JPS63268957A - エンジンの制御 - 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、エンジンの回転速度を所定回数サンプリング
して、その統計的処理によってエンジンの不整回転状態
に対応するラフネス値を求め、このラフネス値に基づい
て空燃比制御等の制御値を制御するようにしたエンジン
の制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの不整運転状態を抑制するために、
例えば、エンジンの振動、回転速度等からラフネス値を
求め、このラフネス値が目標値となるように空燃比、点
火時期等のエンジンの制御値をフィードバック制御する
ようにしたいわゆるラフネス制御の技術が知られている
（例えば、特開昭５９−４６３５２号公報参照）。

上記のようなラフネス制御は、一般的には、所定回数の
サンプリング値を統計処理によって分散値もしくはｅＡ
＊偏差等のラフネス値を求めて、現状の運転性に相当す
るラフネス値と目標の運転性に相当する目標値との差に
応じて運転性をある一定レベルに保つように制御するも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のようなラフネス制御においては、運転
性を正確に把握して人間の官能に近い評価をするために
はサンプリング回数を多くする必要があるが、このサン
プリング回数が多いということは制御周期（サンプリン
グ周期）が艮くなり、例えばアイドル域で１０ＳｅＣ１
ｆ１度必要であり、このサンプリング時には前回のサン
プリングに基づくラフネス値によって制御ｉｌｌシてい
ることになる。

そして、定常時においては制御にハンチングが生じるこ
となく良好な制御特性が得られるが、ラフネス値と目標
値とが大きく離れた場合に、オーバーシュートなどを発
生し、運転性をある一定レベルに保つまでに時間がかか
る問題を有する。

すなわち、例えば、ラフネス制御開始時もしくは失火発
生時等の不整回転状態には、そのサンプリングによりラ
フネス値は目標値から大きくずれることになるが、この
ラフネス値に基づいて空燃比のリッチ修正等を行った場
合に、次の制御周期となるまでに上記ラフネス値による
制御で不整回転状態がＪ３さまっても、所定サンプリン
グ回数となるまではそのままの制御が継続されて空燃比
がリッヂ側に移行し過ぎてオーバーシュートが発生する
ことになる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、ラフネス制御におけ
る制御安定性を確保しつつラフネス値変動時の応答性を
向上してオーバーシュート等の発生を防止するようにし
たエンジンの制ｗ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） 本発明の制卸装置は、エンジン回転速度の所定回数のサ
ンプリングによりラフネス値を求め、このラフネス値に
応じて次のエンジン回転速度のサンプリングの間、エン
ジンの制御値を制御するについて、上記ラフネス値が目
標値より所定値以上ずれたときのサンプリング回数を、
所定値未満の場合のサンプリング回数より小さな値に設
定するサンプリング回数設定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機能ブロック図
であり、エンジン１はその空燃比、点火時期等の制御値
を制御する運転状態制御手段２を備えている。

一方、エンジンにはその回転速度を検出する回転速度検
出手段３を設け、該回転速度検出手段３はサンプリング
回数設定手段４によって設定された所定回数の回転速度
を検出する。この回転速度検出手段３の検出信号はラフ
ネス値演算手段５に出力され、サンプリング数に応じた
検出値を統計的に処理して分散値等を求めて現在の運転
状態すなわち不整回転状態を示すラフネス値を演算する
。

このラフネス値演算手段５で求めたラフネス値は、目標
値設定手段６によって設定される目標値とともに比較手
段７に出力されて両値の比較を行う。

そして、比較手段７からラフネス値と目標値の偏差に応
じた信号が制御量設定手段８に出力され、この制御量設
定手段８では、上記偏差に対応して設定した制御信号を
前記運転状態制御手段２に出力して、ラフネス値が目標
値に合致するようにエンジンの制御値を制御して所定の
運転状態とするものである。

また、前記比較手段７からサンプリング回数設定手段４
に信号を出力し、ラフネス値が目標値から所定値以上に
大きくずれた場合には、前記回転速度検出手段３による
サンプリング回数を小さな値に設定するものである。

（作用） 上記ような制御ｌｌ装置では、通常の１ｉｌｌ　２状態
では制御安定性を得るために比較的大きな値にサンプリ
ング回数を設定し、所定回数のリンブリングを行って回
転速度を検出してラフネス値を演算し、目標値と比較し
た偏差に対応して運転状態を制御し、ハンチングの発生
を防止して制御Ｏ安定性を高めるものである。そして、
この目標値に対して検出したラフネス値が所定値以上大
きな値となると、サンプリング回数を小さく設定し、目
標値に対するラフネス値の変化状態を短い周期で検出し
、目標値に対する収束性を高め、オーバーシュートの発
生を防止するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体栢成図である。

