JPS63201352A - 多気筒エンジンの制御装置 - 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、気筒別に燃焼状態を制御するようにした多気
筒エンジンの制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、多気筒エンジンの燃焼状態を制御するものと
して、例えば、特公昭６１−１６３０号公報に見られる
ように、気筒別にノックコントロールを行うようにした
技術が公知である。

多気筒エンジンの気筒間には吸気通路の形状等の原因に
よって充填量等に誤差が生じ、これに応じて燃焼状態も
変化することから、より正確な燃焼状態の制御を行うに
は気筒毎に点火時期、空燃比等の制御量を変化させる必
要がある。そして、気筒別の制御を行うためには、例え
ば、基本的な制御量もしくは補正量を各気筒別に運転状
態に対応したマツプ等に記憶することが望まれる。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のように気筒別に制御価を記憶するにつ
いて、エンジンコントロールユニットは他にも各種制御
のためのマツプ等を記憶しているものであり、大きな記
憶容量の記憶手段を必要とし、現在の記憶容量が不足す
るときにはコントロールユニットのＲＡＭの増設、パス
ラインの外部設置による耐ノイズ性の低下、Ｉ１０ボー
ト用のＬＳＩの増設等が必要となりコストが上昇する問
題がある。

しかるに、気筒別の制御量を運転領域に対応して記憶す
るための記憶領域の設定において、全運転領域で気筒別
に制ｉ琵を記憶した場合に各気筒で略同−の制御分の記
憶を行う領域が生じることになる。すなわち、エンジン
回転数の低回転領域では気筒間の充填υの差は吸気系の
形状等に大きく左右されて大きくなる一方、エンジン回
転数が上昇して高回転領域となると吸気流速が上昇する
ことなどによって気１ｌＩ１間の差が小さくなり、燃焼
状態に顕著な影響を及ぼさなくなる傾向にあることが判
明した。従って、前記のように気筒別に全運転領域の制
御量を記憶しても、特定の運転領域ではそれほど制御精
度の向上に貢献しない記憶容量が使用されていることに
なる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、エンジン制御精度を
低下させることなく記憶容量の低減を図るようにした多
気筒エンジンの制御装置を提供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） 本発明の制御装置は、気筒別に燃焼状態を検出し、その
燃焼状態を気筒別に記憶した制御量に基づいて制御する
について、エンジン低回転域では各気筒別に独立して制
御量を記憶する記憶ゾーンを設定する一方、高回転域で
は一部気筒の記憶ゾーンを削除し他の気筒について記憶
した制ｔｉｌｔｓを使用するように設定してなる記憶手
段を備えたことを特徴とするものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

多気筒エンジン１は、例えば各気筒の点火プラグ３に対
する点火時期制御により、気筒別に燃焼状態を変更制御
する燃焼状態制御手段２を備えている。上記燃焼状態制
御手段２は、点火時期制御のほか、空燃比制御、ＥＧＲ
制御、ノッキング抑制剤の供給制御等の一制御手段によ
って構成する。

また、エンジン１にはエンジンの振動等からノッキング
の発生等の各気筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手
段４を設置し、その検出信号は制御信号設定手段５に出
力される。このυ制御信号設定手段５は、燃焼状態検出
手段４の信号に基づく燃焼状態が各気筒で最適の状態と
なるように各気筒毎に制御信号を設定して例えばフィー
ドバック制ａするものであり、また、その制御において
各気筒の最適状態の制ａ針を例えば学習値として運転状
態検出手段６の信号に基づいて記憶手段７の気筒別のマ
ツプの所定記憶ゾーンに記憶する。制御信号設定手段５
は記憶手段７のマツプから運転状態に対応する記憶ゾー
ンに記憶されている気筒別の制御量を読み出し、最適制
御信号を設定して前記燃焼状態制御手段２に出力し、燃
焼状態を気筒別に制御するものである。

そして、前記記憶手段７における気筒別の制御量の記憶
は、エンジン低回転域では各気筒別に独立して制御量を
記憶する記憶ゾーンを設定する一方、高回転域では一部
気筒の記憶ゾーンを削除し他の気筒について記憶した制
御量を使用するように設定している。

