JP3237316B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの空燃比制
御と点火時期制御を行なうに際し、燃焼室の圧力（以
下、筒内圧と記す）から燃焼噴射量と燃料噴射時期およ
び点火時期を演算し制御するエンジン制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から機関の燃焼室の圧力を検出し
て、機関への吸入空気量を算出し、これを基に燃料噴射
量や点火時期を求めるエンジン制御が案出されている。
この筒内圧から燃料噴射量を求めるエンジン制御装置の
構成は例えば特開平１−２５３５４３号に開示されてお
り、これを図１２に示す。図１２において、６１はエン
ジン本体でありシリンダヘッド６１ａに筒内圧センサ６
２と筒内温度センサ６３の検知部が上記気筒の燃焼室に
露呈されている。

【０００３】また、上記エンジン本体６１の各気筒に連
通する吸気ポート６１ｂにインジェクタ６４が配置され
ており、さらにこの吸気ポート６１ｂが吸気マニホルド
６５を介してスロットルチャンバ６６に連通されてい
る。このスロットルチャンバ６６の上流側が吸気管６７
を介してエアクリーナ６８に連通されている。また、上
記エンジン本体６１の図示しないカムシャフトに連接す
るディストリビュータ６９１に各気筒の予め設定された
クランク角を検出するタイミングセンサ（クランク角セ
ンサ）６１０が設けられている。

【０００４】一方、上記エンジン本体６１の排気ポート
６１ｃに連通する排気マニホルド６９の合流部に空燃比
センサ６１１が配置されている。６１２は触媒コンバー
タ、６１３はスロットルバルブである。６１４は制御装
置（以下、ＥＣＵと記す）で、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、
ＲＡＭ入力インターフェイス等からなるマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンという）で構成され、このＥＣ
Ｕ６１４の入力側に、上記筒内圧センサ６２、筒内温度
センサ６３、タイミングセンサ６１０、空燃比センサ６
１１が接続されている。さらに、このＥＣＵ６１４の出
力側に駆動回路６１６を介して上記インジェクタ６４が
接続されている。また、６１５は点火プラグであり、シ
リンダヘッド６１ａに配置されており、上述したＥＣＵ
６１４の出力側に駆動回路６１７を介して接続されてい
る。

【０００５】次に、吸入空気量算出手法について説明す
る。上述したＥＣＵ６１４内における気筒毎の吸入空気
量Ｇａの演算は例えば次式によって行われる。 Ｇａ＝（Ｐ×Ｖ）／（Ｒ×Ｔ） ここで、Ｐはタイミングセンサ６１０に基づいて各気筒
の圧縮行程中の予め設定された所定のクランク角度（例
えば、上死点ＴＤＣを基準として上死点前９０度、なお
以下、ＢＴＤＣ９０度と記す）を判定し、このクランク
角度における筒内圧である。Ｖはこの所定クランク角度
における燃焼室内容積であり、Ｒは圧縮行程中のガス定
数、Ｔは筒内温度センサで計測した筒内ガス温度であ
る。この公報に記載されたところによれば、筒内圧から
吸入空気量を求める場合、筒内圧のみからでは筒内吸気
温度による影響を補正できないので、筒内吸気温度をも
吸入空気量算出の要素としたとある。

【０００６】一方、筒内圧を基に吸入空気量を求めるエ
ンジン制御装置として、上記とは吸入空気量算出法を異
にしたタイプのものが存在する。例えば、特開昭５９−
２２１４３３号公報によれば、図１３に示すように圧縮
下死点（ＢＤＣ）と圧縮上死点前４０度（ＢＴＤＣ４０
度）での筒内圧力差をΔＰとすると、エンジンへの充填
空気量Ｇａと筒内圧力差ΔＰとは、図１４に示すような
線形関数が成立する。この関係に基づいて、圧縮行程中
の２点の所定クランク角における筒内圧力差ΔＰから吸
入空気量を算出する方法が開示されている。この公報の
ものでは上記特開平１−２５３５４３号公報のものとは
異なり、筒内吸気温度を参照する必要はない。

