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JPH0692769B2 - 内燃機関の適応制御装置 - Google Patents

内燃機関の適応制御装置

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Publication number
JPH0692769B2
JPH0692769B2 JP62034708A JP3470887A JPH0692769B2 JP H0692769 B2 JPH0692769 B2 JP H0692769B2 JP 62034708 A JP62034708 A JP 62034708A JP 3470887 A JP3470887 A JP 3470887A JP H0692769 B2 JPH0692769 B2 JP H0692769B2
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JP62034708A
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ホームズ マイケル
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ル−カス インダストリ−ズ パブリツク リミテイド カンパニ−
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Publication date
Application filed by ル−カス インダストリ−ズ パブリツク リミテイド カンパニ− filed Critical ル−カス インダストリ−ズ パブリツク リミテイド カンパニ−
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関の適応制御装置に関し、かつその制
御方法にも関する。
〔従来の技術〕
内燃機関の作動のために種々の制御因子の値を設定する
ことが必要とされる。そして、特定の制御因子の値によ
って、その因子の値は、機関の一つ又はそれ以上の作動
因子に応じて連続的に可変とすることができる。
火花点火内燃機関では、その一つの気筒の各点火又は燃
焼毎に適性な点火進角を設定することにより、ピストン
が上死点に到達直後に最大燃焼圧力を発生させて、機関
出力を効率よく得ることができる。火炎速度は空気−燃
料混合物の密度により変化するから、シリンダへの充填
圧力が減少する程点火進角を大きくとることが一般的に
は必要である。更に、混合気の燃焼中に機関クランク軸
を余計に回転せしめるには点火進角を機関速度の増大と
共に増大しなければならない。
最近まで、点火進角は吸気マニホルド減圧と機関速度と
に応動する機械装置によって得られていた。かかる機械
式進角装置により得られる点火進角は機関速度と、吸気
マニホルドによって代表される負荷要求との単純な関数
である。ところが、内燃機関の精密な測定を行うと、点
火進角は点火進角は負荷と速度との複雑な関数であり、
この関数は単純な機械的な装置では適応することができ
ない。そこで、最近使用される点火装置では、実験的に
得られた点火進角の特性を読出専用メモリ内の参照テー
ブル（マップ又は表）に格納している。
点火進角特性は多くの供試内燃機関について実験によっ
て決定されるものであり、負荷と機関速度の各点に対し
て最適の進角がある。各点の点火進角値は、また、燃料
経済性を考慮しつつ排気ガス中の有害成分の低減や、ノ
ッキングの抑制といった種々の制限に適応するように選
定される。
このようにして、機械式の装置と比較してより最適の点
火進角を得ることが可能になるが、内燃機関の長期の使
用にわたって最適の進角を得るわけにはいかない。これ
には種々の理由がある。統計的に充分な精度を出す程数
多くの試験を行う訳にはいかないし、試験に使うことで
きるエンジンは生産されるエンジンとは同じでないのは
頻繁にある。加えて、製造公差や、エンジン構造の個体
間差により、エンジン特性に変動が生ずる。エンジンや
そのセンサ、アクチュエータ、電子回路の長期にわたる
使用によって種々の経年変化が発生し、最適特性と読出
専用メモリ中に格納された特性との間に不一致が出てく
る。
米国特許第4,379,333号公報では、点火進角を制御する
ための適応制御装置が提案されている。この装置では、
小さな正・負の摂動が点火進角に重ねられ、これに伴う
機関速度の変化は点火進角に対する機関出力の差分又は
傾斜を決定するの使用される。
この傾斜値は試験され、その傾斜値は点火進角マップに
格納される値を、点火進角最適値を得るように、最新の
ものに更新される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この特許に記載の構成では、摂動は３相サイクルで課さ
れる。一つの正の摂動が一つの相に加えられ、次の相に
おいては摂動は加えられず、負の摂動が最後の相におい
て加えられる。各相は40−60回の燃焼が行われ、機関速
度は各相の終端で何回かの点火にわたって検出される。
各相の最初での点火進角値の変化によって機関速度は初
期的に過渡的な応答を行うが、しかし、その相の終端で
は定常的な応答が得られる。かくして、機関速度の計測
をその相の終わりまで遅延させることにより、過渡応答
は除去される。しかしながら、この方法は各傾斜の計測
に要する燃焼回数が多い欠点がある。
この特許に記載の構成では、修正の必要のある点火進角
マップのアドレスを決定するのに各摂動サイクルにおい
て、速度及び負荷を多くの回数計測する。もし機関速度
及び負荷要求がその初期値から大きくずれなければ、そ
のアドレスは有効と見なされる。大きなずれが起こって
いれば、新規なアドレスが選定される。各摂動サイクル
の終端において、そのサイクルを通しての機関速度と負
荷要求との記録が調べられ、サイクルの例えば60％以上
で一つのアドレスが起これば、条件はこのアドレスでの
修正を実行するに充分安定と判断する。
以上の従来技術では各計測ウインドウにおいて応答遅れ
（過渡応答）を待ってその計測ウインドウの最後の部分
において計測を行っているため、各傾斜の計測に要する
時間が長くなり、また、各ウインドウが長いため各ウイ
ンドウに止まっている間にエンジン回転数又は負荷の変
化を監視し、その変化が大きいときは学習不適として修
正を行わないような処理を行っているため、修正すべき
アドレスの決定が複雑化している。そのため、各ウイン
ドウでの傾斜の計測に時間を要し、結果的に点火時期が
最適値に制御されるまでに時間を要する問題点があっ
た。
従って、この発明の目的は、上記の欠点が解消もしくは
軽減され、各修正点でのエンジン制御因子（点火時期
等）の修正決定を過渡応答を待つことなく迅速に行うこ
とができる新規な改良された内燃機関の適応制御装置及
びその制御方法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〕
この発明によれば、内燃機関は弾性軸及び歯車機構を介
して負荷に連結されたフライホィールを有し、前記フラ
イホィールと弾性軸と歯車機構は、該歯車機構により得
られる各ギヤ比に特定の共鳴周波数を持つ共鳴系を構成
するものである。この発明の内燃機関の適応制御装置は
機関制御因子（以下被摂動因子と称する。）の基本値を
決定する手段と、機関の各燃焼期間においてクランク軸
が少なくとも一つの基準点を通過したことを検出する位
置検出器と、前記基本値の周辺で前記被摂動因子を摂動
せしめるための摂動発生器（該摂動発生器は周期的な摂
動波形を発生し、その摂動波形における各期間の第１の
部分において前記被摂動因子に正の摂動を加え、摂動波
形における第２の期間において前記被摂動因子に負の摂
動を加えるものであり、前記波形における各期間は燃焼
期間の全数に等しく、前記共鳴系の最大共鳴周波数に対
する摂動波形の周波数の値は機関速度と摂動波形との間
の位相差が異なったギヤ比間で実質的に同一となる値に
選定されると、前記摂動波形における第１の部分、第２
の部分に夫々関連する少なくとも一つの一連の連続的な
正、負の測定ウインドウを生成する手段（該測定ウイン
