JPH06100143B2 - エンジンの動作パターン予測装置 - Google Patents
エンジンの動作パターン予測装置Info
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- JPH06100143B2 JPH06100143B2 JP20592783A JP20592783A JPH06100143B2 JP H06100143 B2 JPH06100143 B2 JP H06100143B2 JP 20592783 A JP20592783 A JP 20592783A JP 20592783 A JP20592783 A JP 20592783A JP H06100143 B2 JPH06100143 B2 JP H06100143B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は，主として自動車用のエンジンたとえば内燃機
関の燃料供給量，噴射時期，吸入空気量，点火時期等を
制御する電子制御装置に関し，特にエンジンの動作状態
を予測することによって精密な制御を行なう技術に関す
るものである。
関の燃料供給量，噴射時期，吸入空気量，点火時期等を
制御する電子制御装置に関し，特にエンジンの動作状態
を予測することによって精密な制御を行なう技術に関す
るものである。
（従来技術） 従来の総合的なエンジン電子制御装置としては，例えば
第１図及び第２図に示すごときものがある。
第１図及び第２図に示すごときものがある。
上記の装置は,SAEペーパー800056及び800825に記載され
たものであり，第１図はハードウェアの構成図，第２図
は制御系のセンサ，信号，アクチュエータの対応図であ
る。
たものであり，第１図はハードウェアの構成図，第２図
は制御系のセンサ，信号，アクチュエータの対応図であ
る。
第１図において,1は吸入空気量を検出するエアフローセ
ンサ２はスロットル弁全閉時を検出するスロットル位置
スイッチ,3はアイドル回転度を制御するために吸入空気
量を調節するAACバルブ,4は排気還流量を制御するEGR制
御バルブ,5はAACバルブ３とEGR制御バルブ４との開度を
制御する負圧変換器（定圧弁とオンオフ電磁弁との合成
体）,6は燃料噴射弁,7は酸素センサ,8は点火コイル,9は
ディストリビュータ,10は三元触媒,11は排気温度セン
サ,12は変速機の中立位置を検出するニュートラルスイ
ッチ,13はクランク軸の回転角度を検出するクランク軸
センサ,14は冷却水温センサ,15は燃料ポンプ,16は燃料
ポンプリレー,17は車速センサ,18はエアコンディショナ
ースイッチである。
ンサ２はスロットル弁全閉時を検出するスロットル位置
スイッチ,3はアイドル回転度を制御するために吸入空気
量を調節するAACバルブ,4は排気還流量を制御するEGR制
御バルブ,5はAACバルブ３とEGR制御バルブ４との開度を
制御する負圧変換器（定圧弁とオンオフ電磁弁との合成
体）,6は燃料噴射弁,7は酸素センサ,8は点火コイル,9は
ディストリビュータ,10は三元触媒,11は排気温度セン
サ,12は変速機の中立位置を検出するニュートラルスイ
ッチ,13はクランク軸の回転角度を検出するクランク軸
センサ,14は冷却水温センサ,15は燃料ポンプ,16は燃料
ポンプリレー,17は車速センサ,18はエアコンディショナ
ースイッチである。
上記の装置においては，第２図に示すごとき各種センサ
からの入力信号を，図示しないマイクロコンピュータに
入力し，図示のごとき各種のアクチュエータを総合的に
制御するように構成されている。
からの入力信号を，図示しないマイクロコンピュータに
入力し，図示のごとき各種のアクチュエータを総合的に
制御するように構成されている。
上記の装置の制御内容としては下記のものがある。
（１） 吸入空気量に応じた燃料供給量制御（EGI）。
（２） アイドル時のエンジン回転速度を一定に保つ空
気供給量の制御（ISC）。
気供給量の制御（ISC）。
（３） エンジン回転速度とエンジン負荷とに応じた点
火時期制御（IGN）。
火時期制御（IGN）。
（４） エンジン回転速度とエンジン負荷とに応じた排
気還流量制御（EGR）。
気還流量制御（EGR）。
上記の制御内容は，各種の運転状態に応じて変えるよう
になっている。
になっている。
しかしながら上記のごとき従来装置においては，エンジ
ンが実際に動作した結果のみに基づいて制御を行なうよ
うになっていたため，制御系の応答が遅い，エンジ
ン・ストール（エンスト）等の不具合を早目に回避する
ような制御をすることが出来ない，同一の不具合が再
発するのを防止することが出来ない，等の問題があっ
た。
ンが実際に動作した結果のみに基づいて制御を行なうよ
うになっていたため，制御系の応答が遅い，エンジ
ン・ストール（エンスト）等の不具合を早目に回避する
ような制御をすることが出来ない，同一の不具合が再
発するのを防止することが出来ない，等の問題があっ
た。
（発明の目的） 本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するために
なされたものであり，エンジンや補機類が所定の状態に
なった後の動作パターンの変化分をパターン・データと
して記憶しておき，所定の状態が起ったときに，その変
化分のパターン・データを基に，その後の動作パターン
を予測し，その結果をエンジンの制御や診断に反映する
ことの出来るエンジンの動作パターン予測装置を提供す
ることを目的とする。
なされたものであり，エンジンや補機類が所定の状態に
なった後の動作パターンの変化分をパターン・データと
して記憶しておき，所定の状態が起ったときに，その変
化分のパターン・データを基に，その後の動作パターン
を予測し，その結果をエンジンの制御や診断に反映する
ことの出来るエンジンの動作パターン予測装置を提供す
ることを目的とする。
（発明の概要） 第３図は本発明の全体の構成を示すブロック図である。
まず第３図（Ａ）において,20はエンジンや補機類（変
速機やエアコン等）の動作状態（車両に用いるものでは
車両の状態たとえば車速も含む，以下一括してエンジン
の動作状態と記す）を検出する各種センサ群（後記第４
図の200,210,220,230,250,270,280等）,21は制御や診断
用の各種演算を行なう演算手段,22は演算手段21の演算
結果に応じて作動する各種アクチュエータや表示手段
（後記第４図の35,38,41,42,60,70,80等）である。
速機やエアコン等）の動作状態（車両に用いるものでは
車両の状態たとえば車速も含む，以下一括してエンジン
の動作状態と記す）を検出する各種センサ群（後記第４
図の200,210,220,230,250,270,280等）,21は制御や診断
用の各種演算を行なう演算手段,22は演算手段21の演算
結果に応じて作動する各種アクチュエータや表示手段
（後記第４図の35,38,41,42,60,70,80等）である。
23は動作変化分パターン作成手段であり，エンジンや補
機類の所定の状態に対応したエンジン動作の変化分（あ
る状態になったときからそれ以後にエンジン状態が変化
する値）のパターン・データを記憶しており，上記セン
サ群20の出力が所定の状態を示したときにそれに対応し
た変化分のパターン・データを出力する。
機類の所定の状態に対応したエンジン動作の変化分（あ
る状態になったときからそれ以後にエンジン状態が変化
する値）のパターン・データを記憶しており，上記セン
サ群20の出力が所定の状態を示したときにそれに対応し
た変化分のパターン・データを出力する。
24は予測動作パターンを合成手段であり，センサ群20の
出力と上記変化分のパターン・データとを合成する。
出力と上記変化分のパターン・データとを合成する。
演算手段21は，センサ群20の出力と予測動作パターン合
成手段24の出力とに基づいて演算を行ない，アクチュエ
ータや表示手段22を制御したり，表示動作を行なわせ
る。また故障検出や制御状態の自己診断を行なうことも
出来る。
成手段24の出力とに基づいて演算を行ない，アクチュエ
ータや表示手段22を制御したり，表示動作を行なわせ
る。また故障検出や制御状態の自己診断を行なうことも
出来る。
上記のごとく，ある時点以後のエンジン状態を予め記憶
していたデータによって予測し，その予測した結果に応
じて制御を行なうことにより，制御の応答性が良くな
り，エンスト等の不具合を事前に回避することが可能に
なる。
していたデータによって予測し，その予測した結果に応
じて制御を行なうことにより，制御の応答性が良くな
り，エンスト等の不具合を事前に回避することが可能に
なる。
次に第３図（Ｂ）において,25は実動作パターン計測手
段であり，センサ群20から与えられるエンジンの動作信
号を所定周期でサンプリングし，所定期間のサンプリン
グ・データを時系列的パターン・データの形で実動作パ
ターン・データとして記憶する。
段であり，センサ群20から与えられるエンジンの動作信
号を所定周期でサンプリングし，所定期間のサンプリン
グ・データを時系列的パターン・データの形で実動作パ
ターン・データとして記憶する。
予測動作パターン合成手段26は，動作変化分パターン作
成手段23から与えられる変化分のパターン・データと，
上記の実動作パターン・データとを合成する。
成手段23から与えられる変化分のパターン・データと，
上記の実動作パターン・データとを合成する。
その他の部分は第３図（Ａ）と同様である。
なお予測動作パターン合成手段26は，例えば実動作パタ
ーン・データに外挿して，所定の状態が発生しなかった
と仮定した場合のデータ（仮予想パターン・データ）を
求め，そのデータに変化分のパターン・データを加算し
て合成するものである。
