開度初期値）を設け
たので、エンジンの運転状態によつてスロツトル
弁開度率が大幅に狂うことがなく、空燃比の大幅
なずれが生ずることもない。

さらに本装置では、全閉開度及び全開開度の修
正時においてその修正量（スロツトルセンサ出力
と全閉又は全開開度レジスタの値との差）が大き
いときには修正を行わないようにしたので、ノイ
ズ等によるスロツトルセンサの誤検出に起因する
スロツトル弁開度率の狂いを防止でき、これによ
つても空燃比のずれを抑制できる。

なお上記実施例では燃料噴射量を制御する場合
について説明したが、本発明は勿論点火時期ある
いはEGR量等を制御する場合についても適用で
きる。また上記実施例ではスロツトルセンサ出力
がアイドル時で最小、全開時に最大になる場合に
ついて説明したが、これはアイドル時に最大、全
開時に最小となるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るエンジンの制御装
置によれば、スロツトルセンサ出力の最小値と最
大値とを学習し、この間を等分することによつて
スロツトル弁の開度率を検出し、これに基づいて
エンジンを制御する一方、スロツトル弁全開に対
応する出力値に下限値を設け、エンジン始動後の
スロツトルセンサ出力が上記下限値以上のスロツ
トル弁開度を検出するまでは上記下限値をもつて
エンジンを制御するようにしたので、エンジンの
制御精度を向上でき、しかも全開開度未学習によ
る制御量の大幅なずれを防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロツク図、
第２図は本発明の一実施例によるエンジンの制御
装置の概略構成図、第３図は上記装置におけるコ
ントロールユニツト１３のより詳細な構成図、第
４図及び第５図は各々上記コントロールユニツト
１３内のCPU２０のバツクグラウンドルーチン
及びインターラプトルーチンのフローチヤートを
示す図、第６図はエンジン回転数とスロツトル弁
開度率とをパラメータとする燃料噴射量のマツプ
を示す図、第７図は上記CPU２０の動作を説明
するためのスロツトル弁開度・スロツトルセンサ
出力の特性を示す図である。 ２３…スロツトルセンサ、２４…最小値記憶手
段、２５…最大値記憶手段、２６…開度演算手
段、２７…各種制御手段、２８…許容値設定手
段、１…エンジン、１１…スロツトルセンサ、１
８…タイマ、１９…駆動回路、２０…CPU。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンのスロツトル弁開度を検出するスロ
   ツトルセンサと、 該スロツトルセンサの出力を受け最小出力値を
   検出記憶する最小値記憶手段と、 上記スロツトルセンサの出力を受け最大出力値
   を検出記憶する最大値記憶手段と、 上記最小値記憶手段及び最大値記憶手段の出力
   を受け該両出力値をスロツトル弁の全閉及び全開
   開度に対応したスロツトルセンサの出力値と判別
   し該２つの出力値からスロツトルセンサの任意の
   出力値に対応するスロツトル弁開度を演算する開
   度演算手段と、 該開度演算手段の出力を受け該出力に応じてエ
   ンジンを制御する各種制御手段と、 エンジン始動後のスロツトルセンサ出力が予め
   設定した初期値以上のスロツトル弁開度を検出す
   るまでは、上記最大値記憶手段の最大値を上記初
   期値になるように強制的に設定する許容値設定手
   段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御装
   置。