JPH04342857A - 内燃機関の電子制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の回転数、
吸入空気圧力、並びにスロットル等の絞り弁開度をパラ
メータとし、このパラメータに基づき得られた制御用デ
ータによって燃料供給量、点火時期等を制御する内燃機
関の電子制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開昭５６−９６１３２号公報
に示されるように、二輪車等のエンジンの制御装置とし
て、エンジンに対する吸入空気量を制御する絞り弁（ス
ロットル弁）の開度θｔｈ、エンジンへの吸気圧Ｐｍ　
、さらにエンジンの回転数Ｎｅ　等のエンジンの動作パ
ラメータの中から、エンジンの運転状況に対応したデー
タを選択し、燃料噴射量さらには点火時期等の電子的な
制御を実行することが知られている。

【０００３】この場合、エンジンの低負荷の状態では回
転数データＮｅ　と吸気圧力Ｐｍ　を選択し、また中お
よび高負荷の状態では回転数データＮｅ　と絞り弁開度
データθｔｈを選択して、予めマップ状に記憶設定され
たエンジン制御量（燃料噴射量、点火時期等）が出力さ
れるようにしている。

【０００４】また、エンジンのトルクおよび馬力を向上
させる手段として、車両の進行方向に向けて吸気ダクト
を開口設定し、車両が走行している状態で車速風を取り
込むことが考えられている。すなわち、車速Ｖに対応し
た動圧Ｐによって、吸気効率が向上されるようにしてい
る。

【０００５】しかし、この様な動圧Ｐによって吸気効率
を改善した場合、特に回転数データＮｅ　と絞り弁開度
データθｔｈとに基づいてエンジン制御量を導出する制
御を行うときに問題が生ずる。すなわち、車速Ｖが増す
ことにより車速風が増加し、この車速風を利用した吸入
空気量が大きくなって吸気効率が向上され、より大きな
出力が得られるようになる。

【０００６】この様に絞り弁開度θｔｈが同じ値であっ
ても車速Ｖが増すことにより車速風が増加してエンジン
に吸入される空気量が変化するものであるが、この吸入
空気量の変化にも拘らず、回転数Ｎｅ　と絞り弁開度θ
ｔｈとの情報に基づいてエンジンの制御量を決定する従
来の手法（α−Ｎ方式）では、常に一定のエンジン制御
量しか設定することができない。したがって、適正なエ
ンジン制御が行えないというだけでなく、吸気効率を向
上させる目的で車両の進行方向に向けて吸気ダクトを設
定したにも拘らず、その効果を充分に得ることができな
いといった問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、車速Ｖの変化に応じて吸入
空気量が変化することによって変動する動圧Ｐを検出し
、回転数Ｎｅ　と絞り弁開度θｔｈとの情報に加え、上
記動圧Ｐに基づいて内燃機関の制御量を設定することに
より、常に適正な内燃機関制御を実行することが可能な
内燃機関の電子制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の電子制御装置は、内燃機関の回転数Ｎｅ　と絞り弁開
度θｔｈとに基づいて内燃機関の制御量を決定する内燃
機関の電子制御装置において、この内燃機関の動作に関
係なく外的な作用によって発生される動圧Ｐを検出し、
この動圧Ｐを考慮して内燃機関の制御量が決定されるよ
うにしている。

【０００９】

【作用】この様に構成される内燃機関の電子制御装置に
おいては、例えば車両の進行方向に向けて開口した吸気
ダクトを備え、車速に対応した動圧Ｐが取り込まれてい
る。そして、基本的には内燃機関回転数Ｎｅ　と絞り弁
開度θｔｈによってこの内燃機関の制御量が得られるも
のであるが、特に車両が走行している状態ではその車速
に応じた動圧Ｐが検出され、この動圧Ｐに基づいて制御
量の補正が行なわれるようになる。したがって、動圧Ｐ
を取り込むようにした制御装置において、常に適正な内
燃機関制御が実行されるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は内燃機関１１の電子制御を行う、マイ
クロコンピュータ等によって構成される制御回路部の基
本構成を示すもので、内燃機関１１に対して設定される
吸気圧センサからの検出信号を取り込む吸気圧Ｐｍ　検
出手段１２、機関１１の回転角センサからの信号を検出
するクランキング検出手段１３、機関１１の回転軸に設
定される回転センサからの検出信号を取り込む回転数Ｎ
ｅ検出手段１４、およびスロットル開度センサからの検
出信号を取り込むスロットル（絞り弁）開度θｔｈ検出
手段１５を備える。

