JPH0425428B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、内燃機関の点火時期及び燃料供給
を制御する制御装置に関する。

従来技術 従来、内燃機関の点火時期及び燃料供給を制御
する制御装置の内、点火時期を制御する点火時期
制御装置としては、例えば「昭和54年６月日産自
動車株式会社発行ECCS Ｌ系エンジン技術解読
書第46〜54頁」に記載されているようなものがあ
る。

このような点火時期制御装置について第１図を
参照して説明する。

この点火時期制御装置のコントロールユニツト
１は、CPU（中央処理装置）１１、ROM（リー
ド・オンリ・メモリ）１２、RAM（ランダム・
アクセス・メモリ）１３及びＩ／Ｏ（入出力装置）
１４等からなるマイクロコンピユータで構成さ
れ、そのROM１２に格納したプログラムに基づ
いて点火時期を制御する。

このコントロールユニツト１のROM１２に
は、第２図に示すような機関回転数に対応する点
火時期値データのテーブルＸと、第３図に示すよ
うな機関回転数及び吸気管吸入空気量に対応する
点火時期値データのテーブルＹとを格納してあ
る。

また、このコントロールユニツト１は、クラン
ク角度を検出するクランク角センサ２からの角度
信号P₁を計算して機関回転数を算出し、機関の
吸気管に吸入される空気を検出するエアフロメー
タ３からの吸気管吸入空気量信号P₂に基づいて
吸入空気量を算出する。

そして、スロツトルバルブが全閉になつたこと
を検出するスロツトル閉スイツチ４からスロツト
ル閉信号P₃が入力されているときには、テーブ
ルＸを選択して機関回転数に対応する点火時期値
データを読出し、またスロツトル閉信号P₃が入
力されていないときにはテーブルＹを選択して機
関回転数及び吸気管吸入空気量に対応する点火時
期値データを読出し、クランク角センサ２からの
基準位置信号P₄に基づいて、読出した点火時期
値データに対応するタイミングでパワートランジ
スタ５をオフ状態にする。

それによつて、バツテリ６から点火コイル７の
一次巻線７ａに流れていた一次電流が遮断され
て、その二次巻線７ｂに高電圧が発生し、この高
電圧がデイストリビユータ８で分配されて順次点
火プラグ９Ａ〜９Ｄに給電され、火花放電を発生
させて点火する。

次に、燃料供給を制御する燃料供給制御装置と
しては、例えば「昭和55年７月20日株式会社山海
堂発行自動車工学全書第４巻ガソリンエンジン第
201〜204頁」に記載されているようなものがあ
る。

このような燃料供給制御装置について第４図を
参照して説明する。

この燃料供給制御装置においては、燃料は、フ
ユーエルタンク２１からフユーエルポンプ２２に
吸入圧送された後、フユーエルダンパ２３によつ
て脈動が抑えられ、フユーエルフイルタ２４によ
つてゴミや水分が除去されて、機関２５に装着し
たフユーエルインジエクタ２６に供給される。な
お、プレツシヤレギユレータ２７は、フユーエル
インジエクタ２６に供給する燃料圧力を一定にす
る。

一方、空気は、エアーフイルタ３１を介して内
部に取入れられた後、エアフロメータ３２及びス
ロツトルバルブ３３を介して、インテークマニホ
ールド３４から機関２５の各シリンダに供給され
る。なお、エアーレギユレータ３５は、始動時や
暖気運転時にインテークマニホールド３４内に補
助空気を導入し、吸入空気量を増大させる。

そして、コントロールユニツト４１は、第１図
のコントロールユニツト１と同様にマイクロコン
ピユータで構成され、エアフロメータ３２からの
吸気管吸入空気量信号、スロツトルバルブ３３の
全閉を検出する図示しないスロツトル閉スイツチ
からのスロツトル閉信号、水温センサ４２からの
水温信号、図示しないバツテリの電圧検出信号、
スタータモータの作動を検出するスタータスイツ
チからのスタータ信号、図示しないクランク角度
を検出するクランク角センサからの角度信号等を
入力し、これ等の入力結果に基づいて各気筒のフ
ユーエルインジエクタ２６を同時に機関１回転に
つき１度駆動制御して燃料供給量を制御する。

つまり、コントロールユニツト４１は、エアフ
ロメータ３２からの吸気管吸入空気量信号及びク
ランク角センサからの角度信号に基づいて、一回
転当りの吸気管吸入空気量に比例した噴射量（基
本噴射量）Tpを、 Tp＝Ｋ・Ｑ／Ｎ の演算をして算出する。なお、Ｑは吸気管吸入空
気量、Ｎは機関回転数である。

そして、この基本噴射量Tpを、各種センサか
らの検出信号に基づいて以下のように補正する。

始動後増量補正（KAS）：円滑な始動特性を得る
ため及び始動からアイドリングへの移行を円滑
に行なうための補正であり、補正係数KASは
スタータモータがオンした時に第５図に示す初
期値となり、時間の経過と共に「０」になる。