多気筒エンジン１（４気筒エンジン）には、吸気通路１
１に燃料を噴射供給するインジェクタ１２が配設され、
シリンダヘッド１３には点火プラグ１４が装着されてい
る。上記点火プラグ１４にはディストリごュータ１５を
介してイグナイタコイル１６からの放電電圧が印加され
て点火が行われる。上記インジェクタ１２およびイグナ
イタコイル１６には、コントロールユニット１７からの
燃料噴射パルスおよび点火信号が出力されて、空燃比お
よび点火時期の制御値が制御される。

前記コントロールユニット１７には、ラフネス検出ユニ
ット１８からラフネス値として爆発前俊の回転変動分散
値が入力されるとともに、吸入空気量を検出するエアフ
ローメータ１９からの吸気量信号、吸気温度を検出する
吸気温センサ２０からの吸気温信号、スロットル開度を
検出するスロットルセンサ２１からのスロットル信号、
冷却水温度を検出する水温センサ２２からの水温信号、
ディストリビュータ１５に内蔵されたクランク角センサ
（図示せずンからのクランク角信号と気筒識別信号がそ
れぞれ入力される。≠して、このコントロールユニット
１７は上記各センサの信号に基づいて運転状態を判定し
、燃料噴射量（空燃比）および点火時期を制御するもの
である。

また、前記ラフネス検出ユニット１８には、エンジン１
のクランク軸２４（クランクプーリ）にアモルファス４
Ｉ維等により所定角度差（ｆＩＡえば２０゛）をもって
配設された２つの第１および第２回転センサ２５．２６
から、クランク軸２４の回転に伴って所定角度位置に配
設されたチップ２７の通過に伴ってそれぞれ出力される
回転信号が入力される。このラフネス検出ユニット１８
は、第１および第２回転センサ２５．２６間をチップ２
７が通過する時間を検出して、′ｊｊＸ発＃後の回転速
度差を所定回数検出し、所定回数サンプリングしたらサ
ンプリング値から分散値を痺出し、その信号を前記コン
トロールユニット１７にラフネス信号として出力するも
のである。そして、現在の分散値と目標値とを比較して
その差が所定値以上の場合には、通常３００回のサンプ
リング回数を５０回の小さなナンブリング回数に変更し
て行うものである。

前記クランク軸２４の回転に対する第１および第２回転
センサ２５，２６からの出力パルスのタイムチャートを
第４図に示す。第１回転センサ２５の出力パルスＡ１は
Ｏｏと２０”に、第２回転センサ２６の出力パルスＡ２
は２０°と８０゛に出力され、所定気筒の爆発前の０〜
２０°の回転に要する時間下ｌ　（回転周期）と、爆発
後の６０〜８０°の回転に要する時間Ｔ２　（回転周期
）を」Ｉるものである。

前記ラフネス検出ユニット１８の処理を第３図のフロー
チャートに基づいて説明する。スタート後、ステップＳ
１で第１回転センサ２５の出力パルスＡ１および第２回
転センサ２６の出力パルスＡ２を入力し、ステップＳ２
で爆発前の回転周期Ｔ１の篩用時か否かを判定し、この
判定がＹＥＳのときに番よ、ステップＳ３で第１回転セ
ンサ２５の出力パルスＡＩの立上がり時間を算出すると
ともに、ステップＳ４で第２回転センサ２６の出力パル
スＡ２の立上がり時間を算出し、両時間に基づいてステ
ップＳ５で爆発１１ηの回転周期Ｔｒを算出する。

また、前記ステップＳ２の判定がＮＯで爆発後の回転周
期Ｔ２の篩用時には、同様に、ステップＳ６で第１回転
センサ２５の出力パルスＡ１の立上がり時間を算出する
とともに、ステップＳ７で第１回転センサ２５の出力パ
ルスＡ２の立上がり時間を鋒出し、両時間に基づいてス
テップＳ８で爆発後の回転周期Ｔｚを算出する。

そして、ステップＳ９で爆発曲後の回転周期差Ｔ＝Ｔｓ
　　Ｔｚを算出し、爆発に伴うｌ１ｆｌ後の回転速度差
を求める。この周期差Ｔはほぼ燃焼圧に対応して変化す
るものであり、失火時には周期差Ｔは負どなり、燃焼圧
が高いと正となる。

次にステップ８１０は、前回算出した現在の分数値Ｓ２
と目標値Ｓ２ｐとの差が設定値ＫＯ以上か否かを判定す
るものである。上記分散値Ｓ２は値が大きくなると回転
速度のばらつきが大きく運転性が低下するものであり、
運転性の最適状態に対応して目標値３２ｐが設定され、
運転性の許容限界に対応して設定値ＫＯが設定されるも
のである。