ドウは、摂動波形の夫々の部分を所定の位相ずれの分だ
け遅延させるものである。）と、前記摂動因子に関する
機関出力の傾斜を算出する算出手段（該算出手段は近接
したウインドウ間での機関速度変化からその傾斜を算出
する。）と、該傾斜を使用して少なくとも一つの機関制
御因子（被修正因子と称する。）に修正を加える手段と
から構成される。
前記共鳴系の最大共鳴周波数に対する摂動波形の周波数
の値は関して機関速度と摂動波形との間の位相差が異な
ったギヤ比間で実質的に同一となる値に選定されること
により、エンジン速度の応答と、摂動波形との間の位相
差は、変速装置のギヤ比が変わっても、そう大きくは変
化しない。エンジン速度の変化は、異なったギヤの位相
シフトの兼ね合いで決めれる量だけ、摂動波形より遅延
した計測ウインドウにおいて計測され、エンジン速度の
過渡的な応答により傾斜測定が行われる。過渡的な応答
が採用されるため、傾斜計測を前記の公知技術より高速
で実行することが可能となる。更に、摂動の各サイクル
は短いため、その間にエンジン速度が大きく変化するこ
とはあまり考えられず、点火進角の修正が必要となる正
しいアドレスを迅速に決定することができる。
好ましくは、正の計測ウインドウの各々について、中心
点がその正のウインドウの中に位置する燃焼期間を積算
して、正の計測ウインドウにある全燃焼期間を知る第１
のアキュムレータと、負の計測ウインドウの夫々につい
て、中心点がその負のウインドウの中に位置する燃焼期
間を積算して、負の計測ウインドウにある全燃焼期間を
知る第２のアキュムレータとを更に具備しており、前記
算出手段は、第１及び第２のアキュムレータに積算され
た全燃焼期間から前記傾斜を算出する。
この発明の一つの実施態様として、前記傾斜算出装置は
次の諸演算を実行する、即ち、各々の正の計測ウインド
ウでの平均機関速度は、該ウインドウ中に起こる機関燃
焼回数を第１のアキュムレータに積算された全燃焼期間
により除することにより算出され、各々の負の計測ウイ
ンドウでの平均機関速度は、該ウインドウ中に起こる機
関燃焼回数を第２のアキュムレータに積算された全燃焼
期間により除することにより算出され、更に各傾斜値の
算出は次のように行う、即ち、正のウインドウ中の平均
機関速度をそれに継続する負のウインドウの平均速度か
ら減算することによって第１の過渡値を得、負のウイン
ドウ中の平均機関速度をそれに継続する正のウインドウ
の平均速度から減算することによって第２の過渡値を
得、それから第２の過渡値から第１の過渡値を減算する
ことにより前記傾斜値を得る。
この発明の他の態様では、前記傾斜算出手段は次のよう
に各傾斜値を算出する、即ち一つの正ウインドウで起こ
る機関燃焼回数とこれに続行する一つの負ウインドウで
起こる全燃焼期間の積を、この続行する一つの負のウイ
ンドウで起こる全燃焼回数と前記一つの正ウインドウで
起こる全燃焼期間の積から減算して第１の偏差値を得、
一つの負ウインドウで起こる機関燃焼回数とこれに続行
する一つの正ウインドウで起こる全燃焼期間の積を、こ
の続行する一つの正のウインドウで起こる全燃焼回数と
前記一つの負ウインドウで起こる全燃焼期間の積から減
算して第２の偏差値を得、この第１の偏差値を第２の偏
差値から減算することにより前記傾斜値を得る。
便利な手法として、前記修正手段は各傾斜値を基準値と
比較して偏差値を算出し、該偏差値を積分して平均値を
算出し、そして該平均値を少なくとも一つの修正因子を
修正するのに使用する。
この発明の他の態様として、機関速度を決定するための
手段と、機関が受ける負荷要求を決定する手段とを備
え、摂動因子のための基本値は機関速度と負荷要求との
関数として表に格納されていることを特徴とする。
便利な手法として、前記被摂動因子の基本値は、機関速
度と負荷要求との関数としての２次元格子として前記表
に格納されており、前記摂動動因子の各基本値は、現実
の速度及び負荷を包囲する速度−負荷平面における４個
の格子点における記憶値から決定され、該各点での前記
被摂動因子に夫々の重み係数が乗算されて積値が得ら
れ、そして結果として得られる４個の積値の和より基本
値が得られ、前記重み係数は、前記４個の格子点に四隅
が位置する主矩形を形成し、該主矩形は、現実の機関速
度及び負荷要求点を通過する横軸及び縦軸によって４個
の副矩形に分割され、各格子点のための重み係数は、対
角線上で対抗する副矩形の面積を主矩形の面積によって
除することにより算出される。
この発明の特定実施例では、前記被摂動因子は点火時期
因子である。
この発明の他の実施例として、内燃機関の制御方法であ
って、該内燃機関は弾性軸及び歯車機構を介して負荷に
連結されたフライホィールを有し、前記フライホィール
と弾性軸と歯車機構は、該歯車機構により得られる各ギ
ヤ比に特定の共鳴周波数を持つ共鳴系を構成するもので
あり、この発明の方法によれば、機関制御因子（以下被
摂動因子と称する。）を、周期的な摂動波形を発生する
ことにより、摂動し、その摂動波形における各期間の第
１の部分において前記被摂動因子に正の摂動を加え、摂
動波形における各期間の第２の部分において前記被摂動
因子に負の摂動を加えるものであり、前記波形における
各期間は燃焼期間の全数に等しく、前記共鳴系の最大共
鳴周波数に対する摂動波形の周波数の値は機関速度と摂
動波形との間の位相差が異なったギヤ比間で実質的に同
一となる値に選定され；前記摂動波形における第１の部
分、第２の部分に夫々関連する少なくとも一つの一連の
連続的な正、負の測定ウインドウを生成し、該測定ウイ
ンドウは、摂動波形の夫々の部分を所定の位相ずれの分
だけ遅延させ；前記摂動因子に関する機関出力の傾斜を
近接したウインドウ間での機関速度変化から算出し；該
傾斜を使用して少なくとも一つの機関制御因子（被修正
因子と称する。）に修正を加える。
〔実施例〕
第１図を参照すると、この発明の実施である適応制御装
置の機能構成が自動車に搭載された場合を図示してい
る。制御装置は４気筒の火花点火内燃機関10を備え、同
内燃機関10はフライホィール11を備える。内燃機関10
は、車輌に設置され、弾性軸12、歯車箱12及び別の弾性
軸14を介して、負荷としての駆動輪15に連結される。図
示しないがクラッチも設置される。
フライホィール11は位置検出器16に関係づけられる。こ
の位置検出器16は機関クランク軸が180゜回転する度に
基準パルスを発生する。各パルス信号は、膨張行程を実
行する気筒のピストンが、その上死点の30゜後に発生さ
れる。位置検出器16からのパルス信号はドエル（Dwel
l）制御手段17に供給され、その出力は増幅段18を介し
てコイル及びディストリビュータ19に接続される。コイ
ル及びディストリビュータ19は４個の点火栓20に接続さ
れ、適性な瞬間にこれらの点火栓において点火スパーク
が起こる。
位置検出器16の出力は速度演算手段16にも接続され、機
関速度を算出し、これをドエル制御手段17に供給する。
内燃機関は、機関が受ける負荷要求を計測するための負
荷検出器31を備える。この実施例では、負荷検出器31は
機関気筒への吸気マニホルドの圧力を計測する。負荷要
求はスロットル弁の開度位置や、吸気マニホルドへの空
気流入速度等の他の量を検出しても良い。
この発明の装置は、更に、メモリ35を備え、このメモリ
中に点火時期の二次元配列が格納され、その横軸及び縦
軸は機関速度及び負荷要求に相当する。メモリ35及び機
関速度演算手段30は演算手段36に接続される。機関速度
と負荷要求の現在値毎に、演算手段36は点火進角の基本
値を算出し、これを加算器37の入力に印加する。演算手
段36は、この基本点火進角値の算出を、現在の機関速度
と負荷要求とを包囲する速度−負荷平面における４つの
格子点でのメモリ35中に配列として格納されている進角
値から、実行する。これらの各値に適当な重み係数が乗
算され、結果として得られる４個の値が加算されてこれ
が基本進角値となる。かくして、演算手段36は基本点火
進角値を補間によって算出する。点火進角値はメモリ中
に適当な密度で格納されてあり、機関10の真の最適点火
進角特性の不規則性に良く適合させることができる。
メモリ35内の点火進角値は、供試された内燃機関のリグ
試験から得られた固定の表の形態を持っている。始めに
