JPS63111262A - エンジン制御装置 - 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〕 本発明はエンジンの複数のパラメータに応じて燃料噴射
量や点火時期などを制御するエンジン制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来、熱線式の空気流量検出装置によってディジタル的
にエンジンの吸入空気流量を検出するものが知られてい
る（例えば、特開昭６０−２５２１３９号公報）。そし
て、このものにおいては、空気ｆＬ量センサ信号のパル
ス時間幅τからエンジン１回転当たりの吸入空気量〇／
Ｎを、多項式近似を表現する回転数に関する複数の関数
としてそれぞれ１次元マツプに記ｔα設定するものであ
り、回転数Ｎから上記複数の関数を１次元マツプから読
み出して補間演算し、これら関数及びパルス幅に基づい
て噴射時間幅を算出していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来のものでは、マツプデータ数が
多く、プログラムワード数が多くなり、Ｇ／Ｎの演算が
複雑になるので、演算時間も長くなるという問題がある
。

そこで、パルス幅でとエンジン回転数とを入力として２
次元マツプによりＧ／Ｎを読み出すことも考えられるが
、２次元マツプに記憶するＧ／Ｎのデータの変化範囲が
広く、補間演算時などに２バイト長の精度を必要とし、
演算時間も充分に短縮できないという問題があった。

そこで、本発明は２次元マツプを用いて短いバイト長、
かつ少ないワード数で、演算時間も少なくすることを目
的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は、第１図に示すごとく、エンジンの第
１、第２の運転パラメータを検出する第１、第２のエン
ジンパラメータ検出手段と、前記第１のエンジンパラメ
ータ検出手段の出力にオフセント値を加算するオフセッ
ト値加算手段と、このオフセット値加算手段の出力と前
記第２のエンジンパラメータ検出手段の出力とを入力と
してあらかじめ２次元マツプで記憶されている制御デー
タを読み出す第１、第２の２次元マツプ手段と、前記オ
フセット値加算手段の出力に応じて前記第１、第２の２
次元マツプ手段を選択する２次元マツプ選択手段と、前
記第１、第２の２次元マツプの出力データに応じてエン
ジンを制御するエンジン制御手段とを備え、前記オフセ
ット値加算手段により加算されるオフセット値は、前記
オフセット値加算手段の出力が中間部分の所定値のとき
に前記第２のエンジンパラメータ検出手段の出力の変化
にかかわらず前記第１、第２の２次元マツプ手段の記憶
データが一定となる値に設定され、前記第１、第２の２
次元マツプ手段は前記オフセット値加算手段の出力が前
記所定値となるところでデータが区分されているエンジ
ン制御装置を提供するものである。

〔１作用〕 これにより、第１のエンジンパラメータ検出手段の出力
にオフセット値加算手段によりオフセット値を加算して
、オフセット値加算手段の出力が中間部分の所定値のと
きに第２のエンジンパラメータ検出手段の出力の変化に
かかわらず第１、第２の２次元マツプ手段の記憶データ
が一定となる値に設定し、第１、第２の２次元マツプ手
段の各２次元マツプに記憶されるデータをオフセット値
加算手段の出力が前記所定値となるところで区分し、第
１、第２のエンジンパラメータ検出手段の各出力に応じ
て第１、第２の２次元マツプ手段の各２次元マツプにあ
らかじめ記憶された制御データが２次元マツプ選択手段
によって選択されて読み出され、この読み出された制御
データによってエンジン制御手段によりエンジンを制御
する。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。第２
図は本発明装置の第１実施例を示すもので、この制御シ
丸テムではエンジン１）の運転状態に対応じて、燃料の
噴射量を電子的に制御しているものである。すなわち、
エアフィルタ１２からの吸入空気は吸気管１３を介して
吸入されるもので、アクセスペダル１４で駆動されるス
ロットル弁１５部分を通って、上記エンジン１）の各気
筒に対して供給される。上記吸気管１３の内部には、熱
式の空気流量検出装置１６を構成する感温素子１７が配
置設定されている。この感温素子１７は、電流によって
加熱制御され、その温度によって抵抗値の変化する温度
特性を持った例えば白金線等でなるヒータによって構成
されている。

