JPH07117029B2

JPH07117029B2 - 内燃エンジンの適応制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JPH07117029B2
Application number: JP63156621A
Authority: JP
Inventors: ホームズマイケル
Original assignee: ルーカスインダストリーズパブリックリミテッドカンパニー
Priority date: 1987-06-27
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: DE3821448A1; GB2207775A; EP0297747A2; DE3885947D1; GB8715130D0; EP0297747A3; US4893600A; JPS6487873A; DE3821448C2; EP0297747B1; GB8813930D0; DE3885947T2; EP0537794A2; ES2048761T3; EP0537794A3; GB2207775B

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は内燃エンジンの適応制御装置及びかかるエンジ
ンを制御する方法に関する。

従来の技術内燃エンジンを動作させる場合特定の制御パラメータに
基いて種々の制御パラメータの値を設定する必要があ
る。かかるパラメータの値はエンジンの一又は複数のパ
ラメータに従って連続的に変化させられる。

火花点火エンジンではエンジンシリンダの各々における
点火火花あるいはエンジン点火に対応して点火進角を制
御し最大燃焼圧がピストンが上死点を通過した直後に発
生するようにする必要がある。火炎伝播速度は混合気の
密度によって変化するため一般に点火進角をシリンダ充
填圧の減少と共に増加させなければならない。シリンダ
充填圧はエンジンシリンダの吸気マニホールド中におけ
る圧力を測定することによって求められる。また点角進
角はエンジン速度が増大した場合にも混合気の燃焼中に
おけるクランク角の回転の増分を勘案して増大させる必
要がある。

最近まで点火進角はマニホールド圧及びエンジン速度に
応じて機械的手段により設定されていた。かかる機械的
手段は点火進角をエンジン速度及びマニホールド圧によ
りあらわされる要求負荷の簡単な関数として求める。と
ころがエンジンを注意深く試験してみると最適な点火進
角は負荷及び速度の複雑な関数であることが見出され、
この関数は機械的手段によっては適切に表面することが
できないことがわかった。そこで、今日の点火装置はRO
M中に記憶された点火進角についての試験値を使って点
火時期を制御している。

かかる点火進角は多数のエンジンを試験して各々の負荷
／速度点に対応する最適な点火進角を求めることにより
設定される。

発明が解決しようとする問題点かかる方法は従来の機械的手段を使った場合よりも最適
な点火進角により近い制御は可能であるが、エンジンの
寿命全体にわたっては最適な点火進角を提供することが
できない。これには種々の理由が考えられる。第一に試
薬に使われるエンジンの数が十分でなく正確な統計が得
られないことがあり、しかもテストに使われるエンジン
は製造ラインで量産されるエンジンと異なっていること
が多いことである。第二に製造公差に起因するあるいは
エンジン設計のわずかな変更に起因するエンジン特性の
変化が生じることである。またエンジンの使用時にはエ
ンジン，センサ，アクチュエータ及び電子回路に様々な
経時変化が生じこれらによっても最適な特性とROM中に
記憶されたパラメータとの間にずれが生じる。

米国特許第4575800号は火花点火エンジンにおける点火
進角あるいは圧縮点火エンジンにおける燃料噴射タイミ
ングを制御する適応制御装置を記載している。火花点火
エンジンの場合には点火進角に対しエンジンの動作サイ
クルに同期して小さな正及び負の摂動が加えられる。こ
れによるエンジン速度の変化を使ってエンジン出力の点
火進角に対する微分ないし傾斜が求められる。各々の傾
斜は吟味された後点火進角を補正するのに使用され、点
火進角の最適値が求められる。

上記米国特許の構成ではエンジン速度が０〜200RPM及び
2000〜4000RPMの間で二種類の摂動パターンが使いわけ
られる。第１のパターンでは摂動の半周期がエンジンの
１回転に対応し４気筒エンジンの場合には０〜8.3Hzの
範囲の摂動周波数が発生される。第２のパターンでは摂
動の半周期がエンジンの２回転に対応し4.2〜8.3Hzの範
囲の摂動周波数が発生される。

しかし、かかる構成は以下の問題点を有する。すなわ
ち、典型的なマニュアル変速方式の自動車の通常の条件
下においてはかかる摂動周波数は多用する位置にギヤ設
定された車輛駆動系の共振周波数に対しそのはるか下か
らはるか上まで広範囲に変化する。その結果、摂動とそ
れに伴って生じるエンジン速度変化との間の位相差が大
きくなってしまい傾斜を正確に求めることが困難にな
る。

未公開の欧州特許出願第023714号はこの問題を解決した
構成を記載している。この構成では車輛駆動系の最高共
振周波数よりやや上の周波数で摂動波形が形成され、こ
の周波数は摂動波形中にエンジン燃焼期間が完全に含ま
れるように変化される。しかし、かかる構成では特定の
エンジン速度において摂動波形がエンジンの動作サイク
ルに同期してしまい、特定のシリンダが連続的に他のシ
リンダに比較してより多く特定の種類の摂動を受けるこ
とになる。その結果、特定のシリンダが他のシリンダよ
りも大きなトルクを発生することがあり、かかる事態が
生じると傾斜の測定値がくるってしまう。

従って、本発明の目的は新規で改良された内燃エンジン
の制御装置及び上記の問題を解決あるいは軽減したかか
るエンジンの制御方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明はエンジン制御パラメータ（以下「該被摂動パラ
メータ」と称する）の基本値を安定する手段と；該被摂
動パラメータに該基本値の回りで摂動を加えるべく摂動
波形を形成し、該被摂動パラメータに波形の１サイクル
毎に正及び負の摂動を加える摂動発生手段と；エンジン
出力モニタ手段と；該被摂動パラメータに対するエンジ
ン出力変化の傾斜を計算する手段と；該傾斜にもとづい
て少なくとも一のエンジン制御パラメータ（以下「補正
パラメータ」と称する）に補正を加える手段とよりな
り、ｎ気筒のエンジンにおいて該摂動波形の各サイクル
は2nよりも小さいｍ回のエンジン燃焼を含み、該波形は
エンジンの各シリンダがエンジン速度に無関係に正及び
負の摂動を他のシリンダと同じ回数だけ受けるように形
成されることを特徴とする内燃エンジンの適応制御装置
を提供することを第１の目的とする。

摂動波形を波形１サイクル当りのエンジン燃焼回数がシ
リンダ数の２倍よりも少なくなるように設定することに
より摂動周波数を低エンジン速度において米国特許第45
78800号に記載の構成と比較して比較的高くできる。そ
の結果、摂動波形とそれに伴うエンジン速度の変化の間
の位相差の大きな変動が回避されあるいはほとんど生じ
なくなる。また摂動波形を各シリンダが両種の摂動を等
しい回数受けるように形成することにより測定値のずれ
が回避される。

摂動波形の各サイクルにおいて一の種類の摂動がａ回、
他の種類の摂動がｂ回存在した場合に（ａ＋ｂ）はｍ以
下、またａ及びｂはいずれもｎ及びｍの最大公約数の整
数倍に等しくなるように選ぶのが好ましい。

摂動波形をこのように形成することによりエンジン動作
サイクルと摂動波形とが同期してしまう危険が回避され
る。

低いエンジン速度では摂動波形の周波数を車輛駆動系の
共振周波数以上にあるいはその近くに維持することが不
可能である。好ましい実施例ではエンジン速度が所定値
より小であった場合被摂動パラメータに摂動が加わるこ
とはない。

さらに適応制御装置は各摂動に対応するエンジン燃焼期
間を測定する手段を含み、また計算手段により該燃焼期
間にもとづいて傾斜の各値を計算するようにするのが好
まい。

計算手段は特定のシリンダについて正及び負の摂動に対
応する燃焼期間より傾斜を計算する。

好ましい実施例においては該計算手段は特定のシリンダ
における一の種類の摂動に対応する燃焼期間とその直前
の他の種類の振動に対応する燃焼期間との間におけるエ
ンジン速度の変化に関係した第１の値を計算し、該特定
のシリンダにおける他の種類の摂動に対応する先の燃焼
期間とそのさらに直前の他の種類の振動に対応する燃焼
期間との間におけるエンジン速度の変化に関係した第２
の値を計算し、次いで該第１及び第２の値の差として傾
斜値を計算する。