バツテリ電圧補正（TS）：フユーエルインジエク
タの駆動電圧（バツテリ電圧）の変動によるフ
ユーエルインジエクタの有効開弁時間の変化の
補正であり、補正値TSは第７図をも参照して、 TS＝ａ＋ｂ（14−VB） で求める。なお、ａ、ｂは各々定数であり、
VBはバツテリ電圧である。

水温増量補正（FT）：機関が充分暖機されていな
いときの補正であり、補正係数FTは第８図に
示す。

また、機関始動時には、 Tp₁＝Tp×（１＋KAS）×1.3＋TS Tp₂＝TST×KNST×KTST の演算をして、Tp₁及びTp₂のいずれか値が大き
い方を燃料噴射量とする。なお、TSTは始動時
基本噴射量（第９図）、KNSTは回転数補正係数
（第１０図）及びKTSTは時間補正係数（第１１
図）である。

なお、以下の説明では内燃機関の制御装置を構
成する点火時期制御装置及び燃料供給制御装置を
個別的に述べたが、同一機関を制御する場合に
は、同一のコントロールユニツトで点火時期及び
燃料供給を制御する。

このように、従来の内燃機関の制御装置にあつ
ては、燃料供給量を現在の機関回転数及び現在の
吸気管吸入空気量に応じて制御し、また点火時期
をアイドリング時には機関回転数によつて、それ
以外の時には機関回転数及び吸気管吸入空気量に
よつて、夫々一義的に決定して制御していた。

しかしながら、特にスロツトル開度が全閉であ
るいは全閉付近の場合、すなわちスロツトル部で
ソニツク状態が実現して、スロツトルを通つて吸
気管に吸入される空気量が一定の（スロツトル開
面積のみで決定される）場合には、機関回転数の
変動によつて、燃料が機関回転数の逆数に対応し
て供給されるが、シリンダに流入する実際の吸入
室気量は吸気管容積等の影響によつて機関回転数
の変化に対して略一次遅れの応答で変化するの
で、空燃比が不安定になる。

そのため、特にクラツチミート等によつて機関
回転数が急激に減速したときに、空燃比が過濃に
なり、エンストが発生しやすくなる恐れもある。

また、空燃比が不安定なために、機関が発生す
るトルクの発生パターンがベースとなる空燃比
（設定ベース空燃比）によつて異なつてしまう恐
れもある。

しかも、前述したようにシリンダに流入する実
際の吸入空気量が機関回転数の変化に対して一次
遅れで変化するため、ベースとなる空燃比に関係
なく、機関の発生するトルクも機関回転数の変化
に対して一次遅れで変化する。

そのため、クラツチミート等によつて機関回転
数が減速しても、発生トルクの増加が遅れて、エ
ンストが発生しやすくなる恐れもある。

目 的 この発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、機関回転数の変動時におけるシリンダ吸入空
気量の応答遅れによつて生じる設定ベース空燃比
の差異によるトルクの発生パターンの相違を抑制
し、且つ発生トルクの応答遅れを補正することに
よつて、高回転速度からのギヤ抜き時や、クラツ
チ・ミート等の負荷が加わつた場合等においても
エンストしないようにすることを目的とする。

構 成 そのため、この発明による内燃機関の制御装置
は、第１２図に示すように、実シリンダ吸入空気
量算出手段Ａで算出した機関回転数変化に対して
遅れをもつて変化する実シリダ吸入空気量に基づ
いて、燃料供給量制御手段Ｂが実シリンダ吸入空
気量に見合つた量の燃料を供給するように燃料供
給量を制御すると共に、機関回転数検出手段Ｃと
平均値算出手段Ｄとにより算出された機関回転数
と機関回転数の平均値とに基づいて偏差値演算手
段Ｅが実シリンダ吸入空気量に対応して発生する
機関の実発生トルクと機関回転数変化に対する実
シリンダ吸入空気量変化の応答恐れが無い場合に
発生する機関の理想トルクとの差に相当する偏差
値を算出し、該偏差値に基づいて、点火時期算出
手段Ｆで算出した機関の運転状態に応じた点火時
期を点火時期補正手段Ｇによつて前記偏差値がゼ
ロに近づくように補正するようにしたものであ
る。

実施例 以下、この発明の実施例を添付図面の第１３図
以降を参照して説明する。なお、第１図又は第４
図と同一部分には同一符号を付してその部分の説
明は省略する。

第１３図は、この発明の一実施例を示すブロツ
ク図である。

制御回路５１は、第１２図に示したシリンダ吸
入空気量算出手段Ａ、燃料供給量制御手段Ｂ、機
関回転数検出手段Ｃ（クランク角センサ２と協
同）、平均値算出手段Ｄ、偏差値算出手段Ｅ、点
火時期算出手段Ｆ、点火時期補正手段Ｇを兼ねた
回路であり、CPU（中央処理装置）５２、ROM
（リード・オンリ・メモリ）５３、RAM（ランダ
ム・アクセス・メモリ）５４及びＡ／Ｄ変換器を
内蔵したＩ／Ｏ（入出力装置）５５等からなるマ
イクロコンピユータで構成してある。