【０００７】また、特開昭６０−４７８３６号公報によ
れば、上記筒内圧量差ΔＰとエンジン回転数Ｎをパラメ
ータとした予めＥＣＵのＲＯＭ内に記憶された燃料噴射
時間の２次元マップテーブルにより燃料噴射時間を求め
る方法もある。この方法によれば同一の筒内圧でも様々
なエンジン回転数によって充填空気量が変化することを
補償することができる。以上のようなエンジンの充填空
気量の算出をＥＣＵ６１４で実行する。この空気量算出
結果に基づいて燃料噴射パルス幅を下式で算出する。 Ｔｉ＝Ｋ×Ｇａ×ＫＦＢ×Ｋｅ ここで、Ｋは空燃比定数、ＫＦＢは空燃比フィードバッ
ク補正量、Ｋｅは筒内温度センサや冷却水温センサに基
づいて燃料噴射パルス幅を補正する補正係数である。

【０００８】さらに特開昭５９−１０３９６５号公報に
よれば、筒内圧の絶対値を下死点後４０度（ＡＢＤＣ４
０度）で測定し、筒内圧値とエンジン回転数により決定
する運転状態毎に、燃料噴射量だけでなく、それぞれ予
め定められた点火時期の２次元マップにより点火時期を
ＥＣＵで決定し、駆動回路に信号を送り、点火コイルを
駆動し、点火時期を制御している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のエンジン制御装
置は以上のように構成されているので、圧縮行程期間中
の所定のクランク角での筒内圧力、または２点のクラン
ク角での筒内圧力差を用いて吸入空気量を検出するた
め、エンジンの動作点が変化した場合には吸入空気の圧
力脈動によって検出精度が低下し、これにより空燃比制
御精度や点火時期制御精度が低下するという問題点があ
った。また上記した燃料噴射制御や点火時期制御は全て
の気筒を一括して行なわれていたので、吸入空気通路の
制約により気筒毎に充填される空気量が変化した場合に
は各気筒間の空燃比のばらつきが大きくなるなどの問題
点があった。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、エンジンの動作点が変化した場
合においても各気筒に充填される空気量を精度良く検出
し、高精度に空燃比と点火時期を各気筒毎に独立して制
御できるエンジン制御装置を得ることを目的としてい
る。

【００１１】この発明では、複数の気筒を有するエンジ
ンと、これらエンジンの所定のクランク角を検出するク
ランク角検出手段と、このクランク角検出手段の出力信
号に基づいて前記各気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出
手段と、この筒内圧を予め求められた所定の基準状態に
おける筒内圧によって正規化する圧力正規化手段と、エ
ンジン回転数検出手段と、このエンジン回転数検出手段
によって求められたエンジン回転数と前記圧力正規化手
段で正規化された筒内圧とから各気筒毎の充填空気量に
対応する値を求める手段と、この手段で求められた値と
前記エンジン回転数とを運転状態として検出する運転状
態検出手段と、この運転状態を基に空燃比と点火時期と
を各気筒毎に独立して演算する演算制御手段と、この演
算制御手段で求められた空燃比に基づいてエンジンの空
燃比を調整する空燃比調整手段と、この演算制御手段で
求められた点火時期に基づいてエンジンの点火時期を調
整する点火時期調整手段とを有してなるエンジン制御装
置によって上記課題を解決する。

【００１２】

【作用】複数のエンジンにおけるクランク角検出手段に
よって検出された所定のクランク角に基づいて、筒内圧
検出手段で各気筒の筒内圧を検出する。この筒内圧をエ
ンジンの所定の基準状態における筒内圧値を用いて各気
筒毎に正規化することによってエンジンの動作点が変化
したり、気筒毎に充填空気量に変化が生じた場合でも適
性な筒内圧力値が得られる。この正規化された筒内圧と
エンジン回転数とから各気筒毎の充填空気量に対応する
値を求める。そして、この充填空気量に対応する値と前
記エンジン回転数とを運転状態として認識し、この運転
状態を基に演算制御手段によって空燃比と点火時期とを
各気筒毎に独立して演算し、これによって得られた結果
を基に空燃比を空燃比調整手段によって調整すると共に
点火時期を点火時期調整手段によって調整する。

