JPH0670401B2

JPH0670401B2 - 内燃機関の制御方法

Info

Publication number: JPH0670401B2
Application number: JP6553386A
Authority: JP
Inventors: 尚男西口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPS62223441A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は内燃機関の制御方法に係り、特に吸気管圧力の
検出値のデジタル変換値に基づいて内燃機関を制御する
内燃機関の制御方法に関する。

［従来の技術］従来より、圧力センサを用いて吸気管圧力（絶対圧）の
アナログ値を検出すると共に、吸気管圧力の脈動成分を
除去できる程度のフイルタ（時定数３〜5msec程度）を
介して圧力センサ出力をマイクロコンピユータに入力
し、マイクロコンピユータでフイルタ出力を24msec毎に
デジタル値に変換し、このデジタル変換値に基づいて内
燃機関を制御する方法が知られている（例えば、特開昭
59−201938号公報）。この内燃機関の制御方法では、吸
気管圧力のデジタル変換値と機関回転数のデジタル値と
に基づいて基本燃料噴射時間を演算して基本燃料噴射時
間に基づいた時間燃料噴射弁を開弁して燃料噴射量を制
御すると共に、吸気管圧力のデジタル変換値と機関回転
数のデジタル変換値とに基づいて基本点火進角を演算し
て基本点火進角に基づいてイグナイタを制御することに
より点火時期を制御している。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、従来の制御方法では、フイルタ出力をデ
ジタル値に変換しているため、実施例を示す第５図
（１）に表わされているように、加速時のように圧力セ
ンサ出力が上昇する場合には、フイルタ出力が圧力セン
サ出力に対してフイルタの時定数に相当する時間の遅れ
を有し、またデジタル変換の周期である24msecの間はフ
イルタ出力のデジタル変換値は変化しない。このため、
制御に使用されるデジタル変換値が、実際の吸気管圧力
（圧力センサ出力）の変化よりかなり遅れることにな
る。従って、かかるデジタル変換値を用いて燃料噴射量
を制御する場合には、実際の吸気管圧力より低い値を示
すデジタル変換値によって基本燃料噴射量が演算される
ことから空燃比が要求空燃比よりリーン側に制御されて
排気エミツシヨンが悪化すると共にドライバビリテイ悪
化の原因になる、という問題がある。また、上記のデジ
タル値を用いて点火時期を制御する場合には、例えば、
急加速時に実際の負荷より低負荷とみなされる為に、基
本点火進角が要求点火進角より進角側に制御されてノツ
キング発生の原因になる、という問題がある。一方、減
速時のように圧力センサ出力が下降する場合には、上記
とは逆に空燃比がリツチ側に制御され、また点火時期が
遅角側に制御されることになる。

本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、加減
速時の過渡時に制御内容が要求値からずれないようにし
た内燃機関の制御方法を提出することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は吸気管圧力の検出値
のデジタル変換値に基づいて内燃機関を制御する内燃機
関の制御方法において、前記デジタル変換値と前記デジ
タル変換値の変化に対して緩やかに変化する平均値との
偏差を求めると共に該偏差の変化率を求め、該変化率が
所定値以上のときに前記デジタル変換値と前記変換率と
を加算した値を基に内燃機関の制御量を算出することを
特徴とする。

［作用］本発明によれば、吸気管圧力の検出値のデジタル変換値
とデジタル変換値の変化に対して緩やかに変化する平均
値との偏差が求められる。この平均値は、デジタル変換
値の過去に演算した重み付き平均値の重みを重くしてこ
の過去に演算した重み付き平均値と現在のデジタル変換
値とで重み付き平均値を演算することにより、または吸
気管圧力の検出値を、検出値の脈動成分を除去できる程
度の時定数より大きい時定数のフイルタを通過させるこ
とにより、求めることができる。この平均値は、デジタ
ル変換値の変化に対して緩やかに変化するため、デジタ
ル変換値とこの平均値との偏差の変化率を求めることに
より、デジタル変換値の変化率を求めることができる。
そして、この変化率が所定値以上のとき、すなわち、吸
気管圧力の検出値の変化率が大きく、吸気管圧力の検出
値の変化に対してデジタル変換値が大きく遅れる場合に
は、デジタル変換値と偏差の変化率とを加算し、吸気管
圧力の検出値に近づくようにデジタル変換値を補正する
ことにより、吸気管圧力の検出値の変化率に対するデジ
タル変換値の遅れに相当する値が補正される。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、デジタル変換値
が、吸気管圧力の検出値の変化に対するデジタル変換値
の遅れに相当する量補正されるため、精度よく要求値か
らずれないように内燃機関を制御することができる、と
いう効果が得られる。