そして、この制御回路５１は、ROM５３に格
納したプログラムに基づいてシリンダに実際に実
際に吸入される実シリンダ吸入空気量の算出演
算、実シリンダ吸入空気量に対応して発生する機
関の実発生トルクと機関回転数変化に対するシリ
ンダ吸入空気量変化の応答遅れが無い場合に発生
する機関の理想トルクとの差に相当する偏差値の
算出演算、燃料供給量制御、点火時期の算出演
算、点火時期の補正及び点火時期制御をする。

そのROM５３には、実シリンダ吸入空気量の
算出、偏差値の算出、燃料供給量の算出、点火時
期の算出及び点火時期の補正に必要なデータやテ
ーブルをも格納してある。

また、Ｉ／Ｏ５５のパワートランジスタ５の制
御に係る部分は、第１４図に示すように、点火時
期データADD₁をセツトされるADV（進角値）レ
ジスタ５５１と、リセツトパルスRS₁でリセツト
されてクランク角センサ２からの角度（1°パル
ス）信号P₂をカウントするカウンタ５５２と、
カウンタ５５２がリセツトされたときにパワート
ランジスタ５をオン状態にし、ADVレジスタ５
５１にセツトされた点火時期データADD₁とカウ
ンタ５５２のカウント値が一致したときにパワー
トランジスタ５をオフ状態にするコンパレータ５
５３とからなる。

さらに、Ｉ／Ｏ５５のフユーエルインジエクタ
（燃料噴射弁）２６の駆動要パワートランジスタ
５６の制御に係る部分は、第１５図に示すよう
に、燃料噴射量データADD₂をセツトされるEGI
（燃料噴射）レジスタ５５５と、リセツトパルス
RS₂でリセツトされてクロツクパルスをカウント
するカウンタ５５６と、カウンタ５５６がリセツ
トされたときにパワートランジスタ５６をオン状
態にし、EGIレジスタ５５５にセツトされた燃料
噴射量データADD₂とカウンタ５５６のカウント
値が一致したときにパワートランジスタ５６をオ
フ状態にするコンパレータ５５７とからなる。

スタータスイツチ５７は、機関が始動状態にあ
るときにオン状態になるスイツチであり、その状
態に応じたスタータ信号P₅を制御回路５１の
Ｉ／Ｏ５５に入力する。

また、アイドルスイツチ５８は、機関がアイド
リング状態にあるときにオン状態になるスイツチ
であり、その状態に応じたアイドル信号P₆を制
御回路５１のＩ／Ｏ５５に入力する。

なお、このアイドルスイツチ５８に代えて、ス
ロツトルバルブが全閉であることを検出するスロ
ツトル閉スイツチを使用してもよい。

基準パルス発生器６０は、機関が１回転する毎
に基準信号P₈を発生して制御回路５１のＩ／Ｏ
５５に入力する。なお、この基準信号P₈が第１
５図のカウンタ５５６のリセツトパルスRS₂とな
る。

なお、制御回路５１のＩ／Ｏ５５には、図示し
ないが、水温センサからの水温検出信号やバツテ
リ６の電圧検出信号も入力される。

次に、このように構成した実施例の作用につい
て第１６図以降をも参照して説明する。

まず、この制御装置における燃料噴射量制御及
び点火時期制御の原理について述べる。

第１６図を参照して、従来から用いられている
所謂Ｌ−Jetro方式のの制御装置においては、機
関のスロツトルバルブ全開閉に、機関回転数Ｎを
同図イに示すように700rpmから600rpmにステツ
プ的に変化させた場合、単位時間当たりの吸気管
吸入空気量Ｑ、１気筒１サイクル当たりのシリン
ダ吸入空気量Qa、１気筒１サイクル当たりの燃
料噴射量Tp、空燃比Ｙ及び軸トルクＴは夫々同
図ロ〜ヘに実線で示すようになる。

つまり、吸気管吸入空気量Ｑは、スロツトル全
閉時にはソニツク状態が実現しているため機関回
転数Ｎの変化にかかわらず略一定となる。

シリンダ吸入空気量Qaは、吸気管容積及び気
筒行程容積等の影響により、機関回転数Ｎの変化
に対して一次遅れの応答で変化する。

燃料噴射量Tpは、機関回転数Ｎ、吸気管吸入
空気量Ｑにより、Tp＝Ｋ・Ｑ／Ｎで表わされ、
吸気管吸入空気量Ｑが一定の場合には、機関回転
数Ｎの逆数に比例した量になる。

空燃比Ｙは、燃料噴射量Tpが機関回転数Ｎの
逆数に比例した量になるので、機関回転数Ｎが急
変した時には不安定になつて、機関回転数Ｎの急
変時にリツチ（Rich）化し、次第にベース空燃
比に戻る。

軸トルクＴは、シリンダ吸入空気量Qaの応答
遅れによつて機関回転数Ｎの変化に対して一次遅
れの応答遅れが生じると共に、空燃比Ｙの変化に
よつて、すなわち設定ベース空燃比に違いによつ
て図に実線、破線及び一点鎖線で示すように応答
挙動（発生パターン）が異なる。

なお、その第１６図ヘの実線は空燃比Ｙがリツ
チの時、破線は空気過剰率λがλ＝１の時、一点
鎖線は空燃比Ｙがリーン（Lean）の時の挙動を
示す。

そこで、まず燃料噴射量Tpを、シリンダ吸入
空気量Qaに比例するように制御したとすると、
軸トルクＴの発生パターン（挙動）は、第１７図
ホに示すように、各設定ベース空燃比について略
同じになる（各線の意味は第１６図ヘと同じ）。

