JPS60178955A - 内燃機関の燃料空気混合気調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ）技術分野 本発明は内燃機関の燃料空気混合気調整装置、さらに詳
細にはテスト信号発生器を用い燃料供給￥−を変化させ
最小燃料消費率に制御する極値制御を備えた内燃機関の
燃料空気混合気調整装置に関する。

口）従来技術 従来、内燃機関の部分負荷領域において混合気の組成を
消費率が最小になるように制御する方法か知られている
。極値制御を行う場合そのために内燃機関に供給される
空気量をテスト信−冗により変動させる方法が提案され
ている。空気バイパス路、絞り弁並びに各シリンク間の
区間が比較的長いために遅延時間が発生し、それにより
変動周波数は制限され制御特性は比較的緩慢なものとな
ってしまう。そのために高価な操作器、例えば空気弁を
空気バイパス路に必要とする。

この問題を解決するために、例えばドイツ特許公開公報
第２９４１９７７号にはテスト信号により燃料供給量を
変化させ効率が最大になるところを介して最小燃料消費
率の動作点をめ、それによって燃料消費率を最小値に制
御する極値制御が提案されている。その場合効率最大点
は内燃機関の回転トルクと燃料供給量信号の商をめるこ
とによって得ている。この場合も高価なトルクセンサや
少なくとも割算を実行する計算ユニフトが必要となると
いう欠点がある。

ハ）［」的 従って本発明はこのような従来の欠点を解決するために
成されたもので、ざらにセンサなどを必要とすることな
く燃料消費率を最小値に制御できる極値制御を備えた内
燃機関の燃料空気ｌ昆合気調整装置ηを提供することを
目的とする。

二）発明の構成 本発明はこの目的を達成するために燃料消費率を最小値
に制御するための入力信号として回転数と燃料供給量信
号を用いる構成を採用した。

ホ）実施例 以下図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

−）３／″（■！の１［１ 本発明による制御では燃料消費率（燃費）を最小値にす
る。排気ガス放出を少なくする。良好な走行特性を達成
するなどの要件を解決するために成されている。

その場合一般的に言って以下に詳細に説明するように種
々の制御方法が用いられ、それによって構成が簡単で安
価なセンサや操作器を用いることか＋４（能になり、保
守が少なく長期間の安定性が達成される。さらに製造品
のばらつきが無視でき、例えはセンサの交換性が確実に
なり、本発明装置を種々のエンジンに簡単に適合させる
ことができる。さらに閉ループ１１Ｊ］御を用いること
により、始動時、暖機運転時、アイドリンク時並ひに全
負荷時において内燃機関の駆動特性を最適化できるなと
、機能的に種々の動作特性を向」ニさせることができる
。同様なことが例えば加速時や減速運転時（エンジンブ
レーキ）の間など内燃機関が定常モードにない場合にも
あてはまる。

発生し得る外乱量を検出はするが、燃焼工程やカスの伝
播時間が不均一であることにより内燃機関を比較的緩慢
にしか新しい条件に適合させることができない閉ループ
制御と異なり、開ループ制御では人力条件が変化しても
それに急速に適合させることができる。しかし開ループ
制御では外乱量の検出は不完全であり、またかなり複雑
な構成を特徴とする特性値発生器によりまず基本制御値
を発生させ、それを縦続制御（カスケード／制御）によ
り調節する自己適合する（学習能力のある）特性値発生
器を用いることによりそれぞれ開ループ制御と閉ループ
制御の利点を用いることがｆｉ（能になる。

第１１Δにはガソリン式（オツト一式）内燃機関の特性
か図示されており、第１図（ａ）には燃料の准をパラメ
ータとして（点線で図）Ｊの、ないし空気量をパラメー
タとして（実線で図示）空気比ないし空気過剰率入に対
して出力に比例する平均有効圧力ｒｅが図示されている
。この特性からある範囲を持った所定の平均有効圧力な
いし出力（この例ではＰｅ＝５パール）を任意のλ値を
用いて実現することができることがわかる。その場合釣
人＝１．１の空燃比のところで燃料は最も少なくなる。

これは燃料の槍を一定とした特性（点線）が入−１，１
の領域で最大値になることに起因している。これに対し
て空気量を一定に保った場合の出力最大値は入＝０．８
近辺の領域で得られる。最初の場合、すなわち燃料の量
を一定に保った場合には燃料と空気の混合気のλ値が１
．１になるように空気量を制御したときに内燃機関は最
大出力に達することになる。燃料を定める燃料主導型（
空気、ψ調節型）の噴射装置では空気量は出力が最大値
になるように調節されるので、内燃機関は自動的に燃木
）消費率が最小値となる領域で運転されることになる。

一方第２の場合、すなわち内燃機関が空気量を一定とし
て最大出力を得る場合には入−０，９で駆動されるので
、最大出力を目指す運転となる。この関係が第１図（ｂ
）に図示されており、同図では一定の平均有効圧力Ｐｅ
に対してλ値に対する空気！（ｍＬ）ないし燃料の（ｉ
ｉ：（ｍＫ）が図示されている。この平均有効圧力では
混合気のλ値が１．１になった時に燃料値は最小値に達
する。この点は従って最小燃料消費率ｂｅ　ｍｉｎと同
じになる。