そして、この空気流量検出装置１６からの検出信号は、
マイクロコンピュータによって構成され、エンジン制御
処理装置を含むエンジン制御ユニット１８に対して供給
されるものであり、また上記ａ’ｌｆｎ素子１７はこの
制御ユニット１８からの指令によって加熱制御されるよ
うになっている。このエンジン制御ユニッ）１８に対し
ては、その他にエンジン１）の回転状態を検出する回転
速度検出装置１９からの検出信号、特に図では示してな
いがエンジン１）の冷却水温検出信号、空燃比検出信号
等が、運転状態検出信号として供給されている。そして
、これら検出信号に対応じて、その時のエンジン１）の
運転状況に最も適合した燃料噴射量を算出し、エンジン
１）の各気筒にそれぞれ対応設定されるユニットインジ
ェクタ２０ａ、２０ｂ、・・・に対して、燃料噴射時間
設定信号として供給し、その開弁時間を指令設定して噴
射される燃料量を設定制御するものである。

２１ａ、２１ｂ、・・・は各インジェクタ２０ａ。

２０ｂへの過電流を防ぐレジスタである。

上記エンジン１）の各気筒に対してそれぞれ設けられた
インジェクタ２０ａ、２０ｂ、・・・に対しては、ツユ
エルポンプ２２によって燃料タンク２３から取り出され
る燃料が、分配器２４を介して分配供給されている。こ
こで、上記分配器２４に対して供給される燃料の圧力は
、プレッシャレギュレータ２５によって吸気管圧力に対
し一定に制御されているもので、上記演算算出されるイ
ンジェクタ部の開弁時間によって、噴射燃料量が正確に
設定制御されるようになっている。

上記エンジン制御ユニット１８は、イグナイタ２６に対
しても指令を与え、ディストリビュータ２７を介して、
各気筒にそれぞれ設けられる点火プラグ２８ａ、２８ｂ
、・・・に対して点火１３号を分配供給し、前記運転状
態の検出信号に対応した、運転状況に適合するエンジン
１）の運転制御を実行させるようにしているものである
。

第３図は上記のようなエンジン制御システムにおいて使
用されている空気流量検出装置１６の感温素子１７を取
り出して示しているもので、セラミックボビン１７１に
対して温度特性を有する抵抗線として白金抵抗線１７２
を巻回設定する。このボビン１７１の両端部分には、そ
れぞれ良導電体でなるシャフト１７３，１７４を支持軸
として突設し、このシャフト１７３，１７４はそれぞれ
良導電体でなるピン１７５，１７６で支持設定するもの
で、このピン１７５．１７６を介して抵抗線１７２に対
して加熱電流が供給されるようにしている。このように
構成される感温素子１７の抵抗線１７２部分は、吸気管
１３の内部で通過する空気流に対してさらされるように
設定されている。

第４図は上記感温素子１７の他の例を示すもので、温度
特性を有する発熱体となる抵抗線１７２は、絶縁体から
なる膜１７７に対して印刷配線等によって形成し、この
膜１７７を絶縁体でなる支持基板１７８で支持設定する
。そして、この基板１７８の面に対して上記抵抗線１７
２に接続設定される配線１７９ａ、１７９ｂを形成し、
上記抵抗線１７２に対して加熱電流が供給されるように
しているものである。

第５図は上記のようにして使用される空気流量検出装置
１６の回路構成を示したもので、吸気管１３の内部には
前述したように感温素子１７が固定設定され、さらにこ
の吸気管１３の内部には補助感温素子３０が設定されて
いる。この補助感温素子３０は、上記感温素子１７と同
様に白金等の温度特性を有する抵抗線によって構成され
るもので、吸気管１３の内部を通過する空気の温度に対
応じてその抵抗値が設定され、空気温度測定手段として
用いられるものである。そして、この両感温素子１７お
よび３０と、固定の抵抗３１および３２とによってブリ
フジ回路を構成するもので、感温素子１７および３０そ
れぞれと、抵抗３１および３２のそれぞれ接続点は、コ
ンパレータ３３の入力端子部に接続して、感温素子１７
の温度変化状態を検出するようにしている。

すなわち、感温素子１７に対して加熱電流が供給され、
その温度が補助感温素子３０で検出された空気温度に対
しである特定された温度差以上に上昇した時に、コンパ
レータ３３からの出力信号が立ち上がるようになるもの
で、このコンパレータ３３からの出力信号によってフリ
ップフロップ回路３４をリセットするようにしている。

この場合、このフリップフロップ回路３４は、前記エン
ジン１）の制御ユニット１８に対して供給される回転速
度検出装置１９からの回転同期信号に対応した回転同期
信号によってセット制御される。すなわち、このフリッ
プフロップ回路３４はエンジン１）の回転に同期する状
態でセット制御され、感温素子１７の特定温度状態まで
のＡｙｌ上昇に対応じてリセット制御され、このセット
およびリセット動作に対応じてパルス波形状の信号を発
生するようになる。そして、このフリップフロップ回路
３４からのセット時出力信号は、バッファアンプ３５を
介してパルス幅の制御された出力信号として取り出すよ
うにする。

