JPH0388943A

JPH0388943A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH0388943A
Application number: JP1225935A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saki; 早岐　隆
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-15
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: US5048491A; JPH06100132B2

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、吸気系に設けられたエアフローメータの出力
に基いてエンジン出力が制御されるエンジンの制御装置
に関する。

（従来の技術）近年、自動車用等のエンジンにおいては、燃費性能や排
気性能等を損なわずに出力性能の向上を図るために、エ
アフローメータ等によって計測したエンジンの吸入空気
量に基いて例えば最適な燃料噴射量を設定し、その値と
なるように燃料噴射信号を燃料噴射弁に出力することに
より、エンジン出力を制御することが行われるようにな
っている。この場合、一般には、例えば特開昭６３−４
５４４９号公報に示されているように、１個のエアフロ
ーメータが設けられるのが通例である。

（発明が解決しようとする課題〉ところで、エンジンの大出力化に伴って気筒数が増える
と、高出力時にはそれに対応して多量の空気が要求され
る。その場合に、上記したように１個のエアフローメー
タで対応しようとすれば、高吸入空気量領域から低吸入
空気量領域に至る広範囲の検出バンドが要求され、この
ため検出精度が低下して緻密な制御が行えないという問
題がある。

このような問題に対しては、例えばエンジンにおける複
数気筒毎に互いに独立した吸気系を備えるとともに、各
吸気系にそれぞれエアフローメータを設けて、これらの
エアフローメータの出力に基いてその吸気系に対応する
気筒グループのエンジン出力の制御を行う一方、いずれ
かのエアフローメータが故障したときには対応する気筒
グループの運転を停止させて、他の正常なエアフローメ
ータの出力に基いて対応する気筒グループのエンジン出
力を制御させようという考え方がある。これによれば、
それぞれのエアフローメータが受は持つ気筒数が少ない
ことから検出精度が確保されて緻密な制御を行うことが
期待される反面、いずれかのエアフローメータが故障し
たときには対応する気筒グループの運転が完全に停止す
るので、ボンピンングロス等によってエンジン出力が大
幅に低下することになる。

本発明は、複数気筒毎に互いに独立した複数の吸気系を
備えるとともに、各吸気系にそれぞれエアフローメータ
を設けて、これらのエアフローメータの出力に基いてそ
の吸気系に対応する気筒グループのエンジン出力を制御
するようにしたエンジンにおける上記の問題に鑑みて、
いずれかのエアフローメータが故障してもエンジン出力
を大幅に低下させることのないエンジンの制御装置を実
現することを課題とする。

（課題を解決するための手段〉本発明に係るエンジンの制御装置は、複数気筒毎に互い
に独立した複数の吸気系を備えるとともに、各吸気系に
それぞれエアフローメータを設けて、これらのエアフロ
ーメータの出力に基いてその吸気系に対応する気筒グル
ープのエンジン出力を制御するようにしたエンジンにお
いて、上記各エアフローメータの故障を検出する故障検
出手段と、この故障検出手段によっていずれかのエアフ
ローメータの故障が検出されたときに、他の正常なエア
フローメータの出力に基いて上記故障したエアフローメ
ータに対応する気筒グループのエンジン出力を制御する
制御手段とを有することを特徴とする。

（作　　　用〉上記の構成によれば、通常時においては、複数気筒毎に
互いに独立した複数の吸気系に対応する気筒グループの
エンジン出力が、各吸気系に設けられたエアフローメー
タの出力に基いてそれぞれ制御されるので、エアフロー
メータの検出バンドが狭くて済み、これにより緻密な制
御が行われることになる。そして、いずれかのエアフロ
ーメータが故障したときには、上記制御手段が、そのエ
アフローメータに対応する気筒グループのエンジン出力
を、他の正常なエアフローメータの出力に基いて制御す
る。これにより、故障したエアフローメータが設けられ
た吸気系に対応する気筒グループもほぼ正常に運転され
て、エンジンの大幅な出力低下が防止されることになる
。