［実施例］以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明が適用可能な内燃機関（エンジン）を示
すもので、エアクリーナ（図示せず）の下流側には、ス
ロツトル弁８が配置され、このスロツトル弁８にスロツ
トル弁全閉状態（アイドル位置）でオンするアイドルス
イツチ10が取付けられ、スロツトル弁８の下流側にサー
ジタンク12が設けられている。このサージタンク12に
は、時定数が３〜5msec程度のフイルタ（第３図）に接
続された半導体ひずみ抵抗式の圧力センサ６が取付けら
れている。また、スロツトル弁８を迂回しかつスロツト
ル弁上流側とスロツトル弁下流側のサージタンク12とを
連通するようにバイパス路14が設けられている。このバ
イパス路14に４極の固定子を備えたパルスモータ16Aに
よって開度が調節されるアイドルスピードコントロール
（ISC）バルブ16Bが取付けられている。サージタンク12
は、インテークマニホールド18及び吸気ポート22を介し
てエンジン20の燃焼室に連通されている。そして、この
インテークマニホールド18には、インテークマニホール
ド内に突出するよう各気筒毎に、又は気筒グループ毎に
燃料噴射弁24が取付けられている。

エンジン20の燃焼室は、排気ポート26及びエキゾースト
マニホールド28を介して三元触媒を充填した触媒装置
（図示せず）に連通されている。このエキゾーストマニ
ホールド28には、理論空燃比に対応する排ガス中の残留
酸素濃度を境に反転した空燃比信号を出力するO₂センサ
30が取付けられている。エンジンブロツク32には、この
エンジンブロツク32を貫通してウオータジヤケツト内に
突出するように冷却水温センサ34が取付けられている。
この冷却水温センサ34は、エンジン冷却水温を検出して
水温信号を出力する。

エンジン20のシリンダヘツド36を貫通して燃焼室内に突
出するように各気筒毎に点火プラグ38が取付けられてい
る。この点火プラグ38は、デイストリビユータ40及びイ
グナイタ42を介して、マイクロコンピユータ等で構成さ
れた電子制御回路44に接続されている。このデイストリ
ビユータ40内には、デイストリビユータシヤフトに固定
されたシグナルロータとデイストリビユータハウジング
に固定されたピツクアツプとで各々構成された気筒判別
センサ46及び回転角センサ48が取付けられている。６気
筒エンジンの場合、気筒判別センサ46は例えば720゜CA
（クランク軸角度）毎に気筒判別信号を出力し、回転角
センサ48は例えば30゜CA毎にエンジン回転数信号を出力
する。

電子制御回路44は第３図に示すように、中央処理装置
（MPU）60,リード・オリ・メモリ（ROM）62,ランダム・
アクセス・メモリ（RAM）64,バツクアツプラム（BU−RA
M）66,入出力ポート68,入力ポート70,出力ポート72,74,
76及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス
等のバス78を含んで構成されている。入出力ポート68に
は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器78,マルチプ
レクサ80及びバツフア82,84を介してフイルタ7,圧力セ
ンサ６及び冷却水温センサ34が接続されている。MPU60
は、マルチプレクサ80及びＡ／Ｄ変換器78を所定時間
（例えば、24msec）毎に制御して、フイルタ７を介して
入力される圧力センサ６出力および水温センサ34出力を
順次デイジタル信号に変換してRAM64に記憶させる。入
力ポート70には、コンパレータ88及びバツフア86を介し
てO₂センサ30が接続されると共に波形整形回路90を介し
て気筒判別センサ46及び回転角センサ48が接続され、ま
たアイドルスイツチ10が接続されている。出力ポート72
は駆動回路92を介してイグナイタ42に接続され、出力ポ
ート74は駆動回路94を介して燃料噴射弁24に接続され、
そして出力ポート76は駆動回路96を介してISCバルブの
パルスモータ16Aに接続されている。なお98はクロツ
ク、100はタイマである。上記ROM62には、以下で説明す
る制御ルーチンのプログラム等が予め記憶されている。

