JPS623149A

JPS623149A - エンジンの運転領域判定装置

Info

Publication number: JPS623149A
Application number: JP14229985A
Authority: JP
Inventors: Toru Nakanishi; 徹中西; Nobuhide Seo; 宣英瀬尾
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1987-01-09
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPH06100142B2

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）本発明は各種のエンジン制御を運転領域に応じて行う場
合に用いられるエンジンの運転ｇＡ域判定装置に関する
。

（従　　来　　技　　術）例えば、エンジンに供給される混合気の空燃比や点火時
期等は、エンジンの運転状態に応じて最適の空燃比又は
点火時期となるように制御されるが、この種の制御は具
体的には次のように行われる。即ち、例えばエンジンの
回転数と負荷とをパラメータとする全運転領域を所定の
領域設定ラインによって複数の領域に区画すると共に、
現在の運転状態がどの領域に属するかを判定し、その領
域に応じて予め設定された空燃比或は点火時期等となる
ように燃料制御装置或は点火装置等を作動させるのであ
る。

ところで、このようなエンジンの運転領域に応じた制御
を行う場合には、所謂ハンチングの問題が生じる。つま
り、エンジンの運転状態が領域を区画する領域設定ライ
ンの近傍に位置した時に、いずれの領域に属するかの判
定が困難になって制御が不安定となり、ま゛た該ライン
を一方の領域から他方の領域に越えて制御状態が切換わ
った時に、これに伴う運転状態の変化によって再び元の
領域に戻り、その結果、制御状態が短い周期で頻繁に切
換って運転性能が著しく悪化するのである。

このようなエンジン制御のハンチングに対しては、例え
ば特公昭５９−１１７３６号公報に開示されているよう
に、領域設定ラインに所定幅のヒステリシスゾーンを設
け、例えば上記ラインの一方の領域から他方の領域への
移行時には該ラインを越えると同時に制御状態を切換え
ると共に、その反対方向への領域の移行時には領域設定
ラインを越えた後、更にヒステリシスゾーンを通り過ぎ
た時点で制御状態を切換えるようにするのが通例であり
、これにより制御のハンチングによるエンジン運転性能
の悪化が回避されることになる。その場合に、上記ヒス
テリシスゾーンは大きいほどハンチングが効果的に防止
されるが、このゾーン内では運転領域に応じた本来の制
御とは異なった制御が行われるので、運転状態がこのヒ
ステリシスゾーン内を通過する間においては、例えば空
燃比や点火時期が適切でないことによる燃費の悪化や排
気状態の悪化等が生じることになる。つまり、ヒステリ
シスゾーンを大きく設定した場合には運転領域に応じた
制御が行われない時間ないし頻度が多くなり、また小さ
く設定した場合はハンチングが生じ易くなるのである。

（発　　明　　の　　目　　的）本発明はエンジンの運転領域に応じた制御を行う場合に
おける上記のような問題を解消するもので、少なくとも
エンジン回転数を１つのパラメータして運転領域を設定
する場合に、該エンジン回転数の変化速度や領域設定ラ
インを横切る頻度等に応じて該ラインに設けられるヒス
テリシスの幅を変化させる。これにより、制御のハンチ
ングを効果的に防止しながら、上記ヒステリシスの幅を
徒らに大きく設定することによる燃費や排気性能の悪化
等を防止することを目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成）上記目的達成のため、本発明は次のように構成したごと
を特徴とする。

即ち、第１図に示すようにエンジン１の運転領　　　　
　。

域を判定する領域判定装置２と、該判定装置２によって
判定された領域に応じて各種制御を行う制御装置３とが
備えられ、且つ上記領域判定装置２には、少なくてもエ
ンジン回転数をパラメータとして所定の領域設定ライン
によって区画された複数の領域が設定されていると共に
、エンジン１から出力される少なくともエンジン回転数
を示す信号ａが入力される構成において、上記領域設定
ラインに対してエンジン回転数についてのヒステリシス
を設定するヒステリシス設定手段４を設ける。

そして、このヒステリシス設定手段４にはエンジン１に
備えられた変速８１５からの変速段を示す信号すを入力
し、該変速機５の変速段に応じて上記ヒステリシスの幅
を低変速段時には太き（、高変速段時には小さくするよ
うに構成する。

