JPH0823331B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JPH0823331B2
JPH0823331B2 JP61028095A JP2809586A JPH0823331B2 JP H0823331 B2 JPH0823331 B2 JP H0823331B2 JP 61028095 A JP61028095 A JP 61028095A JP 2809586 A JP2809586 A JP 2809586A JP H0823331 B2 JPH0823331 B2 JP H0823331B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の制御装置、さらに詳細には、内
燃機関の動作パラメータを関数として制御データ値を発
生し、動作パラメータに影響を与える機関変数を制御す
るためのデータ発生器を備え、少なくとも１つの機関変
数の実際値に応答する閉ループ制御装置によりデータ発
生器からの制御データ値が補正されるとともに、内燃機
関の動作パラメータに従って読み出されデータ発生器に
格納された制御データ値が前記閉ループ制御装置を介し
て変化され、自己調節される内燃機関の制御装置に関す
る。
［従来の技術］ 本出願人によるドイツ特許出願P3408215.9号には、上
述したような内燃機関の動作制御方法において、データ
発生器に格納され、内燃機関の回転数や、負荷等の動作
パラメータに従って選択される格納データ値が学習に従
って変化され、単に所定の１つの制御データ値だけでな
く、その周囲に位置する制御データ値が関連するデータ
値の変化に従って変調される方法が記載されている。具
体的には、内燃機関が実際動作している間、継続的に積
分制御器によってデータ発生器から読み出された値が補
正される。
この場合、データ発生器は所定数のサンプリング点に
分割されており、その中間値は線形補間によって計算さ
れるように構成されている。
データ発生器から読み出された値の補正と同時に、制
御器の乗算的な偏差補正係数が平均化され、各サンプリ
ング点を中心に定義される動作区画を離脱した場合、こ
の平均値が対応するサンプリング点に計算されるように
なっている。このようにしてサンプリング点の変化ない
し移動により、制御データ値が制御値によって与えられ
る値に整合され、制御値の全体が自己学習し、所定の領
域の学習しか行われないということが防止される。この
ようにして、細かく分割された制御データ値において、
ごくわずかしか、あるいは全然選択されず、従って学習
効果の与えられないような制御データ値が発生し、それ
により、データ発生器に格納された制御データ値が時間
とともに変形してしまうということを防止することが可
能になる。
また、ドイツ特許公開公報第2847021号や英国特許第2
034930B号に記載されているように、燃料の計量、ある
いは調量を、例えば学習する制御装置を介して行い、混
合気を形成する方法が知られている。このような学習す
る制御装置にはデータ発生器が設けられており、このデ
ータ発生器内に、例えば噴射制御データ値が格納されて
おり、内燃機関が始動する毎に読み書きメモリ（RAM）
にそのデータ値が転送されるようになっている。このよ
うなデータ発生器を設けることにより、噴射量、一般的
には燃料供給量や内燃機関の変化する運転条件に合わせ
られる点火時点や、排気再循環率等のデータに対し、非
常に高速に応答する制御値を得ることが可能になる。こ
の場合、制御装置に学習効果を与えるためには、各制御
データ値を動作パラメータに従って補正し、それぞれメ
モリ内に書き込むようにしなければならない。
自己学習する噴射装置や、他の動作パラメータを制御
する制御装置には、回転数や絞り弁位置等を入力値、即
ちアドレス値として、例えば噴射時間に関するデータを
格納したデータ発生器が設けられており、このデータ発
生器はアイドリング、部分負荷、全負荷、並びに減速領
域（エンジンブレーキ）に細分化されている。アイドリ
ング領域では回転数がフィードバック制御され、部分負
荷領域では燃費が最小になるように、また全負荷領域で
は出力が最大になるように制御される。また減速領域
（エンジンブレーキ等）では、燃料供給が遮断される。
いずれにしても、制御データ値をそれぞれ制御器によっ
て与えられる値に適合させるには、一般的に制御値の自
己調節と呼ばれる学習法が導入される。上述した制御器
は、制御対象の任意の実際値を処理することができ、実
際値と目標値の偏差に従って出力される出力信号によっ
て回転数や負荷等のアドレスに従ってデータ発生器から
読み出された値が乗算的に補正されている。その場合、
偏差補正係数の平均値を介し、学習すべき制御データ領
域に作用が行われている。例えば、制御対象が内燃機関
である場合には、実際値として処理される機関変数は、
排気管にされたλセンサ、酸素センサや他の適当なセン
サからの出力信号であり、また最小燃費、あるいは最大
出力を制御する極値制御の場合には、内燃機関の回転数