ここで、摂動パラメータは点火タイミングパラメータで
ある。

点火タイミングパラメータは火花点火エンジンにおいて
は点火進角であり圧縮点火エンジンでは燃料噴射及びタ
イミングである。

摂動パラメータと同一のパラメータである単一の補正パ
ラメータが存在してもよい。

本発明はまた負荷に弾性シャフト及び歯車系を介して結
合されたフライホイールを有し該フライホイールと弾性
シャフトと歯車系とは該歯車系により設定される減速比
の各々に対応する共振周波数を有する共振系を形成する
動力伝達系に協働する内燃エンジンの適応制御装置であ
って；エンジン制御パラメータ（以下「該被摂動パラメ
ータ」と称する）の基本値を決定する手段と；摂動波形
を形成し正及び負の摂動を該摂動波形の１サイクルにわ
たり該被摂動パラメータに加えることにより該被摂動パ
ラメータを該基本値を基準として摂動させる摂動発生手
段と；エンジン出力モニタする手段（16,30）と；該被
摂動パラメータに対するエンジン出力変化の傾斜を計算
する手段と；該傾斜を使って少なくとも一のエンジン制
御パラメータ（以下「補正パラメータ」と称する）に補
正を加える手段とよりなり；該摂動波形の周波数は通常
の運転条件下において多用される減速比における該共振
系の共振周波数よりも高く設定され、該波形はエンジン
の各シリンダがエンジン速度に無関係に他のシリンダと
同数の正及び負の摂動を受けるように形成されることを
特徴とする適応制御装置を提供することを第２の目的と
する。

本発明はまた摂動波形を形成することによりエンジン制
御パラメータ（以下「該被摂動パラメータと称する）に
摂動を加えて、該摂動波形１サイクル毎に該被摂動パラ
メータに正及び負の摂動を加え、該摂動に対するエンジ
ン出力の応答から該摂動パラメータに対するエンジン出
力変化の傾斜を計算し、該傾斜を使って少なくとも一の
エンジン制御パラメータ（以下「補正パラメータ」と称
する）に補正を加える段階よりなり;n気筒のエンジンに
おいて該摂動波形の各サイクルは2nよりも小さいｍ回の
エンジン燃焼を含み、該波形はエンジンの各シリンダが
エンジン速度に無関係に正及び負の摂動を他のシリンダ
と同じ回数だけ受けるように形成されることを特徴とす
る内燃エンジンの適応制御方法を提供することを第３の
目的とする。

本発明はまた負荷に弾性シャフト及び歯車系を介して結
合されたフライホイールを有し該フライホイールと弾性
シャフトと歯車系とは該歯車系により設定される減速比
の各々に対応する共振周波数を有する共振系を形成する
動力伝達系に協働する内燃エンジンの適応制御方法であ
って；摂動波形を形成し、該摂動波形を１サイクル毎に
エンジン制御パラメータ（以下「該比摂動パラメータ」
と称する）に摂動変形を加えることにより該被摂動パラ
メータを摂動させ、該被摂動パラメータに対するエンジ
ン出力変化の傾斜を該摂動に対するエンジン出力の応答
により計算し、該傾斜を使って少なくとも一のエンジン
制御パラメータに補正を加える段階よりなり、該摂動波
形の周波数は通常の運転条件下において多用される減速
比における該共振系の共振周波数よりも高く設定され、
該波形はエンジンの各シリンダがエンジン速度に無関係
に他のシリンダと同数の正及び負の摂動を受けるように
形成されることを特徴とする適応制御方法を提供するこ
とを第４の目的とする。

内燃エンジンの制御においては燃費を向上させると同時
に望ましくない排気ガスの排出をできるだけ少なくする
のが望ましい。そこで本発明の別の目的はかかる特徴を
備えた内燃エンジンの改良された適応制御装置を提供す
ることを目的とする。

さらに、本発明は点火タイミングに基本値を基準にして
摂動を加える手段と、エンジン出力をモニタする手段
と、該点火タイミングパラメータの摂動に対応したエン
ジン出力変化の傾斜を求める手段と、少なうとも一の入
力パラメータを少なくともいくつかの運転条件下におい
て該傾斜が車輛の運転条件の関数として定まる所定の負
値になるように制御する手段とよりなる適応制御装置を
提供することを第５の目的とする。

内燃エンジンを点火タイミングパラメータに対するエン
ジン出力の傾斜が負になるように運転することにより点
火タイミングは最大エンジン出力を与えるタイミングよ
りは遅れる。しかし、点火タイミングをわずかに遅らせ
ることでエンジン出力をわずかに低下さるだけで著しく
窒素酸化物の排出量を減少させることが可能であること
が見出される。

この負の傾斜値はエンジン速度及び負荷の関数になる。

火花点火エンジンでは点火タイミングパラメータとして
点火進角が使われ圧縮点火エンジンでは点火タイミング
パラメータとして燃料噴射タイミングが使われる。

本発明はまた点火タイミングパラメータに基本値を基準
にして摂動を加え、エンジン出力をモニタし、該点火タ
イミングパラメータの摂動に対応したエンジン出力変化
の傾斜を求め、少なくとも一の入力パラメータを少なく
ともいくつかの運転条件下において該傾斜が車輛の運転
条件の関数として定まる所定の負値になるように制御す
る段階よりなる内燃エンジンの制御方法を提供すること
を第６の目的とする。

実施例以下、本発明を実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図はフライホイール11を備えた４気筒火花点火内燃
エンジンの適応制御装置の構成を示す。エンジン10は自
動車中に設置され弾性シャフト12と、歯車箱13と、別の
弾性シャフト14とを介して負荷を形成する駆動輪15に結
合される。また、図示していないがクラッチが設けられ
る。

フライホイール11には歯車と接触する位置変換器16が協
働する。この歯車は基準位置を示すため基準位置に対応
する位置で歯が欠落している。変換器16が形成したパル
スはドゥエル制御装置17へ供給され、ドゥエル制御装置
の出力信号がパワー段18を介してコイル及びディストリ
ビュータ19へ供給される。コイル及びディストリビュー
タ19は４本の点火プラグ20に接続され適当な時期に点火
火花をプラグ中に形成する。

変換器16の出力信号はまたエンジン速度を計算するため
の速度計算装置30へ供給されこの速度計算装置30の出力
信号もまた前記ドゥエル制御装置17に供給される。

さらに、エンジンにはエンジンに加えられる要求負荷を
測定する変換器31が設けられる。本実施例では変換器31
はエンジンシリンダへ到る入口マニホールド中の圧力を
測定する。要求負荷はまたスロットル弁開度あるいは入
口マニホールドへの空気流量を測定することによっても
検出できる。

さらに、本実施例装置は点火進角の二次元配列を記憶す
るメモリ35をも含む。この二次元配列では横軸及び縦軸
がそれぞれエンジン速度及び要求負荷に対応する。メモ
リ35,速度計算装置30及び変換器31は計算装置36に接続
される。多用されるエンジン速度及び負荷において計算
装置36は点火進角の基本値を計算しこの値を加算器37の
一の入力端子に入力する。計算装置36はこの基本値をメ
モリ35中に記憶された速度／負荷面中の多用されるエン
ジン速度及び負荷を囲む位置に対応する４つの点火進角
値より求める。これらの値の各々には適当な重みが乗じ
られ、このようにして得られた４つの値を加算すること
によって基本点火進角値が得られる。このように、計算
手段36は基本点火進角値を内挿法によって求める。点火
進角値はメモリ35中にエンジン10の真の最適点火進角特
性の不規則性に対しても良好に適合できるような密度で
記憶されている。

メモリ35中における点火進角値は標本エンジンのリグ試
験で決められた値に固定され固定スケジュールを形成す
る。先に説明した様々な理由から、最適な点火進角はメ
モリ35中に記憶された値とは異なる。以下詳細に説明す
るように、本発明による制御装置は点火進角値に小さな
正及び負の振動を加え、それに伴って生じるエンジン出
力速度の変化を感知する。エンジン速度の変化にもとづ
いて補正メモリ38中に補正値が記憶される。これらの補
正値も又二次元配列として記憶され、配列中の横軸及び
縦軸はそれぞれエンジン速度及び負荷をあらわす。また
これらの補正値はメモリ35中に記憶されている値と同じ
密度で記憶される。

