JPH0332761Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エンジンの制御装置に関し、特に暖
機促進と安定性を極力両立させるようにしたエン
ジンの制御装置に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 従来、例えば実開昭57−31552号公報にはエン
ジン本体の振動を検出する加速度センサからの出
力を用いてアイドリング時に空燃比を制御するよ
うにした空燃比制御装置が起載されている。とこ
ろで、上記空燃比制御装置は、アイドリング時に
空燃比をリーン限界に制御しようとするものであ
るから、暖機時に空燃比をリツチ限界に設定して
暖機を促進するような制御を行うことは出来な
い。

また、例えば、特開昭58−135331号公報には、
暖機時に空燃比をリツチ方向へまた点火時期を遅
角方向へ制御するようにしたエンジンの制御装置
が記載されている。上記両公報の技術を組合せた
場合、暖機時にも許容ラフネスの範囲内で空燃比
リーン限界への空燃比リーン制御が実行されるの
で、暖機促進の為の空燃比リツチ方向への制御が
実行されたとしてもラフネスがしきい値以下であ
ると空燃比リーン制御が実行されるので、暖機促
進の為のリツチ補正が相殺され、暖機促進を図る
ことが難しいという問題がある。特に、暖機運転
時にエンジンに要求される性能として、暖機性と
安定性（ラフネス抑制）の両立が要求されるが、
前者の要求からはラフネス抑制制御（空燃比リー
ン制御）を停止することが望ましく、また後者の
要求からはラフネス抑制制御を行うことが望まし
い、という相反する要求がある。

（考案の目的） 本考案の目的は、エンジンの暖機促進とエンジ
ンの安定性とを極力両立させ得るようなエンジン
の制御装置を提供することである。

（考案の構成） 本考案に係るエンジンの制御装置は、第１図の
機能ブロツク図に示すように、吸入空気量検出手
段、ラフネス検出手段及びクランク角検出手段か
らの検出信号を受けて燃料噴射器及び点火装置へ
出力するエンジンの制御装置であつて、ラフネス
がしきい値以下のときには空燃比と点火時期の少
なくとも何れか一方を空燃比についてはリーン方
向へまた点火時期については進角方向へ制御する
とともに、ラフネスがしきい値以上になつたとき
にはラフネスがしきい値以下のときとは逆の制御
方向へ制御するラフネス制御手段とを備えたエン
ジンの制御装置において、冷却水温検出手段から
の検出信号を受け冷却水温度が所定値よりも低い
暖機運転状態が検出された時はラフネスがしきい
値以下のときであつても冷却水の温度上昇率が所
定値に達するまではラフネス制御手段による空燃
比のリーン方向への制御若しくは点火時期の進角
方向への制御を停止し空燃比についてはリツチ方
向へまた点火時期については遅角方向へ制御する
冷却水温制御手段を設けたものである。

（作用） 本考案に係るエンジンの制御装置においては、
ラフネス制御手段は、通常の運転状態のときには
ラフネスをしきい値以下に保持しながら空燃比と
点火時期の少なくとも一方を空燃比についてはリ
ーン限界へまた点火時期については進角方向へ制
御することになる。

一方、冷却水温制御手段は、冷却水温度検出手
段からの検出信号を受け冷却水温度が所定値より
も低い暖機運転状態のときには、ラフネスがしき
い値以下のときであつても冷却水の温度上昇率が
所定値に達するまではラフネス制御手段による空
燃比のリーン方向への制御若しくは点火時期の進
角方向への制御を停止し、空燃比についてはリツ
チ方向へまた点火時期については遅角方向へ制御
するので、暖機促進の為の空燃比及び／又は点火
時期の制御がラフネス制御手段による制御で相殺
されることなく、冷却水の温度上昇率が所定値に
達するまでは暖機が著しく促進されることにな
る。そして、冷却水の温度上昇率が所定値に達し
て暖機促進よりもラフネス抑制つまりエンジンの
安定性が要求される時期になるとラフネス制御手
段によるラフネス抑制制御が開始されることにな
る。このようにして、暖機促進とエンジンの安定
性確保とが極力両立するような制御が実行される
ことになる。

（考案の効果） 本考案に係るエンジンの制御装置によれば、以
上説明したように、通常の運転状態ではラフネス
をしきい値以下に抑制しつつ空燃比をリーン限界
に制御して燃費の節減を図りながら、冷却水温度
が所定値よりも低い暖機時冷却水温度上昇率が所
定値に達するまでは、ラフネスがしきい値以下で
あつても空燃比についてはリツチ方向へまた点火
時期については遅角方向へ制御することにより暖
機性を確実に向上させることが出来る。特に、暖
機時エンジン温度が一旦急激に上昇し始めると、
その後エンジン温度が低下することは殆どないと
いう点に着目し、冷却水温度が所定の暖機温度に
至る前の比較的低温状態であつても、冷却水温度
上昇率が所定値に達したときにはラフネス制御手
段による制御を開始することで、エンジンの安定
性を確保することが出来る。このようにして、暖
機促進と安定性確保とを極力両立させることが出
来る。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

