JPH0615834B2 - 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） 本発明は、エンジンのトルク変動に起因するエンジン振
動（ラフネス）を低減抑制するようにしたエンジンの制
御装置の改良に関する。

（従来の技術） 近年、自動車用エンジンにおいては、エンジンの燃焼室
に供給する混合気の空燃比をリーン側に設定して、燃費
率の向上を図ることが行われる傾向にある。しかるに、
混合気の空燃比をリーン側に設定すると、燃費率が向上
する反面、エンジンのトルク変動が次第に大きくなって
エンジンのラフネス状態が著しくなり、乗心地性が低下
する。このため、エンジンのトルク変動を小さく抑制し
つつ燃費率の向上を図る必要がある。

そこで、従来、例えば特公昭５６−３３５７１号公報に
開示されているように、エンジンの吸気通路に該吸気通
路に空気を供給する混合気補正用空気通路を設け、該混
合気補正用空気通路に供給空気量を制御する制御弁を設
けるとともに、機関回転数の変動を検出して上記制御弁
の開度を制御する制御手段を設けて、機関回転数の変動
が基準値を超えるラフネス状態にあるときには、制御手
段によって基準値を超えた程度に応じて制御弁を閉方向
側に補正して空燃比をリッチ側にすることにより、エン
ジンのトルク変動を小さく抑制しつつ燃料消費量を可及
的に低減して乗心地性の向上と燃費率の向上との両立を
図るようになされていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、エンジンに対する補機による外部負荷の負荷
状態が急変したときには、エンジン回転数の変動により
ラフネスが増大して基準値を超えることがあるが、この
ラフネスの増大は一時的なものであり、その後は負荷の
変化に応じた吸入空気量の供給により比較的短時間にラ
フネスは収まる。例えば、エアコンの作動を開始したと
きには、一時的にエンジン回転数が落ち込んでラフネス
が増大するが、通常はこのエアコンの作動に応じて吸入
空気量を増量していることから、その後比較的短時間に
この回転落ちは収束する。

しかるに、このような外部負荷の急変時、その急変によ
るラフネスの増大に即応して燃料を増量し空燃比をリッ
チ側に制御することは、このラフネス増大状態は一時的
なものであり、かつ上記ラフネス制御が有効に働く前に
収まるので、不要な燃料の増量となり、燃費性の点で不
利となる。

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、エンジンに対する補機による外
部負荷の負荷状態が急変して空燃比が一時的に不安定と
なるときには、その急変によるラフネス増大状態の検出
に即応したラフネス制御を行わないようにすることによ
り、ラフネスの抑制化を十分に図りながら、不要な燃料
増量を防止して燃費性の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、エンジンに吸入空気量に応じた量の燃料
を供給する燃料供給手段７と、エンジンのラフネス状態
を検出するラフネス検出手段３３と、該ラフネス検出手
段３３の出力を予め設定された基準値と比較する比較判
別手段４３と、該比較判別手段４３の出力を受け、ラフ
ネス検出手段３３の出力が基準値よりも大きくなると燃
料供給量を増量する一方、ラフネス検出手段３３の出力
が基準値よりも小さくなると燃料供給量を減量するよう
上記燃料供給手段７を制御する制御手段４６とを備え
る。さらに、エンジンに対する補機による外部負荷の負
荷状態が急変する状態を検出する外部負荷状態検出手段
４８と、該外部負荷状態検出手段４８の出力を受け、外
部負荷の負荷状態が急変する状態が検出された時その急
変状態に同期して上記制御手段４６の作動を中止させる
中止手段４９とを備えたものとする。

（作用） 上記構成により、本発明では、エンジンに対する補機に
よる外部負荷の負荷状態が急変してエンジン負荷が変動
する時、その急変状態に同期して制御手段の作動が中止
されるので、一時的にラフネスが大きくなってもそのラ
フネスに応じて燃料を増量することは行わず、不要な燃
料増量が防止されることになる。尚、外部負荷の負荷状
態が急変したのち定常状態になると、上記制御手段の作
動中止が解除され、該制御手段による通常のラフネス制
御に復帰する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて詳
細に説明する。