等となる。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしこのような従来の方法や装置では、適応制御時
間が長く、従って学習効果を発生させるのに比較的長い
時間が必要になるという欠点があり、またかなりの範囲
にわたる制御データ値全体を高速に適合させることがで
きないという問題があった。
従って、本発明はこのような従来の欠点を除去するた
めに成されたもので、高速に制御データ値を整合させる
ことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的
とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、このような問題点を解決するため
に、 内燃機関の運転パラメータに従ってデータ発生器（2
0）から読み出される開ループ制御に基づいて内燃機関
を制御する装置であって、 少なくとも一つの機関変数に応答してその実際値を発
生する手段（26、33）と、 前記実際値に基づいて偏差補正係数（RF）を形成する
制御器（23、35）と、 前記制御器に接続され偏差補正係数の平均値を形成す
る平均値形成手段（28、36）と、 前記偏差補正係数の平均値から包括係数（GK）を形成
する手段（24、39）と、 データ発生器に格納された全体の開ループ制御値に対
して乗算的あるいは加算的な変位を発生させて開ループ
制御値が自己調節されるように、データ発生器から出力
された各開ループ制御値を前記包括係数で乗算的あるい
は加算的に調節する手段（25、40、41）と、 前記制御器を有し、包括係数で調節された各開ループ
制御値を更に前記偏差補正係数を用いて補正する閉ルー
プ制御手段と、 を備える構成を採用した。
［作 用］ このような構成で、データ発生器は内燃機関の回転数
や負荷等の動作パラメータをアドレス値としてアクセス
され、そこに格納された噴射時間等の制御データ値が読
み出される。この制御データ値は、閉ループ制御回路に
よって目標値に近づくように偏差が補正調節される。そ
の場合、偏差補正係数の平均値を介してデータ発生器に
格納されたデータ値に自己調節、即ち学習効果が与えら
る。また、偏差補正係数の平均値を介して全体の制御デ
ータ値に乗算的に作用する包括係数が定められる。この
ような包括係数を導入することにより、適応制御ないし
自己調節機能を高速にさせ、最適な学習効果を与えるこ
とが可能になる。
［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細を説
明する。
本発明の基本的な特徴は２つあり、まずその１つは自
己調節されるデータ発生器をデータ値が変化しない基本
データ発生器とデータ値が変わる係数値発生器に分けた
ことである。それぞれ入力アドレスに従って読み出され
た基本データ値と、係数値発生器から読み出される同じ
アドレスに格納された係数が互いに乗算される。また、
本発明の他の特徴は、全体の制御データ値に、好ましく
は乗算的あるいは加算的、あるいはその両方で作用する
包括係数を設けたことである。
また、図面にはこれらの特徴を実現する回路がブロッ
ク図、ないしは機能図として図示されているが、各素子
あるいはブロックはアナログ的、デジタル的、あるいは
ハイブリッド的に構成することができ、またマイクロプ
ロセッサ、マイクロコンピュータ、デジタル論理回路等
のようにプログラム制御されるデジタル装置を介して実
現できるものである。
第１図には外部着火式のガソリンエンジンあるいは、
自己着火式のディーゼル式内燃機関、ヴァンケルエンジ
ン、スターリングエンジン、ガスタービン等の内燃機関
でそれぞれ燃料噴射装置あるいは任意の燃料供給手段に
よって、間欠的あるいは連続的に噴射を行う内燃機関の
開ループ制御、並びに閉ループ制御を組み合わせた制御
装置の概略がブロック図として図示されている。同図で
は、燃料噴射パルスteを制御する例が図示されている
が、本発明はこのような機関変数に限定されるものでな
く、他の変数、例えば排ガス組成、回転円滑度、点火時
期、過給圧、排気再循環率等の制御あるいはアイドリン
グ制御にも応用できるものである。
第１実施例 第１図では、燃料噴射量を素早く形成するために、制
御データ値を発生させる領域（開ループ制御領域）10
と、これに接続される閉ループ制御領域11に分けられ
る。この閉ループ制御により、回転数や負荷等の動作パ
ラメータに従って定められるアドレスを介して、データ
発生器12から読み出された制御データ値が13の所で乗算
的に作用を受ける。制御器14は各動作点で改めて動作し
なければならないので、開ループ制御領域10には制御器
からの出力に基づいて適応制御、即ち学習する自己調節
回路15が設けられている。この自己調節回路は、各動作
点での制御データ値を自己調節するように構成されてい
るので、制御器14からの偏差は急速に減少するようにな
る。
このような自己調節によって、変化される制御データ
値の周辺に位置する他の制御データ値（動作区画）は各
制御データ値の変化に従って、更に好ましくは重みをつ
けて変調されるので、制御データ値を内燃機関16の実際
の運転条件に正確に、しかも素早く適合させることが可
