JPH0419342A - 内燃機関の運転制御方法及びその電子制御装置 - 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、例えば自動車等に搭載された内燃機関の運転
状態を電子的に制御する内燃機関の運転制御方法、及び
、この方法を実行するための電子制御装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車等に車載された内燃機関の運転状態を制御する方
法としては、例えば回転数や吸入空気量等の内燃機関の
運転状態を表わす各種データを検出し、マイクロコンピ
ュータ等の電子制御装置を用いて内燃Ｉａ開に供給する
燃料量及び点火時点等を演算により決定し、この決定さ
れた供給燃料量及び点火時期に従って燃料噴射弁及び点
火装置を制御することが広く行われている。ところが、
この様な内燃機関の運転制御方法においては、供給すべ
き燃料量を算出する際に用いられる吸入空気量のデータ
は、少なくともその一つ前のサイクルにおけるデータを
使用するため、例えば急加速時等においては、気筒内に
実際に吸入された空気量が上記供給燃料量の演算に用い
た吸入空気量とは異なり、内燃機関によって発生される
トルクが変動して振動を発生し、運転者に不快感を与え
てしまう。これは、−船釣に、気筒内のＡ／Ｆがり−ン
である場合の発生トルクは比較的小さく、Ａ／Ｆがリッ
チである場合には大きくなことによる。

一方、従来、この様な過渡時における供給燃料量をより
最適に制御するため、燃料噴射弁の開弁タイミングの直
前までに取り込んだデータに基づいてその直後でのデー
タを予測算出して供給燃料量を求める燃料噴射制御装置
が、例えば特開昭６２−２６１６２５号公報等によって
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の従来技術による燃料噴射制御装置
では、開弁タイミング直前までのデータから直後でのデ
ータを予測するが、実際にはこの予測は難しく、実際に
吸入される空気量とは異なってしまい、必ずしも最適な
Ａ／Ｆ制御は困難であった。また、特にアイドル運転時
等、回転数が細かく上下に振動する運転状態では、吸入
空気量の予測は非常に困難であり、かかる場合には、む
しろ内燃機関のトルクの増減を助長し、振動を増大させ
てしまうという問題点を有していた。

そこで１本発明では、上記の従来技術における問題点に
鑑み、内燃機関の各気筒内におけるＡ／Ｆが最適値から
変動してもトルク変動を生ぜず、もって、振動の発生を
抑制して滑らかなトルクを発生することの可能な内燃機
関の運転制御方法及びその電子制御装置を提供すること
をその目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の本発明の目的は、第１に、内燃機関の運転状態を
表わす各種データを検出し、検出したこれらデータの内
の少なくとも燃料噴射弁の開弁タイミング前に取り込ん
だ上記内燃機関の回転数及び吸入空気量に基づいて各気
筒に供給すべき要求供給燃料量を決定し、上記決定され
た要求供給燃料量に従って上記燃料噴射弁を制御する内
燃機関の運転制御方法において、さらに、上記燃料噴射
弁の開弁タイミング後の上記各気筒の吸気行程における
実際の吸入空気量を検出し、この実際の吸入空気量に基
づいて点火時期を制御する様にしたことを特徴とする内
燃機関の運転制御方法によって達成されることとなる。

また、上記の本発明の目的は、内燃機関の運転状態を表
わす各種データを検出する検出手段と、上記検出手段か
らの検出信号を入力して少なくとも供給燃料制御出力及
び点火時期制御出力を出力する制御回路手段と、上記制
御回路手段からの上記供給燃料制御出力に従って燃料を
噴射する燃料噴射弁と、上記制御回路手段からの点火時
期制御出力に従って点火用高電圧を発生する点火装置と
を備えた内燃機関の電子制御装置において、上記制御回
路手段は、上記燃料噴射弁の開弁タイミング前に取り込
んだ上記内燃機関の回転数及び吸入空気量に基づいて各
気筒に供給すべき要求供給燃料量を決定し、さらに、上
記燃料噴射弁の開弁タイミング後の上記各気筒の吸気行
程における実際の吸入空気量を検出し、この実際の吸入
空気量に基づいて上記点火時期を制御する様にしたこと
を特徴とする内燃機関の電子制御装置によっても達成さ
れることとなる。

〔作用〕

上記の本発明になる内燃機関の運転制御方法及びその電
子制御装置によれば、要求供給燃料量の決定に使用する
燃料噴射弁の開弁タイミング前の吸入空気量のみならず
、開弁タイミング後の吸気行程における実際の吸入空気
量をも検出する。これにより、内燃機関の各気筒へ充填
された混合気のＡ／Ｆの最適値からの変動分を知ること
が可能となる。ここで、−船釣に、内燃機関の各気筒に
おける点火時期と発生するトルクとの間には所定の関係
、すなわち、点火時期を進ませると発生するトルクは増
大し、反対に、点火時期を遅らせると発生トルクは減少
する傾向を示す。そこで、本発明ではこの点に着目して
、各気筒における実際のＡ／Ｆの最適値からの変動分に
よる発生トルクの変動を、この点火時期を適宜制御する
ことによって抑制し、もって、滑らかなトルク発生を実
現して振動の発生を防止しようとするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しな
がら詳述する。

