JPH0567778B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、エンジンの運転状態を検出するア
ナログ的な信号の脈動を効果的に除去し、燃料制
御等を実行させるエンジンの制御装置に関する。

例えば、エンジンの運転状態において、吸気管
圧力、吸入空気量等を検出するセンサからの検出
信号が、エンジンの間欠燃焼に対応して脈動する
状態にある。電子的な制御装置（ECU）を用い
て、燃料噴射量制御等を行なう場合には、上記の
ようなセンサ類からの検出信号が用いられるもの
であるが、エンジンの間欠燃焼に対応して脈動す
るような信号は、そのまま制御系において使用す
ることができず、平均化する状態で制御系に供給
するようにしている。

しかし、これらセンサ類からの検出信号は、エ
ンジンの間欠燃焼状態によつて脈動的変化をする
のみならず、エンジンの加速運転あるいは減速運
転等の過渡的な状態においても変化する。そし
て、この過渡的状態におけるセンサ類の検出信号
は、速やかに制御系に対して作用させ、燃料噴射
量制御に対して反応させなければならない。

従来、例えば吸気管圧力Pmの脈動的変化を処
理する手段としては、吸気管圧力Pmの一定時間
毎の変化量ΔPmを常時監視し、このΔPmが一定
値Ｃ（例えば100mmHg）以上である場合には、加
速あるいは減速の過渡状態と判断し、検出された
圧力Pmの生データを使用する。そして、ΔPmが
Ｃ以下のときは、定常の運転状態と判断して、脈
動する検出信号Pmの平均化を行ない、その平均
化された信号を制御処理に用いるようにしてい
る。

しかしながら、例えば運転者がアクセル操作を
した後に吸気管圧力、吸入空気量等が運転者の意
志を反映して変化するまでには、吸気系等の車
輌、エンジン系に起因する遅れが存在する。した
がつて、運転者の意志が円滑にエンジン制御系に
伝達されない状態となり、例えば加速にもたつき
を生ずる。このため、燃料噴射量等に対して、
ΔPmの大きさに応じて加減速補正を加えるよう
にしていた。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、運転者の操作状態がエンジン制御系に円滑に
反映され、応答遅れのない最適燃料噴射量制御が
実行されるようにするエンジンの制御装置を提供
しようとするものである。

すなわち、この発明に係るエンジン制御装置
は、例えばスロツトル開度センサ等による吸入空
気量に対応する信号を検出する手段からの検出信
号によつて、定常および過渡的運転状態を判別
し、吸気管圧力を予測して燃料噴射量の演算に使
用するようにしたものである。

例えば、スロツトル開度センサからの検出信号
の変化量｜ΔV_TH｜が特定される値Ｃ以下であれ
ば定常状態と判定し、吸気管圧力は検出信号
Pmの平均値を利用する。また｜ΔV_TH｜がＣ以上
のときは、過渡状態と判定して、吸気管圧力
はスロツトル開度V_THの動きに応じた補正の加え
られるものである。例えば、 〕Pm＋f₁（回転数、V_TH） あるいは ＝f₂（Pm、回転数、V_TH） から求める。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第１図はこの発明に関連する内燃機関の電
子制御システムについての概略を示すもので、エ
ンジン１１は通常の自動車等に搭載される４気筒
４サイクル火花点火式のもので、燃料用空気はエ
アクリーナ１２、スロツトル機構１３、サージタ
ンク１４、さらに吸気管１５を通して吸入され
る。そしてサージタンク１４部には、吸気管圧セ
ンサ１６を設け、エンジン１１の１回転当りの吸
気量に応じた吸気管内圧力を電気信号に変換して
取出すようにする。この吸気管圧センサ１６とし
ては、例えば半導体または金属等を材料とした、
ダイヤフラム式の一般的なものが使用される。

このエンジン１１に対して設けられる燃料噴射
弁１７ａ〜１７ｄに対しては、図では示されてい
ない燃料系から燃料が供給されるもので、この噴
射弁１７ａ〜１７ｄそれぞれからエンジン１１の
各気筒に対して燃料噴射が行なわれる。また、点
火のための高圧信号は、イグナイタ、コイル、デ
イストリビユータ等からなる点火系１８から供給
される。

エンジン１１の燃焼後の排気ガスは、排気マニ
ホールド１９、排気管２０および触媒コンバータ
２１等を介して大気中に放出されるもので、この
排気系の例えば排気マニホルド１９部には、排気
ガス中の酸素濃度を検出する、空燃比センサ２２
が設けられている。