しかしながら、軸トルクＴが機関回転数Ｎの変
動に対して応答遅れがない理想的な応答をしたと
きの発生パターンは、第１７図ホに二点鎖線で示
すようになるのであり、未だ機関回転数Ｎの変動
に対するシリダ吸入空気量Qaの応答遅れによる
応答遅れが存在する。

ところで、点火時期と軸トルクとは第１８図に
示すような関係にあり、点火時期を変化させるこ
とによつて軸トルクも変化する。

したがつて、第１７図ホに二点鎖線で示す機関
の理想的なトルク（理想トルク）と実線、破線及
び一点鎖線で示す機関が実際に発生するトルク
（実トルク）との差、つまり同図ヘに示す補正ト
ルク量ΔTが得られる分だけ点火時期を補正すれ
ば、実トルクとして理想トルクを得ることができ
る。

このように、シリンダ吸入空気量Qa（実際のシ
リンダ吸入空気量）に見合つた燃料噴射量Tpを
供給して設定ベース空燃比による発生軸トルクＴ
の発生パターンの差異を抑制した上で、点火時期
を補正して実トルクを理想トルクに近づけるので
ある。

次に、この燃料噴射量の制御及び点火時期の制
御について具体的に述べる。

まず、機関のシリンダに吸入される実際のシリ
ンダ吸入空気量（実シリンダ吸入空気量）Qa₂
は、機関がアイドリング状態、すなわちスロツト
ル全閉状態（ソニツク流れが実現している状態）
では、機関回転数Ｎ及び単位時間当りの吸気管吸
入空気量Ｑによつて、 Qa₂＝（１−α）・Qa₂′＋α・2Q／CN と近似的に表わせることが確認されている。な
お、Qa₂′は、１サイクル前の実シリンダ吸入空気
量、Ｃは気筒数、αは定数であり、体積効率を
η、気筒行程容積をｖ、吸気管容積をＶとした場
合、α＝η・ｖ／Ｖで表わされる。

そこで、機関回転数Ｎ及び吸気管吸入空気量Ｑ
を計測して、実シリンダ吸入空気量Qa₂を予側
し、この実シリンダ吸入空気量Qa₂に比例した燃
料噴射量Tpを供給すれば、機関回転数変動時の
空燃比を略一定に保つことができ、設定ベース空
燃比にかかわらず軸トルクの発生パターン（挙
動）が略同じになる。

また、機関回転数の変動による応答遅れがない
理想的なシリンダ吸入空気量（理想シリンダ吸入
空気量）Qa₁は、機関回転数Ｎ及び吸気管吸入空
気量Ｑによつて、 Qa₁＝2Q／CN と表わすことができる。

ここで、前述のような燃料噴射制御をして空燃
比が略一定に保たれている場合、機関の発生する
トルクはシリンダ吸入空気量Qaに比例すると考
えられるので、理想トルクT₁と実トルクT₂との
差（トルク補正量ΔT）は、理想シリンダ吸入空
気量Qa₁と実シリンダ吸入空気量Qa₂との差に比
例すると考えられる。つまり、 ΔT∝Qa₁−Qa₂ の関係が成立つ。

ここで、スロツトル全閉時に限つてみると、前
述したようにスロツトル部ではソニツク流れが実
現しているため、吸気管吸入空気量Ｑは略一定と
なつている。

そこで、Ｑ＝一定として、アイドル設定条件時
付近の吸気管吸入空気量Ｑを用いて、K₁＝2Q／
Ｃとなる定数を設定すると、前述した理想シリン
ダ吸入空気量Qa₁及び実シリンダ吸入空気量Qa₂
は、 Qa₁＝K₁・１／Ｎ Qa₂＝（１−α）Qa₂′＋α・K₁・１／Ｎ と表わすことができる。

したがつて、理想トルクT₁及び実トルクT₂は、 T₁＝K₂・１／Ｎ T₂＝（１−α）・T₂′＋α・T₁ と表わすことができる。なお、K₂は定数、T₂′は
１サイクル前のT₂の値である。

ここで、理想トルクT₁の逆数（１／T₁）及び
実トルクT₂の逆数（１／T₂）について考えてみ
ると、上記の結果より、 １／T₁＝K₃・Ｎ∝Ｎ １／T₂＝（１−β）・（１／T₂′） ＋β・（１／T₁）∝ と近似することができる。なお、 ＝（１−β）・′＋β・Ｎ とする。また、（１／T₂）′、′は各々１サイク
ル前の（１／T₂）、の値である。

つまり、理想トルクT₁と実トルクT₂とを一致
させるには、現在の機関回転数Ｎと機関回転数の
加重平均値とが一致するように制御すればよ
い。

ここで、第１６図の例における機関回転数Ｎ及
び機関回転数Ｎの加重平均値のパターンを示す
と、第１９図に示すようになる。

そして、この場合における機関回転数Ｎと機関
回転数Ｎの加重平均値との差（偏差値）ΔN＝
（−Ｎ）のパターンは、第１９図ハに示すよう
になる。

この第１９図ハ及び第１７図ヘから分るよう
に、偏差値ΔN＝−Ｎのパターンは、補正トル
ク量ΔTのパターンと略同じである。つまり、 ΔT＝−Ｎ＝ΔN の関係が成立する。

