JPH02286856A - エンジン制御装置 - 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、エンジン回転数に対する吸入空気量の位相ず
れを補正し、燃料噴１ｆｂ制御、点火時期制御などを行
うエンジン制御装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題１一般に、
マイクロコンピュータなどからなる電子制御装置により
エンジン＄制御を行なう場合、エンジン１回転当たりの
吸入空気量から基本燃料噴射ＩＴｐ　　（＝ＫｘＱ／Ｎ
　：　Ｋ・・・定数）を算出し、この基本燃料噴射量Ｔ
ｐをエンジン負荷として、燃料噴射制御、点火時期制御
などを行なう。

すなわち、上記基本燃料噴ＤＡｆｆｉＴｐを運転条件に
応じて各種補正係数により補正して実際の燃料噴射量Ｔ
ｉを設定し、所定のタイミングでインジェクタ駆動回路
を介してインジェクタに駆動パルス信号を出力する。さ
らに、上記基本燃料噴射出Ｔｐとエンジン回転数とに基
づいて点火時期を設定し、所定のタイミングで点火駆動
回路を介して点火コイルに点火信号を出力する。

通常、上記基本燃料噴射ｆｆ１ＴＦｌの算出に際しては
、吸入空気ωセンサから得られる吸入空気量計測値Ｑは
吸入管内の脈動、ノイズなどの影響による変動が大きい
ため、例えば加重平均化フィルタを通すなどのフィルタ
処理を行ってその影響を除去する。

この場合、第５図に示すように、サージング発生などに
よるエンジン回転数の変動が生じたとき、本来エンジン
回転数変動と空気量変動とは同位相で変動し、上記基本
燃料噴射量Ｔｐの変動は牛じないはずであるにもかかわ
らず、フィルタ処理した空気量がエンジン回転数に対し
て位相ずれを生じ、上記基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐ及び点
火時期が一点鎖線で示す如く変動してしまう。

従って、この基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐをエンジン負荷と
する点火時期、燃料噴射などのｉ！ｌｌＪ御性が著しく
悪化するという問題があった。

これに対処するに、例えば特開昭５８−８２０２９号公
報には、センサからの入力信号に対しで所定関数の遅れ
要素による信号補正値を求め、この補正値によりエンジ
ンを制御する技術が開示されている。

上記先行技術においては、エンジン回転数に加重平均フ
ィルタをかけて空気量の変動周期とエンジン回転数の変
動周期とを同位相とし、定常時のザージング発生を防止
している。

しかしながら、例えば全開加速などの過渡時においては
、フィルタをかけたエンジン回転数と吸入空気かから阜
本燃料噴０４ｆｆｉを算出づると応答性が悪化するため
、エンジン回転数にはフィルタをかけないか加用平均係
数を小さくづるなどの処理をしており、空気Φが大きく
変化しながらエンジン回転数が大きく変化する場合、空
気量とエンジン回転数との変動周期に位相ずれが生じ、
補正演ｐ値（基本燃料噴射量）が変動してしまう。した
がって、これに応じて車体のガクガク振動、いわゆるス
ナッチングを誘発するといった問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エンジン
回転数に対する吸入空気量の位相ずれを補正することに
より基本燃料噴射量の変動を防止し、しかも応答性に優
れたエンジン制御装行を提供することを目的としている
。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明によるエ
ンジン制御装置は、エンジン１回転当たりの吸入空気間
に基づいて負荷を詐出し、この負荷に応じて制御を行な
うエンジン制御装置において、所定の遅れ要素によりフ
ィルタ処理した吸入空気量に対し、エンジン回転数の計
測値と、この計測値を上記遅れ要素によりフィルタ処理
した値との差に基づいて補正量を算出し、上記フィルタ
処理した吸入空気用を補正する吸入空気量補正手段を備
えたものである。

すなわち、上記吸入空気量補正手段にて、所定の遅れ要
素により吸入空気量をフィルタ処理するとともにエンジ
ン回転数を同じ遅れ要素によりフィルタ処理して上記吸
入空気量と同位相とし、このフィルタ処理前後のエンジ
ン回転数の差に基づいて補正量を算出し、上記フィルタ
処理した吸入空気ａを補正する。

