JPS62197657A - 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】 〔産業上の利用分野〕 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。

〔従来技術〕

従来、エンジンの回転数、トルクの変動を防止するため
、エンジンの回転数、トルクの情報を基に、エンジン出
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。

［発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、サイクル毎の燃焼変動等の白色ノイズ
を、回転数、トルクの情報から除去することにより、広
い運転範囲にわたって１回転数。

トルクの変動を抑止できる、内燃機関の制御装置を提供
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

丁パ：本発明は、回転数、トルク等の信号を、カルマー
″ンフ′イルタを介して処理することによって、サイク
ル毎の燃焼変動の影響を回避し、制御精度を図った点に
特徴がある。

カルマンフィルタは、単純な一次遅れの積分型フィルタ
ではなく、制御対象の状態を考慮して、フィルタするも
のである。

〔作用〕

時々刻々の回転数、トルクの情報は、サイクル毎の燃焼
の変動を受けているが、これをカルマンフィルタを介し
て取り出すと、燃焼の変動の影響を除去した、エンジン
のねじり振動、制御系の遅れによる撮動に伴う、回転数
、トルクの情報が得られる、このフィルタリングされた
情報を基に、ねじり振動、制御系の遅れによる振動を抑
止するように、エンジンの点火時期、燃料量等を制御し
て、エンジンの出力を加減する。したがって、燃焼の変
動にわずられされることなく、上記の振動を抑止するこ
とができる。

〔カルマンフィルタの適用例〕

内燃機関の分野で、カルマンフィルタを適用した例とし
ては、特開昭５９−１８２６７号がある。これは、気筒
内圧力が最大となるクランク角を求め、カルマンフィル
タで処理し、点火時期を閉ループ制御するもので、効果
としては、最大トルクが得られる点にある。しかし、振
動抑止の効果はない。

その理由は、筒内圧力には、エンジンのねじれ振動に伴
う状態の変化が直接にはあられれないためである。

本発明の効果は、振動の低減にあり、振動に関する状態
を推定するため１回転数、トルクに関する情報カルマン
フィルタで処理している。したがって、上記の公知例と
は、効果２作用が異なる。

公知例を用いて、筒内圧力を推定しても、これから回転
数、トルクの変化を推定することは困鑑である。なぜな
ら、筒内圧力から求まる図示出力がそのまま有効出力と
はなり得す、エンジンの慣性、摩擦の影響を受けて、有
効出力が変化することは周知である。

〔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。

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。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１２２点火装置１３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．記憶装ｗＲ
ＯＭＩ７．ＲＡＭｌ８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ｒ’１．”：ゝ・ 、：、↓１４を介してＣＰＵ１６に、スロットルスイッ
チ１．、／ −６の信号は、ｌ１０１５を介してＣＰＵ１６にとりこ
まれる１点火装置１３．燃料噴射弁８にはｌ１０１５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
、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＝ｆｘ−ｆ
ｌである。このＶＯをフィルタ１２５に入力し、発振器
１２２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１
２３の出力をフィルタ１２４を介し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拳が得られる。

第３図の制御回路は、フェーズロックドループ（例えば
、日立製作所製のＨＤ１４０４６集積回路）を用いて構
成されている。

第２図において、回転数センサ９の信号は、ｌ１０１５
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◆と区される。

第１図において、エンジン１のクランク軸３９の一部に
、トルクセンサ４０．クラッチ４１．変速機４２が取り
付けられている。トルクセンサ４０は、例えばストレン
ゲージ式で、トルクに比例した信号を出力する。トルク
センサ４０の出力は、Ａ／Ｄ変換器１４を介して、ＣＰ
Ｕ１６にとりこまれる。

以下、本発明の動作を第４図のフローチャートの出力Ｔ
を、ステップ４３．４４で読み込む、ステップ４５．ス
テップ４６で、’！Ｌｐ’ｊ２を求める。

ここで、ｃｌ、ａｘは定数である。

次に、ステップ４７で、ａＸを求める。ここで、ＡＸ、
Ｌｌは定数である０次にステップ４８でａｔを求める。

ここで、Ａｘ、Ｌｓは定数である。ひき続き、ステップ
４９．５０でｎ、Ｔの推定値Ｘｉ。

ｘｘを求める。状態変数に対する誤差の最小二乗平均値
で推定値で推定値が与えられ、サイクル毎の燃焼変動の
影響はｎ、Ｔから除去されている。

第５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Ｑ＆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、Ｒ″ＡＭ１８に
記憶する。ステ　□ツブ２３では、Ｔｐ＝ｋＱａ／ｎ　
（ｋは定数）の演算を行う、この結果は、ｌ１０１５の
カウンタに一一′ １回転あたりの燃料供給量はＱ−／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。あらがじめＲＯ
Ｍ１７に、Ｔデ、ｎの関数Ｔとして、θを記憶しておき
、ステップ２４でＲＯＭ１７がらθヲ読ミ出シ、ＲＡＭ
１８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、ステップ５１のｎを読込み、ステップ
２６で、ｎの積分値ｎ拳を求める。ステップ２７，２８
で、あらがじめ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、回転数の情報ｎ
、ｎｏに基づく点火時期の修正値Δθを求め、ステップ
３ｏで、点火時期を修正する。このように、最終的に求
めたθで１点火装！！１３を制御し、エンジンの出力を
加減し、回転数変動を抑止する。

Ｔを基にして、θを修正するのも、同様な手順で行われ
る。また、エンジンの出力は、点火時期１以外に、ディ
ーゼルエンジン等では、燃料量を制・ゝ〕・ 御、することによって加減できる。また、トルクのかわ
りに、筒内圧力を用いてもよい。

第６図は、本発明の実施例の場合の回転数変動ｌΔＮ１
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。路面の凹凸に
よる振動の影響も回避される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、エンジンの振動が抑止されるので、遠
路性と安定性の面立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例の構成図、第４図、第
５図は動作を説明するフローチャート図、第６図は特性
図である。 １・・・エンジン、９・・・回転数センサ、１２・・・
制御回路、１３・・・点火装置、４ｏ・・・トルクセン
サ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関の回転数、あるいは、トルクに関する情報
   を、カルマンフィルタを介して処理し、処理後の情報に
   基づき、機関の出力を制御する手段を具備したことを特
   徴とした内燃機関の制御装置。