JPS608446A - 内燃機関用制御装置 - Google Patents

内燃機関用制御装置

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JPS608446A
JPS608446A JP11560483A JP11560483A JPS608446A JP S608446 A JPS608446 A JP S608446A JP 11560483 A JP11560483 A JP 11560483A JP 11560483 A JP11560483 A JP 11560483A JP S608446 A JPS608446 A JP S608446A
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sensor
speed
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JP11560483A
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Kazumi Nakano
和美 中野
Masahiro Kondo
雅洋 近藤
Koichi Shimizu
幸一 清水
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008—Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

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】 この発明は、内燃機関用制御装置に関し、特に回転速度
を検出する速度センサの信号により機関の負荷を検出し
て制御する装置に関する。
従来、内燃機関の点火時期又は燃料噴射量など{よ、吸
気量センサ、吸気負圧センサなどの負荷センサと、機関
の回転速度を検出する速度センサとからの信号に基いて
コンピュータにより演算していた。
このため、高価な負荷センサが必要であったり、あるい
は負荷センサの異常時に制御が行なえないという問題が
あった。
この発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、第12
図に示すように速度センサの信号を速度差演算、統計演
算処理することによって機関の負荷を示す信号を作り、
これを点火時期又は燃料噴射量の制御に利用して、負荷
センサを不要、あるいは負荷センサの異常時にも制御可
能とすることを目的とする。
以下この発明を図に示す実施例により説明する。
第1図において、1は4気筒火花点火式内燃機関で、気
化器2で形成された空気/燃料混合気を吸気管3を経て
吸入し、燃焼後の排気ガスを排気管4から排出する。
5及び6は、機関1のクランク軸と同期して回転するロ
ータであって、ロータ5は1個の歯5aを有し、ロータ
6は所定クランク角毎に多数の歯6aを有する。
7は基準位置センサ、8は速度センサであっていずれも
電磁ビックアップなどから構成されている。そして、セ
ンサ7はクランク軸1回転毎に1個のパルス信号を発生
し、センサ8は所定クランク毎(例えば5℃A毎)にパ
ルス信号を発生する。
10はマイクロコンピュータで、センサ7、8あるいは
図示しない水温センサ、油温センサなどの信号に基いて
機関1の点火時期を演算する。9はコンピュータ10か
らの信号に基いて高電圧を発生する点火コイルで、高電
圧は図示しないディストリビュー夕を経て各気簡のスパ
ークプラグへ配電される。
第2図は、マイクロコンピュータ10を示すブロソク図
で、マイクロコンピュータ10は、CPUll、ROM
.RAMを含むメモリ12、I/O(入出力)回路13
、センサ7,8の出力信号を波形整形する。波形整形回
路14、点火コイル9を駆動するための点火駆動回路1
5及びコモンパス16からなる。各ブロックは公知であ
るため詳細なハードウェアの説明は省略する。
上記構成において、コンピュータ10は第3図に示すフ
ローチャートにしたがって動作する。まずステノプ20
からスタートし、初期化を行う。
ステソブ2lで機関のクランク軸1回転の機関で測定し
た平均的な機関回転速度Nを読み込み、ステソブ22で
回転速度Nから基本進角値θiをメモリ12内のマップ
又は計算式により演算する。
次にステソプ23で、回転速度Nの変化率dN/dtを
め、これから機関1が定常状憇か過渡状態かを判別する
。変化率が一定値以内であると定常であると判別し、そ
れ以外は過渡状態と判別する。
過渡状憇と判別されたときはステップ35で基本進角値
θiを点火時期θとし、ステソプ36で点火駆動回路1
5に出力する。
定常状態と判別されたときは、ステソブ24で平均化(
統計)処理を行うための変数SUMとMをゼロにセソト
ずる。次にステップ25で4気筒のうらの1番気筒のピ
ストンが上死点(TDC)に達するのを待つ。これはセ
ンサ7の出力信号に基いて行う。つまりロータ5の歯5
aは1番気筒の上死点でセンサ7と対向するよう位置決
めしてあり、センサ7からパルス信号が出力されたとき
が、1番気筒の上死点である。