（実　施　例）以下、本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、エンジン１の本体部分を構成する
シリンダブロック２の上面には、２つのシリンダヘッド
３ａ、３ｂが互いに反対方向へ傾斜した状態で取り付け
られて、これらにより第１、第２バンク１１．１ｚが構
成されている。そして、これらの第１、第２バンクｉｌ
、１２にはそれぞれ複数のシリンダ４・・・４（各１個
のみ図示）が列状に設けられている。

上記第１バンク１１におけるシリンダ４には、連接棒５
を介してクランク軸６に連結されたピストン７が往復動
自在に挿入されているとともに、エンジン回転数を検出
するエンジン回転数センサ８が上記クランク軸６に臨ん
で設置されている。

また、この第１バンク１１に設けられたウォータージャ
ケット９ａには冷却水温を検出する第１水温センサ１０
ａが設置されている。そして、この第１バンク１１にお
けるシリンダヘッド３ａの下面が上記ピストン７に臨ん
で凹陥されて燃焼室１１ａが形成されている。

上記シリンダヘッド３ａには、その一方の側面から上記
燃焼室１１ａに通じる吸気ボート１２ａと、他方の側面
から燃焼室に通じる排気ボート１３ａと、これら各ボー
ト１２ａ、１３ａの燃焼室１１ａへの開口部をそれぞれ
開閉する吸、排気弁１４．１５とが設けられている。ま
た、シリンダヘッド３ａには点火プラグ１６が燃焼室１
１ａに臨んで装着されている。

そして、エンジン１には上記第１バンク１１における吸
気ボート１２ａに通じる第１吸気通路１７が備えられ、
この第１吸気通路１７の上流側から第１エアクリーナ１
８ａ、第１吸気温センサ１９ａ、第１エアフローメータ
２０ａ、第１スロツトルバルブ２１ａが配設されている
。この第１スロツトルバルブ２１ａと第１バンク１１に
おける吸気ボート１２ａとの間にはサージタンク２２ａ
が設けられているとともに、このサージタンク２２ａの
さらに下流には上記吸気ボート１２ａに対応して燃料噴
射弁２３が配設されている。また、上記第１吸気通路１
７における第１スロツトルバルブ２１ａをバイパスして
設けられた第１バイパス通路２４ａには、始動時ないし
アイドル時におけるバイパスエア量を調節する第１ＩＳ
Ｃ（ＩｄｌｅＳｐｅｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブ２５
ａが配設されている６また、もう一方の第２バンク１２もほぼ同様な槽底とさ
れており、この第２バンク１２におけるシリンダ４に挿
入されたピストン７が連接棒５を介して上記クランク軸
６に連結されているとともに、この第２バンク１２に設
けられたウォータージャケット９ｂにも冷却水温を検出
する第２水温センサ１０ｂが設置されている。

そして、上記ピストン７との間に形成された燃焼室１１
ｂを有するシリンダヘッド３ｂには、その一方の側面か
ら燃焼室１１ｂに通じる吸気ボート１２ｂと、他方の側
面から燃焼室１１ｂへ通じる排気ボート１３ｂと、これ
ら各ボート１２ｂ。

１３ｂの燃焼室１１ｂへの開口部をそれぞれ開閉する吸
、排気弁１４．１５と点火プラグ１６とを有する。

また、エンジン１には上記第２バンク１２における吸気
ボート１２ｂに通じる第２吸気通路２６が備えられ、こ
の第２吸気通路２６の上流側から第２エアクリーナ１８
ｂ、第２吸気温センサ１９ｂ、第２エアフローメータ２
０ｂ、第２スロツトルバルブ２１ｂが配設されている。