まず、第２図には、本発明になる内燃機関の運転制御方
法を実現するための電子制御装置を備えた内燃機関が示
されている。図において、内燃機関１は、自動車に搭載
された多気筒（例えば６気筒）内燃機関であり、そのシ
リンダ２には吸気管３及び排気管４が接続されている。

そして、この吸気管３の上流にはスロットル弁５が設け
られ、アクセルペダルの踏角に応じてその開度が、即ち
、吸入空気量が制御される様になっている。このスロッ
トル弁５にはスロットル開度センサ６が機械的に連結さ
れ、もって、上記スロットル弁５の開度に応じた電気的
信号θが出力される様になっている。

また、上記スロットル弁５の上流には、さらに、エアク
リーナ７と一体に構成されたエアフローセンサ８が取り
付けられており、上記スロットル弁５の開閉によって制
御される吸入空気量を測定する様に構成されている。こ
の吸入空気量を測定するエアフローセンサ８としては、
例えばカルマン渦式９撮械ダンパ式、あるいはホットワ
イヤ式等のセンサーが知られているが、いずれの方式の
ものを用いても同様である。また、排気管４の一部には
、上記シリンダ２から排出される排気ガスの濃淡（すな
わち、リッチ状態あるいはリーン状態）を二値的に検出
するための、いわゆる酸素センサ９が取り付けられてい
る。

また、内燃機関１のピストン１０は、その上下運動が回
転運動に変換され、もって、フライホイール１１を回転
させる。このフライホイール１１の外周には１図には示
されていないスタータモー夕のピニオンと噛合するため
のギヤ１１１が形成されており、このフライホイール１
０のギヤ１１１の外側には、さらに、内燃機関１の回転
角を検出するためのポジションセンサ１２が設けられて
いる。このポジションセンサ１２は、例えば電磁ピック
アップ等により構成され、上記フライホイール１ｏのギ
ア１１１がその付近を通過する毎に一つのポジションパ
ルス信号Ｐを発生する。また、上記内燃機関１のクラン
ク機構１３には、特定のクランク位置を示す基準位置パ
ルス信号Ｋを発生する基準位置センサ１４が設けられて
いる。このセンサ１４も、例えば電磁ピックアップ等に
より構成されている。さらに、上記内燃機関１のシリン
グ壁面には、冷却水の水温Ｔｗを検出するための、いわ
ゆる水温センサ１５が取り付けられ、その温度信号Ｔを
発生する。

以上に述べた各種センサ、即ちスロットル開度センサ６
、エアフローセンサ８．酸素センサ９゜ポジションセン
サ１２．基準位置センサ１４及び水温センサ１５からの
各種出力θ、Ｑ、Ｏｚ、Ｐ。

Ｑは制御回路部１００へ、内燃機関の運転状態を表わす
データとして入力されている。一方、この制御回路部１
００は、図に示す様に、例えばマイクロコンピュータに
よって構成されており、上記各種センサの出力を入力し
、後に詳述する制御出力信号を発生する入出力集積回路
（Ｉｌｏ　ＬＳ　１）１０１、演算処理を行う中央処理
装置（ＣＰＵ）１０２、各種実行プログラムやデータを
格納する読み出し専用記憶装置（ＲＯＭ）１０３、そし
て、演算に必要な各種データ等を一時的に記憶する書き
込み可能な記憶装ＷＣＲＡＭ）１０４とを備えている。

また、上記ｌ１０ＬＳｉｌＯ１には。

アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
１０５が内蔵されており、上記ｌ１０ＬＳｉｌＯ１と上
記ＣＰＵ１０２．ＲＯＭ１０３゜ＲＡＭ１０４の間は、
いわゆるデータバス１０６〜１０８によって電気的に接
続されている。

一方、上記ｌ１０ＬＳｉｌＯ１からの制御出力としては
、例えば内燃機関に供給する燃料の量を制御する供給燃
料制御信号ＰｌｎＪ及び点火時期を制御するための点火
時期制御信号Ｐ　＋　ｇ　ｎが出力される。より具体的
には、供給燃料制御信号Ｐｔｎａは、上記内燃機関１の
各気筒に対し、その吸気管３の管壁に取り付けられた燃
料噴射弁（インジェクタ）１６の開弁を制御するもので
あり１例えばトランジスタを用いたドライバー回路１７
を介して駆動パルスが上記インジェクタ１６の電磁コイ
ルに供給される。また、点火時期制御信号Ｐｌｆ。

は、いわゆる点火コイルの一次電流を導通・遮断して点
火用高電圧を発生する点火装置１８に入力されている。

この点火用高電圧は上記内燃機関１のシリンダ２の内部
に設けられた点火プラグ１９に電気的に接続され、もっ
て、スパークを発生することによってシリンダ２内に充
填された混合気を着火爆発させるものである。また、図
において、符号２０は、上記ドライバー回路１７９点火
装置１８、制御回路部１００、その他各種センサ等に必
要な電力を供給するために車載バッテリを示している。