それに対して最小空気φでこの平均有効圧力を達成する
場合は混合気のλ値は０．９となる。従って内燃機関の
出力最大値Ｐｍａｘは空気量を定めた場合に得られる。

この関係から内燃機関の１昆合気組成を制御するにあた
っては次のような制御が考えられる。すなわち低負荷な
いし部分負荷領域では内燃機関の燃料消費率が最小値と
なるように、すなわち第１図（ａ）に点線で図示した特
性が最大イ＋ｔｉとなるように制御を行い（ｂｅ　ｍｉ
ｎ制御）、それに対し高負荷ないし全負荷時には出力最
大値、すなわち第１図（ａ）で実線で図示した特性が最
大値となるように制御を行うようにする（Ｐｍａｘｉｌ
ｌＪＩ御）。いずれの場合も目標値は燃料のおないし空
気量を定めた場合内燃機関の出力が最大値となる値によ
って与えられるので、極値制御が可能になる。同様に内
燃機関の出力値に従って対応する混合気の入目標値を与
える入特性制御も考えられる。

例えば入制御（空燃比フィードバック制ｉｉＤ　）、ノ
ッキング制御あるいは点火時点制御などのような内燃機
関の閉ループ制御では遅延時間が発生するために外乱量
に対しては比較的緩慢にしか応答できない。従って内燃
機関において急速にしかもタイナミックに応答するよう
にできるために特性値をあらかじめ形成して（以下基本
制御という）おくのが好ましい。その後縦続制御（カス
ケード／制御）により例えば乗算的あるいは加算的にこ
の基本制御値ないし予υ１１制御値に作用させるように
する。例えばメモリやマイクロコンピュータなどのよう
な電子手段を用いれば例えば回転数と負荷に従って特性
値をアドレスできる特性値発生器（ＲＯＭ　、ＲＡＭ等
記憶装置で実現される）を用い基本制御ないし予備制御
を実現することが可能になる。一方後段の縦続制御によ
りメモリに格納した特性値を変えることなく読み出され
た特性値を乗穿、的あるいはさらに加算的に変化ないし
補正することがＥ１能になる。一方特性値をＭ続制御に
より変化させることも可能である。外乱の影響を常に特
性値を変えることにより各週する場合には自己適合する
特性値発生器あるいは学習する特性値発生器と呼ばれる
。以下に述べるようにこれらの方法を組合わせる方法は
非常に好ましいものとなる。

基本的な構成として最も簡単な場合回転数ｎと絞り弁位
置αを入力信号とした特性値発生器が用いられる。最初
の初期化では比較的大まかな初期値が特性値発生器にロ
ートされる。駆動時継続して適合化が行われる。その場
合重要なコンセプトとして特性値を、例えばアイドリン
グ領域９部分負荷領域、全負荷領域並びに減速領域など
の種々な領域に区分する。減速領域（エンジンブレーキ
）を除き各領域の要件に適合される制御が用いられるの
で、「学習する」特性値発生器が得られる。自動車の運
転をやめる時、最新の学習した特性（ｉｆ’ｆを格納し
、次に始動させる場合それを初期値として用いることが
可能である。

第１宜−１６制′にょる１−一、ろ２〜第４図） 第２図には本発明装置の第１実施例の構成がブロック図
として図示されている。内燃機関に供給される燃料の量
の制御は特性値発生器２０を介して行われる。この特性
値発生器には入力イロ号として回転数ｎと絞り弁２１の
絞り弁位置α等の内燃機関の動作量か入力される。この
絞り弁２１はアクセルペダル２２によって駆動される。

特性値発生器２０に格納された噴射時間ｔ１は噴射弁２
３を介してそれに対応した燃料供給ゴφＱＫに変換され
る。燃料Ｑｘ並ひに絞り弁位置によって定まる空気量Ｑ
Ｌが概略図示された内燃機関２４に供給される。その場
合燃料空気４足合気の、ヘイ１６に従って所ガ［の回転
トルクＭが得られる。制御系では「内燃機関」は概略積
分器２５によって近似できる。

内燃機関の出力信す−ｎ７寸特性値発生器２０を動作さ
せるのに用いられる。ここまで述べた部分は混合気組成
をル制御する純粋な開ループ制御である。

木実雄側では縦続制御は極値制御を基礎にしている。そ
のために以下に述べるそれぞれの制御方法に従い例えば
空気／へ・イパス路を介して空気量〔し、に変動量ΔＱ
ＬかｊＪＲ−ｂれるかあるいは噴射ｉｉ！ｌ１ｆｌ　ｔ
　ｒに変動量Δｔｉが与えられる。これに必要なテスト
信号かテスト信号発生器２６により作られる。このテス
ト信’ｉｆ　５６　’：１−器はそれぞれの制御方法に
従って燃料供給昂ないし空気量を変動させ、その場合変
動周波数は一定にあるいは回転数に関係して選ばれる。