能になる。
加算的並びに乗算的な外乱を補償して制御データ値の
自己調節を高速に最適化するために、本発明では第２図
に図示したように自己調節回路15を以下のように構成し
ている。なお、第２図ではλ制御（空燃比フィードバッ
ク制御）、極値制御等を接続した燃料噴射装置が実施例
として図示されている。まずデータ値の自己学習は以下
の通りである。
（ａ） 上述したように、噴射時間は、好ましくは固定
メモリ（ROM）として構成される基本データ発生器20に
より、例えば回転数n,負荷（空気量QL、絞り弁位置α）
をアドレスとしてアクセスすることにより、それぞれサ
ンプリング点の数、並びに補間数に従って、このアドレ
スに対応する制御データ値（tK）を読み出すことによっ
て形成される。
（ｂ） 自己調節（適応学習）は、好ましくは読み書き
メモリ（RAM）として構成される別の係数値発生器21を
介して行われる。この係数値発生器は、基本データ発生
器20と並列に同じアドレスによってアクセスされる。こ
のために、好ましくは基本データ発生器20は所定の値を
もついくつかの領域に分けられており、各領域に係数値
発生器からの係数が割当てられている。これらの領域内
で基本データ発生器からの出力信号tKは作用点22におい
て、係数値発生器から読み出された係数Ｆと乗算（ある
いは加算）される。
（ｃ） この場合、係数値発生器による自己調節は動作
点が定常状態にある時にのみ行われる。
（ｄ） 第２図には、本発明の２番目の特徴も導入され
ており、乗算的に作用する外乱、即ち全体のデータ値に
均一に作用する外乱を補償するために、基本データ発生
器20からの全部の値に乗算的に（あるいは加算的に）作
用する、いわゆる包括係数が用いられている。その場
合、包括係数は制御器23から得られる偏差補正係数RFの
平均値、あるいは上述した係数値発生器21からの値に従
って形成される。第２図でこの包括係数発生器が24で図
示されており、この包括係数による作用点は25で図示さ
れている。
また第２図では、制御器23、並びにこの制御器を駆動
し、制御対象である内燃機関の実際値を示す変数（λ
値、あるいは上述した極値制御における回転数変動等の
回転数）を測定する測定装置26が図示されている。第２
図における係数値発生器並びに包括係数発生器は、第２
図では組合せて図示されているが、もちろん互いに独立
に、あるいは単独に用いることができるものである。い
ずれにしても、第２図に図示した例では最終的な噴射時
間tiは ti＝tK・Ｆ・GF・RF となる。包括係数GFはデータ発生器から読み出された各
制御データ値に乗算的あるいは加算的、あるいはその両
方により作用する。一方、係数値発生器21から得られた
係数Ｆは、局所的な作用を及ぼす。従って係数値発生器
は基本データ発生器20と同じアドレス値でアクセスさ
れ、並列に駆動される。更に第２図では、制御器23から
の偏差補正係数RFの平均値▲▼を形成する平均値形
成回路２が設けられる。この場合、上述したように、包
括係数はそれぞれ偏差補正係数の平均値▲▼、ある
いは係数値発生器21からの値に従って求められる。
以下、第３図を参照して包括係数による補正を介した
データ値の自己調節並びに包括係数の計算方法について
説明する。第３図にはデータ発生器を介した燃料噴射値
の形成並びに極値制御として例示した閉ループ制御が図
示されている。なお、第３図において、第１図、第２図
と同一の部分には同一の参照符号を付し、わずかに異な
る場合には、ダッシュが付されている。第３図におい
て、内燃機関27に供給される燃料の量は回転数ｎ、絞り
弁位置DK（あるいは角度α）をアドレス値としてデータ
発生器12から読み出される。絞り弁29はアクセルペダル
30によって駆動される。データ発生器12に格納された噴
射時間tiは、噴射弁31を介して、それに対応する燃料の
量QKに変換される。この燃料の量並びにアクセルペダル
位置によって定められる空気量QLが内燃機関27に供給さ
れ、空気燃料混合気のλ値（空気比）に従ってトルクＭ
が得られる。制御対象である内燃機関27は、ブロック27
aで図示されたように積分機能として近似される。内燃
機関の出力量（回転数ｎ）は絞り弁位置と共にデータ発
生器12の入力値として用いられる。
以上説明した純粋な開ループ制御は、極値制御の原理
に基づく閉ループ制御に接続される（なお、閉ループ制
御の実際値は他の内燃機関の出力値、例えば排気ガス組
成や回転円滑度等の出力値であってもよい）。極値制御
の場合、空気量QLがバイパス路を介して所定の振幅ΔQL
の振幅で変動されるか、あるいは噴射時間tiがΔtiの振
幅で変動される。このために必要なテスト信号はテスト
信号発生器32から出力され、極値制御の種類に応じ、一
定あるいは回転数に関係した変動周波数で、燃料あるい
は空気量に作用が及ぼされる。空気量QLあるいは燃料の
量の周期的な変動により、トルク変動が発生し、そのト
ルク変動が回転数変動として測定装置33によって検出さ
れる。測定装置33は回転数変動を分析し、振幅あるいは
位相により変動周波数並びにその影響を関連づける。測
定装置33の後に、目標値と実際値を比較する比較回路34