この第２スロツトルバルブ２１ｂと第２バンク１２にお
ける吸気ボート１２ｂとの間にはサージタンク２２ｂが
設けられているとともに、このサージタンク２２ｂのさ
らに下流には第２バンク１２における吸気ボート１２ｂ
に対応して燃料噴射弁２３が配設されている。なお、上
記第２吸気通路２６における第２スロツトルバルブ２１
ｂをバイパスして設けられた第２バイパス通路２４ｂに
も、バイパスエア量を調節する第２ＩＳＯバルブ２５ｂ
が配設されている。

そして、このエンジン１には、上記燃料噴射弁２３．２
３からの燃料噴射量と上記第１、第２バイパスバルブ２
５ａ、２５ｂの作動とを制御するコントロールユニット
２７が備えられている。このコントロールユニット２７
は、上記第１、第２スロットルバルブ２１ａ、２１ｂの
開度をそれぞれ検出するスロットル開度センサ２８ａ、
２８ｂからのスロットル開度信号と、第１、第２エアフ
ローメータ２０ａ、２０ｂからの吸入空気量信号と、第
１、第２吸気温センサ１９ａ、１９ｂからの吸気温信号
と、第１、第２水温センサ１０ａ。

１０ｂからの水温信号と、エンジン回転数センサ８から
のエンジン回転数信号とをそれぞれ入力する。一方、コ
ントロールユニット２７がらは、上記燃料噴射弁２３．
２３への燃料噴射量信号と、第１、第２ＩＳＣバルブ２
５ａ、２５ｂへのバイパスエア制御信号とが出力される
ようになっている。

ここで、コントロールユニット２７によるバイパスエア
制御の概略について説明すると、コントロールユニット
２７はスロットル開度信号とエンジン回転数信号とに基
いてエンジンｌの運転状態が所定のアイドルゾーンに属
すると判定したときに所定の基準制御量を設定するとと
もに、この値を現実のエンジン回転数の目標回転数に対
する回転偏差をパラメータとするフィードバック補正係
数を用いて補正し、さらに必要な補正を行った上で最終
制御量を設定する。そして、この最終制御量に対応する
開度となるように、上記第１、第２ＩＳＯバルブ２５ａ
、２５ｂにバイパスエア制御信号をそれぞれ出力する。

また、コントロールユニット２７は正常時における第１
エアフローメータ２０ａによる第１吸入空気量Ｑ！と第
２エアフローメータ２０ｂによる第２吸入空気量Ｑ２と
の空気量差ΔＱを算出するとともに、その際のエンジン
回転数Ｎとエンジン負荷を代表する基本噴射時間Ｔｐと
に応じて上記空気量差ΔＱをそれぞれ記憶し、上記エア
フローメータ２０ａ、２０ｂのいずれかの故障時にその
空気量差ΔＱに基いて正常なエアフローメータの出力を
補正して代替するようになっている。そこで、本実施例
においては、コントロールユニット２７には、上記空気
量差ΔＱをエンジン回転数Ｎと基本噴射時間Ｔｐとに応
じて蓄積する計算用の第１マツプメモリと、このマツプ
メモリにエンジン回転数Ｎと基本噴射時間Ｔ、とに応じ
て所定回数（ＰＡえば５回）蓄積された空気１差△Ｑに
基いて算出した学習空気量差ΔＱＬを同じくエンジン回
転数Ｎと基本噴射時ｒＷＩＴ　ｐとに対応させて記憶す
る第２マツプメモリとが設けられている。