ーン・データに外挿して，所定の状態が発生しなかった
と仮定した場合のデータ（仮予想パターン・データ）を
求め，そのデータに変化分のパターン・データを加算し
て合成するものである。
上記のように構成することにより，エンジン動作の正確
な予測を行なうことが出来る。
な予測を行なうことが出来る。
次に第３図（Ｃ）において,27は実状態判別手段であ
り，センサ群20の出力からエンジン状態が所定の状態
（複数の状態可）になったことを判別する。
り，センサ群20の出力からエンジン状態が所定の状態
（複数の状態可）になったことを判別する。
28は状態別動作パターン記憶手段であり，実状態判別手
段27が所定のエンジン状態（例えばエンストする状態）
であると判別したときにおける実動作パターン計測手段
25が記憶している値をその所定のエンジン状態に対応す
る動作パターン・データとして記憶する。
段27が所定のエンジン状態（例えばエンストする状態）
であると判別したときにおける実動作パターン計測手段
25が記憶している値をその所定のエンジン状態に対応す
る動作パターン・データとして記憶する。
29は動作変化分パターン作成手段であり，実状態判別手
段27が所定のエンジン状態であると判別したときの状態
動作パターン記憶手段28が記憶した動作パターン・デー
タの，所定値からの変化分を変化分パターン・データと
して記憶しておき，センサ群20の出力又は実状態判別手
段27が所定の状態を示したときに，それに対応した変化
分パターン・データを出力する。
段27が所定のエンジン状態であると判別したときの状態
動作パターン記憶手段28が記憶した動作パターン・デー
タの，所定値からの変化分を変化分パターン・データと
して記憶しておき，センサ群20の出力又は実状態判別手
段27が所定の状態を示したときに，それに対応した変化
分パターン・データを出力する。
31は予測動作パターン合成手段であり，実動作パターン
計測手段25の実動作パターン・データと動作変化分パタ
ーン作成手段29の変化分パターン・データとを合成す
る。
計測手段25の実動作パターン・データと動作変化分パタ
ーン作成手段29の変化分パターン・データとを合成す
る。
その他の動作は第３図（Ａ）と同様である。
上記のように構成することにより，エンジンの経時変化
や，制御によるエンジン動作パターンの変化に対して
も，実際に動作した結果のデータを記憶して用いること
により，正確な予測を行なうことが出来るという長所が
ある。
や，制御によるエンジン動作パターンの変化に対して
も，実際に動作した結果のデータを記憶して用いること
により，正確な予測を行なうことが出来るという長所が
ある。
（発明の実施例） 以下，実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
まず本発明の電子制御装置のシステムの概要を第４図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
第４図は４サイクル６気筒エンジンに適用した場合につ
いて示してあるが，制御の対象は次のとおりである。
いて示してあるが，制御の対象は次のとおりである。
（１） エンジンの各気筒に設けられたインジェクタ35
の開弁開始時期と開弁時間を制御して行なう燃料噴射
（EGI）制御（EGI OUT110）。
の開弁開始時期と開弁時間を制御して行なう燃料噴射
（EGI）制御（EGI OUT110）。
（２） イグニッション・コイル38の１次コイルの通電
・遮断を制御して点火時期と通電時間の制御を行なう点
火（IGN）制御（IGN OUT120）。
・遮断を制御して点火時期と通電時間の制御を行なう点
火（IGN）制御（IGN OUT120）。
（３） EGRバルブ30のリフト量をVCMバルブ40を用いて
負圧制御することによって行なう排気還流（EGR）制御
（EGR OUT130）。
負圧制御することによって行なう排気還流（EGR）制御
（EGR OUT130）。
（４） AACバルブ50のリフト量をVCMバルブ40を用いて
負圧制御することにより，スロットル・バルブ510をバ
イパスする空気の量を制御して行なうアイドル回転（IS
C）制御（ISC OUT150）。
負圧制御することにより，スロットル・バルブ510をバ
イパスする空気の量を制御して行なうアイドル回転（IS
C）制御（ISC OUT150）。
以上が主要な制御の対象であるが，この他に付随的な制
御あるいは情報出力として以下のものがある。（５）
燃料ポンプリレー60の制御による燃料ポンプ530のオン
・オフ制御（F/P OUT160），（６） 燃料消費量データ
の燃料消費計70への出力（FCM OUT170），（７） シス
テムの自己診断とチェッカ2000あるいは車両情報提供装
置2500とのデータ交換（CHECK），（８） 自己診断結
果による警報のアラーム・ランプ80への出力（ALARM OU
T180），（９） 自己診断結果等の表示器1900への表示
（MONIT）。（10） エアコンディショナ（エアコン）
のオン・オフを行なうエアコンリレー90に対するエアコ
ン制御信号（A/C OUT190）による制御（AIR CON）。
御あるいは情報出力として以下のものがある。（５）
燃料ポンプリレー60の制御による燃料ポンプ530のオン
・オフ制御（F/P OUT160），（６） 燃料消費量データ
の燃料消費計70への出力（FCM OUT170），（７） シス
テムの自己診断とチェッカ2000あるいは車両情報提供装
置2500とのデータ交換（CHECK），（８） 自己診断結
果による警報のアラーム・ランプ80への出力（ALARM OU
T180），（９） 自己診断結果等の表示器1900への表示
（MONIT）。（10） エアコンディショナ（エアコン）
のオン・オフを行なうエアコンリレー90に対するエアコ
ン制御信号（A/C OUT190）による制御（AIR CON）。
以上の制御，出力を行なうために，エンジンおよび車両
の各部から以下の制御情報を得る。
の各部から以下の制御情報を得る。
（１） ディストリビュータ520に内蔵されたクランク
角センサ200から，クランク軸の回転角（ディストリビ
ュータの回転角の２倍）で120゜毎に立上るREF信号201
と１゜毎に立上りと立下りが交互に発生するPOS信号202
を得る。
角センサ200から，クランク軸の回転角（ディストリビ
ュータの回転角の２倍）で120゜毎に立上るREF信号201
と１゜毎に立上りと立下りが交互に発生するPOS信号202
を得る。
このPOS信号202を所定時間カウントすることによりエン
ジン回転速度信号203が得られる。
ジン回転速度信号203が得られる。
（２） エンジンの吸入空気量Ｑａはエアフローメータ
210により検出する。なお吸入空気量Ｑａはエアフロー
メータ出力電圧信号（AFM）211と反比例の関係になって
いる。
210により検出する。なお吸入空気量Ｑａはエアフロー
メータ出力電圧信号（AFM）211と反比例の関係になって
いる。
（３） O2センサ220は排気ガス中の酸素濃度に応じて
出力電圧が変化し、空燃比に応じた信号（O2）221が得
られる。
出力電圧が変化し、空燃比に応じた信号（O2）221が得
られる。
（４） 水温センサ230によりエンジンの温度を代表す
る電圧信号（ＴＷ）231が得られる。
る電圧信号（ＴＷ）231が得られる。
（５） 車載のバッテリ240は制御系各部に電気を供給
する。コントロール・ユニット1000へはコントロール・
ユニット・リレー540を介した主電源241と，バッテリ24
0から直接入る補助電源242とが供給される。主電源の電
圧信号（ＶＢ）241も制御のための情報として利用す
る。なお，イグニッション・スイッチ260のON端子262は
ON位置では勿論のこと,START位置でもバッテリ電圧が掛
るため，クランキング中もコントロール・ユニット1000
には主電源241が供給される。
する。コントロール・ユニット1000へはコントロール・
ユニット・リレー540を介した主電源241と，バッテリ24
0から直接入る補助電源242とが供給される。主電源の電
圧信号（ＶＢ）241も制御のための情報として利用す
る。なお，イグニッション・スイッチ260のON端子262は
ON位置では勿論のこと,START位置でもバッテリ電圧が掛
るため，クランキング中もコントロール・ユニット1000
には主電源241が供給される。
（６） 車速センサ250により車速に比例したパルス密
度を有する信号（VSP）251が得られる。
度を有する信号（VSP）251が得られる。
（７） イグニッション・スイッチ260はエンジンの始
動，運転などを運転者が操作するスイッチで，そのSTAR
T端子の電圧信号（START）261によって，クランキング
中であるかどうかを知ることができる。
動，運転などを運転者が操作するスイッチで，そのSTAR
T端子の電圧信号（START）261によって，クランキング
中であるかどうかを知ることができる。
（８） スロットルバルブ・センサ270は，スロットル
バルブの開度に比例したスロットル開度信号（TVO）271
を出力する。
バルブの開度に比例したスロットル開度信号（TVO）271
を出力する。
（９） エアコン・スイッチ280はエアコンディショナ
を作動させた時に閉じるスイッチで，その端子電圧信号
（A/C）281によってエアコン作動中かどうかを検知す
る。
を作動させた時に閉じるスイッチで，その端子電圧信号
（A/C）281によってエアコン作動中かどうかを検知す
る。
（10） ニュートラル・スイッチ290はトランスミッシ
ョンのギヤ位置がニュートラルかあるいはパーキングの
位置にある時閉じるスイッチで，その開閉信号（NEUT）
291によってトランスミッションのギヤ位置を検知す