トランジスタ３６は上記感温素子１７．３０を含むブリ
ッジ回路に対する電源を、上記フリップフロップ回路３
４の状態に対応じてパルス状に断続制御する。この場合
、基準電圧設定回路３７からの基準電圧の供給される差
動アンプ３８によって、上記ブリッジ回路に対する電圧
を監視し、この差動アンプ３８の出力信号によって上記
トランジスタ３６のベース電位を制御し加熱電流電位を
７１設定している。そして、このトランジスタ３６はト
ランジスタ３９の導通状態でそのベースが接地電位に設
定され、またその非導通状態でトランジスタ３６が導通
状態に設定されて上記ブリッジ回路に対して加熱電流を
供給制御するようになる。そして、このトランジスタ３
９のベースに対しては、上記フリップフロップ回路３４
のす七ノド状態での出力信号を供給し、フリ、ブリッジ
回路３４のセット状態で上記加熱電流が供給設定される
ようにしているものである。

すなわち、上記のように構成される装置にあって、エン
ジン１）の回転に同期する信号が第６図（Ａ）に示す状
態で発生されたとすると、ごの信号に対応じてフリップ
フロップ回路３４がセットされ、この回路３４からの出
力信号は同図の（Ｂ）に示すように立上がる。そして、
この信号の立上がりに対応じてトランジスタ３６がオン
状態に設定され、感温素子１７に対して加熱電流が供給
されるようになるもので、この加熱電流に対応じて感温
素子１７の温度が同図（Ｃ）に示すように上昇する。

このようにして、感温素子１７の温度が上昇してその抵
抗値が上昇して、その端子電圧が補助感温素子３０で設
定される電位よりも下降する状態となると、コンパレー
タ３３からの出力信号が同図（Ｄ）に示すように立上が
り、フリップフロップ回路３４をリセットするようにな
る。

すなわち、感温素子１７に対する加熱電流が一定の状態
にあるときは、吸気管１０内の空気流量に対応した状態
で感温素子１７の温度が上昇するものであり、したがっ
てフリップフロップ回路３４のセット時よりリセットさ
れるまでの時間間隔は、上記空気流量に対応する状態と
なる。すなわち、このフリップフロップ回路３４のセッ
トされている時間間隔は、吸入空気流量に対応するもの
であり、このフリップフロップ回路３４のセットおよび
リセットに対応じて発生されるパルス状の信号の時間幅
は、上記空気流量に対応する状態となる。すなわち、上
記（８）図に示すフリップフロップ回路３４の出力信号
は、空気流量検出信号となるもので、この信号は時間幅
Ｔ、周期Ｔｓで表現されるものである。この信号がこの
空気流量測定装置１６の出力信号としてエンジン制御ユ
ニット１８に対して供給され、燃料供給量の演算制御に
対して使用されるようになるものである。

第７図はエンジン制御ユニッ１−１８におけるエンジン
制御のメインルーチンのベース処理の流れの状態を示し
ているもので、まずパワーオンの状態でリセット制御さ
れ、ステップ１０１で初期化が実行される。このように
初期状態が設定された状態で、ステップ１０２でエンジ
ン１）に関連する検出手段から冷却水温、空気温度、排
気ガス中の酸素濃度、バッテリ電圧のアナログ状態の検
出信号を検出しディジタル人力処理を施す。そして、ス
テップ１０３で上記検出信号に対応じて各種補正量を算
出して、演算算出される例えば燃料噴射時間幅の補正演
算に対して供されるようにするものである。

第８図はエンジン運転状態に対応する燃料噴射量、具体
的には燃料噴射時間幅を求める手段を説明するフローチ
ャートを示すもので、エンジンの回転に対応する信号、
例えば点火（ＩＣ）信号に対応じて割込みが実行される
ものである。

まず、ステップ２０１でフリーな状態で計数駆動されて
いるカウンタの計数値ｔ、を上記ＩＧ倍信号対応じて読
取り、前回のｌＧ倍信号読取られた計数値１．／と比較
して、エンジンが所定角度回転する時間ＴＩＭＴＶＬを
算出する。

次に、空気流量測定装置１６よりの出力パルスＴをステ
ップ２０２で算出し、ステップ２０３で上記ＴＩＮ？Ｖ
Ｌを入力として、第９図に示すごとくこのＴＩＮＴＶＬ
に対応するオフセット値（ＴＯＦＳ）があらかじめ記憶
された１次元マツプよりＴ。Ｆ。