すなわち、例えば、第６図に示すように、４気筒エンジ
ンの第４気筒の制御１Ｍｋ（学習値）の記憶においては
、高回転域では記憶ゾーンは設定せずに第１気筒の記憶
制御Ｓを共通に使用するものである。

（作用） 上記のような制御装置では、エンジンの燃焼状態を気筒
毎に検出して制御するについての最適状態のｌｌｌ１１
御量を記憶し、この記憶した制ｒａｍに基づいて運転状
態の変化に対応した精度のよい制御を気筒別に行う。そ
の際、前記制御Ｔの記憶を、エンジン低回転域では各気
筒別に独立して設定した記憶ゾーンに行う一方、高回転
域では一部気筒の記憶ゾーンを削除し他の気筒について
記憶した制御量を使用し、それを運転状態に対応して読
み出すようにして少ない記憶容口で気筒別の燃焼状態の
制御を精度よく行うようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。この実施例は、エ
ンジンの燃焼状態をノッキングによって検出し燃焼状態
制御手段としてエンジンの点火時期を制御するようにし
た例について示す。

多気筒エンジン１の各気筒の燃焼室１１に臨んで点火プ
ラグ３が配設され、この点火プラグ３にはディストリビ
ュータ１２を介してイグニションコイル１３からの放電
電圧が印加され、該イグニションコイル１３にはコント
ロールユニット１４からの点火信号が出力されて点火時
期が調整制御される。

一方、エンジン１の燃焼室１１に吸気弁１６の開閉に対
応して吸気を供給する吸気通路１７には、上流側から吸
入空気量を検出する吸気量センサ１８、吸気かを制御す
るスロットル弁１９、インジェクタ２０が順に介装され
ている。また、燃焼室１１からの排気ガスが排気弁２１
の開閉によって排出される排気通路２２には、触媒＠置
２３が介装されている。また、エンジン１にはノッキン
グの発生をエンジン振動等から検出するノッキングセン
サ２４が配設され、さらに、前記ディストリビュータ１
２にはクランク角を検出するクランク角センサ２５およ
び気筒判別を行うシリンダセンサ２６が設置され、これ
らの各種センサからの検出信号が前記コントロールユニ
ット１４に入力される。

そして、上記コントロールユニット１４は各種センサの
検出信号に応じて、エンジン回転数と負荷（充填量）と
から基本的な点火時期設定を行うとともに、ノッキング
発生時にはその気筒の点火時期を遅角してノッキングの
発生を抑制し、ノッキングが発生していない場合には徐
々に点火時期を進角するようにフィードバック補正値を
設定してフィードバック制御を行い、このフィードバッ
ク制御に伴う学習値をエンジン回転数と負荷（充填ａ）
の学習マツプの各記憶ゾーンに気筒毎に記憶する。実際
の点火時期の設定においては、運転状態に対応する記憶
ゾーンがある場合には上記学習マツプから学習値を読み
込み、前記基本的な点火時期とフィードバック補正値と
学習補正値とによって最終点火時期の設定を行い、この
点火時期に点火信号を出力して点火時期制御を行うもの
である。

第３図は上記コントロールユニット１４の内部構造を示
し、このコントロールユニット１４はＣＰＬＩ２８、演
算プログラムを記憶したＲＯＭ２９、学習値等を記憶す
るＲＡＭ３０、フリーランニングカウンタ３１を備える
とともに、波形整形回路３２を介してクランク角センサ
２５のクランク角信号が割り込み信号として入力される
一方、デジタルバッファ３３および入力ボート３４を介
してシリンダセンサ２６の気筒判別信号が入力され、さ
らに、アナログバッフ？３５およびＡ／Ｄコンバータ３
６を介して吸気温センサ１８の吸入空気量信号およびノ
ッキングセンサ２４のノッキング検出信号が入力される
。また、演算結果としての点火時期がＣＰｔＪ２８によ
って設定されてクランク角センサ２５のトリガ信号で作
動するＰＴＭ３７（プログラムタイマ）が設けられ、こ
のＰＴＭ３７の出力信号が出力インターフェイス３８を
介して点火信号として前記イグニションコイル１３に出
力するように構成されている。