る。
ョンのギヤ位置がニュートラルかあるいはパーキングの
位置にある時閉じるスイッチで，その開閉信号（NEUT）
291によってトランスミッションのギヤ位置を検知す
る。
以上説明した各信号はコントロール・ユニット1000に入
出力される。コントロール・ユニット1000への入出力と
しては他に，制御系の診断を行なったり，その結果を表
示するためのチェッカ2000がチェック用コネクタ2010を
介して接続される。また車両情報提供装置2500とはデー
タ転送用コネクタ2510を介して接続される。コントロー
ル・ユニット1000はマイクロコンピュータを有し，上記
各制御情報（入力信号）を基に各制御対象の制御状態を
決めて制御信号（出力信号）を出し，エンジンを最適に
制御すると共に，この制御に関連した情報を出力する。
出力される。コントロール・ユニット1000への入出力と
しては他に，制御系の診断を行なったり，その結果を表
示するためのチェッカ2000がチェック用コネクタ2010を
介して接続される。また車両情報提供装置2500とはデー
タ転送用コネクタ2510を介して接続される。コントロー
ル・ユニット1000はマイクロコンピュータを有し，上記
各制御情報（入力信号）を基に各制御対象の制御状態を
決めて制御信号（出力信号）を出し，エンジンを最適に
制御すると共に，この制御に関連した情報を出力する。
前記第３図の21,23,24,25,26,27,28,29,31等の機能は，
上記のコントロール・ユニット1000に含まれている。
上記のコントロール・ユニット1000に含まれている。
次に上述のような制御を総合的に行なうコントロール・
ユニット1000の回路構成を第５図に基づいて説明する。
ユニット1000の回路構成を第５図に基づいて説明する。
第５図において,1100は信号整形回路であり，エンジン
や車両各部からの各種入力信号を入力し，この各種入力
信号のノイズ除去，サージの吸収を行なって，コントロ
ール・ユニット1000のノイズによる誤動作やサージによ
る破壊を防止すると共に，各種入力信号を増幅したり変
換したりして，次の入力インターフェース回路1200が正
しく動作できるような形に整える。1200は入力インター
フェース回路であり，信号整形回路1100で整形された各
種入力信号をアナログ−ディジタル（AD）変換したり，
所定時間の間のパルス数をカウントしたりして，次の中
央演算処理装置（CPU）1300が入力データとして読み込
めるようにディジタル・コード信号に変換し，入力デー
タとして内部に有するレジスタに格納する。1300は中央
演算処理装置（CPU）で水晶振動子1310の発振信号1311
をベースにしたクロック信号に同期して動作し，バス13
20を介して各部と接続され，メモリ1400のマスクROM141
0およびPROM1420に記憶されているプログラムを実行
し，入力インターフェース回路1200内の各レジスタから
各種入力データを読み込み，演算処理して各種出力デー
タを算出し，出力インターフェース回路1500内のレジス
タに所定のタイミングで出力データを送出する。メモリ
1400はデータの記憶装置で，マスクROM1410,PROM1420,R
AM1430および記憶保持用メモリ1440を有する。そしてマ
スクROM1410はCPU1300が実行するプログラムとプログラ
ム実行時に使用するデータをIC製造時に永久的に記憶さ
せ,PROM1420は車種やエンジンの種類に応じて変更する
可能性の大きいマスクROM1410と同様のプログラムやデ
ータをコントロール・ユニット1000に組み込む前に永久
的に書き込んで記憶させる。またRAM1430は読出し書込
み可能メモリで，演算処理の途中データや結果データで
出力インターフェース回路1500に送出される前に一時的
に記憶保持しておくものなどが記憶され，この記憶内容
はイグニッション・スイッチ260がオフになり主電源241
が切れると保持されない。また記憶保持メモリ1440は演
算処理の結果データや途中データを，イグニッション・
スイッチ260がオフになった時，すなわち自動車が運転
されていない時も記憶保持しておく。
や車両各部からの各種入力信号を入力し，この各種入力
信号のノイズ除去，サージの吸収を行なって，コントロ
ール・ユニット1000のノイズによる誤動作やサージによ
る破壊を防止すると共に，各種入力信号を増幅したり変
換したりして，次の入力インターフェース回路1200が正
しく動作できるような形に整える。1200は入力インター
フェース回路であり，信号整形回路1100で整形された各
種入力信号をアナログ−ディジタル（AD）変換したり，
所定時間の間のパルス数をカウントしたりして，次の中
央演算処理装置（CPU）1300が入力データとして読み込
めるようにディジタル・コード信号に変換し，入力デー
タとして内部に有するレジスタに格納する。1300は中央
演算処理装置（CPU）で水晶振動子1310の発振信号1311
をベースにしたクロック信号に同期して動作し，バス13
20を介して各部と接続され，メモリ1400のマスクROM141
0およびPROM1420に記憶されているプログラムを実行
し，入力インターフェース回路1200内の各レジスタから
各種入力データを読み込み，演算処理して各種出力デー
タを算出し，出力インターフェース回路1500内のレジス
タに所定のタイミングで出力データを送出する。メモリ
1400はデータの記憶装置で，マスクROM1410,PROM1420,R
AM1430および記憶保持用メモリ1440を有する。そしてマ
スクROM1410はCPU1300が実行するプログラムとプログラ
ム実行時に使用するデータをIC製造時に永久的に記憶さ
せ,PROM1420は車種やエンジンの種類に応じて変更する
可能性の大きいマスクROM1410と同様のプログラムやデ
ータをコントロール・ユニット1000に組み込む前に永久
的に書き込んで記憶させる。またRAM1430は読出し書込
み可能メモリで，演算処理の途中データや結果データで
出力インターフェース回路1500に送出される前に一時的
に記憶保持しておくものなどが記憶され，この記憶内容
はイグニッション・スイッチ260がオフになり主電源241
が切れると保持されない。また記憶保持メモリ1440は演
算処理の結果データや途中データを，イグニッション・
スイッチ260がオフになった時，すなわち自動車が運転
されていない時も記憶保持しておく。
1350は演算タイマ回路であり,CPU1300の機能を増強する
ものであり，演算処理の高速化を図るための乗算回路，
所定時間周期毎にCPU1300に割込み信号を送出するイン
ターバル・タイマ,CPU1300が所定の事象から次の事象ま
での経過時間や事象発生時刻を知るためのフリーラン・
カウンタなどを有している。1500は出力インターフェー
ス回路であり,CPU1300からの出力データを内部のレジス
タに受け取り，所定のタイミングと時間幅，あるいは所
定の周期とデューティ比を有するパルス信号に変換した
り，“1",“0"のスイッチング信号に変換して駆動回路1
600に送出する。駆動回路1600は電力増幅回路であり，
出力インターフェース回路1500からの信号を受けて，ト
ランジスタ等で電圧・電流増幅を行なって各種アクチュ
エータを駆動したり，表示を行なったり，あるいはコン
トロール・ユニット1000にコネクタ2010を介して接続さ
れて制御系の診断を行なったり，その結果を表示したり
するためのチェッカ2000に出力信号を送出したりする。
ものであり，演算処理の高速化を図るための乗算回路，
所定時間周期毎にCPU1300に割込み信号を送出するイン
ターバル・タイマ,CPU1300が所定の事象から次の事象ま
での経過時間や事象発生時刻を知るためのフリーラン・
カウンタなどを有している。1500は出力インターフェー
ス回路であり,CPU1300からの出力データを内部のレジス
タに受け取り，所定のタイミングと時間幅，あるいは所
定の周期とデューティ比を有するパルス信号に変換した
り，“1",“0"のスイッチング信号に変換して駆動回路1
600に送出する。駆動回路1600は電力増幅回路であり，
出力インターフェース回路1500からの信号を受けて，ト
ランジスタ等で電圧・電流増幅を行なって各種アクチュ
エータを駆動したり，表示を行なったり，あるいはコン
トロール・ユニット1000にコネクタ2010を介して接続さ
れて制御系の診断を行なったり，その結果を表示したり
するためのチェッカ2000に出力信号を送出したりする。
1700はバックアップ回路であり，駆動回路1600の信号を
モニタして故障を検出し,CPU1300,メモリ1400などが故
障して正常に動作しなくなった時に，信号整形回路1100
からの信号の一部を受け，エンジンが回転して自動車を
運転できるための必要最少限の制御出力を発すると共
に，故障発生を知らせる切換信号1701を発する。1750は
切換回路であり，バックアップ回路1700からの切換信号
1701によって出力インターフェース回路1500からの信号
を遮断し，バックアップ回路1700からの信号を通過させ
る。
モニタして故障を検出し,CPU1300,メモリ1400などが故
障して正常に動作しなくなった時に，信号整形回路1100
からの信号の一部を受け，エンジンが回転して自動車を
運転できるための必要最少限の制御出力を発すると共
に，故障発生を知らせる切換信号1701を発する。1750は
切換回路であり，バックアップ回路1700からの切換信号
1701によって出力インターフェース回路1500からの信号
を遮断し，バックアップ回路1700からの信号を通過させ
る。
1800は電源回路であり，各部に安定化した電源電圧181
