JPH02136552A - 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、エンジンの制御装置に関するものである。

（従来の技術） エンジンの制御装置としては、エンジンに要求される複
数種の性能に適合して、該エンジンを制御することので
きるエンジンの制御装置がある。

このような、エンジンに要求される複数種の性能に適合
して、該エンジンを制御する技術としては、次の２つの
技術が知られている。

その一方の技術は、エンジンに対する要求を総合的に調
整した１枚の制御マツプを予め用意し、運転状態をこの
制御マツプに照らして、エンジン制御量を設定するとと
もに、状況に合わせて、該制御マツプの不具合箇所を制
御する技術である。

他方の技術は、基本的にエンジンに要求される複数種の
性能に適合した複数の制御マツプと、各状況に合わせた
複数の制御マツプとを予め用意しておき、エンジンの運
転状態等に応じて所定の制御マツプを選択し、この選択
された制？卸マツプに基づいてエンジンの制ｉ卸量を設
定する技術である。

この他方のエンジン制御技術としては、例えば、特開昭
５９−１２８９７６号公報に開示されたものが知られて
いる。

しかしながら、上記一方のエンジン制御技術においては
、エンジンに対する全ての要求を、１つの制御釦マツプ
に総合的に盛り込んであるので、後から各要求を分解す
ることは困難であり、状況に応じての新たな要求に合わ
せるためには、制御釦マツプの当初からの調整が必要に
なるという問題がある。

また、上記他方のエンジン制御技術の場合には、状況の
数だけ制御マツプが必要となるため、きめ細かな状況に
対応することが事実上不可能であるという問題がある。

（発明の背景） 上記の従来技術を踏まえての発明者らの誠意研究の結果
、「実際のエンジンの制御量の設定は、主に、エンジン
に対する複数の要求（例えば、エミッション、トルク、
燃費）に応じた制御マツプに基づいて行われるものであ
るから、制御マツプと、各状況別の要求特性とを独立さ
せて考えればよい」との認識に到った。この認識によれ
ば、複数の要求に応じた複数の制御マツプに基づいて、
エンジンの制御量を求めた後、この制御量を状況に応じ
た要求特性に基づいて重み付けを行なえば、いくら状況
の数が増えようと、制御マツプの数は、エンジンに対す
る要求に応じた数でよく、シンプルな構造で、エンジン
に対する要求と、種々の状況とに応じた細かなエンジン
制御を最適な状態で行うことができる。

しかしながら、各制御マツプにおいては、その感度、す
なわち、マツプ値が１％変化したとき、最適特性から何
％悪化するかを示す値がマツプ毎に異なっており、従っ
て、ある制御マツプの値は、他の制御マツプの値に比べ
て感度が高すぎて、そのままエンジンの制御量を演算す
ると、各制御マツプへの重み付けのバランスが結果的に
崩れ、このため、予想した制御ができなくなるおそれが
あるという問題がある。

そこで、本発明は、各ファクタにおける感度をも勘案し
て、エンジンの制御を行うことのできるエンジンの制御
装置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明によるエンジンの制御装置は、エンジンに要求さ
れる性能に基づいて、エンジン制御のための制御量を設
定するエンジン制御量設定手段と、車両の運転状態を検
出する運転状害検出手段と、前記エンジン制御量設定手
段によって設定されたエンジン制御量を、前記運転状帳
検出手段によって検出されたエンジン運転状態に応じて
要求性能感度補正を行って最終的なエンジン制（Ｂ％を
求める補正手段とを備えていることを特徴とするもので
ある。

（発明の作用・効果） 本発明のエンジンの制御装置によれば、エンジン制御量
を、エンジン運転状帳に応じて要求性能感度補正を行っ
て最終的な制御量としているので、その制御ファクタに
応じて精度良くエンジンの制御を行うことができる。

また、本発明のエンジンの制御装置を用いれば、車両の
実際の走行時のみならず、車両の車体やエンジン特性に
応じたエンジンのチューニングをも容易かつスピーデイ
に行うことができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例
によるエンジンの制御装置について説明する。