そして、補正した吸入空気間に基づいて負荷を算出し燃
料噴射制御、点火時期制ｍなどのエンジン制御を行なう
。

［発明の実施例１ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は制
ｔ１１装置の機能ブロック図、第２図はエンジン制御系
の概略図、第３図は吸入空気量の補正処理を示す説明図
、第４図は吸入空気間の補正処理手順を示すフローチＶ
−トである。

（エンジン制御系の構成） 第２図において、符号１はエンジン本体で、図において
は水平対向型４気筒エンジンを示寸。このエンジン本体
１のシリンダヘッド２に形成された吸気ボート２ａ、排
気ボート２ｂには、インテークマニホルド３、エキゾー
ストマニホルド４が各々連設されており、さらに、上記
シリンダヘッド２には、その発火部を燃焼室１ａに露呈
する点火プラグ５が装着されている。

また、上記インテークマニホルド３の上流側にエアチャ
ンバ６を介してスロットルチャンバ７が連通され、この
スロットルチャンバ７の上流側が吸入管８を介してエア
クリーナ９に連通されている。

さらに、上記吸入管８の上記エアクリーナ９の直下流に
吸入空気量センサ（図においては、ホットワイヤ式エア
フローメータ）１０が介装され、また、上記スロットル
チャンバ７に設けられたスロットルバルブ７ａにスロッ
トルポジションセンυ１１、アイドルスイッチ１１ａが
連設されている。

また、上記インテークマニホルド３の各気筒の燃焼室１
ａに連通ずる各吸気ボート２ａの直上流側に、インジェ
クタ１２が配設されている。さらに、このインテークマ
ニホルド３に形成された冷却水通路（図示せず）に冷却
水温センサ１３が臨まされている。

また、上記エンジン本体１のクランクシャフト１ｂにク
ランクロータ１４が固設されており、このクランクロー
タ１４の外周にクランク角センサ１５が対設されている
。

さらに、上記エキゾーストマニホルド４に連通する排気
管１６に０２センサ１７が臨まされており、この０２セ
ンサ１７の下流側に触媒コンバータ１８が配設されてい
る。

（エンジン制御装置の回路構成） 一方、符号１９はマイクロコンピュータからなるエンジ
ン制御装置で、ＣＰＵ２０．ＲＯＭ２１゜ＲＡＭ２２、
ＡＤＣ（アナログ／デジタルコンバータ）２３、および
、Ｉ１０インターフェイス２４がパスライン２５を介し
て互いに接続されて構成され、このＩ１０インターフェ
イス２４の入力ボートに上記アイドルスイッチ１１ａ及
びクランク角センサ１５が接続され、また、上記吸入空
気量センサ１０、スロットルポジションセンサ１１、冷
却水温センサ１３、及び、０２センリー１７が上記ＡＤ
Ｃ２３に接続されている。

さらに、上記Ｉ１０インターフェイス２４の出力ボート
には、駆動回路２６を介して上記インジェクタ１２が接
続されているとともに、上記点火プラグ５がディストリ
ピユータ２８２点火コイル２７を介して接続されている
。

上記構成により、上記エンジン制御装置１９には、上記
アイドルスイッチ１１ａ及びクランク角センサ１５から
のデジタル信号、あるいは、上記各センサ１０，１１，
１３．１７からのアナログ信号が入力され、上記ＲＯＭ
２１に格納された制御プログラムに従って所定の入力タ
イミングの都度、入力データが取込まれる。

これらの入力データは、上記ＣＰＵ２０にて演算処理さ
れ、例えば、エンジン回転数、吸入空気量などのパラメ
ータが上記ＲＡＭ２２に格納される。そして、上記ＣＰ
Ｕ２０では上記ＲＡＭ２２に記憶されている各種パラメ
ータに基づき燃料噴射ｆｄ　Ｊ３よび点火時期を演算づ
る。

（制御装置の機能構成） を記ＩＩＩ御装置１９は、第１図に示すように、計測空
気量算出手段３０、エンジン回転数算出手段３１、吸入
空気量補正手段３２、吸入空気は設定手段３３、基本燃
料噴射量算出手段３４、点火時期設定手段３５、点火時
期マツプＭ　Ｐ　ＩＧ、点火駆動手段３６、各種補正係
数設定手段３７、空燃比フィードバック補正係数設定手
段３８、電圧補正係数設定手・段３９、燃料噴ＤＡｆｆ
ｉ設定手段４０、インジェクタ駆動手段４１から構成さ
れている。