0,1820,1860,1880,1890を供給すると共に,CPU1300の動
作を制御するRESET信号1840,HALT信号1850,バッテリ電
圧信号1830などを出力する。
0,1820,1860,1880,1890を供給すると共に,CPU1300の動
作を制御するRESET信号1840,HALT信号1850,バッテリ電
圧信号1830などを出力する。
次に，第６図は，本発明を適用した制御系の一実施例と
信号の流れを示すブロック図である。
信号の流れを示すブロック図である。
実際のシステムでは，第６図に示す各ブロックは，第５
図のハードウェアとCPU1300が実行するプログラムで実
現されるが，システムを判り易くするためにブロック図
の形で示してある。
図のハードウェアとCPU1300が実行するプログラムで実
現されるが，システムを判り易くするためにブロック図
の形で示してある。
以下，全体の構成と概略動作を説明する。
まず実動作パターン計測手段3100は，各種入力信号203,
211,271等を入力し，所定のインターバル毎に所定期間
の間サンプリングし，順次記憶して，エンジン回転速
度，吸入空気量，スロットル開度などがどのような動作
パターンになっているかをパターン・データの形で実動
作パターン・データ3101として記憶する。
211,271等を入力し，所定のインターバル毎に所定期間
の間サンプリングし，順次記憶して，エンジン回転速
度，吸入空気量，スロットル開度などがどのような動作
パターンになっているかをパターン・データの形で実動
作パターン・データ3101として記憶する。
一方，動作変化分パターン作成手段3200にも各種入力信
号281,291等が入り，その信号の動きに応じて，エンジ
ン回転速度，吸入空気量などの変化分として予測される
動作パターン・データを選択し，動作変化分パターン・
データ3201として出力する。
号281,291等が入り，その信号の動きに応じて，エンジ
ン回転速度，吸入空気量などの変化分として予測される
動作パターン・データを選択し，動作変化分パターン・
データ3201として出力する。
予測動作パターン合成手段3300は，実動作パターン・デ
ータ3101と，動作変化分パターン・データ3201とを入力
し，両者を合成，処理して，今後の回転，吸入空気量，
スロットル等の動作パターンがどうなるかを予測した予
測動作パターン・データ3301を作成する。動作変化分パ
ターンがゼロの場合には予測動作パターン・データ3301
は実動作パターン・データ3101と同じものになる。
ータ3101と，動作変化分パターン・データ3201とを入力
し，両者を合成，処理して，今後の回転，吸入空気量，
スロットル等の動作パターンがどうなるかを予測した予
測動作パターン・データ3301を作成する。動作変化分パ
ターンがゼロの場合には予測動作パターン・データ3301
は実動作パターン・データ3101と同じものになる。
実状態判別手段3400は，各種入力信号203,211,231,271,
281,291等から，エンジンの状態，例えばエンジン・ス
トール（エンスト），加速，減速，ギヤ・チェンジなど
の非定常状態を判別し，実状態データ3401を出力する。
281,291等から，エンジンの状態，例えばエンジン・ス
トール（エンスト），加速，減速，ギヤ・チェンジなど
の非定常状態を判別し，実状態データ3401を出力する。
状態別動作パターン記憶手段3500は，実状態データ3401
に応じて，各種エンジン状態毎に区別して，そのエンジ
ン状態が発生した時の回転，吸入空気量，スロットル開
度などの実動作パターン・データ3101を状態別動作パタ
ーン・データ3501として記憶する。
に応じて，各種エンジン状態毎に区別して，そのエンジ
ン状態が発生した時の回転，吸入空気量，スロットル開
度などの実動作パターン・データ3101を状態別動作パタ
ーン・データ3501として記憶する。
なお状態別動作パターン・データ3501は，前記のごと
く，エンジン使用中に発生し，記憶した実動作パターン
・データ3101以外に，制御装置製造時に予め記憶させて
あるデータも含んでいる。
く，エンジン使用中に発生し，記憶した実動作パターン
・データ3101以外に，制御装置製造時に予め記憶させて
あるデータも含んでいる。
エンジン状態推定手段3600は，前記予測動作パターン・
データ3301と状態別動作パターン・データ3501と比較照
合し，一致あるいは近似的に一致した場合にエンジンの
状態が，一致した状態別動作パターン・データに対応す
るエンジン状態であることを推定してエンジン状態推定
データ3601を出力する。
データ3301と状態別動作パターン・データ3501と比較照
合し，一致あるいは近似的に一致した場合にエンジンの
状態が，一致した状態別動作パターン・データに対応す
るエンジン状態であることを推定してエンジン状態推定
データ3601を出力する。
制御出力演算手段3700は，各種入力信号を基に,EGI,IG
N,EGR,ISC等の制御出力（110,120,130,150,190等）を算
出して出力するが，その算出方式あるいは補正データ
を，エンジン状態推定データ3601に応じて変える。
N,EGR,ISC等の制御出力（110,120,130,150,190等）を算
出して出力するが，その算出方式あるいは補正データ
を，エンジン状態推定データ3601に応じて変える。
なお第６図の実施例においては，状態別動作パターン記
憶手段3500やエンジン状態推定手段3600等も含めた構成
となっているが，本発明は最小限，動作変化分パターン
作成手段3200と予測動作パターン合成手段3300とを主と
して構成することが出来る。
憶手段3500やエンジン状態推定手段3600等も含めた構成
となっているが，本発明は最小限，動作変化分パターン
作成手段3200と予測動作パターン合成手段3300とを主と
して構成することが出来る。
例えばセンサの信号（現時点のエンジン状態を示す信
号）と動作変化分パターン・データ3201とを合成して予
測動作パターン・データ3301としても良い。また予測動
作パターン合成手段3300の出力をエンジン状態推定手段
3600に与えてエンジン状態を推定したり，あるいは予測
動作パターン合成手段3300の出力に基づいてエンジンの
制御を行なうように構成してもよい。
号）と動作変化分パターン・データ3201とを合成して予
測動作パターン・データ3301としても良い。また予測動
作パターン合成手段3300の出力をエンジン状態推定手段
3600に与えてエンジン状態を推定したり，あるいは予測
動作パターン合成手段3300の出力に基づいてエンジンの
制御を行なうように構成してもよい。
次に，前記第６図の動作を実例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
この実例は，エンジン回転速度の変化からエンストしそ
うな状態を予測し，それを回避するように制御する例で
ある。
うな状態を予測し，それを回避するように制御する例で
ある。
第７図は，エンスト前後のエンジン回転のパターンを示
す図である。
す図である。
第７図において,Aの区間は減速の区間である。減速の終
りでクラッチを切ると，負荷が減るのでエンジン回転速
度は一度上昇し，再び減少し始める。この時，エンジン
の例えば燃料供給系の部品が経時変化していて，燃料供
給量（混合比）が適切でなかったり，クラッチを切るタ
イミングが遅くて回転速度の落ち込みが大きすぎたり，
点火時期が適切でなかったり，スロットル・バルブ付近
が汚れていたりして混合気が安定的に供給されないよう
な場合には，エンジンは安定的にアイドル状態に収束し
ないでハンチング現象を起し，次第に回転速度が低下し
て（Ｂの区間），ついにはエンストに到る（Ｃ区間）こ
とがある。
りでクラッチを切ると，負荷が減るのでエンジン回転速
度は一度上昇し，再び減少し始める。この時，エンジン
の例えば燃料供給系の部品が経時変化していて，燃料供
給量（混合比）が適切でなかったり，クラッチを切るタ
イミングが遅くて回転速度の落ち込みが大きすぎたり，
点火時期が適切でなかったり，スロットル・バルブ付近
が汚れていたりして混合気が安定的に供給されないよう
な場合には，エンジンは安定的にアイドル状態に収束し
ないでハンチング現象を起し，次第に回転速度が低下し
て（Ｂの区間），ついにはエンストに到る（Ｃ区間）こ
とがある。
ここで，例えばＤの区間の回転の動作パターンを測定
し，図のようなパターンになっているかどうかを判断
（パターン認識）して，エンストしそうなパターンにな
っていると判断した場合，即ちエンストが推定された場
合には,D区間の終りで例えば混合気の量を多くして，エ
ンジンの発生トルクを大きくしてやれば，エンストしな
いようにすることができる。
し，図のようなパターンになっているかどうかを判断
（パターン認識）して，エンストしそうなパターンにな
っていると判断した場合，即ちエンストが推定された場
合には,D区間の終りで例えば混合気の量を多くして，エ
ンジンの発生トルクを大きくしてやれば，エンストしな
いようにすることができる。
第８図は実動作パターン計測手段3100としてCPU1300が
実行するプログラム3150のフローチャートである。
実行するプログラム3150のフローチャートである。
このプログラムは，前述のインターバル・タイマから一
定時間毎に送出される割込み信号によって起動される定
時割込のプログラムである。まず3151で計測区間かどう
かが判断される。計測区間とは例えば第７図のＤの区間
である。この判定は，スロットル開度と車速から減速を
判断し，エンジン回転速度が所定値になったかどうかで
区間の開始を判断し，所定時間経過したかどうかで区間
の終りを判断することによって行なわれる。計測区間内
