JPH11190249A - エンジン制御装置 - Google Patents

エンジン制御装置

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JPH11190249A
JPH11190249A JP9358369A JP35836997A JPH11190249A JP H11190249 A JPH11190249 A JP H11190249A JP 9358369 A JP9358369 A JP 9358369A JP 35836997 A JP35836997 A JP 35836997A JP H11190249 A JPH11190249 A JP H11190249A
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賢至 中野
Hironao Fukuchi
博直 福地
Kazutomo Sawamura
和同 澤村
Hiroaki Kato
裕明 加藤
Hideyuki Oki
秀行 沖
Yuichi Shimazaki
勇一 島崎
Kenji Abe
賢二 安部
Shunichi Tsuzuki
俊一 都築
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン回転数の上昇により筒内圧検出信号
の読み取りのサンプリング周期が短くなってもエンジン
制御回路に処理速度が速い高価な回路素子を用いないで
済む筒内圧読取装置を提供する。 【解決手段】 検出されたエンジン回転数が所定回転数
以下であるときには内燃エンジンのクランクシャフトが
所定角度だけ回転する毎に筒内圧検出信号を読み取り、
検出されたエンジン回転数が所定回転数より大であると
きには内燃エンジンのクランクシャフトが所定角度より
大なる角度だけ回転する毎に筒内圧検出信号を読み取
り、読み取った筒内圧検出信号に応じて内燃エンジンの
制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジンの筒
内圧検出信号に応じてエンジンを制御するエンジン制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃エンジンの運転状態を把握するため
にエンジンのシリンダ内の燃焼圧力、すなわち筒内圧を
検出する筒内圧センサを用いることが知られている。筒
内圧センサは例えば、特開平8−50072号公報に示
されているように通常、リング状の圧電素子を備えてお
り、その圧電素子はシリンダヘッドの点火プラグ取り付
け座面とその点火プラグ座金部との間に挟み込まれ、点
火プラグがシリンダヘッドにネジ込み固定されることに
より圧着固定される。
【0003】筒内圧センサは筒内圧に応じた筒内圧検出
信号を生成し、その信号は演算手段であるエンジン制御
回路によって繰り返し読み取られ、読取筒内圧検出信号
に応じて燃料噴射量、点火時期等のエンジン制御のため
の演算動作が行なわれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】筒内圧の変化を的確に
検出して適切なエンジン制御とするためには読取のサン
プリング数が多い方が良いので、クランクシャフトが例
えば、1度を回転する毎に筒内圧センサの出力信号のサ
ンプリングが実行される。しかしながら、各サンプリン
グ毎に読み取られた筒内圧検出信号に応じてエンジン制
御のための演算動作がエンジン制御回路では行なわれる
ので、エンジン回転数が高回転域まで上昇すると、エン
ジン低回転時に比べて読み取った1つの筒内圧検出信号
に対するエンジン制御回路の演算動作期間が短くなり、
エンジン制御回路には大きな負荷が掛かる。よって、エ
ンジン制御回路では処理速度が速い高価なCPU、A/
D変換器等の回路素子を用いなければならなくなるとい
う問題が生じる。
【0005】そこで、本発明の目的は、エンジン回転数
の上昇により筒内圧検出信号の読み取りのサンプリング
周期が短くなっても演算手段に処理速度が速い高価な回
路素子を用いないで済むエンジン制御装置を提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のエンジン制御装