【００１３】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、Ｍ１は複数の気筒を有するエンジ
ン、Ｍ２はこのエンジンＭ１のクランク角を検出するク
ランク角検出手段、Ｍ３はエンジンＭ１の各燃焼室に接
続され、クランク角検出手段の出力信号に基づいて各気
筒の所定のクランク角での筒内圧を計測する圧力検出手
段、Ｍ４はこの圧力検出手段Ｍ３で計測した圧力をエン
ジンＭ１の基準状態で得られる基準筒内圧で正規化する
圧力正規化手段、Ｍ６はクランク角検出手段Ｍ２に接続
され、このクランク角検出手段Ｍ２の出力信号に基づい
てエンジンＭ１の回転数を検出するエンジン回転数検出
手段、Ｍ５は圧力正規化手段Ｍ４とエンジン回転数検出
手段Ｍ６の出力信号に基づいてエンジンＭ１の各気筒に
充填される空気量を演算算出する充填効率演算手段、Ｍ
７はこのエンジン回転数検出手段Ｍ６と充填効率演算手
段Ｍ５に接続され、両手段の出力信号に基づいてエンジ
ンＭ１の運転状態を検出する運転状態検出手段、Ｍ８は
この運転状態検出手段Ｍ７と充填効率演算手段Ｍ５の出
力信号に基づいてエンジンＭ１の気筒毎の空燃比および
点火時期を演算制御する演算制御手段、Ｍ９はこの演算
制御手段Ｍ８の空燃比制御信号に基づいてエンジンＭ１
の燃料噴射量を調節し空燃比を気筒毎に調整する空燃比
調整手段、Ｍ１０は演算制御手段Ｍ８の点火時期制御信
号に基づいてエンジンＭ１の気筒毎の点火時期を調整す
る点火時期調整手段である。

【００１４】図２は図１を具体化したこの発明の一実施
例を示す構成図である。図において、１はエンジン本体
で、気筒＃１、＃２、＃３、＃４を有する４気筒の場合
を例示している。シリンダヘッド２には筒内圧センサ８
と点火プラグ９が各気筒に配設されており、この筒内圧
センサ８の検知部が上記気筒の燃焼室に連通されてい
る。また、上記エンジン本体１の各気筒に連通する吸気
ポートにインジェクタ７が配設されており、さらにこの
吸気ポートが吸気マニホルド４を介してスロットルボデ
ィ５に連通されている。このスロットルボディ５には、
スロットル弁６が配設されている。また、上記エンジン
本体１の図示しないクランクシャフトに各気筒の予め設
定されたクランク角を検出するクランク角センサ１０が
設けられている。クランク角センサ１０はクランク角の
単位角度毎（例えば１度毎）に単位角度信号を出力す
る。

【００１５】一方、排気マニホルド３に空燃比センサ１
２が配置されている。また、シリンダヘッド２内の図示
しないカムシャフトに連動する気筒識別用クランク角セ
ンサ１１が配置されている。このクランク角センサ１１
はクランク角の基準位置毎に気筒識別信号と点火制御用
の点火周期信号を発生する。１３は制御手段としてのＥ
ＣＵであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変
換器、入出力等を有するマイコン１４と、筒内圧センサ
８の出力信号を増幅しマイコンのＡ／Ｄ変喚器に伝達す
る筒内圧信号入力回路等からなる入力インターフェース
（以下、入力Ｉ／Ｆと記す）１５と、インジェクタ７と
図示しない点火コイルを介して点火プラグ９を駆動する
出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記す）１６
等から構成されている。このＥＣＵ１３には上記筒内圧
センサ８、クランク角センサ１０、１１、空燃比センサ
１２が入力され、この入力信号に基づいて所定の演算を
行って運転状態が検出され、ＥＣＵ１３の出力Ｉ／Ｆ１
６を介してインジェクタ７と点火プラグ９へ燃料噴射信
号と点火信号を出力し、空燃比と点火時期を制御する。