したがつて、この偏差値ΔN＝−Ｎ、すなわ
ち補正トルク量ΔTに比例する値を算出して、こ
の算出結果を予め低めた関数あるいはテーブルデ
ータによつて点火時期の補正量に変換し、この補
正量分だけ点火時期を補正して、点火時期を制御
することによつてシリンダ吸入空気量の応答遅れ
によるトルクの応答遅れを補正すること出来る。

次に、第１３図の制御回路５１が実行する燃料
噴射量制御及び点火時期制御動作について第２０
図以降をも参照して説明する。

まず、制御回路５１は、フローは図示しない
が、スタータスイツチ５７からのスタータ信号
P₅を、RAM５４の所定のアドレス（以下「アド
レスDI₁」と称す）に格納し、アイドルスイツチ
５８からのアイドル信号P₆を、RAM５４の所定
のアドレス（以下「アドレスDI₂」と称す）に格
納する。

また、クランク角センサ２からの角度（1°パル
ス）信号P₁を一定時間、例えば12.5ｍsecの間カ
ウントして、そのカウント値を機関回転数Ｎとし
てRAM５４の所定のアドレス（以下「アドレス
DN」と称す）に格納する。

さらに、エアフロメータ３からの吸気管吸入空
気量信号P₂をＩ／Ｏ５５のＡ／Ｄ変換器でＡ−
Ｄ変換した結果を、吸気管吸入空気量Ｑとして
RAM５４の所定のアドレス（以下「アドレス
DQ」と称す）に格納する。

そして、制御回路５１は、これ等の入力データ
に基づいて後述するようにバツクグラウンドジヨ
ブで燃料噴射量Tp及び点火時期の演算処理を行
なうと共に、第２０図に示すように、クランク角
センサ２からの基準位置信号P₄の入力によつて、
１サイクル毎、すなわち１点火毎に点火時期デー
タADD₁を第１４図のADVレジスタ５５１にセ
ツトすると共に、燃料噴射量Tpを更新し、機械
回転数Ｎの加重平均値を更新する。

また、更新後の燃料噴射量Tp、および加重平
均値の１サイクル前の値は各々Tp′および′
として保持される。

次に、制御回路５１がバツクグラウドジヨブで
実行する燃料噴射量演算処理について第２１図を
も参照して説明する。

まず、RAM５４のアドレスDNに格納されて
いる機関回転数Ｎのデータ及びアドレスDQに格
納されている吸気管吸入空気量Ｑのデータを夫々
読出す。

そして、RAM５４のアドレスDI₂のデータを
読出して、アイドルスイツチ５８がオン状態か否
か、すなわち機関がアイドリング状態か否かを判
別する。

この判別の結果、アドレススイツチ５８がオン
状態でなければ、機関回転数Ｎ及び吸気管吸入空
気量Ｑに基づいて、通常の燃料噴射量Tpを、 Tp＝Ｋ・Ｑ／Ｎ の演算をして算出する。

これに対して、アイドルスイツチ５８がオン状
態であれば、機関回転数Ｎ、吸気管吸入空気量Ｑ
及び１サイクル（１点火）前の燃料噴射量Tpに
基づいて、アイドリング時のシリンダ吸入空気量
に見合つた燃料噴射量Tpを、 Tp＝（１−α）・Tp′＋α・Ｋ・Ｑ／Ｎ の演算をして算出する。

なお、この燃料噴射量Tpは、前述したように
１サイクル毎に更新されて、１サイクル前の値は
燃料噴射量Tp′となる。

その後、従来と同様に各種センサからの検出信
号に基づいて燃料噴射量Tpを補正した補正燃料
噴射量TIを、例えば TI＝Tp・（FT＋KAS＋KAI）＋TS の演算をして算出する。

そして、この算出した補正燃料噴射量TIを燃
料噴射量データADD₂として第１５図のEGIレジ
スタ５５５にセツトする。

それによつて、第１５図及び第２２図も参照し
て、カウンタ５５６が基準パルス発生器６０から
機関の１回転毎に発生される基準信号P₈（リセツ
トパルスRS₂）でリセツトされた時点Ta₁で、コ
ンパレータ５５７がパワートランジスタ５６をオ
ン状態にしてフユーエルインジエクタ２６をオン
状態するので、燃料噴射が開始される。

そして、カウンタ５５６のカウント値がEGIレ
ジスタ５５５のセツト値と一致した時点Tb₂で、
コンパレータ５５７がパワートランジスタ５６を
オフ状態にしてフユーエルインジエクタ２６をオ
フ状態にするので、燃料噴射が終了する。

このように、機関回転数Ｎ及び吸気管吸入空気
量Ｑに基づいてシリンダに実際に流入する空気量
（実シリンダ吸入空気量）算出して、この算出し
た実シリンダ吸入空気量に見合つた燃料噴射量を
供給するので、設定ベース空燃比による軸トルク
の発生パターン（挙動）の差異を抑制することが
できる。