以上に述べた装置では、内燃機関ｌに吸入される吸入空
気はスロットル弁５によって制御され、その吸入空気量
Ｑはエアフローセンサ８によって検出される。一方、内
燃機関１の回転数は、フライホイール１１のギヤ１１１
を利用して１度毎に発生される信号Ｐから、その単位時
間当りの角度変化を導き出して求められる。また、内燃
機関１の状態を示す冷却水温は、水温センサ１５により
検出され、スロットル弁５の開度はスロットル開度セン
サ６により検出されている。そして、これら各種のセン
サにより検出された内燃機関の運転状態を表わすデータ
を基に、上記制御回路１００が燃料噴射量及び点火時期
を決定する。即ち、その出力信号である供給燃料制御信
号ＰＩｎＪ及び点火時期制御信号Ｐ　ｉｇｎによってド
ライバ回路１７及び点火装置１８を駆動し、もって、イ
ンジェクタ１６を開弁じ、点火プラグを着火させる。

次に、本発明になる制御装置において使用される内燃機
関の各気筒を吸気行程を表わす信号、いわゆる吸気気筒
基準信号を発生する回路の詳細について、添付の第３図
を参照しながら説明する。

この気吸気筒基準信号の発生回路は、図にも示す様に、
内燃機関１の回転を検出するポジションセンサ１２の出
力であるポジションパルス信号Ｐ及び基準位置センサ１
４の出力である基準位置パルス信号Ｋを入力するカウン
タ２０１．２つのコンベアレジスタ２０２，２０３、オ
ア（ＯＲ）回路２０４そして、第１気筒判別回路２０５
によって構成されている。

以上にその構成を説明した吸気気筒基準信号の発生回路
の動作について、各部の波形を示す第４図（ａ）〜（ｆ
）を参照しながら説明する。まず、第４図（ａ）に示す
様に、ポジションセンサ１２の出力であるポジションパ
ルス信号Ｐは１度毎にオン・オフ（ハイ・ロー）を繰り
返す。一方、基準位置センサ１４の出力である基準位置
パルス信号には、第４図（ｂ）に示す様に、内燃機関１
の各気筒（この例では６気筒）毎に、すなわち１２０度
毎にパルスを発生する。これらは、各気筒の圧縮上死点
（ＴＤＣ）前７０度で発生する様に調整されており、ま
た、第１気筒に対応するパルス信号（図中の左端）は、
その幅を他の気筒に対応するパルス信号の幅よりも広く
設定されている。すなわち、この基準位置パルス信号に
のパルス幅を常時チエツクすることにより、内燃機関の
第１気筒判別することが可能となる。そして、上記第１
気筒判別回路２０５は、この基準位置パルス信号Ｋを常
時チエツクし、第４図（ｃ）に示す様に、上記基準位置
パルス信号にの第１気筒信号（幅広信号）の立下りでオ
ンとなり、次のパルスでオフとなる様に構成され、もっ
て、その出力端子に第１気筒判別信号Ｄｘｓｔを発生す
る。

一方、カウンタ２０１は、上記基準位置パルス信号にの
立ち上りでリセットされると共に、ポジションパルス信
号Ｐをカウントアツプする様に構成されている。このカ
ウンタ２０１のカウント値が第４図（ｄ）に示されてい
る。このカウンタ２０１の出力である上記のカウント値
（第４図（ｄ））は、それぞれ、２個のコンベアレジス
タ２０２．２０３に出力される。これらコンベアレジス
タの内、コンベアレジスタＡ２０２は各気筒の上死点を
判別するためのものであり、上記基準位置パルス信号Ｋ
が上死点前７０度の位置に設定されていることから、例
えば数値「７０」が設定されている。即ち、ポジション
パルス信号Ｐは回転角１度毎に出力されることから、上
記信号Ｋから７０番目のパルス信号Ｐが上死点を表わす
こととなる。

他方、コンベアレジスタＢ２Ｏ３は、各気筒の下死点を
判別するためのものであり、また、上記基準位置パルス
信号Ｋ（第４図（ｂ））は下死点前１０度に調整されて
いることから、ここでは数値「１０」が設定されている
。

そして、これらコンベアレジスタＡ２０２及びコンベア
レジスタＢ２Ｏ３は、それぞれ、上記カウンタ２０１の
カウンタ値が設定値（７０又は１０）に一致した時に出
力を発生し、オア回路２０４を介して、第４図（ｅ）に
示す様に、各気筒の上死点及び下死点に対応しながら割
込み信号Ｉｎｔを発生する。

一方、対応する気筒の識別についてであるが、これは、
上記の割込み信号工。、毎に、上記制御回路部１００が
その対応するＲＡＭの内容をカウントアンプし、これら
各別込み信号■。、に対してＯから１１までの数を割り
振る。すなわち、第４図（ｆ）に示す様に、上記第１気
筒判別回路２０５の出力信号である第１気筒判別信号Ｄ
ｘｓｔ　がオン状態である時の上記割込み信号■。、を
「０」とし、その後、これを割込み信号Ｉｎｔ毎にカウ
ントアツプする。