【００１６】この一実施例の燃焼室内の圧力を検出する
筒内圧センサ８とその取付状況を図３に示す。図３はエ
ンジン本体１の断面図であり同図において前述の図２と
同一の部分には同一の符号を付している。この図３にお
いて、２はシリンダヘッド、２１はシリンダブロック、
２３はピストン、８は筒内圧センサであり、これらはシ
リンダブロック２１に装着されている。また、２６は筒
内圧センサ８の圧力検出部であり、エンジンの燃焼室２
４に連通する導圧部２５に露呈しており、燃焼圧力に比
例した出力を発生するように構成されている。この圧力
検出部２６は例えば金属製ダイヤフラム内に封入したシ
リコンオイル等を介して、図示しない圧力変換素子に接
続され筒内圧を計測する。この圧力変換素子としては半
導体圧力センサを用いているが、圧電素子等を用いても
よい。

【００１７】次に、この発明における空燃比、および点
火時期の制御原理を説明する。図４に４ストロークサイ
クル４気筒エンジンのクランク角度と筒内圧の関係を示
す。ここで、同図のＡはエンジン回転数１５００ｒｐ
ｍ、吸気管圧力−３００ｍｍＨｇの場合の筒内圧であ
る。また、Ｂはエンジン回転数１５００ｒｐｍ、吸気管
圧力−４００ｍｍＨｇの場合を示す。θ１、θ２は圧縮
行程中の所定のクランク角度であり、θ１は吸気弁が閉
じた後のクランク角度で、例えばＢＴＤＣ９０度であ
る。θ２は燃料に点火するよりも前のクランク角度で、
例えばＢＴＤＣ４０度である。クランク角度θ１におけ
る筒内圧をＰ１、θ２における筒内圧をＰ２とし、上記
２点間の筒内圧力差ΔＰを下式で定義する。 ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１（式１） この筒内圧力差ΔＰと充填空気量Ｇａは、図１４に示す
ような線形関係にある。

【００１８】また、以下の説明では充填空気量Ｇａを充
填効率Ｃｅに置き換えて取り扱うこととする。充填効率
は空気が標準状態（例えば１気圧、０℃）においてエン
ジンのシリンダ内に充填された時の重量を分母とし、実
際の運転状態でシリンダに充填された空気の重量を分子
として求められる値である。この充填効率Ｃｅと筒内圧
力差ΔＰとは線形関係を有する。従って、筒内圧力差Δ
Ｐを計測することにより充填効率Ｃｅを求めることがで
きる。しかしながら、図５に示すように同一の筒内圧力
差ΔＰであってもエンジン回転数が異なれば充填効率Ｃ
ｅにばらつきを生じたり、絶対圧力値を用いているため
各気筒に装着する筒内圧センサの個々の校正が不正確な
場合には、充填効率Ｃｅの測定精度が低下するなどの問
題があった。

【００１９】そこでこの発明では、それぞれのエンジン
回転数毎にエンジンの基準負荷（例えば、吸気管圧力が
−３００ｍｍＨｇの時）を定め、これを正規化運転状態
とする。次いで、この正規化運転状態で予めエンジンを
運転し、基準筒内圧力差ΔＰｏと基準充填効率Ｃｅｏを
計測して求める。そして、任意の運転状態における筒内
圧力差ΔＰと充填効率Ｃｅを、上記基準筒内圧力差ΔＰ
ｏと基準充填効率Ｃｅｏでそれぞれ正規化し、図６に示
す一時関数の関係を得る。この任意の運転状態における
正規化充填効率（Ｃｅ／Ｃｅｏ）は下式のように定数
ａ、ｂを用いた一次関数で表すことができる。 （Ｃｅ／Ｃｅｏ）＝ａ×（ΔＰ／ΔＰｏ）＋ｂ（式２） ここで係数ａとｂは筒内圧力差ΔＰとエンジン回転数と
に基づいて予め実験上求められる値で運転条件を変えて
筒内圧力差ΔＰと充填効率Ｃｅを求め、エンジン回転数
毎に予め定めた所定動作点における、正規化基準筒内圧
力差ΔＰｏと正規化基準充填効率Ｃｅｏを用いて最小２
乗法により求値すればよい。