上記コントロールユニット１４の作動を、第４図および
第５図のフローチャートに基づいて説明する。第４図は
メインルーチンで、スタート後、ステップＳ１で初期化
を行い、クランク角信号に基づ＜ＴＤＣ周期Ｔｏからエ
ンジン回転数ＮＯを計算しくＳ２）、吸気量センサ１８
の出力から吸入空気ｔｉＱａを読み込む（Ｓ３）。そし
て、ステップＳ４で上記エンジン回転数Ｎｅと吸入空気
量Ｑａとから負荷に相当する充填ｆｆ１ｃｅを計算し、
ステップＳ５でエンジン回転数Ｎｅと充填ＩＣｅとの基
本マツプから基本点火時期Ａｂを計算する。

ステップＳ６は運転状態がノックゾーンにあるか否かを
前記充填量Ｃｅの値によって判定し、ノックゾーンにあ
るＹＦ３時には、ステップＳ７でノックコントロールフ
ラグＦｋを１にセットした侵、エンジン回転数Ｎｏと充
填量Ｃｅのゾーンマツプから現在の学習ゾーンＺｊｋを
求める（Ｓ８）。

上記ゾーンマツプは、エンジン回転数Ｎｅについては０
〜７０００ｒｌ）ｌの領域を１１０００ｒｆ）毎に７区
分（ｊ＝１〜７）に分割する一方、充填量Ｃｅについて
は３００〜５００ｃｃの領域を５０ｃｃ毎に４区分（ｋ
＝１〜４）に分割して２８区画のゾーンＺｊｋに設定し
ている。そして、このゾーンＺｊｋに対応してステップ
Ｓ９〜３１６で各気筒の学習補正値Ａｓｉを第６図に示
す学習マツプから読み込むものであ　゛る。この学習マ
ツプは前記ゾーンマツプに相当する各ゾーンを、エンジ
ン回転数Ｎｅが３０００ｒｐ−以下で充填量Ｃｅが４０
０ｃｃ以下の低回転低充填ｍ域■と、エンジン回転数Ｎ
１３が３０００ｒｐｍ以下で充填Ｉｃｅが４００ＣＣ以
上の低回転低充填１域■と、エンジン回転数Ｎｅが３０
００ｒｐｍ以上で充填Ｉｃｅが４００ｃｃ以下の高回転
低充填量減■と、エンジン回転数Ｎｅが３０００ｒｐｍ
　ＩＸ上で充填Ｉｃｅが４００ＣＣ以上のへ回転高充填
Ｑ域■とに区分されて記憶特性が各気筒で異なる。第１
気筒は（Ａ＞のように上記名城■〜■でそれぞれのゾー
ンに学習値を記憶する。一方、第２気筒および第３気筒
では（Ｂ）および（Ｃ）のように低回転高充填＠域■に
ついてのみ各ゾーンに学習値を記憶し、低充填ω域■。

■については非学晋ゾーンとして学習制御は行わず、高
回転高充填口域■は第１気筒の学習値を使用する。また
、第４気筒は（Ｄ）のように低回転域１．ＩＩについて
のみ各ゾーンに学習値を記憶し、高回転域■、■につい
ては第１気筒の学習値を使用するものである。

なお、上記例では低充填ω域１．ｍにおいては第２およ
び第３気筒の充填量が第１および第４気筒の充ＶＡ量よ
り小さくなる特性があるエンジンを対象とし、この低充
Ｉａ場域では第２．第３気筒についてはノッキングが発
生する可能性のない状態であることから非学習ゾーンと
したものである。