多用されるエンジン速度では補正値は補正値計算装置39
によって求められた加算器37の第２の入力端子に供給さ
れる。計算装置39は速度計算装置30及び負荷変換器31の
出力信号を供給され多用されるエンジン速度及び負荷に
対応する補正値をメモリ38中に記憶された値より計算装
置36で行われると同様な内挿法により計算する。

摂動値は摂動発生装置40により形成され加算器41の一の
入力端子に入力される。加算器41の他の入力端子には加
算器37の出力信号が供給され加算器47の出力信号は点火
進角のコマンド値としてドゥエル制御装置17へ供給され
る。ドゥエル制御装置17は速度計算装置30の出力信号及
び位置変換器16の入力信号を供給され指示された点火進
角値に対応して点火火花を点火プラグに発生させる。

火花点火エンジンでは点火火花を継続的に発生されるた
めエンジン10のトルク出力は各エンジンサイクル中にお
いて変動する。この変動を平滑化するためにフライホイ
ール11が設けられトルク変動を小さな加減速の形に変換
する。また、シャフト12及び14が弾性を有するためのこ
れらの小さな加減速により駆動軸15に速度変化が生じる
のが防止される。

フライホイール11、シヤフト12及び14及び歯車箱13は共
振系を形成する。この共振系の共振周波数は歯車箱によ
り設定される減速比によって変化する。本実施例では共
振系の共振周波数は２速ギヤで4Hz、４速ギヤで9Hzとさ
れる。

点火進角に摂動が加わる毎にエンジン10が発生する出力
トルクは変化する。フライホイール11及びシャフト12及
び14より構成される共振系の性質によりフライホイール
11に生じる速度変化は２つの成分を含む。第１の成分は
適当な周波数における減衰リンギング応答であり、特に
上記のエンジンにおいてはリンギングは0.3秒の時定数
で減衰する。第２の成分は車輛の速度変化に伴って生じ
て抵抗力の変化がエンジントルクの変化に整合した場合
に生じる新たな定常状態に対応する長周期の応答であ
る。特に上記のエンジンにおいてはこの第２の成分は４
速ギヤにおいて７秒の時定数を有する。

どのギヤにおいても有効に作動し、ギヤを変えた場合で
もどの段にギヤが入っているか特に知らなくても同様な
効果を生じる適応制御装置が望まれている。第２図は摂
動発生装置40により発生された摂動波形と４速,2速及び
ニュートラルギヤにおいて摂動周波数の関数として生じ
るエンジン速度変化との間の位相差を示すグラフであ
る。図よりわかるように、9Hzより低い周波数域では位
相変化は周波数と共に大きく変化し、またギヤにより位
相変化量が大きく変化する。これに対し、10Hzを超える
領域では位相変化量は周波数に対してゆるやかに変化し
たギヤによる位相変化量の差は小さくなる。周波数が増
加すると全てのギヤにおいて位相変化量はニュートラル
の場合と同じ90゜に漸近する。ギヤが異なっても同様な
結果を得るためには摂動発生装置40により生じる摂動周
波数をフライホイール11、シャフト12及び14、及び歯車
箱13により形成される共振系の多用ギヤにおける共振周
波数よりも高くするのが望ましい。

摂動発生装置40に二値波形を出力する。各摂動サイクル
の最初の半サイクルでは摂動発生装置40は＋3.75゜の小
さな正の摂動を点火進角に加える。摂動サイクルの後半
の半サイクルでは摂動発生装置40は−3.75゜の小さな負
の摂動を点火進角を加える。摂動は点火がなされている
場合にのみ作用するのでサイクルの前半及び後半はエン
ジンの燃焼期間全体に等しい持続時間が必要である。本
実施例では各サイクルの前半は１燃焼期間に等しい持続
時間を有し各サイクルの後半は２燃焼期間に等しい持続
期間を有する。この理由を以下に説明する。

摂動波形の例を第８図に示し、これを符号47で示す。第
８図において、各点火時期は星印で示されピストンの上
死点が「TDC」により示されている。膨張サイクルを行
なっているシリンダの番号は波形41の下側に示されてい
る。

第８図の摂動波形においては摂動周波数はエンジン速度
に直接に比例する。エンジン速度が1000RPMでは摂動周
波数は11Hzである。対２図を参照するに、11Hzにおいて
は位相変化量は全てのギヤにおいて約90゜である。そこ
でエンジンが1000RPM以上に加速しても位相変化量は安
定に維持される。エンジン速度が1000RPMから600RPMの
間では対応する摂動周波数は6.7Hzとなり位相変化量は
４速ギヤにおいて90゜から大きくずれる。しかし、エン
ジン速度が1000RPMの状態で４速ギヤを使用するのは正
常な運転条件ではなくエンジンの失速を生じてしまう。
600RPMより低い速度では位相変化量は他のギヤでも90゜
からずれてしまう。そこでエンジン速度が600RPMよりも
低い場合、摂動発生装置40は点火進角への摂動を停止す
る。このように、変形実施例では通常の運転条件下にお
いて多用されるギヤにおいては摂動周波数は共振周波数
よりも高く維持される。

以下説明するように変換器16の出力信号はクランク軸の
180゜回転毎に要する時間を測定してエンジン速度を計
算するの使われる。測定は膨張サイクルを行なっている
シリンダ中のピストンが上死点を通過後クランク軸が12
0゜回転した位置で開始され次の点火順序のシリンダ中
のピストンが上死点を通過後クランク軸が120゜回転し
た位置で終了される。このように、速度計算装置30中に
おけるエンジン速度の計算はクランク軸が180゜回転す
る際の平均速度に対応する。このクランク軸の180゜の
回転は膨張サイクル中のシリンダ中のピストンが上死点
を通過後クランク軸が120゜回転した状態で終了する。
速度をこのようにして測定するのには２つの重要な理由
がある。

その一は第３図に示すフライホイール11の速度変化とク
ランク軸角との関係よりわかるように、各エンジンサイ
クル中においてはげしいフライホイール速度の変動が生
じることである。その結果、エンジン速度のはげしい変
動により、点火進角の摂動により生じたはずのエンジン
速度の測定が乱されてしまう。エンジン速度をクランク
軸が180゜回転するに要する時間を測定することにより
この問題が回避される。

その二はかかる速度測定方法により摂動波形と摂動に起
因するエンジン速度変化との間の位相差の測定が可能に
なることである。摂動は点火の瞬間に加えられ、一方エ
ンジン速度の計算がなされる位置はエンジンクランク軸
が対応する180゜の回転の途中の状態、すなわち上死点
通過後30゜の位置に対応すると考えられる。そこで、点
火の瞬間と速度が測定される位置との間にはずれが存在
する。先に摂動波形とこれに伴うエンジン速度の位相差
が90゜に漸近すると述べたが、点火の瞬間と速度が測定
される位置とにおけるピストン位置の差が90゜の摂動サ
イクルに正確に対応することは必要でない。出願人は上
記のようにして速度を測定した場合に満足すべき結果が
得られることを見出した。

便宜上、これらの測定期間を「燃焼期間」と称する。こ
の燃焼機関を第８図にT₁₁,…,T₂₃で示す。対応するエン
ジン速度はS₁₁,…,S₂₃であらわされる。

再び第１図を参照するに、速度計算手段30の出力信号は
速度変化計算装置44に供給される。速度変化計算装置44
は各摂動に起因する速度変化を計算して記憶する。例え
ば第８図に示すように２番のシリンダに負の点火進角摂
動が初めて加わった場合の速度変化はS₁₂−S₁₁と計算さ
れる。

速度変化計算装置44中における計算値は傾斜計算装置46
へ供給される。傾斜の各値は点火進角に対する正の摂動
に起因する速度変化値に対応する第１の値を求め、同じ
シリンダの点火進角に先に加えられた負の摂動に起因す
る速度変化値に対応する第２の値を求め、次いで第２の
値を第１の値から引き算することにより計算される。