【００１１】また、この制御回路にあっては、車速が零
の状態のときの基準動圧Ｐｍｏを記憶した記憶装置によ
って構成された基準動圧検索手段１６が設定される。こ
こで、クランキング角検出手段１３でスタータ信号によ
ってクランク中であるか否かを判定し、このクランキン
グ中の吸気圧力を大気圧として大気圧検出手段１７で検
出し、さらにこの大気圧によって動圧“０”の時の吸気
圧力を補正する大気圧補正手段１８からの出力を、基準
動圧検索手段１６に供給する。

【００１２】そして、この基準動圧検索手段１６におい
ては、例えばスロットル弁開度θｔｈが１０°、２０°
、…、８０°それぞれと、回転数Ｎｅが１０００ｒｐｍ
　、２０００ｒｐｍ　、…１００００ｒｐｍ　それぞれ
との関係で、それぞれ基準動圧Ｐｍｏがマップとして記
憶されている。

【００１３】この基準動圧検索回路１６には、吸気圧検
出手段１２からの吸気圧Ｐｍ　、および回転数検出手段
１４からの回転数Ｎｅ　の検出データが供給され、回転
数Ｎｅ　に基づいて基準動圧Ｐｍｏを検索する。そして
、この検索された基準動圧Ｐｍｏとその時の吸気圧Ｐｍ
　との差に基づいて、動圧検出手段１９で動圧Ｐを検出
する。

【００１４】吸気圧検出手段１２からの信号Ｐｍ　およ
び回転数検出手段１４からの検出信号Ｎｅは、第１の演
算手段２０に供給する。そして、この第１の演算手段２
０において第１の機関制御量を演算する。また、回転数
検出手段１４からの検出信号Ｎｅ　、スロットル開度検
出手段１５からの検出信号θｔｈ、および動圧検出手段
１９からの検出信号Ｐは、第２の演算手段２１に供給す
る。そして、この第２の演算手段２１において第２の機
関制御量を演算する。

【００１５】第１および第２の演算手段２０および２１
で演算された制御量は、機関１１の制御状況に対応して
選択手段２２で選択され、この選択された制御量はエン
ジン（内燃機関）制御手段２３に対して供給され、内燃
機関１１に対する燃料供給量、点火時期等の制御に供さ
れる。

【００１６】ここで、選択手段２２においては、第１の
演算手段２０からの第１の機関制御量、若しくは第２の
演算手段２１からの第２の機関制御量の一方を選択する
ものであるが、例えば第１の機関制御量から第２の機関
制御量へ徐々に変化させる徐変手段を含み構成してもよ
い。

【００１７】図２は燃料噴射制御および点火時期制御等
が電子的に行われるエンジン（内燃機関）３１とその周
辺装置の構成を示している。エンジン３１の吸気管３２
には、動圧を含む空気が導入され、この吸入空気はエア
クリーナ３３を介してエンジン３１の気筒部に導かれる
。そして、この吸気管３２には図示しないアクセルペダ
ルによって操作されるスロットル弁（絞り弁）３４が設
けられ、吸入空気量が制御される。

【００１８】エンジン３１には、その回転の状態を検出
する回転角センサ３５が設けられ、エンジン３１の気筒
判別信号並びに角度信号が検出されるようにし、この角
度信号に基づいてエンジン回転数信号Ｎｅ　が求められ
るようになっている。また吸気管３２に連通するように
して吸気管圧力センサ３６が設けられ、さらにスロット
ル弁３４にはその開度センサ３７が設けられて、それぞ
れ吸気管圧力Ｐｍ　および絞り弁角度θｔｈが求められ
る。

【００１９】吸気管３２には吸入空気の温度を検出する
吸気温センサ３８を設けると共に、エンジン３１の冷却
水の温度を検出する水温センサ３９を設ける。そして、
これら吸気温および水温の検出信号、さらに上記各セン
サ３５、３６、３７それぞれからの検出信号は、例えば
マイクロコンピュータによって構成される電子制御ユニ
ットからなる制御装置４０に供給し、適正な燃料噴射量
および点火時期を演算し、これらの演算結果に基づいて
吸気管３２部分に設けたインジェクタ４１に燃料噴射指
令を与え、また点火プラグ４２に対して点火指令を与え
る。

