JPH0517394B2 - - Google Patents

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JPH0517394B2
JPH0517394B2 JP58115604A JP11560483A JPH0517394B2 JP H0517394 B2 JPH0517394 B2 JP H0517394B2 JP 58115604 A JP58115604 A JP 58115604A JP 11560483 A JP11560483 A JP 11560483A JP H0517394 B2 JPH0517394 B2 JP H0517394B2
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JP
Japan
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load
engine
sensor
rotational speed
calculation means
Prior art date
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JP58115604A
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English (en)
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JPS608446A (ja
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Kazumi Nakano
Masahiro Kondo
Koichi Shimizu
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPH0517394B2 publication Critical patent/JPH0517394B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関用制御装置に関し、特に
回転速度を検出する速度センサの信号により機関
の負荷を検出して制御する装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、内燃機関の点火時期又は燃料噴射量など
は、吸気量センサ、吸気負圧センサなどの負荷セ
ンサと、機関の回転速度を検出する速度センサと
からの信号に基いてコンピユータにより演算して
いた。
〔発明が解決しようとする課題〕
このため、高価な負荷センサが必要であつた
り、あるいは負荷センサの異常時に制御が行なえ
ないという問題があつた。
この発明は、上記の問題に鑑みなされたもの
で、第12図に示すように速度センサの信号を速
度差演算、統計演算処理することによつて機関の
負荷を示す信号を作り、これを点火時期又は燃料
噴射量の制御に利用して、負荷センサを不要、あ
るいは負荷センサの異常時にも制御可能とするこ
とを目的とする。
〔実施例〕 以下この発明を図に示す実施例により説明す
る。第1図において、1は4気筒火花点火式内燃
機関で、気化器2で形成された空気/燃料混合気
を吸気管3を経て吸入し、燃焼後の排気ガスを排
気管4から排出する。
5及び6は、機関1のクランク軸と同期して回
転するロータであつて、ロータ5は1個の歯5a
を有し、ロータ6は所定クランク角毎に多数の歯
6aを有する。
7は基準位置センサ、8は速度センサであつて
いずれも電磁ピツクアツプなどから構成されてい
る。そして、センサ7はクランク軸1回転毎に1
個のパルス信号を発生し、センサ8は所定クラン
ク毎(例えば5℃A毎)にパルス信号を発生す
る。
10はマイクロコンピユータで、センサ7,8
あるいは図示しない水温センサ、油温センサなど
の信号に基いて機関1の点火時期を演算する。9
はコンピユータ10からの信号に基いて高電圧を
発生する点火コイルで、高電圧は図示しないデイ
ストリビユータを経て各気筒のスパークプラグへ
配電される。
第2図は、マイクロコンピユータ10を示すブ
ロツク図で、マイクロコンピユータ10は、
CPU11、ROM、RAMを含むメモリ12、
I/O(入出力)回路13、センサ7,8の出力
信号を波形整形する。波形整形回路14、点火コ
イル9を駆動するための点火駆動回路15及びコ
モンパス16からなる。各ブロツクは公知である
ため詳細なハードウエアの説明は省略する。
上記構成において、コンピユータ10は第3図
に示すフローチヤートにしたがつて動作する。ま
ずステツプ20からスタートし、初期化を行う。ス
テツプ21で機関のクランク軸1回転の機関で測定
した平均的な機関回転速度Nを読み込み、ステツ
プ22で回転速度Nから基本進角値θiをメモリ12
内のマツプ又は計算式により演算する。
次にステツプ23で、回転速度Nの変化率dN/
dtを求め、これから機関1が定常状態か過渡状態
かを判別する。変化率が一定値以内であると定常
であると判別し、それ以外は過渡状態と判別す
る。
過渡状態と判別されたときはステツプ35で基本
進角値θiを点火時期θとし、ステツプ36で点火駆
動回路15に出力する。
定常状態と判別されたときは、ステツプ24で平
均化(統計)処理を行うための変数SUMとMを
ゼロにセツトする。次にステツプ25で4気筒のう