が接続され、その出力が制御器35に入力される。制御器
35は偏差補正係数RFを発生し、データ発生器12から読み
出された値を補正する。
好ましくは制御器35は積分器として構成され、その後
段に偏差補正係数を平均する平均値形成回路36が接続さ
れる。この平均値形成回路の出力信号▲▼はスイッ
チS1を介してデータ発生器12の制御データ値ないしサン
プリング値に作用を及ぼす。その作用の仕方は、例えば
関連する制御データ値あるいはサンプリング値の周囲で
は重みをつけて減少するような補正の形で行われる。
データ発生器12の入力値あるいはアドレス値によって
並列に駆動される領域検出回路37の出力信号によって、
スイッチS1,S2,S3が駆動される。スイッチS2,S3は平均
値形成回路36並びに制御器35をそれぞれ初期値にリセッ
トさせる。領域検出回路37はデータ発生器12に入力され
る入力値DK及びｎによって定められる運転領域がどの領
域（例えばアイドリング、部分負荷、全負荷並びに減速
運転領域）あるいは1/2のサンプリング点距離によって
定められる、どの動作区画であるかを検出し、それに応
じて偏差補正係数のそれぞれの平均値▲▼をデータ
発生器12のサンプリング点に算入する。また、リード線
38を介して包括係数形成回路39を作動させ、また制御器
35並びに平均値形成回路36を同時にその初期値にリセッ
トさせる。
第３図に図示した実施例では、包括係数形成回路39か
らの出力信号GFと、制御器35からの偏差補正係数RFは、
別々にデータ発生器12の制御データ値に作用するのでは
なく、共通の乗算あるいは加算点40に導かれ、データ発
生器からのそれぞれの制御値teが乗算点41において、乗
算的（あるいは加算的）に作用され、全体の補正が行わ
れる。第３図の実施例では、包括係数GFは偏差補正係数
の平均値から求められるが、以下にそれを詳細に説明す
る。
包括係数を求める方法 包括係数GFを求める第１の方法は以下の通りである。
制御データ値を変化させた場合、データ値をどれだけ
変化させたかが確かめられる。その変化量の所定の百分
率を包括形数GFに取り入れる。データ発生器から得られ
た制御データ値あるいは補間された各制御データ値は乗
算点40,41を介し、この包括係数で乗算（加算）される
ので、この包括係数は全てのサンプリング点を乗算的
に、あるいは加算的に変位させる機能を有する。
第３図の実施例では、制御35は制御偏差から偏差補正
係数RFを形成し、それにより乗算点40,41を介し、デー
タ発生器から補間された制御データ値が継続して乗算的
に、あるいは加算的に作用される。エンジン回転数ない
し絞り弁位置が変化し、今までのサンプリング点によっ
て定められる動作区画を離脱した場合、偏差補正係数RF
の平均値がデータ発生器に組み込まれ、SSnを新しいサ
ンプリング値、またSSaを前のサンプリング値として SSn＝SSa・▲▼ の式に従ってデータ発生器の制御値が変化される。
同時にこの補正の一部が、マイクロプロセッサ等で構
成された包括係数形成回路39を介して包括係数GFとして
形成される。その場合、この包括係数はａを作用係数、
GFaを前の、またGFnを新しい包括係数として近似値的に GFn＝GFa＋ａ・（▲▼−１） の式に従って形成される。
この包括係数は時定数の大きな積分特性を有する。こ
の包括係数の変化は、制御データ値の調節時のみに行わ
れるので、包括係数を求めるのに広範囲のデータ範囲を
参照することができる。この包括形数と偏差補正係数
は、第３図の40で図示された作用点で乗算的（加算的）
に作用し、更に41の所でデータ発生器から読み取られた
制御値に乗算的（加算的）な作用が及ぼされ、全体の補
正が行われる。
一般的に、制御データ値は乗算的に、即ちデータ値の
全体の変化を主として行わせしめる乗算的な作用によっ
て目標値に変化させることができるが、また全体の制御
データ値に加算的に作用するか、あるいはデータ値の構
造を変化させるような作用によっても目標値に変化させ
ることができる。実験によれば、量作用量は分離させて
行うこともできるが、最適な補正はサンプリング点の調
節並びに包括係数の調節によって行うことができる。そ
の場合、包括係数による制御データ値の乗算的な補正を
より完全に行うようにすると、それだけ過渡時間が長く
なる。従ってその妥協案として、包括係数による乗算的
な補正は約50％の割合で行い、残りをサンプリング点の
変化によって行うと好ましい結果が得られる。
このように包括係数を導入することにより、サンプリ
ング点変位による調節に加えて更に良好な調節が可能に
なる。
自動車が長い時間停車している場合には、例えば空気
圧や温度などが変化することにより、この時間の間に制
御データ値がかなり変化してしまう場合がある。始動
後、このような包括的な変化がデータ発生器内に発生
し、まだ包括係数が求められていない場合には、正しく
調節されていたデータ構造が誤ったものになってしまう
という可能性がある。このため、本発明では領域検出回
路37を介して始動後、所定の時間の間はもっぱら包括係
数を求めるようにし、包括係数の新しい値が形成された