以下、第２図のフローチャートを参照して本実施例の作
用を説明する。

すなわち、コントロールユニット２７は、まずステップ
Ｓ１でシステムイニシャライズを行う。

この際、第３図（ａ）（ｂ）に示すように、上記第１、
第２マツプメモリにおける各エリアＡ　Ｉ　Ｊ　。

ＢＩＪ　（ｉ　＝　１〜ｍ　：　ｊ　＝　１〜４　）の
値はそれぞれ０にクリアされる。

次いで、コントロールユニット２７は、ステップＳ２で
第１エアフローメータ２０ａが故障しているか否かを判
定し、故障していないと判定したときには、今度はステ
ップＳ３で第２エアフローメータ２０ｂが故障している
か否かを判定し、故障のないときにはステップＳ４に進
んで第１、第２エアフローメータ２０ａ、２０ｂによる
第１、第２吸入空気量Ｑｌ、Ｑ２とエンジン回転数セン
サ８によるエンジン回転数Ｎとをそれぞれ読み込む、こ
こで、第１、第２エアフローメータ２０ａ、２０ｂの故
障の有無はコントロールユニット２７へ入力される吸入
空気量信号に基いて判定され、これらのエアフローメー
タ２０ａ、２０ｂから異常な信号が入力されたときに故
障と判定される。

次いで、コントロールユニット２７は、ステップＳ、、
ｓ、でエンジン回転数Ｎの回転変動量ΔＮ〈ΔＮ＝Ｎ−
Ｎ’　）を算出した上で、その回転変動量ΔＮが所定値
（＝α）より小さいか否かを判定する。つまり、エンジ
ン回転が安定しているか否かを判定するのである。そし
て、回転変動が少ないときには、ステップＳ、、Ｓ８で
第１エアフローメータ２０ａによる第１吸入空気量Ｑｌ
から第２エアフローメータ２０ｂによる第２吸入空気量
Ｑ２を減算して空気量差ΔＱを求め、そのときめエンジ
ン回転数Ｎ及び基本噴射時間ＴＰに最も近い第１マツプ
メモリの該当エリアＡＩＪに加算する。この場合、上記
空気量差ΔＱはエンジン回転数Ｎと基本噴射時間ＴＰと
に対応して上記エリアＡＩＪヘランダムに書き込まれる
。

コントロールユニット２７は、引き続いてステップＳ９
で上記各エリアＡＩＪに対する書込回数をカウントする
カウンタのカウント数ｎ、Ｊ（ｉ＝１〜ｍ；ｊ＝ｌ〜４
）のいずれかが５を超えたか否かを判定し、超えていれ
ばステップＳ１ｏで当該カウンタに対応するエリアＡＩ
Ｊに蓄積された空気量差ΔＱＩＪを蓄積回数（５〉で割
って平均空気量差ΔＱ＾を求めるとともに、ステップ３
１１でこの平均空気量差ΔＱ＾と第２マツプメモリにお
ける該当エリアＢＩＪから読み出した前回の学習空気量
差ΔＱＬ’との平均を計算して今回の学習空気量差ΔＱ
Ｌを求め、ステップＳ＋２でこの学習空気量差ΔＱＬを
上記第２マツプメモリの該当エリアＢ目に書き込んで更
新する。同時に、コントロールユニット２７はステップ
Ｓ　１３＋　８１４で第１マツプメモリにおける該当エ
リアＡＩＪのデータをクリアし、また対応するカウンタ
のカウント数ｎｌＪをリセットし、その後ステップＳ１
５に進んでエンジン１の運転状態が所定のアイドルゾー
ンに属するか否かを判定する。なお、上記ステップＳ９
においてカウント数ｎｌＪが５を超えていなければステ
ップＳ１６へ移りカウント数ｎｌＪを＋１だけカウント
アツプする。

コントロールユニット２７は、上記ステップＳ１５にお
いてエンジン１の運転状態がアイドルゾーンに属すると
判定したときには、ステップＳＩＴで第１、第２バンク
１□、１２におけるアイドル吸入空気量ＱＯＩ、　ＱＯ
２を、今回の第１、第２吸入空気量Ｑｌ、Ｑ２と前回ア
イドル吸入空気量Ｑｏｔ＋Ｑｏｚ’との算術平均から求
め、その後ステップ３１ｇで燃料噴射制御の学習条件が
成立したか否かを判定し、成立していると判定したとき
にはステップＳ１９で所定の更新時期に達しているか否
かを判定する。なお、上記ステップＳ１ｇにおいて第１
、第２水温センサ１０ａ、１０ｂに基づく冷却水温が８
０°Ｃ以上で、エンジンの運転状態が所定のアイドルゾ
ーン及びフィードバックゾーンに属するときに学習条件
が成立したと判定される。