概説した種々の理由により、最適の点火進角値はメモリ
に格納された値とは違っている。以下詳細に説明するよ
うに、この発明のシステムでは、点火進角値に対して微
小な正もしくは負の摂動が加えられ、これが原因で引き
起こされる機関速度の変化が検出される。機関速度の変
化から、修正値が修正メモリ38に格納される。これらの
修正値も、横軸及び縦軸が機関負荷及び負荷要求を表す
二次元配列に格納され、これらの格納密度は、メモリ35
に格納される値の密度と同じである。
現在の機関速度について、修正値が修正値演算手段39に
よって算出され、加算器37の第２の入力に供給される。
演算手段39は機関速度算出手段30及び負荷要求検出器の
出力を受け、現在の機関速度に敵した修正値をメモリ38
に格納される値より演算手段36によって行われるのと同
一の補間方法によって算出する。
摂動値は摂動発生器40において決定され、加算器41の入
力に供給される。加算器41の他の入力は加算器37の出力
を受取り、加算器41の出力はドエル制御手段17に点火進
角の指令値として印加される。ドエル制御手段17は速度
演算手段30及び位置検出器17の出力を利用して、点火を
指令された点火進角値で起こさしめる。
点火火花は火花点火内燃機関では間欠的に起こるので、
機関のトルク出力は各機関サイクルにおいて変動があ
る。この変動を円滑化するために、フライホィール11が
設置され、フライホィールはトルク変動を微小な加速及
び減速に変換する。軸12及び14が弾性を持っているの
で、この微小な加速及び減速は駆動輪15の速度の変化の
原因とならない。
フライホィール11、軸12及び14は共鳴系を構成する。共
鳴周波数は、歯車箱14によって得られる歯車比によって
変化される。この例では、この系の共鳴周波数は２段目
ギヤでは4Hzであり、４段目ギヤでは9Hzである。
点火進角に摂動が加えられる度に機関10の発生トルクが
変化せしめられる。フライホィール11並びに軸12及び14
が共鳴する性質を持っているので、結果として発生する
フライホィール11の速度の変化は二つの成分を持つ。そ
れらの成分の第１のものは適当な共鳴周波数での制動さ
れた反響応答で、上述の内燃機関では、その反響減衰は
て0.3秒の時定数を持つ。第２の成分はより長い期間の
応答で、該応答は、車速の変化によって惹起される抵抗
力の変化が機関のトルクの変化に適応したとき発生する
新規な定常状態に関連する。以上述べた特別なエンジン
では、この第２の成分は４段目ギヤで７秒の時定数を持
つ。
点火進角に対するエンジン出力の傾斜の計測をできる限
り迅速に行うため、応答の最初の部分を傾斜の演算に使
用すべきである。どんなギヤであっても作動し、係合し
ているギヤが何か検出することなしに比較できる結果が
得られる装置を構成することも望ましいことである。第
２図において、摂動発生器40によって発生された摂動波
形と、摂動周波数の関数としてのエンジン速度の変化と
の間での位相シフトをグラフを４段目、２段目及び中立
ギヤについて示す。この図から分かるように、位相シフ
トは9Hz以下の周波数では急速に変化し、かつ異なった
ギヤ間での位相シフトの違いも大きい。これに対し、10
Hzの領域では、位相シフトは周波数に対して緩慢に変化
し、かつ異なったギヤにおける位相シフトの差は小さ
い。従って、異なったギヤ間でも比較可能な結果を得る
ため、好ましくは、摂動発生器40によって発生される摂
動周波数は、フライホィール11並びに軸12及び14から構
成される共鳴系の最大共鳴周波数より大きくする。従っ
て、この実施例の場合には、摂動周波数は４段目ギヤの
共鳴周波数である9Hzより大きくしている。しかしなが
ら、他のエンジンでは、共鳴周波数以下での位相変化は
第２図に示されたものより小さいことがあり、或るエン
ジンでは摂動周波数が最大共鳴周波数の3/4に等しいか
またはそれより大きいとき良い結果が得られることが予
想される。一般的には、フライホイールと弾性軸と歯車
機構とにより構成される共鳴系の最大共鳴周波数に対す
る摂動波形の周波数の値は機関速度と摂動波形との間の
位相差が異なったギヤ比間で実質的に同一となる値に選
定される。
摂動発生器40によって得られる摂動周波数には他の要請
がある。点火進角における摂動は点火の開始の瞬間で効
果を持ち得るだけである。４気筒内燃機関の場合、この
瞬間はクランク軸の各回転毎に２度ある。それ故、摂動
周波数は固定の値を取り得ない。そこで、摂動発生器40
は最小周波数、例えば共鳴周波数もしくは共鳴周波数の
3/4より大きい周波数で、かつエンジン10の燃焼期間の
全数に等しい期間にわたって二つのレベルの波形を発生
する。各期間の最初の部分では、摂動発生器40は点火進
角が僅か増加するように摂動値を設定し、各期間の第２
の部分では点火進角が僅か減少するように摂動値が設定
される。
位置検出器16の出力は、各燃焼期間を算出するための燃
焼期間算出手段42に印加される。位置検出器16は、夫々
のピストンがその上死点後30゜に位置するとき基準パル
スを発生する。かくして、演算される期間は二つのパル
ス間の経過期間である。燃焼期間は摂動発生器40に供給
され、更に計測ウインドウ発生器43と、進角半サイクル
アキュムレータ44と、遅角半サイクルアキュムレータ45
と、傾斜算出手段46とに供給される。
計測ウインドウ発生器43は摂動発生器40よりの波形を受
け取り、一連のかつ連続的な計測ウインドウを生成し、
ここにその各々の計測ウインドウは摂動波形の周期にお
ける第１の部分、第２の部分に夫々対応している。計測
ウインドウはその位相が摂動波形からシフトしており、
そのシフトの量は、色々なギヤのところで起こる摂動波
形とエンジン応答との間の実際の位相シフトより妥協に
よって決められるものである。その実際の位相シフトは
第２図に記載したものである。今回の実施例では、0.2
の摂動サイクルに対して位相シフトは72゜であった。正
及び負の計測ウインドウは進角半サイクルアキュムレー
タ44、遅角半サイクルアキュムレータ45に別々に供給さ
れる。
第３図を参照すると、フライホィール11の速度変動がク
ランク軸角度の関数として示される。この図から分かる
ように、各エンジンサイクル毎に大きな変動が発生す
る。エンジン速度の大きな変動は、点火進角に対する摂
動によって惹起されるエンジン速度の変化の計測を混乱
させる虞れがある。この虞れを解消するために、エンジ
ン速度はエンジンの全燃焼期間に亙ってのみ検出され
る。特定すれば、正及び負の計測ウインドウに位置する
中心点を持ったエンジン燃焼期間が進角半サイクルアキ
ュムレータ44、遅角半サイクルアキュムレータ45におい
て、夫々、積算される。
上述のように、点火進角に対するエンジン出力の傾斜は
傾斜演算手段46によって算出される。各計測ウインドウ
を追うことで、そのウインドウでの平均エンジン速度が
積算された燃焼期間から算出される。正の各ウインドウ
を追うことで、点火進角の減少期間の部分から点火進角
の増加期間の部分への遷移の効果が負の計測ウインドウ
での平均速度を正の計測ウインドウの平均速度から減算
することにより評価ができる。同様に、負の各ウインド
ウの終点で、点火進角の増加期間の部分から点火進角の
減少期間の部分への遷移の効果が正の計測ウインドウで
の平均速度を負の計測ウインドウの平均速度から減算す
ることにより評価ができる。このようにして、二つの遷
移値は交互に評価が行われる。これらの二つの遷移値は
摂動によって発生されたトルク変化の反映であると同時
に、運転者によるアクセルペダルの操作又は抵抗力もし
くは道路勾配の変化等で引き起こされる加速又は減速に
起因する速度変化をも反映している。傾斜の計測値から
加速又は減速の影響を排除するために、傾斜の評価は、
増大値から減少値へ摂動を変えたときの遷移値を減少値
から増大値へ摂動を変えたときの遷移値から減算するこ
とにより行われる。
点火進角に対するトルク出力曲線は、点火進角に対する
エンジン出力の傾斜が零となるところで一個の増大を呈
する。既に説明のように、この発明の実施例では、点火
進角はこの最大点に到達するように修正されるのであ
る。しかしながら、或る種のエンジンでは、最大出力を
発揮すように点火進角を設定するとノッキングの発生を