である場合には,3152で，測定したデータを順次サンプ
リングしてRAM1430に記憶していく。これによって，実
際のエンジンの回転のパターンが実動作パターン・デー
タ3101として計測され，記憶される。
定時間毎に送出される割込み信号によって起動される定
時割込のプログラムである。まず3151で計測区間かどう
かが判断される。計測区間とは例えば第７図のＤの区間
である。この判定は，スロットル開度と車速から減速を
判断し，エンジン回転速度が所定値になったかどうかで
区間の開始を判断し，所定時間経過したかどうかで区間
の終りを判断することによって行なわれる。計測区間内
である場合には,3152で，測定したデータを順次サンプ
リングしてRAM1430に記憶していく。これによって，実
際のエンジンの回転のパターンが実動作パターン・デー
タ3101として計測され，記憶される。
次に動作変化分パターン作成手段3200の動作を，エアコ
ンのオン・オフ時の動作を例として説明する。
ンのオン・オフ時の動作を例として説明する。
第９図は，エアコンのオン・オフ時におけるエンジン回
転速度の変化を示す図である。
転速度の変化を示す図である。
エアコンのオン・オフによってエンジン回転速度は図の
ように変化することが実験的に知られている。この回転
変化パターンをあらかじめデータとして記憶しておき，
例えば，エアコン・スイッチがオンになった場合には，
それを検出し，その時を起点として，区間Ａに図示する
ように回転速度が変化するものとして予測する。
ように変化することが実験的に知られている。この回転
変化パターンをあらかじめデータとして記憶しておき，
例えば，エアコン・スイッチがオンになった場合には，
それを検出し，その時を起点として，区間Ａに図示する
ように回転速度が変化するものとして予測する。
第10図は動作変化分パターン・データ3201を算出するプ
ログラム3250のフローチャートである。マイクロコンピ
ュータにはあらかじめ，エアコン・オン時の回転速度の
変化分（第９図の区間Ａの起点をゼロとした値）のパタ
ーン・データと，エアコン・オフ時の回転速度の変化分
（第９図の区間Ｂの起点をゼロとした値）のパターン・
データとが記憶されている。定時割込で起動されたプロ
グラムは,3251でエアコンがオンになった時かどうかを
エアコン・スイッチのデータから判断し,YESの場合は,3
252で，あらかじめ記憶されているエアコン・オン時の
変化分のパターン・データを選択して，動作変化分パタ
ーン・データ3201として出力する。同様にオフ時には32
53と3254でオフ時のデータを選択し出力する。
ログラム3250のフローチャートである。マイクロコンピ
ュータにはあらかじめ，エアコン・オン時の回転速度の
変化分（第９図の区間Ａの起点をゼロとした値）のパタ
ーン・データと，エアコン・オフ時の回転速度の変化分
（第９図の区間Ｂの起点をゼロとした値）のパターン・
データとが記憶されている。定時割込で起動されたプロ
グラムは,3251でエアコンがオンになった時かどうかを
エアコン・スイッチのデータから判断し,YESの場合は,3
252で，あらかじめ記憶されているエアコン・オン時の
変化分のパターン・データを選択して，動作変化分パタ
ーン・データ3201として出力する。同様にオフ時には32
53と3254でオフ時のデータを選択し出力する。
次に予測動作パターン合成手段3300の動作を，減速中に
エアコンがオンになった場合を例として説明する。
エアコンがオンになった場合を例として説明する。
第11図は減速中にエアコンがオンになった場合のエンジ
ン回転速度の変化を示す図である。
ン回転速度の変化を示す図である。
第11図において，減速中で，回転速度がラインａのよう
に変化している場合に，時点でエアコンがオンになっ
たとすると，回転速度はｂのように変化する。この場合
は回転速度が十分高く，エンストの心配はない。一方，
時点でエアコンがオンになった場合には,cのように変
化し，回転速度は著しく低下してエンストに到る可能性
が強い。
に変化している場合に，時点でエアコンがオンになっ
たとすると，回転速度はｂのように変化する。この場合
は回転速度が十分高く，エンストの心配はない。一方，
時点でエアコンがオンになった場合には,cのように変
化し，回転速度は著しく低下してエンストに到る可能性
が強い。
第12図は上に説明したような回転の予測を行なう予測動
作パターン・データ3301を作成するプログラム3350のフ
ローチャートである。まず3351は例えば第11図の時点
，で実行され，その時点での実動作パターン・デー
タ3101から外挿して，その後の回転変化パターンを算出
する。すなわちラインａの延長を推定する。この推定し
たデータを仮予想パターン・データと呼ぶ。
作パターン・データ3301を作成するプログラム3350のフ
ローチャートである。まず3351は例えば第11図の時点
，で実行され，その時点での実動作パターン・デー
タ3101から外挿して，その後の回転変化パターンを算出
する。すなわちラインａの延長を推定する。この推定し
たデータを仮予想パターン・データと呼ぶ。
3352では動作変化分パターン・データ3201を，前記外挿
データに加算する。これによって,b,cなどの予測動作パ
ターン・データ3301が作成される。なお変化がゆるやか
な場合には外挿しないで，の時点の回転速度に動作
変化分パターン・データ3201を継げるだけでもよい。ま
たエアコンオン・オフ等の動作がない場合には，動作変
化分パターン・データ3201はゼロなので，予測動作パタ
ーン・データ3301は実動作パターン・データ3101そのも
のになる。第７図の減速ハンチングなどの場合がそれに
当る。
データに加算する。これによって,b,cなどの予測動作パ
ターン・データ3301が作成される。なお変化がゆるやか
な場合には外挿しないで，の時点の回転速度に動作
変化分パターン・データ3201を継げるだけでもよい。ま
たエアコンオン・オフ等の動作がない場合には，動作変
化分パターン・データ3201はゼロなので，予測動作パタ
ーン・データ3301は実動作パターン・データ3101そのも
のになる。第７図の減速ハンチングなどの場合がそれに
当る。
次に第13図は実状態データ3401を作成するプログラム34
50のフローチャートである。
50のフローチャートである。
まず3451でエンジン回転速度をチェックして,20rpm以下
の場合には3452でデータ3401をエンストを表わすデータ
にする。そうでない場合には3453で，データ3401をエン
ジン回転中を表わすデータにする。なお，エンスト判定
には，エンジン回転以外にも吸入空気量，油量なども使
える。また，スロットルや吸入空気量などの動きから加
減速などの実際のエンジンの状態を判別することもでき
る。
の場合には3452でデータ3401をエンストを表わすデータ
にする。そうでない場合には3453で，データ3401をエン
ジン回転中を表わすデータにする。なお，エンスト判定
には，エンジン回転以外にも吸入空気量，油量なども使
える。また，スロットルや吸入空気量などの動きから加
減速などの実際のエンジンの状態を判別することもでき
る。
次に第14図は状態別動作パターン・データ3501を作成す
るプログラム3550のフローチャートである。
るプログラム3550のフローチャートである。
まず3551で実状態データ3401をチェックし，エンストの
場合には3552で，その直前の実動作パターン・データ31
01（第７図の区間Ｄのパターン・データ）をエンスト時
の動作パターン・データとして記憶する。このデータは
記憶保持用メモリ1440（第５図参照）に記憶させ，イグ
ニッション・スイッチ260がオフになって，主電源が切
れても記憶が保持されているようにする。
場合には3552で，その直前の実動作パターン・データ31
01（第７図の区間Ｄのパターン・データ）をエンスト時
の動作パターン・データとして記憶する。このデータは
記憶保持用メモリ1440（第５図参照）に記憶させ，イグ
ニッション・スイッチ260がオフになって，主電源が切
れても記憶が保持されているようにする。
これによって，エンジン使用中に実際にエンストが起っ
た時のエンジン回転の動作パターンが記憶される。
た時のエンジン回転の動作パターンが記憶される。
なお，前記データとは別に，開発実験などにおいて起っ
たエンスト時の動作パターンをあらかじめ別なエンスト
時の運転パターン・データ3501として記憶させておく。
具体的には制御装置製造時にマスクROM1410,PROM1420な
どに記憶させておく。また加速や減速などのエンジンの
状態に応じた動作パターン・データを記憶させることも
同様なプログラムの追加によってできる。
たエンスト時の動作パターンをあらかじめ別なエンスト
時の運転パターン・データ3501として記憶させておく。
具体的には制御装置製造時にマスクROM1410,PROM1420な
どに記憶させておく。また加速や減速などのエンジンの
状態に応じた動作パターン・データを記憶させることも
同様なプログラムの追加によってできる。
次にエンジン状態推定手段3600の動作を説明する。
第15図は，エンスト時の予測動作パターン・データ3301
と状態別動作パターン・データ3501との関係を示す図で
ある。
と状態別動作パターン・データ3501との関係を示す図で
ある。
第15図においてラインａは，状態別動作パターン記憶手
段3500に記憶されているデータであり，減速時にエアコ
ンがオンになり，エンストした時の動作パターン・デー
タ3501である。実際には図の区間Ｂの部分が記憶されて
いるが，わかり易くするため，その前後の区間A,Cのエ
ンジン回転の様子も図示してある。
段3500に記憶されているデータであり，減速時にエアコ
ンがオンになり，エンストした時の動作パターン・デー