テスＩ・信５Ｊによってイリられる回転トルクの変動は
回転数の変動となって現われるので、回φｉ；数に比例
した（ＩＭけを受ける測定装置２７によりこの回転数の
変動か分析される。測−１ぜ装置２７は好ましくはデシ
メルフイノ１／夕２８　ＡＩ＜ひにその後段に接Ｈ）さ
れたがｆ′ＩＪユニット２９から構成され、この演９．
ユニッＩ・２９はフィルタにかけられた信けの大きさ並
びに仏”を相を分析し、テスＩ・信号発生器２６からの
出力信すと比較する。その場合フィルタ２８はテシタル
技術を用いで構成するのが好まし−５い。デジタルノイ
ルタは時間的にディスクリートに動１乍し、そのサンツ
ブりン′グーＰｉオ一定の面間間隔であるいは回転数に
比例して選ばれる。フィルタの共振周波数は一疋又１寸
回転数に比例して変化されｉｌＥ確に変動用ｔｕｂ数に
同調されるのでノイズ信号を抑圧することかできる。調
節器３０には妊ま１−〈はフ、ルタ出力信号の位相値（
１ｓｔ）と位相の１１標イ１１　（Ｓｏｌｌ）を比較す
る比較：（にが設けられる。その場合両信号の差が積分
器３１に人力される。この積分器は最も簡単な構成では
可逆カウンタとして実現できる。この積分器３１の出力
信号は特性値を乗算的に調節するのに用いることができ
る。さらに詳細に述べるように特性値の各領域をそれご
とに適合させる制御方法を用いると好ましい。この制御
方法がブロック３２で概略図示されている。

第２図の装置の機能を理解するために、まず第３図に図
示した極値制御の原理を説明する。

第３図には混合気のλ値に対して平均有効圧力ｒｅが図
示されている。所定のλ値を持った燃料と空気の混合気
にテスト信号が重畳される。このテスト信号は散発的に
発生させ例えばステップ状の関数を持つかあるいは周期
的に発生させ正弦波あるいは矩形波の形状を持たせるこ
とができる。

このテスト信号に対する内燃機関の反応は平均有効圧力
Ｐｅの変動を介して、特に好ましくは回転トルクの変動
ないしはそれに結合された回転数の変動として検出する
ことができる。第３図から明らかなように分析すべきｈ
；としては平均有効圧力（回転トルクあるいは回転数）
の振幅変動かあるいはテスト信号の位相に対するこの出
力信号の位相が適当である。

入力信号へのテスト信号の重畳は燃費最小制御（ｂｅ　
ｍｉｎ制御）の場合には例えば空気／ヘイパス路を介し
て空気量を変動して行われ、出力最大制御（Ｐｍａｘ制
御）の場合には燃ネ；１供給量ないし噴射時間を変動さ
せることによって行われる。このような制御方法が第２
図実施例に用いられる。

絞り弁２１を介して並びに噴射時間を定める特性値発生
器２０を介して混合気の入植が大まかに定められる。縦
続制御装置はテスト信号発生器２６、回転数変動を処理
する測定装置２７並ひに特性値発生器２０を調節する調
節器３０から構成される。それぞれの制御方法に従い空
気量がΔＱＬだけ変動されるかあるいは燃料供給量が例
えば噴射時間をΔｔｉ変動させることによって変動され
る。第２図ではそれぞれ負荷状態に従って、すなわち部
分負荷状態かあるいは全負荷かに従ってテスト信号発生
器からの信号により空気量あるいは燃料供給量が変動さ
れる。この変動に対する内燃機関２４の反応は例えば回
転数の変動としてとらえることができる。このために測
定装置２７が用いられる。この測定装置２７は本実施例
の場合ノイズ信号を抑圧するデジタルフィルタ２８並び
に回転数変動の大きさ並ひに位相を処理する演算ユニッ
ト２９から構成される。この測定量；’Ｊ　２７の出力
信号は回転数変動の実際値となり、それが極値制御での
目標値すなわち回転数変動Δｎ＝０と比較される。その
場合実際値と目標値の偏差に応じてブロック３１ないし
３２を介して種々の以下に述べる方法で特性値発生器２
０からの特性値が調節される。

第４図には演算ユニット２９の機能を理解するためにそ
の出力信号が図示されている。第４図（ａ）にはλ値に
対して振幅が図示されており、また（ｂ）にはｂｅ　ｍ
ｉｎの理想値より上側のλ値並びにその下側のλ値の２
つに対する位相か図示されている。出力最大制御（Ｐｍ
ａｘ制御）を行う場合にも同様の関係が用いられ、その
場合λ値は濃い領域に存在することになる。第４図（ａ
）に図示した振幅は回転数変動の大きさを測る尺度とな
る。第３図に図示したように出力振幅の変動は極値とな
る場合はＯの値となる。この最適値から両側にずれるに
従って振幅は大きくなる。この振幅のみでは極値のどち
ら側に位置しているかが明瞭でないので、フィルタ２８
からの出力信号の位相を処理することによってそれをめ
る。また振幅変動を測定量として用いることも可能であ
る。