許容することになる。更に、別の或る種のエンジンでは
最大トルク発生進角に設定することで、排気ガス中の有
害成分の排出量が増加する。従って、そのようなエンジ
ンでは、傾斜が零の手前の或る値に達するまで点火進角
を変えることが要求される。
点火進角が零でない傾斜値に到達させる制御を精度高く
行わしめるため、エンジン速度から得られるトルクより
は実際のトルクを検出するのが好ましい。しかしなが
ら、実トルクの計測は不便なので、速度計測を行い、速
度とトルクとの間の変動を、例えば、エンジン出力をエ
ンジン速度の適当な関数として計算することによって補
償することができる。
傾斜演算修正手段46により算出された傾斜は修正メモリ
更新手段47に供給される。この手段47は速度演算手段30
及び負荷検出器31からの車速及び負荷要求信号を受け取
る。各傾斜の算出のために、更新手段47は、現在のエン
ジン速度と負荷要求との周囲の４個の格子点の各々のた
めにメモリ38に格納されている値の更新を行う。特定す
ると、各格子点について、新規修正値は既存修正値から
以下の式、 新規修正値＝既存修正値＋k1×（重み係数）×（傾斜） に従って計算される。ここにk1は定数である。
この式はメモリ38の値を積分による傾斜計測値から修正
し、傾斜計測値における雑音成分が平滑化される。定数
k1は前記の雑音成分が低レベルに減少されるように充分
小さく、かつ最適点火進角値に迅速に収束するように充
分大きく選定される。前記式における重み係数は修正手
段36と39に使用される重み係数と同一である。
メモリ35における格子密度は最適の進化進角特性と良く
対応するように選定されているので、傾斜計測情報は実
際の最適特性とメモリ35に格納された特性との不一致を
示すことになる。従って、点火進角を導くのに使用され
る上述補間方法と対称な方法によりメモリ38の更新を行
うのが合理的であり、そして上の式がこれを達成する。
更に、上の式において、メモリ38に格納された値は各傾
斜計測値の大きさに比例して修正され、これにより各傾
斜計測値から最大限の情報を得ることができる。
エンジン速度応答の第１の成分使用することにより傾斜
測定を迅速に行うことと、メモリ38の更新のため上述の
式を使用することとが組み合わせられて、エンジン速度
及び負荷の全範囲に渡る点火進角の、本当の最適進角へ
の修正が種々混じった路面条件で車輌を約６時間運転す
るだけで可能になる。これは、公知装置に対して相当の
改善であるが、エンジンの平均的な運転時間と比較する
と相当に長い。従って、メモリ38は不揮発構造のもので
あるが好ましい。この構造とすることにより、修正値は
エンジンの停止中にも失われない。かくして、メモリ38
はエンジン速度と負荷要求とで決まる更新された完全な
表（マップ）を持つことができる。
メモリ38を更新するための上記式を更に精度を上げるよ
うに改善する二つの方法を以下説明する。
現在の速度及び負荷要求のための点火進角の不整合に加
えて、各傾斜計測値は全体の速度−負荷要求平面に関す
る情報をも含んでいる。例えば、全平面に渡って点火進
角の不整合が、例えば、大気圧力の変化や燃料成分の変
化等によりあり得る。この情報を利用するため、各傾斜
計測は、メモリ38内の全修正値の更新のため、以下の
式、 新規補正値＝既存補正値＋k2×（傾斜） によって行われる。
これとは別に、この式は、演算手段39により算出される
修正値に加算器37のところで加算される単一の値を更新
するのに使用することができる。
定数k2は、当然のことであるが、上記の定数k1より小さ
くなる。しかしながら、k2は、大気圧等の変動による変
化が、全負荷−速度平面にわたって、数分で収束するよ
うに充分大きく設定しなければならない。
もうひとつの改良は、全体の点火進角特性を傾けること
で、これは、例えば、位置検出器16の較正状態が悪かっ
たり、ドリフトがあったりするときに必要となる。この
改良においては、４個のずれた修正値が、速度−負荷平
面にの４個の隅に相当する付加的なメモリに格納され
る。それから各傾斜測定が使用され、その４個の値は、
その傾斜に適当な重み係数及び時定数を乗算することで
更新される。各補正係数を計算するにあたり、前記の４
個のずれた値に、その後、適当な重み係数が乗算され、
そして得られた値は、現在の速度及び負荷要求を取り囲
む４個の格子点から算出される値に加算される。
第１図に示す種々の機能ブロックはマイクロコンピュー
タ装置を利用して実現され、マイクロコンピュータ装置
の構成は第４図に示される。
第４図において、マイクロコンピュータ装置は、Inter
社の8097マイクロコンピュータ100を備え、マイクロコ
ンピュータ100は、データ・アドレス・バス101を介して
27C64型読出専用メモリ102、日立製6116型読書自在メモ
リ103、及びGreenwich Instruments社のNVR2型不揮発読
書自在メモリ104に接続される。プログラム及び表（マ
ップ）はメモリ102に格納され、一時的な変数はメモリ1
03に格納され、点火進角の補正値はメモリ104に格納さ
れる。
マイクロコンピュータ装置は、速度演算手段30、燃料期
間演算手段42、摂動発生器40、計測ウインドウ発生器4
3、、アキュムレータ44及び45、傾斜演算手段46、更新
手段47、メモリ35及び38、演算手段36及び39、加算器37
及び41、並びにドエル制御手段17の機能を実現するもの
である。
負荷要求検出器31は、通常の信号調整回路105を介して
マイクロコンピュータ100のアナログ入力（ANALOG）に
接続される。位置検出器16は可変磁気抵抗型のもので、
エンジンのクランク軸に取り付けられる歯付部材と協動
する。その部材から歯が欠如したところがあり、所望の
基準位置となる。検出器16は、信号伝達線106を介し
て、マイクロコンピュータ100の高速入力（HIGH SPEE
D）に接続される。
マイクロコンピュータ100の高速入力はドエル制御回路1
07の入力に接続される。ドエル制御回路107は、メモリ1
02に格納されたプログラムの一部と一緒になって、第１
図のドエル制御手段17の機能を達成する。ドエル制御手
段107は、S.G.S社によって供給されるL497型ドエル制御
回路である。ドエル制御回路107は、点火コイルの一次
巻線に、正しい時期に電流を形成し、電流の中断の直前
に所望のレベルに到らしめる。ドエル制御回路107は、
更に、要求電流レベルに到達時から電流の中断までの間
の短期間の遅延の最中にコイル電流を或るレベルに制限
する。ドエル制御回路107の出力は、電源回路18に接続
される。電源回路は、第１図において説明したように、
コイル及びディストリビュータ10の入力に接続される。
第５図を参照すると、プログラムを構成するモジュール
の配置及びこれらのモジュール間でのデータの流れが示
される。プログラムは、次のモジュール、即ちMISDET 1
12,IGNLU 113,SAFIRE 114,及びDWELL 115を備える。モ
ジュールIGNLUは、副モジュールLOOK−UPを呼び出し、
モジュールSAFIREは、副モジュールMAP STORE及びLOOK
−UP CORRECTIONを呼び出す。第５図は、固定の点火進
角マップ110を備え、これは固定の点火進角値を内蔵
し、第１図のメモリ35に相当する。第５図は、更に、点
火進角修正マップ111を示しており、これは点火進角の
ための修正値を内蔵し、第１図のメモリ38に相当する。
モジュールMISDETは、TOOTH INTERRUPT信号を受け取
り、このモジュールは歯が検出される度に演算を実行す
る。変数TOOTHはモジュールDWELLに供給され、これは検
出器16の一つの歯に対するクランク軸の位置を示す。こ
のモジュールMIDSETは各歯の間隔を比較し、これにより
欠損歯を検出する。欠損歯が検出されると、このモジュ
ールは変数TOOTHとクランク軸の絶対位置との間の関係
を再度確立する。このモジュールMIDSETは、更に、点火
期間を算出し、これを変数FIRE PERIODとしてモジュー
ルIGNLU及びSAFIREに供給する。モジュールIGNLUは、負
荷要求の代表である吸気マニホルド圧力である変数MAN