そして、上記ステップ８１０の判定がＮｏで分散値Ｓ２
と目標値Ｓ２ｐとの差が設定値ＫＯ未満の場合には、ス
テップ８１１でサンプリングの回数Ｎが３００回になっ
たか否かを判定し、Ｎｏの場合にはステップ８１４で検
出回数のカウンタ値Ｎをインクリメントする。検出回数
Ｎが３００回に達してステップ８１１の判定がＹＥＳと
なると、ステップ８１２で上記周期差Ｔの値から分散値
Ｓ２を求める。この分散値Ｓ２は公知のように周期ｆｆ
Ｔの平均値を求め、各周期差Ｔと平均値との差を２乗し
た値を平均化した値である。上記のようにして求めた分
散値Ｓ２はステップ８１３で電圧に変換してコントロー
ルユニット１７に出力する。

なお、上記分散値Ｓ２に基づく空燃比制御等については
、公知の処理に基づいて行う。

一方、前記ステップＳ１０の判定がＹＥＳで、現在の分
散値Ｓ２が目標値Ｓ２ｐより設定値ＫＯ“以上大きい場
合には、ステップ８１５でサンプリングの検出回数Ｎが
５０回になったか否かを判定し、ＮＯの場合にはステッ
プ８１８で検出回数のカウンタ値Ｎをインクリメントす
る。検出回数Ｎが５０回に達してステップ８１５の判定
がＹＥＳとなると、ステップ８１６で上記周期差■の値
から分散値Ｓ２を求め、ステップ８１７で分散値Ｓ２を
電圧に変換してコントロールユニット１７に出力する。

上記のような実施例では、現在のエンジン制御を行って
いる前回求めた分散値Ｓ２が目標値Ｓ２ｐより所定値に
’Ｏ以上ずれている場合には、サンプリング回数Ｎを３
００回から５０回に小さくし、制御周期を短縮して制御
応答性の向上を図るようにしている。

第５図にサンプリング周期と９ｒ＆値出力との関係を示
す。Ａは本発明による３００回検出と５０回検出との組
合せによるものであり、分散値出力Ｖ「の大きい初期の
状態が５０回検出とサンプリング周期が短く、目標値Ｖ
ｐの近傍となると３００回検出のサンプリング周期で行
っている。これに対し、Ｂは３００回検出の長いサンプ
リング周期のみであり、Ｃは５０回検出の短いサンプリ
ング周期のみで行っている場合を示している。上記結果
から分るように、Ｂの長いサンプリング周期のみのもの
ではでは初期の分散値出力が大きい状態から目標値に収
束安定するまでに長い時間を要し応答性が低く、Ｃの短
いサンプリング周期のみでは逆に初期の分散値出力が大
きい状態から目ａ１値への応答性は良好であるが、目標
値近傍でのハンチングが生じて制御安定性が低下してい
る。これに対し、Ａの本発明では初期の目標値に対する
収束応答性および目標値近傍での制御安定性のいずれに
も優れている。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、ラフネス値が目標値より
所定値以上ずれたときのサンプリング回数を、所定値未
満の場合のサンプリング回数より小さな値に設定するよ
うにしたことにより、通常の制ｔｌｌｌ状態では比較的
大きな回数のサンプリングでラフネス制御を行ってハン
チングの発生を防止して制御安定性を高めることができ
る一方、ラフネス値が目標値より所定値以上ずれて制御
値の修正量が大きくなった場合には、サンプリング回数
を小さく設定し、目標値に対するラフネス値の変化状態
を短い周期で検出し、目標値に対する収束性を高めて、
オーバーシュートの発生を防止することかできるもので
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機能ブロック図
、 第２図は具体例のエンジンの全体構成図、第３図はラフ
ネス検出ユニットの処理を説明するためのフローチャー
ト図、 第４図は回転センサの出力パルスのタイムチャート図、 第５図はサンプリング周期と分散値との関係を比較例と
共に示すグラフである。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・運転状態制御
手段、３・・・・・・回転速度検出手段、４・・・・・
・サンプリング回数設定手段、５・・・・・・ラフネス
値演算手段、６・・・・・・目標値設定手段、７・・・
・・・比較手段、８・・・・・・制御量設定手段、１７
・・・・・・コントロールユニット、１８・・・・・・
ラフネス検出ユニット。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジン回転速度の所定回数のサンプリングに
   よりラフネス値を求め、このラフネス値に応じて次のエ
   ンジン回転速度のサンプリングの間、エンジンの制御値
   を制御するようにしたエンジンの制御装置であつて、上
   記ラフネス値が目標値より所定値以上ずれたときのサン
   プリング回数を、所定値未満の場合のサンプリング回数
   より小さな値に設定するサンプリング回数設定手段を備
   えたことを特徴とするエンジンの制御装置。