次に上記エンジンに本発明を適用した実施例の制御ルー
チンについて説明する。

第４図は、本実施例のメインルーチンの一部を示すもの
で、ステツプ138においてアイドルスイツチ10出力に基
づいて、スロツトル弁が閉じているか否かを判断する。
ステツプ138でスロツトル弁が開いていると判断された
ときは、ステツプ140において前回スロツトル弁が閉じ
ていたか否かを判断する。前回スロツトル弁が閉じてい
たと判断されたとき、すなわちスロツトル弁が閉状態か
ら開かれたと判断されたときは、ステツプ142において
第１図のステツプ126およびステツプ128で以下の式に従
って書換えられて現在RAMに記憶されている重み付き平
均値PMDiを所定値γ小さくする。

ただし、PMiは圧力センサ６からフイルタ７を介して入
力されかつＡ／Ｄ変換されてRAMに記憶されている吸気
管圧力の現在のデジタル変換値、右辺のPMDiは演算され
て現在RAMに記憶されている吸気管圧力の重み付き平均
値である。

そして、スロツトル弁が開いているときには、次のメイ
ンルーチンを実行する。

第１図は、本実施例の燃料噴射量TAUを計算するルーチ
ンを示すものである。このルーチンは、上記の気筒判別
信号とエンジン回転数信号とに基づいて生成される割込
み信号によって、360゜CA毎に各気筒の吸気上死点前130
゜CAで実行される。まず、ステツプ110で、現在のデジ
タル変換値PMiから現在RAMに記憶されている重み付き平
均値PMDiを減算して現在の偏差FTCiを演算する。ステツ
プ112では偏差FTCiの絶対値が所定値（例えば、9.76mmH
g）以下か否かを判断することにより過渡状態か否かを
判断し、偏差FTCiの絶対値が所定値を越えたときすなわ
ち過渡状態のときはステツプ116へ進み、偏差FTCiの絶
対値が所定値以下のときすなわち定常状態のときはステ
ツプ114で偏差FTCiを０にした後ステツプ116へ進む。

ステツプ116では、今回の偏差FTCiから前回の偏差FTCi
−１を減算して偏差FTCの変化率PM₂を求め、次のステツ
プ118で変化率PM₂が０以下か否かを判断することによ
り、デジタル変換値PMが大きく変化しているか否かを判
断する。

すなわち、加速時の圧力センサ出力、フイルタ出力のデ
ジタル変換値PMおよびデジタル変換値の重み付き平均値
PMDは、第５図（１）に示すように変化するため、偏差F
TCは第５図（２）に示すように、デジタル変換値PMの変
化開始時近傍から徐々に増加し、デジタル変換値PMが大
きく変化してから略一定値になりつつあるときに最大に
なり、その後徐々に減少してゆく。このため、偏差FTC
の変化率PM₂が０以下か否かを判断することによりデジ
タル変換値PMが大きく変化しているか否かを判断するこ
とができる。

ステツプ118で偏差FTCの変化率PM₂が０以下と判断され
たとき、すなわちデジタル変換値PMの変化が大きくない
ときはステツプ122で変化率PM₂を０にし、偏差FTCの変
化率PM₂が０を越えていると判断されたとき、すなわち
デジタル変換値PMの変化が大きいときはステツプ120で
現在の偏差FTCiが０以下か否かを判断することにより加
速状態か否かを判断する。現在の偏差FTCiが０以下のと
き、すなわち減速状態のときはステツプ122で変化率PM₂
を０にし、現在の偏差FTCiが０を越えているとき、すな
わち加速状態のときはステツプ124で現在の偏差FTCiをR
AMに記憶する。次のステツプ126では、現在の偏差FTCi
の１／４のレジスタR₀に記憶し、ステツプ128でレジス
タR₀の値に現在RAMに記憶されている重み付き平均値PMD
iを加算し、この和をステツプ130で重み付き平均値PMDi
としてRAMの重み付き平均値を記憶するエリアに記憶す
ることにより重み付き平均値を書換える。上記ステツプ
124およびステツプ126では、上記（１）式と同様の演算
を行なっているので、現在のデジタル変換値PMiと現在R
AMに記憶されている重み付き平均値とで新たな重み付き
平均値が演算され、この新たな重み付き平均値が現在RA
Mに記憶されている重み付き平均値に代えて記憶される
ことになる。