1番気筒が上死点に到達したらステソプ26において上
死点での瞬時の機関回転速度N1を読み込む。これはセ
ンサ7,8からの信号に見いて上死点から上死点後の所
定値(ATDC5゜〜10゜の範囲内の値)までの機関
で計劃した回転速度である。
次にステノブ27で1番気筒が上死点後90℃Aに達す
るのを待ち、ATDC90゜CAに到達したら、ステソ
ブ28でATDC90℃八での瞬時の回転速度N2を読
み込む。これはATDC90”CAから所定値(ATD
C95゜〜100゜の範囲内の値)までの期間で計測し
た回転速度である。
そして、ステップ29で回転速度N2とN1の速度差Δ
Nを次式によって演算する。
ΔN=N2−Nl ステソプ30では、変数SUMに今回の速度差ΔNを加
箕し、変数Mを1だけカウントアソプする。
ステップ31ではステソプ25〜31までの平均化(統
計)処理ループを規定回数(MTH)回、実行したかど
うかを判別し、規定回数(MTH回)に達しない場合に
はステップ25に戻り再び処理を繰返す。規定回数に達
した場合にはステップ32で統計量であるΔNの平均値
ΔNaveを演算する。
ΔNave=SUM/MTH そして、ステップ33でこの負荷を示すΔNaveに基
いてメモリ12に記憶されている補正進角マソプからデ
ータを読み出して負荷補正進角θ。
を演算する。ステップ34で点火時期θを次式で演算す
る。
θ=θi+θC 次にステソブ36で、この点火時期θを出力する。そし
て、ステソプ21に戻り、再び同じループ処理を行う。
なお、点火駆動回路26は、コンピュータ10から新し
い点火時期θが出力されるまで、前回計算した点火時期
で点火を行う。
ここで、速度差ΔNとその平均値ΔNaveについて詳
細に説明する。第4図は代表的な4サイクル、4気筒機
関の行程図と、その運転中のエンジン回転速度を示した
ものである。この行程図から見ると、上死点(TDC)
付近で点火を行なうと、TDC付近から燃焼による膨張
エネルギーにより内燃機関の回転速度が上昇し、その後
その膨張エネルギーを使い果たし、ATDC90℃A近
傍で内燃機関の回転速度がピーク値を示した後に次の気
簡の圧縮入力により内燃機関の回転速度が低下(TDC
で最低となる)するという内燃機関の特性があることが
わかる。この特性をもう少し詳しく示したのが、m5図
である。第5図は機関の負荷によりこの機関回転速度の
変化が異なることを示している。即ち、高負荷時は吸入
空気量が多くなるため、圧縮時、爆発時の回転変動幅が
大きくなる。逆に軽負荷時には、吸入空気量が少なくな
るため、回転変動も少なくなる。
しかして、速度差ΔN(=N2N+)が概略機関の負荷
に対応していることがわかる。しかし、この速度差ΔN
だけでは機関回転のバラッキ、回転の微少変動を負荷変
動として誤検出してしまうが、この発明では速度差ΔN
を平均化(統計)処理して、ΔNaveを演算して機関
負荷を示す信号としており、誤検出の少ないものとなっ
ている。
これを示したのが、第6図でこの図から平均値ΔNav
eは、機関の負荷にほぼリニアに変化するのがわかる。
なお、上記実施例では平均値ΔN3’veを演算後、こ
れ−を碁にしてメモリマソプから補正進角量θC@演算
したが、第7図に示すように機関の負荷を高負荷、中負
荷、軽負荷の3種類に分けて負荷補正進角を決め点火時
期制御を行うようにしてもよい。
第8図に上記制御(第2実施例)の要部フローチャート
を示す。ブロックA内のステソプ20〜32は第3図に
示すブロックA内のステソブと同様である。そして、ス
テソブ32で平均値ΔNaveを演算した後、ステップ
41で平均値ΔNaveと高負荷判定値NT+を比較し
、ΔNaveが、N′F+よりも大きい場合には高負荷
と判別し点火時期θを基本進角θiに設定し、ステノブ
36へ進み、出力する。他方ΔNaveがNT+よりも
小さい場合にはステソプ42へ進み、軽負荷判定値NT
2と比較を行う。ΔNaveがNT2よりも大きい場合
には、中負荷と判断し、ステンブ43へ進み、点火時期
θをθ一θi+θC,に設定し、ステソプ36へ進む。
他方ΔNaveがNT2よりも小さい場合には軽負荷と
判断され、ステップ44へ進み、点火時期θをθ一θi
+θc2に設定する。以上の制御により第1実施例と同
様の効果が得られるものである。
また、第2実栴例は、負荷を高負荷中負荷軽負荷と3段
階に分けたが、単純に高負荷、軽負荷の2段階検出でも
、負荷検出は可能である。
第9図は、この発明の第3実施例を示すものである。即
ち、燃料噴射式エンジン制御システムにおいても特別な
負荷検出センサを用いずとも、従来と同様の制御が可能
なものである。第9図において、2Aは燃料噴射用電磁
式インジェクタでその他の構成部品は、第1実施例とほ
ぼ同様である。
第10図に基づきその動作を説明する。ステソプ51で
、エンジン回転速度N、自動車のトランミソション位置
、冷却水温、潤滑油温の情報を読み込み、それらの情報
をもとにして、次のステノプ52では、基本進角θi、
基本噴射量Tiを演算する。そしてステップ23〜ステ
ップ32までは第1実施例のブロックA内のステソプ同
様の演算をする。