時のみデータ発生器を作動させるようにしている。一
方、自動車が短時間だけ停車したような場合、包括係数
が改めて求められるのを避けるために、包括係数は内燃
機関が暖機した時のみ作動するようにしている。
包括係数GFを求める具体的な方法は次のようになる。
制御データ値の調節時、 GFn＝GFa＊ｆ（a,▲▼） ……（１） の式に従って偏差補正係数の所定百分率ａを包括係数に
取り入れる。その場合、式（１）を1/a回用いた場合、
全体の（平均化した）偏差補正係数が得られるようにす
る。
即ち、包括係数は各調節時 で掛算される。
データ発生器から得られた制御データ値は、補間に基
づき、新しい包括係数と掛算される。
操作量＝SS＊（▲▼＊GF） 但し、SSはデータ発生器から読み出された制御データ
値あるいはサンプリング値である。
制御データ値の変動を避けるために、全偏差補正係数
をデータ発生器に組み込むようにしてはならない。SSa,
▲▼ａを前の制御データ値、偏差補正係数の平均
値、またSSn,▲▼ｎをそれぞれ新しい値にして、 （３）式により （３）に関して生産コストを減少させるために、包括
係数は近似値的に（５）の式によって求めることができ
る。
GFn＝GFa＋ａ＊（▲▼−１） ……（５） （４）に関して作用係数「ａ」は、通常、極めて小さ
く選ばれる。即ち、ａ＜＜１、従って１に比較しては、
それを無視することができ、上述したように、 SSn＝SSa＊▲▼ ……（６） を得る。
また、実験によれば、上述したような計算を行った場
合、制御データ値の補正の同じ割合が包括係数に一部分
だけ検出されることがわかっている。というのは、包括
係数がまだその最終値に達していない限り、その成分が
データ発生器に取り入れられるからである。
第４図〜第７図には、測定並びに実験から得られた包
括係数（第７図では作用係数が異っている）の最終値並
びに過渡特性が図示されており、包括係数並びに制御デ
ータ値が均一に変化していることが理解できる。この目
的のために、実際のデータ値（制御装置の制御データ値
に対応する）、目標データ値（エンジンに対する理想的
な値に対応する）、循環信号発生器（運転手によって作
られる走行特性に対応する）が定められ、上述した
（５），（６）の学習方法がその基礎にされる。テスト
はコンピュータシミュレーションを用いて行われる。そ
の場合、補正を均一に分布にさせることには何ら影響を
及ぼさず、制御データ群のテストを１つのデータ特性の
テストに減少させることができる。循環信号発生器はデ
ータ発生器の実際のサンプリング点のアドレスを発生
し、目標サンプリング点と実際サンプリング点の商が実
際の補正係数として用いられ、それぞれ上述した学習方
法に従って、包括係数と制御データ群に分配される。そ
の場合、シミュレーションはシステムが安定するまで、
即ち包括係数が変化しなくなるまで行われる。例えば、
作用係数、循環信号発生器がアクセスする動作サンプリ
ング点の数、目標データ値と実際のデータ値の偏差の大
きな、並びにその構造、循環信号の種類（即ちシーケン
シャルかランダムか）等のパラメータを変えると、第４
図〜第７図に図示したような特性が得られる。第４図は
均一な偏差の包括係数に取り入れられた部分が図示され
ており、目標データ値の全体の偏差に対し規格化されて
おり、作用係数ａに対して図示されている。作用係数ａ
は対数関数的に図示されている。第４図に図示した特性
曲線Ｉは、 GF＝GF＋ａ（▲▼−１） 補正量＝▲▼＊GF として８個の動作サンプリング点に関するものであり、
特性曲線IIは同じ条件で16個の動作サンプリング点に関
するものであり、また特性曲線IIIは偏差が20％で掛
算、割算が無い場合の近似であり、特性曲線IVは偏差が
100％の場合に関するものである。
第５図、第６図、第７図のそれぞれの特性は、２つの
シミュレーション例を示している。各図はサンプリング
点１〜８をシーケンシャルに通過する場合の特性曲線で
あり、SS1からSS8に向った循環におけるサンプリング値
と包括係数の値が図示されている。
第５図及び第６図に示したように、作用係数が大きく
ａ＝0.5の場合、変化の大部分は包括係数によって占め
られる（20回通過後における最終値は80％）。しかし、
システムの安定化は緩慢である（ａ＝0.5の場合の20回
通過後はａ＝0.0625の４回通過に対応している）。ま
た、過渡特性は大きくなっている。
包括係数の最終値は次の計算によって求められ、それ
ぞれ作用係数に従って異なっている。Ｅを包括係数の最
終値、SSAを動作サンプリング点の数として、 （ａ） Ｅ＝ｆ（ａ＊SSA） 最終値は作用係数と動作サンプリング点の積に関係し
ている。即ち、作用係数を２倍にし、サンプリング点数
を半分にしても同じ最終値となる。勿論、このような従
属性は、第４図の特性曲線の直線部分に対してのみ満た
される（最終値50％の場合、折返し点）。
（ｂ） ａ＝０に対してはＥ＝０ （ｃ） ａ＝1/SSAに対してＥ＝0.5 （ｄ） ａ＝１に対しては Ｅ＝１−1/SSA（永久振動） 到達できる最も大きな最終値は、動作サンプリング点
の数に関係している。SSA＝８の場合、均一な変化の87.