第４図（ｂ）は任意の矩形波のテスト信号が図示され、
それに対してフィルタの出力信号が図示されている。混
合気のλ値がｂｅ　ｍｉｎの点の上側にあるか下側にあ
るかに従ってフィルタからの出力信号はテスト信号に対
して異なった位相を示す。

その位相位置に従って一義的に混合気がｂｅ　ｗｉｎの
点に関し濃い側にあるかあるいは薄い側にあるかを明ら
かにすることができる。

第２図の調節器３０ではフィルタ２８からの出力信号の
位相とその位相の目標値が比較され、この両信号の差が
積分される。そのために例えば可逆カウンタが用いられ
る。その計数状Ｉ匙に従って補正係数か定められ、この
係数により噴射値を定める特性値が乗算されるか所定の
特性値領域が変更される。

燃費最小制御では空気量が変動されるので、絞り弁のバ
イパス路とシリンダ間の区間が大きいことにより遅延時
間が発生し、それによって変動周波数は制限される。ま
た自動車に固有な共振振動が存在するために燃費最小点
に対する位相の目標値は回転数あるいは場合によっては
負荷に従って調節することができる。

出力最大制御（Ｐｍａｘ制御）は高負荷領域に用いられ
るので、そのために内燃機関は負荷が大きい場合絞り弁
が定められた時にそれに対して常に最大可能な出力を発
生するようにさせる。しかしこの場合空気量でなく燃料
の量を例えば噴射時間を介して変動させるようにする。

測定装置並びに調節器は同様に構成される。

噴射弁は各シリンダの吸気弁直前に配置されているので
、ｂｅ　ｍｉｎ制御に比較して８延時間は少なくなる。

本実施例において１つのチャンネル噴射を行う４気筒エ
ンジンを用いた場合、すなわち噴射弁を配置しクランク
軸２回転あたり２回噴射を行う場合には少なくとも２つ
のパルスを濃くしまた希薄化させなければならない。従
ってその場合には燃費最小制御に対する変動周波数に比
較して４倍大きい変動周波数が得られる。もちろんそれ
に対応してフィルタ２８も合わせるようにする。

第２−　例　λ制′による一′　、第５゛第５図には本
発明の第２の実施例が図示されており、同実施例では基
本制御値ないし予備制御値に縦続される極値制御は入制
御（空燃比フィードバック制御）に置換えられる。同図
において第２図と同一部分には同一参照符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。第５図に図示した実施例と第
２図に図示した実施例の違いは、絞り弁の位置αと回転
数ｎに従って噴射時間ｔｉを格納した特性値発生器２０
に対する調節が内燃機関の排気ガス中にさらされる酸素
センサからの出力信号によって行われることである。そ
のために第５図に図示した実施例では測定装置２７は絞
り弁の位置並びに回転数を入力信号として受ける入１」
標値発生器３６と、酸素センサ（詳細に図示せず）に接
続される処理ユニ２ト３５から構成される。酸素センサ
としては種々の実施例が当えられ、例えば（入−１）セ
ンサ、内燃機関の種々の動作量（パラメータ）に従って
加熱される希薄センサあるいは限界電流センサなと種々
の文献に記載されたものが用いられる。さらに第５図実
施例では酸素センサだはでなく、例えばＣＯセンサある
いは排気ガス温度センサなどのような排気カスセンサを
用いることもできる。

入ＩＩ標値発生器には絞り弁位置α並ひに回転数ｎのパ
ラメータ（動作量）に応じて内燃機関の種々の運転状態
に対して最適な入植（入５ｏｉｌ）か格納されている。

簡単な例では、入；１となる入目標値と処理ユニット３
５から供給される入の実際値か比較器で比較される。こ
のλ値の目標値（入５ｏｉｌ）と実際値の偏差φはブロ
ック３１゜３２から成る直列回路に入力され、是の後特
性値発生器２０に対して乗３７的に全体的に調節が行わ
れるかあるいは動作量に従った所定の特性イメ１領域を
調節する。入目標イＩＩ′１発生器３６に対してはその
概略値として自動車のタイプなど４．＝よって変化させ
ることができる値を入れ−Ｃおくことかできる。

全負荷領域並ひにアイドリンク領域に対しては入の目標
イＩ６は入−１近辺の値となりまた部分負荷領域で１オ
入〉Ｊの値をとる。

この第２の実施例の場合には第２図に図示した実施例と
比較して、基本制御値に縦続される制御に対する電子的
な構成並びに機械的な構成をわずかにすることができる
といつ利東が得られる。すなわち、テスｉ・信号発生器
や９：？゛気早変動させる操作器などが不必要になると
ともに、処理ユニット３５並ひにλＦ−１標値発生器３
６なとを備えたＡ１１１定装置２７の構成か比較的安価
であるということである。−力入目悸値発生器の１ｊ標
値を正確にしかも綿′にに前もって調節しておく必要が
生じ、それに加えてその値を内燃機関のタイプに合わせ
て種／ｌな値に変化させなければならないという問題が
ある。

空気晴を変動させるバイパス路が設けられた第２図に図
示の実施例は、例えば冷房装置などを駆動させた時に発
生するような負荷の変動に無関係に内燃機関のアイドル
回転数を一定に保持させるアイドル充填制御装置に好適
に用いられる。このようなアイドリング充填制御は例え
ばドイツ特許公開公報第３１２０６８７号に記載されて
いる。