先ず、エンジンの制御装置及び関連機器の全体
構成について、第２図により説明する。

エアクリーナ１からエンジンＥの吸気ポート２
に至る吸気路３の上流部にはエアフローメータ４
が設けられ、吸気路３の途中部にはスロツトル弁
５が設けられ、スロツトル弁５の開度を検出する
スロツトル開度センサ６がスロツトル弁５に連結
して設けられている。また、吸気管３ａの下流側
端部において吸気管３ａの管壁にインジエクタ７
が装着され、このインジエクタ７から吸気ポート
２へ向けて燃料を噴射できるようになつている。

シリンダブロツク８の側壁部にはエンジン本体
に作用する振動加速度を検出するラフネスセンサ
９が装着され、またシリンダブロツク８の側壁部
には冷却水温を検出する水温センサ１０がウオー
タジヤケツト１１に臨ませて装着されている。

また、クランク軸（図示略）のクランク角を検
出するクランク角センサ１２も設けられ、点火装
置のイグニシヨンコイル１３ａ及びデイストリビ
ユータ１３ｂも設けられ、デイストリビユータ１
３ｂからは各シリンダの点火プラグへ出力され
る。

上記エアフローメータ４、スロツトル開度セン
サ６、ラフネスセンサ９、水温センサ１０及びク
ランク角センサ１２から各検出信号がコントロー
ルユニツト１４へ出力され、コントロールユニツ
ト１４からはインジエクタ７及び点火装置へ出力
される。

上記コントロールユニツト１４は各検出センサ
４，６，９，１０，１２からの各検出信号をAD
変換するＡ／Ｄ変換器、これらＡ／Ｄ変換器から
の信号をCPUへ出力する入力ポート、CPU後述
のフローチヤートに示されている各種演算と制御
の為のプログラム情報が前以つて入力されている
ROM、CPUとの間でデータを授受するRAM、
CPUから出力信号を受ける出力ポート、出力ポ
ートからの出力信号を受けてDA変換するインジ
エクタ７用のＤ／Ａ変換器及び駆動回路、点火装
置用のＤ／Ａ変換器及び駆動回路などから構成さ
れている。

次に、上記コントロールユニツト１４で実行さ
れる制御の一実施例について、第４図のフローチ
ヤートにより説明する。

先ず、空燃比とラフネス（エンジン振動）との
関係について説明すると、第３図に示すように空
燃比がオーバーリーンのときにもオーバーリツチ
のときにもラフネスが著しく増加する。

上記ラフネスはシリンダ内での爆発時にクラン
ク軸にかかるトルクの反力としてシリンダブロツ
クに作用する振動と、不釣合い慣性力とに起因す
る振動とによるものであるが、このラフネスが著
しくなると様々な悪影響が出るので、ラフネスを
しきい値ｒ以下に抑えておく必要がある。

通常の運転状態のときにはラフネスがしきい値
ｒ以上とならない範囲で空燃比をリーン限界に制
御する一方、暖機時にはラフネスがしきい値以上
とならない範囲で空燃比をリツチ限界に制御しつ
つ、暖機が進行した結果冷却水の温度上昇率が所
定値以上になつたときには空燃比をリーン方向へ
制御しようとするものである。

以下、第４図のフローチヤートについて説明す
るが、図中Ｓ１〜Ｓ１８は各ステツプを示すもの
である。

Ｓ１においてスタート後、Ｓ２において初期化
され、Ｓ３においてエアフローメータ４、クラン
ク角センサ１２、スロツトル開度センサ６、ラフ
ネスセンサ９及び水温センサ１０からの検出信号
が読込まれる。

Ｓ４においては吸気空気量とエンジン回転数と
に基いて予め入力されているマツプ等を用いて燃
料噴射量Ｔが演算される。

Ｓ５においてラフネスセンサ９の出力をAD変
換したラフネス値Ｒとラフネスのしきい値ｒとの
差ｘが演算される。

Ｓ６においては冷却水温が設定値（例えば、60
℃）より高いか否かが判定され、設定値より高い
ときには通常の運転状態であるとしてＳ７へ移行
し、設定値より高くないときには暖機運転である
としてＳ１０へ移行する。

Ｓ７においては上記ラフネスの差ｘがｘ≧０か
否かが判定され、ｘ＜０のときつまりラフネスが
しきい値より低いとき（ラフネス未発生時）には
Ｓ８へ移行し、またｘ≧０のときつまりラフネス
がしきい値以上のとき（ラフネス発生時）にはＳ
９へ移行する。