第２図において、１はエンジン、２はエンジン１のシリ
ンダ３に摺動自在に嵌挿したピストン４により形成され
た燃焼室、５は一端が大気に連通し他端が燃焼室２に開
口して吸気を供給するための吸気通路である。該吸気通
路５の途中には、吸入空気量を制御するスロットル弁６
と、該スロットル弁６下流側において吸入空気量に応じ
た量の燃料を噴射供給する燃料供給手段としての燃料噴
射弁７が配設されているとともに、燃焼室２への開口部
には吸気弁８が配置されている。また、９は一端が燃焼
室２に開口し他端が大気に開放されて排気を排出するた
めの排気通路であって、該排気通路９の燃焼室２への開
口部には排気弁１０が配置されているとともに、該排気
通路９の途中には排気ガス浄化用の触媒装置１１が介設
されている。尚、１５は吸気通路５のスロットル弁６を
バイパスするバイパス通路１６に介設されてアイドル運
転時に吸入空気量を増大させるバイパスバルブ、１７は
排気通路９の排気ガスの一部を吸気通路５のスロットル
弁６下流側に還流させる排気還流通路１８に介設された
還流制御バルブ、１９は該還流制御バルブ１７を作動制
御する電磁弁、２０はディストリビュータ、２１はイグ
ニッションコイル、２２はバッテリ、２３はキースイッ
チ、２４はスタータである。

また、２８はシフト切換時を検出するシフトセンサ、２
９はエンジン負荷状態を検出する負荷センサ、３０は吸
入空気量を計測するエアフローセンサ、３１は吸気通路
５のスロットル弁６下流側の吸気負圧を検出するブース
トセンサ、３２はスロットル弁６の開度を検出するスロ
ットル開度センサ、３３はエンジン１の振動を検出する
振動センサよりなるラフネス検出手段としてのラフネス
センサ、３４はエンジン冷却水温を検出する水温セン
サ、３５はクランク角の検出によりエンジン回転数を検
出する回転数センサ、３６は触媒温度を検出する触媒セ
ンサ、３７は排気ガス中の酸素濃度成分により空燃比を
検出するＯ_２センサ、３８は還流制御バルブ１７の開度
を検出するポジションセンサであって、上記各センサ２
８〜３８の各検出信号はＣＰＵを備えたコントロールユ
ニット４０に入力されている。

上記コントロールユニット４０は、第３図に示すように
その内部に、上記ラフネスセンサ３３からのエンジン振
動信号を積分してＡ／Ｄ変換する積分器４１と、該積分
器４１からのエンジン振動信号を基準値設定器４２で設
定される基準値と大小比較する比較判別手段としての差
動増幅器４３とを備えているとともに、予め基本燃料噴
射量Ｔがエンジン回転数と吸入空気量とで定まるエンジ
ン運転状態に応じてマップ化されて記憶されているＲＡ
Ｍ４４と、上記回転数センサ３５およびエアフローセン
サ３０からの信号を受けて現在のエンジン運転状態に対
応する基本燃料噴射量ＴをＲＡＭ４４から読み出す基本
燃料噴射量演算装置４５と、該演算装置４５の基本燃料
噴射量Ｔを上記差動増幅器４３からの出力信号並びに水
温センサ３０およびＯ_２センサ３７からの出力信号に基
づいて補正する制御手段としての制御回路４６と、該制
御回路４６で補正された補正燃料噴射量Ｔ′を噴射供給
するよう燃料噴射弁７を作動制御する出力手段４７とを
備える。さらに、上記コントロールユニット４０には、
上記スタータ２４から始動信号、および水温センサ３
４、スロットル開度センサ３２、シフトセンサ２８、負
荷センサ２９からの各検出信号に基づいて、クランキン
グ時、温間再始動時、加減速時、シフト切換時、補機類
による外部負荷の急変時、暖機運転時等の特定運転状態
を検出する特定運転状態検出手段４８と、該特定運転状
態検出手段４８の出力を受けて上記制御回路４６の作動
を中止させる中止手段としてのラフネス制御中止手段４
９とが備えられている。尚、上記特定運転状態検出手段
４８により、エンジンに対する補機による外部負荷の負
荷状態が急変する状態を検出する外部負荷状態検出手段
を構成している。