また、ゾーンマツプはＲＯＭ２９に記憶され、各気筒の
学習マツプはＲＡＭ３０に記憶される。

続いて、ステップＳ９はエンジン回転数Ｎ（３が３００
０ｒｐｆｌｌ、未満の低回転域か否かを判定し、ステッ
プＳ１０は低回転域で充Ｉｇ４伊Ｃｅが４００ＣＣを越
える高充ａｎ域か否かを判定し、ステップ８１１は高回
転域で充填量Ｃｅが４００ｃｃを越える高充填量域か否
かを判定するものである。そして、これらの判定に基づ
き低回転低充填１域■の場合にはステップ８１２に進ん
で第１，４気筒の現学習ゾーンに対応する学習値１　ｉ
ｊｋをそれぞれの学習マツプから読み込み、第１，４気
筒の学習補正値Ａｓｉとする。低回転低充填１域■の場
合にはステップＳ１３に進んで各気筒の現学習ゾーンに
対応する学習値しｉｊｋをそれぞれの学習マツプから読
み込んで、各気筒の学習補正値Ａｓｉとする。九回転低
充填量域■の場合にはステップ８１４に進んで第１気筒
の学習マツプから現学習ゾーンに対応する学習ｆａ　Ｌ
　１ｊｋを読み込んで、第１，４気筒の学習補正値Ａｓ
ｉとする。高回転高充ｗＡｍ域■の場合にはステップ８
１５に進んで第１気筒の学習マツプから現学習ゾーンに
対応する学習値Ｌ　ｌｊｋを読み込んで、第１〜４気筒
の学習補正値ＡＳ１とする。

さらに、低充填ω域Ｉ、ＩでステップＳ１２および８１
４に進んだ場合には、ステップ８１６で第２．３気筒の
学習補正値ＡＳｉをＯにクリアする。

一方、前記ステップＳ−６の判定がＮｏでノックゾーン
にない場合には、ステップ８１７に進んでノックコント
ロールフラグＦｋをＯにクリアするとともに、学習補正
値ＡｓｉをＯにクリアする（８１８）。

次に、第５図はインターラブドルーチンであり、前記ク
ランク角センサ２５から上死点後６０°毎に入力される
信号によってスタートし、ステップ８１９で割り込み時
刻ＴＩを７リーランニングカウンタ３１から読み込み、
前回の時刻Ｔ２とからクランク角が１８０°回転するＴ
ＤＣ周期Ｔｏの計算を行い（８２０＞、前回の割り込み
時刻Ｔ２を更新する（８２１）。

ステップ８２２は前記メインルーチンのノックコントロ
ールフラグＦｋからノックゾーンか否かを判定するもの
であり、ノックゾーンにあるＹＦ３時にはステップ８２
３でノック強度１ｋをノッキングセンサ２４から読み込
む一方、ノックゾーンにないＮｏ時にはステップ８２４
でフィードバック補正値Ａ　ｆｂｉを０にクリアする。

ステップ８２５はノック強度１にの検出があるか否かに
よってノッキング発生の有無を判定するものであり、ノ
ッキングが発生したＹＥＳ時にはステップ８２６で現気
筒のフィードバック補正量Ａ　ｆｂｉをノック強度１ｋ
に応じて遅角修正（Ｃｒは係数）するとともに、現気筒
の非ノツクカウンタＣｗｉをクリアする（８２７）。そ
して、ステップ８２８で学習条件か否かをノック強度１
ｋが所定値１ｋｏ以上で大きなノッキングの発生があっ
たか否かによって判定し、学習条件を満たすＹＥＳ時に
は、ステップ８２９で現気筒の学習補正値Ａｓｉをフィ
ードバック補正値Ａｆｂｉに応じて遅角修正し、ステッ
プＳ３６で気筒判別し、ステップＳ３７および８３８で
学習値の更新を行う。なお、ノック強度１ｋが小さく学
習条件を満たさないステップ８２８のＮＯ判定時には、
学習値の遅角更新は行わない。

一方、前記ステップ８２５の判定がＮｏでノッキングが
発生していない場合には、ステップＳ３０に進んで現気
筒のフィードバック補正値Ａｆｂｉを所定値進角修正す
るとともに、ステップ８３１で過去に該当ゾーンにおい
てノックの発生があったか否かを学習値１　ｉｊｋによ
って判定し、この判定がＹＥＳの時には現気筒の非ノツ
クカウンタＣｗｉをインクリメント（８３２）Ｌ、た侵
、ステップ８３３で非ノツクカウンタＣｗｉが所定値３
００より大きい学習条件か否かを判定し、学習条件を満
たすＹＥＳ時には、ステップ８３４で現気筒の学習補正
値ＡＳｉを所定値進角修正し、現気筒の非ノツクカウン
タＣｗｉをクリア（８３５）Ｌ、た後、前記ステップ８
３６〜８３８で学習値の更新を行う。

