JPH02136551A - 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し、更に詳細には、
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に関す
るものである。

（従来の技術） 上記したような、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
された制御マツプに基づいてエンジンの制御量を設定す
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。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 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。

本発明は、エンジンを、それに要求される複数種の性能
に適合して制御することができるとともに、比較的簡単
なＭＲ戊で状況に応じたエンジンの制？３ｆｆｌの設定
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。

（課題を解決するための手段） 本発明は、発明者らの、「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」との認識に基
づいてなされたものであり、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複数種の性能に適合す
るために、各要求毎に独立に設けられた複数のエンジン
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、上記複数のエンジン制御量設定手段によっ
て設定された各エンジン制御量を、上記運転状態検出手
段によって検出されたエンジン運転状態に応じて重み付
け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ものである。

（発明の作用・効果） 上記した複数のエンジン制御量設定手段が、エンジンに
対する各要求（例えば、エミッション、トルク、燃費）
をそれぞれ独立に満足させる複数の制御マツプを備える
ものとして作用する。上記運転状態検出手段は、例えば
、加速頻度、平均速度等をそれぞれ検出するものとして
作用する。また、上記補正手段が、上記運転状態検出手
段から検出信号を受けて、各状況別の要求特性を設定す
るものとして作用する。

以上により、各エンジン制御量設定手段によってエンジ
ンの要求に応じて設定されたエンジン制御量を、上記補
正手段によって設定された各状況別の要求特性によって
補正し、すなわち重み付けを行い、実際の運転状況に応
じた最終的なエンジン制御量を設定する。

この本発明のエンジンの制御装置によれば、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い。例えば、エンジンに対して、
エミッション性、出力性能（トルク）、燃費性の３つの
要求があるときには、制御マツプも３つあればよい。従
って、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。

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ヲモ容易かつスピーデイ
に行うことができる。

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ＩＴε＋（ｇ／ｃｙｃ）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ｆｆ１Ｑ（β／ｍ１ｎ）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、上記エアフローセンサ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、■サイクル当たりの空
気質量ＴＩ：Ｉを、式 ％式％ に基づき計測演算し、１サイクル当たりの空気質ｆｉＴ
Ｉ、Ｉ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、この空燃比設定口ｉ！８５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ｆＪ　Ｔ
　Ｅ　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Ｑ
ｐ（ｇ／ＣＶＣ）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　ｐ＋ｕ、５を示ず係数信号を出力
する係数信号出力回路７からの該係数Ｋ　ＰＬＩＬＳ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ＴＢＡＴ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ＴＰＵＬＳ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。

支１土没土旦豊玉 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
＝１４．７）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情および運転状況に
基づいて、空燃比を補正するための空燃比補正係数ＷＧ
Ｃ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１１
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ｉｉ’８１１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燃費係数設定回路１４、
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ｔｍ１３、第２燃費係数設定回路１
４、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Ｚ１、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、
ソーン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７アクタを検
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Ｚｉ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＠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ｚ１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ｚ３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。

上記空燃比補正係数演算口１ｉ１８１１には、更に、車
両の運転状況を検出する運転状況検出口ｖ８１９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ＭａｐＬＭａ
ｐ２、Ｍａｐ３のそれぞれに重み付けを行う重み付は係
数Ｎ１１Ｎ２、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ＸＡ、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ＫＡ、に、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Ｘ、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Ｒ，−Ｒ，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Ｒ５〜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　１＝　ＫＡ　Ｘ
　ＫＢを用いる。

ここで、上記の評価点ＫＡ、に、について説明すると、
例えば第６図で、「加速頻度ｘＡがＡ１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Ｘ＾＝５であれば、評価点ＫＡ＝１．０であり、ＸＡ
＝１０であればＫＡ−〇、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
で、それを５分間計測して判定する。

上記運転状況検出口ｇ８１９は、更に、第８図に示され
ているような、上記ルールＲ１〜Ｒ１の各々について、
上ｇｉ２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、Ｍａｔ）２、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ｎ１ｌ
ｓ　　２１、ｎ３ｉ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ｎｌｉ、ｎｚｔｓｎａ＋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ＷＩ　＝ＫＡ　ｘＫａとを用い、次０３つの式
から、重み付は係数Ｎｌ、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Ｎｌ５Ｎ２　、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ＭａｐＬＭａｐ２、Ｍａｐ
３のそれぞレニ対シテ、重み付けを行い、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ＷＣＣの演算は、式 ％式％） で行われる。

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および運転状況に応じた空燃比を
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　、Ａ
２　　；　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図のメンバーシップ関数を、運転者の
モード人力（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、電子式燃料噴射置割（卸
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」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】

第１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、現在の運転状憶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ｔ０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 特許出顎人　マツダ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンに要求される複数種の性能に適合するために
   、各要求毎に独立に設けられた複数のエンジン制御量設
   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、前記複数のエンジン制御量設定手段によって設定さ
   れた各エンジン制御量を、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重み付けを行っ
   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。