次のステツプ132では、現在のデジタル変換値PMiに上記
の変化率PM₂を加算して現在のデジタル変換値PMiを補正
し、ステツプ134では、ステツプ132で補正されたデジタ
ル変換値とエンジン回転数信号より得られるエンジン回
転数とで基本燃料噴射時間TPを演算し、ステツプ136で
以下の式に従って燃料噴射時間TAUを演算する。

TAU＝TP・FTCi・α＋β ただし、αは空燃比制御用の補正係数、βは無効噴射時
間等の他の補正量である。

ここで、加速初期では吸気管圧力が低いためインテーク
マニホールド内壁に付着する燃料量は少なく、また加速
後期では吸気管圧力が高いためインテークマニホールド
内壁に付着する燃料量は多くなる。しかしながら、本実
施例では、上述したように変化する変化率FTCiを用いて
基本燃料噴射量TPを補正することにより、燃料噴射量が
加速初期から加速終期にかけて徐々に増加されかつ加速
終了後は徐々に減少されるため、インテークマニホール
ド内壁面に付着する燃料量を考慮すると、機関燃焼室に
供給される混合気の空燃比が略一定になり、加速時の全
域に亘って空燃比を機関要求値に略等しくすることがで
きる。そして、第１図のルーチンの割込み時期から所定
クランク角（例えば60゜CA）経過した時点で燃料噴射弁
が制御され燃料噴射時間TAUに相当する量の燃料が噴射
される。

上記のルーチンでは、スロツトル弁が閉状態から開かれ
たとき、すなわち発進時、シフトチエンジ時およびアイ
ドルレーシング時等のときに、重み付き平均値PMDiを所
定量小さくしているため、圧力センサ出力の変化開始時
から偏差FTCが大きくなってデジタル変換値が補正され
るために、スロツトル弁が開かれた時点より時間遅れが
生じることなくデジタル変換値を補正することができ
る。

次に本発明の他の実施例を説明する。本実施例は点火時
期を制御するようにしたものであり、本実施例のメイン
ルーチンは第４図と同一であるので説明を省略する。第
６図は圧縮上死点前所定クランク角で所定クランク角毎
に実行される点火進角THTの計算ルーチンを示すもの
で、ステツプ150では第１図のステツプ110〜ステツプ13
2と同様にしてフイルタ出力の現在のデジタル変換値PMi
を補正する。ステツプ152では、予めROMに記憶されてい
る基本点火進角のマツプの上記のように補正されたデジ
タル変換値PMiと現在のエンジン回転数とに対応する基
本点火進角THTBを補間法により演算し、ステツプ154で
この基本点火進角THTBを吸気温や機関冷却水温に応じて
補正して点火進角THTを演算し、図示しないルーチンに
おいてこの点火進角THTで点火されるようにイグナイタ
を制御する。

なお、上記各実施例では加速時にデジタル変換値を補正
する例について説明したが、減速時においても上述した
遅れが生じるので、減速時にデジタル変換値を補正する
ようにしてもよい。第５図（３）には補正値を2PM₂とし
たときの補正値の変化が破線で示されている。更に、上
記ではスロツトル弁が閉状態から開かれたときに重み付
き平均値を小さくする例について説明したが、自動変速
機を備えたエンジンでは、シフトレバーが非駆動レンジ
（Ｎレンジ）から駆動レンジ（ＤまたはＲレンジ）にシ
フトされたときに重み付き平均値を小さくするようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃料噴射量演算ルーチンを
示す流れ図、第２図は本発明が適用可能なエンジンの概
略図、第３図は第２図の制御回路の詳細を示すブロツク
図、第４図は上記実施例のメインルーチンを示す流れ
図、第５図は上記実施例の各種の値の変化を示す線図、
第６図は本発明の他の実施例を示す流れ図である。６……圧力センサ、７……フイルタ、 10……アイドルスイツチ、 24……燃料噴射弁、 42……イグナイタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気管圧力の検出値のデジタル変換値に基
づいて内燃機関を制御する内燃機関の制御方法におい
て、前記デジタル変換値と前記デジタル変換値の変化に
対して緩やかに変化する平均値との偏差を求めると共に
該偏差の変化率を求め、該変化率が所定値以上のときに
前記デジタル変換値と前記変化率とを加算した値を基に
内燃機関の制御量を算出することを特徴とする内燃機関
の制御方法。