置は、内燃エンジンの気筒内の圧力に応じた筒内圧検出
信号を生成する筒内圧検出手段と、内燃エンジンのエン
ジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エン
ジン回転数検出手段によって検出されたエンジン回転数
と所定回転数と比較する比較手段と、検出されたエンジ
ン回転数が前記所定回転数以下であるときには内燃エン
ジンのクランクシャフトが所定角度だけ回転する毎に筒
内圧検出信号を読み取り、検出されたエンジン回転数が
所定回転数より大であるときには内燃エンジンのクラン
クシャフトが所定角度より大なる角度だけ回転する毎に
筒内圧検出信号を読み取る読取手段と、読取手段によっ
て読み取られた筒内圧検出信号に応じて内燃エンジンの
制御を行なう手段と、を備えたことを特徴としている。
【0007】この構成により、エンジン回転数が所定回
転数より高いエンジン高回転域では、クランクシャフト
の所定角度毎の筒内圧検出信号の読み取りを停止して、
筒内圧検出信号の読み取りの間引きが行なわれるので、
単位時間当たりの読み取った筒内圧検出信号に基づく演
算処理負荷が軽減される。また、本発明のエンジン制御
装置は、4サイクル内燃エンジンの気筒内の圧力に応じ
た筒内圧検出信号を生成する筒内圧検出手段と、内燃エ
ンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出
手段と、エンジン回転数検出手段によって検出されたエ
ンジン回転数と所定回転数と比較する比較手段と、内燃
エンジンのクランクシャフトが所定角度回転する毎にク
ランクパルスを生成する手段と、検出されたエンジン回
転数が前記所定回転数以下であるときに内燃エンジンの
全行程において前記クランクパルスに同期して前記筒内
圧検出信号を読み取って内燃エンジンの制御値を演算し
て出力する演算手段と、演算手段から出力された制御値
に応じて内燃エンジンを制御する手段と、エンジンの吸
気行程及び排気行程における演算手段による制御値を学
習して学習値を算出しかつ保存する手段と、を含み、演
算手段は、検出されたエンジン回転数が所定回転数より
大であるときに内燃エンジンの圧縮行程及び膨張行程に
おいてクランクパルスに同期して筒内圧検出信号を読み
取って制御値を演算して出力し、内燃エンジンの吸気行
程及び排気行程においては学習値を制御値として出力す
ることを特徴としている。
【0008】この構成により、エンジン回転数が所定回
転数より高いエンジン高回転域では、吸気行程及び排気
行程においてはクランクパルスに同期して筒内圧検出信
号の読み取りを行なわず、エンジン回転数が所定回転数
以下のエンジン低回転域で学習値として得た値を制御値
として用いてエンジン制御を行なうので、単位時間当た
りの読み取った筒内圧検出信号に基づく演算処理負荷が
軽減される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図1は本発明によるエンジン
制御装置を示している。このエンジン制御装置において
は、4サイクル内燃エンジンの吸気管1のスロットル弁
2下流には吸気管内圧センサ3(筒内圧検出手段)が設
けられている。吸気管内圧センサ3は吸気管内の圧力P
Bを検出する。
【0010】エンジン本体7の各気筒(この実施例では
4気筒とする)の吸気ポート近傍にはインジェクタ4が
設けられている。インジェクタ4はECU(エンジンコ
ントロールユニット)5によって駆動され、駆動された
時間だけ燃料を噴射する。なお、図では1気筒だけを示
している。エンジン本体7の各気筒には気筒内の圧力を
検出する筒内圧センサ6が設けられている。気筒毎の筒
内圧センサ6各々は、図2に示すように、圧電素子から
なるセンサ素子部6aと、そのセンサ素子部6aから生
成された電圧を積分(或いは平均化)して増幅する増幅
部6bとを有している。
【0011】また、図2に示すように、エンジン本体の
各シリンダヘッド11のネジ孔12に点火プラグ13が
ねじ込まれて固定されており、シリンダヘッド11の点
火プラグ取り付け座面14とその点火プラグ座金部13
aとの間に筒内圧センサ6のセンサ素子部6aがワッシ
ャ15と共に挟み込まれて圧着固定されている。ECU