【００２０】次に動作について説明する。先ず、クラン
ク角センサと筒内圧の関係について説明する。図７
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に４ストローク４気筒
エンジンのクランク角に対する各気筒の圧力とクランク
角センサの信号を示す。同図（ａ）において、実線はエ
ンジン１の第１気筒＃１の圧力波形であり、ＢＤＣは下
死点、ＴＤＣは上死点である。また破線は第３気筒＃
３、一点鎖線は第２気筒＃２、２点鎖線は第４気筒＃４
のそれぞれ圧力波形である。図７に示すように、４気筒
エンジンでは各気筒の燃焼サイクルはクランク角１８０
度の位相差を持っている。なお、図７においては、第１
気筒＃１の圧力波形は吸入、圧縮、爆発、排気の１サイ
クルの行程を連続して記入しているが、第２気筒＃２、
第３気筒＃３、第４気筒＃４の圧力波形は、圧縮と爆発
の行程のみを記載し、吸入、排気の行程はその記載を省
略している。

【００２１】クランク角センサ１１は図７（ｂ）に示す
ように各気筒＃１〜＃４の点火時期に対応して、ＴＤＣ
に対して例えば６度前の位置を基準として１８０度の周
期を例えば１１０度のＬｏｗ区間（以下、Ｌと記す）と
７０度のＨｉｇｈ区間（以下、Ｈと記す）に振り分けた
点火周期信号と、同図（ｃ）に示す点火周期信号の第１
気筒のＨ区間に対応する区間にＨ信号を発生し点火気筒
の番号を識別する気筒識別信号を発生する。また、クラ
ンク角センサ１０は同図（ｄ）に示すように単位クラン
ク角度毎（例えば、１度毎）にＬとＨを交互に繰り返す
単位角信号を発生する。

【００２２】一般的に点火制御は、この気筒識別信号と
点火周期信号を参照して、ここに図示しない点火コイル
の通電を制御し各気筒に点火する。即ち、第１気筒＃１
を例にとると、図７（ａ）のクランク角１８０度ないし
３６０度における圧縮行程に対応する点火周期信号のＨ
区間に点火コイルの通電を開始し、ＴＤＣ近傍でＨから
Ｌに変化する点火周期信号を参照して、所定の点火時期
に点火コイルの通電を遮断し、これによって発生する高
電圧を点火プラグ９に印加し着火させる。

【００２３】これに対応して、図７（ａ）に実線で示す
ように筒内圧はクランク角３６０度ないし５４０度にお
ける爆発行程で着火し、燃焼圧力が増大する。以下、同
様にして、１８０度周期で着火順序＃１→＃３→＃４→
＃２と燃焼サイクルが繰り返される。また燃料制御は同
図（ａ）のクランク角０度ないし１８０度における吸入
行程に対応する点火周期信号のＬからＨに変化するタイ
ミングを参照して、所定の燃料噴射量に対応する開弁時
間信号をインジェクタ７に出力し、燃料を噴射して空燃
比を調整する。

【００２４】次に、各気筒の吸入空気量の検出方法と、
空燃比、点火時期の制御方法について説明する。本実施
例は各気筒の圧縮行程中の２点の圧力を計測し、その圧
力差から吸入空気量を気筒別に検出するものである。図
８、図９にＥＣＵ１３内のマイコン１４の演算フローチ
ャートを示す。吸入空気量の演算はクランク角センサ１
１の気筒識別信号と、クランク角センサ１０の単位クラ
ンク角信号を用いて、各気筒の圧縮行程中のクランク角
θ１とθ２が識別され、クランク角θ１ではＥＣＵ１３
の入力Ｉ／Ｆ１５を介してマイコン１４に割り込み信号
が発生し、割り込み処理ルーチンとして図８のフローが
実行され、クランク角θ２では同様に割り込み処理とし
て図９のフローが実行される。

