JPH076444B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの制御装置に関するものである。

〔従来技術〕 最近、車両用エンジンにおいては、エンジンの運転性向
上の観点等から、ラフネスセンサによってエンジンの燃
焼不安定状態を検出し、エンジンの燃焼状態を支配する
各種燃焼状態制御装置を、上記燃焼不安定状態に起因す
るエンジン振動等のラフネスが減少する方向に制御す
る、いわゆるラフネス制御することが種々行なわれてお
り、その１例としては、従来、例えば実開昭57−31552
号公報に示されるように、ラフネス発生時にラフネスセ
ンサの出力に応じて混合気の空燃比を補正制御するよう
にしたものである。

また車両用エンジンにおいては、エンジンの運転状態に
応じてフライホイールの容量を増減させてエンジンの運
転性を改善することが種々提案されており、その１例と
して、従来、例えば特開昭58−134247号公報に示される
ように、フライホイールを主フライホイールと副フライ
ホイールの２分割構成とし、エンジンの低回転時には主
と副の両フライホイールを係合させ、もって低回転時の
運転安定性の向上を図り、又エンジンの膨張行程時には
主と副の両フライホイールの係合を解除し、もって膨張
行程時の大きなトルク伝達力を得るようにしたものがあ
る。

そしてこのような可変容量フライホイールを備えたエン
ジンにおいても、上述のラフネス制御を行なうようにす
れば、より一層運転性を向上できると期待される。しか
るにこの場合、単にラフネスセンサ出力に応じて各種燃
焼状態制御装置を制御するようにすると、フライホイー
ルの容量変化時においては容量変化に起因してエンジン
振動等が増大し、これが原因となってラフネス制御が過
制御になるおそれがある。

〔発明の目的〕

この発明はかかる点に鑑み、エンジンの運転性をより一
層向上でき、しかもフライホイール容量変化時のラフネ
ス過制御を防止できるエンジンの制御装置を提供せんと
するものである。

〔発明の構成〕

そこでこの発明は、フライホイールの容量をエンジンの
運転状態に応じて可変制御するようにしたエンジンにお
いて、各種燃焼状態制御装置をラフネスセンサの出力に
基づいてラフネス抑制方向に制御する一方、フライホイ
ールの容量変化時ラフネス制御量を抑制するようにした
ものである。

即ち、この発明は、第１図の機能ブロック図に示される
ように、容量制御手段51で可変容量フライホイール50の
容量をエンジンの運転状態に応じて可変制御する一方、
ラフネス検出手段52でエンジンのラフネスを検出し、ラ
フネス制御手段54でラフネス検出手段52の出力を受けラ
フネス発生時、エンジンの燃焼状態を支配する各種燃焼
状態制御装置53をラフネスが制御される方向に制御し、
その際補正手段55がフライホイールの容量変化時にラフ
ネス制御手段54の制御をその制御量を抑制方向に補正す
るようにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第２図ないし第６図は本発明の一実施例によるエンジン
の制御装置を示す。図において、１はエンジンで、該エ
ンジン１の吸気通路２の途中にはスロットル弁３が配設
され、該スロットル弁３の上流側の吸気通路２にはエア
フローメータ４が設けられ、吸気通路２の上流端はエア
クリーナ５に至っており、吸気通路２の下流端近傍には
燃料噴射弁６が設けられている。またエンジン１の排気
通路７には排気ガス浄化用の触媒８が介設されている。

またエンジン１にはアイドル回転数を制御するアイドル
回転制御機構９が設けられている。この制御機構９にお
いて、吸気通路２にはスロットル弁３をバイパスしてバ
イパス通路10が形成され、該バイパス通路10の途中には
該通路10に流れる空気量を制御する制御弁11が介設され
ている。

さらにエンジン１には排気ガスの一部をEGRガスとして
吸気系に還流するEGR装置12が設けられている。このEGR
装置12において、排気通路７にはEGR通路13の一端が、
該EGR通路13の他端は吸気通路２に接続され、該EGR通路
13の途中にはEGR弁14が介設され、該EGR弁14にはこれに
負圧又は正圧を導入してEGR弁14を開閉動作するソレノ
イド15が設けられている。