【００２０】この燃料噴射量並びに点火時期の演算に際
しては、図示しないスタータ信号がオンとなったときに
取り込んだ吸気圧を大気圧と認定した大気圧補正、およ
び水温センサ３９、吸気温センサ３８等のセンサからの
検出信号に基づいた補正が行われて、制御装置４０から
インジェクタ４１、点火プラグ４２に指令が与えられる
。

【００２１】図３は吸気管３２の空気取り込み部分を説
明するもので、この吸気管３２は車体の前方に開口する
吸気ダクト３２１　を備え、この車両の走行速度に対応
した動圧Ｐが取り込まれるようになっている。そして、
この吸気ダクト３２１　を介して取り込まれた吸入空気
が、エアクリーナ３３を介してスロットル弁３４部分に
導かれ、このスロットル弁３４部を通過した吸入空気が
エンジン３１に導入される。この様に動圧Ｐにより吸気
効率を向上させることにより、エンジン３１において効
果的な燃焼を得ることができる。

【００２２】実施例で示した電子制御装置にあっては、
エンジン３１の吸気圧Ｐｍ　とエンジン３１の回転数Ｎ
ｅ　とによって基本燃料噴射量を演算するＤ−Ｊ方式と
、エンジン３１のスロットル弁３４の開度θｔｈとエン
ジン３１の回転数Ｎｅ　とによって基本燃料噴射量を演
算するα−Ｎ方式とを併用している。

【００２３】図４の（Ａ）はエンジン３１の回転数Ｎｅ
　を一定に保った状態で、アイドル回転状態（低負荷運
転）から徐々に負荷を増して全負荷状態に到達させた吸
気圧Ｐｍおよびスロットル開度θｔｈの変化状態の例を
示している。この図から明らかなように負荷が“０”か
ら全負荷まで変化すると、吸気圧Ｐｍ　は指数関数的に
減少すると共に、スロットル開度θｔｈはほぼ指数関数
的に増加する。

【００２４】この様な考察に鑑み、この実施例において
はエンジン３１の低負荷状態では主として吸気圧Ｐｍ　
をパラメータとして採用し、また中、高負荷の状態では
主としてスロットル開度θｔｈをパラメータとして採用
する。 この様にすることによって、“０”負荷の状態から全負
荷の状態まで、全ての運転領域にわたって、負荷変動に
対する変化率の大きいパラメータを用いてエンジン３１
の運転制御が行われるようになる。

【００２５】吸気圧Ｐｍ　およびスロットル開度θｔｈ
のパラメータの選択は、開度θｔｈの検出値が予め設定
されている値、例えば図４の（Ａ）に示す吸気圧Ｐｍ　
およびスロットル開度θｔｈの両曲線の交点Ｆの近傍の
値θｔｈ１　およびθｔｈ２　と比較して行われる。例
えば、スロットル開度θｔｈの検出値が設定値θｈ１よ
り小さい状態では、主として吸気圧Ｐｍ　の検出値に応
じて制御量が決定され、燃料噴射量制御が行われる。

【００２６】また、スロットル開度θｔｈが増大し、ス
ロットル開度θｔｈ２　を越えるようになると、主とし
てスロットル開度の検出値θｔｈに応じた制御量が決定
され、この制御量に応じた燃料噴射量制御が実行される
。

【００２７】さらに、スロットル開度θｔｈの値が設定
値θｔｈ１　とθｔｈ２　との間にある状態のときは、
図４の（Ｂ）で示すよう吸気圧の検出値Ｐｍ　とスロッ
トル開度θｔｈに応じた重み付けを行って決定した値が
制御量として採用され、エンジン３１の制御が行われる
。

【００２８】図３で示したように吸気管３２の吸気ダク
ト３２１　を車両の進行方向に向けて開口して設定した
場合、この吸気管２２の絶対圧力Ｐｍ　は、車両走行時
の動圧Ｐによって、図４の（Ｃ）で示すように変化する
。すなわち、吸気管絶対圧力Ｐｍ　は車速が増す毎に大
きくなる。