【００２５】先ず、エンジン１が回転しクランク角がθ
１（例えば、ＢＴＤＣ９０度）に到達すると図８のフロ
ーが実行され、ステップＳ１においてθ１における筒内
圧Ｐ１ｊが筒内圧センサ８の出力を入力Ｉ／Ｆ１５を介
してマイコン１４内のＡ／Ｄ変換器で計測され、マイコ
ン１４内のメモリに気筒毎に設けられた図示しないメモ
リＰ１＃１、Ｐ１＃３、Ｐ１＃４、Ｐ１＃２にストアさ
れる。ここで、Ｐ１の添字ｊは気筒番号（ｊ＝＃１、＃
３、＃４、＃２）であり、図７で説明したように各気筒
の圧縮行程はクランク角１８０度の位相差で周期的に繰
り返されるので、クランク角センサ１０の気筒識別番号
を参照して気筒番号に対応した筒内圧センサ８が選択さ
れ、各気筒のθ１での筒内圧Ｐ１ｊがＡ／Ｄ変換され順
次上記メモリに記憶され、このルーチンでの処理を終了
する。

【００２６】次いで、クランク角がθ２（例えば、ＢＴ
ＤＣ４０度）に到達すると図９のフローが実行され、ス
テップＳ２においてθ２における筒内圧Ｐ２ｊが上記図
８のフローと同様に気筒番号に対応してＡ／Ｄ変換され
る。次に、ステップＳ３に移り、筒内圧力差ΔＰｊが下
式を用いて算出される。 ΔＰｊ＝Ｐ２ｊ−Ｐ１ｊ（式３） ここで、ΔＰの添字ｊは上記ステップＳ１、Ｓ２と同様
に気筒番号であり図８のルーチンで計測した各気筒に対
応したクランク角θ１での筒内圧値Ｐ１ｊがメモリから
読み出され、筒内圧力差ΔＰｊが算出される。 次に、ス
テップＳ４に移り、図１０に示すマイコン１４内のメモ
リに設けられたマップテーブルから基準筒内圧力差ΔＰ
ｏｊと基準充填効率Ｃｅｏｊを読み出す。このマップテ
ーブルの縦軸はエンジン回転数Ｎに対応してＮ１、Ｎ
２、Ｎ３…と区分されており、横軸は上記エンジン回転
数毎に基準負荷（例えば、吸気管圧力が−３００ｍｍＨ
ｇの時）を定め、この運転状態で計測した基準筒内圧力
差ΔＰｏｊと基準充填効率Ｃｅｏｊが各気筒毎に独立し
て記憶設定されている。ここで、エンジン回転数Ｎは図
示しない手順でクランク角センサ１１の所定角度区間の
周期をマイコン１４内のタイマを用いて計測し算出する
ように構成されており、上記テーブルから回転数に応じ
て縦軸を検索し、現在の回転数に対応した上記基準値が
ルックアップされる。

【００２７】次に、ステップＳ５に進み、充填効率Ｃｅ
ｊが下式を用いて算出される。 Ｃｅｊ＝Ｃｅｏｊ（ａ×ΔＰｊ／ΔＰｏｊ＋ｂ）（式４） ここで、上記式４は前述した式２の基準充填効率Ｃｅｏ
を右辺に移項したものであり、ステップＳ３で式３を用
いて算出した筒内圧力差ΔＰｊと、ステップＳ４で読み
出された正規化運転状態での基準筒内圧力差ΔＰｏｊお
よび基準充填効率Ｃｅｏｊと、実験で求めた係数ａ、ｂ
を代入し、充填効率Ｃｅｊを算出する。このようにして
算出された充填効率Ｃｅｊと上記クランク角センサから
検出した回転数Ｎを用いて運転状態が判定され、後述す
る空燃比および点火時期の演算に用いられる。