例えば第８図を参照するに、３番のシリンダに正の摂動
が加わった後傾斜は次のように計算される：第１の値＝（S₂₃−S₂₂）第２の値＝（S₁₃−S₁₂）傾斜＝（S₂₁−S₂₂）−（S₁₃−S₁₂）このように傾斜を計算することにより計算結果はエンジ
ン速度の直線的な加速や減速に影響されなくなる。これ
は値（S₂₃−S₂₂）及び（S₁₃−S₁₂）が加速又は減速成分
を含んでおりこれらの成分が傾斜計算の際打消し合うた
めである。

上記の傾斜計算式により傾斜はシリンダ毎に順次計算さ
れる。これにより、点火進角がシリンダ毎に補正され
る。

変形例として、傾斜を摂動の種類毎に平均エンジン速度
より計算するようにしてもよい。例えば第８図において
傾斜を以下のように計算してもよい：傾斜＝S₁₄−（S₁₂＋S₁₃）/2 ただし、この式は得られた傾斜値が直線的な加速によっ
て影響され各シリンダ毎に傾斜を順次計算することがで
きない問題点を有する。

傾斜はさらに次の式によって計算してもよい：傾斜＝S₁₄−（S₁₃＋S₂₁）/2 この式では得られた傾斜値は直線的な加速によって影響
されることはない。

内燃エンジンにおいては特定のシリンダが他のシリンダ
よりも多くのトルクを発生する場合がある。摂動波形が
正（又は負）の摂動を形成しこの摂動が他のシリンダよ
りも一のシリンダにより頻繁に加えられた場合傾斜の計
算値にバイアスがかかりずれが生じてしまう。

第８図に示したような摂動波形では正及び負の摂動が各
シリンダに交互に加えられる。このため傾斜の計算値に
バイアスがかかるおそれはなくなる。

第８図の波形はバイアスのかかるおそれのない唯一の波
形をあらわすものではない。第9a図には符号43で４気筒
エンジン用の３値波形の例が示されている。この波形で
は摂動波形の各サイクルは３つのエンジン燃焼期間を含
んでいる。この波形では第１の燃焼期間において点火進
角に正の摂動が加わりそれに続く第２の燃焼期間におい
ては摂動は加わらず、さらにそれに続く第３の燃焼期間
では点火進角に負の摂動が加わる。

６気筒エンジンについての適当な摂動波形の例を第9b図
中に符号43によって示す。この例においては摂動波形の
各サイクルは４つのエンジン燃焼期間を含み、エンジン
サイクルの各部が２エンジン燃焼期間に相当する持続時
間を有する。

より一般的にはエンジンがｎ気筒エンインであった場合
各エンジンサイクルがｍのエンジン燃焼期間を有し一の
種類の摂動の数をａ、他の種類の摂動の数をｂとして量
（ａ・ｂ）を値ｍ以下に設定しａ及びｂをそれぞれｎ及
びｍの最大公約数の整数倍の数となるように摂動波形を
使用することによりずれの発生を回避することができ
る。

低エンジン速度において比較的高い周波数を得ると同時
に摂動波形の周波数が車輛方向の共振周波数より下がる
のに回避ないし軽減するためにはｍをできるだけ小さ
く、好ましくは2nより小さくする必要がある。

前記欧州特許第02347140号に記載の構成の例においては
別の燃焼期間を摂動波形中に周期的な間隔で導入するこ
とにより傾斜計算値がずれることが防止されている。

トルク出力対点火進角曲線はエンジン出力の点火進角に
対する傾斜がゼロになる点で唯一の最大値を有する。今
回公知の適応制御装置では点火進角はこの最大値が達成
されるように補正される。ところが、本出願人は点火進
角が傾斜を小さな負の値にするように補正された場合窒
素酸化物の排出量をわずかなエンジン出力の減少を代償
に大きく減少させることができることを見出した。窒素
酸化物の排出量を減少させる場合は点火進角を少なくと
もいくつかの運転条件下で傾斜が負になるように補正す
るのが好ましい。本実施例では点火進角は傾斜があらゆ
る運転条件下においてゼロ以下になるように補正され
る。アイドリング状態においては点火進角は傾斜が負の
値になるように補正される。

第１図において傾斜計算装置46により計算された傾斜は
加算器49において目標傾斜計算装置48より得られた目標
傾斜値と比較され、傾斜値の誤差が補正メモリ更新装置
47に供給される。目標傾斜計算装置48は点火進角基本値
計算装置36において点火進角の基本値を計算するのと同
じ方法により目標傾斜値を目標傾斜メモリ45より計算す
る。目標傾斜メモリ45は異なった傾斜値の二次元配列を
負荷及び速度の関数として含む。個々の負荷及び速度値
に対応する傾斜値はエンジンテストによって決定されエ
ンジン出力と窒素酸化物排出量との間の最適な妥協点を
与えるように設定される。メモリ45中に記憶された傾斜
値は全てゼロ以下である。補正メモリ更新装置47にはま
たエンジン速度データ及び負荷データが速度計算装置30
及び負荷変換器31より供給される。傾斜の測定値毎に更
新装置47はメモリ38中に記憶されている値を多用される
エンジン速度及び負荷を囲んで配列された４点の各々に
ついて更新する。特に、各々の配列点について新しい値
が古い補正値から以下の式にもとづいて計算され記憶さ
れる：新しい補正値＝古い補正値＋K₁ ×（重みづけ因子）×（傾斜−目標傾斜）、ただしK₁は定数であり、目標傾斜とは必要とされる傾斜
値である。

この式により、メモリ38中に記憶されている傾斜測定よ
り求められた値は積分され、傾斜測定の際のノイズが平
滑化される。定数K₁はこれらのノイズ成分を低レベルに
抑えるように十分に小さくしなければならないが一方最
適な点火進角値への収歛が急速に生じるように十分に大
きくなければならない。この式中に現われる重みづけ因
子は補正手段36及び37で使われた重みづけ因子と同じで
ある。以下、重みづけ因子の計算方法を詳細に説明す
る。

メモリ35中における配列点の密度は最適点火進角特性の
不規則性に良好に対応するように選定されているため傾
斜測定の際の情報は実際の最適特性とメモリ35中に記憶
されている最適特性との間に生じたずれをあらわす。従
ってメモリ38は点火進角を導出するのに使われた内挿過
程に対して対称的な過程及びこれを実行する方程式によ
り更新するのが合理的である。さらに、上記の方程式に
よればメモリ38中に記憶された値は各々の傾斜測定の値
の大きさに比例して補正される。このように各測定によ
り得られた情報は最大値に利用される。

第８図の摂動波形を使った迅速な傾斜測定方法とメモリ
38を更新するための上記方程式とを組合わせることにり
点火進角を最適値にエンジンの全速度及び負荷範囲にわ
たり様々な道路状態の道路で自動車を約６時間運転する
ことにより補正することができる。メモリ38はエンジン
の非動作時にも補正値が失われない不揮発形のメモリで
あるのが好ましい。このように、メモリ38はエンジン速
度及び負荷により指定される更新された補正値の完全な
スケジュールを含む。

以下、メモリ38を更新する方程式の改良側を２つ説明す
る。

多用される速度及び負荷に対する点火進角のずれの他に
も各傾斜の測定値は全ての速度／負荷面に関する情報を
含んでいる。例えば気圧の変化や燃料成分の変化に起因
する全平面にわたる点火進角のずれが生じることが考え
られる。かかる情報を有効に利用するため傾斜測定値の
各々を使ってメモリ38中の全ての補正値が以下の式に従
って更新される：新しい補正値＝古い補正値＋K₂×（傾斜−目標傾斜値）あるいはこの式を使って加算器37において計算装置39に
より計算された補正値に加えられる値を更新してもよ
い。

定数K₂は勿論上記の定数K₁よりもはるかに小さい。しか
し、定数K₂は例えば気圧などの変化に対して全負荷／速
度面を横切って数点で収歛が生じるように十分に大きく
設定する必要がある。

第２の改良例では全ての点火進角特性を分類することが
可能で、これは例えば位置変換器16の較正が不良であっ
たりあるいはドリフトが生じている場合に必要になる。
この第２の改良例では４つのオフセット補正値が別のメ
モリ中に速度／負荷面の４箇所の隅に対応して記憶され
る。また各傾斜測定値が傾斜に適当な重み因子及び適当
な定数を乗算することによりこれら４つの値を更新する
のに使われる。各補正値の計算においてはこれらの４つ
のオフセット値は適当な重み因子に乗じられ、これによ
り得られた値が多用されるエンジン速度及び負荷領域を
囲んで配列された４つの点より計算された値を加えられ
る。