そして、上記吸入空気量補正手段３２は、さらに、空気
量平均化処理手段３２ａ、回転数平均化処理手段３２ｂ
、回転数変ｌＪＪ量算出手段３°２Ｃ１補正手段３２ｄ
から構成されている。

計測空気量算出手段３０、エンジン回転数枠出手段３１
では吸入空気量センサ１０、クランク角センサ１５の出
力信号からそれぞれ吸入空気通計測値Ｑ１エンジン回転
数計測値Ｎを算出する。

吸入中気固補正手段３２では、空気措甲均化処理手段３
２ａにて、上記計測空気吊専出手段３０で算出された吸
入空気量計測値Ｑを加重平均フィルタにより処理し、吸
入管８内のｌ１ｌｉｌｖＪ、ノイズの影響などを除去す
るとともに、回転数平均化処理手段３２ｂにて、上記エ
ンジン回転数算出手段３１で算出されたエンジン回転数
計測値Ｎを上記加重平均フィルタで処理する。

すなわち、吸入空気量及びエンジン回転数の今回の加重
平均値を０１（に）、　Ｎ１（Ｋ）、前回処理された加
重平均値をＱｌ（に−１）、　Ｎｌ（に−１）とすると
、上記吸入空気量計測値Ｑ、エンジン回転数計測値Ｎに
対して同じ加更Ｆ係数αにて加重平均フィルタ処理する
。

α　　　　　　　α α　　　　　　　α この加重平均処理された吸入空気ＩＱＩとエンジン回転
数Ｎ１とが同位相となり、位相ずれを解消することがで
きる。

ぞして、回転数変動Ｊｌ［出手段３２ｃにて上記エンジ
ン回転数計測値Ｎと、上記加重平均フィルタにより処理
された処理値Ｎ１との差から回転改変動滑ΔＮが算出さ
れ、補正手段３２ｄにて、この回転改変１ｉ１Ｊｆｆｌ
ΔＮ１．：基づいて上記加部平均フィルタにより処理さ
れた吸入空気聞Ｑ１が補正される。

この補正は、上記回転数変動ｍΔＮに所定の係数に１を
乗じた値を上記加重平均処理した吸入空気１１Ｑ１（ｋ
）に加算する（第３図参照）ことにより、行われ、上記
空気量平均化処理手段３２ａにて加重平均処理され位相
ずれの生じた吸入空気（ｆｔＱｌ（に）に対し、真の吸
入空気聞くエンジン回転数計測値Ｎの変動と同位相の吸
入空気ｆｆ１）　Ｑ（に）を得ることができる。

Ｑ（に）＝Ｑ１（ｋ）＋ΔＮＸＫ１ 吸入空気■設定手段３３では、上記空気量平均化処理手
段３２ａにてフィルタ処理された吸入空気聞ｑ１と上記
補正手段３２ｄにて補正処理された吸入空気ＩＱとから
、スロットルポジションセンサ１１からのスロットル開
度信号に基づいて選択的に吸入空気ｍＱＳを設定する。

すなわら、スロットル開度が所定開度（例えばアイドル
開度）より小さい低開度域においては、エンジン回転数
計測値Ｎとフィルタ処理した吸入空気ｆｆ１Ｑ１との間
の位相ずれが無視できるため、上記フィルタ処理した吸
入空気ＩＱ１に対して補正を行わず、スロットル開度が
所定開度以上で上記フィルタ処理した吸入空気け０１に
対して補正を行うようにする。

基本燃料噴射量算出手段３４では、上記吸入空気ｍ設定
手段３３で設定した吸入空気聞ＱＳと上記エンジン回転
数算出手段３１で算出したエンジン回転数計測値Ｎとに
基づき基本燃料噴射ＩＴｐを輝出しくＴｐ　＝に−ＱＳ
　／Ｎ　；Ｋ・・・定数）、この基本燃料噴射量Ｔｐを
エンジン負荷として点火時期設定手段３５、燃料噴射量
設定手段４０に出力する。