5は、図3に示すようにCPU31、ROM32、RA
M33、A/D変換器34、アクチュエータ駆動回路3
5及びカウンタ36,37を少なくとも備えており、そ
れらは共通バスで互いに接続されている。A/D変換器
34には複数のセンサが接続され、駆動回路35には上
記のインジェクタ4の他に、点火装置41等のアクチュ
エータが接続される。図では省略しているが、インジェ
クタ4及び点火装置41は気筒毎に設けられている。A
/D変換器34に接続される運転状態検出手段としての
センサとしては、上記の吸気管内圧センサ3及び筒内圧
センサ6の他に、内燃エンジンの冷却水の温度TWを検
出する冷却水温センサ42、スロットル弁2の開度を検
出するスロットル開度センサ(図示せず)等のエンジン
パラメータセンサがある。A/D変換器34はクランク
シャフト8が1度回転する毎に各センサのアナログ出力
電圧を所定の順番にディジタル値に変換してセンサ毎に
出力し、そのディジタル値を繰り返し更新する。カウン
タ36,37にはクランク角センサ38からクランクシ
ャフト8の1度毎の回転に同期したクランクパルスが供
給される。カウンタ36はクランク角センサ38と共に
エンジン回転数検出手段を構成し、クランク角センサ3
8から出力されるクランクパルスの発生間隔をクロック
パルスの発生数の計数により測定してエンジン回転数N
eを示す信号を生成する。クランク角センサ38はクラ
ンクシャフト8の回転角度が所定角度位置にある時点を
示す基準位置信号と各気筒のピストンの上死点時点を示
すTDC信号とを更に発生し、それらの信号はクランク
パルスと共にCPU31に供給される。また、基準位置
信号はカウンタ37に供給され、カウンタ37は基準位
置信号に応じてリセットされてクランク角センサ38か
ら出力されるパルスを計数し、その計数値はクランク角
度θを示す。
【0012】ECU5のCPU31は、ROM32に予
め記憶されたプログラムに従って動作し、その複数のセ
ンサの出力値をA/D変換器34を介して読み取ってR
AM33に記憶すると共にそれらセンサの出力値に応じ
てエンジン制御手段であるインジェクタ4及び点火装置
41等のアクチュエータを駆動する制御値が演算され
る。その制御値を演算するエンジン制御動作を筒内圧セ
ンサ6の出力信号から得られる筒内圧Piに基づいて実
行する例を次に示す。
【0013】CPU31は、筒内圧Piに基づいたエン
ジン制御動作をクランクパルスに同期して繰り返し行な
う。そのエンジン制御動作は気筒毎に行なわれるが、い
ずれの気筒に対しても同様のエンジン制御動作をなすの
で、ここでは1つの気筒に対するエンジン制御動作を示
す。エンジン制御動作においては、クランクパルスに同
期してCPU31は図4に示すように、先ずエンジン回
転数Neをカウンタ36から読み取り(ステップS
1)、エンジン回転数Neが3000rpm以下であるか
否かを判別する(ステップS2)。Ne≦3000rpm
ならば、筒内圧センサ6によって検出された筒内圧Pi
をA/D変換器34から読み取る(ステップS3)。N
e>3000rpmならば、エンジン回転数Neが600
0rpm以下であるか否かを判別する(ステップS4)。
Ne≦6000rpmならば、前回筒内圧Piの読み取り
を停止したか否かを判別する(ステップS5)。前回筒
内圧Piの読み取りを停止した場合にはステップS3に
進んで筒内圧PiをA/D変換器34から読み取り、前
回筒内圧Piの読み取りを行った場合にはそのまま本動
作を終了する。Ne>6000rpmならば、2回続けて
筒内圧Piの読み取りを停止したか否かを判別する(ス
テップS6)。2回続けて筒内圧Piの読み取りを停止
した場合にはステップS3に進んで筒内圧PiをA/D
変換器34から読み取り、2回続けて筒内圧Piの読み
取りを停止していない場合にはそのまま本動作を終了す
る。
【0014】ステップS3の実行後、読み取った筒内圧
Piを用いてエンジンの制御値の演算動作を行って制御
値を算出する(ステップS7)。この制御値は例えば、
インジェクタ4によって燃料を噴射させる燃料噴射時間
であり、吸気管内圧力PBとエンジン回転数Neとから
基本噴射時間を設定し、その基本噴射時間を筒内圧Pi
に応じて補正して燃料噴射時間を算出する。ステップS