PRESSを受け取る。可変のMAN PRESSは、マイクロコンピ
ュータ100の一部であるアナログ−ディジタル・コンバ
ータによって検出器31の出力信号から導かれる。モジュ
ールIGNLUは、更に、エンジン速度を表す変数ENG SPEED
を算出し、これはSAFIRE及びDWELLに供給される。
各マップ110,111において、点火進角値は16×16の配列
として格納される。各配列において、横軸及び縦軸は、
夫々、エンジン速度及び負荷要求に相当し、横軸及び縦
軸は16個の別々のエンジン速度及び負荷値に分割され
る。かくして、各格子点に、一つのエンジン速度値と、
一つの負荷要求値とに対する点火進角値が割当られる。
マップ110及び111のアドレス指定のため、モジュールIG
NLUはエンジン速度及び負荷要求に夫々相当するアドレ
ス変数SPEED INDEX及びLOAD INDEXを発生する。各アド
レス変数は、下側の16個の別々のエンジン速度と負荷要
求値に相当する０から15のどの値をもとることができ
る。これらの変数は、現在の速度及び負荷要求値の直ぐ
下のエンジン速度及び負荷要求に相当する値に設定され
る。アドレス変数SPEED INDEX及びLOAD INDEXは副モジ
ュールLOOK−UP,MAP STORE及びLOOK UP CORRECTIONに供
給される。
モジュールIGNLUは４個の変数MAP INT 0〜３を計算し、
これは前述した重み係数に相当する。４個の変数MAP IN
T 0〜３は夫々４個のアドレス（SPEED INDEX,LOAD INDE
X），（SPEED INDEX＋1,LOAD INDEX），（SPEED INDEX,
LOAD INDEX＋１）、及び（SPEED INDEX＋1,LOAD INDEX
＋１）に相当する。
現在の速度及び負荷に対する重み係数MAP INT 0〜３の
算出方法が第６図に示される。主矩形が速度−負荷平面
内に示され、その矩形の隅が位置するアドレスは（SPEE
D INDEX,LOAD INDEX），（SPEED INDEX＋1,LOAD INDE
X），（SPEED INDEX,LOAD INDEX＋１）、及び（SPEED I
NDEX＋1,LOAD INDEX＋１）である。この主矩形は、現在
の速度及び負荷要求を通過する縦軸及び横軸によって４
個き副矩形に分割され、これらの副矩形は面積A0,A1,A
2,A3を持つ。各４個の格子点の重み係数は格子点に対角
線上で対抗する面積を主矩形の面積で除することにより
計算することができる。かくして、重み係数MAP INT 0
〜３は次の値、 MAP INT 0＝A0/A MAP INT 1＝A1/A MAP INT 2＝A2/A MAP INT 3＝A3/A を持つ。ここに、Ａ＝A0＋A1＋A2＋A3である。
モジュールIGNLUは副モジュールLOOK−UPを呼び出し、
基本点火進角が変数SPK ANG BASEによって、前記したよ
うな補間法を下に算出される。モジュールIGNLUは、そ
れから、変数SPK ANG BASEをモジュールSAFIREに供給す
る。
モジュールIGNLUは、各点火火花を形成後に、実行を行
い、モジュールSAFIREはモジュールIGNLU後に実行す
る。
モジュールSAFIREは摂動波形を形成し、各点火進角に対
する各摂動を決定し、正・負の計測ウインドウを決定
し、これらのウインドウで起こる燃焼期間を積算し、点
火進角に対するエンジン出力の傾斜を算出する。このモ
ジュールは傾斜測定によって点火進角修正表（マップ）
を更新し、点火進角に対する修正値をこの表より導く。
このモジュールは、更に、基本点火進角値SPK ANG BASE
を摂動値及び算出修正値に加算して、点火進角のための
点火指令値SPK ANG信号を生成し、これをモジュールDWE
LLに印加する。このモジュールを第７図のフローチャー
トによって説明する。
この実施例では、最低摂動周波数は10Hzである。４気筒
エンジンはクランク軸の１回転毎に２回の燃焼を行い、
各摂動サイクル毎に最低２回の摂動を行う必要があるか
ら、エンジン速度が600RPMに等しいかこれより大きいと
きのみ使用される。モジュールSAFIREに入った後、ステ
ップ200で、エンジン速度を表す変数ENG SPEEDが検査さ
れる。エンジン速度が600RPMより小さいときは、ステッ
プ201でSPK ANGにSPK ANG BASEが入れられる。エンジン
速度が600RPMに等しい又はこれより大きいときは、ステ
ップ202で、変数ELAPSED TIMEが算出される。この変数
は、このモジュールの前回の実行からの経過時間を表し
ており、燃焼期間に概略的に等しく、マイクロコンピュ
ータ100の内部クロックの出力から算出される。変数COU
NTERは、次いで、ELAPSED TIMEだけインクリメントされ
る。変数COUNTERは、今回の摂動サイクルの開始時点か
らの経過時間を示している。
ステップ203では、COUNTERとELAPSED TIMEとの和が定数
PERT PERIODと比較される。定数PERT PERIODは摂動波形
の各サイクルの最低周期を表すものであり、最低周波数
は10Hzであるから、この定数は100m秒の値を持つ。もし
前記の和がPERT PERIODより大きいものであるのなら、
これは以降のエンジン燃焼を今のサイクルに嵌め込むこ
とが不可能であることを意味する。即ち、新規なサイク
ルが開始される。これを行うため、ステップ204におい
て、COUNTERが零とリセットされる。同時に、変数HALF
TIMEにPERT RERIODが入れられ、変数DITHERが＋3.75゜
にセットされる。変数HALF TIMEは、通常は各サイクル
の第１の部分を示す。しかしながら、以下説明する理由
によって、この段階ではPERT PERIODにセットされる。D
ITHERは摂動値を示す。
ステップ205において、COUNTER＋（ELASPED TIME）/2≧
PERT PERIOD/2か否かが判別される。ステップ206で、DI
THER≧＋3.75゜か否かが判別される。ステップ205及び2
06との判別を組み合わせることでサイクルの第１の部分
から第２の部分への遷移点を決めることができる。注意
する点として、遷移は、各サイクルを通して、概略的に
半分の波で起こる。
ステップ205及び206での条件が満足されると、サイクル
の第２の部分が開始される。ステップ207ではのDITHER
が−3.75にセットされ、負の摂動が行われ、HALF TIME
がCOUNTERに入れられる。その結果、サイクルの第１の
部分の経過時間がHALF TIMEに格納される。
ステップ208では、変数NUM FIRESの算出が行われる。こ
の変数は、現在の摂動波形の残りの部分において達成可
能なエンジン燃焼の全回数の予測値を表す。即ち、（PE
R PERIOD−COUNTERがELAPSED TIMEによって除され、結
果は整数に揃えられる。ステップ209では、変数PRED PE
RT PERIODが算出され、この変数は摂動波形のこのサイ
クルの期間を予測値である。
以前に説明したように、モジュールSAFIREの実行は一連
の点火火花の形成の間で起こる。このモジュールの実行
の間に算出される点火進角への摂動は次の点火火花まで
有効とならない。また、このモジュールの現在の実行に
使われる変数FIRE PERIODの値は前回の燃焼期間のもの
である。今の点火期間の開始時点で起こる点火時の点火
進角への摂動は、このモジュールの最後の一回の実行の
際に算出される。傾斜演算のため現在有効なFIRE PERIO
Dの値を使用する際、燃焼期間の中心点が正の計測ウイ
ンドウで起きたか、負の計測ウインドウで起きたかを決
定しなければならない。これを行うため、このモジュー
ルは３個の変数THIS FIRE,LAST FIRE及びBEFORE LASTを
使用する。これらの変数の値は、夫々、次の点火火花に
継続する燃焼期間か、直前の点火火花に継続する燃焼期
間か、正もしくは負の計測ウインドウで起こった前回の
一回の点火火花に継続する燃焼期間のどれかを決定す
る。それらの各々の変数の値は４個の値のうち一つの値
をとり、その４個の値というのはFIRST POS,REST OF PO