以上の様にして発生された割込み信号工。、は、第４図
（ｇ）にも示す様に、その割り振られた番号に対応して
上記内燃機関１の各気筒の吸入行程を表わすこととなる
。この割込み信号Ｉ　ｎｔの番号と各気筒の吸入行程と
の関係を以下の第１表に示す。

第 表 すなわち、上記制御回路部１００は上記の表をＲＯＭ内
に既め記憶させておくことにより容易に各気筒の吸入行
程を識別することが可能となる。

次に、第５図には、本発明の特徴ともなる、内燃機関１
の各気筒の吸入行程における内燃機関の回転数Ｎ及び吸
入空気量Ｑの平均値を求めるための構成が示されている
。この構成は、例えば上記制御回路部１００のＣＰＵ等
によって行われる機能によって示した機能構成図であり
、図において、カウンタＡ１００ＩはクロックＡ１００
２が発生する１μｓｅｃのクロックパルスＣＬ＾を入力
してカウントアツプする。一方、上記第３図及び第４図
（ｅ）に示した割込み信号Ｔ　ｎｔの発生タイミング毎
に、上記カウンタＡのカウント値がインプットキャプチ
ャレジスタ１００３に移され、さらに、このデータはＲ
ＡＭ１０４内に記憶される。この時、図にも示す様に、
上記インプットキャプチャレジスタ１００３からＲＡＭ
Ｉ　０３内に移されるデータは、上記割込み信号■。、
の番号（Ｏ〜１１）に対応したエリアＲＥＦＴＭＯ−Ｒ
ＥＦＴＭＩ　１へ移される。例えば、■１，０の発生時
にはＲＥＦＴＭＯへ、また、Ｉ　ｎｔｌｌの発生時には
ＲＥＦＴＭＩ　ｌへ格納される。

一方、ＣＰＵ１０２は、上記のデータＲＥＦＴＭＯ〜Ｒ
ＥＦＴＭＩＩを使用し、以下の様にして各気筒の吸入行
程に対応した平均回転数ＡＶＲＰＭを求める。例えば、
第４気筒の吸入行程に対応した平均回転数ＡＶＲＰＭ４
は、上記の第４図（ｇ）からも明らかな様に、以下の式
によって求められる。

ＡＶＲＰＭ４（ｒｐｍ） ＝（６０Ｘ　１０３ｘ　１０’）／２刈ＲＥ　ＦＴＭ３
−ＲＥ　ＦＴＭＯ）以下同様にして、ＡＶＲＰＭＩ　〜
ＡＶＲＰＭ６が求められることとなり、ＲＡＭ　１０４
内の対応する場所ＡＶＲＰＭＯ−ＡＶＲＰＭＩ　１ヘス
テアされることとなる。

一方、各気筒に対応した平均吸入空気量については、ま
ず、カウンタＢ１００５から発生される２ｍ５ｅｃ程度
のクロックパルスＣＬｓをカウンタＢ１００５がカウン
トアツプし、そのカウントアツプ毎にＡ／Ｄ変換器１０
５によってエアフローメータ８からのアナログ信号をデ
ィジタル信号にＡ／Ｄ変換を行う。また、このカウンタ
Ｂ　１００５は上記の割込み信号Ｉ。ｔによってリセッ
トされる。

この変換されたディジタル信号は、上記の割込み信号Ｉ
ｎｔの番号（Ｏ〜１１）に対応させてＲＡＭ１０４内の
対応するエリアＡＦＭＡＤＯ〜ＡＦＭＡＤＩＩに随時加
算される。また、上記割込み信号Ｉｎｉ間のＡ／Ｄ変換
動作の回数については、上記カウンタＢ１００５のカウ
ント値と一致しており、この値は上記割込み信号Ｉ　ｎ
ｔの番号（０〜１１）に対応してＲＡＭ１０４内のエリ
アＡＤＣＮＴＯ−ＡＤＣＮＴＩ　１にストアされること
となる。

以上に述へたデータＡＦＭＡＤ及びＡＤＣＮを利用して
平均吸入空気量ＡＦＭＱを求める場合、例えば第４気筒
における平均吸入空気量ＡＦＭＱＡ４は、第４図（ｇ）
を参照し、以下の式で求められる。

ＡＦＭＱＡ４＝（ＡＦＭＡＤＯ＋ＡＦＭＡＤ１＋ＡＦＭ
ＡＤ２）／（ＡＤＣＮＴＯ＋ＡＤＣＮＴ１＋ＡＤＣＮＴ
２）次に、以上に説明した電子制御装置の動作について
、第１図に示す機能概念図及び第６図の各部の波形図を
用いながら以下に詳細に説明する。なお、この機能概念
図は、上記第２図に示す電子制御装置の構成を基に、上
記制御回路部１００の機能に従ってブロック化したもの
である。