ちの1番気筒のピストンが上死点(TDC)に達
するのを待つ。これはセンサ7の出力信号に基い
て行う。つまりロータ5の歯5aは1番気筒の上
死点でセンサ7と対向するように位置決めしてあ
り、センサ7からパルス信号が出力されたとき
が、1番気筒の上死点である。
1番気筒が上死点に到達したらステツプ26にお
いて上死点での瞬時の機関回転速度N1を読み込
む。これはセンサ7,8からの信号に基いて上死
点から上死点後の所定値(ATDC5°〜10°の範囲
内の値)までの機関で計測した回転速度である。
次にステツプ27で1番気筒が上死点後90℃Aに
達するのを待ち、ATDC90℃Aに到達したら、
ステツプ28でATDC90℃Aでの瞬時の回転速度
N2を読み込む。これはATDC90℃Aから所定値
(ATDC95°〜100°の範囲内の値)までの期間で計
測した回転速度である。
そして、ステツプ29で回転速度N2とN1の速度
差ΔNを次式によつて演算する。
ΔN=N2−N1 ステツプ30では、変数SUMに今回の速度差
ΔNを加算し、変数Mを1だけカウントアツプす
る。
ステツプ31ではステツプ25〜31までの平均化
(統計)処理ループを規定回数(MTH)回、実
行したかどうかを判定し、規定回数(MTH回)
に達しない場合にはステツプ25に戻り再び処理を
繰返す。規定回数に達した場合にはステツプ32で
統計量であるΔNの平均値ΔNaveを演算する。
ΔNave=SUM/MTH そして、ステツプ33でこの負荷を示すΔNave
に基いてメモリ12に記憶されている補正進角マ
ツプからデータを読み出して負荷補正進角θcを演
算する。ステツプ34で点火時期θを次式で演算す
る。
θ=θi+θc 次にステツプ36で、この点火時期θを出力す
る。そして、ステツプ21に戻り、再び同じループ
処理を行う。
なお、点火駆動回路26は、コンピユータ10
から新しい点火時期θが出力されるまで、前回計
算した点火時期で点火を行う。
ここで、速度差ΔNとその平均値ΔNaveについ
て詳細に説明する。第4図は代表的な4サイク
ル、4気筒機関の行程図と、その運転中のエンジ
ン回転速度を示したものである。この行程図から
見ると、上死点(TDC)付近で点火を行なうと、
TDC付近から燃焼による膨張エネルギーにより
内燃機関の回転速度が上昇し、その後その膨張エ
ネルギーを使い果たし、ATDC90℃A近傍で内
燃機関の回転速度がピーク値を示した後に次の気
筒の圧縮入力により内燃機関の回転速度が低下
(TDCで最低となる)するという内燃機関の特性
があることがわかる。この特性をもう少し詳しく
示したのが、第5図である。第5図は機関の負荷
によりこの機関回転速度の変化が異なることを示
している。即ち、高負荷時は吸入空気量が多くな
るため、圧縮時、爆発時の回転変動幅が大きくな
る。逆に軽負荷時には、吸入空気量が少なくなる
ため、回転変動も少なくなる。
しかして、速度差ΔN(=N2−N1)が概略機関
の負荷に対応していることがわかる。しかし、こ
の速度差ΔNだけでは機関回転のバラツキ、回転
の微少変動を負荷変動として誤検出してしまう
が、この発明では速度差ΔNを平均化(統計)処
理して、ΔNaveを演算して機関負荷を示す信号
としており、誤検出の少ないものとなつている。
これを示したのが、第6図でこの図から平均値
ΔNaveは、機関の負荷にほぼリニアに変化する
のがわかる。
なお、上記実施例では平均値ΔNaveを演算後、
これを基にしてメモリマツプから補正進角量θcを
演算したが、第7図に示すように機関の負荷を高
負荷、中負荷、軽負荷の3種類に分けて負荷補正
進角を決め点火時期制御を行うようにしてもよ
い。
第8図に上記制御(第2実施例)の要部フロー
チヤートを示す。ブロツクA内のステツプ20〜32
は第3図に示すブロツクA内のステツプと同様で
ある。そして、ステツプ32で平均値ΔNaveを演
算した後、ステツプ41で平均値ΔNaveと高負荷
判定値NT1を比較し、ΔNaveが、NT1よりも大
きい場合には高負荷と判別し点火時期θを基本進
角θiに設定し、ステツプ36へ進み、出力する。他
方ΔNaveがNT1よりも小さい場合にはステツプ
42へ進み、軽負荷判定値NT2と比較を行う。
ΔNaveがNT2よりも大きい場合には、中負荷と
判断し、ステツプ43へ進み、点火時期θをθ=θi
+θc1に設定し、ステツプ36へ進む。
他方ΔNaveがNT2よりも小さい場合には軽負
荷と判断され、ステツプ44へ進み、点火時期θを
θ=θi+θc2に設定する。以上の制御により第1
実施例と同様の効果が得られるものである。
また、第2実施例は、負荷を高負荷中負荷軽負
荷と3段階に分けたが、単純に高負荷、軽負荷の
2段階検出でも、負荷検出は可能である。
第9図は、この発明の第3実施例を示すもので
ある。即ち、燃料噴射式エンジン制御システムに
おいても特別な負荷検出センサを用いずとも、従
来と同様の制御が可能なものである。第9図にお
いて、2Aは燃料噴射用電磁式インジエクタでそ
の他の構成部品は、第1実施例とほぼ同様であ
る。
第10図に基づきその動作を説明する。ステツ
プ51で、エンジン回転速度N、自動車のトラン
ミツシヨン位置、冷却水温、潤滑油温の情報を読
み込み、それらの情報をもとにして、次のステツ
プ52では、基本進角θi、基本噴射量Tiを演算す
る。そしてステツプ23〜ステツプ32までは第1実
施例のブロツクA内のステツプ同様の演算をす
る。