次に、制御回路５１がバツクグランドジヨブで
実行する点火時期演算処理について第２３図を参
照して説明する。

まず、RAM５４のアドレスDI₁のデータを読
出して、スタータスイツチ５７がオン状態か否
か、すなわち機関が始動状態か否かを判別する。

この判別の結果、スタータスイツチ５７がオン
状態であれば、クランキング時の点火時期を演算
して、RAM５４の所定のアドレス（以下「アド
レスADVL」と称す）に格納する。

これに対して、スタータスイツチ５７がオン状
態でなければ、次にRAM５４のアドレスDI₂の
データを読出して、アイドルスイツチ５８がオン
状態か否か、すなわち機関がアイドリング状態か
否かを判別する。

この判別の結果、アイドルスイツチ５８がオン
状態であれば、RAM５４のアドレスDNに格納
されている機関回転数vNのデータを読出し、そ
の機関回転数Ｎに対応する点火時期値データを
ROM５３に格納したテーブルから読出し、アイ
ドリング時の設定点火時期Ａを演算した後、この
点火時期Ａを前述した補正トルク量ΔTに応じた
補正をする点火時期補正演算をし、この補正演算
で算出した点火時期ADをRAM５４のアドレス
ADVLに格納する。

これに対して、アイドルスイツチ５８がオン状
態でなければ、RAM５４のアドレスDNに格納
されている機関回転数Ｎのデータ及びアドレス
DQに格納されている吸気管吸入空気量Ｑのデー
タを読出し、機関回転数Ｎ及び吸気管吸入空気量
Ｑに対応する点火時期値データをROM５３に格
納したテーブルから読出して、その点火時期AD
をRAM５４のアドレスADVLに格納する。

このアドレスADVLにセツトされた点火時期
ADは、前述したように１点火毎に割込みルーチ
ンで所定の変換処理がされて、点火時期データ
ADD₁として第１４図のADVレジスタ５５１に
セツトされる。

次に、その点火時期補正演算処理につて第２４
図を参照して説明する。

まず、RAM５４のアドレスDNに格納された
機関回転数Ｎと、１サイクル前の機関回転数の加
重平均値′（前回の）を読込み、今回の加重
平均値を、 ＝（１−β）・′＋β・Ｎ の演算をして算出する。

そして、これ等の機関回転数Ｎ及び機関回転数
Ｎの加重平均値に基づいて、補正トルク量ΔT
を、 ΔT＝−Ｎ の演算をして算出する。このように実発生トルク
と理想トルクとを直接求めることなく、これらト
ルクの偏差値としてのトルク補正量ΔTを機関回
転数とその加重平均値とに基づいて簡易に求める
ことができる。

その後、予め設定した関数Ｆに従つて点火時期
の補正量ΔAを、 ΔA＝Ｆ（ΔT） の演算をして、またはテーブルから読出して求め
る。

なお、関数Ｆは、例えば ΔT≧ΔT₁のとき、Ｆ（ΔT）≧０ ΔT₁＞ΔT＞ΔT₂のとき、Ｆ（ΔT）＝０ ΔT≦ΔT₂のとき、Ｆ（ΔT）≦０ を満足する関数である。なお、ΔT₁、ΔT₂は定数
であり、ΔT₁≧０、ΔT₂≦０とする。

次に、このようにして算出した点火時期の補正
量ΔAと、既に算出した設定点火時期Ａとによつ
て、補正点火時期ADを、 AD＝ΔA＋Ａ の演算をして算出し、第２３図に示したように、
この補正点火時期ADをRAM５４のアドレス
ADVLに格納する。

なお、補正トルク量ΔTは、 ΔT＝／Ｎ の演算をして算出することもできる。

この場合には、前記関数Ｆにおける定数ΔT₁、
ΔT₂を、 ΔT₁≧1.0、０≦ΔT₂≦1.0 とする。

また、補正点火時期ADは、 AD＝ΔA・Ａ の演算をして算出することもできる。この場合に
は、前記関数Ｆを、 ΔT≧ΔT₁のとき、Ｆ（ΔT）≧1.0 ΔT₁＞ΔT＞ΔT₂のとき、Ｆ（ΔT）＝1.0 ΔT≦ΔT₂のとき、０≦Ｆ（ΔT）≦1.0 を満足する関数である。なお、ΔT₁、ΔT₂は定数
であり、ΔT₁≧1.0、０≦ΔT₂≦1.0とする。

このように、機関回転数及びこの機関回転数の
加重平均値に基づいてアイドリング時に機関が発
生する実発生トルクと理想的なトルクとの差に相
当する偏差値（補正トルク量）を算出して、この
算出した補正トルク量に応じて点火時期を補正し
て、その差がなくなるようにしているので、機関
回転数の変動による発生トルクの応答遅れが生じ
ない。