まず、通常の燃料噴射量の演算は、加減速時の応答性を
高めるため、回転角度１度毎のポジションパルス信号Ｐ
を用い、これを所定期間サンプリングして回転数Ｎを求
める（回転数検出ブロックａ）。次に、吸入空気量Ｑ、
は、エアフローメータ８からの出力信号Ｑを、所定期間
サンプリングして求める（吸入空気量検出ブロックｂ）
。そして、これら検出された回転数及び吸入空気量に基
づき、さらには酸素センサ９の出力０２信号をフィード
バックしながら、所定時間毎に燃料噴射パルス幅Ｔｐ　
を算出しておく（燃料噴射量算出ブロックＣ）ことは従
来と同様である。その後、この算出された燃料噴射パル
ス幅Ｔｐに従い、燃料噴射タイミングになると燃料噴射
弁１６を駆動するためのパルス信号Ｐｓｎｊ　を発生し
く燃料供給制御ｄ）、もって内燃機関１に上記で算出さ
れた量の燃料を供給する。

一方１通常の点火時期の算出では、上記燃料噴射量算出
ブロックＣで求めた燃料噴射パルス幅Ｔｐ、上記回転数
検出ブロックａで求めた回転数Ｎによって、第７図に示
す基本点火時期マツプから基本点火時期θ□。を求め、
さらには、冷却水の水温Ｔ、等の内燃機関の状態を表わ
すために検出された（状態検出ブロックｅ）検出信号等
によって補正して点火装置を駆動するパルス信号Ｐｌｆ
ｆｎを発生する（点火時期制御ブロックｆ）ことは従来
と同様である。

そして、本発明によれば、上記の動作機能に加え、以下
に説明する機能が付加されている。

すなわち、上記の第３図及び第４図にも示した様に、ま
ず、ポジションパルス信号Ｐ及び基準位置パルス信号Ｋ
を用いて内燃機関の各気筒の吸気行程に対応して出方さ
れる割込み信号Ｉｎｔ。〜□２を発生しく割込み信号発
生ブロックｇ）、この割込み信号工ｎｔを用い、各気筒
の吸気行程において実際に気筒内に吸入された吸入空気
量、及びその間の実際の回転数を求める（実吸入空気量
検出ブロックｈ、実回転数検出ブロックｉ）。この実吸
入空気量の検出及び実回転数の検出は、上記の第５図に
よっても示した様に、各気筒の吸気行程における平均吸
入空気量ＡＦＭＱＡ及び平均回転数ＡＶＲＰＭとして求
められることとなる。その後、これらのデータを基に、
各気筒で実際に要求される実要求燃料噴射量を算出する
（実要求燃料噴射量演算ブロック）。次いで、この算出
された実要求燃料噴射量を既に算出されて噴射された燃
料噴射量を表わす燃料噴射パルス幅Ｔｐと比較すること
によって気筒内における空燃比Ａ／ＦのずれΔＡ／Ｆを
求め、このΔＡ／Ｆに基づいて既に決定された基本点火
時期θ目、を補正することとなる（ΔＡ／Ｆ演算補演算
補正ブロック 基上の動作を第６図に基づいて説明する。この波形図に
は、６気筒内燃機関の例えば第１気筒の動作が示されて
おり、同図（、）には基準位置パルス信号Ｋが、同図（
ｂ）には割込み信号Ｉｎｔが、そして同図（ｃ）には第
１気筒の行程（排気・吸気・圧縮・爆発）が示されてい
る。そして、第６図（ｄ）には、通常の燃料噴射量を算
出するインジェクタ駆動パルス発生割込み信号が示され
ており、この割込み信号の発生時には、それより以前の
タイミングので取り込んだ吸入空気量Ｑａ　　（同図（
ｅ））及び内燃機関の回転数Ｎ６（同図（ｆ））を基に
して噴射燃料量を算出して燃料噴射パルス幅Ｔｐ　を決
定することとなる。

ここで、第６図（ｅ）及び（ｆ）に示す様に、実際の内
燃機関の動作において、これらＱａやＮｅは、特に加減
速時あるいはアイドル運転時等においては変動しており
、そのため、上記のタイミングのにおけるＱ＆やＮｅの
値は、その後の吸気行程におけるＱ＆やＮｅの値と異な
ってしまう。そこで、本発明では、上記第１図のブロッ
クｈ及び１によって第１気筒の吸気行程において実際に
吸入される実吸入空気量（即ち、第１気筒の吸気行程に
おける平均吸入空気量Ａ　Ｆ　Ｍ　Ｑ　Ａ　）及び実回
転数（即ち、平均回転数ＡＶＲＰＭ）を求め、これらを
基に第１気筒内の実際のＡ／Ｆ（Ａ／Ｆ２）を算出し、
既に噴射燃料量を算出する際に用いた目標空燃比Ａ／Ｆ
　（Ａ／Ｆｌ）と比較し、もって、その差異ΔＡ／Ｆを
求める。そして、この求められたΔＡ／Ｆの差異、即ち
ΔＡ／Ｆによって点火時期をより適切に制御し、もって
、各気筒において発生するトルクを均一化し、滑らかな
運転を得ようとしている（第６図（ｇ））・ 第８図には、上記第７図に示した基本点火時期マツプに
対する補正量を求めるための、いわゆる点火時期補正マ
ツプが示されている。この点火時期補正マツプは、図に
も示す様に、回転数Ｎｅと燃料噴射パルス幅Ｔｐとで複
数の領域に分割されており、例えばＰ　Ｉ　Ｎ　１〜Ｐ
４Ｎ４（１６個）の領域に分けられている。