Ｕ　直゛　化の１ｆ　ｆｌｑ−蒼１ご工にｑ−経１つ一
次に噴射装置、キャブレタ装置並びに点火装置に対して
すでに知られている特性値の適合化原理について詳細に
説明する。特性値適合化のやり方を大まかに分類すると
次のようになる。第６図（ａ）は、噴射時間の基本値を
定める特性値は変えられず、縦続制御を介して特性値発
生器からの出力量に対して乗算的あるいは加算的な補正
が行われる方法が図示されている。この場合特性値自体
は縦続制御によって変えられることはない。この方法の
利点は非常に簡単であり安価に実施できることであるが
、１度ケえた特性値はその構造上もはや変えることがで
きないという問題がある。

それに対して、第６図（ｂ）には特性値発生器からの個
々の特性イ１６がＭｌ、続制御により！＄ｌ続的に適合
させる方法が図示されている。さらに正確にごうと、入
力信号によって与えられるそれぞれの動作点においてそ
れに関連する特性値発生器からの出力値すがそれぞれ最
適値に合わされることになる。それぞれの動作点を離脱
する場合前回にめ７．／値発生器を任意の構造に適合化
させることができることである。一方全体の特性値を変
化させるためには全ての特性値信号を選択して選び出さ
なければならないという問題がある。これは必らずしも
常に確実に行えるものではない。それは種々の駆動点を
選ぶことができるのは非常に困難でまたほとんどできな
いからであるとともに、個々の動作意にとどまる時間は
非常に短かく適合化を行うことができないからである。

上に述べた内方υ、の欠点はその間に存在する妥協案に
よって解決することができる。直接適合される出力値（
特性値）の他にこの出力値の周囲の領域を適合するよう
にする。その場合隣接した特性値の調節ないｌ、適合化
は各出力値からの距離が大きくなるに従って減少させる
ようにする。この方法によれば特性値をほぼ任意に適合
化させることかでき、さらに選ばれることがないかある
い（オあってもまれである領域をも調節することができ
るという利点がイ１１られる。

第７図にはヒストダラム的に図示された特性値の実際値
とそれに対応して太線で描かれた特性４？ｊの１１標値
か図示されており、この第７図を参照して上述した適合
化の方法を説明する。第７図（ａ）には個々の値の適合
化が図示されており、同図において選択された出力量が
矢印で図示されている。個々の値は制御により［目標値
の特性に従って正しく適合化されるけれとも、特性（＋
７ｊ発生器に格納された実際の特性値は全ての特性値が
選ばれた後に初めて目標値に調節される。選択された動
作点を去りそれに隣接した領域に移行する場合前回と同
じ方向で適合化が行われなければならない。他のもう１
つの方法、すなわち全体の特性（ｉｇｊを乗算的に適合
化する方法が第７図（ｃ　）に図示されている。矢印で
図示された実際の特性値と目標値との偏差からある（補
正）係数が得られる。この係数によりそれに対応した特
性値は正しく適合化されるが、全ての他の特性値も同様
に変化してしまう。目標値特性から明らかなように、こ
のような乗算的な適合化では特性値を所望のＩ」標値に
正確に合わせることができない。第７図（ｂ）に概略図
示したように上述した２つの方法を程合させるごとによ
り種々の適合化が得られる。その１つの方法は特性値を
サンプリング点ごとに区分することである。中間値は最
も簡単な場合例えば線形補間法により計算される。特性
値を対応した目標値に適合化させる場合サンプリング点
における特性値だけが適合されるので、その周囲の適合
化は補間法によって行われる。この場合適合化されたジ
ンブリング値の周囲の領域は選ばれたサンプリング点と
同様に調節適合されるが、その場合そのサンプリング点
からの距離か大きくなるとΦみを軽くして調節するよう
に適合させる。このような適合化の場合にはギ「性値を
変化させるのに各サンプリング点を選択する必要はない
。すなわぢ特性値の適合化は急速に行われるとともに、
それぞれのサンプリング点における値を少なくとも近似
値的に適合化させることが可能になる。

ε８５図を参照してさらに他の適合化の例を説明する。

噴射時間を定める特性値発生器２０は回転数１１イ・ひ
に負荷情報としての絞り弁位置αにより作ｆＪ＋される
。へ制御により、混合匁は所定の入植に調節、される６
勺のために例えばＩ成分を有する調１ｆｆｉ器により噴
射時間と乗算される係数が定められる。この調節器は第
５図でブロック３１で示されている。この乗算係数は絶
え間なく作用し、調節器は制御時定数ができるだけ小さ
くなるように調節されている。この係数により特性値が
補正されるー。システムに依存した遅延時間により、補
正係数は定常駆動においても必ずしも一定でなく時間的
に変動する。この理由から補ＩＦ係数は平均され、その
場合平均された補正係数によって所定の時点で特性値発
生器が適合化される。その後補止係数はｒｌＪの値にリ
セフトされる。この方法は適合化の時間は長くなるが特
性値を確実に適合できる利点がある。