それによつて、アイドリング時において、高回
転速度からのギヤ抜き時やクラツチ・ミート等の
負荷が加わつた場合にエンストすることがない。

なお、機関のアイドリング状態とは、 機関のスロツトルバルブが全閉又は全閉付近
にあるとき、 上記が満足され、かつ機関回転数が予め定
めた機関回転数以下のとき、 上記が満足され、かつギヤがニユートラル
になつているとき、 上記が満足され、かつ吸入空気流量あるい
は燃料噴射量Tpもしくは吸気管圧力が設定値
以下のとき、 等のいずれかのときあるいはそれ等のいくつか組
合せの状態が全て満足されたときを意味する。

なお、この実施例では、燃料噴射量Tp（あるい
は実際のシリンダ吸入空気量）の演算には、加重
平均値を用いているが、移動平均値を用いても略
同様に算出できる。すなわち、通常の燃料噴射量
TpをTpS（TpS＝Ｋ・Ｑ／Ｎ）として、 Tp＝１／ｎ_o-1 〓ⁱ⁼⁰ TpSi の演算をして算出する。なお、この式において、
TpSiはサイクル前のTpSを意味する。この場合
には、RAM５４に過去（ｎ−１）サイクル前で
のTpSのデータを記憶しておく必要がある。

また、スロツトル全閉時に限つてみると、前述
したように、吸気管吸入空気量Ｑは略一定である
ので、燃料噴射量Tpは、点火時期補正用の機関
回転数の加重平均値を使用して、例えば Tp＝Ｑ／ の演算をして算出してもよい。なお、 ＝（１−β）・′＋β・Ｎ である。

さらに、点火時期補正や上式で燃料噴射量Tp
を算出する場合に使用する平均値は、加重平均
値に代えて、移動平均値であつてもよい。この移
動平均値は、 ＝１／ｎ_o-1 〓ⁱ⁼⁰ （Ｎ）ｉ で算出できる。なお、（Ｎ）ｉはｉサイクル前の
機関回転数Ｎの値である。

なお、第２５図に、機関回転数変動時における
機関回転数Ｎ、機関回転数Ｎの移動平均値及び
機関回転数Ｎと移動平均値との差ΔN（−Ｎ）
のパターンを示してある。

第２６図及び第２７図は、この発明の他の実施
例における制御回路が実行する燃料噴射量演算処
理及び点火時期演算処理の一例を示すフロー図で
ある。

この実施例は、上記実施例がアイドリング時に
のみ燃料噴射量及び点火時期の補正をしていたの
に対し、クランキング時以外の運転域では常に燃
料噴射量及び点火時期の補正をするようにしたも
のである。

この場合には、燃料噴射量Tpの演算及び点火
時期の補正演算における定数α、βを、 アイドルスイツチ５８のオン・オフによつて
切換える。

機関回転数Ｎの関数とする。

吸気管吸入空気量Ｑの関数とする。

上記〜のうちのいくつかを組合せる。

このようにすれば、上記実施例の効果に加えて
例えば定速走行時等におけるエアコンのオン・オ
フ等の負荷変動や空燃比のフイードバツク制御を
行つた場合に生ずるトルク変動によるシヨツクを
柔らげることができる。

第２８図は、この発明の更に他の実施例を示す
ブロツク図である。なお、以下では第１３図の実
施例と異なる点のみを説明する。

まず、この実施例では、第１３図のエアフロメ
ータ３に代えて、吸気管内の圧力を検出する吸気
管圧力センサ５９を設け、この吸気管圧力センサ
５９からの吸気管圧力に応じた吸気管圧力信号
P₇を制御回路５４のＩ／Ｏ５５に入力している。

つまり、一般に、機関のシリンダに吸入される
シリンダ吸入空気量Qaは、吸気管圧力Ｐ及び機
関回転数Ｎの関数として表わすことができる。

なお、この場合、機関回転数Ｎによる影響は吸
入効率が主であるため、特にアイドリング時等の
比較的狭い回転数の範囲では、吸気管圧力Ｐの関
数として表わしても大差ない（第２９図参照）。

したがつて、シリンダ吸入空気量Qaは、 Qa＝Ｆ（Ｐ）又はQa＝Ｇ（Ｎ、Ｐ） と表わすことができる。

そこで、制御回路５１は、まず、吸気管圧力セ
ンサ５９からの吸気管圧力信号P₇をＩ／Ｏ５５
のＡ／Ｄ変換器でＡ−Ｄ変換した結果、吸気管圧
力ＰとしてRAM５４の所定のアドレス（以下
「アドレスDP」と称す）に格納する。

そして、制御回路５１は、第３０図に示すよう
に、RAM５４のアドレスDNに格納された機関
回転数Ｎのデータ及びアドレスDPに格納された
吸気管圧力Ｐのデータを読出し、これ等の機関回
転数Ｎ及び吸気管圧力Ｐから関数Ｆ又はＧ若しく
はテーブルデータによつて、シリンダ吸入空気量
Qa（実シリンダ吸入空気量Qa₂）を求める。

その後、この算出した実シリンダ吸入空気量
Qa₂に比例した燃料噴射量Tpを算出し、補正燃
料噴射量TIを算出して、この補正燃料噴射量TI
をEGIレジスタ５５５にセツトする。

