JPS63195363A - 自動車用エンジンの制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンのラフネス発生時にエンジン制御量を
制御する自動車用エンジンの制ｔ１１装置に関するもの
である。

（従来肢術） 従来から、例えば特開昭５６−１４６０２５号公報に示
されるように、安定したエンジン出力が要求される運転
状態で何らかの外乱によってエン　　　′ジンのラフネ
スくエンジン出力の不安定な変動）が生じたときにこれ
を抑制するため、上記ラフネスをエンジンの回転数変化
等によって検出し、その検出値と予め設定した所定値と
の偏差に応じ、エンジン制御量（燃料噴射量または点火
時期）をフィードバック制御するようにした１ンジンの
制御ｌｌ装冒は知られている。

なお、Ｐ記公報ではラフネスの大きさに応じてエンジン
制ｉｉｏｍを補正するという程度以上の詳しい制御は開
示されていないが、エンジン出力の安定性を保つために
は、フィードバック＆ｌＩ御によって１ンジン制御量が
過度に変動することのないように、例えばある程；艷の
期間にわたってエンジン回転数をサンプリングする等に
よりラフネス発生状態を調、べ、これに基づいてエンジ
ン制ａｍを制御することが望ましい。また、ラフネスの
発生に応じたフィードバック制御による補正量はエンジ
ン出力の安定性や燃費を悪化させない程度に設定してお
く必要がある。

ところで、負荷変動等の外乱によってラフネスが生じて
いるときは、１ンジンの平均回転数も正常時より低下し
ており、このような状況下でラフネス発生状態を調べて
からそれに応じてエンジン＄１１　ｍ　ｌを上記のよう
にフィードバック１．ｌＩａによって補正していくよう
にするだけでは、ラフネスが解消されるとともにエンジ
ン回転数が正常な回転数に復帰する状態になるまでにか
なりの時間を要する場合があり、この間のエンジン回転
数の落込みが問題となっていた。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑み、エンジンのラフネスの検出
に基づいてエンジン制ｉｍｍを制御する場合に、とくに
ラフネス発生後のエンジン回転数の落込み期間を短縮す
ることができる自動重用エンジンの制’ｍｓ隨を提供す
るものである。

（発明の構成） 本発明は、エンジンのラフネスを検出するラフネス検出
手段と、このラフネス検出手段の出力に基づいて一定時
間にわたるラフネス発生状態を調べ、上記ラフネスが所
定レベル以下となるようにエンジン制御量をフィードバ
ック制御するフィードバック制御手段と、このフィード
バック制御手段によるフィードバック制御とは別にラフ
ネス検出後所定時間だけ上記エンジン制御量を増大させ
る補正手段とを備えたものである。

つまり、ラフネスの検出に基づく基本的なフィードバッ
ク制御に加え、上記補正手段によるワンショット的な補
正によって応答性良くエンジン回転数の落込みを是正す
る作用を持たせるようにしたものである。

（実施＠） 第１図は本発明の・一実施例を示し、この図において、
１は１ンジン、２は吸気通路、４は排気通路であり、上
記エンジン１には吸気通路２の吸気マニホールド３およ
び排気通路４の排気マニホールド５が接続されている。

上記吸気通路２の上流端側は図外のエアクリーナに接続
されている。そして、吸気マニホールド３より上流の吸
気通路２には、吸気量を検出するエア７０−メータ６お
よびアクセル操作に応じて吸気量を調整するスロットル
弁７が配設されており、吸気マニホールド３の各分岐通
路には、燃料噴射弁８が配設されている。一方、排気通
路４には、空燃比セン勺９および排気浄化装置１０が配
設されている。また、エンジン１に対する点火系として
、ディストリビュータ１１、点火コイル１２、イグナイ
タ１３等が設けられている。

１５は燃料噴射量および点火時期を制御する制御ユニッ
トであって、この制御ユニット１５には、上記エアフロ
ーメータ６および空燃比センサ９からの各信号と、スロ
ットル弁７の開度を検出するスロットル開度センサ１６
、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ
１７．１ンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１８
等からの信号が入力されている。そして、上記制御ユニ
ット１５により、吸気量や運転状態等に応じて燃料噴射
弁８からの燃料噴射量および点火時期が制御されるとと
もに、クランク角検出信号に基づくエンジン回転数変化
の検出等によってエンジンのラフネスが検出され、それ
に応じて、エンジン制御量としての燃料噴ａＡ量もしく
は点火時期が制御されるようになっている。