次に、上記コントロールユニット４０の基本的な作動を
第４図のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ス
テップＳ_１でイニシャライズしたのち、ステップＳ_２で
ラフネスセンサ３３からのエンジン振動信号Ｒを読込む
とともに、エンジン回転数および吸入空気量の各信号を
読込んで現在のエンジン運転状態を判別し、ステップＳ
_３で現在のエンジン運転状態に対応する基本燃料噴射量
ＴをＲＡＭ４４から読み出す。

しかる後、ステップＳ_４において水温が所定値ｔ_１゜Ｃ
（例えば０゜Ｃ）以下か否かを判別し、ｔ_１゜Ｃ以上で
あるＮＯの場合には暖機運転が完了していると判断した
のち、ステップＳ_５においてクランキング中か否かを判
別する。クランキング中でないＮＯの場合には始動時で
ないので燃料噴射量が増量されておらずエンジン負荷の
変動がないと判断し、次いで、ステップＳ_６において水
温が所定値ｔ_２゜Ｃ（例えば９０゜Ｃ）以上か否かを判
別する。ｔ_２゜Ｃ以上であるＹＥＳの場合には、次のス
テップＳ_７において始動後α秒（例えば１０秒）経過し
たか否かを判別し、α秒経過しているＹＥＳの場合には
温間再始動の場合であっても再始動前に発生した蒸発燃
料が燃焼し終ってエンジン負荷の変動がないと判断して
ステップＳ_８に進む。一方、上記ステップＳ_６で水温が
ｔ_２゜Ｃ以下であるＮＯの場合には上記蒸発燃料がなく
同様にエンジン負荷の変動がないと判断する。そして、
次のステップＳ_８においてラフネスセンサ３３が正常で
あるか否かを判別し、正常であるＹＥＳの場合にはラフ
ネスを制御することが可能であると判断し、次いでステ
ップＳ_９〜Ｓ₁₁においてそれぞれシフト切換中か否か、
加減速中か否か、外部負荷の急変があるか否かを判別す
る。このステップＳ_９〜Ｓ₁₁の判別が全てＮＯの場合つ
まりシフト切換中でなくかつ加減速中でなくかつ負荷の
急変がない場合には、シフト切換時のスロットルオフや
加減速時のスロットル開度の急変や、外部負荷の急変に
対応するスロットル開度の急変がないので、エンジン負
荷の変動がないと判断して、ステップＳ₁₂に進む。

次いで、上述の如くエンジン負荷の変動がない通常運転
時には、ステップＳ₁₂において基準値ｒに対するエンジ
ン振動信号Ｒの偏差ｘ（＝Ｒ−ｒ）を演算する。そし
て、ステップＳ₁₃で偏差ｘが「０」以上か否かを判別
し、ｘ＜０のＮＯの場合にはエンジン振動が小さく良好
であると判断してステップＳ₁₄で補正燃料噴射量Ｔ′を
次式Ｔ′＝Ｔ−ｘ・△Ｔ（△Ｔは補正率）で演算して燃
料噴射量を減量補正したのち、ステップＳ₁₆で噴射タイ
ミングを持ってステップＳ₁₇で燃料を噴射供給するよう
燃料噴射弁７を出力制御することにより、空燃比をリー
ン側に設定して、ステップＳ_２に戻る。一方、上記ステ
ップＳ₁₃でｘ≧０のＹＥＳの場合にはエンジン振動が大
きいと判断して燃料噴射量を増量制御すべく、ステップ
Ｓ₁₅で補正燃料噴射量Ｔ′を次式Ｔ′＝Ｔ＋ｘ・△ｔに
基づき演算して増量し、以後ステップＳ₁₆，Ｓ₁₇に進ん
で燃料を噴射供給してエンジン振動を低減し、ステップ
Ｓ_２に戻る。