また、点火時期の制御については、図示を省略
するが、前記実施例における通常時の点火時期の
パラメータを、機関回転数Ｎ及び吸気管吸入空気
量Ｑ（第２３図参照）から機関回転数Ｎ及び吸気
管圧力Ｐ、又は機関回転数Ｎ及びシリンダ吸入空
気量Qaに変更すればよい。

この実施例のようにエアフロメータに代えて吸
気管圧力センサを使用すれば、コストが廉価にな
る。

効 果 以上説明したように、この発明によれば、機関
回転数の変動時のシリンダ吸入空気量の応答遅れ
によつて生じる設定ベース空燃比の相違によるト
ルクの応答挙動（発生パターン）を差異を抑制で
き、またトルクの応答遅れを機関回転数とその平
均値とに基づいて簡易に求め、該トルクの応答遅
れを点火時期補正によつて補正することが出来る
ので、高回転速度からのギヤ抜き時やクラツチ・
ミート等の負荷が加わつたときにもエンストを起
すようなことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の内燃機関の点火時期制御装置
の一例を示すブロツク図、第２図及び第３図は、
第１図のROMに格納される点火時期データの説
明に供する機関回転数−進角値特性及び機関回転
数・吸入空気量−進角値特性の一例を示す線図、
第４図は、従来の内燃機関の燃料供給制御装置の
一例を示す構成図、第５図乃至第１１図は、夫々
同じくその燃料噴射量の補正に用いる補正係数の
特性図である。第１２図は、この発明の構成を示
す機能ブロツク図、第１３図は、この発明の一実
施例を示すブロツク図、第１４図及び第１５図
は、夫々第１３図のＩ／Ｏの要部ブロツク構成
図、第１６図は、機関回転数の変化に対する吸気
管吸入空気量、シリンダ吸入空気量、燃料噴射
量、空燃比及び軸トルクの変化の一例を示す線
図、第１７図は、同じく機関回転数の変化に対す
る吸気管吸入空気量、シリンダ吸入空気量、燃料
噴射量、軸トルク及び補正トルク量の変化の一例
を示す線図、第１８図は、点火時期とトルクとの
関係の一例を示す線図、第１９図は、第１６図の
例における機関回転数Ｎ、機関回転数の加重平均
値及び偏差値ΔNの変化の一例を示す線図、第
２０図は、第１３図の制御回路が実行する燃料噴
射制御及び点火制御動作の一例を示す要部フロー
図、第２１図は、同じく燃料噴射量演算処理の一
例を示すフロー図、第２２図は、同じくその説明
に供する第１５図の各部のタイミングチヤート
図、第２３図は、同じく点火時期演算処理の一例
を示すフロー図、第２４図は、第２３図の点火時
期補正演算処理の一例を示すフロー図、第２５図
は、第１６図の例における機関回転数Ｎ、機関回
転数の移動平均値及び偏差値ΔNの変化の一例
を示す線図、第２６図及び第２７図は、この発明
の他の実施例における制御回路が実行する燃料噴
射量演算処理及び点火時期演算処理の一例を示す
フロー図、第２８図は、この発明の更に他の実施
例を示すブロツク図、第２９図は、同じくその説
明に供する機関回転数の変化に対するシリンダ吸
入空気量及び吸気管圧力の変化の一例を示す線
図、第３０図は、第２８図の制御回路が実行する
燃料噴射量演算処理の一例を示すフロー図であ
る。 ２……クランク角センサ、３……エアフロメー
タ、５，５６……パワートランジスタ、６……バ
ツテリ、７……点火コイル、８……デイストリビ
ユータ、９Ａ〜９Ｄ……点火プラグ、５１……制
御回路、５７……スタータスイツチ、５８……ア
イドルスイツチ、５９……吸気管圧力センサ、６
０……基準パルス発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の点火時期及び燃料供給を制御する
   制御装置において、機関回転数変化に対して遅れ
   をもつて変化するシリンダ吸入空気量を予測して
   算出する実シリンダ吸入空気量算出手段と、機関
   回転数を検出する機関回転数検出手段と、検出さ
   れた機関回転数の平均値を算出する平均値算出手
   段と、機関回転数と機関回転数の平均値に基づい
   て前記実シリンダ吸入空気量に対応して発生する
   機関の実発生トルクと機関回転数変化に対するシ
   リンダ吸入空気量変化の応答遅れが無い場合に発
   生する機関の理想トルクとの差に相当する偏差値
   を算出する偏差値算出手段と、前記実シリンダ吸
   入空気量に見合つた量の燃料を供給するように燃
   料供給量を制御する燃料供給量制御手段と、機関
   の運転状態に応じた点火時期を算出する点火時期
   算出手段と、該点火時期算出手段が算出した点火
   時期を前記偏差値算出手段が算出した偏差値に基
   づいて該偏差値がゼロに近づくように補正する点
   火時期補正手段とを設けたことを特徴とする内燃
   機関の制御装置。 ２ 実シリンダ吸入空気量算出手段が、機関の吸
   気管吸入空気量と機関回転数とに基づいて実シリ
   ンダ吸入空気量を算出する特許請求の範囲第１項
   記載の内燃機関の制御装置。 ３ 実シリンダ吸入空気量算出手段が、機関の吸
   気管圧力に基づいて実シリンダ吸入空気量を算出
   する特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の制御
   装置。