S,FIRST NEG及びREST OF NEGである。これらの４個の値
は、夫々、正の計測ウインドウにおける最初の燃焼期
間、正の計測ウインドウにおける残った燃焼期間の一
つ、負の計測ウインドウにおける最初の燃焼期間、及び
負の計測期間における残りの点火期間の一つを示す。
モジュールの各実行の際に、これらの４つの変数の値が
先ず更新される。ステップ210では変数FIRE BEFORE LAS
T及びLAST FIREの更新が、これらに，変数LAST FIRE及
びTHIS FIREに保持された値をセットすることで行われ
る。
ステップ211では、変数THIS FIREの新規な値が算出され
る。前に述べたように、この変数は燃焼期間が次の点火
火花に継続するかどうかに関する。これを行うために、
次の比較、 0.2（PRED PERT PERIOD）≦COUNTER＋0.5（FIRE PERIO
D）＜0.2（PRED PERT PERIOD）＋HALF TIME が先ず行われる。
COUNTER＋0.5（FIRE PERIOD）は次の燃焼期間の中心点
を決める。この実施例では、正及び負の計測ウインドウ
が、各摂動サイクルの第１、第２の部分に72゜で続行す
る。かくして、0.2（PRED PERT PERIOD）及び0.2（PRED
PERT PERIOD）＋HALF TIMEは正の計測ウインドウの開
始及び終了を決める。
この比較の結果が肯定的であれば、これは、次の燃焼期
間の中心点が正の計測ウインドウに落ちるであろうこと
を意味する。変数LAST FIREが検査され、変数THIS FIRE
がFIRST POS又は、REST OF POSの適当な方にセットされ
る。比較結果が否定的であれば、これは次の燃焼期間の
中心点が負の計測ウインドウに落ちるであろうことを意
味し、THIS FIREがFIRST NEG又は、REST OF NEGの適当
な方にセットされる。
上述のように、HALF TIMEは各期間の第１の部分におい
てPERT PERIODにセットされる。これを行わずに、HALF
TIMEは先行するサイクルの第１の部分の経過中にセット
することもできよう。急速な減速の際には、次の燃焼が
負の計測ウインドウになると誤判定される虞れがある。
HALF TIMEをPERT PERIODにセットすることによりこの虞
れを解消することができる。
次に、ステップ212に進み、変数FIRE BEFORE LASTが検
査される。この変数の値により、サブルーチンREST OF
NEG,FIRST POS,REST OF POS又はFIRST NEGのうち一つの
ルーチンが実行され、これはのサブルーチンは夫々第8,
9,10,及び11図に示される。
第８図に示すように、FIRE BEFORE LASTがREST OF NEG
の値を持てば、ステップ213において、負のウインドウ
における点火期間の積算値を示す変数NEG PERIODがFIRE
PERIODの現在値だけインクリメントされる。次にステ
ップ214で、負の計測ウインドウにおける点火火花の数
を表す変数NEG FIRESがインクリメントされる。
第９図で示すようにFIRE BEFORE LASTがFIRST POSの値
を持っているときは、変数NEG SPEEDが算出される。こ
の変数は負の計測ウインドウにおける平均エンジン速度
を表し、NEG FIRESをNEG PERIODで除算し、その結果に
定数CONSTを乗算することで算出される。次いで、ステ
ップ216で、変数SIGNAL FIRSTがNEG SPEEDを変数POS SP
EEDから減算することで算出される、変数POS SPEEDは正
の計測ウインドウにおける平均速度であり、変数SIGNAL
FIRSTは、摂動波形の第１及び第２の部分間の点火進角
に対する摂動における変化により惹起されたエンジン速
度の変化を示す。それからステップ217で、正の計測ウ
インドウでのエンジン燃焼の回数を表す変数POS FIREが
１にセットされる。ステップ218では、正の計測ウイン
ドウにおける積算燃焼期間を示す変数POS PERIODがFIRE
PEIRODの現在値にセットされる。
第10図に示すようにFIRE BEFORE LASTがREST OF POSの
値を持つときは、ステップ220においてPOS PERIODがFIR
E PERIODの現在値だけインクリメントされる。それか
ら、ステップ221において、POS FIRESがインクリメント
される。
第11図に示すように、FIRE BEFORE LASTがFIRST NEGの
値を持つときは、ステップ225で、変数POS SPEEDが、PO
S FIRESをPOS PERIDによって除算し、その結果に定数CO
NSTを乗算することで評価される。それから、ステップ2
26で、変数SIGNAL SECONDが、NEG SPEEDをPOS SPEEDか
ら減算することにより、評価される。変数SIGNAL SECON
Dは摂動波形の第２の部分から次の摂動波形の第１の部
分への摂動値の変化により惹起されるエンジン速度の変
化を表す。ステップ227では、点火進角に対するエンジ
ン出力の傾斜を表す変数SLOPEが、SIGNAL FIRSTをSIGNA
L SECONDから減算することにより評価される。傾斜をこ
のように評価することで、第１図に関して述べたよう
に、エンジンの急速な加速や減速により惹起されるエン
ジン速度の変化が除去される。SLOPEの値は予め設定さ
れる最大値に制限される。
ステップ228において、副モジュールMAP STOREが呼び出
される。このモジュールはSLOPEの最新計算値及びMAP I
NTの０〜３の値、更にはモジュールIGNLUから受け取ら
れるSPEED INDEX及びLOAD INDEXを使用して点火進角修
正表（マップ）111を更新する。これは、第１図に関し
説明したやり方によって実行される。
次にステップ229において、変数NEG FIRESが１にセット
され、ステップ230では変数NEG PERIODがFIRE PERIODの
現在値にセットされる。
第７図に戻って、一つのサブルーチンの実行後、ステッ
プ235で副モジュールLOOK UP CORRECTIONが呼び出され
る。この副モジュールは、点火進角修正表に格納される
値からの点火進角への適当な修正を表す。この変数は第
６図に説明した補間法により算出される。
次にステップ236で、変数SPK ANG OPTがSPK ANG BASEと
CORRECTIONの和として算出される。SPK ANG OPTは現在
のエンジン速度及び負荷に最適の点火進角を表す。
ステップ239では、点火進角の指令値を表す変数SPK ANG
が、SPK ANG OPTと定数DITHERとの和として算出され
る。かくして、クランク軸の3.75゜の回転に相当する正
又は負のどちらかの摂動が最適点火進角に加えられる。
第５図にもどって、ルーチンDWELLは変数TOOTH,ENG SPE
ED及びSPK ANGを使用して、各火花の発生を制御する変
数COIL DRIVEを算出する。より特定して説明すると、CO
IL DRIVEは、エンジンクランク軸が指令された点火進角
を通過するとき、低レベルとなり、点火コインの一次電
流を要求値とするように、充分手前で高レベルとなって
いる。
プログラムモジュールSAFIREは第１図から第11図で説明
したように、サブルーチンFIRST POSのステップ215及び
サブルーチンFIRST NEGのステップ225が、演算時間の長
い除算を必要とする。除算を必要としない、二つのサブ
ルーチンの変形を以下説明する。
正と負の計測ウインドウ間で発生するエンジン速度の小
さな変化は、二つのウインドウでのエンジン平均燃焼期
間の変化の差に比例する。かくして、平均燃焼期間にお
いて変化を算出することにより速度変化の指標が得られ
る。しかしながら、比例定数はエンジン速度の２乗で増
大し、この方法を使用した場合の感度はエンジン速度が
増大すると急速に悪くなる。必然的に、高いエンジン速
度では、修正マップの更新は極端に緩慢となり、一方低
いエンジン速度では不安定性があろう。
感度の変動は平均燃焼期間の変化をエンジン速度の平方
に乗算することで避けることができよう。エンジン速度