タ3501である。実際には図の区間Ｂの部分が記憶されて
いるが，わかり易くするため，その前後の区間A,Cのエ
ンジン回転の様子も図示してある。
ラインｂは，時点でエアコンがオンになった場合にお
ける前述の予測動作パターン合成手段3300で作成された
予測動作パターン・データ3301である。状態別動作パタ
ーン・データ3501と同様に，その前後の回転の様子も図
示してある。
ける前述の予測動作パターン合成手段3300で作成された
予測動作パターン・データ3301である。状態別動作パタ
ーン・データ3501と同様に，その前後の回転の様子も図
示してある。
エンジン状態推定手段3600は図のハッチング部分（区間
Ｂのラインａとｂで囲まれる部分）の面積を求め，その
大きさが所定値より大きいか小さいかで，このまま放置
しておくとエンストに到るか到らないかを判断し，所定
値より小さい場合には，エンジン状態をエンストに到る
ものと予測，判定する。
Ｂのラインａとｂで囲まれる部分）の面積を求め，その
大きさが所定値より大きいか小さいかで，このまま放置
しておくとエンストに到るか到らないかを判断し，所定
値より小さい場合には，エンジン状態をエンストに到る
ものと予測，判定する。
次に第16図は，エンジン状態推定手段3600がエンジン状
態推定データ3601を算出するプログラム3650のフローチ
ャートである。
態推定データ3601を算出するプログラム3650のフローチ
ャートである。
まず3651で，予測動作パターン・データ3301と複数記憶
されている状態別動作パターン・データ3501の内の第１
のパターン・データ3501−１（例えば，これを減速中に
エアコン・オンにして，エンストした時のパターン・デ
ータとする）の各時点における差（3301−3501−１）を
逐次，区間Ｂ全域にわたって算出し積算する。これによ
って，第15図のラインｂとａの差面積データが符号付き
で算出される。この差面積データを3652で所定値と比較
する。所定値より大きければラインｂ（予測した回転の
動作パターン）は相対的にラインａ（実際にエンストを
起した時の回転の動作パターン）より上にあり，エンス
トする恐れはない。所定値より小さい場合には，ライン
ｂが相対的にラインａに近いか，ラインａより下にあ
り，エンストする恐れが強いので，エンストが起ると判
断され,3653で，エンジン状態推定データ3601を，エン
ストを表わすデータにする。
されている状態別動作パターン・データ3501の内の第１
のパターン・データ3501−１（例えば，これを減速中に
エアコン・オンにして，エンストした時のパターン・デ
ータとする）の各時点における差（3301−3501−１）を
逐次，区間Ｂ全域にわたって算出し積算する。これによ
って，第15図のラインｂとａの差面積データが符号付き
で算出される。この差面積データを3652で所定値と比較
する。所定値より大きければラインｂ（予測した回転の
動作パターン）は相対的にラインａ（実際にエンストを
起した時の回転の動作パターン）より上にあり，エンス
トする恐れはない。所定値より小さい場合には，ライン
ｂが相対的にラインａに近いか，ラインａより下にあ
り，エンストする恐れが強いので，エンストが起ると判
断され,3653で，エンジン状態推定データ3601を，エン
ストを表わすデータにする。
3654,3655以下では，第2,第３（例えば第７図の減速ハ
ンチングによるエンスト時のパターン・データ等）のエ
ンジン状態別運転パターン・データについて同様な処理
を行なう。
ンチングによるエンスト時のパターン・データ等）のエ
ンジン状態別運転パターン・データについて同様な処理
を行なう。
これによって，今までにエンストに到った回転の動作パ
ターンと一致するか，あるいは相対的にそれより回転速
度が低くなり，エンストするということが推定される。
ターンと一致するか，あるいは相対的にそれより回転速
度が低くなり，エンストするということが推定される。
なお，本例ではエンストの判定だけなので，差を符号付
で求め，判定もエンストかそうでないかだけとしたが，
エンスト以外のエンジン状態，例えば加速，減速なども
識別する場合には，差の絶対値を積算して面積そのもの
を算出して比較し，その結果に応じてエンジン状態推定
データを別々な値にすれば，複数の動作パターンのどれ
に一致あるいは近似的に一致したかを識別できる。エン
ストの場合でも複数のパターンがあるので，どの状態の
エンストかを識別できる。
で求め，判定もエンストかそうでないかだけとしたが，
エンスト以外のエンジン状態，例えば加速，減速なども
識別する場合には，差の絶対値を積算して面積そのもの
を算出して比較し，その結果に応じてエンジン状態推定
データを別々な値にすれば，複数の動作パターンのどれ
に一致あるいは近似的に一致したかを識別できる。エン
ストの場合でも複数のパターンがあるので，どの状態の
エンストかを識別できる。
次に第17図は制御出力演算手段3700として実行されるプ
ログラム3750の一部を示すフローチャートである。
ログラム3750の一部を示すフローチャートである。
このプログラムは回転同期，即ちクランク角センサ200
からのクランク角120゜毎の信号（REF信号201）による
割込み信号によって起動されるプログラムである。
からのクランク角120゜毎の信号（REF信号201）による
割込み信号によって起動されるプログラムである。
まず3751で，エンジン状態推定データ3601をチェックし
て，エンストと推定されるかどうかを区別する。エンス
トには到らないと判断された場合は3752で通常の制御を
行なう。通常の制御内容については，前述のSAEペーパ
ー800056,800825等で周知であるので省略する。エンス
トと推定された場合には,3753でISCによる空気量（即ち
混合気量）を増して，回転トルクを増大させる方向に制
御する。具体的には,ISCの制御目標回転数を上げ，フィ
ードバック制御の中で間接的に空気量を増す方法と,ISC
の制御出力をフィードフォワード制御で直接的に空気量
を増す方法とが適用できるが，後者の方が応答性は良
い。ただし後者の方法では，回転速度がどの程度上昇す
るかは厳密には管理できないので，上昇幅を一定にした
い場合には，短時間フィードフォワードで制御し，徐々
にフィードバックに移していくような方式をとればよ
い。
て，エンストと推定されるかどうかを区別する。エンス
トには到らないと判断された場合は3752で通常の制御を
行なう。通常の制御内容については，前述のSAEペーパ
ー800056,800825等で周知であるので省略する。エンス
トと推定された場合には,3753でISCによる空気量（即ち
混合気量）を増して，回転トルクを増大させる方向に制
御する。具体的には,ISCの制御目標回転数を上げ，フィ
ードバック制御の中で間接的に空気量を増す方法と,ISC
の制御出力をフィードフォワード制御で直接的に空気量
を増す方法とが適用できるが，後者の方が応答性は良
い。ただし後者の方法では，回転速度がどの程度上昇す
るかは厳密には管理できないので，上昇幅を一定にした
い場合には，短時間フィードフォワードで制御し，徐々
にフィードバックに移していくような方式をとればよ
い。
3754では点火時期を，トルクが増大する方向，即ち進角
させる方向に補正する。
させる方向に補正する。
なお，点火エネルギー不足でエンストし易い場合もある
ので，点火エネルギーを増す，即ち，点火コイルへの通
電時間を増す制御も効果がある。
ので，点火エネルギーを増す，即ち，点火コイルへの通
電時間を増す制御も効果がある。
3755では,EGRを減らし，燃焼状態を良くする方向に制御
する。この他に，エンスト防止のためには，混合気の混
合比をトルク増大の方向に制御（EGI制御）したり，エ
ンジンの負荷を減らす（例えばエアコンを切る）などの
制御も有効である。
する。この他に，エンスト防止のためには，混合気の混
合比をトルク増大の方向に制御（EGI制御）したり，エ
ンジンの負荷を減らす（例えばエアコンを切る）などの
制御も有効である。
これまでの説明は，エンストの予測と回避の例で説明し
てきたが，その他に，加減速やギヤチェンジなどを検出
することにも適用できる。
てきたが，その他に，加減速やギヤチェンジなどを検出
することにも適用できる。
また回転速度以外の運転データ，例えば吸入空気量信号
（AFM信号211），スロットル開度信号（TVO信号271）な
どを用いることもできる。以下それらを説明する。
（AFM信号211），スロットル開度信号（TVO信号271）な
どを用いることもできる。以下それらを説明する。
例えばギヤチェンジについてみると，クラッチなどの動
作を検出することによってギヤチェンジの有無は検出で
きるが，何速から何速へのギヤチェンジかは区別できな
い。区別するためには，ギヤ位置を全て識別する複雑セ
ンサが必要で高価，複雑になる。しかし本発明の方法を
適用し，吸入空気量やスロットル開度，エンジン回転な
どの変化パターンを検出し，あらかじめ実験的に測定さ
れ製造時に記憶されているパターン・データと照合する
ことにより，どのようなギヤチェンジかが正確に，早く
推定できる。そしてその結果を制御に加味することによ
り，各エンジン状態に適した制御が行なえる。一例とし
ては，排気ガスの有害成分の排出量をできるだけ少なく
するように，ギヤチェンジのパターンに応じて，燃料の
供給パターンを制御する方法が考えられる。
作を検出することによってギヤチェンジの有無は検出で
きるが，何速から何速へのギヤチェンジかは区別できな
い。区別するためには，ギヤ位置を全て識別する複雑セ
ンサが必要で高価，複雑になる。しかし本発明の方法を
適用し，吸入空気量やスロットル開度，エンジン回転な