を読み出し、このＴ。ＦＳを補間計算によって算出する
。

次のステップ２０４では上記ＴにＴ。Ｆ、を加算してＴ
＋Ｔｏ、、を算出する。ここで、ＴＩＮＴＶＬと’ｌ’
　＋　Ｔ　ｏ　ｖ　ｓとを入力として、エンシフ１回転
当たりの吸入空気量Ｇ／Ｎを２次元マツプより求める場
合に、第１）図に示すごとく、Ｇ／Ｎ＝１．０（ｇ／ｒ
ｅｖ）でＴ＋５ｔｖｔの変化に関係なく、Ｔ＋ＴＯＦＳ
が一定値ＴＭ　　（８ｍｓ）となるように、第９図の１
次元マツプにはＴＩＮＴＶＬに対応するＴ。Ｆ５があら
かじめ記４ｇされている。

次に、ステップ２０５において、Ｔ十Ｔ。Ｆ、がＴ９よ
り大きいか否かを判断し、小さいときにはステップ２１
）に進み、大きいときにはステップ２０７に進む。ステ
ップ２１）では、第１２図に示すごとく、第１）図の２
次元マツプをＴ＋ＴｏＦ。

−８ｍ５で２分したもののうち、Ｔ＋Ｔ（ＩＦｓが８ｍ
ｓ以下であって、Ｇ／Ｎが１．０以下となるデータが記
憶されている２次元マツプｌより、ＴＩＮＴＶＬとＴ＋
ＴＯＦＳ　とを入力としてＧ、／Ｎ％読み出し、このＧ
／Ｎを補間計算によって算出した後、ステップ２０９へ
進む。

また、ステップ２０７では、第１３図に示すごとく、第
１）図の２次元マツプをＴ　＋　Ｔ　ｏＦｓ　−８ｍ５
で２分したもののうち、Ｔ　＋　Ｔ　ＯＦ　Ｓが８ｍ以
上であって、Ｇ／Ｎが１．０以上となる値より１．０を
引いたデータが記憶されている２次元マツプ２より、Ｔ
ＩＮＴＶＬとＴ＋　Ｔ　ＯＦ　Ｓとを人力としてＧ／Ｎ
−１を読み出し、このＧ／Ｎ−１を補間計算によって算
出した後、ステップ２０８に進む。このステップ２０８
では、ステップ２０７により算出されたＧ／Ｎ−１に１
を加算してＧ／Ｎを求めた後、ステップ２０９に進む。

本実施例でＴとＴＩＩＩＶＬとを入力してＧ／Ｎを２次
元マツプより求めるのは、第１０図に示すごとく同−Ｇ
／ＮにおけるＴＩＩＩＶＬとＴとの関係が直線に近くる
ため、Ｇ／Ｎの補間誤差が小さくなり、２次元マツプ記
憶値の中間でエンジンを運転する場合においても、Ｇ／
Ｎの出力誤差が小さくなるためである。

ところで、エンジンのＧ／Ｎの範囲が０〜１．６（ｇ／
ｒｅｖ）あり、かつ、Ｇ／Ｎの最小ビット精度（ＬＳＢ
）を４　Ｘ　１００−３（／ｒｅｖ　）以下にしたい時
、８ビツトのマイクロコンピュータで演算する場合、１
バイト長で計算すると、 す、要求を満たせない。しかし、２次元マツプを２分割
した場合は、Ｇ／　Ｎ　＝　０−１．０　（ｇ　／ｒｅ
ｖ　）１．０ の範囲ではＬ　Ｓ　Ｂ　＝＝＝３．９　Ｘ　１０−’　
Ｃｇ／ｒｅｖ　）となり要求を満たすことができる。も
ちろん、Ｇ／　Ｎ　＝１．０　”１．６　（ｇ　／ｒｅ
ｖ　）の範囲では変化範囲が０．６　ｇ　／ｒｅｖであ
り、ＬＳＢ＝３．９　Ｘ　１０−’（ｇ／ｒｅｖ）のま
まで可能となる。

次にステップ２０９で基本噴射時間τ、をτ８＝Ｋ　（
Ｇ／Ｎ）の式により求める。次のステップ２１０では前
記メインルーチンで求めた補正量に対応じて基本噴射時
間τ３の補正を行い、実際の燃料噴射時間τ１を算出す
る。