コントロールユニット２７は、上記ステップＳ１、にお
いて更新時期に達したと判定したときには、ステップＳ
　２０　＋　３２１でアイドル学習補正係数ＣＬＯＩ　
、　ＣｌＯ２を、前回アイドル学習補正係数ＣＬＯＩ　
　＋　ＣＬ０２′に平均フィードバック補正係数＜　Ｃ
ｐｓ＋　＞　＜　ＣＦＢ２　＞の半値を加算して求め、
この値に上記第１、第２吸入空気量Ｑｌ、Ｑ２に対する
アイドル吸入空気量Ｑｏｔ＋　Ｑｏ２の比をそれぞれ積
算することにより、学習補正係数ＣＬｌ＋ＣＬ２を最終
的に設定する。

なお、上記ステップＳｔＳにおいてエンジン１の運転状
態がアイドルゾーンに属していないと判定されたときに
は、ステップＳ１７の代わりにステップＳ２□が実行さ
れ、前回アイドル吸入空気量ＱｏｓｌＱＯ２’が今回の
アイドル吸入空気量Ｑｏｔ、Ｑ。２の値として用いられ
る。また、上記ステップＳ１８において学習条件が成立
してないとき、またステップＳ１９において更新時期に
達していないときにはステップＳ２０の代わりにステッ
プＳ２３が実行されて、前回アイドル学習補正係数ＣＯ
Ｉ　　＋　Ｃ０２′が今回のアイドル学習補正係数ＣＯ
１＋。２の値として用いられる。

そして、コントロールユニット２７は、ステップＳ２４
で第１、第２バンク１１．１２における燃料噴射弁２３
．２３に対する基本噴射時間ＴＰ１゜ＴＰ２をそれぞれ
演算するとともに、ステップＳ２５で各種信号を読み込
んだ後、ステップＳ２６で上記学習補正係数ＣＬ１．Ｃ
Ｌ２以外の総補正係数ＣＴを設定し、その後ステップＳ
２７でこれらに基いて最終噴射時間Ｔ、、Ｔ、をそれぞ
れ決定し、ステップ３２ｇでこれらの最終噴射時間Ｔ、
、’ｒ２で噴射されるように第１、第２バンクｌｌ、ｌ
ｚにおける燃料噴射弁２３．２３に対して燃料噴射信号
をそれぞれ出力する。

このようなループ処理が上記ステップＳ、　、　Ｓ３に
おいて第１、第２エアフローメータ２０ａ。

２０ｂのいずれかの故障が判定されるまで実行されるこ
とになる。その時点においては、第４図に示すように、
エンジン回転数Ｎと基本噴射時間ＴＰとに対応する学習
空気量差△ＱＬが第２マツプメモリにおける各エリアＢ
目にそれぞれ記憶されていることになる。

そして、コントロールユニット２７は、上記ステップＳ
３において第２エアフローメータ２０ｂが故障したと判
定したときにはステップＳ２９に移り、まず第１エアフ
ローメータ２０ａによる第１吸入空気量Ｑ１とエンジン
回転数センサ８によるエンジン回転数Ｎとを読み込み、
次いでステップＳ、。でこれらに基いて基本噴射時間Ｔ
Ｐを算出した後、ステップＳＳＩで第４図に示す第２マ
ツプメモリの該当エリアＢ口からこの基本噴射時間Ｔ。

とエンジン回転数Ｎとに対応する学習空気量差ΔＱＬを
読み出す、そして、ステップＳ３２でその学習空気量差
ΔＱｔを上記第１吸入空気量Ｑｒから減算し、その値を
第２吸入空気量Ｑ２とする。これにより、第２バンク１
２における燃料噴射弁２３に対する基本噴射時間ＴＰ２
は第１エアフローメータ２０ａによる第１吸入空気量Ｑ
１に基いて設定されることになる。