第２図は上記制御ユニットに含まれる燃料制御のための
手段を機能ブロック図で示し、この図に示す実施例では
、う゛２ネスに応じて燃料噴射量を制御するようにして
いる。すなわち、上記制御ユニット１５には、エアフロ
ーメータ６によって検出される吸気量とクランク角セン
サ１７からの信号に基づいて検出されるエンジン回転数
とに応じて燃料の基本噴１１１ｆｆｉを演算する手段２
１と、高負荷時や加速時等に応じて燃料噴射量を補正す
る手段２２と、燃料噴射量に相当するパルス幅の燃料ｗ
Ａ用パルスを燃料噴射弁８に出力する駆動手段２３とが
含まれるとともに、クランク角センサ１７からの信号に
基づくエンジン回転速度変化の検出等によってエンジン
のラフネスを検出するラフネス検出手段２４と、上記ラ
フネスに応じて燃料噴１ｍを補正１１１ｍする制御手段
２５が含まれている。

この制御手段２５は、ラフネス検出手段２４の出力に基
づき、例えば・一定時間にわたるエンジン回転速度の変
動状態を調べることによってラフネス発生状態を判定す
る手段２６と、その判定に応じ、ラフネスを所定レベル
以下とするように、一定時間毎に燃料噴射量をフィード
バック補正するフィードバック制御手段２７とを有する
とともに、このフィードバック制御に加えて、ラフネス
検出時に所定時間だけワンショット的に燃料噴射量を増
量補正する補正手段２８を有している。

この制御ユニットによる燃料制御の具体例を第３図乃至
第５図のフローチャートによって説明する。

第３図は燃料制御全体のルーチンを示し、このルーチン
がスタートすると、まずス°テップＳ１で、吸気量Ｕ１
クランク角信号に基づいて検出されるエンジン回転数Ｎ
ｅ、スロットル開度丁Ｖ等の入力を読込む。続いてステ
ップＳ２で、エンジン−回転当りの吸気量に応じた燃料
噴射パルスの基本噴射パルス幅丁ｐを算出し、ステップ
Ｓ３でエンジン運転領域に応じたエンリッヂ補正ＩＣｅ
ｎを求め、さらに、エンジンの加速条件が成立したとき
は加速補正量Ｃａｃを求める（ステップ８４　、８５　
＞。次に、後に詳述するラフネスに応じた補正穫Ｃｒｂ
Ｈ出（ラフネスに応じた制御手段２５としての処理）の
サブルーチンＲＡを実行する。さらにステップＳ６で学
晋補正ＩＣｋを算出する。そして、ステップＳ７で、上
記基本噴射パルス幅ｒｐと各補正ｆｆ１ｃｅｎ、　Ｃａ
ｃ、　Ｃｆｂ、　Ｃｋとから、最終噴射パルス幅Ｔｉを Ｔ１−丁ｐＸ　（Ｃｅｎ＋Ｃａｃ＋Ｑｆｂ＋Ｃｋ）と演
稗する。そして、噴射時期になれば上記最終噴射パルス
幅［ｉに相当する時間だけ燃料噴射弁８から燃料を噴射
させる（ステップＳｓ　、　Ｓｓ　）。

第４図はエンジンのラフネスに応じた補正ｆｆｉ粋出篩
用ブルーチンＲＡを示す。このサブルーチンＲＡで求め
られる最終的な補正ｍ　ｃ　ｒｂを以下にフィードバッ
ク補正優と呼ぶが、このフィードバック補正ｍｃｒｂに
は、本来的なフィードバック制御による補正分（後記フ
ィードバック補正値Ｃ１゜Ｃ２による補正分）のほかに
、上記補正手段２８としての処理による補正分（後記増
弔補正１１１ｃ３による補正分）も含まれる。このサブ
ルーチンＲＡでは、まずラフネス発生状態判定のための
時間を決めるタイマｒＭ１が０のときに、このタインＴ
Ｍ１に一定ＩＮｔをセットする（ステップＳＡ１、ＳＡ
２　）。この一定値Ｎ１は周期変動を調べるためのサン
プル数に相当するもので、ラフネス発生状態の誤判定防
止や制御の安定性のため、比較的大きな値となっている
。

次にステップＳＡ３で、エンジン回転数に対応した釦で
あるクランク角信号の周ｉ１ｍ（例えばクランク角９０
°毎の周期）を入力し、ステップＳＡ４で、上記周期の
移動平均′「を ｒ−（ｒｘ　　（Ｊ−１＞　　＋　　ｒ）／Ｊと演桿す
る。Ｊは移動平均回数である。

続いてステップＳＡ５で、そのときの周期下と上記移動
平均″「どの偏差を二乗したｌ１ｆｉ（偏差二乗値）６
丁を求める。さらに、後に詳述するワンショット的な補
正による増量補正値Ｃ３演算（補正手段２８としての処
理）のサブルーチンＲｅを実行してから、ステップＳＡ
ｅで上記偏差、−二乗値ΔＴの総和ＳＡＴを求め、ステ
ップＳＡ７で上記タイマｒＭ１をディクリメントする。