7で算出した制御値は、適切なタイミング(例えば、燃
料噴射すべきタイミング)でCPU31から駆動回路3
5に供給され、駆動回路35によってインジェクタ4等
のアクチュエータが駆動される。上記の動作を繰り返す
ことによりエンジン制御が行なわれることになる。
【0015】このようにエンジン制御動作を実行するこ
とにより、エンジン回転数NeがNe≦3000rpmな
らば、クランクシャフトが1度回転する毎に筒内圧Pi
が読み取られ、3000rpm<Ne≦6000rpmなら
ば、クランクシャフトが2度回転する毎に筒内圧Piが
読み取られ、Ne>6000rpmならば、クランクシャ
フトが3度回転する毎に筒内圧Piが読み取られる。す
なわち、エンジン回転数が上昇して高回転域になるほど
筒内圧Piの読取動作の間引きが行なわれることにな
る。よって、エンジン回転数が3000rpmより上昇し
ても1つの筒内圧Pi対するCPU31のエンジン制御
の演算動作時間はクランクシャフトが1度回転する時間
より少し長くなっても良く、エンジン回転数が6000
rpmより上昇した場合には1つの筒内圧Piに対するC
PU31のエンジン制御の演算動作時間はクランクシャ
フトが2度回転する時間より少し長くなっても良いこと
になる。
【0016】なお、この実施例においては、クランクパ
ルスは常にクランクシャフトが1度回転する毎に生成さ
れるが、エンジン回転数NeがNe≦3000rpmなら
ば、クランクシャフトが1度回転する毎にクランクパル
スを生成し、3000rpm<Ne≦6000rpmならば、
クランクシャフトが2度回転する毎にクランクパルスを
生成し、Ne>6000rpmならば、クランクシャフト
が3度回転する毎にクランクパルスを生成するように構
成し、クランクパルスに同期して筒内圧Piを読み取る
ようにしても良い。
【0017】また、この図4の実施例において、CPU
31がステップS2を実行することにより比較手段を構
成し、ステップS3〜S6を実行することにより読取手
段を構成し、ステップS7を実行することによりエンジ
ンの制御を行なう手段を構成する。 図5はCPU31
によって実行される他のエンジン制御動作を示してい
る。このエンジン制御動作においては、ECU5のCP
U31は、先ず、カウンタ37から出力されるクランク
角度θを読み取り(ステップS11)、カウンタ36か
らエンジン回転数Neを取り込み(ステップS12)、
そのエンジン回転数Neが所定回転数N1(例えば、3
000rpm)より大であるか否かを判別する(ステップ
S13)。Ne≦N1ならば、エンジンは高回転状態で
はないので、筒内圧入力処理を全行程(吸気行程、圧縮
行程、膨張行程及び排気行程)で行なうため、筒内圧セ
ンサ6によって検出された筒内圧PiをA/D変換器3
4から読み取り(ステップS14)、その読み取った筒
内圧Piを用いてエンジンの制御値の演算動作を行って
制御値を算出する(ステップS15)。この制御値算出
動作は上記のステップS7と同様である。ステップS1
5で算出した制御値は、適切なタイミングでCPU31
から駆動回路35に供給され、駆動回路35によってイ
ンジェクタ4等のアクチュエータが駆動され、これによ
りエンジン制御が行なわれる。
【0018】ステップS15の実行後、クランク角度θ
が所定の角度範囲θ0〜θ1内の角度であるか否かを判別
する(ステップS16)。所定の角度範囲θ0〜θ1は当
該気筒の吸気行程及び排気行程中に相当するので、θ0
<θ<θ1を満足する場合には、現クランク角度θにお
ける制御値の平均値AVEを算出してその平均値AVE
を現クランク角度θに対応させてRAM33に書き込む
(ステップS17)。平均値AVEは例えば、5サイク
ル分の同一クランク角度における制御値の平均値であ
る。
【0019】上記のステップS13において、Ne>N
1ならば、エンジンは高回転状態であるので、筒内圧の
読取を全行程のうちの圧縮行程及び膨張行程で行なうた
め、クランク角度θが所定の角度範囲θ0〜θ1内の角度
であるか否かを判別する(ステップS18)。θ0<θ
<θ1を満足しない場合には、圧縮行程及び膨張行程で
あるので、筒内圧センサ6によって検出された筒内圧P
iをA/D変換器34から読み取り(ステップS1