の平方は、大略、摂動波形の各サイクルにおいて最初の
半分の期間に起こった燃焼回数と、次の半分の期間に起
こった燃焼回数との積に比例する。かくして、正のウイ
ンドウと負のウインドウの間のエンジン速度の変化は次
の式、 速度変化＝ｋ・n-n+（T+/n+−T-/n-） によって表される。ここに、ｋは定数であり、n+,n-は
正及び負の燃焼期間内に夫々起こった燃焼回数であり、
T+,T-はこれらの点火ウインドウでの積算燃焼期間であ
り、従って、T+/n+,T-/n-は、夫々の平均燃焼期間であ
る。
この表式は、分母の項がないことにより単純化され、正
の計測ウインドウから負の計測ウインドウの遷移のため
に類似の表現が使用されており、第12図及び第13図の変
形例において採用される。これらの図において、同様の
ステップは同一の参照符号で示される。
第12図において、サブルーチンFIRST POSにおいて、第
９図のステップ215及びステップ216は新規なステップ24
0に置き換えられる。ステップ240では、変数SIGNAL FIR
STが、変数POS PERIODとNEG FIREとの積と、変数NEG PE
RIODとPOS FIRESとの積との差として算出される。
第13図では、第11図のステップ225及びステップ226が新
規なステップ241に置き換えられる。ステップ241では、
変数SIGNAL SECONDが、NEG PERIODとPOS FIRESとの積
と、POS PERIODとNEG FIRESとの積との差として算出さ
れる。
ステップ240及び241は除算を含まず、そのため第12図及
び第13図の変形は演算時間を短縮することができる。
上述実施例は火花点火内燃機関において、点火進角に摂
動を加え、この因子の修正値を得るものに適用している
が、この発明はこの応用に限定するものではない。例え
ば、ガソリンもしくはディーゼルエンジンの燃焼噴射タ
イミングに摂動を加え、この因子の修正値を得るものに
も応用することができる。更に、ガソリン又はディーゼ
ルエンジンにおいて、空燃比を所望のマップに従って制
御するものがある。この発明は、空燃比に摂動を加え、
この因子の修正を行うものにも応用することができる。
或るディーゼルエンジン、又はガソリンエンジンでは、
排気ガスが所定の比においてエンジンへの吸入空気に混
入される。この発明は排気ガス比に摂動を加え、この因
子の修正を行うためにも応用することができる。
上述実施例では、火花進角が摂動され、同一の因子が傾
斜計測に応じて修正される。しかしながら、一つの因子
の摂動によって他の因子を修正することもこの発明に包
含される。例えば、点火進角が摂動され、傾斜計測結果
を、空燃比のマップ値の修正に使用することも可能であ
る。
第４図から第13図のシステムでは、固定の点火進角マッ
プ110及び点火進角修正値マップ111が具備される。変形
例として、初期的に設定される値を持った単一の点火進
角マップを具備させることができる。そして、その値は
傾斜計測結果に応じて更新される。
他の変形例としては、マップ111の代わりに、速度−負
荷の全域に互って単一のメモリ位置を与えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明を実施する適応制御装置の機能構成
図。 第２図は摂動波形と、エンジン速度の摂動による変化と
の間の位相遅れを説明するグラフ。 第３図はクランク軸に対するエンジン速度のグラフ。 第４図は第１図の機能要素を具備したマイクロコンピュ
ータのブロック構成図。 第５図は、第４図の制御装置の部分を構成するコンピュ
ータプログラムの配置構成図。 第６図は、プログラムにおいて使用される重み係数の算
出を説明する概略図。 第７図から第11図はプログラムの部分を示すフローチャ
ート。 第12図及び第13図はフローチャートの変形例。 10……エンジン、 11……フライホイール、 13……歯車箱、12,14……軸、 15……車輪、 16……クランク角検出器、 17……ドエル制御装置、 19……点火コイル及びディストリビュータ、 31……吸気管圧力検出器、 100……マイクロコンピュータ、 102……読出専用メモリ、 103……読出書込自在メモリ、 104……不揮発読出書込自在メモリ。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の適応制御装置であって、内燃機
    関は弾性軸（12,14）及び歯車機構（13）を介して負荷
    （15）に連結されたフライホイール（11）を有し、前記
    フライホイール（11）と弾性軸（12,14）と歯車機構（1
    3）は、該歯車機構により得られる各ギヤ比に特定の共
    鳴周波数を持つ共鳴系を構成するものであり、前記制御
    装置は機関制御因子（以下被摂動因子と称する。）の基
    本値を決定する手段（36,37）と、機関の各燃焼期間に
    おいてクランク軸が少なくとも一つの基準点を通過した
    ことを検出する位置検出器（16）とを具備したものにお
    いて、以下の要素を更に具備することを特徴とする内燃
    機関の適応制御装置、 （イ）前記基本値の周辺で前記被摂動因子を摂動せしめ
    るための摂動発生器（40）：該摂動発生器（40）は周期
    的な摂動波形を発生し、その摂動波形における各期間の
    第１の部分において前記被摂動因子に正の摂動を加え、
    摂動波形における第２の期間において前記被摂動因子に
    負の摂動を加えるものであり、前記波形における各期間
    は燃焼期間の全数に等しく、前記共鳴系の最大共鳴周波
    数に対する摂動波形の周波数の値は機関速度と摂動波形
    との間の位相差が異なったギヤ比間で実質的に同一とな
    る値に選定され； （ロ）前記摂動波形における第１の部分、第２の部分に
    夫々関連する少なくとも一つの一連の連続的な正、負の
    測定ウインドウを生成する手段（43）：該測定ウインド
    ウは、摂動波形の夫々の部分を所定の位相ずれの分だけ
    遅延させるものである； （ハ）前記摂動因子に関する機関出力の傾斜を算出する
    算出手段（46）：該算出手段（46）は近接したウインド
    ウ間での機関速度変化からその傾斜を算出する； （ニ）該傾斜を使用して少なくとも一つの機関制御因子
    （被修正因子と称する。）に修正を加える手段（47）。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲１に記載の装置において、
    正の計測ウインドウの各々について、中心点がその正の
    ウインドウの中に位置する燃焼期間を積算して、正の計
    測ウインドウにある全燃焼期間を知る第１のアキュムレ
    ータと、負の計測ウインドウに夫々について、中心点が
    その負のウインドウの中に位置する燃焼期間を積算し
    て、負の計測ウインドウにある全燃焼期間を知る第２の
    アキュムレータとを更に具備しており、前記算出手段
    （46）は、第１及び第２のアキュムレータに積算された
    全燃焼期間から前記傾斜を算出することを特徴とする内
    燃機関の適応制御装置。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲２に記載の装置において、
    前記傾斜算出装置（46）は次の諸演算を実行する、即
    ち、各々の正の計測ウインドウの平均機関速度は、該ウ
    インドウ中に起こる機関燃焼回数を第１のアキュムレー
    タ（44）に積算された全燃焼期間により除することによ
    り算出され、各々の負の計測ウインドウでの平均機関速
    度は、該ウインドウ中に起こる機関燃焼回数を第２のア
    キュムレータ（45）に積算された全燃焼期間により除す
    ることにより算出され、更に各傾斜値の算出は次のよう
    に行う、即ち、正のウインドウ中の平均機関速度をそれ
    に継続する負のウインドウの平均速度から減算すること
    によって第１の過渡値を得、負のウインドウ中の平均機
    関速度をそれに継続する正のウインドウの平均速度から
    減算することによって第２の過渡値を得、それから第２