どの変化パターンを検出し，あらかじめ実験的に測定さ
れ製造時に記憶されているパターン・データと照合する
ことにより，どのようなギヤチェンジかが正確に，早く
推定できる。そしてその結果を制御に加味することによ
り，各エンジン状態に適した制御が行なえる。一例とし
ては，排気ガスの有害成分の排出量をできるだけ少なく
するように，ギヤチェンジのパターンに応じて，燃料の
供給パターンを制御する方法が考えられる。
また，加速や減速等についても，単に加速あるいは減速
という判別だけでなく，坂道（上り下り別々に）での加
減速の識別とか，加減速の程度なども区別して推定でき
る。
という判別だけでなく，坂道（上り下り別々に）での加
減速の識別とか，加減速の程度なども区別して推定でき
る。
これによって排気ガスの有害成分の排出量を少なくする
ような燃料や点火,EGRのきめ細かな制御ができる。
ような燃料や点火,EGRのきめ細かな制御ができる。
次に，第18図は本発明の他の実施例図である。
この実施例において，動作変化分パターン作成手段3800
は，実状態データ3401と状態別動作パターン・データ35
01とを入力し，実状態データ3401が所定のエンジン状態
と判別したときの状態別動作パターン・データ3501の，
所定値からの変化分を動作変化分パターン・データとし
て記憶しておく。そしてセンサからの入力信号又は実状
態データ3401が所定の状態を示したときに，それに対応
した動作変化分パターン・データ3201を出力する。
は，実状態データ3401と状態別動作パターン・データ35
01とを入力し，実状態データ3401が所定のエンジン状態
と判別したときの状態別動作パターン・データ3501の，
所定値からの変化分を動作変化分パターン・データとし
て記憶しておく。そしてセンサからの入力信号又は実状
態データ3401が所定の状態を示したときに，それに対応
した動作変化分パターン・データ3201を出力する。
その他の動作は第６図の実施例と同様である。
次に第19図は動作変化分パターン作成手段3800に記憶さ
れる動作変化分パターン・データ3201を作成するプログ
ラム3260のフローチャートである。
れる動作変化分パターン・データ3201を作成するプログ
ラム3260のフローチャートである。
第19図において,3261では実状態データ3401からエアコ
ンがオンになった状態かどうかをチェックする。エアコ
ンがオンになった状態であれば3262へ行く。
ンがオンになった状態かどうかをチェックする。エアコ
ンがオンになった状態であれば3262へ行く。
3262では状態別動作パターン・データ3501の内から，エ
アコン・オン時の動作パターン・データ3501−３を読み
出し，エアコンがオンになった瞬間の値をゼロとした変
化分のパターン・データを算出する。すなわち全体のパ
ターン・データからエアコン・オンの瞬間の値を引く。
その変化分パターン・データをエアコン・オン時の動作
変化分パターン・データ3201−１として記憶する。以下
3263,3264でエアコン・オフ時の変化分のデータ,3265,3
266で自動変速機のギヤ位置がＮ（ニュートラル）から
Ｄ（ドライブ）に移った時の変化分のデータ,3267,3268
でＤからＮに移った時の変化分のデータを算出してそれ
ぞれ記憶する。
アコン・オン時の動作パターン・データ3501−３を読み
出し，エアコンがオンになった瞬間の値をゼロとした変
化分のパターン・データを算出する。すなわち全体のパ
ターン・データからエアコン・オンの瞬間の値を引く。
その変化分パターン・データをエアコン・オン時の動作
変化分パターン・データ3201−１として記憶する。以下
3263,3264でエアコン・オフ時の変化分のデータ,3265,3
266で自動変速機のギヤ位置がＮ（ニュートラル）から
Ｄ（ドライブ）に移った時の変化分のデータ,3267,3268
でＤからＮに移った時の変化分のデータを算出してそれ
ぞれ記憶する。
これによって，動作変化分パターンが実際にその状態に
なった時のパターンとして記憶されるので，エンジンの
経時変化や，制御による動作の変化などに対して実際の
エンジン動作に近い動作予測が可能になる。
なった時のパターンとして記憶されるので，エンジンの
経時変化や，制御による動作の変化などに対して実際の
エンジン動作に近い動作予測が可能になる。
以上のプログラムの説明は，全て定時割込で連続的に実
行されるように説明してきたが，実際にプログラムを実
行させる場合には，各プログラムの前に，実行スケジュ
ールをコントロールするプログラム（OS）を挿入して，
実行間隔，実行順序をコントロールして，データを効果
的に使っていく。
行されるように説明してきたが，実際にプログラムを実
行させる場合には，各プログラムの前に，実行スケジュ
ールをコントロールするプログラム（OS）を挿入して，
実行間隔，実行順序をコントロールして，データを効果
的に使っていく。
一例として，エアコン・オン時のパターン・データの動
きを説明する。
きを説明する。
第ｎ回目のエアコン・オン時に計測された実動作パター
ン・データ3101ｎは予測動作パターン・データ3301ｎ作
成に使われるが，その時同時に使われる動作変化分パタ
ーン・データｎは,1回前（ｎ−１回目）の実動作パター
ン・データ3101ｎ−１が状態別動作パターン・データ35
01ｎ−１として記憶され，さらにその変化分が動作変化
分パターン作成手段3800に記憶されたものである。
ン・データ3101ｎは予測動作パターン・データ3301ｎ作
成に使われるが，その時同時に使われる動作変化分パタ
ーン・データｎは,1回前（ｎ−１回目）の実動作パター
ン・データ3101ｎ−１が状態別動作パターン・データ35
01ｎ−１として記憶され，さらにその変化分が動作変化
分パターン作成手段3800に記憶されたものである。
同様に，エンジン状態推定手段3600が比較するデータ
は,n回目の予測動作パターン・データ3301ｎと１回前に
記憶されている状態別動作パターン・データ3501ｎ−１
である。比較照合が終った後にｎ回目の実動作パターン
・データ3101ｎが3501ｎとしてあらためて記憶される。
は,n回目の予測動作パターン・データ3301ｎと１回前に
記憶されている状態別動作パターン・データ3501ｎ−１
である。比較照合が終った後にｎ回目の実動作パターン
・データ3101ｎが3501ｎとしてあらためて記憶される。
なお，制御のやり方としては，前述のように状態推定を
行なう方法の他に，予測動作パターン・データ3301から
直接制御量を算出する方法でもよい。
行なう方法の他に，予測動作パターン・データ3301から
直接制御量を算出する方法でもよい。
例えば吸入空気量とエンジン回転の予測動作データから
燃料供給量を算出して早めに必要と予想される燃料を供
給して燃料供給系の動作遅れによる影響を少なくするよ
うに制御することもできる。
燃料供給量を算出して早めに必要と予想される燃料を供
給して燃料供給系の動作遅れによる影響を少なくするよ
うに制御することもできる。
（発明の効果） 以上説明したごとく本発明においては，エンジンが所定
の状態になった時から後の動作パターンを予測すること
ができるので，予測結果に基づいて早めに制御すること
により，エンストなどの不具合を回避することができ
る。そして，これによりエンジンの使用範囲（例えばア
イドルの回転数）を限界まで広げることができ性能をフ
ルに生かすこと（例えばアイドル回転を下げて燃料消費
を少なくする）ができる。
の状態になった時から後の動作パターンを予測すること
ができるので，予測結果に基づいて早めに制御すること
により，エンストなどの不具合を回避することができ
る。そして，これによりエンジンの使用範囲（例えばア
イドルの回転数）を限界まで広げることができ性能をフ
ルに生かすこと（例えばアイドル回転を下げて燃料消費
を少なくする）ができる。
また実動作パターンの外挿を行なうものにおいては，よ
り正確な動作予測を行なうことが出来る。
り正確な動作予測を行なうことが出来る。
また動作変化分パターン・データを順次記憶するものに
おいては，エンジンの経時変化や，制御によるエンジン
の動作パターンの変化に対しても，実際に動作した結果
のデータを使うことによって，正確に予測が行なえると
いう効果がある。
おいては，エンジンの経時変化や，制御によるエンジン
の動作パターンの変化に対しても，実際に動作した結果
のデータを使うことによって，正確に予測が行なえると
いう効果がある。
第１図は従来装置の一例図，第２図は第１図の装置の制
御系の対応図，第３図は本発明の全体の構成を示すブロ
ック図，第４図は本発明の電子制御装置の全体の構成
図，第５図はコントロール・ユニット1000の回路構成
図，第６図は本発明を適用した制御系の一実施例を示す
ブロック図，第７図はエンスト前後におけるエンジン回
転のパターンを示す図，第８図は実動作パターン計測手
段としてCPUが実行するプログラムのフローチャート，
第９図はエアコンのオン・オフ時におけるエンジン回転
速度の変化を示す図，第10図は動作変化分パターン・デ
ータ3201を算出するプログラムのフローチャート，第11
図は減速中にエアコンがオンになった場合のエンジン回
転速度の変化を示す図，第12図は予測動作パターン・デ
ータ3301を作成するプログラムのフローチャート，第13
図は実状態データ3401を作成するプログラムのフローチ
ャート，第14図は状態別動作パターン・データ3501を作
成するプログラムのフローチャート，第15図はエンスト
時の予測動作パターン・データ3301と状態別動作パター
ン・データ3501との関係を示す図，第16図はエンジン状
態推定データ3601を算出するプログラム3650のフローチ
ャート，第17図は制御出力演算手段3700として実行され