そして、ステップＳＡａでのタイマＴＭ１がＯとなった
か否かの判定に基づき、タイ？「Ｍｌが０となるまでは
、ステップＳＡ９でフィードバック補正１（Ｊｂを［（
Ｊｂ−ＣＩ＋０３１　、！：演算し、従って増量補正値
Ｃ３が０であればフィードバック補正ｍｃｒｂは前回と
同じ値とする。また、上記タイマＴＭＩが０となれば、
ステップ５Ａ１ｏで周期の標準偏差σ（＝　　　ＡＴ　
　　１）を演算し、ステップＳ　Ａ　ｎで上記総和Ｓ八
ＴをＯとクリアする。

そして、ステップ５Ａ１２で上記標準偏差σが設定ＩＩ
Ｘ以上か否かを判定し、その判定結果がＹＥＳのときは
ステップＳＡａでフィードバック補正呈Ｃｆｂヲ［、（
Ｊｂ−Ｃｒｂ＋Ｃｔ　＋Ｃ：ｉ　］　トシ、判定結果が
Ｎｏのきはステップ５Ａ１４でフィードバック補正■Ｃ
ｔｂを［Ｃｆｂ＝（ＪＬ−Ｃｚ　＋Ｃ３］とする。

これらの演算にお゛いて、Ｃ１は燃料を増加させる方向
のフィードバック補正値、Ｃ２は燃料を減少さゼる方向
のフィードバック補正値である。

こうしてこのサブルーチンＲＡにより、上記偏差二乗値
Δ丁をもってラフネスを検出する処理と、一定時間毎に
上記標準ａ＝差σによってラフネス発生状態を調べる処
理と、それに応じて上記フィードバック補正値Ｃ１，Ｃ
２により基本的なフィードバック制御を行なう処理と、
これに増量補正値Ｃ３による補正を加味する処理とを行
なっている。

第５図は増量補正１ｉｃ３演算のサブルーチンＲＢを示
し、当実施例では、上記増量補正値Ｃ３を、ラフネス発
生時の平均周期とそれまでの平均周期との着、すなわち
ラフネス発生時のエンジン平均回転速度の落込み度合に
応じて求めている。このザブルーチンＲＢでは、ステッ
プＳ’　Ｂ　１で上記偏差二乗値ΔＴが予め設定した基
準値Ｙよりも大きいか否かを調べ、その判定結果がＹＥ
Ｓのときは第１フラツグＦ１を１とする（ステップ５８
２）。

ステップＳＢ２に続き、もしくはステップＳＢ１でのＮ
ｏの判定に続いて、ステップ３８３で第１フラツグＦ１
が１か否かを調べる。

ステップＳＢ３での判定結果がＹＥＳのとき（第１フラ
ツグＦ１が１とされた時点から後記タイ？ＴＭ２がカウ
ントアウトして第１フラツグＦ１がＯとされるまでの期
間内にあるとき）は、平均周期算出のための期間を決め
るタインｒＭ２が０であればこのタイマＴＭ２に−・定
ｆｌｊＮ２をセットする（ステップＳＢ４．３Ｂ５　）
。この−・定値Ｎ２は、ラフネス発生時の平均周期を算
出するに足るだけの比較的小さな値となっている。そし
てステップＳＢｅで周期Ｔの総和ＳＴを求め、さらにス
テップ８８７でタイマ丁Ｍ２をディクリメントしてから
、ステップＳＢａで上記タイマＴＭ２がＯとなったか否
かを調べ、タイマ「Ｍ２がＯとなるまでは後記ステップ
５８１５を経てリターンする。

上記タイマＴＭ２がＯになると、ステップＳＳ９でタイ
マＴＭ２によるサンプリング期間中の平均周期’ｒｎｅ
ｗ　（−８Ｔ／Ｎ２　）を求め、ステップ５Ｂ１ｏで上
記平均周期Ｔ　ｎｅｗと航記の移動平均゛［との偏差６
丁を求める。続いてステップ５８１１で、上記偏差ΔＴ
に所定の係数Ｋを掛けることによって１ｔｌｆｆｉ補正
値Ｃ３を求める。そして、ステップ５８１２で上記総和
８丁を０とするとともに、ステップＳＢぢ、８８１４で
第１フラツグＦ１を０、第２フラツグＦ２を１としてか
ら、ステップＳＢ！ｌに移る。なお、このように第１フ
ラツグＦ１が０とされた後にこのサブルーチンＲ８を通
るときは、ステップＳＢ３でのＮＯの判定からそのまま
ステップ５ＢＴ５に移る。

ステップ５Ｂ１５では第２フラツグＦ２が１か否かを調
べ、その判定結果がＹＥＳであれば、ステップＳＢｍ＋
で、このステップＳＢｍを通るごとに増量補正値Ｃ３を
所定幅ずつ減少させる。そして、上記増量補正値Ｃ３が
Ｏ以下になればこれをＯとするとともに第２フラツグＦ
２をＯとしくステップＳＢｖ−８Ｂｍ）、それからリタ
ーンする。また、第２フラツグＦ２が０とされた後にこ
のサブルーチンＲｅを通るときは、ステップ５Ｂ１５で
のＮｏの判定からそのままリターンする。

