JPS62126247A - 内燃機関の制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に。

自動車用内燃機関に使用するに好適な、電子式制御装置
に関する。

〔発明の背景〕

従来１回転数変動を防止するための、エンジンの回転数
の情報を基に、エンジンの出力を制御する方法が、特開
昭５９−１１３２６９号等に開示されているが充分な効
果を上げるまでに至っていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、回転数変動の情報処理を、エンジン制
御用のマイクロプロセッサと切離して、専用の制御回路
で行い、広い運転範囲にわたって、回転数変動を抑止す
ることができる。内燃機関の制御装置を提示するにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、回転数変動の情報処理を、フェーズロックド
ループ（例えば、日立製作新製　ＨＤ１４０４６Ｂ　）
回路を用いて行い、時々刻々の回転パルスの変化から１
回転数の時間微分値を得て、これをマイクロプロセッサ
に入力し、点火時間、燃料量等を制御し、エンジンの出
力を制御することにより、回転数変動を抑止するように
したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって詳細に説明する６ 第１図において、１はガソリンエンジン、２は吸気管、
３は排気管である６吸気管２の一部に。

エアフローメータ４、絞り弁５が取り付けられ。

絞り弁５にはスロットルスイッチ６が接続されている。

吸気管２の一部に燃料噴射弁８が、エンジン１の１部に
回転数センサ９．水温センサ１０゜点火プラグ１１が取
付けられている。これらは、制御回路１２１点火装置１
３に接続されている。

回転数センサ９の信号は、制御回路１２１を介して、回
路１２に接続される。

制御回路１２は第２図のごとく構成されている。

マイクロプロセッサの演算処理装置１６．記憶袋［ＲＯ
Ｍ１７．ＲＡＭ１８及びＲＡＭ１９がバス２０を介して
、おたがいに接続されている。

ＲＡＭ１９は、エンジンのキースイッチがしゃ断されて
も、内容を保持するものである。

バス２０にはＡ／Ｄ変換器１４．ｌ１０１５゜制御回路
１２１が接続されている。エアフローメータ４．水温セ
ンサ１０の信号は、Ａ／Ｄ変換器１４を介してＣＰＵ１
６に、スロットルスイッチ６の４３号は、ｌ１０１５を
介してＣＰＵ１６にとりこまれる。点火装置１３．燃料
噴射弁８には工１０１５を介して、信号がおくられる。

第３図に、制御回路１２１の構成を示した。発振器１２
２．比較器１２３．フィルタ１２４゜１２５から構成さ
れている。

発振器１２２は、電圧制御発振器で、フィルタ１２５の
出力に応じて周波数ｆ２が変化する。回転数センサ９は
１例えば、磁気ピックアップ式で、多数の歯を有するデ
スクをクランク軸と一緒に回動させ、歯がピックアップ
を通るときの信号を整形して、制御回路１２１に送る。

この回転数センサ９の信号の周波数ｆ１と前述のｆ２を
、比較器１２１で比較する。この出力ｖｏ＝ｆｚ−ｆｓ
である。このＶＯをフィルタ１２５に入力し、発振器１
２２の方に戻す。このようにすると、ｖｏの一次遅れの
値は、ｆｌの時間微分となる。したがって、比較器１２
３の出力をフィルタ１２４を介して出力すると、ｆｘの
時間微分、すなわち、回転数の時間微分、ｎが得られる
。さらに、フィルタ１２４の出力を積分器１２６を介し
て出力すると、ｎの積分、すなわち、回転数に関する情
報ｎ傘が得られる。

第３図の制御回路は、フェーズロックドループ（例えば
、日立製作新製のＨＤＬ４θ４６集積回路）を用いて構
成されている。

第２図において１回転数センサ９の信号は、工１０１５
にも入力され１回転数ｎの検出に用いられ、制御回路１
２１から出力される回転数ｎ・と区別される。

第１〜第３図の構成の動作は下記の通りである。

本発明の一動作をフローチャートを用いて説明する。第
３図のステップ２１で、エアフローメータ４（例えば熱
線式エアフローメータ）のアナログ信号でＡ／Ｄ変換器
１４でディジタルに変換し、これをＣＰＵ１６に読込み
、空気量Ｑａに対する値を、ＲＡＭ１８に記憶する。ス
テップ２２では、回転数ｎを読込み、ＲＡＭ１８に記憶
する。ステップ２３では、　Ｔｐ　＝　ｋ　Ｑａ　／　
ｎ　（ｋは定数）の演算を行う。この結果、ｌ１０１５
のカウンタに移送され、一回転に１回、ダウンカウント
され、この間、噴射弁８を開放状態にする。したがって
。

１回転あたりの燃料供給量は、Ｑａ　／ｎに比例し、す
なわち燃料量は空気量に比例したものとなる。

ステップ２４で、点火時期θを求める。あらかじめＲＯ
Ｍ１７に、　Ｔｐ　ｔ　ｎの関数ψとして、θを記憶し
ておき、ステップ２４でＲＯＭ１７からθを読み出し、
ＲＡＭ１８に一時記憶する。この値はｌ１０１５に送ら
れ、点火装置１３の制御に用いられる。

ステップ２５で、制御回路１２１からｎを読込み、ステ
ップ２６で、制御回路１２１からｎ傘を読込む。ステッ
プ２７．２８で、あらかじめＲＯＭ１７に記憶されてい
る値を基に、係数α。

βを求める。ステップ２９で１回転数の情報ｎ。

ｎ傘に基づく点火時期の修正値Δθを求め、ステップ３
０で、点火時期を修正する。このように、最終的に求め
たθで、点火装置１３を制御し、エンジンの出力を加減
し１回転数変動を抑止する。