その他スロツトル機構には、スロツトル開度セ
ンサ２３が、さらに吸気管１６には吸気温センサ
２４が、エンジン１１の本体部には冷却水温セン
サ２５を設ける。

そして、これらの吸気管圧センサ１６からの検
出信号Pm、空燃比センサ２２からの検出信号
Ox、スロツトル開度センサ２３からの検出信号
V_TH、吸気温センサ２４からの検出信号THA、
冷却水温センサ２５からの検出信号THW、点火
系１８からのイグニツシヨンパルス信号IG、さ
らにバツテリ２７からの充電電圧信号V_Bが、コ
ンピユータよりなる演算制御装置２６に供給さ
れ、これら検出信号に基づき、最適燃料噴射量を
演算し、燃料噴射弁１７ａ〜１７ｄの開閉弁時
期、さらに噴射量に対応する開弁時間を制御する
ものである。

第２図は、上記演算制御装置２６を取り出して
示すもので、Ａ／Ｄコンバータ３１、マイクロコ
ンピユータ３２およびインジエクタ駆動回路３３
よりなる。マイクロコンピユータは、CPU４１、
入力ポート４２、出力ポート４３、プログラムを
格納するROM４４、一時記憶に使用される
RAM４５等が内蔵された１チツプマイクロコン
ピユータで構成されるもので、Ａ／Ｄコンバータ
３１は逐次比較型の高速タイプを使用する。

そして、吸気管圧センサ１６、スロツトル開度
センサ２３、冷却水温センサ２５、吸気温センサ
２４、空燃比センサ２２、バツテリ２７等からの
アナログ的検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ３１で
デイジタル信号に変換してマイクロコンピユータ
３２に取り込み、デイジタル的なイグニツシヨン
パルスIGはそのまま入力ポート４２に取り込む。

このマイクロコンピユータ３２は、燃料噴射量
を演算し、駆動回路３３を制御して燃料噴射弁１
７を駆動するもので、この燃料噴射量は通常エン
ジン１１の回転数Neと吸気管圧Pmにより基本的
に演算される。そして、さらにこの噴射量は、ス
ロツトル開度V_TH、冷却水温THW、吸気温
THA、空燃比O_X、バツテリ電圧V_B等で補正して
算出されるものである。

ここで、エンジン回転数Neは、入力ポート４
２に供給されるイグニツシヨンパルスIGの時間
間隔より求めればよい。

第３図のＡおよびＢは、エンジン１１の運転時
における吸気管圧Pmおよびスロツトル開度V_TH
の状態を示すもので、それぞれ吸気管圧Pmの動
き、および、スロツトル開度V_THの動きを定常域
から加速した時の状態で対応して示している。

すなわち、定常域での吸気管圧Pmは、エンジ
ン１１の燃焼動作に対応して脈動している。この
場合、噴射量等を算出するのに使用する吸気管圧
Pmは、ある一定周期（例えば1ms）ごとのPmの
検出生信号をクランク角同期（例えば、360℃Ａ）
ごとに平均して、その平均値を使用する。また、
加速あるいは減速の過渡時にあつては、吸気管圧
力検査値Pmは、吸気系等で遅れ（20〜30ms）が
生じる。この場合のは、Pmの生信号に対し
て、遅れのないスロツトル開度V_THと、回転数等
で補正演算を加え、この補正後の値を使用させる
ようにする。

第４図は上記のようなエンジン制御動作をする
演算制御回路２６の処理動作の流れを示すもの
で、この処理は、一定時間（例えば10ms）ごと
に行なう。この処理ではスロツトル開度の変化量
ΔV_THに応じて、噴射量演算に用いる吸気管圧
を算出するもので、ステツプ１００で、現在のス
ロツトル開度V_THと10ms前のスロツトル開度
V_TH′との差ΔV_THを求める。そして、ステツプ１
０１でスロツトル開度V_THの値をV_TH′にセーブし
ておく。次にステツプ１０２では、上記ΔV_THの
値で、定常運転の状態かあるいは加減速の過度運
転状態かの判定を行なう。すなわち、ΔV_THが特
定された「−Ｃ」から「Ｃ」の間にある時は、定
常運転状態と判定して、ステツプ１０５を実行さ
せ、吸気管圧は、後述する360℃Ａごとに求
める吸気管圧力の平均値を用いる。また、ΔV_TH
が「Ｃ」以上の場合は、加速状態と判定してステ
ツプ１０６を実行する。この加速時の吸気管圧
Pmは、吸気管圧力の生データPmに、現在のス
ロツトル開度V_THと回転数Neから２次元マツプま
たは計算式により求まる補正値を加えた値とす
る。さらに、ΔV_THが「−Ｃ」以下の場合は、減
速状態と判定して、ステツプ１０７を実行する。
この減速時の吸気管圧は、吸気管圧力の生デ
ータPmに、スロツトル開度V_THと回転数Neより
求まる補正値を減じた値とする。