エンジンの　　　　の 第１図は、本発明の実施例によるエンジンの制御装置の
ブロック図である。

図において、符号１はエンジンの１サイクル当たりの空
気質量ＴＥＩ　（ｇ／ｃ　ｙ　ｃ）を計測する計測回路
であり、この計測回路１には、エンジンの吸気系におけ
る吸入空気ＩＱ　（１／ｍｉｎ　）を検出するエアフロ
ーセンサ２、およびエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）を検
出するエンジン回転数センサ３が接続されている。上記
計測回路１は、上記工アフロ−センサ２およびエンジン
回転数センサ３からの出力信号を受け、１サイクル当た
りの空気質量Ｔε！を、式 ％式％ に基づき計測演算し、１サイクル当たりの空気質ｉｔ　
Ｔ　ｅ□を示す信号を、次の燃料噴射量演算回路４に出
力する。

この燃料噴射量演算回路４は、空燃比設定回路５にも接
続されており、この空燃比設定回路５は、その時点での
エンジンに対する要求および運転状況に応じての適切な
空燃比を設定するものである。

燃料噴射量演算回路４は、上記計測回路１からの出力信
号によって示される１サイクル当たりの空気質量ＴＩ：
Ｉと、空燃比設定回路５によって設定された設定空燃比
とに基づいて、その時のエンジンに対する要求および運
転状況に応じた１サイクル当たりの燃料噴射量Ｑｐ　　
（ｇ／ｃｙｃ）を演算する。

この燃料噴射量演算回路４の出力信号は、パルス幅変換
回路６に入力され、ここで、燃料噴射量をパルス幅に変
換するための係数Ｋ　ｐｕｔｓを示す係数信号を出力す
る係数信号出力回路７からの該係数Ｋ　ＰＵＬＳを示す
係数信号に基づいてパルス幅に変換され、パルス幅信号
として出力される。この後、このパルス幅信号は、加算
回路８において、無効噴射時間補償回路９からの信号Ｔ
ＢＡＴにより、無効噴射時間分が補償されて、燃料噴射
用のインジェクタを実際に制御するためのインジェクタ
制御パルス信号Ｔ　ＰＵＬＳとなる。

これにより、インジェクタ制御パルス信号ＴｐｕＬＳに
より、インジェクタの電磁弁等を作動制御して、インジ
ェクタから必要な燃料を噴射させる。

次に、本実施例の主要部である空燃比設定回路５の詳細
について説明する。

この空燃比設定回路５は、理想空燃比（Ａ／Ｆ＝ＫＡＦ
＝１．４．７）を示す信号を出力する理想空燃比信号出
力回路１０、エンジンに要求される性能および運転状況
に基づいて、空燃比を補正するための空燃比補正係数Ｗ
ＧＣを演算する空燃比補正係数演算回路１１、および理
想空燃比信号出力回路１０と空燃比補正係数演算回路１
１からの出力信号を受けて、最終的な空燃比を演算する
空燃比演算回路１２を備えている。

上記空燃比補正係数演算回路１１には、エンジンに対す
る３つの要求、すなわちエミッション性、出力（トルク
性能）および燃費性をそれぞれ満足するエミッションマ
ツプ（第２図参照）、トルクマツプ（第３図参照）およ
び燃費マツプ（第４図参照）をそれぞれ備えた第１燃費
係数設定回路１３、第２燃費係数設定回′？６Ｉ　４、
第３燃費係数設定回路１５が接続されている。これらの
第１燃費係数設定回路１３、第２燃費係数設定回路１４
、第３燃費係数設定回路１５は、第５図に示されたよう
なスロットル開度ＴＶＯ（％）とエンジン回転数Ｎｅ（
ｒｐｍ）の関係で決定されるエンジン状態をゾーン毎に
分割してそれぞれにゾーン符号Ｚ＋　、Ｚ２　　を付し
て示したゾーンマツプを備えたゾーン判定回路１６が接
続されている。このゾーンマツプにおいては、例えば、
ゾーンＺ３は、エンジンのアイドル状態を示している。

上記第１燃費係数設定回ｉ１′８１３、第２燃費係数設
定回路１４、第３燃費係数設定回路１５には、更に、エ
ンジンの冷却水温度を検出するための水温センサ１７が
接続されている。

上記ゾーン判定回路１６には、上記ゾーンマツプによっ
てエンジン状態のゾーンを決定するためのファクタを検
出するためのスロットル開度センサ１８および上記エン
ジン回転数センサ３が接続されている。