ステツプ32で求められた平均値ΔNaveに対し、
次のステツプ53では平均値でくたNaveが同一負
荷でもトランスミツシヨン位置、水温、油温など
に応じた変化するのでそのために補正係数Kを乗
算して補正速度差ΔNHを求め、機関負荷以外の
外乱からの影響を極力少なくし負荷検出精度を向
上している。
そして、ステツプ54では補正平均値ΔNHが異
常燃焼(プレイグニツシヨン、先火等)によつて
ある設定値NFより大きくなつているかどうか判
定し、NFより大きいと異常と判別してステツプ
55に移り、点火時期θ、燃料噴射量Tをある固定
値θF、TFにセツトし、ステツプ59で出力する。
他方、補正平均値ΔNHがNFより小さく異常
なしと判別した場合はステツプ56へ移り、ΔNH
を基にして負荷補正進角θc、負荷補正噴射量Tc
を演算し、ステツプ58でθc、θi、Tc、Tiを基に
して点火時期θ、燃料噴射量Tを演算し、ステツ
プ59で出力する。
第11図は、この発明の第4実施例を示す。即
ち、従来の負荷検出手段(例えば圧力センサ、吸
気量センサ)を有するエンジン制御装置におい
て、通常は圧力センサ等の負荷検出手段を用いて
制御を行うが、そのセンサが故障したりした異常
の場合に、この発明を用いてエンジン制御を行
い、圧力センサが故障した場合にも出力悪化、燃
費の悪化を防止する。
その作動を第11図のフローチヤートに基づき
説明する。まずステツプ61で、負荷検出手段の例
えば圧力センサが正常か否かを、その圧力センサ
の出力値の異常の有無等により判断し、もし圧力
センサ正常と判断した場合には、ステツプ62へ進
み機関回転速度N吸気負圧(負荷)P等へ情報を
読み込み、ステツプ63で機関状態に応じた最適な
点火時期θ、燃料噴射量Tを演算し、次のステツ
プ65でその制御値を出力する。
一方ステツプ61で圧力センサ異常と判断した場
合にはブロツクB内のステツプ51へ進み、第10
図に示したのと同一の処理51〜58を行い、その演
算結果をステツプ65において出力する。
なお、上記実施例では、回転変動量ΔNの平均
値ΔNaveで負荷判定を行なつたが、回転変動量
ΔNの標準偏差で負荷判定を行なつても同様の効
果が得られる。また、同ループを各気筒別に処理
し、各気筒別に点火時期を制御することも可能で
ある。
第1実施例と同様の制御を行なうにあたり気筒
判別センサを有するものにおいては、各気筒別に
回転変動量ΔNiを検出し、各気筒別にフイルタ判
定及び負荷判別を行ない各気筒別に点火時期制
御、燃料噴射制御、及び気筒別にフイルタ処理制
御を行なうことにより、正常時にとける気筒毎の
最適制御および異常時における気筒毎の最適制御
を行なうことも可能である。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明においては、機関の回
転速度を検出するための速度センサからの信号を
有効に利用して、負荷センサを不要あるいは負荷
センサの異常時にも機関負荷に応じた機関の制御
をすることが可能であるという優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示す模式図、
第2図は第1図図示のマイクロコンピユータを示
すブロツク図、第3図は作動説明に供するフロー
チヤート、第4図、第5図、第6図はそれぞれ作
動説明に供する行程図、波形図、特性図、第7
図、第8図はこの発明のそれぞれ第2実施例を示
す特性図、フローチヤート、第9図、第10図は
この発明の第3実施例を示す模式図、フローチヤ
ート、第11図はこの発明の第4実施例を示すフ
ローチヤート、第12図はこの発明の構成図であ
る。 7……基準位置センサ、8……速度センサ、1
0……コンピユータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の回転速度を検出するための速度セ
    ンサと、この速度センサからの信号を少なくとも
    2点の所定のクランク角度位置で検出して、この
    2点の回転速度差を演算する速度差演算手段と、
    前記速度差を統計演算して機関の負荷に対応する
    統計量を演算する統計演算手段と、前記統計量に
    より機関の負荷を代用して機関の点火時期又は燃
    料噴射量を含む前記機関の制御量を演算する制御
    演算手段とを備えることを特徴とする内燃機関用
    制御装置。 2 前記統計演算手段は、前記回転速度差を所定
    回数だけ加算し、この加算結果の平均値を前記統
    計量として求めるよう構成されている特許請求の
    範囲第1項記載の装置。 3 前記速度差演算手段は、気筒別に前記回転速
    度を演算し、前記統計演算手段は気筒別に前記統
    計量を演算するよう構成されている特許請求の範
    囲第1項記載の装置。 4 前記速度差演算手段は、負荷センサの異常時
    に動作するよう構成されている特許請求の範囲第
    1項記載の装置。
JP11560483A 1983-06-27 1983-06-27 内燃機関用制御装置 Granted JPS608446A (ja)

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JPS608446A JPS608446A (ja) 1985-01-17
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