ステソプ32でめられた平均値ΔNaveに対し、次の
ステノブ53では平均値で《たNa■eが同一負荷でも
トランスミノション位置、水温、油温などに応じた変化
するのでそのために補正係数Kを乗算して補正速度差Δ
NHをめ、機関負荷以外の外乱からの影響を極力少なく
し負荷検出精度を向上している。
そして、ステソプ54では補正平均値ΔNHが異常燃焼
(プレイグニッション、失火等)によってある設定値N
,Fより大きくなっているかどうか判定し、NFより大
きいと異常と判別してステ・7ブ55に移り、点火時期
θ、燃料噴射量Tをある固定値θF,TFにセソトし、
ステソブ59で出力する。
他方、補正平均値ΔNHがNFより小さく異常なしと判
別した場合はステ・ノプ56へ移り、ΔNHを基にして
負荷補正進角θC、負荷補正噴射量Tcを蘭算し、ステ
ソプ58でθC1θt,Tc,Tiを基にして点火時期
θ、燃料噴射iTを演算し、ステノプ59で出力する。
第11図は、この発明の第4実施例を示ず。即ち、従来
の負荷検出手段(例えば圧力センサ、吸気量センサ)を
有するエンジン制御装置において、通常は圧力センサ等
の負荷検出手段を用いて制御を行うが、そのセンサが故
障したりした異常の場合に、この発明を用いてエンジン
制御を行い、圧力センサが故障した場合にも出力悪化、
燃費の悪化を防止する。
その作動を第11図のフローチャ−1・に基づき説明す
る。まずステソプ61で、負荷検出手段の例えば圧力セ
ンサが正常か否かを、その圧力センサの出力値の異常の
有無等により判断し、もし圧力センサ正常と判断した場
合には、ステソブ62へ進み機関回転速度N吸気負圧(
負荷)P等へ情報を読み込み、ステソプ63で機関状態
に応じた最適な点火時期θ、燃料噴射量Tを演算し、次
のステソプ65でその制御値を出力する。
一方ステソブ61で圧力センサ異常と判断した場合には
ブロソクB内のステソプ51へ進み、第10図に示した
のと同一の処理51〜58を行い、その演算結果をステ
ソプ65において出力する。
なお、上記実施例では、回転変動量ΔNの平均値ΔNa
veで負荷判定を行なったが、回転変動量ΔNの標準偏
差で負荷判定を行なっても同様の効果が得られる。また
、同ループを各気箇別に処理し、各気筒別に点火時期を
制御することも可能である。
第1実施例と同様の制御を行なうにあたり気筒判別セン
サを有するものにおいては、各気箇別に回転変動量ΔN
iを検出し、各気箇別にフィルタ判定及び負荷判別を行
ない各気箇別に点火時期制御、燃料噴射制御、及び気筒
別にフィルタ処理制御を行なうことにより、正常時にと
ける気筒毎の最適制御および異常時における気筒毎の最
適制御を行なうことも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示す模式図、第2図は
第1図図示のマイクロコンピュータを示すブロック図、
第3図は作動説明に供するフローチャート、第4図.第
5図,第6図はそれぞれ作動説明に供する行程図,波形
図,特性図、第7図,第8図はこの発明のそれぞれ第2
実施例を示す特性図.フローチャート、第9図,第10
図はこの発明の第3実施例を示す模式図,フローチャ−
1・、第11図はこの発明の第4実施例を示ずフローチ
ャート、第12図はこの発明の構成図である。 7・・・基準位置センサ、8・・・速度センサ、10・
・・コンピュータ。 −287− −288− −289一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11内燃機関の回転速度を検出するための速度センサ
    と、この速度センサからの信号を少な《とも2点の所定
    のクランク位置で検出して、この2点の回転速度差を演
    算する速度差演算手段と、前記回転速度差を統計演算し
    て前記機関の負荷に対応する統計量を演算する統計演算
    手段と、前記統計量に応じて前記機関の点火時期又は燃
    料噴射量を含む前記機関の制御量を演算する制御演算手
    段とを備えることを特徴とする内燃機関用制御装置。 (2)前記統計演算手段は、前記回転速度差を所定回数
    だけ加箕し、この加算結果の平均値を前記統計量として
    めるよう構成されている特許請求の範囲第1項記載の装
    置。 (3)前記速度差演算手段は、気箇別に前記回転速度を
    演箕し、前記統計演算手段は気箇別に前記統計量を演算
    するよう構成されている特許請求の範囲第1項記載の装
    置。 (4)前記速度差演算手段は、負荷センサの異常時に動
    作するよう構成されている特許請求の範囲第1項記載の
    装置。
JP11560483A 1983-06-27 1983-06-27 内燃機関用制御装置 Granted JPS608446A (ja)

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JPH0517394B2 JPH0517394B2 (ja) 1993-03-09

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