また図中、16はトランスミッション、17はスタータ及び
オルタネータとして機能する可変容量フライホイール、
18はオルタネータとして機能したときの可変容量フライ
ホイール17の電圧を整流してバッテリ19に与える整流回
路、20はディストリビュータ、21はイグニッションコイ
ル、22はキースイッチ、23は負荷、24は負荷スイッチ、
25はスロット下流の吸気負圧を検出する負圧センサ、26
はスロットル弁３の開度を検出するスロットル開度セン
サ、27はエンジンのクランク角を検出するクランク角セ
ンサ、28はエンジンの冷却水温度を検出する水温セン
サ、29は排気ガス中の酸素濃度を検出するO₂センサ、30
は触媒８の温度を検出する触媒温度センサ、31はEGR弁1
4のポジションセンサ、32はエンジンのラフネス状態の
パラメータであるエンジン振動を検出するラフネスセン
サ、33はエンジンの各種制御を行なうコントロールユニ
ットである。

また第３図ないし第５図は上記可変容量フライホイール
17のより詳細な構成を示す。図において、第２図と同一
符号は同図と同一のものを示し、エンジン１のクランク
シャフト34にはフライホイール35及びスリップリング36
が固定され、該スリップリング36にはブラシ36aが接触
して配設され、又上記フライホイール35の外側面には磁
性体37及びスリップリング36と電気的に接続された回転
コイル38が取付けられている。このフライホイール35の
外側方には固定コイル39が配設され、該固定コイル39は
サポータ40によって支持され、該サポータ40はクラッチ
カバー41とともにエンジン１のシリンダブロック1aに締
付け固定されている。

また第６図は上記コントロールユニット33のより詳細な
構成を示す。図において、第２図ないし第４図と同一符
号は同図と同一のものを示し、41は車両の各種電気系統
に電圧を供給する電圧回路、42はオルタネータとして作
動時の回転コイル38に電流を流す駆動回路、43はスター
タとしての作動時の回転コイル30に電流を流す駆動回
路、44は固定コイル39に電流を流す駆動回路、45は可変
容量フライホイール17をスタータ又はオルタネータとし
て作動させるための制御信号を発生する切換回路、46は
可変容量フライホイール17をオルタネータとして作動さ
せる制御信号を発生するオルタネータ電流制御回路、47
は固定コイル39から取り出された電圧に応じた信号をオ
ルタネータ電流制御回路46に加える電圧制御回路、48は
各種センサの出力を受けて点火時期，燃料噴射量,EGR量
及びアイドル回転数の制御を行なうCPUである。

そしてコントロールユニット33においては、エンジンの
始動時には切換回路45が駆動回路43,44に制御信号を加
えて固定コイル39及び回転コイル38に通電して可変容量
フライホイール17をスタータとして機能させ、又通常運
転時は切換回路45がオルタネータ電流制御回路46に制御
信号を加え、該制御回路46は電圧制御回路47で検出され
た電圧に応じた制御信号を駆動回路42に加えて回転コイ
ル38に通電して可変容量フライホイール17をオルタネー
タとして機能させ、固定コイル39より取り出した電圧を
整流回路18で整流してバッテリ19に与えれ該バッテリ19
を充電し、又バッテリ19が過充電状態になった時はオル
タネータ電流制御回路46が制御信号の発生を停止して回
転コイル38の通電を中止させるものである。

またCPU48はエンジンの回転に応じてイグニッションコ
イル21に点火信号を加えてエンジンを点火するという点
火時期制御を行ない、エンジンの運転状態に応じてEGR
弁14のソレノイド15に制御信号を加えてEGR量制御を行
ない、又アイドル回転数制御機構９の制御弁11に制御信
号を加えてアイドル回転数の制御を行なう。そしてCPU4
8はエンジン回転数及び吸入空気量に応じて基本燃料噴
射量を求め、この基本燃料噴射量をラフネスセンサ出力
に応じて補正して実際燃料噴射量とし、これに応じた燃
料噴射パルスを燃料噴射弁６に加えて上記実際噴射量の
燃料を噴射供給させ、その際可変容量フライホイール17
の容量変化条件が成立した時は所定時間の間ラフネスセ
ンサ出力に応じた補正を停止し、基本燃料噴射量でもっ
て燃料噴射を行なわせるという燃料噴射量の制御を行な
う。