ところで、エンジンに備えられた変速機の変速段が高変
速段にある場合は、スロットル開度等の他のパラメータ
の変化に対するエンジン回転数の変化幅が小さく、従っ
てヒステリシスゾーンの幅を小さくしても該ゾーンを越
えて運転領域が頻繁に移行することはない。また、高変
速段にある時は、エンジン回転数の変化速度が遅いため
ヒステリシスゾーンを通過する時間、即ち適切な制御が
行われない時間が長くなるが、該ゾーンの幅を小さくす
ることによってこの時間を短くすることができる。一方
、変速段が低変速段にある時は、エンジン回転数が比較
的大きな幅で変化するので、ハンチングを効果的に防止
するためにはヒステリシスゾーンの幅を大きくする必要
があるが、この場合はエンジン回転数の変化速度が速い
ので、ヒステリシスゾーンの幅を大きくしても該ゾーン
を通過する時間が短くなる。

（発　　明　　の　　効　　果）以上のように本発明によれば、少な（ともエンジン回転
数をパラメータの１つとして設定される　　　　　ビ運
転領域に応じてエンジン制御を行う場合に、運転領域を
区画する領域設定ラインに設けられるヒステリシスの幅
を当該エンジンに備えられる変速機の変速段に応じて変
化させるようにしたから、運転状態が上記領域設定ライ
ンの近傍に位置する場合におけるハンチングが効果的に
防止されると共に、上記ヒステリシスの幅を徒らに大き
くすることによる弊害、即ち運転領域に対応しない不適
切な制御が行われる時間や頻度が多くなることが回避さ
れることになる。これにより、不適切な制御による燃費
や排気性能の悪化等が防止される。

（実　　施　　例）以下、本発明の実施例について説明する。尚、この実施
例はエンジンの運転領域に応じた空燃比制御と点火時期
制御とを行う場合のものである。

第２図に示すように、エンジン１０には燃焼室に供給さ
れる混合気の空燃比を制Ｗする空燃比制御装置１１と、
各燃焼室に備えられた点火プラグ（図示せず）の点火時
期を制御する点火時期制御装置１２と、エンジン１０の
運転領域を判定して上記各制御装置１１．１２による空
燃比及び点火時期の制御を運転領域に応じて行わせる領
域判定装置１３とが備えられている。

上記空燃比制御装置１１は、エンジン１０の排気通路１
４に設置されて、例えば排気ガス中の酸素濃度がら空燃
比を検出する空燃比センサ１５からの空燃比信号Ｃを入
力し、該信号Ｃが示す空燃比が所定の空燃比となるよう
に吸気通路１６に設置された燃料噴射ノズル１７に噴射
量を指示する燃料信号ｄを出力する。また、上記点火時
期制御装置１２は、エンジン１０におけるクランク軸（
図示せず）の回転角を検出するクランク角センサ１８か
らのクランク角信号ｅを入力し、所定のクランク角とな
った時に各点火プラグに点火信号ｆを出力する。

一方、上記領域判定装置１３には、第３図に示すように
エンジン回転数Ｎとスロットル開度αとをパラメータと
する全運転領域を所定の領域設定ラインＸで第１．第２
領域１．ｆｆに区画する領域マツプが設定されていると
共に、該Ｈ置１３には上記点火信号ｆの出力周期に対応
するエンジン回転数を示すエンジン回転数信号ｇと、吸
気通路１６に備えられたスロットルバルブ１９の開度を
検出するスロットル開度センサ２０からのスロットル開
度信号りとが入力されるようになっている。

そして、これらの信号Ｑ、ｈが示す現実のエンジン回転
数Ｎｏとスロットル開度α０とを上記領域マツプに徴し
合せ、現在の運転状態が第１．第２領域１．ｆｆのいず
れの領域に属するかを判定すると共に、その領域に応じ
た制御を行わせるように上記空燃比制御装置１１と点火
時期制御装置１２とに領域信号ｉ、ｊを送出するように
なっている。

然して、この領域判定装＠１３に設定された領域設定ラ
インＸには、エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度αに
対するヒステリシスが設けられている。従って、エンジ
ン１０の現実の回転数Ｎ。