9)、その読み取った筒内圧Piを用いてエンジンの制
御値の演算動作を行って制御値を算出する(ステップS
20)。このステップS19及びS20はステップS1
4及びS15と同一である。ステップS18においてθ
0<θ<θ1を満足する場合には、現クランク角度θに対
応するRAM33から平均値AVEを読み出す(ステッ
プS21)。この読み出した平均値AVEを現クランク
角度θの制御値として用いるのである。
【0020】ステップS15で算出した制御値又はステ
ップS21で読み出して得た制御値は、適切なタイミン
グでCPU31から駆動回路35に供給され、駆動回路
35によってインジェクタ4等のアクチュエータが駆動
される。このように筒内圧読取動作を実行することによ
り、エンジン回転数NeがNe≦N1ならば、内燃エン
ジンの全行程(吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気
行程でクランクシャフトが1度回転する毎に筒内圧Pi
が読み取られ、演算動作により制御値が得られる。ま
た、吸気行程及び排気行程では算出された制御値の平均
値AVEが採られ、それが現クランク角度θに対応させ
てRAM33に記憶される。
【0021】エンジン回転数NeがNe>N1の高回転
域ならば、内燃エンジンの圧縮行程及び膨張行程ではク
ランクシャフトが1度回転する毎に筒内圧Piが読み取
られ、演算動作により制御値が得られる。吸気行程及び
排気行程では筒内圧Piの読み取りを中止するので、制
御値を求める演算動作は行われない。この吸気行程及び
排気行程ではRAM33から現クランク角度θに対応す
る平均値AVEが読み出されてそのまま現クランク角度
θの制御値として用いられる。
【0022】なお、この図5の実施例において、CPU
31がステップS13を実行することにより比較手段を
構成し、ステップS14、S15及びS18〜S21を
実行することにより演算手段を構成し、ステップS16
及びS17を実行することにより学習値を算出して保存
する手段を構成する。
【0023】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、検出され
たエンジン回転数が所定回転数以下であるときには内燃
エンジンのクランクシャフトが所定角度だけ回転する毎
に筒内圧検出信号を読み取り、検出されたエンジン回転
数が所定回転数より大であるときには内燃エンジンのク
ランクシャフトが所定角度より大なる角度だけ回転する
毎に筒内圧検出信号を読み取るので、エンジン回転数が
所定回転数より高いエンジン高回転域では、クランクシ
ャフトの所定角度回転毎の筒内圧検出信号の読み取りを
停止して、筒内圧検出信号の読み取りの間引きが行なわ
れるので、単位時間当たりの読み取った筒内圧検出信号
に基づく演算処理負荷が軽減される。よって、エンジン
回転数の上昇により筒内圧検出信号の読み取りのサンプ
リング周期が短くなってもエンジン制御回路に処理速度
が速い高価な回路素子を用いないで済ますことができ
る。
【0024】また、本発明によれば、検出されたエンジ
ン回転数が所定回転数以下であるときに4サイクル内燃
エンジンの全行程においてクランクシャフトが所定角度
回転する毎に生成するクランクパルスに同期して筒内圧
検出信号を読み取り、内燃エンジンの吸気行程及び排気
行程におけるエンジン制御値の学習値を算出して保存
し、一方、検出されたエンジン回転数が所定回転数より
大であるときに内燃エンジンの圧縮行程及び膨張行程に
おいてクランクパルスに同期して筒内圧検出信号を読み
取り、内燃エンジンの吸気行程及び排気行程においては
学習値を用いることが行なわれる。このように、エンジ
ン回転数が所定回転数より高いエンジン高回転域では、
吸気行程及び排気行程においてはクランクパルスに同期
して筒内圧検出信号の読み取りを行なわず、エンジン回
転数が所定回転数以下のエンジン低回転域で学習値とし
て得た値を用いるので、単位時間当たりの読み取った筒
内圧検出信号に基づく演算処理負荷が軽減される。よっ
て、エンジン回転数の上昇により筒内圧検出信号の読み
取りのサンプリング周期が短くなってもエンジン制御回
路に処理速度が速い高価な回路素子を用いないで済ます