なお、カウンタ値Ｃｗｉが小さく学習条件を満たさない
場合には、学習値の進角更新は行わない。

上記のようにフィードバック補正値Ａ　ｆｂｔおよび学
習補正値Ａｓｉを求めた後、ステップ８３９でシリンダ
センサ２６の信号による入力ボート３４がハイか否かに
基づいて第１気筒か否かの判定を行い、第１気筒の場合
には気筒番号ｉを１に初期化しく８４０）、第１気筒以
外の場合には順に気筒番号ｉを更新する（８４１）。そ
して、ステップ８４２で最終点火時期Ａ（上死点前進角
度）を基本点火時期Ａｂ、フィードバック補正値Ａ　ｆ
ｂｉおよび学習補正値Ａｓｉとによって計算し、ステッ
プＳ４３でクランク角信号がローレベルとなる上死点前
９０゛から上記最終点火時期Ａとなるまでの時間Ｔｃ　
　（通電時間）を計算し、この通電時間ＴｃをＰＴＭ３
７にセットしく８４４）、上死点前９０°におけるクラ
ンク角信号をトリガーとしてＰＴＭ３７が作動し、設定
時間ＴＯ後に点火信号を出ツノするように制御するもの
である。

上記のようなノッキングの発生に応じた気筒別のフィー
ドバック制御および学習制御によって、ノッキングの発
生を最適点火状態を確保しつつ抑制するものであり、一
部気筒の学習値の共通化および非学習ゾーンの設定によ
り学習マツプの記憶ゾーンを削除し、制御精度を低下す
ることなく必要な記憶容量の低減を図っている。

なお、ｔＡ　ｆｉｌにおける学習条件、更新値等は上記
実施例のほか必要に応じて適宜設定変更される。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、多気筒エンジンの燃焼状
態を気筒毎に検出し、燃焼状態を制ｇａするについて最
適状態の制御量の記憶を、エンジン低回転域では各気筒
別に独立して設定した記憶ゾーンに行う一方、高回転域
では一部気筒の記憶ゾーンを削除し他の気筒について記
憶した制ｍｕを使用し、それを運転状態に対応して読み
出１ようにしたことにより、少ない記憶容量で各気筒の
燃焼状態の制御を精度よく行うことができ、制ａｌｌ精
度を低下させることなく必要とする記憶容量の低減が図
れ、コスト面、耐ノイズ性等の面で有利となるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は本発明の具体例を示す全体構成図、第３図はコ
ントロールユニットの内部構成を示すブロック図、 第４図はメインルーチンを示すフローチャート図、 第５図はインターラブドルーチンを示すフローチャート
図、 第６図は各気筒の学習マツプの設定例を示す説明図であ
る。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・燃焼状態制御
手段、４・・・・・・燃焼状態検出手段、５・・・・・
・制御信号設定手段、６・・・・・・運転状態検出手段
、７・・・・・・記憶手段、１４・・・・・・コントロ
ールユニット、２４・・・・・・ノッキングセンサ、３
０・・・・・・ＲＡＭ。 第６ φ）１戦箱 （Ｃ）３九箇 充４儀Ｃ。 （Ｂ）２帆笥 （Ｄ）４代績 り積’１４　Ｃｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　気筒別に燃焼状態を検出し、その燃焼状態を気
   筒別に記憶した制御量に基づいて制御するようにした多
   気筒エンジンの制御装置において、エンジン低回転域で
   は各気筒別に独立して制御量を記憶する記憶ゾーンを設
   定する一方、高回転域では一部気筒の記憶ゾーンを削除
   し他の気筒について記憶した制御量を使用するように設
   定してなる記憶手段を備えたことを特徴とする多気筒エ
   ンジンの制御装置。