なお以上のような構成において、上記燃料噴射弁６及び
コントロールユニット33が第１図に示す各種燃焼状態制
御装置53となっており、又上記コントロールユニット33
が第１図に示す容量制御手段51,ラフネス制御手段54及
び補正手段55の機能を実現するものとなっている。

次に第７図ないし第９図を用いて動作について説明す
る。ここで、第７図はCPU48の燃料噴射量制御の演算処
理のフローチャートを、第８図（ａ）（ｂ）は可変容量
フライホイール17をスタータとして作動させるときの通
電方法を説明するための図、第９図（ａ）（ｂ）は可変
容量フライホイール17をオルタネータとして作動させる
ときの通電方法を説明するための図である。

キースイッチ22がオンされ、エンジンがクランキングさ
れると、切換回路45は駆動回路43,44に制御信号を加
え、すると相互に隣接する３つの固定コイル39に12Vの
電圧が印加され、又これに隣接しかつ相互に隣接する３
つの固定コイル39と回転コイル38の一方のブラシ36aと
が接続され、他方のブラシ36aが接地され（第８図
（ａ）（ｂ）参照）、これにより固定コイル39及び回転
コイル38に電流が流れて可変容量フライホイール17はス
タータとして作動する。

エンジンが通常運転状態になると、切換回路45はオルタ
ネータ電流制御回路46に制御信号を加え、該制御回路46
はバッテリ19が過放電になると駆動回路42に制御信号を
加え、すると回転コイル36の一方のブラシに36aに12Vの
電圧が印加され、他方のブラシ36aが接地され（第９図
（ａ）（ｂ）参照）、これにより回転コイル38のみに電
流が流れて可変容量フライホイール17はオルタネータと
して作動し、回転コイル38の回転に伴って固定コイル39
に発生した電圧は整流回路18で整流されてバッテリ19を
充電し、又この電圧は電圧制御回路47で検出され、オル
タネータ電流制御回路46はこの発生電圧が所定値になる
ように駆動回路42に加える制御信号の大きさを調整す
る。またバッテリ19が過充電状態になると、オルタネー
タ電流制御回路46は駆動回路42への制御信号の発生を停
止して回転コイル38への通電を中止する。

一方、CPU48はキースイッチ22がオンされると、システ
ムを初期化した後（ステップ60）、入力情報である各種
センサの出力を読み込み（ステップ61）、エンジン回転
数と吸入空気量とに応じて基本燃料噴射量Ｔを演算し
（ステップ62）、慣性質量変化条件が成立したか否かを
判定する（ステップ63）。ここで慣性質量変化条件と
は、エンジンがクランキング時であること、あるいはバ
ッテリ電圧が所定範囲外、即ち過放電，過充電の状態で
あることをいう。

そして慣性質量変化条件が成立していない場合、CPU48
は条件成立フラグＦが“1"か否かを判定し（ステップ6
4）、通常は条件成立フラグＦは“0"であることから、
ラフネスセンサ32の出力値Ｒと判定基準値ｒとの差ｘ
（＝Ｒ−ｒ）を求め（ステップ65）、該差ｘが正か否か
の判定からラフネスが発生したか否かを判定し（ステッ
プ66）、ラフネスが発生している場合は燃料補正値Ｘを
上記差ｘに応じた値ｘ・ΔＴだけ減量補正し（ステップ
67）、一方ラフネスが発生していない場合燃料補正値Ｘ
を上記差ｘの大きさに応じた値|x|・ΔＴだけ増量補正
し（ステップ68）、この増減補正した燃料補正値Ｘが正
か否かを判定した後（ステップ69）、この燃料補正値Ｘ
を用いて基本燃料噴射量Ｔを減産補正して実際燃料噴射
量を求め、所定の噴射タイミングになると実際燃料噴射
量に応じた燃料噴射パルスを燃料噴射弁６に加えて燃料
を噴射供給させる。このようにして燃料噴射量はラフネ
スセンサ32の出力に基づいてラフネス限界値に制御され
ることとなる。

また上記増減補正した燃料補正値Ｘが零より小さくなる
と、CPU49は燃料補正値Ｘを零に設定し（ステップ7
3）、基本燃料噴射量でもって噴射供給を行なわせる。
これはこのような状態ではラフネス制御が過制御になっ
てしまうからである。