第３図のフローチャートの物理的意味は下記の通りであ
る。エンジン１のトルクをＴとすると。

エンジン１の軸のねじり量Ｘは。

ｄ”ｘ　　　　ｄｘ ■□十μｍ＋ｋｘ＝Ｔ　　　　　　・・・　（１）ｄｔ
”　　　ｄｔ ここに、Ｉ：慣性 μ：減衰係数 に：弾性係数 で表わされる。

したがって、いま、 とすると。

となり、減衰係数を増すことができる。（２）式は、エ
ンジン１のトルクＴを、ｄｘ／ｄｔに応じて制御するこ
とにある。ｄｘ／ｄｔは、軸のねじり角速度で、周知の
ように、ｎ・に等しい、トルクＴは、第３図の場合は１
点火時期θを変えて制御している。このように％　ｎｌ
ｌに応じて、エンジン１の出力を制御することによって
、ねじり振動を抑止することができる。

次に、エンジン１の可動部を剛体としたときは、回転数
をｎとすると、 ここに、Ｉ、には定数 が成立する。さらに、トルクの変化は、ｎの変化に対し
て時間的に遅れるので、 ここに、τ、ｋｚは定数 が成立する。（４）、（５）式を連立すると。

・・・・・・　（６） となる、（６）式かられかるように。

のように、エンジン１のトルクＴｏを制御すると。

ｄｊＬＨｄｎ ・・・・・・　（８） となり、減表項が増大し、ｎの変動が抑止される。

すなわち、ｄ　ｎ　／　ｄ　ｔに応じて、トルクを制御
することによって、振動が抑止される。第３図のフロー
チャートでは、ｎがｄｎ／ｄｔにに相当する。

エンジン１がアイドリング時は、クラッチが切り離され
ているので、弾性が小さく、（２）式、すなわちｎ・に
よるトルクの修正は小さくてすむ。

また、クラッチが接続されている加速時等は、弾性項が
大きくなり、ｎ拳によるトルクの修正が大きくなる。ク
ラッチのすべりによっても、剛性修正値、ｎによる修正
が異なる。

すなわち、第３図のα、β等の係数は、運転状態５例え
ば、Ｔｐ　＋　ｎ等によって異なる。また。

水温、スロットルスイッチの状態を、水温センサ１０、
スロットルスイッチ６で検出し、修正することができる
。スロットルスイッチ６がＯＮで。

変速機位置が中立のときは、エンジン１の状態はアイド
ルである。このときは、α、βの値を、アイドル状態の
適正値にセットする。スロットルスイッチ６が全開位置
で変速機位置が中立でないときは、加速状態であるので
、このときの適正値にセットしなおす。

本発明によれば、回転数の偏差値Ｈｅ及びその時間微分
値ｎに応じて、エンジンの出力を制御するので、広い運
転範囲にわたって、回転数変動を抑止することができる
。

第５図は１本発明の実施例の場合の回転数変動１ΔＮ１
の測定値Ｃを、他の従来例Ａ（回転数の偏差値のみで修
正）、Ｂ（回転数の時間微分値のみで修正）と比較した
ものである。従来例に比べ、広い運転範囲にわたって、
回転数変動を低減することが実証された。

さらに、エンニン１のマウントの影響による振動を抑止
するためには、ｎの微分値ｎによる修正項を加えればよ
い。すなわち、点火時期θは全体として、 θ＝θ−α會ｎ−βｎ申−β壷ｎ・・・（９）となる。

ディーゼルエンジンの場合のエンジン１の出力制御は、
噴射量を加減することによって行われる。

第６図に示したように、カム３５で動かされるプランジ
ャ３６によって、燃料を圧し、噴射弁３７からシリンダ
に供給する際、スピル弁３８を電気的に制御することに
よって噴射量を加減することができる。スピル弁３８の
クランク角に対する開放時間を遅らせると、噴射量が増
す。したがってｎｌｌ　、ｎ、ｎの値に応じ、噴射量を
制御することによって、回転数変動を抑止することがで
きる。

第７図には、本発明の他の実施例を示した。ステップ４
０で、ｎ串、ｎの値からトルクに関する値ｙを求める。

ステップ４１で、フーリエ級数の係数を求める。ここで
、λ工、λｚ、ｂは定数テある。ｂの値は適宜選定され
る。例えば、４気筒４サイクルエンジンにおいて、２回
転に１回の周期に適合させると、１気筒のみが失火して
いるとき、ａの値が大きくなる。ステップ４２で、ＲＯ
Ｍ１７にあらかじめ記憶されているａｏとａを比較し、
ａ　）　ａ　Ｏのときは、ステップ４３で警報を発する
。また、駆動系の共振周波数にｂを適合させ、そのとき
のａの値を求め、この値を基に。

Ｘ７−ツプ４４，４５でα、βの値を修正することがで
きる。また、ｂを、エンジン制御系の共振周波数に適合
させ、そのときのａの値を求め、α。

βの値を修正することができる。

エンジン１のクラックが劣化し、振動系が経時変化した
場合でも、エンジン出力を適正に修正し、回転変動を抑
止することができる。

〔発明の効果〕

本考案によれば、内燃機関の駆動系の振動が抑止される
ので、自動車の速溶性と安定性の両立を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図、第３図は制御回路の
ブロック線図、第４図は動作のフローチャート、第５図
は特性図、第６図、第７図は他の実施例の説明図である
。 １・・・エンジン、９・・・回転数センサ、１２・・・
制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．フエーズドロツクループ回路を用いて回転数の偏差
   及び回転数の時間微分値を求め、これらの変化に応じ内
   燃機関の出力を制御する手段を具備したことを特徴とす
   る内燃機関の制御装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項において、回転数に関する情
   報から振動に関するフリエ級数の係数を求める手段を具
   備したことを特徴とする内燃機関の制御装置。