このような平均値形成の利点を第８図を参照して説明す
る。簡単番ニするためにここでは同じ値をとる３つのサ
ンプリング点Ｓｌ、３２．Ｓ３のみか図示され−Ｃいる
。実線で示した特性値の実際値（１ｓｔ）は直線となる
。一方、点線で図示した特性値の目標値（ｓａｌｔ）は
実際値とかなり異なる。

各サンプリング点の周囲には、処理領域が設けられ本実
施例の場合、サンプリング点Ｓ２に対して示したように
処理領域の範囲（斜線で図示）は２つのサンプリング点
の半分の距離に対応する。各サンプリング点の特性値は
このサンプリング点の処理領域において１つあるいは複
数の動作点が選ばれた場合にのみ適合される。例えば長
時間、動作点■がｆばれると、この動作点では直線補間
を前提としてサンプリング点Ｓ２における値が初期値Ｅ
からＡの値に増大された時にのみ目標イＩＩＪと実際値
が一致する。これに対し動作点ＩＩでは、サンプリング
点Ｓ２の値は目標値と実際値が一致するためにはＥから
Ｄの値に増大しなければならない。いずれの場合も、サ
ンプリング点では正しい値Ｂをとらない。この説明から
動作点がサンプリング点に近ければ近いほど、適合化は
精度を増すと共に、処理領域における１つの動作点だけ
では各サンプリング点の値を必ずしも正確に適合化する
ことはできないといえる。

しかしサンプリング値をすぐに適合させるのではなく動
作点がそのサンプリング点に関した処理領域にある限り
補正値を平均化する方法が考えられる。処理領域を去る
時サンプリング値をこの平均値で補正する。この例では
サンプリング点Ｓ２に対しては平均値（ＭＷ）はＣの点
となる。この値は正確に目標値Ｂに対応しないが、かな
り（」標値に近い値となっている。それぞれのサンプリ
ング点の処理領域内で他の動作点が選ばれると、この値
をさらに平均化することによりサンプリング値の実際値
は限りなく［１標値に近づいていくことになる。

第９図には特性値発生器の１つの区画が図示されている
。この例は回転数ｎと絞り弁位置αはに１化され、これ
らの入力量の組み合わせに対Ｉ２てそれぞれ出力量、こ
の場合は噴用時間ｔｉか定められる。この出力量は逐次
読み書き記憶装置（ＲＡＭ）に格納され、その場合入力
量はそれぞれ記憶装置のアドレスとして定められる。木
実流側では簡単な例として点々で図示された３×３のサ
ンプリング点を有する特性（ｆｆｊ発生器が図示されて
いる。直線補間によりそれぞれ２つのサンプリング点間
で３つの中間値が計算されるので全体として８１個の特
性値）が得られる。

第１０図にはサンプリング処理領域内での］二連した補
間値（係数）の平均値形成が図示されている。第１０図
（ａ）には３Ｘ３のサンプリング点が図示されており、
１つのサンプリング点の処理領域が斜線で図示されてい
る。特性値発生器の入力（讐（、この場合絞り弁位置α
と回転数ｎが時間的に変化することによって与えられる
走行軌跡が実線で図示されている。この線は時点ｔａで
のＡの点でそのサンプリング点の処理領域に入り時点ｔ
ｂのＢの点でこの領域を離脱する。

第１０図（ｂ）に図示したように時点ｔａとｔｂ間の補
止（制御）係数（実線）並びに時間的に１１均した補正
係数（点線）が図示されている。

この平均方法は次のようにして行われる。すなわち、こ
の走行軌跡がｔａ、ｔｂでこのサンプリング値コ、の処
理領域から他の処理領域に変わると、ちょうどｇ１脱し
た処理領域に関連したサンプリング点の適合化が行われ
ると共に補正制御係数は１の（＋を目こりセラＩ・され
る。このサンプリングの処理領域に走行軌跡がある時点
で補ＩＦ係数の平均化が行われる。この平均値形成は内
燃機関が所定数回転した後（例えば１６回転）に行うの
か好ましい。それによって過渡振動が除去できると共に
内燃機関のダイナミック駆動と定常駆動を区別すること
が可能である。平均化するために特に第１次のデジタル
ローパスフィルタが用いられる。走行軌跡がこの処理領
域を去る場合、この平均値により全部あるいは部分的に
のみサンプリング値の適合化が行われ続いて補正係数が
１の４１１’■こりセットされる。

このような学習法の特徴は制御回路の特性を変えないま
までできることである。サンプリング点の周囲内でこの
補正係数により操作量（特性４＾）か直接調節される。

この処理領域内で多数の補ｉＥ　（直を平均化すること
により　一義的な変化傾向が検出されてから初めて、し
かもこの処理領域を去る時間連するサンプリング値の変
更が行われる。直線補間法では操作量には差値が発生す
るが、これは支障をきたすものではない。その場合、＜
１算により差値か避けられるように補正係数をセットす
るのが〃ｆましい。