    の過渡値から第１の過渡値を減算することにより前記傾
    斜値を得ることを特徴とする内燃機関の適応制御装置。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲２に記載の装置において、
    前記傾斜算出手段（46）は次のように各傾斜値を算出す
    る、即ち一つの正ウインドウで起こる機関燃焼回数とこ
    れに続行する一つの負ウインドウで起こる全燃焼期間の
    積を、この続行する一つの負のウインドウで起こる全燃
    焼回数と前記一つの正ウインドウで起こる全燃焼回数の
    積から減算して第１の偏差値を得、一つの負ウインドウ
    で起こる機関燃焼回数とこれに続行する一つの正ウイン
    ドウで起こる全燃焼期間の積を、この続行する一つの正
    のウインドウで起こる全燃焼回数と前記一つの負ウイン
    ドウで起こる全燃焼期間の積から減算して第２の偏差値
    を得、この第１の偏差値を第２の偏差値から減算するこ
    とにより前記傾斜値を得ることを特徴とする内燃機関の
    適応制御装置。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲１から４のいずれか一項に
    記載の装置において、前記修正手段（47）は各傾斜値を
    基準値と比較して偏差値を算出し、該偏差値を積分して
    平均値を算出し、そして該平均値を少なくとも一つの修
    正因子を修正するのに使用することを特徴とする内燃機
    関の適応制御装置。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲１から５のいずれか一項に
    記載の装置において、機関速度を決定するための手段
    （30）と、機関が受ける負荷要求を決定する手段（31）
    とを備え、摂動因子のための基本値は機関速度と負荷要
    求との関数として表に格納されていることを特徴とする
    内燃機関の適応制御装置。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲６に記載の装置において、
    前記被摂動因子の基準値は、機関速度と負荷要求との関
    数としての２次元格子として前記表（35）に格納されて
    おり、前記被摂動因子の各基準値は、現実の速度及び負
    荷を包囲する速度−負荷平面における４個の格子点にお
    ける記憶値から決定され、該各点での前記被摂動因子に
    夫々の重み係数が乗算されて積値が得られ、そして結果
    として得られる４個の積値の和より基本値が得られ、前
    記重み係数は、前記４個の格子点に四隅が位置する主矩
    形を形成し、該主矩形は、現実の機関速度及び負荷要求
    点を通過する横軸及び縦軸によって４個の副矩形に分割
    され、各格子点のための重み係数は、対角線上で対向す
    る副矩形の面積を主矩形の面積によって除することによ
    り算出されることを特徴とする内燃機関の適応制御装
    置。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲１から７までのいずれか一
    項に記載の装置において、前記被摂動因子は点火時期因
    子であることを特徴とする内燃機関の適応制御装置。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲８に記載の装置において、
    単一の被修正因子があり、かつ被摂動因子と被修正因子
    との双方が点火時期因子であることを特徴とする内燃機
    関の適応制御装置。
  10. 【請求項１０】内燃機関の制御方法であって、該内燃機
    関は弾性軸及び歯車機構を介して負荷に連結されたフラ
    イホイールを有し、前記フライホイールと弾性軸と歯車
    機構は、該歯車機構により得られる各ギヤ比に特定の共
    鳴周波数を持つ共鳴系を構成するものであり、本方法
    は、機関制御因子（以下被摂動因子と称する。）を、周
    期的な摂動波形を発生することにより、摂動し、その摂
    動波形における各期間の第１の部分において前記被摂動
    因子に正の摂動を加え、摂動波形における各期間の第２
    の部分において前記被摂動因子に負の摂動を加えるもの
    であり、前記波形における各期間は燃焼期間の全数に等
    しく、前記共鳴系の最大共鳴周波数に対する摂動波形の
    周波数の値は関して機関速度と摂動波形との間の位相差
    が異なったギヤ比間で実質的に同一となる値に選定さ
    れ；前記摂動波形における第１の部分、第２の部分に夫
    々関連する少なくとも一つの一連の連続的な正、負の測
    定ウインドウを生成し、該測定ウインドウは、摂動波形
    の夫々の部分を所定の位相ずれの分だけ遅延させ；前記
    摂動因子に関する機関出力の傾斜を近接したウインドウ
    間での機関速度変化から算出し；該傾斜を使用して少な
    くとも一つの機関制御因子（被修正因子と称する。）に
    修正を加えることを特徴とする内燃機関の制御方法。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲10に記載の方法におい
    て、正の計測ウインドウの各々について、中心点がその
    正のウインドウの中に位置する燃焼期間を積算して該正
    のウインドウの全燃焼期間を得る段階と、負の計測ウイ
    ンドウの夫々について、中心点がその負のウインドウの
    中に位置する燃焼期間を積算して該負のウインドウの全
    燃焼期間を得る段階と、正及び負の計測ウインドウの前
    記全燃焼期間より前記傾斜を算出する段階とを更に具備
    することを特徴とする内燃機関の制御方法。
  12. 【請求項１２】特許請求の範囲11に記載の方法におい
    て、前記傾斜は次の諸段階により実行される、即ち、
    （１）各々の計測ウインドウでの平均機関速度は、該各
    々のウインドウ中に起こる機関燃焼回数をその各々のウ
    インドウにおいて積算された全燃焼期間により除するこ
    とにより算出され、かつ（２）正のウインドウ中の平均
    機関速度をそれに継続する負のウインドウの平均速度か
    ら減算することによって第１の過渡値を得、負のウイン
    ドウ中の平均機関速度をそれに継続する正のウインドウ
    の平均速度から減算することによって第２の過渡値を
    得、次いで第２の過渡値から第１の過渡値を減算するこ
    とにより前記傾斜値を得ることを特徴とする内燃機関の
    制御方法。
  13. 【請求項１３】特許請求の範囲13に記載の方法におい
    て、前記傾斜値は次のように算出する、即ち一つの正ウ
    インドウで起こる機関燃焼回数とこれに続行する一つの
    負ウインドウで起こる全燃焼期間の積を、この続行する
    一つの負のウインドウで起こる全燃焼回数と前記一つの
    正ウインドウで起こる全燃焼期間の積から減算して第１
    の偏差値を得、一つの負ウインドウで起こる機関燃焼回
    数とこれに続行する一つの正ウインドウで起こる全燃焼
    期間の積を、この続行する一つの正のウインドウで起こ
    る全燃焼回数と前記一つの負ウインドウで起こる全燃焼
    期間の積から減算して第２の偏差値を得、この第１の偏
    差値を第２の偏差値から減算することにより前記傾斜値
    を得ることを特徴とする内燃機関の制御方法。
  14. 【請求項１４】特許請求の範囲11から13のいずれか一項
    に記載の方法において、前記被操作因子は点火時期因子
    であることを特徴とする内燃機関の制御方法。
  15. 【請求項１５】特許請求の範囲14に記載の方法におい
    て、単一の修正因子があり、かつ操作因子と被修正因子
    との双方が点火時期因子であることを特徴とする内燃機
    関の制御方法。
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