点火時期設定手段３５では、上記基本ＭＦＩ　ＤＡ射ｇ
ｉ算出手段３４で等用された基本燃料噴射ＩＴｐと上記
エンジン回転数算出手段３１で算出されたエンジン回転
数計測値Ｎとをパラメータとして点火時期マツプＭＰＩ
Ｇを検索して点火時期を設定し、点火駆動手段３６に点
火信号を出力して点火コイル２７をＯＮ、ＯＦＦする。

各種補正係数設定手段３７では、冷却水温センサ１３か
らの冷却水温信号ＴＷ、アイドルスイッチ１１ａからの
アイドル信号１ｄ、スロットルポジションセンサ１１か
らのスロットル開度信号θを読込み、水温補正、アイド
ル後増用補正、加減速補正などの各種補正係数ＣＯ［［
を設定する。

空燃比フィードバック補正係数設定手段３８では、０２
センサ１７の出力信号がら空燃比フィードバック制御信
号を作成し、それに応じた空燃比フィードバック補正係
数ＫＦＢを設定する。

尚、上記０２センサ１７が不活性状態、あるいはスロッ
トル略全聞領域では、上記空燃比フィードバック補正係
数ＫＦＢは、ＫＦＢ＝１に固定される。

電圧補正係数設定手段３９では、バッテリ４２の端子電
圧に応じて、インジェクタ１２の無効噴射時間（パルス
幅）を図示しないテーブルなどから読み取り、この無効
噴射時間を補間する電圧補正係数ＴＳを設定する。

燃料噴射量設定手段４０では、上記基本燃料噴射量算出
手段３３で算出した基本燃料噴射量Ｔｐを、上記各種補
正係数設定手段３７、上記空燃比フィードバック補正係
数設定手段３８、上記電圧補正係数設定手段３９でそれ
ぞれ設定した各種補正係数Ｃ０ＦＦ、空燃比フィードバ
ック補正係数Ｋ　ＦＢ。

電圧補正係数ＴＳで補正して、燃料噴射ｆｆ１Ｔｉを設
定しくＴｉ　＝Ｔｐ　ｘＫＦ８ｘＣＯＥＦ＋ＴＳ　）　
、この燃料噴ｒＪＪｆｆｌＴ　ｉに相応する駆動パルス
信号をインジェクタ駆動手段４１を介して所定タイミン
グでインジェクタ１２へ出力する。

（吸入空気量の補正処理手順） 次に、吸入空気量の補正処理について、第４図のフロー
チャートに従って説明する。

ステップ５１０１では、吸入空気量センサ１０、スロッ
トルポジションセンサ１１、及び、クランク角センサ１
５からの信号に基づいて、最新の吸入空気量計測値ＱＮ
ＥＷ、スロットル開度θＮＥＷ　、及び、エンジン回転
数８１測値ＮＮＥＷを読込む。

次いで、ステップ５１０２へ進み、吸入空気量計測値Ｑ
ＮＥＷ、エンジン回転数計測値ＮＮＥ−に対し、所定の
加重係数αにて加重平均を行なう。

次に、ステップ５１０３にて上記ステップ３１０１で読
込んだエンジン回転数の計測値Ｎ　ＮＥＩ４と上記ステ
ップ５１０２で加重平均した値Ｎ１（ｋ）との差から回
転数変動量ΔＮ　（＝ＮＮＥ１４−Ｎｌ（ｋ））を算出
してステップ５１０４へ進む。

ステップ５１０４では、上記ステップ５１０３で算出し
た回転数変動量ΔＮに所定の係数に１を乗じ、上記ステ
ップ５１０２で加重平均した吸入空気ＭｔＱ１（ｋ）に
加算して補正空気量Ｑ（Ｋ）　　（＝０１（ｋ）＋ΔＮ
×Ｋｌ）を篩出し、ステップ５１０５へ進む。

ステップ５１０５へすりむと、上記ステップ５１０１で
読込んだスロットル開度θＮＥＷと予め設定したスロッ
トル開度設定値θＯとを比較する。

このスロットル開度設定値θ０は、エンジン回転数の計
測値ＮＮＥ−に対し、吸入空気量の加重平均値Ｑ１（ｋ
）の位相遅れが無視できるスロットル開度であり、θＮ
Ｅ１４＜：００のときステップ３１０８へ分岐し、上記
ステップ５１０２で加重平均した吸入空気ＩＱ１（ｋ）
を吸入空気量Ｑ　５（ｋ）としてステップ５１０９へ進
む。