第５図は、第４図で求めた吸気管圧力をもとに
最適燃料噴射量を算出する手段を説明するもの
で、イグニツシヨンパルスに同期して行なわれる
この処理は、まずステツプ１５０で、イグニツシ
ヨンパルス間の時間より回転数Neを算出する。
燃料噴射はエンジン１１の回転角360℃Ａに１回
ずつ行なわれるので、ステツプ１５１で、360℃
Ａごとかどうか判定し、そうでなければ処理を終
了する。このステツプ１５１で360℃Ａ経過した
と判定したときは、ステツプ１５２で一定周期
（例えば1ms）ごとに取り込んだ吸気管圧Pmの平
均値を求める。ステツプ１５３では、前記第４図
に示した流れにしたがつて求めた吸気管圧
と、ステツプ１５０で求めた回転数Neより、基
本噴射量T_Pを算出する。そして、この算出値は
ステツプ１５４で、冷却水温THW、吸気温
THA、空燃比O_X、バツテリ電圧V_B等で補正し、
最終噴射量に対応る噴射時間Tiを求め、ステツ
プ１５５で噴射弁からの噴射を行なわせるように
する。

すなわち、定常時には吸気管圧Pmの平均値、
過渡時には吸気管圧Pmにスロツトル開度と回転
数で補正した値を用いることにより、実際にエン
ジンの最適燃料噴射量を算出するために必要な吸
気管圧力を、予測することができ、加減速時の過
渡状態における応答遅れを防止することができ
る。

また吸気管圧を、各パラメータ（，Ne，
V_TA等）の１回転前データとの差分（Δ，
ΔNe，ΔV_TA）の関数として求めればより正確な
予測が可能となる。この場合 ＝f₃（Pm，Δ，Ne，ΔNe，V_TA，ΔV_TA）とな
る。

さらにｋ（ｋ＝０，１，…）回転前までのデータ
の関数とすれば、 ＝f₄（Pm，ｋ，Nek，V_TAｋ） ＜ｋ＝０，１…＞ でよい。

以上のようにこの発明によれば運転者の操作状
態に応じて、加減速の過渡状態を判定する状態
で、燃料噴射量制御に用いられる吸気管圧の検出
値が補正され、噴射量演算に供されるようになる
ものであり、吸気管圧検出の遅れを加味した予測
動作が行なわれる。したがつて、実際のエンジン
の運転状態に対応し、運転者の意志を円滑に反映
した最適燃料噴射量制御が実行されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るエンジン制
御装置を説明するエンジン系の概略的構成図、第
２図は上記実施例に使用される演算制御装置を取
り出して示す構成図、第３図は吸気管圧の状態と
アクセル開度の状態を説明する図、第４図および
第５図は上記演算制御装置の作動を説明する流れ
図である。 １１…エンジン、１３…スロツトル、１６…吸
気管圧センサ、１７，１７ａ〜１７ｄ…燃料噴射
弁、１８…点火系、２２…空燃比センサ、２３…
スロツトル開度センサ、２４…吸気温センサ、２
５…冷却水温センサ、２６…演算制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スロツトル開度センサと、 このスロツトル開度センサで検出された信号の
   単位時間毎の変化量を特定された値と比較し、そ
   の比較結果にもとづいて加速もしくは減速の過渡
   状態を判別する判別手段と、 前記エンジンに対する吸入空気圧力を検出する
   吸気管圧力検出手段と、 この検出された吸気管圧力の平均値にもとづき
   燃料基本噴射量を算出する燃料噴射量算出手段
   と、 前記判別手段で過渡状態が判別された状態で、
   前記スロツトル開度センサの検出信号にもとづく
   吸入空気量に対応する信号に対応した補正値を加
   速時には加算、減速時には減算することによつて
   前記吸気管圧力の平均値を補正する補正手段と、 を具備したことを特徴とするエンジンの制御装
   置。