上記のように、第８図の摂動波形及び傾斜計算装置46に
より実行される傾斜計算方法を使うことにより各シリン
ダについての傾斜が得られる。この変形として、各々の
シリンダに対応して補正メモリをそれぞれ設け、各々の
補正メモリを上記の方程式を使って、また必要ならば前
記２つの改良例の一部又は全部を使って更新するように
してもよい。

第１図に示す様々な機能ブロックはマイクロコンピュー
タ構成を使って実行され、この構成を第４図に示す。

第４図に示すようにこのマイクロコンピュータ構成はイ
ンテルコーポレーションの8097マイクロコンピュータ10
0を含み、マイクロコンピュータ100はデータ及びアドレ
スバス101を介して27C64型ROM102,日立6116型RWM（リー
ドライトメモリ）103、及びグリニッチインスツルメン
ツリミテッドより供給のNVR2型不揮発RWM104に接続され
る。プログラム及び固定スケジュールがメモリ102に記
憶され、一時変数がメモリ103に記憶され、点火進角の
補正値がメモリ104に記憶される。

マイクロコンピュータ構成は速度計算装置30と、摂動発
生装置40と、速度変化計算装置44と、傾斜計算装置46
と、更新装置47と、メモリ35,38及び45と、計算装置36,
39及び48と、加算器37,47及び49と、ドウェル制御装置1
7の一部とを形成する。

負荷変換器31は通常の信号整形回路105を介してマイク
ロコンピュータ100のアナログ入力端子へ供給される。
位置変換器16は可変リラクタンス形の装置であってエン
ジンクランク軸上に取付けられた歯車と協働する。この
歯車では基準位置に対応する歯が除去されている。変換
器16は信号整形回路106を介してマイクロコンピュータ1
00の高速入力端子に接続される。

マイクロコンピュータ100の高速出力はドウェル制御回
路107の力に接続される。ドウェル制御回路107はメモリ
102中に記憶されているプログラムの一部分と協働して
第１図に示すドウェル制御装置17の動作を実行する。ド
ウェル制御回路107はエスジーエスリミテッドより供給
のL497型ドウェル制御回路である。ドウェル制御回路40
7は点火コイルの巻線に正しいタイミングで電流を流し
電流が遮断される直前に電流値が必要なレベルに達する
ように制御する。ドウェル制御回路107はまたコイルに
流れる電流を必要な電流レベルに達してから電流が遮断
されるまでのわずかな間必要なレベルに制限する。ドウ
ェル制御回路107の出力は先に第１図に参照して説明し
たようにコイル及びディストリビュータ19の入力端子に
接続されているパワー段に接続される。

第５図はプログラムを形成するモジュール及びこれらの
モジュール間におけるデータの流れを示す。プログラム
はモジュールMISDET112,IGNLU113,SAFIRE114及びDWELL1
15よりなる。モジュールIGNLUはサブモジュールLOOK U
Pを参照し、またモジュールSAFIREはサブモジュールMAP
STORE及びLOOK UP CORRECTIONを参照する。図示はし
ていないがSAFIREはまたサブモジュールLOOK UP TARG
ED SLOPEをも参照する。第５図はまた固定点火進角値
を有し第１図のメモリ35に対応する固定点火進角スケジ
ュール110をも示す。第５図はさらに点火進角補正値を
有し第１図のメモリ38に対応する点火進角補正値スケジ
ュール111をも示す。

モジュールMISDETは割込み信号「歯割込み」信号を供給
されこの信号が供給される毎に動作を実行する。変数
「歯」がモジュールDWELLに供給され、変換器16と協働
する歯車の１つの歯に対応する精度でクランク軸の位置
をあらわす。モジュールMISDETは歯と歯の間の間隔を比
較して歯の欠落部分、すなわち基準位置を検出する。歯
の欠落部分が検出されるとモジュールMISDETは変数
「歯」とクランク軸の絶対位置との間の関係を確立す
る。またモジュールMISDETは膨張サイクル中のシリンダ
内のピストンが上死点位置通過後120゜の位置から始ま
り次の燃焼順序にあるシリンダ中のピストンが上死点通
過後120゜の位置に達した瞬間に終る燃焼期間をも計算
する。この期間のデータは変数「燃焼期間」としてモジ
ュールIGNLUに送られる。

モジュールIGNLUはまた要求負荷に対応したマニホール
ド圧をあらわす変数「マニホールド圧力」をも供給され
る。変数「マニホールド圧力」はマイクロコンピュータ
100の一部をなすA/D変換器により変換された変換器31の
出力信号より導出される。モジュールIGNLUはエンジン
速度をあらわす変数「エンジン速度」を「燃焼期間」に
もとづいて計算し、これをSAFIRE及びDWELLに送る。

スケジュール110及び111では点火進角値が16行16列の配
列の形で記憶される。各配列において横軸及び縦軸はそ
れぞれエンジンの速度及び負荷に対応し、横軸及び縦軸
はいずれも16のエンジン速度及び負荷値に対応する。す
なわち、各配列点は一のエンジン速度値及び一の負荷値
に対応する点火進各値をあらわす。

スケジュール110及び111をアドレスする際はモジュール
IGNLUがそれぞれのエンジン速度及び負荷に対応するア
ドレス変数「速度インデクス」及び「負荷インデクス」
を形成する。これらのアドレス変数はいずれもより低い
16のエンジン速度値及び負荷値に対応して０〜15のうち
の一の値をとる。これらの変数は多用される速度及び負
荷の直下のエンジン速度及び負荷に対応する値に設定さ
れる。アドレス変数「速度インデクス」及び「負荷イン
デクス」はサブモジュールLOOK UP,MAP STORE、及びL
OOK UP CORRECTIONに供給される。

モジュールIGNLUはまた前記４つの重みづけ因子である
４つの変数「MAP INT ０〜３」を計算する。これら４
つの重みづけ因子「MAP INT ０〜３」はそれぞれ４つ
のアドレス（「速度インデクス」，「負荷インデク
ス」），（「速度インデクス」＋1,「負荷インデク
ス」）（「速度インデクス」，「負荷インデクス」＋
１），（「速度インデクス」＋1,「負荷インデクス」＋
１）に対応する。重みづけ因子「MAP INT ０〜３」を
多用される速度及び負荷状態について計算する方法を第
６図に示す。第６図を参照するに、速度／負荷面中に各
隅がそれぞれアドレス（「速度インデクス」，「負荷イ
ンデクス」），（「速度インデクス」＋1,「負荷インデ
クス」），（「速度インデクス」，「負荷インデクス」
＋１），（「速度インデクス」＋1,「負荷インデクス」
＋１）に対応する位置に位置する主四辺形が形成され
る。この主四辺形は多用される速度及び負荷域を画成す
るがさらに横軸及び縦軸に平行な線によって小四辺形部
分A0,A1,A2及びA3に分割される。これら４つの配列点に
対応する重み因子は配列点に対角線上で対向する位置に
ある小四辺形部分の面積を主四辺形の面積で割算するこ
とにより計算される。この重みづけ因子MAP INT ０〜
３は以下の値を有する： MAP INT ０＝AO/A MAP INT １＝A1/A MAP INT ２＝A3/A MAP INT ３＝A4/A ただし、Ａ＝A0＋A1＋A2＋A3。

モジュールIGNLUはサブモジュールLOOK UPを呼出して
先に説明した内挿過程により基本点火進角値を変数「SP
K ANG BASE」として求める。「SPK ANG BASE」はデ
ータ位置を超えたクランク軸の回転を基準にして点火進
角値を定義する。そこで点火進角の増加と共に「SPK A
NG BASE」の値は減少する。モジュールIGNLUは次いで
この変数「SPK ANG BASE」をモジュールSAFIREに供給
する。