Ｓ８はラフネス未発生の場合であり、この場合
空燃比をリーン方向へ修正するためＳ４で得られ
た燃料噴射量Ｔから単位補正量ΔTのｘ倍を減算
してリーン方向へ修正した燃料噴射量Ｔが演算さ
れる。

Ｓ９はラフネス発生の場合であり、この場合空
燃比がオーバーリーンになつているためＳ４で得
られた燃料噴射量Ｔに単位補正量ΔTのｘ倍を加
算してリツチ方向へ修正した燃料噴射量Ｔが演算
される。

上記Ｓ８及びＳ９からはＳ１７へ移行する。

一方、暖機中の場合にはＳ１０において冷却水
の水温上昇率を演算するため今回の水温WT_jと
ｎ回前の水温WT_j-oとの差ｙが演算される。

Ｓ１１においてはＳ７と同様ラフネスの差ｘが
ｘ≧０か否かが判定され、ラフネス発生（ｘ≧
０）のときにはＳ８へ移行しＳ８において既述の
ように燃料噴射量Ｔがリーン方向へ修正され、ラ
フネス未発生（ｘ＜０）のときにはＳ１２へ移行
する。

Ｓ１２においては前記水温差ｙが設定値α以上
か否かつまり水温上昇率が設定値（例えば、６〜
7゜／分）以上か否かが判定され、ｙ＜αのときに
は暖機が十分でないとしてＳ１３とＳ１４で燃料
噴射量Ｔが単位補正量ΔTずつ増量修正されてリ
ツチ方向へ修正され、またｙ≧αのときには暖機
が十分進行したとしてＳ１５とＳ１６で燃料噴射
量Ｔが単位補正量ΔTずつ減量修正されてリーン
方向へ修正される。

上記Ｓ１４及びＳ１６からはＳ１７へ移行す
る。

Ｓ１７においてはクランク角センサ１２からの
検出信号に基いて噴射タイミングか否かが判定さ
れ、噴射タイミングになつた時点でＳ１８へ移行
し、Ｓ１８において上記燃料噴射量Ｔに相当する
出力信号がインジエクタ７へ出力され、インジエ
クタ７から燃料が噴射される。

Ｓ１８からＳ３へ移行し次回の制御が実行され
る。

ところで、上記フローチヤートにおいては、点
火時期についての説明は省略してあるが、一般に
空燃比がリーンになる程燃焼室内の温度が低下し
て燃焼性が低下するため、空燃比をリーン方向へ
制御するのに対応して点火時期を進角方向へ或い
は空燃比をリツチ方向へ制御するのに対応して点
火時期を遅角方向へ制御することが望ましい。但
し、点火時期の進角・遅角は所定の限度内で行う
必要がある。

上記実施例に係るエンジンの制御装置によれ
ば、通常運転状態（暖機時でないとき）のときに
は、ラフネスをしきい値以下に保持しながら空燃
比をリーン限界に制御することが出来るだけでな
く、暖機運転時にもラフネスをしきい値以下に保
持しつつ暖機不十分のときには空燃比をリツチ限
界にまた暖機が進行したときには空燃比をリーン
方向へ制御することが出来る。

つまり、リーン制御による燃費の節減、ラフネ
スの抑制及び暖機性確保の３者を合理的に実現す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
本考案の機能ブロツク図、第２図は全体構成図、
第３図は空燃比とラフネスとの関係を示す線図、
第４図はコントロールユニツトで実行される制御
のフローチヤートである。 ４……エアフローメータ、７……インジエク
タ、９……ラフネスセンサ、１０……水温セン
サ、１２……クランク角センサ、１３ａ……イグ
ニシヨンコイル、１３ｂ……デイストリビユー
タ、１４……コントロールユニツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 吸入空気量検出手段、ラフネス検出手段及びク
   ランク角検出手段からの検出信号を受けて燃料噴
   射器及び点火装置へ出力するエンジンの制御装置
   であつて、ラフネスがしきい値以下のときには空
   燃比と点火時期の少なくとも何れか一方を空燃比
   についてはリーン方向へまた点火時期については
   進角方向へ制御するとともに、ラフネスがしきい
   値以上になつたときにはラフネスがしきい値以下
   のときとは逆の制御方向へ制御するラフネス制御
   手段とを備えたエンジンの制御装置において、 冷却水温検出手段からの検出信号を受け冷却水
   温度が所定値よりも低い暖機運転状態が検出され
   た時はラフネスがしきい値以下のときであつても
   冷却水の温度上昇率が所定値に達するまではラフ
   ネス制御手段による空燃比のリーン方向への制御
   若しくは点火時期の進角方向への制御を停止し空
   燃比についてはリツチ方向へまた点火時期につい
   ては遅角方向へ制御する冷却水温制御手段を設け
   たことを特徴とするエンジンの制御装置。