【００２９】この様に吸気ダクト３２１　を車両進行方
向に向けて開口された吸気構造で、Ｄ−Ｊ方式とα−Ｎ
方式を併用して制御を行った場合、α−Ｎ方式で制御時
において動圧Ｐによる吸気圧力の増加分だけ制御量がず
れるようになる。したがって、この実施例で示す制御装
置にあっては、このα−Ｎ方式の制御に際して動圧Ｐの
補正を行う。

【００３０】図５は燃料噴射量の演算を行う制御装置３
０における処理の流れを示す。まず、ステップ１０１　
ではスロットル弁開度センサ３７からの検出信号をデシ
ジタル信号に変換した開度情報θｔｈを読み込む。ステ
ップ１０２　ではこの読み込まれたスロットル弁開度θ
ｔｈを設定された値θｔｈ２　と比較する。そして、検
出開度θｔｈが設定開度θｔｈ２　を越えていると判断
されたならば、ステップ１０３　に進んでＤ−Ｊ方式、
α−Ｎ方式の重み定数Ｋを“１”とし、α−Ｎ方式のみ
での制御が行われるようにする。 また、ステップ１０２　で検出値θｔｈが設定値θｔｈ
２　より小さいと判定されたならば、ステップ１０４　
に進んでＤ−Ｊ方式およびα−Ｎ方式の重み定数をＫを
検索し、若しくはＤ−Ｊ方式のみでの制御とする。

【００３１】ステップ１０５　では圧力センサ３６から
の検出出力信号をディジタル信号に変換した吸気圧Ｐｍ
　を読み込む。さらにステップ１０６　では回転角セン
サ３５からの、例えば１８０°ＣＡ毎に発生されるパル
ス信号に基づいて得られるエンジン３１の回転数Ｎｅ　
を読み込む。

【００３２】次のステップ１０７　では、予め記憶設定
された車速Ｖが“０”で動圧Ｐが“０”の状態における
回転数Ｎｅ　に対応する吸気圧Ｐｍｏを、その時の回転
数Ｎｅ　とスロットル開度θｔｈに基づいて記憶装置を
検索し、これを読み取る。この車速“０”の時の吸気管
圧Ｐｍｏは、前述したようにマップにして制御装置４０
の構成要素の１つとされる記憶装置に記憶されている。

【００３３】ステップ１０８　ではステップ１０７　で
取り込まれた吸気管圧Ｐｍｏを、クランキング時に取り
込んだ吸気圧力、すなわち大気圧で次式に基づいて補正
する。 Ｐｍｏ←Ｐｍｏ×（取り込み大気圧／７６０）

【００３
４】ステップ１０９　では、ステップ１０８　で求めら
れた車速“０”時の吸気管圧Ｐｍｏ、および現在の車速
Ｖにおける動圧Ｐが加わった状態の吸気管圧Ｐｍ　とに
よって、動圧Ｐによる圧力上昇分ＤＰｍ　を“ＤＰｍ　
＝Ｐｍ　−Ｐｍｏ”の計算式によって求める。そして、
ステップ１１０　でこの動圧Ｐによる圧力上昇分ＤＰｍ
　に基づいて燃料噴射増量分ＦＲＡを求める。

【００３５】ステップ１１１　でα−Ｎ、つまりスロッ
トル開度θｔｈとエンジン回転数Ｎｅ　とによって、燃
料噴射時間幅Ｔθｔｈ・Ｎを予め適合されたスロットル
開度θｔｈと回転数Ｎｅ　とのマップから検索する。さ
らに、ステップ１１２　ではＤ−Ｊ、つまり吸気管圧力
Ｐｍ　と回転数Ｎｅ　とによって、燃料噴射幅ＴＰ・Ｎ
を、予め適合された吸気管圧Ｐｍ　と回転数Ｎｅ　との
マップより検索する。

【００３６】ステップ１１３　では基本燃料噴射幅ＴＢ
を、α−ＮとＤ−Ｊの重み付けより求める。α−Ｎにつ
いては重み付けＫと、予め適合した吸気管圧θｔｈと回
転数Ｎｅ　のマップより検索した燃料噴射幅Ｔθｔｈ・
Ｎと、動圧Ｐによる圧力上昇分ＤＰｍ　より求めた燃料
噴射増量分ＦＲＡから求める。またＤ−Ｊについては、
重み付けＫと、予め適合した吸気管圧Ｐｍおよび回転数
Ｎｅ　のマップから検索した燃料噴射幅ＴＰ・Ｎから求
める。