モジュールIGNLUは歯の欠落部が検出される度に実行さ
れてモジュールIGNLUの後にモジュールSAFIREが実行さ
れる。

モジュールSAFIREは摂動波形を形成し、点火進角に対す
る摂動を決定し、摂動によって生じるエンジン速度の変
化を計算し、点火進角に対するエンジン出力の傾斜をあ
らわす変数「傾斜」を計算する。このモジュールは傾斜
測定値を目標傾斜測定値と比較して変数「傾斜誤差」を
求め、この「傾斜誤差」を使って点火進角補正スケジュ
ールを更新する。このモジュールはこのスケジュールか
ら点火進角に対する補正値を取出す。モジュールSAFIRE
はまた基本点火進角値を摂動値及び計算された補正値と
加算して点火進角値に対応するコマンド値SPK ANGを求
め、これをモジュールDWELLに供給する。以下、モジュ
ールSAFIREを第７図のフローチャートを参照しながら説
明する。

モジュールSAFIREにおいてはステップ200で変動「エン
ジン速度」が検査される。エンジン速度が600RPMより小
である場合はステップ201で「SPK ANG」が「SPK ANG
BASE」に等しく設定され摂動は加えられない。エンジ
ン速度が600RPMを超えている場合は、プログラムはステ
ップ202へ進む。

ステップ202では変動「加速度」が式（「エンジン速
度」−「旧速度」）により求められる。ただし、「旧速
度」はモジュールSAFIREが先の実行時に入手可能な変数
「エンジン速度」の値をあらわす変数である。第８図に
おいて、モジュールSAFIREの一連の実行動作を符号221
〜228として示す。そこで、例えば符号225により示した
SAFIREの実行の際は変数「加速度」はS₁₃−S₁₂と与えら
れる。これは符号223で示したSAFIREの実行中に形成さ
れた摂動により生じたエンジン速度の変化に対応する。
一般に、変数「加速度」は最後になされたSAFIREの実行
により形成された摂動により生じたエンジン速度の変化
に対応する。

ステップ202の後、変数「旧速度」はステップ３で「エ
ンジン速度」に設定される。次いでプログラムはステッ
プ204に進む。

ステップ204では変数「状態」及び「シリンダ」が計算
される。先にも説明したように、摂動波形の各サイクル
は３つのエンジン燃焼期間を含み、変数「状態」は各サ
イクルの第1,第２及び第３の燃焼期間に対応した値0,1,
2を有する。変数「状態」が０及び１である場合、モジ
ュールSAFIREは点火進角に負の摂動を加え、一方「状
態」が２である場合、モジュールは正の摂動を加える。
第８図には変数「状態」の値を示す。変数「シリンダ」
は変数「エンジン速度」の現在他が対応するシリンダの
番号である。このように、符号225で示すSAFIREの実行
中は「エンジン速度」は値S₁₃をまた「シリンダ」は値
３を有する。

ステップ204に続きステップ205において「状態」の値が
検査され「状態」値が０か１か２でプログラムはステッ
プ206,207及び208にそれぞれ分岐する。

ステップ206及び207では摂動に対応する変数「ディザ
ー」が＋3.75に設定されステップ208では変数「ディザ
ー」が−3.75゜に設定される。−3.75゜の「ディザー」
は進んだないし正の摂動に対応する。ステップ206及び2
08の後、プログラムはステップ211にジャンプし、ステ
ップ207の後プログラムはステップ209に進む。

ステップ209では変数「傾斜」が「加速度」−「アクセ
ル（シリンダ）」によって計算される。「アクセル（シ
リンダ）」は「シリンダ」が現在の値を有するような状
態で先にモジュールSAFIREを実行した際の「加速度」の
値に対応する。そこで変数「傾斜」は現在の「シリンダ
変数値を有するシリンダにおける点火進角はに対するエ
ンジン出力変化の傾斜をあらわす。ステップ209の後、
プログラムはステップ215へ進む。

ステップ215ではサブモジュール「LOOK UP TARGET S
LOPE」が呼出される。このサブモジュールは変数「速度
インデックス」，「負荷インデックス」、及びMAP0〜３
の値を使用する。これらの値はINGLUより供給されてメ
モリ中に記憶されている目標傾斜値より変数「目標傾
斜」を計算するのに使われる。

ステップ216では変数「傾斜誤差」が「目標傾斜」−
「傾斜」により計算される。

ステップ210においてはモジュールMAP STOREが呼出さ
れる。このモジュールは最も後に計算された「傾斜誤
差」値を「MAP INT0〜３」の値、「速度インデク
ス」、及び「負荷インデクス」と組合わせて使う。これ
らの値はINGLUモジュールより供給されて点火進角補正
スケジュール111を更新するのに使われる。この過程は
第１図に説明したのと同じである。ステップ210の後、
プログラムはステップ211へ進む。

ステップ211ではサブモジュールLOOK UP CORRECTION
が呼出される。このサブモジュールは点火進角補正スケ
ジュールに対する適当な補正をあらわす変数「補正」の
値を計算する。この変数は第６図に説明した内挿法によ
って計算される。

次いでステップ212において変数SPK ANG OPTがSPK A
NG BASE及び変数「補正」の和として計算される。SPK
ANG OPTは多用されるエンジン速度及び負荷について
の最適な点火進角をあらわす。

ステップ213では点火進角のコマンド値をあらわす変数S
PK ANGがSPK ANG OPT及び変数「ディザー」の和とし
て求められる。このように絶対値がクランク軸回転角で
3.75゜の正及び負の摂動が最適な点火進角に加えられ
る。

最後にステップ214において変数「アクセル（シリン
ダ）」が「加速度」の現在値に等しく設定される。

再び第５図を参照するに、ルーチンDWELLは変数
「歯」，「エンジン速度」及び「SPK ANG」を使って各
火花の形成を制御する変数「コイル駆動」の値を計算す
る。特に、変数「コイル駆動」はマイクロコンピュータ
100の「高速」出力をエンジンクランク軸がコマンド点
火進角位置を過ぎた場合にローに変化させまた十分に早
いタイミングでハイに変化させて点火コイル中の１次電
流を所望値に設定するのを可能にする。

エンジン速度の点火進角に加えられる摂動に対する応答
性は共振速度よりも高速の領域ではエンジン速度の増大
と共に低下する。これを補償するために例えば変数「傾
斜」にエンジン速度に比例する、換言すれば摂動周波数
に比例する変数を乗算するようにしてもよい。全体的な
S/N比は大部分のノイズが燃焼過程で形成され従って駆
動系の応答によっても影響されるため、エンジン速度と
共に変化することはない。

以上に説明した実施例は火花点火エンジンにおける点火
進角に摂動を加えてこのパラメータを補正する場合であ
ったが、本発明にかかる用途に限定されるものではな
い。例えば本発明は圧縮点火エンジンにおいて燃料噴射
タイミングに摂動を加えてこのパラメータを補正するよ
うな場合においても使用することができる。また、火花
点火エンジン及び圧縮点火エンジンのいずれにおいても
空燃費が所定のスケジュールに従って設定されるが、本
発明はこの空燃比に摂動を加えてこのパラメータを補正
するように使うこともできる。圧縮点火エンジン及び火
花点火エンジンのいくつかにおいては排気ガスがエンジ
ンの吸入空気に所定の比率で混合される。本発明はかか
る比率に摂動を加えることによりパラメータを最適化す
るのに使うこともできる。

以上の例では点火進角に摂動が加えられると同時にこの
パラメータが傾斜測定の結果に従って補正される。しか
し、本発明は一のパラメータに摂動を加えると同時に他
のパラメータを補正するように変型することもできる。
例えば点火進角に摂動を加えると同時に傾斜測定を使っ
て空燃比スケジュールを補正するようにすることもでき
る。傾斜測定にもとづく空燃比スケジュールの調整は欧
州特許出願第0210766号に記載されている。

第４図〜第７図に説明した装置にはまた固定点火進角ス
ケジュール110及び点火進角補正スケジュール111が設け
られている。これに対し、当初は固定スケジュールを有
するがその値が傾斜測定と共に更新される単一の点火進
角スケジュール111を設けるようにしてもよい。

別の変形例では単一のメモリロケーションがスケジュー
ル111面中の全速度／負荷面にわたって設けられる。

本発明の理解を助けるため、第１図の適応制御装置を以
下第10図を参照しながらより概略的に再び説明する。第
10図は第１図に略対応する制御装置を機能的に示すブロ
ック図である。説明を簡素化するためフライホイール1
1、ギヤボックス13、シャフト12,14、駆動輪15、ドウェ
ル制御装置17、パワー段18、点火プラグ20、計算装置3
6,39,44,48、及び補正メモリ更新装置47は省略してあ
る。