上記ゾーン判定回路１６は、スロットル開度センサ１８
とエンジン回転数センサ３からの出力信号を受け、これ
らの出力信号を上記ゾーンマツプに照らして、エンジン
状態のゾーンＺ１を決定する。このように、ゾーンが決
定されると、今度は、上記第１燃費係数設定回路１３、
第２燃費係数設定回路１４、第３燃費係数設定回路１５
において、この決定されたゾーンＺｉと、水温センサ１
７によって検出された水温を、それぞれの制御マツプに
照らして、燃費係数Ｍａｐｌ、Ｍａｐ２、Ｍａｐ３を決
定し、それらを示す信号を出力する。例えば、第２図に
示したエミッションマツプにおいて、「ゾーンＺ　３で
、Ｍａｐｌ＝１．１である」とは、アイドル時には、エ
ミッション性に関しては、空燃比を１０％上げたときが
最適であることを示している。

上記第１燃費係数設定回路１３、第２燃費係数設定回路
１４および第３燃費係数設定回路１５の上記の各マツプ
には、予め実験等によって求められた各ゾーンおよび水
温に対応する各マツプの感度係数Ｋｓ＋も含められてい
る。ここで、この各マツプの感度係数ＫＳＩとは、マツ
プ値が１％変化したとき、最適特性から何％悪化するか
を示す値とする。

したがって、上記第１燃費係数設定回路１３、第２燃費
係数設定回路１４および第３燃費係数設定回路１５にお
いては、上記ゾーン毎の燃費係数Ｍａｐｌ、Ｍａｐ２、
Ｍａｐ３の決定を行うとともに、そのときのマツプの感
度係数ＫＳＩをも設定し、それを示す信号をも出力する
。

上記空燃比補正係数演算回路１１には、更に、車両の運
転状況を検出する運転状況検出回路１９が接続されてい
る。この運転状況検出回路１９は、車両の運転状況を検
出して、この運転状況に応じて、上記′ｆ、１燃費係数
設定回路１３、第２燃費係数設定回路１４、第３燃費係
数設定回路１５で設定された燃費係数Ｍａｐｌ、Ｍ’　
ａ　ｐ　２、Ｍａｐ３のそれぞれに重み付けを行う重み
付は係数ＮＮ２、Ｎ３を演算するものである。この運転
状況検出回路１９は、加速頻度ｘＡ１平均車速Ｘｖをフ
ァクタとして用いて、車両の運転状況を検出するものと
し、このため、車速センサ２０およびスロットル開度セ
ンサ１８が接続されている。

この運転状況は、この実施例においては、第６図、第７
図に示した加速頻度および平均車速に関するメンバーシ
ップ関数に基づき、現在の運転状況が、どのパターンに
どのくらい当てはまるのかを、０゜０から１．０までの
評価点ＫＡＳＫ、でそれぞれ示し、それを総合すること
によって検出される。

すなわち、加速頻度ＸＡと平均車速ｘｖの大小によって
、全部で４つの運転状況を想定し、その状況名をルール
Ｒ１〜Ｒ４と名付ける。これらのルールＲ０〜Ｒ４は、
加速頻度と平均車速との関係から、例えば、渋滞路走行
、郊外フリーウェイ走行、市街地走行、都市高速走行に
それぞれ該当するものと考えることができる。そして、
現在の状況が、このルールＲ１−Ｒ４にどのくらい近似
しているかを評価する関数として、Ｗ　ｌ＝　Ｋｓ　Ｘ
　ＫＢを用いる。

ここで、上記の評価点ＫＡ、ＫＢについて説明すると、
例えば第６図で、「加速頻度ＸＡがＡであるというパタ
ーン（加速頻度が比較的少ない状況）に対して、現在の
ＸＡ＝５であれば、評価点ＫＡ＝１．０であり、ＸＡ＝
１０であればＫＡ＝０．０である。また、加速頻度は、
例えば、スロットル開度が１０％より小さい値から急激
に２０％より大きな値となったときを、加速１回として
、それを５分間計測して判定する。