一方、ステップＳ_４で水温がｔ_１゜Ｃ以下であるＹＥＳ
の場合には暖機運転中でありエンジン負荷の変動時であ
ると判断し、ステップＳ_５でクランキング中であるＹＥ
Ｓの場合には始動性向上のため空燃比がリッチ側に設定
されていてエンジン負荷の変動時であると判断し、また
ステップＳ_６で水温がｔ_２゜Ｃ以上であるＹＥＳの場合
でかつステップＳ_７で始動後α秒経過していないＮＯの
場合には温間再始動の場合であって再始動前に発生した
蒸発燃料が未だ燃焼し切らないためエンジン負荷の変動
時であると判断し、さらにステップＳ_９〜Ｓ₁₁でそれぞ
れシフト切換中であり、加減速中であり、外部負荷の急
変があったとするＹＥＳの場合にはスロットルオフやス
ロットル開度の急変のためエンジン負荷の変動時である
と判断する。そして、この場合には、このエンジン負荷
の変動に同期したステップＳ₁₂〜Ｓ₁₅による燃料噴射量
の増減補正つまり空燃比の補正を行わずに直ちにステッ
プＳ₁₆に進み、以後ステップＳ₁₆で噴射タイミングを待
ってステップＳ₁₇で燃料を噴射供給して、ステップＳ_２
に戻る。また、ステップＳ_８でラフネスセンサ３３が異
常であるＮＯの場合にはラフネス制御が不可能であると
判断して、上記同様燃料噴射量の増減補正を行わずにス
テップＳ₁₆，Ｓ₁₇に進んで燃料を噴射供給して、ステッ
プＳ_２に戻る。

したがって、上記実施例においては、始動時つまりクラ
ンキング時、温間再始動時、加減速時、シフト切換時、
補機類による外部負荷急変時、暖機運転時等、エンジン
運転状態あるいは負荷状態が急変する特定運転状態にお
いては、その急変状態に同期した空燃比の補正が行われ
ないことにより、空燃比はそれ以上リッチ側又はリーン
側に移行しないので、ラフネス状態の発生、助長が抑制
され、その結果、ラフネス制御の安定性を向上させ、エ
ンジン運転状態を安定させることができる。特に、外部
負荷の急変時には、その急変状態に同期してラフネス制
御を中止することによって、上記急変により一時的にラ
フネスが大きくなってもそのラフネスの増大に即応して
燃料を増量することはなされないので、上記急変による
一時的で制御不能なラフネスに対する不要な燃料増量を
防止して燃費性を向上させることができる。

しかも、ラフネスセンサ３３が異常の際にも、上記と同
様に空燃比の補正が行われないので、異常時でのエンジ
ン運転を安定して行うことができる。

尚、ラフネスセンサ３３は振動センサに限らず、エンジ
ン１の回転数を検出する回転数センサや、エンジン１の
トルク変動を検出するトルクセンサで構成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によ
れば、エンジンに対する補機による外部負荷の負荷状態
が急変するとき、その急変状態に同期してラフネス制御
を中止したので、上記急変による一時的で制御不能なラ
フネスに対する不要な燃料増量を防止でき、ラフネス抑
制による良好な乗心地性の確保と併せて燃費性の一層の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図〜第４
図は本発明の実施例を示し、第２図は全体構成図、第３
図はコントロールユニットの内部構成を示すブロック
図、第４図はコントロールユニットの作動を示すフロー
チャート図である。 ７……燃料噴射弁、３３……ラフネスセンサ、４０……
コントロールユニット、４３……差動増幅器、４４……
ＲＡＭ、４６……制御回路、４８……特定運転状態検出
手段、４９……ラフネス制御中止手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 土井 伸夫 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 松浦 正彦 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59−46352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−140449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−79642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−113725（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに吸入空気量に応じた量の燃料を
   供給する燃料供給手段と、 エンジンのラフネス状態を検出するラフネス検出手段
   と、 該ラフネス検出手段の出力を予め設定された基準値と比
   較する比較判別手段と、 該比較判別手段の出力を受け、ラフネス検出手段の出力
   が基準値よりも大きくなると燃料供給量を増量する一
   方、ラフネス検出手段の出力が基準値よりも小さくなる
   と燃料供給量を減量するよう上記燃料供給手段を制御す
   る制御手段と、 エンジンに対する補機による外部負荷の負荷状態が急変
   する状態を検出する外部負荷状態検出手段と、 該外部負荷状態検出手段の出力を受け、外部負荷の負荷
   状態が急変する状態が検出された時その急変状態に同期
   して上記制御手段の作動を中止させる中止手段と を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。