第10図は４気筒エンジン10の制御装置を示す。位置変換
器16はエンジンクランク軸の位置を検出し、また速度計
算装置30は変換器16の出力信号に応じてエンジン速度を
計算する。位置変換器16及び速度計算装置は全体としと
エンジン出力検出器を構成する。

制御装置は点火進角の基本値を有するメモリ35と点火進
角値の補正値を有するメモリ47とを含む。この点火進角
値はエンジン制御パラメータである。

メモリ35及び47の出力は加算器37のそれぞれの入力端子
に供給される。加算器37の出力信号は加算器41の入力端
子に供給され加算器47の出力信号はコイル及びディスト
リビュータ17へ入力されて点火タイミングを制御する。

制御装置は位置変換器より出力信号を供給される摂動発
生装置40を含む。摂動発生装置40は摂動波形を形成し、
点火進角に摂動を加えるべく摂動発生装置40の出力は加
算器41の他の入力端子に供給される。摂動波形は２つの
部分に分けられる。第１の部分は単一のエンジン燃焼期
間よりなりこの間に点火進角に正の摂動が加えられる。
第２の部分は２つのエンジン燃焼期間よりなり、点火進
角に負の摂動が加えられる。

摂動発生装置40及び計算装置30の出力は傾斜計算装置に
供給されてエンジン速度に対するエンジン出力変化の傾
斜が計算される。

傾斜計算装置46の出力は加算器49の負側入力端子に供給
される。また目標傾斜値を有するメモリ48よりの出力が
加算器49の正側入力端子に供給される。加算器49の出力
信号は実際の傾斜と目標傾斜との差をあらわす。この出
力信号がメモリ47へ送られて補正値が更新される。

以上の説明は特定の波形の摂動に関するものである。よ
り一般的にｎ気筒のエンジンにおいて波形の各サイクル
は2nよりも小さいｍのエンジン燃焼期間を含み、摂動波
形はエンジンの各シリンダが正及び負の摂動を同数回受
けるように構成される。一の種類の摂同がａ回、他の種
類の摂動がｂ回あった場合、値（ａ＋ｂ）をｍ以下にす
るのが好ましく、またａ及びｂをそれぞれｎ及びｍの最
大公約数の整数倍にするのが好ましい。

要約すると、本発明による４気筒火花点火エンジンの適
応制御装置は基本値を記憶するメモリ（35）と、点火進
角の補正値を記憶するメモリ（35）とを有する。これら
の値にもとづいて基本値及び補正値が計算されて加算器
（37）中で加算される。加算器（37）の出力信号は加算
器（41）の一方の入力端子に供給され、加算器（41）の
出力信号はドウェル制御装置へ供給される。点火進角に
正及び負の摂動を加えるため摂動発生装置（40）の出力
が加算器（41）の他の入力端子へ印加される。エンジン
速度の点火進角による変化の際の実施の傾斜値が傾斜計
算装置（46）によって計算され、その出力信号が加算器
（49）の負側入力端子に供給される。メモリ（45）中に
記憶された値にもとづいて計算された目標傾斜値が加算
器（49）の正側入力端子に供給される。メモリ（45）の
値はゼロ以下である。加算器（49）の出力は更新装置に
送られてメモリ（38）中に記憶されている補正値を更新
するのに使われる。