上記運転状況検出回路１９は、更に、第８図に示されて
いるような、上記ルールＲ３〜Ｒ４の各々について、上
記第１燃費係数設定回路１３、第２燃費係数設定回路１
４、第３燃費係数設定回路１５で設定された燃費係数Ｍ
ａｐｌ、Ｍａｐ２、Ｍａｐ３のそれぞれに対して最適な
重み付けを行うための最適重み付は係数ｎ１ｌｓｎ２１
、ｎａ＋等を示すマツプを予め記憶している。このマツ
プに示された各最適値は、実験等によって予め求めてお
いたものである。

この最適重み付は係数ｎ１ｌｓ　　２ｉ、ｎ３ｉと、上
記のルールＲ１〜Ｒ４にどのくらい近似しているかを評
価する関数Ｗ　Ｉ　＝ＫＡ　Ｘ　Ｋｓとを用い、次の３
つの式から、重み付は係数Ｎ、　、Ｎ２　、Ｎ３を演算
する。

運転状況検出回路１９は、このようにして演算された重
み付は係数Ｎ＋　、Ｎ２　、Ｎ３を示す信号を上記空燃
比補正係数演算回路１１に出力する。

空燃比補正係数演算回路１１は、この重み付は係数Ｎ＋
　、Ｎ２　、Ｎ３を用いて、上記第１燃費係数設定回路
１３、第２燃費係数設定回路１４、第３燃費係数設定回
路１５で設定された燃費係数Ｍａｐｌ、Ｍａｐ２、Ｍａ
ｐ３のそれぞれに対して、重み付けを行うとともに、上
記のマツプの感度係数ＫＳＩ、ＫＳ２、ＫＳ３によりそ
れぞれ感度補正を行い、それらを加算して空燃比補正係
数ＷＧＣを演算する。すなわち、この空燃比補正係数Ｗ
ＧＣの演算は、式 ％式％ で行われる。ここで、各項にｌ／Ｔをかげているのは、
Ｍａｐ値に対して乗算されている値のトータルを１とす
るためである。すなわち、Ｎ１×１／ＫＳＩＸ　１／Ｔ
＋Ｎ２　ｘ　１／ＫＳ２Ｘ　１／Ｔ＋Ｎ３Ｘ　１／ＫＳ
２Ｘ　１／Ｔ＝１とするためである。

上記したように、この空燃比補正係数ＷＧＣを理想空燃
比ＫＡＦに掛は合わせる。これによって、その時点での
エンジンに対する要求、運転状況および各制御マツプの
感度に応じた空燃比を設定することができる。

上記実施例においては、メンバーシップ関数を２変数（
加速頻度ｘＡ、平均車速Ｘｖ）、２水準（Ａｔ　、Ａａ
　；　Ｂ＋　、Ｂ２　）としたが、変数や水準の数が変
わっても、同様に制御を行うことができる。また、第６
図および第７図のメンバーノツプ関数を、運転者のモー
ド入力（エコノミー／パワー）によって切り換えれば、
運転者の固体差を加味した制御を行うことができる。

更に、上記実施例においては、電子式燃料噴射量制御シ
ステムについて説明したが、本発明は、その他にも、「
ある独立した複数の要求があり、状況によってトレード
オフを取りながら、これらの要求を満足させる最適解を
求めるような対象Ｊ例えば点火時期制御、には全て適用
できる。

【図面の簡単な説明】

ｆｆ１１図は、本発明の実施例によるエンジンの制御装
置の一例を示すブロック図、 第２図、第３図および第４図は、それぞれ第１燃費係数
設定回路、第２燃費係数設定回路、第３燃費係数設定回
路に予め記憶された制御マツプを示す図、 第５図は、現在の運転状態を示すゾーンマツプを示す図
、 第６図および第７図は、それぞれ運転状況検出回路に予
め記憶された加速頻度、平均車速についてのメンバーシ
ップ関数を示す図、 第８図は、運転状況検出回路に予め記憶された各運転状
況に対する最適重み付は係数の値等を示す図である。 １１　　空燃比補正係数演算回路 １３．１４．１５　　燃費係数設定回路１６　　ゾーン
判定回路 １９　　運転状況検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンに要求される性能に基づいて、エンジン制御
   のための制御量を設定するエンジン制御量設定手段と、
   車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記エ
   ンジン制御量設定手段によって設定されたエンジン制御
   量を、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジ
   ン運転状態に応じて要求性能感度補正を行って最終的な
   エンジン制御量を求める補正手段とを備えていることを
   特徴とするエンジンの制御装置。