とスロットル開度α０とで示される運転状態が上記ライ
ンＸを横切って一方の領域から他方の領域に移行しても
、領域信号ｉ、ｊによって指示される領域は直ちに切換
わらず、所定のヒステリシスゾーンを越えた時点でこれ
らの信号１．ｊが指示する領域が切換るようになってい
る。そして、特に該領域判定装置１３はエンジン１０に
備えられた変速機２１から変速段を示す変速段信号ｋを
入力し、該信号ｋが示す変速段が低変速段にある時は上
記ヒステリシスゾーンのエンジン回転数方向の幅を大き
くし、また変速段が高変速段にある時は上記幅を小さく
するようになっている。

次に、上記実施例の作用を領域判定装置１３の作動を示
すフローチャートに従って説明する。

先ず、該装置１３は、第４図のフローチャートにおける
ステップ８１．８２で運転領域を示すフラグ２を第１頭
域Ｉに対応する“１″にセットすると共に、燃料噴ｆ）
［ｉＫ及び点火時期θを該領域Ｉに対応した噴ＩＪｉＫ
ｔ　、θ１に設定する。次に、ステップＳ３でエンジン
回転数信号ｇ１スロットル開度信号り及び変速段信号ｋ
を入力し、現時点におけるエンジン回転数Ｎ　ＯＮスロ
ットルバルブ１９の開度α０及び変速機２１の変速段Ｇ
を読み込むと共に、ステップＳ４で変速段Ｇに応じたエ
ンジン回転数Ｎに対するヒステリシス幅Ｎｈを第５図に
示すヒステリシスマツプから読み取る。ここで、このヒ
ステリシスマツプは変速段Ｇが１速から高変速段になる
に従ってヒステリシス幅Ｎｈが小さくなるように設定さ
れている。

次に、領域判定装置１３は、ステップＳ５で上記領域フ
ラグＺが°゛１″か“２′′かを判定すると共に、現時
点ではＺ＝゛１″であるから、ステップ８６〜Ｓ１１に
従って領域判定の制御を行う。つまり、ステップＳ６で
上記エンジン回転数信号ｇによって読み取った現実のエ
ンジン回転数ＮＯにヒステリシス幅Ｎｈを加算し、また
上記スロットル開度信号りによって読み取った現実のス
ロットル開度α０からヒステリシス幅αｈを減算して、
仮りのエンジン回転数Ｎ×と仮りのスロットル開度αＸ
とを算出する。ここで、上記スロットル開度αに対する
ヒステリシス幅αｈは一定値に固定されたものであるが
、エンジン回転数Ｎに対するヒステリシス幅・Ｎｈは上
記ステップＳ４でマツプから読み取った変速段Ｇに応じ
て変化する値である。このステップ＄６による演算は、
第６図に示すようにエンジン回転数Ｎを横軸、スロット
ル開度αを縦軸とする座標面において、現実のエンジン
運転状態を示す点Ｐｏ（Ｎｏ、α０）に対して、その右
側に第１の仮想点Ｐ１　（Ｎ＊、α０）を、下方に第２
の仮想点Ｐ２（Ｎｏ、α＊）を設定することを意味する
。