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を適用したエンジン制御装置を
示すブロック図である。
【図2】筒内圧センサを示す図である。
【図3】ECUの具体的構成を示すブロック図である。
【図4】筒内圧読取動作を示すフローチャートである。
【図5】他の筒内圧読取動作を示すフローチャートであ
る。
【主要部分の符号の説明】
1 吸気管 2 スロットル弁 3 吸気管内圧センサ 4 インジェクタ 5 ECU 6 筒内圧センサ 7 エンジン本体 8 クランクシャフト 38 クランク角センサ 42 冷却水温センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 裕明 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 沖 秀行 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 島崎 勇一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 安部 賢二 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 都築 俊一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃エンジンの気筒内の圧力に応じた筒
    内圧検出信号を生成する筒内圧検出手段と、 前記内燃エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン
    回転数検出手段と、 前記エンジン回転数検出手段によって検出されたエンジ
    ン回転数と所定回転数と比較する比較手段と、 前記検出されたエンジン回転数が前記所定回転数以下で
    あるときには前記内燃エンジンのクランクシャフトが所
    定角度だけ回転する毎に前記筒内圧検出信号を読み取
    り、前記検出されたエンジン回転数が前記所定回転数よ
    り大であるときには前記内燃エンジンのクランクシャフ
    トが前記所定角度より大なる角度だけ回転する毎に前記
    筒内圧検出信号を読み取る読取手段と、 前記読取手段によって読み取られた前記筒内圧検出信号
    に応じて前記内燃エンジンの制御を行なう手段と、を備
    えたことを特徴とするエンジン制御装置。
  2. 【請求項2】 4サイクル内燃エンジンの気筒内の圧力
    に応じた筒内圧検出信号を生成する筒内圧検出手段と、 前記内燃エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン
    回転数検出手段と、 前記エンジン回転数検出手段によって検出されたエンジ
    ン回転数と所定回転数と比較する比較手段と、 前記内燃エンジンのクランクシャフトが所定角度回転す
    る毎にクランクパルスを生成する手段と、 前記検出されたエンジン回転数が前記所定回転数以下で
    あるときに前記内燃エンジンの全行程において前記クラ
    ンクパルスに同期して前記筒内圧検出信号を読み取って
    前記内燃エンジンの制御値を演算して出力する演算手段
    と、 前記演算手段から出力された前記制御値に応じて前記内
    燃エンジンを制御する手段と、 内燃エンジンの吸気行程及び排気行程における前記演算
    手段による制御値を学習して学習値を算出しかつ保存す
    る手段と、を含み、 前記演算手段は、前記検出されたエンジン回転数が前記
    所定回転数より大であるときに前記内燃エンジンの圧縮
    行程及び膨張行程において前記クランクパルスに同期し
    て前記筒内圧検出信号を読み取って前記制御値を演算し
    て出力し、前記内燃エンジンの吸気行程及び排気行程に
    おいては前記学習値を前記制御値として出力することを
    特徴とするエンジン制御装置。
  3. 【請求項3】 前記学習値は前記内燃エンジンの吸気行
    程及び排気行程における前記制御値の平均値であること
    を特徴とする請求項2記載のエンジン制御装置。
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