ここで、一般的に、気筒内に充填される燃料の空燃比Ａ
／Ｆと発生トルクとの関係、及び、発生トルクと点火時
期との関係は、添付の第９図及び第１０図に示す様にな
る。例えば、今、第１気筒の吸気行程において実際に吸
入された吸入空気量が変化し、その実空燃比Ａ／Ｆ２が
目標空燃比Ａ／Ｆｌよりも濃い（Ｒｉｃｈ）状態となっ
た場合、発生するトルクはＴ　ｑ　１からＴ１１２に、
すなわちΔＴｑ＝　Ｔ　ｑ　ｚ　　Ｔ　ｑ　ｌだけ増大
することとなる。そこで、本発明では、この様な実際の
空燃比Ａ／Ｆのずれによるトルクの変動を相殺補正して
滑らかな８力トルクを得るため、第１０図にも示す様に
、空燃比Ａ／ＦがＡ／Ｆｌであれば発生させるであろう
トルク量Ｔ　ｑ　ｘを減少すべく、その点火時期を遅角
させる。すなわち、燃料噴射量を決定する際に定めた点
火時期（ここでは、ＡＤＶで表わされる）ＡＤＶＩをΔ
Ｔｑだけ減少させるに足る分だけ遅角させる。すなわち
、ＡＤＶｌをＡＤＶ２へ補正する。

第１１図（ａ）及び（ｂ）には、上記に説明した点火時
期補正を行うための点火時期補正マツプ（第８図）の各
領域（ＰＩＮ１〜Ｐ　４　Ｎ　４　）の内容が示されて
いる。これらの図からも明らかな様に、まず、求められ
た目標空燃比Ａ／Ｆｌと実空燃比Ａ／Ｆ２との差（ΔＡ
／Ｆ＝Ａ／Ｆ２−Ａ／Ｆ　１）よりトルクの変動分ΔＴ
、を求める。この図の例では、実空燃比Ａ／Ｆ２はΔＡ
／Ｆだけ濃くなっていることがら、本来発生すべきトル
クＴｑ１よりもΔＴｑだけ増大したトルクが発生する。

そこで、第１１図（ｂ）の関係を利用し、発生するトル
クをこのＡＴｑ分だけ減少させて打ち消すために必要と
なる点火時期補正量ΔＡＤＶを求める。これらの関係は
あらがじめＲＯＭ等に記憶し、いわゆるマツプ検索によ
って容易に求めることができる。

上記の実施例では、その点火時期を決めるに際し、まず
基本点火時期ＡＤＶを求め、これを後に求めた点火時期
補正量ΔＡＤＶによって補正するものとして説明してい
゛る。しかしながら、本発明によれば、上記の基本点火
時期ＡＤＶを求めることなく、上記の実空燃比Ａ／Ｆ２
を求め、この実空燃比Ａ／Ｆ２に基づいて点火時期を決
定する様にしても同様の効果を得ることが出来る。

以上の様な制御は、例えばスロットル弁５の開度変化量
が所定値以下、つまり運転者が一定のトルクを期待して
いる時、あるいは、燃料噴射パルス幅が所定値以下、つ
まり内燃機関の発生トルクが一定であるべき状態の時の
み作動する様に構成されている。

一方、加減速時等、スロットル弁５の開度変化量が所定
値以上の場合には、ノッキングが発生し易くなり、その
ため、ノッキング防止のための制御を行う必要がある。

すなわち、一般的に、空燃比Ａ／Ｆが１４．７〜１３．
５の領域で発生し易い。

本発明の制御では、例えば加速時において発生トルクを
増大するため目標空燃比Ａ／Ｆを１３．Ｏ相当に制御し
ようとするが、実際には、上述の理由等により実際の空
燃比Ａ／Ｆは上記のノックゾーンに入ってしまう。この
様な場合には、第１２図に示す様に、実際のＡ／Ｆと目
標Ａ／Ｆとの間のずれによって点火時期を補正すること
により、ノンキングの発生を未然に防止し、滑らかな出
方を得ることが可能になる。また、この図において、縦
軸は基本点火時期を補正する点火時期補正量ＫＮＫＡＤ
Ｖである。

次に、第１３図乃至第１５図には、上記の動作をマイク
ロコンピュータで実行するためのフローチャートが示さ
れている。

まず、第１３図のフローチャートの作業内容は、噴射パ
ルス幅が何気筒に相当するものかを識別してＲＡＭに前
記噴射パルス幅を保持するものである。ここで、前記第
６図の波形図を参照しながら説明すると、インジェクタ
駆動パルス発生割込みは、第６図（ｄ）にも示す様に、
第１気筒に対応したものであることから、ステップ４０
０の判定ではｒＹｅｓＪとなり、ステップ４０６へ移行
し、上記ＲＡＭのＩＮＪＩに実際にインジェクタで燃料
を噴射した燃料噴射幅をセットして終了する。

次に、第２気筒に対応したものでは、ステップ４０１の
判定でステップ４０７へ移行し、以下同様にして、各気
筒に対する実際の燃料噴射幅がＲＡＭのＩＮＪＩ〜ＩＮ
Ｊ６にセットされることとなる。