特性値の元の伯を基準値に用い変化１−を制限すること
により外乱があっても常に「動作可能な」特性値発生器
か得られるようにすることができる。同時にこの制限値
に達した場合には警告を発生するようにすることかでき
る。というのはこのような場合には制御回路あるいはエ
ンジンに重大な欠陥があると予想されるからである。父
兄の特性イ］Ｉ′口こより快適な非常走行機能が可能に
なる。

第ｉｉ＋′Ａは平均値を形成することにより特性値を学
習する実施例が図示されており、同実施例ではＩｔシ合
気組成の基本制御に関しては第２図から第５図の実施例
と同一に構成される。この場合基本値に縦続される制御
は極値制御として構成されるが、上述した学習法の原理
はそれと無関係に適応される。又、極（Ｉｔ　；ｔｊ制
御に代わり、例えは第５図に図示した大制御（入−１制
御）あるいは（希薄化制御など）を用いることもできる
。いずれにしても測定装置２７からの出力信号が調節器
３０に入力される。実際値と目標値を比較する比較器４
０を介して好ましくは積分器として構成された回路４１
が駆動される。この回路４１の出力イＪｔ号により特性
値発生器２０からの出力１ｉ）ｔ】が乗算的に調節され
ると共に、平均（＜ｊ形成回路４２が駆動され、それに
より特性値発生器２０の各特性値ないしサンプリング値
か適合される。十−均（＋／ｉ形成回路４２と特性値発
生器２０間の接続はスイフチＳｌを介して遮断可能であ
る。さらに平均値形成回路４２と積分器として構成され
た回路４１はスイフチＳ２．Ｓ３を介してそれぞれ所定
の初期値Ａｎ、Ｂ（］にセセラできる。スイッチＳＬ。

Ｓ２．Ｓ３は入力信号として内燃機関の絞り′Ｊｒ位置
αと回転数ｎを受ける領域判別回路４３によって制御さ
れる。

ここで絞り弁位置α１回転数Ｈの内燃機関の駆動状Ｉハ
１を特徴づける動作早（パラメータ）は例示的なもので
あることに注意しておく。従って例えば吸気管圧、空気
量、空気流量あるいはυＩ気ガス温度などの入力部を用
いることもできる。

第１０図に関連して説明したように各サンプリング点に
処理領域が定義される。内燃機関の走行軌跡かこの処理
領域内にある限り、平均値形成回路４２では回転数に関
係した遅延時間か経過した後、補止係数が平均化される
が、このとき＃１性値発生器はまだ適合化されない。一
方特性値発生器２０から出力された特性値は常に調節器
３０の出力信号により補正される。

Ｊ　ｈ軌跡がこの処理領域を去るときに領域判別回路４
３によってこれが判別され３つのスイッチＳＬ、Ｓ２．
Ｓ３が作動される。スイフチＳ１を介して平均補止イ＋
６により離脱直前に選択された仕ンプリング点の特性値
が適合化される。それと共にスイッチＳ２　、Ｓ３を介
して平均値形成回路４２並ひに回路４１は初期値すなわ
ぢＡ（１，ＢＯにリセｙｌ・される。同様にこのような
学習法か次に選択されたサンプリング点に対し実施され
る。

第１２図には噴射時間ｔｉを定める特性値（ｍｓ）が図
示されており、人力）１として絞り弁位置α（度）並び
に内燃機関の回転数（回転７分）が用いられる。この場
合特性値は８Ｘ８のサンプリング点、即ち８個の回転数
と８個の絞り弁位置から構成される。出力量ｔｉの６４
個の値は例えば逐次読み書き記憶装置（ＲＡＭ）に格納
され」二連した制御（燃費最小制御、出力最大制御）に
より斜線ないし点線で図示した領域において出力量が変
化される。絞すブｒ開度が小さく約１０００回転／分以
下の回転数では燃費最小制御を縦続させたアイドリング
制御により回転数が制御される。

内燃機関の回転数が大きく絞り弁がほぼ閉した状態では
内燃機関は減速運転（エンジンブレーキ）状態にある。

他の斜線を施さなかった部分負荷領域では内燃機関の混
合気に対しては燃費最小制御が行われる。特に絞り弁か
全開かほぼ全開に近く回転数か低い場合には、出力最大
７１ノ制御が々ｆましい。これらの種々の制御は例えば
第２１４に概略図示した装置により実施することかでき
る。

例えば暖機濃Ｉ’ｊ化（増に）あるいは加速濃厚化（増
量）のような種々の濃厚化機能か設けられる。暖機濃厚
化の場合混合気は温度に関係した暖機特性に従って濃厚
化される。その場合特性値発生器自体は適合されること
はない。これに対し加速濃厚化の場合は一時的に変化す
る吸気管の湿り度を補償しなければならない。この短時
間的に発生する不整合は、絞り弁の時間変化に対応する
ファクタだけ燃料の量を増大させることによって補正す
ることができる。絞り弁位置を加速濃厚化の入力量とし
て用いることによりこの濃厚化に急速に応答させること
ができる。