またエンジンのクランキング時、あるいはバッテリ電圧
が過放電又は過充電の状態になり、慣性質量変化条件が
成立すると、CPU48は燃料補正値Ｘを零に設定するとと
もに（ステップ74）、条件成立フラグＦを“1"に設定し
（ステップ75）、所定時間が経過するまで（ステップ7
6,77）基本燃料噴射量でもって噴射供給を行なわせ、所
定時間が経過すると条件成立フラグＦ及びカウンタＫを
クリアして（ステップ78,79）通常の動作に戻ることと
なる。

なお点火時期制御,EGR量制御及びアイドル回転数制御の
動作については従来公知のものと同一であるので、その
詳細な説明は省略する。

以上のような本実施例の装置では、燃料噴射量をラフネ
ス限界値まで制御するようにしたので、エンジンを効率
よく運転でき、燃費を向上できる。

また本装置では、可変容量フライホイールの容量変化時
には所定時間の間ラフネス制御を中止するようにしたの
で、フライホイールの容量変化に起因してラフネス制御
が過制御になることはない。

また第10図は本発明の他の実施例による演算処理のフロ
ーチャートを示し、図において、第７図と同一符号は同
図と同一の処理を示す。本実施例では、通常は第１のラ
フネス判定基準値r1でもってラフネス判定及びラフネス
制御を行ない（ステップ80）、慣性質量変化条件成立時
には所定時間の間第１のラフネス判定基準値r1より大き
い第２のラフネス判定基準値r2でもってラフネス判定及
びラフネス制御を行なう（ステップ81〜84）。

なお、上記実施例では可変容量フライホイールをスター
タ及びオルタネータとして使用する場合について説明し
たが、本発明は可変容量フライホイールの容量を加減速
時，あるいは気筒数制御時に可変制御する場合について
も同様に適用できる。また各種燃焼状態制御装置の制御
対象は燃料噴射量ではなく、点火時期,EGR量等であって
もよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、フライホイールの容量を
エンジンの運転状態に応じて可変制御するようにしたエ
ンジンにおいて、各種燃焼状態制御装置をラフネスセン
サの出力に基づいてラフネス制御方向に制御する一方、
フライホイールの容量変化時にはラフネス制御量を抑制
するようにしたので、エンジンの運転性をより一層向上
でき、しかもフライホイールの容量変化時におけるラフ
ネス過制御を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例によるエンジンの制御装置の概略構成
図、第３図ないし第５図は各々上記制御装置における可
変容量フライホイールの概略斜視図，背面図及び要部断
面図、第６図は上記装置におけるコントロールユニット
33のより詳細な構成図、第７図は上記コントロールユニ
ット33内のCPU48の演算処理のフローチャートを示す
図、第８図（ａ）（ｂ）はともに上記可変容量フライホ
イール17をスタータとして作動させるための通電方法を
説明するための図、第９図（ａ）（ｂ）はともに上記可
変容量フライホイール17をオルタネータとして作動させ
る場合の通電方法を説明するための図、第10図は本発明
の他の実施例における演算処理のフローチャートを示す
図である。 50……フライホイール、51……容量制御手段、52……ラ
フネス検出手段、53……各種燃焼状態制御装置、54……
ラフネス制御手段、55……補正手段、１……エンジン、
６……燃料噴射弁、17……可変容量フライホイール、32
……ラフネスセンサ、33……コントロールユニット。

フロントページの続き (72)発明者 沖本 晴男 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 上田 和彦 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−196950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−187554（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容量が可変であるフライホイールと、該フ
   ライホイールの容量をエンジンの運転状態に応じて可変
   制御する容量制御手段と、エンジンのラフネスを検出す
   るラフネス検出手段と、エンジンの燃焼状態を支配する
   各種燃焼状態制御装置と、上記ラフネス検出手段の出力
   を受けラフネス発生時上記各種燃焼状態制御装置をラフ
   ネスが抑制される方向に制御するラフネス制御手段と、
   上記フライホイールの容量変化時上記ラフネス制御手段
   の制御を制限する方向に補正する補正手段とを備えたこ
   とを特徴とするエンジンの制御装置。