摂動波形の角々は３つのエンジン燃焼期間を含む。第１
の燃焼期間において点火進角に正の摂動が加えられ残り
２つの燃焼期間において負の摂動が加えられる。かかる
摂動サイクルパターンを使うことによりエンジンサイク
ルと摂動サイクルの同期が回避され、しかも摂動周波数
を通常の運転条件下における車輛駆動系の共振周波数以
上に維持することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による適応制御装置の機能部分を示す
図、第２図は摂動波形とこれに伴って生じるエンジン速
度の変化を摂動周波数の関数として示すグラフ、第３図
はエンジン速度をクランク角の関数として示すグラフ、
第４図は第１図の機能部分を構成するマイクロコンピュ
ータ構成のブロック図、第５図は第４図の制御装置の一
部を形成するコンピュータプログラムのレイアウトを示
す図、第６図はプログラム中で使われる重みづけ因子の
計算をあらわす図、第7a図及び第7b図はプログラムの一
部に含まれるフローチャート、第８図は第１図の制御装
置のタイミング図、第9a及び第9b図は本発明による他の
２つの実施例のタイミング図、第10図は第１図の適応制
御装置の機能部分を簡略化した形で示す図である。 10……エンジン、11……フライホイール、12,14……シ
ャフト、13……歯車系、15……駆動輪、16,31……変換
器、17……ドウェル制御装置、18……パワー段、19……
ディストリビュータ、20……点火プラグ、30……速度計
算装置、35,45……メモリ、36,39……計算装置、37,41,
49……加算器、36……補正メモリ、40……摂動発生装
置、44……速度変化計算装置、46……傾斜計算装置、47
……メモリ更新装置、48……目標傾斜計算装置、100…
…コンピュータ、101……アドレスバス、102……ROM、1
03,104……RWM、106……信号整形回路、107……制御回
路、110……スケジュール、111……点火進角補正スケジ
ュール、112,113,114……プログラムスケジュール、200
〜216……ステップ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン制御パラメータ（以下「該被摂動
パラメータ」と称する）の基本値を決定する手段（35,3
6）と；該被摂動パラメータに該基本値の回りで摂動を
加えるべく摂動波形を形成し該被摂動パラメータに波形
の１サイクル毎に正及び負の摂動を加える摂動発生手段
（40）と；エンジン出力モニタ手段（16,30）と；該被
摂動パラメータに対するエンジン出力変化の傾斜を計算
する手段（46）と；該傾斜にもとづいて少なくとも一の
エンジン制御パラメータ（以下「補正パラメータ」と称
する）に補正を加える手段（38,39）とよりなり、ｎ個
のシリンダを有するｎ気筒のエンジンにおいて、該摂動
波形の各サイクルは、その中に、ｍ回のエンジン燃焼を
包含する時間を有することを特徴とし、且つ、数ｍは、
2n（上記シリンダの数の２倍）より少ない数値であるこ
とを特徴とし、且つ、該波形は、エンジンの各シリンダ
がエンジン速度に無関係に正及び負の摂動を他のシリン
ダと同じ回数だけ受けるように形成されることを特徴と
する内燃エンジンの適応制御装置。
【請求項２】摂動波形の各サイクルにおいて一の種類の
摂動がａ回、他の種類の摂動がｂ回存在した場合に（ａ
＋ｂ）をｍ以下、またａ及びｂをいずれもｎ及びｍの最
大公約数の整数倍に等しくなるように選ぶことを特徴と
する請求項１記載の適応制御装置。
【請求項３】４気筒内燃エンジンにおいてｍの値は３で
あり、ａの値は１であり、ｂの値は２であることを特徴
とする請求項１記載の適応制御装置。
【請求項４】６気筒内燃エンジンにおいてｍの値は４で
あり、ａの値は２であり、ｂの値は２であることを特徴
とする請求項１記載の適応制御装置。
【請求項５】エンジン速度が所定値より低い場合には該
被摂動パラメータに摂動が加わることはないことを特徴
とする請求項１〜４のうちいずれか一項記載の適応制御
装置。
【請求項６】適応制御装置は各摂動に対応するエンジン
燃料期間を測定する手段（46）を含み、また計算手段
（46）により該燃焼期間にもとづいて傾斜の各値を計算
することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか
一項記載の適応制御装置。
【請求項７】該計算手段（46）は特定のシリンダについ
て正及び負の摂動に対応する燃焼期間より傾斜を計算す
ることを特徴とする請求項６記載の適応制御装置。
【請求項８】該計算手段は一の種類の摂取に対応する特
定のシリンダにおける燃焼期間とその直前の他の種類の
摂動に対応する燃焼期間との間におけるエンジン速度の
変化に関係した第１の値を計算し、他の種類の摂動に対
応する該特定のシリンダにおける先の燃焼期間とそのさ
らに直前の他の種類の摂動に対応する燃焼期間との間に
おけるエンジン速度の変化に関係した第２の値を計算
し、次いで該第１及び第２の値の差として傾斜値を計算
することを特徴とする請求項７記載の適応制御装置。
【請求項９】該摂動パラメータは点火タイミングパラメ
ータであることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれ
か一項記載の適応制御装置。
【請求項１０】該点火タイミングパラメータは点火進角
値であることを特徴とする請求項９記載の適応制御装
置。
【請求項１１】該点火タイミングパラメータは燃料噴射
タイミングであることを特徴とする請求項９記載の適応
制御装置。
【請求項１２】該摂動パラメータと同一の単一の補正パ
ラメータが存在することを特徴とする請求項１ないし11
のうちいずれか一項記載の適応制御装置。
【請求項１３】負荷に弾性シャフト（12,13）及び歯車
系（13）を介して結合されたフライホイール（11）有
し、該フライホイール（11）と弾性シャフト（12,14）
と歯車系（13）とは該歯車系（13）により設定される減
速比の各々に対応する共振周波数を有する共振系を形成
する動力伝達系に協働する内燃エンジン（10）の適応制
御装置であって；エンジン制御パラメータ（以下「該被
摂働パラメータ」と称する）の基本値を決定する手段
（35,36）と；摂動波形を形成し正及び負の摂動を該摂
動波形の１サイクルにわたり該被摂動パラメータに加え
ることにより該被摂動パラメータを該基本値を基準とし
て摂動させる摂動発生手段（40）と；エンジン出力をモ
ニタする手段（16,30）と；該被摂動パラメータに対す
るエンジン出力変化の傾斜を計算する手段（46）と、；
該傾斜を使って少なくとも一のエンジン制御パラメータ
（以下「補正パラメータ」と称する）に補正を加える手
段（38,39）とよりなり；該摂動波形の周波数は通常の
運転条件下において多用される減速比における該共振系
の共振周波数よりも高く設定され、該波形はエンジンの
各シリンダがエンジン速度に無関係に他のシリンダと同
数の正及び負の摂動を受けるように形成されることを特
徴とする請求項１記載の適応制御装置。
【請求項１４】点火タイミングパラメータの基本値の回
りで摂動を加える手段（40）と、エンジン出力をモニタ
する手段（16,30）と、該エンジン点火タイミングパラ
メータの変化に対するエンジン出力変化の傾斜を計算す
る手段（46）とよりなる内燃エンジン（10）の適応制御
装置であって、少なくとも一の入力パラメータを少なく
ともいくつかの運転条件下において該傾斜値が負になる
ように制御する手段（38,39,45,47,48,49）を含み、該
負値は車輛の運転条件の関数であることを特徴とする適
応制御装置。
【請求項１５】該負の傾斜値はエンジン速度及び負荷の
関数として決まることを特徴とする請求項14記載の適応
制御装置。
【請求項１６】火花点火エンジンにおいて、該点火タイ
ミングパラメータは点火進角値であることを特徴とする
請求項14又は15記載の適応制御装置。
【請求項１７】圧縮点火エンジンにおいて、該点火タイ
ミングパラメータは燃料噴射タイミングであることを特
徴とする請求項14又は15記載の適応制御装置。
【請求項１８】摂動波形を形成することによりエンジン
制御パラメータ（以下「該被摂動パラメータ」と称す
る）に摂動を加え、該摂動波形の１サイクル毎に該被摂
動パラメータに正及び負の摂動を加え、該摂動に対する
エンジン出力の応答から該摂動パラメータに対するエン
ジン出力変化の勾配を計算し、該勾配を使って少なくと
も一のエンジン制御パラメータ（以下「補正パラメー
タ」と称する）に補正を加える段階よりなり、ｎ個のシ
リンダを有するｎ気筒のエンジンにおいて、該摂動波形
の各サイクルは、その中に、ｍ回のエンジン燃焼を包含
する時間を有することを特徴とし、且つ、数ｍは、2n
（上記シリンダの数の２倍）より少ない数値であること
を特徴とし、且つ、該波形はエンジンの各シリンダがエ
ンジン速度に無関係に正及び負の摂動を他のシリンダと
同じ回数だけ受けるように形成されることを特徴とする
内燃エンジンの制御方法。
【請求項１９】摂動波形の各サイクルにおいて一の種類
の摂動がａ回、他の種類の摂動がｂ回存在した場合に
（ａ＋ｂ）をｍ以下、またａ及びｂをいずれもｎ及びｍ
の最大公約数の整数倍に等しくなるように選ぶことを特
徴とする請求項18記載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２０】４気筒内燃エンジンにおいて、ｍの値を
３、ａの値を１、ｂの値を２に選定したことを特徴とす
る請求項18記載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２１】６気筒内燃エンジンにおいて、ｍの値を
４、ａの値を２、ｂの値を２に選定したことを特徴とす
る請求項18記載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２２】エンジン速度が所定値より低い場合には
該被摂動パラメータに摂動が加えられないことを特徴と
する請求項18ないし21記載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２３】さらに、各摂動に対応するエンジン燃焼
期間を測定する段階を含み、該傾斜計算段階においては
計算手段により該燃焼期間にもとづいて傾斜の各値が計
算されることを特徴とする請求項18ないし22のうちいず
れか一定記載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２４】該傾斜計算段階において、傾斜値は正及
び負の摂動に対応する特定のシリンダの燃焼期間より計
算されることを特徴とする請求項23記載の内燃エンジン
制御方法。
【請求項２５】該計算段階においては一の種類の摂動に
対応する特定のシリンダにおける一の燃焼期間とその直
前の他の種類の摂動に対応する燃焼期間との間における
エンジン速度の変化に関係した第１の値が計算され、他
の種類の摂動に対応する該特定のシリンダにおける先の
燃焼期間とそのさらに直前の他の種類の摂動に対応する
燃焼期間との間におけるエンジン速度の変化に関係した
第２の値が計算され、次いで該第１及び第２の値の差と
して傾斜値が計算されることを特徴とする請求項24記載
の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２６】該摂動パラメータは点火タイミングパラ
メータであることを特徴とする請求項18ないし25のうち
いずれか一項記載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２７】該点火タイミングパラメータは点火進角
値であることを特徴とする請求項26記載の内燃エンジン
の制御方法。
【請求項２８】該点火タイミングパラメータ燃料噴射タ
イミングパラメータであることを特徴とする請求項26記
載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項２９】摂動パラメータと同一の単一の補正パラ
メータが存在することを特徴とする請求項18ないし28の
うちいずれか一項記載の内燃エンジンの制御方法。
【請求項３０】負荷に弾性シャフト及び歯車系を介して
結合されたフライホイールを有し該フライホイールと弾
性シャフトと歯車系とは該歯車系により設定される減速
比の各々に対応する共振周波数を有する共振系を形成す
る動力伝達系に協働する内燃エンジンの制御方法であっ
て；摂動波形を形成し、該摂動波形の１サイクル毎にエ
ンジン制御パラメータ（以下「該被摂動パラメータ」と
称する）に摂動波形を加えることにより該被摂動パラメ
ータを摂動させ、該被摂動パラメータに対するエンジン
出力変化の勾配を該摂動に対するエンジン出力の応答よ
り計算し、該傾斜を使って少なくとも一のエンジン制御
パラメータに補正を加える段階よりなり、該摂動波形の
周波数は通常の運転条件下において多用される減速比に
おける該共振系の共振周波数よりも高く設定され、該波
形はエンジンの各シリンダがエンジン速度に無関係に他
のシリンダと同数の正及び負の摂動を受けるように形成
されることを特徴とする請求項18記載の方法。
【請求項３１】点火タイミングパラメータに基本値を基
準にして摂動を加え、エンジン出力をモニタし、該点火
タイミングパラメータの摂動に対応したエンジン出力変
化の傾斜を求め、少なくとも一の入力パラメータを少な
くともいくつかの運転条件下において該傾斜が車輛の運
転条件の関数として定まる所定の負値になるように制御
する段階よりなる内燃エンジンの制御方法。
【請求項３２】該負の傾斜はエンジン速度と負荷の関係
として定まることを特徴とする請求項31記載の方法。