そして、領域判定装置１３は、次にステップＳ７．８８
で所定の関数Ｕ、■に上記ステップＳ６で算出した仮り
のエンジン回転数Ｎ＊及び仮りのスロットル開度αＸを
夫々代入し、その代入値Ｕ（Ｎ”　）と現実のスロット
ル開度α０とを比較し、また代入値■（α木）と現実の
エンジン回転数ＮＯとを比較する。ところで、上記関数
Ｕは、第６図に示す領域設定ラインＸ上のスロットル開
度αの値をエンジン回転数Ｎの関数として示すもの、即
ちα−Ｕ（Ｎ）であり、また関数■はその逆関数、即ち
Ｎ＝Ｖ　（α）である。従って、代入値Ｕ（Ｎ＊）は第
６図に示すラインＸ上の点Ｑにおけるスロットル開度α
′を示し、また代入値■（α×）は同じくラインＸ上の
点Ｒにおけるエンジン回転数Ｎ′を示すことになる。そ
して、点Ｑにおけるスロットル開度α′と現実のスロッ
トル開度α０とを比較し、また点Ｒにおけるエンジン回
転数Ｎ′と現実のエンジン回転数Ｎｏとを比較するので
あるが、その場合に第６図に示すように現実の運転状態
を示す点ＰｏがラインＸの第２領域■側にあっても、該
ラインＸを越えた量が小さい時は第１．第２仮想点Ｐ１
．Ｐ２が未だ第１領域■側にあって、点Ｑにおけるスロ
ットル開度α′＝Ｕ（Ｎ＊）が現実のスロットル開度α
０より大きく（αｏ＜Ｕ（Ｎ＊））、また点Ｒにおける
エンジン回転数Ｎ’＝Ｖ（α＊）が現実のエンジン回転
数ＮＯより小さい（Ｎｏ　＞　＜α木））。そのため、
領域判定装置１３においては、上記ステップＳ７又はＳ
８からステップＳ９．Ｓ１０を省いてステップＳ１１を
実行することになる。つまり、エンジン１０の運転状態
が第２領域■に位置するにも拘らず、未だ領域判定ライ
ンＸのヒステリシスゾーン内にあって、燃料噴射量Ｋ及
び点火時期θがステップＳ２で設定した第１領域■に対
応する噴射量に１及び点火時期θ１となるように燃料制
御装置１１及び点火時期制御装置１２に領域信号ｉ。

ｊが出力されるのである。一方、第７図に示すようにエ
ンジン１０の運転状態が領域設定ラインＸを大きく越え
て第２領域■に入ったものとすると、この場合は第１．
第２仮想点Ｐ１　（Ｎ＊、α０）、　　　　Ｐ２（Ｎｏ
、αＸ）が共に第２領域■側にあって、点Ｑにおけるス
ロットル開度α’　＝ＬＩ　（Ｎ”）が現実のスロット
ル開度αＯより小さくなり（α０＞Ｕ（Ｎ”））、また
、点Ｒにおけるエンジン回転数Ｎ’＝Ｖ（α＊）が現実
のエンジン回転数ＮＯよりも大きくなる（Ｎｏ　＜Ｖ　
（α′））。そのため、この場合はヒステリシスゾーン
を越えたことになって、上記ステップＳ７．Ｓ８からス
テップＳ９．Ｓ１０が実行され、領域フラグＺが２”に
セットされると共に、燃料噴射量Ｋ及び点火時期０に第
２領域■に対応した噴射ＩＫ２及び点火時期θ２が設定
され、この噴射量に２及び点火時　　　　　′期θ２と
なるように領域信号１．ｊが燃料制御装置１１及び点火
時期制御装置１２に出力される。

このようにして、現実の運転状態を示す点Ｐ。

が領域設定ラインＸを第２領域■側に越えた場合には、
更に該点ＰＯをヒステリシス幅Ｎｈだけ高エンジン回転
数側に移行した第１仮想点Ｐ１及びヒステリシス幅αｈ
だけ低スロツトル開度側に移行した第２仮想点Ｐ２が共
に上記ラインＸを越えた時点で制御状態が第１領域■に
対応する状態から第２領域■に対応する状態に切換える
ことになり、上記ラインＸに所定幅のヒステリシスが設
けられたことになる。

然して上記ステップＳ６で現実のエンジン回転数Ｎｏに
加算されるヒステリシス幅Ｎｈは変速機２１の変速段が
低変速段側にあるほど大きな値に設定される。そのため
、例えばエンジンの運転状態が第８図に示す点Ｐｏにあ
って、この点Ｐｏを高変速段時のヒステリシス幅Ｎｈだ
け高エンジン回転数側に移行した第１仮想点Ｐ１が領域
設定ラインＸの第２領域■側に位置し、また第２仮想点
Ｐ２もラインＸの第２領域■側−にあり、従って高変速
段時には第２領域■に対応する制御が行われる場合であ
っても、同一の点Ｐｏを低変速段時のヒステリシス幅Ｎ
ｈ’　だけ移行した第１仮想点Ｐ１′が上記ラインＸを
第２領域■側に越えない場合は、この点Ｐ１′に対応す
るラインＸ上の点Ｑ′におけるスロットル開度α’　＝
Ｕ　（Ｎ”　）が現実のスロットル開度α０より大きく
なるため、ステップＳ７から直ちにステップＳｎが実行
されることになる。即ち、この場合は第１領域工に対応
する制御が行われることになり、これを換言すれば、低
変速段時にはヒステリシスの幅が大きくなるのである。