第１４図に示すフローチャートは、各気筒の吸入行程の
開始点及び終了点で発生される割込み信号工ｎｔｏ−１
１により起動され、各気筒のＡ／Ｆのずれを算出して点
火時期を補正するものである。まず、ステップ２００に
おいて、上記割込み信号Ｘ０の番号（０〜１１）から第
何番目の気筒の吸入行程が終了したかを判定する。この
判定には、既述の第１表からも明らかな様に、Ｉｎｔの
番号によって簡単に判別することが出来る。例えば第１
気筒の場合、このＩｎｔの番号が「９」であるか否かを
チエツクすれば良いこととなる。このステップ２００の
判定の結果ｒＮｏＪの場合には、フローはステップ２０
６へ進み、この数ｎ　（ｎは１から始まる自然数）を１
だけインクリメントし、ステップ２０７において所定の
数と比較される。上記の６気筒内燃機関の場合、６より
大きければ終了となることから、ここでは「７」が設定
されている。

次に、上記ステップ２００においてｒＹｅｓＪと判定さ
れた場合（即ち、第１気筒の吸気行程の終了に相当）、
フローはステップ２０１へ進み、対応する気筒の吸気行
程における平均回転数ＡＶＲＰＭを求めると共に、次の
ステップ２０２では平均吸入空気量ＡＦＭＱＡを求める
。また、図に示される添字ｎは１から始まり６で終る、
気筒番号に対応した自然数である。さらに、ステップ２
０３では、上記ＡＶＲＰＭ及び上記ＡＦＭＱＡを基にし
て、目標空燃比Ａ／Ｆｌ（＝１４．７）を得るために必
要となる目標燃料噴射量ＴＲＧＴＰを算出する。ステッ
プ２０４では、既に噴射してしまった燃料噴射量ＩＮＪ
ｎ（第１２図においてＲＡＭのＩＮＪ１〜５にセットさ
れている）に対する比から、以下の式により気筒内の実
際の空燃比Ａ／Ｆ２を求める。

ＮＪｎ ＲＧＴＰ その後、ステップ２０５において、以下の式によって気
筒内の実際の空燃比のずれ、即ちΔＡ／Ｆを求める。

ΔＡ／Ｆ＝Ａ／Ｆ２−Ａ／Ｆｌ 最後に、ステップ２０已において、求めたΔＡ／Ｆを基
にして点火時期補正量を検索して終了することとなる。

この点火時期補正量を検索するルーチン２０８の詳細が
、第１５５図のフローチャートに示されている。この点
火時期補正量検索ルーチン２０８では、まず、ステップ
２０８１において内燃機関の回転数Ｎｅを読み込み、ス
テップ２０８２では、通常に算出された燃料噴射パルス
幅Ｔｐ　を読み込み、ステップ２０８３において、これ
らＮｅ及びＴｐ　を基にして基本点火時期を検索する。

この検索は上記第７図に示すマツプを用いて行われる。

その後、ステップ２０８４において、スロットル弁５（
第２図参照）の回転角度Ｏの変化量であるΔＴＨＶが所
定の値ＡＣＬＢＬ以上か否かを判別する。すなわち、Δ
ＴＨＶ＞ＡＣＬＢＬが満足されない場合（ｒＮｏＪ　）
、このことは定常運転状態であると判断され、トルク一
定制御に進む。

すなわち、ステップ２０８５においては、上記ステップ
２０８１で求めた回転数Ｎｅ及び上記ステップ２０８２
で求めた燃料噴射パルス幅Ｔｐを用い、第８図に示した
マツプから、現在内燃機関が運転されている領域（ＰＩ
ＮＩ）を検索する。その後、ステップ２０８６に移り、
検索された領域Ｐ　ｔ　Ｎ　、の記憶された関係（第１
１図（ａ））よりトルクの増減分ΔＴ５を算出する。次
いて、ステップ２０８７において、この求めたΔＴｑ　
を用いて点火時期補正量ΔＡＤＶ　（第１１図（ｂ））
を検索し、ステップ２０８８においてこの点火時期補正
量ΔＡＤＶを基本点火時期に加減算して点火時期を決定
する。

他方、上記のステップ２０８４においてｒ　Ｙ　ｅｓＪ
、すなわちΔＴＨＶ＞ＡＣＬＢＬが満足される加減速時
の場合、フローはステップ２０８９へ移る。

このステップ２０８９では、第１２図に示したテーブル
により点火時期補正量ＫＮＫＡＤＶを算出し、上記のス
テップ２０８８へ進み、点火時期を修正し終了すること
となる。