5％となり、またSSA＝16では93.75％、またSSA＝20では
95％などである。
（ｅ） SSの数が無限大の場合には、Ｅ＝１となり、 （ｆ） SSKを補正すべきサンプリング点の数とする
と、 Ｅ＝ｆ（SSK/SSA）となる。
最終値は、動作サンプリング点の全体数に対する補正
すべきサンプリング点の比に関係している。即ち、動作
サンプリング点の４分の１のみが補正される場合には、
包括係数も最終値の４分の１となる。
一般的に、補正がサンプリング点毎に異なる場合に
は、全ての補正量の平均値を求め、包括係数の最終値を
計算する。ΣKiを各サンプリング点補正の合計として、 （ｇ） Ｅ＝ｆ（l/n＊ΣKi） （ｈ） 最終値は循環の形態に無関係である。
また、過渡期間も一般的に異なる。
即ち、SS1からSS8へ、またSS1からと同じシーケンス
で循環させる場合は、SS1からSS8、次にSS8からSS1と交
互にシーケンシャルに循環させる場合に比較して過渡期
間は短くなる。
準ランダム信号発生器によってアドレスにアクセスし
た場合には、作用係数が大きい場合（ａ＞1/3）では、
作用係数が更に小さい場合よりも過渡期間はより短いも
のとなる。
包括係数を乗算的に（３）式に従って計算した場合、
包括係数は下記のようになる。
GFn＝GFa＊RFa また、最終値は（５）の式に従った加算的な計算より
も小さなものとなり、 Emult（SS＊EF）＝Eadd（SS＊EF/1.4） 最終値の特性は（Ｅ＝0.5）で、加算的な計算の特性
に対応している。また、過渡期間は、ほぼ同一である。
自動車に応用した場合には、計算時間の関係から、掛
算及び割算を用いない方法が好ましい。この場合、デー
タ発生器によって補間された制御値は包括係数によって
更に掛算されるのではなく、偏差補正係数並びに包括係
数は掛算の前に補間された制御データ値と加算される。
即ち、 操作量＝SS＊（RF＋GF） とし、制御データ値の調節は次のようにする。
SSa＊（RF＋GF）＝SSn＊（１＋GF） SSn＝SSa＊［（RF＋GF）／（１＋GF）］ 従って、新しいサンプリング点を計算するためには、
割算が必要となる。このような複雑な計算は（６）の式
で偏差補正係数と包括係数を乗算させるように、次のよ
うに近似させることができる。
SSn＝SSa＊RF 加算的な計算を行う場合、最終値は一般的に必要なサ
ンプリング補正量に関係している。補正が大きく作用係
数が大きい場合には、第４図に示した特性曲線Ｉよりも
かなり包括係数は大きな値となる。（特性曲線IIIとIV
を参照） 100％制御データを変位させる場合には、ａ＝0.14の
作用係数から包括係数は負の値となる。その他、過渡時
間は顕著に長くなる。
作用係数は、制御データ値を20％以上変位させること
ができるような場合には、このような方法の場合、ａ＝
0.1よりも大きく選ばない方がよい。
第２実施例 係数値発生器の自己調節 第８図にはデータ発生器の制御データ値の自己調節を
行う原理図が概略図示されている。制御データ値の領域
は、好ましくは固定メモリ（ROM）で実現される基本デ
ータ発生器20と、係数値発生器21に分けられる。基本デ
ータ発生器20には対応するデータがサンプリング点で格
納されており、その中間値は、線形補間法により計算さ
れる。サンプリング点の数と補間された中間の数は該当
する制御方法に対する必要な量子化に対応して定められ
る。燃料噴射装置の場合、量子化はデータ発生器が16×
16のサンプリング点を有し、それぞれ15個の中間値を持
つデータ発生器として構成される。
自己調節は第２の、別の係数値発生器21を用いて行わ
れる。これは、好ましくは読み書きメモリ（RAM）とし
て構成され、そこに自己調節値が格納される。基本デー
タ発生器は、複数の領域に細分されており、各領域に係
数値発生器21からの係数が対応している。補間された基
本データ発生器20からの出力値は、それぞれ関連する係
数、あるいは複数の係数から補間された値により掛算さ
れ、乗算点（加算点）22において乗算（あるいは加算）
される。第８図の実施例では、８×８個の係数が設けら
れており、各出力値は「1.0」の値を持ち、調節過程に
おいて対応した変化をうける。
最終的な噴射値は、基本データ発生器から読み出され
た基本制御データ値tK、係数値発生器21から得られた係
数Ｆ、並びに閉ループ制御回路から得られた偏差補正係
数RFと、場合によって他の補正係数を掛け合わすことに
よって得られる。
即ち、式で書けば、 ti＝tK・Ｆ・RF となる。動作点を係数値発生器の他の係数Ｆを持つ領域
を変えた場合、出力値に変動が発生するが、もしこれが
障害となるような場合には、偏差補正係数RFをそれに対
応してセットすることにより防止することができる。係
数値発生器21の各係数Ｆを補間するのが好ましく、その
ような補間による影響が学習にどのように影響を及ぼす
かは後で説明する。係数値発生器21から得られた係数の
調節は、以下の式 FN＝FA・▲▼ によって与えられる。但し、FAは前の、またFNは新しい
係数である。従って基本データ発生器20のある領域が選
択されている限り、偏差補正係数RFが平均化され、ブロ
ック40を介し、それに関する係数Ｆが変化される。
第９図には、16×16のサンプリング点を有する基本デ
ータ発生器20の構造が図示されており、このデータ発生
器から絞り弁位置DK（＝Ｙ）並びに回転数ｎ（＝Ｘ）に
従って、それぞれ燃料噴射パルスtiの値が読み出され
る。第９図に図示したデータ群では、斜線を施した部分
と施さない部分の領域が設けられており、斜線を施した
領域（合計64個の領域）はそれぞれ動作区画を示してお
り、この各動作区画に対し、係数値発生器21の共通の係
数が係数値発生器21に格納されている。既に述べたよう
に、係数値発生器は８×８の係数を有しており、第９図
に図示した動作区画は任意に分割することができる。
係数の調節は、第10図に図示されたようにして行われ
る。第10図（ａ）には基本データ発生器20からの出力が
図示されており、そこに走行特性Ｄが記入されている。
また、そこに選択された係数に対する動作区画Ｃも図示
されている。Ａはこの動作区画における走行特性の侵入
点を、またＢはこの走行カーブの離脱点を示している。
第10図（ｂ）には、偏差補正係数RFの特性が時間に対
して図示されている。第10図（ａ）に図示した動作区画