このようにして変速機２１における変速段が低変速段側
にあるほど領域設定ラインＸに対するエンジン回転数に
ついてのヒステリシス幅が大きくなり、その結果、エン
ジン回転数の変動幅が大きく、また領域設定ラインＸを
横切る頻度が大きい低変速段時にハンチングが効果的に
防止されることになる。また、低変速段時にはエンジン
回転数の変化速度が速いから上記のようにヒステリシス
幅が大きくなってもヒステリシスゾーンを通過する時間
、即ち運転領域に対応しない制御が行われる時間が短く
、従って不適切な空燃比制御や点火時期制御等による燃
費や排気性能の悪化の問題を生じることがない。そして
、これとは逆に、高変速段時においては、ヒステリシス
幅が小ざくなるが、この場合はエンジン回転数の変動幅
が小さいからヒステリシス幅が小さくても効果的にハン
チングを防止することができ、またエンジン回転数の変
化速度が遅くてもヒステリシス幅が小さいのでヒステリ
シスゾーンを通過する時間は短くなる。

結局、いずれの場合にもハンチングが効果的に防止され
、またヒステリシスゾーン内において不適切な制御が行
われる時間が短くなる。

尚、エンジン１０の運転状態が第２領域■から第１領域
工に移行する場合も同様であって、この場合は領域フラ
グ２がｉｔ　２　ｎにセットされているので、７０−チ
ャートのステップ８１２〜Ｓ１６．Ｓ１１が実行される
。つまり、第９図に示すように現実の運転状態を示す点
Ｐｏが領域設定ラインＸの第１領域■側に移行した場合
において、この点ＰＯをヒステリシス幅Ｎｈだけ低エン
ジン回転数側に移行した第１仮想点Ｐ　１　、及びヒス
テリシス幅αｈだけ高スロットル間度側に移行した第２
仮想点Ｐ２が共に上記ラインＸを第１領域１側に越えた
場合に制御状態が第１領域Ｉに対応する状態に切換ねる
。そして、この場合も、上記エンジン回転数に対するヒ
ステリシス幅Ｎｈが変速段に応じて変化するので、例え
ば第９図に示すように高変速段時（ヒステリシス幅Ｎｈ
）には第１仮想点Ｐ１がラインＸを越えるが、低変速段
時（ヒステリシス幅Ｎｈ’）には第１仮想点Ｐ１′がラ
インＸを越えない場合が生じ、この場合は未だヒステリ
シスゾーン内にあって制御状態の切換えが行われないこ
とになる。

尚、以上の実施例は領域設定ラインＸの勾配が正の場合
であるが、この勾配が負の場合はステップＳ６．Ｓ１２
における＋゛、−の符号を入れ換えればよい。また、こ
の例はエンジンの運転領域を２つの領域１．Ｉ［に区画
した場合であるが、本発明は更に多数の領域に区画した
場合にも同様に適用し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示す概略構成図、第２〜９
図は本発明の実施例を示すもので、第２図は制御システ
ム図、第３図は運転領域を示すマツブ、第４図は作動を
示すフローチャート図、第５図は変速段に対するヒステ
リシス幅を示すマツプ、第６〜９図は各運転状態に対す
る制御例を説明するための説明図である。１．１０・・・エンジン、２．１３・・・領域判定装置
、４・・・ヒステリシス設定手段、Ｘ・・・領域判定ラ
イン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）運転領域に応じたエンジン制御を行うために、少
なくともエンジン回転数を１つのパラメータとして設定
されたエンジンの運転領域を判定する運転領域判定装置
であつて、運転領域を区画する領域設定ラインにエンジ
ン回転数に対するヒステリシスを設けると共に、このヒ
ステリシスの幅を当該エンジンに備えられた変速機の変
速段に応じて低変速段時には大きく、高変速段時には小
さくするヒステリシス設定手段を設けたことを特徴とす
るエンジンの運転領域判定装置。