一方、上記ステップ５１０５でθＮ［−≧００のときは
ステップ３１０６へ進み、吸入空気けの加重平均値Ｑｌ
（ｋ）に所定の係数に２を乗じた値と上記ステップ５１
０４で補正した補正空気ＩＱ（ｋ）とを比較し、Ｑ　（
ｋ）　＞　Ｋ　Ｑ２ｘ　Ｑ　１（ｋ）のときステップ５
１０７へ進んで上記ステップ５１０４で補正した空気ｆ
ｕＱ（に）を吸入空気ｆｆｌ　Ｑ　５（ｋ）として設定
してステップ５１０９へ進み、一方、Ｑ（に）≦に２Ｘ
Ｑ１（ｋ）のときステップ８１０８へ分岐する。

上記係数に２は、例えば７／８といった値に設定されて
おり、Ｑ（に）≦０１（ｋ）ｘ　７／８のときには上記
ステップ５１０４での補正空気ｆｆ１Ｑ（に）は補正オ
ーバーとして上述のステップ８１０８で加重平均値Ｑ１
（ｋ）を吸入空気ｆｆ１Ｑｓ（ｋ）として設定する。

そして、ステップ３１０９へ進むと、上記ステップ５１
０７あるいはステップ８１０８で設定した吸入空気ｍＱ
Ｓ（ｋ）と、上記ステップ５１０１で読込んだエンジン
回転数計測値Ｎ　ＮＥＷとから基本燃料噴射量Ｔｐ（＝
ＫＸＱＳ（ｋ）／ＮＮＥ１４　；　Ｋ−・・定数）を鋒
出し、この基本燃料噴射ｆｆ１ＴＩ）を点火時期設定手
段３５及び燃料噴射量設定手段４０に出力してルーチン
から扱ける。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、エンジン１回転当
たりの吸入空気量に基づいて負荷を算出し、この負荷に
応じて制御を行なうエンジン制御装置において、所定の
遅れ要素によりフィルタ処理した吸入空気量に対し、エ
ンジン回転数の計測値と、この計測値を上記遅れ要素に
よりフィルタ処理した値との差に基づいて補正量を淳出
し、上記フィルタ処理した吸入空気量を補正する吸入空
気門補正手段を備えたので、吸入空気１ｉ１の変動を抑
制するとともにエンジン回転数に対する吸入空気量の位
相ずれが補正されて基本燃料噴射けの変動が押さえられ
、定常時のサージング発生を防止することができるとと
もに、過渡時の異常振動を防止でき、しかも応答性に優
れ過渡時の空燃比制御性を向上することができるなど優
れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は制
御装置の機能ブロック図、第２図はエンジン１ｌｉｌＪ
　ｍ系の概略図、第３図は吸入空気量の補正処理を示す
説明図、第４図は吸入空気ａの補正処遇手順を示すフロ
ーチャート、第５図は従来例を示し、基本燃料噴射量及
び点火時期の変動を示づ説明図である。 １９・・・エンジン制御装置、 ３２・・・吸入空気量補正手段、 Ｎ・・・エンジン回転数（計測値）、 Ｎ１・・・エンジン回転数（フィルタ処理値）ΔＮ・・
・回転数変動量、 Ｑ・・・吸入空気口（計測値）、 Ｑｌ・・・吸入空気量（フィルタ処理ｉｔｉ　）、Ｑ・
・・補正空気量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジン１回転当たりの吸入空気量に基づいて負荷を算
   出し、この負荷に応じて制御を行なうエンジン制御装置
   において、 所定の遅れ要素によりフィルタ処理した吸入空気量に対
   し、エンジン回転数の計測値と、この計測値を上記遅れ
   要素によりフィルタ処理した値との差に基づいて補正量
   を算出し、上記フィルタ処理した吸入空気量を補正する
   吸入空気量補正手段を備えたことを特徴とするエンジン
   制御装置。