に入った後、所定の過渡遅延が発生する。続いて偏差補
正係数が平均化される。この場合、第10図（ｂ）に図示
したように、最小平均時間を取るようにする。Ｂ点にお
いて、動作区画を離脱するか、あるいは最小の平均化時
間を経過した後、上述した式に従い、偏差補正係数の平
均値▲▼を求め、定数Ｆに算入する。
上述した過渡時間並びに最小平均時間により、定常状
態の動作点並びにダイナミックな動作点を区別すること
ができる。すでに述べたように、調節は定常状態におい
てのみ行うようにするのがよい。また、暖機時、始動
後、燃料カット並びに加速濃厚化時には遮断するように
する。第３図に図示した領域検出回路37によって行われ
る機能は、例えばそのプログラムに従って制御されるコ
ンピュータ等を用いて実現することも可能である。
係数値発生器21を設けることにより、適当な閉ループ
制御を用いることにより、基本データ発生器20の全ての
不整合を補正することができる。この場合、全ての補正
は定常状態で、あまり選択されない領域を除いて行うよ
うにする。従って、加算的あるいは乗算的に作用する外
乱を係数値発生器を用いることにより、最適に補正する
ことができ、均一に作用する乗算的な外乱成分の場合に
は、包括係数を形成することにより、補正することが可
能になる。
次に示す表には、乗算的あるいは加算的に作用する外
乱の一覧表、並びにそれをアルファＭシステム（噴射時
間を形成する入力信号を絞り弁位置と回転数とするシス
テム）に用いた場合の特質が図示されている。これらの
外乱量が変化する時点はそれぞれ異なる。
第11図には、すでに述べた包括係数を求める方法が詳
細に図示されている。この場合、包括係数を求める第１
の方法は、平均値形成回路28′によって求められた偏差
補正係数の平均値をスイッチS4を介してそれぞれ減衰器
41,42を経て、第８図に図示した係数値発生器21並びに
係数値発生器と同様に読み書きメモリ（RAM）として構
成される。包括係数形成器24′に入力される。偏差補正
係数RFの平均は、動作点が基本データ発生器20の所定の
動作区画にある限り行われる。所定の時間が経過後、あ
るいは動作区画を離脱した時、すでに述べたように対応
する係数Ｆの調節が行われ、包括係数GFはこの動作区画
が変化した時のみ変えられる。以下に述べる式に従い、
係数値発生器からの新しい係数FA並びに新しい包括係数
GFNが形成される。
各式から明らかなように、偏差の平均値の一部が関連
する係数に、他の一部が包括係数にそれぞれ算入され
る。
FN＝FA1＋（▲▼−１）・ａFA ＋（▲▼−１）・ａ GFN＝GFA1＋（▲▼−１）・ｂGF ＋（▲▼−１）・ｂ 第11図に図示した方法に従って包括係数を求める方法
が、第13図にフローチャートとして図示されている。ス
テップS1において、係数値発生器のアドレスＮを計算
し、ステップS2でアドレスが変化したと判断されると、
ステップS3で平均時間が経過したか否かが判断される。
平均時間が経過すると、ステップS4で補正係数Ｆ、包括
係数GFを計算する。ステップS5でマーカーフラッグをセ
ットした後、方法Ｉ、IIで分枝する。ステップS6で、補
正係数ＦのアドレスＮ、偏差補正係数の平均値▲
▼、平均時間カウンタＸ、過渡時間カウンスＹを初期値
にセットする。ステップS7で過渡時間が経過した場合に
は、ステップS8で偏差補正係数を平均し、平均時間カウ
ンタをインクリメントした後、ステップS9で過渡時間カ
ウンタを増分させる。
この方法を第１の方法Ｉとすると、包括係数を求める
他の方法、即ち第２の方法IIが第12図にブロック図とし
て、また第14図、第15図にフローチャートとして図示さ
れている。
第12図に図示したブロック図では、更に第２の係数値
発生器21″が設けられており、このデータ発生器には基
本データ発生器20並びに第１の係数値発生器21′と並列
に同じ入力データ（即ち回転数と負荷）がアドレスとし
て入力され、同様に乗算的に基本データ値に作用する。
即ち、第１の乗算点43並びに第２の乗算点44を介して作
用を行う。この乗算点44では、基本データ発生器20から
読み出された噴射データ値teに全体の補正係数が作用す
る。係数値発生器21″は内燃機関が始動した場合、1.0
にセットされ、継続して整合される。係数値発生器21′
のデータ並びに包括係数は、とりあえず変化はしない。
更にマーカー発生器によってこの係数が選択されるかが
定められる。
所定の時間が経過後、係数値形成器21″が処理され
る。初期値1.0と全ての係数の平均値との偏差が包括係
数に算入され（スイッチ46を介しリード線45を経て）、
一方、1.0の残りの構造的な偏差が係数値発生器21′に
組み込まれる。但し、選択された係数のみが考慮され
る。その後、係数値発生器が再び1.0の値にセットさ
れ、同様な方法で調節が改めて行われる。この第２の方
法によって、包括係数を求める場合、次の式によって計
算が行われる。
また、変化されたサンプリング点Ｆから下記の式が得
られる。
この式の方法を実現する対応したプログラムは２つの
部分から成っている。第１の部分は、第13図に図示した
第１の方法に対応するが、この場合には、包括係数は計
算されていない（ｂ＝０）。第２の部分は、第１の方法
の更に他のサブプログラムであり、第14図に図示したよ
うに、対応する箇所が丸で記入されている。また包括係
数を求める第２の方法をソフトウエアの領域で行い、係
数値発生器21″用のRAMを省略することもでき、また全
ての計算を係数値発生器21′のみを用いて行うこともで
きる。この方法を示す制御の流れが第15図に図示されて
いる。
第14図でステップS10において、補正係数FIIが調節さ
れる時間を決めるカウンタAZを増分させ、ステップS11
で調節時間が終了したと判断されると、ステップS12で
係数値発生器21″の全ての係数を平均化し、包括係数を
調節し、変化した係数値を係数値発生器21′に取り入れ
る。続いて、AZカウンタをリセットし、FII並びに全て
のマーカーフラッグをリセットする。
第15図において、ステップS20でAZを増分させ、ステ
ップS21で調節時間経過後、ステップS22ですべての係数
を平均し、オプションとして増幅する。ステップS23で
包括係数の調節が必要であると判断されると、ステップ
S24で包括係数を調節し、変化した係数を調節（リセッ
ト）し、全ての係数を平均する。ステップS25で制御デ