一方、コントロールユニット２７は、上記ステップＳ２
において第１エアフローメータ２０ａが故障したと判定
したときには、ステップＳ３３に移って第２エアフロー
メータ２０ｂの故障の有無を判定し、故障してないと判
定したときには、上記と同様にまずステップＳ’３４で
第２エアフローメータ２０ｂによる第２吸入空気量Ｑ２
とエンジン回転数Ｎとを読み込み、次いでステップＳ３
５でこれらに基いて基本噴射時間ＴＰを算出した後、ス
テップＳ３６で第４図に示す第２マツプメモリの該当エ
リアＢｌｌからこの基本噴射時間ＴＰとエンジン回転数
Ｎとに対応する学習空気量差ΔＱＬを読み出す、そして
、ステップＳ３７でその学習空気量差△ＱＬを上記第２
吸入空気量Ｑ２に加算し、その値を第１吸入空気量Ｑ１
とする。これにより、第１バンク１１における燃料噴射
弁２３に対する基本噴射時間ＴＰｌは第２エアフローメ
ータ２ｏｂによる第２吸入空気量Ｑ２に基いて設定され
ることになる。

そして、上記ステップ５−４３で第２エアフローメータ
２０ｂも故障したと判定されたときには、ステップ３３
８で所定のバックアップ噴射時間ＴＢＩ、’ｒ、、を用
いて最終噴射時間Ｔ、、’ｒ２がそれぞれ設定される。

なお、エアフローメータの出力に基いて点火時期が制御
されるようなエンジンにおいては、当該エンジンにおけ
る互いに独立した各吸気系に設けたエアフローメータの
いずれかが故障したときに、正常なエアフローメータの
出力に基いて故障したエアフローメータに対応する気筒
グループの点火時期を制御するようにしてもよい。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、複数気筒毎に互いに独立
した複数の吸気系に対応する気筒グループのエンジン出
力が、各吸気系に設けられたエアフローメータの出力に
基いてそれぞれ制御されるので、エアフローメータの検
出バンドが狭くて済み、これにより緻密な制御が行われ
ることになるとともに、いずれかのエアフローメータが
故障したときには、そのエアフローメータに対応する気
筒グループのエンジン出力が、他の正常なエアフローメ
ータの出力に基いて制御されるので、故障したエアフロ
ーメータが設けられた吸気系に対応する気筒グループも
ほぼ正常に運転されて、エンジンの大幅な出力低下が防
止されるという効果が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明に
係るエンジンの吸気系及び制御システムを示すシステム
図、第２図は本実施例における制御を示すフローチャー
ト図、第３図はコントロールユニットの第１、第２マツ
プメモリを初期化した状態を示す説明図、第４図は第２
７・ツブメモリに学習された状態を示す説明図である。１・・・エンジン、２０ａ、２０ｂ・・・エアフローメ
ータ、２７・・・故障検出手段、制御手段（コントロー
ルユニット）。第３図（Ｇ）（ｂ）０００００５ｏ０００Ｏ第図０００００＋５００式ｘカ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数気筒毎に互いに独立した複数の吸気系を備え
、かつ各吸気系にそれぞれエアフローメータを設けて、
これらのエアフローメータの出力に基いてその吸気系に
対応する気筒グループのエンジン出力をそれぞれ制御す
るようにしたエンジンの制御装置であって、上記各エア
フローメータの故障を検出する故障検出手段と、この故
障検出手段によつていずれかのエアフローメータの故障
が検出されたときに、他の正常なエアフローメータの出
力に基いて上記故障したエアフローメータに対応する気
筒グループのエンジン出力を制御する制御手段とが備え
られていることを特徴とするエンジンの制御装置。