なお、上述した実施例では、空気量信号とエンジンの回
転時間との２次元マツプからエンジン１回転当りの空気
量を算出するものについて述べたが、空気量信号とエン
ジンの回転時間との２次元マツプから基本燃料噴射パル
ス幅を直接算出するようにしてもよく、その他の２次元
マツプを用いたエンジン制御データの算出においても、
求めるデータがほぼ１／２近くにおいて一定値となる様
にオフセット値を加算することで、２バイト長の精度が
必要であったものが、１バイトデータで精度の確保が可
能となり、バイト数の低減と演算時間の短縮ができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、２つの２次元マツ
プにデータを中間部分で分けて記憶することができるか
ら、２次元マツプを有効に用いて短いバイト長、かつ少
ないワード数で、演算時間も少なくすることができると
いう優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特許請求の範囲対応図、第２図は本発
明装置の一実施例を示す部分断面構成図、第３図及び第
４図は第２図図示装置における空気流量検出装置の感温
素子をそれぞれ示す斜視図、第５図は第２図図示装置に
おける空気流１検出装置の電気回路図、第６図は第５図
図示回路の作動説明に供する各部波形図、第７図及び第
８図は第２図図示装置におけるマイクロコンピータのメ
インルーチン及び燃料噴射量算出ルーチンを示すフロー
チャート、第９図〜第１３図は第２図図示装置における
オフセット値、回転時間とセンサ出力パルス幅とに対す
るＧ／Ｎ値及びＧ／Ｎのマツプ記憶値特性図である。 １）・・・エンジン、１６・・・空気流量検出装置、１
８・・・エンジン制御ユニット、１９・・・回転速度検
出装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンの第１、第２の運転パラメータを検出
   する第１、第２のエンジンパラメータ検出手段と、前記
   第１のエンジンパラメータ検出手段の出力にオフセット
   値を加算するオフセット値加算手段と、このオフセット
   値加算手段の出力と前記第２のエンジンパラメータ検出
   手段の出力とを入力としてあらかじめ２次元マップで記
   憶されている制御データを読み出す第１、第２の２次元
   マップ手段と、前記オフセット値加算手段の出力に応じ
   て前記第１、第２の２次元マップ手段を選択する２次元
   マップ選択手段と、前記第１、第２の２次元マップの出
   力データに応じてエンジンを制御するエンジン制御手段
   とを備え、前記オフセット値加算手段により加算される
   オフセット値は、前記オフセット値加算手段の出力が中
   間部分の所定値のときに前記第２のエンジンパラメータ
   検出手段の出力の変化にかかわらず前記第１、第２の２
   次元マップ手段の記憶データが一定となる値に設定され
   、前記第１、第２の２次元マップ手段は前記オフセット
   値加算手段の出力が前記所定値となるところでデータが
   区分されているエンジン制御装置。
2. （２）　前記第２の２次元マップ手段の記憶データは前
   記一定となる値を減算した値があらかじめ２次元マップ
   に記憶され、この２次元マップより読み出された値に前
   記一定となる値を加算して出力するものである特許請求
   の範囲第１項記載のエンジン制御装置。
3. （３）　前記第１のエンジンパラメータ検出手段はエン
   ジンが所定角度回転する時間を検出する回転時間検出手
   段であり、前記第２のエンジンパラメータ検出手段はエ
   ンジンの吸入空気流中に配置される感温素子を有しこの
   感温素子に対してエンジンの回転に同期する信号に対応
   して加熱電流を供給し前記感温素子の特定値までの温度
   上昇に対応する時間幅のパルス状出力信号を発生する空
   気流量検出装置よりなり、前記第１、第２の２次元マッ
   プ手段はデータとしてエンジン１回転当たりの吸入空気
   流量が記憶されている特許請求の範囲第１項記載のエン
   ジン制御装置。
4. （４）　前記オフセット値加算手段により加算されるオ
   フセット値は、前記オフセット値加算手段の出力が中間
   部分の所定値のときに前記回転時間検出手段の出力の変
   化にかかわらず前記第１、第２の２次元マップ手段の記
   憶データが１ｇ／ｒｅｖとなる値に設定され、前記第１
   の２次元マップ手段には前記１ｇ／ｒｅｖ以下のデータ
   が２次元マップに記憶され、前記第２の２次元マップ手
   段には前記１ｇ／ｒｅｖ以上のデータが１ｇ／ｒｅｖを
   減算した値で２次元マップに記憶されていて、この２次
   元マップより読み出された値に前記１ｇ／ｒｅｖを加算
   して出力するものである特許請求の範囲第３項記載のエ
   ンジン制御装置。