【００３７】ステップ１１４　では、ステップ１１３　
で求めた基本燃料噴射幅ＴＢと、加減速の状態、水温並
びに吸気温等の補正値βと、バッテリ電圧より求められ
るインジェクタ作動時間γより、最終のインジェクタ駆
動時間幅ＴＡＵを求める。そして、次のステップ１１５
　でステップ１１４　で求めた最終の駆動時間ＴＡＵを
インジェクタ４１に出力し、その時間幅で燃料を噴射す
る。

【００３８】以上説明した実施例においては燃料噴射制
御について述べたが、同様に点火時期制御においても、
α−Ｎ方式およびＤ−Ｊ方式を併用し、動圧Ｐによる圧
力上昇分ＤＰｍ　によって、α−Ｎ方式の領域を補正す
るようにすることもできる。

【００３９】また実施例においてはエンジンの負荷状態
に応じてＤ−Ｊ方式とα−Ｎ方式とを切換えて制御量を
設定しているが、これは全ての負荷状態においてα−Ｎ
方式を採用し、動圧Ｐを考慮して制御量を設定するよう
にしてもよい。

【００４０】さらに実施例では吸気圧センサ３６の検出
結果に基づいて動圧Ｐを検出し、この動圧Ｐを考慮して
制御量を設定したが、例えば車速風が零のときの回転数
Ｎｅ　と絞り弁開度θｔｈとに対応した単位時間当たり
の吸入空気量と、車両の走行時における実際の単位時間
当たりの吸入空気量とから動圧Ｐを求めてもよく、さら
に車速センサを新たに設け、この車速センサからの情報
に基づいて動圧Ｐを求めてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る内燃機関
の電子制御装置においては、Ｄ−Ｊ方式およびα−Ｎ方
式を併用し、“０”負荷の状態から全負荷の状態までの
全ての運転範囲にわたって、負荷変動に対する変化率の
大きいパラメータを用いて、内燃機関の燃料噴射制御が
行われる。この様な制御に際して、車両の走行に伴って
得られる動圧Ｐを用いた機関制御が常に正確に実行され
るようになり、車速に対応した動圧Ｐを用いて吸気効率
を向上させた場合においても、その動圧を考慮した正確
な機関制御が行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る内燃機関の電子制御
装置の概略を説明する構成図。

【図２】上記実施例に係る装置の具体的な構成例を示す
図。

【図３】図２で示した吸気管部を取り出して示す図。

【図４】（Ａ）はエンジン負荷に対応する吸気管圧Ｐｍ
　とスロットル弁開度θｔｈの変化を示す図、（Ｂ）は
スロットル弁開度θｔｈに対応する重み付け定数Ｋの状
態を示す図、（Ｃ）は吸気管絶対圧と車速との関係を示
す図。

【図５】上記実施例の動作の流れを説明するフローチャ
ート。

【符号の説明】

１１、３１…エンジン、１２…吸気圧力検出手段、１３
…クランキング検出手段、１４…回転数検出手段、１５
…スロットル開度検出手段、１６…基準動圧検出手段、
１７…大気圧検出手段、１８…大気圧補正手段、１９…
動圧Ｐ検出手段、２０、２１…第１および第２の演算手
段、２２…選択手段、２３…エンジン制御手段、３２…
吸気管、３２１　…吸気管ダクト、３４…スロットル弁
、３５…回転角センサ、３６…吸気管圧力センサ、３７
…開度センサ、４０制御装置、４１…インジェクタ、４
２…点火プラグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内燃機関の回転数Ｎｅ　を検出する回
   転数検出手段と、前記内燃機関への吸入空気量を制御す
   る絞り弁の開度θｔｈを検出する絞り弁開度検出手段と
   を備え、前記回転数検出手段で検出された回転数Ｎｅ　
   と前記絞り弁開度検出手段で検出された絞り弁開度θｔ
   ｈとに基づいて内燃機関の制御量を決定する内燃機関の
   電子制御装置において、内燃機関の状態に関係なく、外
   部の作用により内燃機関に加わる動圧Ｐを検出する動圧
   検出手段と、この動圧検出手段で検出された動圧Ｐを考
   慮して前記内燃機関の制御量を決定する制御量設定手段
   と、を具備したことを特徴とする内燃機関の電子制御装
   置。