以上のような制御により、エンジン回転数の変動と、フ
ィードバック補正ｍ　ｃ　ｒｂの基本的な値（フィード
バック補正値Ｃ１，Ｃ２による補正分）と、増量補正値
Ｃ３による補正分と、これらの補正を合せたフィードバ
ック補正ＩＩ　ＣｆｂのＪｉＨ的な値とは、タイムチャ
ートで示すと第６図のようになる。この図の中のエンジ
ン回転速度の変動については、正常時の状態Ａから、正
常時よりも大きな回転速度の変動（ラフネス）が生じた
状ｔａＢおよびその後の変化に至るまでを示している。

エンジンの平均回転速度は、この図に一点鎖線で示すよ
うに、ラフネスが発生すると正常時より低くなる。

上記フィードバック補正ｍ　ｃ　ｒｂの基本的な値は、
第４図のサブルーチンＲＡにおけるステップＳ２で設定
されたタイマの時間Ｔ　Ｍ　１毎に、う“ノネスの程度
を示す周期の標準偏差σの大きさに応じて増減され、上
記標準偏差σが設定値Ｘより大きければ補正値Ｃ１だけ
増加される。これにより、うフネス発生状態に応じて燃
料噴射ｌがフィードバック＆制御されるが、この場合に
上記標準偏差σによるラフネス判定の信頼性や制御の安
定性を確保するには、上記時間゛「Ｍｌを余り短くする
わけにはいかないので、ラフネスが発生してからこのよ
うな基本的なフィードバック制御によって燃料が増量さ
れるまでには、ある程度の遅れが生じる。

また、上記補正ｌｌＩＣ１もフィードバック制御の安定
性を害さない程度に設定しておく必要があるので、これ
だけではエンジン回転速度の落込みを解消するに不充分
な場合がある。このため、このような基本的なフィード
バック補正によるだけでは、ラフネス発生後にもエンジ
ン回転速度の落込みが解消されない状態が比較的良く続
く可能性がある（破線Ｃ参照）。

一方、増量補正値Ｃ３による補正゛は、第５図のサブル
ーチンＲ８での処理により、前記の偏差二乗値ΔＴが基
準Ｗ１Ｙ以上となるラフネスが検出されてから、平均周
期算出に足るだけの比較的短い時間ｒＭ２が経過した時
点で行なわれ、この補正によって回転速度の落込みが応
答性良く是正される（実線りの部分）。この場合、とく
に当実施例では、ラフネス発生時の平均周期との偏差に
応じて上記増量補正値Ｃ３を設定しているため、適正に
回転速度が調整される。また、この補正は、ステップ５
８１５乃至ＳＢｖによる処理で上記地場補正１１Ｇ３が
Ｏになるまでの所定時間だけ、ワンショット的に行なわ
れるため、制御の安定性が害されることはない。

なお、上記実施例では、ラフネスに応じて燃料噴射部を
制御しているが、この燃料噴！）１壜の代りに点火時期
やその他のエンジン出力に関係する制御１ｆｌｌを制御
してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、一定時間にわたるラフネス発生
状態を調べ、それに応じてエンジン制御量をフィードバ
ック制御す、るようにしたフィードバック制御手段に加
え、ラフネス検出後所定時間だけエンジン制御ωを増大
させる補正手段を設けているため、制御の安定性を害さ
ないようにしつつ、ラフネス発生後のエンジン回転速度
の落込み時間を短縮す金ことができ、エンジンの状態を
良好に制御することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−・実施例を示す概略図、第２図は制
御ユニットに含まれる手段を示す機能ブロック図、第３
図乃至第５図は制御のノロ−チャート、第６図は制御動
作を示すタイムチャートである。 １・・・エンジン、１５・・・制御ユニット、１７・・
・クランク角センサ、２４・・・ラフネス検出手段、２
８・・・フィードバック１ｌＩＩ１１１手段、２８・・
・補正手段。 特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　　小書　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長１）　正向　　　　　　　　弁理士　　
板書　康夫第　　１　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンのラフネスを検出するラフネス検出手段と
   、このラフネス検出手段の出力に基づいて一定時間にわ
   たるラフネス発生状態を調べ、上記ラフネスが所定レベ
   ル以下となるようにエンジン制御量をフィードバック制
   御するフィードバック制御手段と、このフィードバック
   制御手段によるフィードバック制御とは別にラフネス検
   出後所定時間だけ上記エンジン制御量を増大させる補正
   手段とを備えたことを特徴とする自動車用エンジンの制
   御装置。