【００２８】次にステップＳ６では、燃料噴射量に対応
するインジェクタの開弁パルス幅Ｔｊを次式を用いて演
算・記憶する。 Ｔｊ＝Ｋｉ×Ｃｅｊ×Ｋａｆ×Ｋｅ＋Ｔｄ（式５） ここで、Ｋｉは充填効率Ｃｅを理論空燃比での燃料噴射
量に対応するパルス幅に変換するインジェクタの燃料吐
出量変換係数、ＣｅｊはステップＳ５で求めた気筒毎の
充填効率、Ｋａｆは空燃比補正係数、Ｋｅは空燃比セン
サ１２の出力に基づいて空燃比を補正する空燃比補正係
数、Ｔｄはバッテリ電圧に対して予め定められているイ
ンジェクタ作動無駄時間補正値である。

【００２９】次に、ステップＳ７に進み、図１１に示す
マイコン１４内のメモリに設けられたマップテーブルか
ら点火時期θｊを読み出す。このマップテーブルの縦軸
はステップＳ５で求めた充填効率Ｃｅを用いており、Ｃ
ｅ１、Ｃｅ２、Ｃｅ３と区分されている。また、横軸は
エンジン回転数Ｎであり、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３と区分され
ている。これらの区分でゾーン分けをして、それぞれの
ゾーンに対応して、点火時期θｊをメモリＰ（ｃ，ｎ）
に割り当てる。ここで、ｃとｎはメモリＰの縦軸と横軸
上のそれぞれの区分番号である。このマップテーブルか
らエンジン回転数Ｎと充填効率Ｃｅｊで定まるエンジン
１の運転状態に応じて最適点火時期θｊをルックアップ
して記憶し、処理を終了する。

【００３０】このようにして、気筒番号に対応した気筒
毎の燃料噴射量に対応するインジェクタ７の開弁パルス
幅Ｔｊと、最適点火時期θｊが演算・算出される。な
お、前述したようにマイコン１４は各気筒の吸入行程に
おいて、クランク角センサ１１の気筒識別信号と点火周
期信号を参照して、上記開弁パルス幅Ｔｊに対応する開
弁時間信号を出力Ｉ／Ｆ１６を介してインジェクタ７に
出力し、燃料を噴射して空燃比を調整すると共に、各気
筒の圧縮行程において、上記点火時期θｊの時点で出力
Ｉ／Ｆ１６を介して図示しない点火コイルの通電を遮断
し、これによって発生する高電圧を点火プラグ９に印加
し着火させる。

【００３１】実施例２ 上記実施例１では筒内圧力差ΔＰを求める際に、圧縮行
程中の２点のクランク角における筒内圧Ｐ１とＰ２を用
いたが、Ｐ１とＰ２に対応する圧力は所定クランク角区
間の平均値を求め、この平均値の圧力差を用いてもよ
く、この場合にはノイズ等の外乱を排除して安定に充填
効率を計算できる。 実施例３ 上記実施例１では気筒毎に独立した充填効率の検出値を
用いたが、各気筒毎の検出値に一次デジタルフィルタ等
を施したものを用いてもよく、平均等の統計処理を加え
てもよい。 実施例４ 上記実施例１ではエンジン回転数検出手段としてクラン
ク角センサの所定角度間の周期を計測するように構成し
たが、点火コイルの通電信号の周期等を計測してもよ
い。

【００３２】実施例５ 上記実施例１ではエンジンの運転状態の項目として負荷
を検出する際に、充填効率を用いたが、スロットル弁の
開度や吸気管の圧力等を用いてもよい。 実施例６ 上記実施例１では気筒毎に独立に計測した充填効率の検
出値を用いて気筒毎に独立して空燃比と点火時期を制御
するように構成したが、各気筒の充填効率を平均化した
ものを用いて空燃比または点火時期を制御してもよい。
更に上記実施例では４気筒エンジンの場合について説明
したが、これに限定されることなく、その他の気筒数の
エンジンにも同様に適用でき、上記実施例と同様の動作
をする。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば検出さ
れた筒内圧が圧力正規化手段によって、正規化された筒
内圧に基づいて空燃比と点火時期が調整されるので、エ
ンジン運転状態が変化した場合でも充填空気量に対応す
る値の検出精度の低下が防止できる。また、各気筒毎に
充填空気量に相当する値を検出し、これに基づいて空燃
比および点火時期とを各気筒毎に独立して制御するの
で、各気筒に充填される空気量が異なる場合にも正確に
空燃比、点火時期を制御でき、ひいては空燃比を高精度
に制御することにより常に排気ガスを清浄に保ち、気筒
間の出力のばらつきを排除して燃焼効率を改善し、燃費
を向上できる。また、この場合において、請求項２に記
載の気筒識別用クランク角検出手段で気筒を識別するこ
ととすれば、上記した気筒毎の独立した空燃比、点火時
期の調整が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の構成を示す機能ブロック図であ
る。