最後に、第１６図（ａ）〜（ｃ）は１本発明になる運転
制御方法を採用してトルク制御を行った場合、実際に得
られた効果を示すものであり、エンジン回転数（第１６
図（ａ））及び内燃機関のロール方向加速度（即ち、振
動）（第１６図（Ｃ））共に従来技術になるものに比較
して大幅にその変動が低減されることが明らかである。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかな様に、本発明になる内燃機関
の運転制御方法及びその電子制御装置によれば、内燃機
関の各気筒内におけるＡ／Ｆが最適値（目標Ａ／Ｆ）か
ら実際には変動したとしても、その点火時期を適宜調整
することによってトルク変動を最小に抑制し、発生トル
クの変動の少ない滑らかな出力の可能な内燃機関を得る
ことが可能になるという極めて優れた技術的効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例になる電子制御装置の動作を説
明する機能ブロック図、第２図は上記制御装置の全体構
成を示す構成図、第３図は上記制御装置の割込み信号発
生部を示す回路図、第４図（ａ）〜（ｇ）は上記割込み
信号発生部の動作を示す各部波形図、第５図は上記制御
装置の検出動作を説明するための機能ブロック図、第６
図は上記検出動作を説明するための各部波形図、第７図
は上記制御装置で用いる基本点火時期マツプを示すブラ
フ、第８図は上記制御装置で用いる複数領域に分割され
た点火時期補正マツプを示す図、第９図及び第１０図は
本発明の基本となる空燃比、トルクそして点火時期の関
係を示すグラフ、第１１図（ａ）及び（ｂ）は上記点火
時期補正マツプの内容を示すグラフ、第１２図は本発明
で使用するノック用点火時期補正量を検索するマツプ内
容を示すグラフ、第１３図乃至第１．５図は上記制御装
置において実行されるルーチンを示すフローチャート、
そして、第１６図（、）〜（ｃ）は本発明を実際に採用
して得られた効果を示す実測グラフである。 １・・・内燃機関、２・・・気筒、５・・・スロットル
弁、８・・・エアフローセンサ、１６・・・燃料噴射ｅ
、１８・・点火装置、１００・・・制御回路部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の運転状態を表わす各種データを検出し、
   検出したこれらデータの内の少なくとも燃料噴射弁の開
   弁タイミング前に取り込んだ上記内燃機関の回転数及び
   吸入空気量に基づいて各気筒に供給すべき要求供給燃料
   量を決定し、上記決定された要求供給燃料量に従つて上
   記燃料噴射弁を制御する内燃機関の運転制御方法におい
   て、さらに、上記燃料噴射弁の開弁タイミング後の上記
   各気筒の吸気行程における実際の吸入空気量を検出し、
   この実際の吸入空気量に基づいて点火時期を制御する様
   にしたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。 ２、上記特許請求の範囲第１項の内燃機関の運転制御方
   法において、上記要求供給燃料量の決定と同時に、上記
   燃料噴射弁の開弁タイミング前に取り込んだ回転数及び
   吸入空気量を基に基本点火時期を既め決定し、上記燃料
   噴射弁の開弁タイミング後に、上記実際の吸入空気量に
   基づいて上記基本点火時期を補正して上記点火時期を決
   定する様にしたことを特徴とする内燃機関の運転制御方
   法。 ３、上記特許請求の範囲第２項の内燃機関の運転制御方
   法において、上記基本点火時期の補正は、上記燃料噴射
   弁の開弁タイミング前における要求供給燃料量を決定す
   る際に用いた吸入空気量と上記燃料噴射弁の開弁タイミ
   ング後に実際に吸入された吸入空気量との差に基づいて
   行われる様にしたことを特徴とする内燃機関の運転制御
   方法。 ４、内燃機関の運転状態を表わす各種データを検出する
   検出手段と、上記検出手段からの検出信号を入力して少
   なくとも供給燃料制御出力及び点火時期制御出力を出力
   する制御回路手段と、上記制御回路手段からの上記供給
   燃料制御出力に従つて燃料を噴射する燃料噴射弁と、上
   記制御回路手段からの点火時期制御出力に従つて点火用
   高電圧を発生する点火装置とを備えた内燃機関の電子制
   御装置において、上記制御回路手段は、上記燃料噴射弁
   の開弁タイミング前に取り込んだ上記内燃機関の回転数
   及び吸入空気量に基づいて各気筒に供給すべき要求供給
   燃料量を決定し、さらに、上記燃料噴射弁の開弁タイミ
   ング後の上記各気筒の吸気行程における実際の吸入空気
   量を検出し、この実際の吸入空気量に基づいて上記点火
   時期を制御する様にしたことを特徴とする内燃機関の電
   子制御装置。 ５、上記特許請求の範囲第４項の内燃機関の電子制御装
   置において、上記制御回路手段は、上記要求供給燃料量
   の決定と同時に、上記燃料噴射弁の開弁タイミング前に
   取り込んだ回転数及び吸入空気量を基に基本点火時期を
   既め決定し、上記燃料噴射弁の開弁タイミング後に、上
   記実際の吸入空気量に基づいて上記基本点火時期を補正
   して上記点火時期を決定する様にしたことを特徴とする
   内燃機関の電子制御装置。 ６、上記特許請求の範囲第５項の内燃機関の電子制御装
   置において、上記制御回路手段は、上記燃料噴射弁の開
   弁タイミング前における要求供給燃料量を決定する際に
   用いた吸入空気量と上記燃料噴射弁の開弁タイミング後
   に実際に吸入された吸入空気量との差に基づいて上記基
   本点火時期の補正を行う様にしたことを特徴とする内燃
   機関の電子制御装置。