ータ値の変位が必要と判断された場合には、ステップS2
6で変位させ、それに対応してGFを変化させる。続いて
ステップS27でAZカウンタをリセットし、すべてのマー
カーフラッグMFをリセットする。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、データ発生器
から出力された各開ループ制御値が偏差補正係数の平均
値から形成された包括係数で乗算的あるいは加算的に調
節されることにより、開ループ制御値がそのときの偏差
を考慮した包括係数で自己調節されるので、開ループ制
御値を高速にしかも最適値に学習させることが可能にな
る。
更に、本発明では、このように包括された各開ループ
制御値が更に偏差補正係数で補正されるので、閉ループ
制御時の偏差を高速に補正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の概略構成を示すブロック図、第２図は
本発明の第１の実施例を説明するブロック図、第３図は
包括係数を求める詳細な実施例を示すブロック図、第４
図は作用係数に対する包括係数の最終値を示す特性図、
第５図（ａ）〜（ｄ），第６図（ａ）〜（ｄ）は所定の
作用係数に対する包括係数の過渡特性を示した特性図、
第７図（ａ）〜（ｄ）は異なる作用係数の場合の第６図
と同様な包括係数の過渡特性を示した特性図、第８図は
本発明の第２の実施例を示すブロック図、第９図は絞り
弁位置並びに回転数を関数とした噴射時間の特性を示す
３次元的な説明図、第10図（ａ）は基本データ発生器の
侵入、並びに離脱を示す特性図、第10図（ｂ）は偏差補
正係数の時間に対する流れを示す特性図、第11図は本発
明の他の実施例を示すブロック図、第12図は本発明の更
に他の実施例を示すブロック図、第13図〜第15図はそれ
ぞれ制御の流れを示すフローチャート図である。 12……データ発生器、14……制御器 20……基本データ発生器 21……係数値発生器、24……包括係数形成器 28……平均値形成回路 26……測定装置、27……内燃機関
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレツト・シユミツト ドイツ連邦共和国 7141 シユヴイーバー デインゲン・ブレスラウアーシユトラーセ 23 (56)参考文献 特開 昭60−182333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−1345（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の運転パラメータに従ってデータ
    発生器（20）から読み出される開ループ制御値に基づい
    て内燃機関を制御する装置であって、 少なくとも一つの機関変数に応答してその実際値を発生
    する手段（26、33）と、 前記実際値に基づいて偏差補正係数（RF）を形成する制
    御器（23、35）と、 前記制御器に接続され偏差補正係数の平均値を形成する
    平均値形成手段（28、36）と、 前記偏差補正係数の平均値から包括係数（GK）を形成す
    る手段（24、39）と、 データ発生器に格納された全体の開ループ制御値に対し
    て乗算的あるいは加算的な変位を発生させて開ループ制
    御値が自己調節されるように、データ発生器から出力さ
    れた各開ループ制御値を前記包括係数で乗算的あるいは
    加算的に調節する手段（25、40、41）と、 前記制御器を有し、包括係数で調節された各開ループ制
    御値を更に前記偏差補正係数を用いて補正する閉ループ
    制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 【請求項２】前記偏差補正係数の平均値の所定の割合を
    包括係数形成に用いることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記包括係数と偏差補正係数が１つの補正
    係数に統合されることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項又は第２項に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記機関変数は内燃機関の排ガス組成、回
    転円滑度、回転数であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の装置。
  5. 【請求項５】内燃機関は、ガソリンあるいはディーゼル
    内燃機関、ヴァンケルエンジン、スターリングエンジ
    ン、ガスタービンであることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】内燃機関の制御が燃料空気混合気形成制
    御、点火時期制御、過給圧制御、排気再循環率制御、ア
    イドリング制御であることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項から第５項までのいずれか１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記データ発生器が固定メモリによって形
    成される基本データ発生器（20）と、基本データ発生器
    からの開ループ制御値を所定係数で補正する係数値発生
    器（21）とから構成され、偏差補正係数の平均値に基づ
    いて係数値発生器からの係数（Ｆ）が補正されることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
    れか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記偏差補正係数の平均値の一部を包括係
    数に、また一部を係数値発生器の係数に組み入れること
    を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の装置。
  9. 【請求項９】係数値発生器をランダムアクセスメモリに
    より構成することを特徴とする特許請求の範囲第７項又
    は第８項に記載の装置。
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