【図２】 この発明の一実施例に係るエンジンの具体的
な構成を示す図である。

【図３】 この発明の一実施例で使用される筒内圧検出
手段を具備したエンジンの気筒の断面を部分的に示す図
である。

【図４】 圧縮行程中のクランク角と筒内圧の関係を示
す特性図である。

【図５】 筒内圧力差と充填効率の関係を示す特性図で
ある。

【図６】 正規化筒内圧と正規化充填効率の関係を示す
特性図である。

【図７】 エンジン行程に対する筒内圧、点火周期信
号、気筒識別信号、単位クランク角信号を経時的に示す
タイムチャートである。

【図８】 この発明の一実施例によって所定クランク角
での筒内圧を検出する過程を示すフローチャートであ
る。

【図９】 この発明の一実施例によって空燃比と点火時
期を求める過程を示すフローチャートである。

【図１０】 この発明の一実施例で使用される、回転数
毎の基準筒内圧力差と基準充填効率が記憶された各気筒
毎のマップテーブルを示す図である。

【図１１】 この発明の一実施例で使用される、回転数
と充填効率とから点火時期を求めるためのマップテーブ
ルを示す図である。

【図１２】 従来のエンジン制御装置の構成図である。

【図１３】 従来のエンジン制御装置の動作説明に供す
るための図である。

【図１４】 従来のエンジン制御装置における筒内圧力
差と充填空気量との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

Ｍ１ エンジン Ｍ２ クランク角検出手段 Ｍ３ 圧力検出手段 Ｍ４ 圧力正規化手段 Ｍ５ 充填効率演算手段 Ｍ６ エンジン回転数検出手段 Ｍ７ 運転状態検出手段 Ｍ８ 演算制御手段 Ｍ９ 空燃比調整手段 Ｍ１０ 点火時期調整手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６Ｚ ３６６ ３６８Ｓ ３６８ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ Ｆ０２Ｐ 5/153 (72)発明者 西山 亮治 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 産業システム研究所内 (72)発明者 片柴 秀昭 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 産業システム研究所内 (56)参考文献 特開 平５−149179（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−66752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 5/152 F02D 41/18 F02D 41/36 F02D 43/00 301 F02D 45/00 368 F02P 5/153

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を有するエンジンと、これら
   エンジンの所定のクランク角を検出するクランク角検出
   手段と、このクランク角検出手段の出力信号に基づいて
   前記各気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、この
   筒内圧を予め求められた所定の基準状態における筒内圧
   によって正規化する圧力正規化手段と、エンジン回転数
   検出手段と、このエンジン回転数検出手段によって求め
   られたエンジン回転数と前記圧力正規化手段で正規化さ
   れた筒内圧とから各気筒毎の充填空気量に対応する値を
   求める手段と、この手段で求められた値と前記エンジン
   回転数とを運転状態として検出する運転状態検出手段
   と、この運転状態を基に空燃比と点火時期とを各気筒毎
   に独立して演算する演算制御手段と、この演算制御手段
   で求められた空燃比に基づいてエンジンの空燃比を調整
   する空燃比調整手段と、この演算制御手段で求められた
   点火時期に基づいてエンジンの点火時期を調整する点火
   時期調整手段とを有してなるエンジン制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のエンジン制御装置に、
   さらに点火気筒の番号を識別する信号を発生する気筒識
   別用クランク角検出手段が備えられたエンジン制御装
   置。