るプログラムのフローチャート，第18図は本発明の他の
実施例図，第19図は動作変化分パターン・データ3201を
作成するプログラムのフローチャートである。 符号の説明 20……センサ群 21……演算手段 22……アクチュエータ又は表示手段 23,29……動作変化分パターン作成手段 24,26,31……予測動作パターン合成手段 25……実動作パタ…ン計測手段 27……実状態判別手段 28……状態別動作パターン記憶手段
御系の対応図，第３図は本発明の全体の構成を示すブロ
ック図，第４図は本発明の電子制御装置の全体の構成
図，第５図はコントロール・ユニット1000の回路構成
図，第６図は本発明を適用した制御系の一実施例を示す
ブロック図，第７図はエンスト前後におけるエンジン回
転のパターンを示す図，第８図は実動作パターン計測手
段としてCPUが実行するプログラムのフローチャート，
第９図はエアコンのオン・オフ時におけるエンジン回転
速度の変化を示す図，第10図は動作変化分パターン・デ
ータ3201を算出するプログラムのフローチャート，第11
図は減速中にエアコンがオンになった場合のエンジン回
転速度の変化を示す図，第12図は予測動作パターン・デ
ータ3301を作成するプログラムのフローチャート，第13
図は実状態データ3401を作成するプログラムのフローチ
ャート，第14図は状態別動作パターン・データ3501を作
成するプログラムのフローチャート，第15図はエンスト
時の予測動作パターン・データ3301と状態別動作パター
ン・データ3501との関係を示す図，第16図はエンジン状
態推定データ3601を算出するプログラム3650のフローチ
ャート，第17図は制御出力演算手段3700として実行され
るプログラムのフローチャート，第18図は本発明の他の
実施例図，第19図は動作変化分パターン・データ3201を
作成するプログラムのフローチャートである。 符号の説明 20……センサ群 21……演算手段 22……アクチュエータ又は表示手段 23,29……動作変化分パターン作成手段 24,26,31……予測動作パターン合成手段 25……実動作パタ…ン計測手段 27……実状態判別手段 28……状態別動作パターン記憶手段
Claims (3)
- 【請求項１】エンジンの動作状態、もしくはエンジンと
補機類の動作状態を検出するセンサと、 エンジンと補機類の少なくとも一方が、エンジン動作に
変化が生じると予め知られている所定の状態になったと
きに、それ以後エンジン動作に生じる変化分の時系列パ
ターン・データ、すなわち所定期間の連続的な時系列の
変化分パターン・データを予め記憶している第１の手段
と、 上記センサの出力が上記所定の状態になったことを検出
し、その所定の状態に対応した変化分パターン・データ
を上記第１の手段から読み出して出力する第２の手段
と、 上記センサから与えられるエンジンの現時点の動作デー
タと上記第２の手段から与えられる変化分パターン・デ
ータとを合成してエンジンの将来の動作パターンを予測
する第３の手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの動作パターン予測
装置。 - 【請求項２】エンジンの動作状態、もしくはエンジンと
補機類の動作状態を検出するセンサと、 エンジンと補機類の少なくとも一方が、エンジン動作に
変化が生じると予め知られている所定の状態になったと
きに、それ以後エンジン動作に生じる変化分の時系列パ
ターン・データ、すなわち所定期間の連続的な時系列の
変化分パターン・データを予め記憶している第１の手段
と、 上記センサの出力から上記所定の状態になったことを検
出し、その所定の状態に対応した変化分パターン・デー
タを上記第１の手段から読み出して出力する第２の手段
と、 上記センサ出力をサンプリングしてエンジンの実際の動
作に対応した所定期間のサンプリングデータを連続的な
時系列の実動作パターン・データとして記憶する第４の
手段と、 上記実動作パターン・データに外挿して将来の動作パタ
ーンの仮予想の時系列パターン・データ、すなわち仮予
想パターン・データを予測する第５の手段と、 上記第５の手段から与えられた仮予想パターン・データ
と上記第２の手段から与えられた変化分パターン・デー
タとを合成してエンジンの将来の動作パターンを予測す
る第６の手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの動作パターン予測
装置。 - 【請求項３】エンジンの動作状態、もしくはエンジンと
補機類の動作状態を検出するセンサと、 上記センサ出力をサンプリングしてエンジンの実際の動
作に対応した所定期間のサンプリングデータを連続的な
時系列の実動作パターン・データとして記憶する第４の
手段と、 上記実動作パターン・データに外挿して将来の動作パタ
ーンの仮予想の時系列パターン・データ、すなわち仮予
想パターン・データを予測する第５の手段と、 上記センサの出力からエンジンの状態が予め想定されて
いる所定の状態になったことを検出する第７の手段と、 上記第７の手段が所定のエンジン状態であると判別した
ときにおける上記第４の手段が記憶している値を、その
所定の状態に対応した連続的な時系列の動作パターン・
データとして記憶する第８の手段と、 上記第８の手段が記憶した動作パターン・データの所定
値からの変化分を、所定期間の連続的な時系列の動作変
化分パターン・データとして記憶しておき、その後に上
記センサ出力が上記所定の状態を示したときに、それに
対応した動作変化分パターン・データを出力する第９の
手段と、 上記第５の手段から与えられた仮予想パターン・データ
と上記第９の手段から与えられた動作変化分パターン・
データとを合成してエンジンの将来の動作パターンを予
測する第10の手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの動作パターン予測
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20592783A JPH06100143B2 (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | エンジンの動作パターン予測装置 |
| DE3486373T DE3486373T2 (de) | 1983-11-04 | 1984-10-30 | Fahrzeugmotorsteuersystem mit der Fähigkeit den Betriebszustand des Motors zu vermitteln und das passende Betriebsschema zu wählen. |
| EP84113075A EP0142101B1 (en) | 1983-11-04 | 1984-10-30 | Automotive engine control system capable of detecting specific engine operating conditions and projecting subsequent engine operating patterns |
| US06/666,367 US4625697A (en) | 1983-11-04 | 1984-10-30 | Automotive engine control system capable of detecting specific engine operating conditions and projecting subsequent engine operating patterns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20592783A JPH06100143B2 (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | エンジンの動作パターン予測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098151A JPS6098151A (ja) | 1985-06-01 |
| JPH06100143B2 true JPH06100143B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16515039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20592783A Expired - Lifetime JPH06100143B2 (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | エンジンの動作パターン予測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100143B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4992946A (en) * | 1988-06-20 | 1991-02-12 | General Electric Company | Data link for gas turbine engine control |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP20592783A patent/JPH06100143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6098151A (ja) | 1985-06-01 |
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