ハードウェアの　第１３図 α−ｎで混合気基本制御を行ない縦続制御で適合化させ
るハードウェア的な回路構成並びにその周辺機器が概略
第１３図に図示されている。マイクロコンピュータ５０
（例えばＩＮ置　８０５１）にはＣＰＵ５１　、ＲＯＭ
５２　、ＲＡＭ５３　、タイマ５４、第１の入出カニニ
ット５５並びに第２の入出カニニット５６が設けられ、
これらはアドレス並びにデータバス５７を介して互いに
接続される。マイクロコンピュータ５０のプログラムの
流れを時間的に制御するために発振器５８が設けられ、
この発振器はＣＰＵ５１に直接接続され、又、分周器５
９奢介してタイマ５４に接続される。第１の人出カニニ
ット５５は処理回路６０゜６１．６２とそれぞれ接続さ
れ、これらの処理回路には排気ガスセンサ６３２回転数
センサ６４並びに基準マーク発生器６５からの信号が入
力される。さらに他の入力量としては電源電圧６６、絞
り弁位置６７、冷却水温度６８並びに回転トルクセンサ
６９からの出力信号があり、これらは対応する処理回路
７０．７１．７２．７３を介してマルチプレクサ７４と
アナログデジタル変換器７５からなる直列回路に入力さ
れる。このアナログデジタル変換器７５の出力はパス５
７と接続される。マルチプレクサ７４の機能並びにアナ
ログデジタル変換器７５の機能は例えばナショナルセミ
コンダクターズの石０８０９により実現される。マルチ
プレクサ７４の制御は第１の入出カニニット５５により
制御線７６を介して行なわれる。第２の入出力ユニット
５６により出力段７７．７８を介して空気バイパス路７
９並びに噴射弁８０が駆動される。この入出力二二ッ）
・５６の他の出力信号は診断の目的あるいは点火制御に
用いられる。

上述した人出力量の全部が必ずしも一ヒ述した各制御に
必要なものではない。空気バイパス路７９ないし噴射弁
８０を変動させることにより燃費最小ないし出力最大制
御を行なう極値制御に対しては排気ガスセンサ６３．処
理回路６０１回転ｉ・ルクセンサ６９並びに処理回路７
３は省略することができる。又極値制御に代え、λ制御
を行う場合は、回転ｌ・ルクセンサ６９．処理回路７３
．出力段７７及び空気バイパス路７９を省略することが
できる。処理回路７３を含む回転トルクセンサ６９は後
述する制御方法に対して必要なものである。

次にフローチャー１・を参照して第２図に図示した極値
制御の例に対するプログラムの制御を説明する。その他
の制御ないしは後述する制御に対しては人力量を変化さ
せプログラムを変えることにより当業者には容易に実現
できるものである。

第１８図（ａ）にはメインプログラムか図示されており
、ステップＳｌにおいて点火時制期化が行われ、ポート
並びに割り込みが定義され、タイマーモートが調節され
、初期値がメモリロードされて時間システムがスタート
する。続いてステップＳ２において基準マーク（回転数
信号）を待ち、ステツプＳ３において燃料ポンプを作動
させる。続いてステップＳ４におて点火、ス（準マーク
あるいは回転数測定終了により回転数割り込みがあるか
否かが判断される。ある場合にはステップＳ５において
サブルーチンに入り回転数に関連したプログラムに入る
（第１８図（ｂ）を参照）。

続いてステップＳ６においてタイマによる０、１ｍｓご
との時間割り込みがあるか否かが判断されある場合には
第１８図（Ｃ）に図示したサブルーチンに入り時間に関
連１．たプログラムか開始される（ステップＳ７）。

第１８図（ｂ）に図示した回転数に関係したサブルーチ
ンではステップＳ１１において回転数に同期して割り込
みが行われる。ス天、プＳ１２において点火時点と判断
された場合はステップＳ１３において回転セグメントの
周期（ＴＮ）測定を開始する。点火時点でない場合はス
テ、プＳ１４において周期測定が終了したか否かを判断
する。終了した場合にはステップ３１５において回転数
Ｎ＝に／ＴＮを計算する。続いてステップＳ１６から３
１８において出力最大制御用の回転数に同期したサブル
ーチンに入る。即ちステップＳ１６ではテスト信号発生
器によりテスト信号が発生され、続いてフィルタ処理が
行われ（ステップ５１７）、　ステップ３１８で振幅の
大きさと位相の３４ｒｉが行′われる。又ステップ５１
９では２（準マークが前回と前々回の両点大間に位置す
るが否かが判断され、そうでない場合にはステップＳ２
０で噴射パルスが出され、又そうである場合にはステッ
プ３２１において噴射時間を計算し、ステ・ンプＳ２２
で学習段階（＃性値適合化）に入る。

次に第１８図（ｃ）を参照して時間に関係したサブルー
チンを説明する。

まずステップＳ３１において各０．１ｍｓごとに時間カ
ウンタにより割り込みを行う。続いてステップＳ３２に
おいてデ。−ティー比を可変にした１　０ｍｓの周期で
バイパス路を駆動させるプログラムを行う。ステップＳ
３３で１０　ｍ　ｓが経過したと判断された場合にはス
テップＳ３４から３３６においてテスト信号発生器を駆
動してテスト信号を発生させ、続いて出力信号をフィル
タにかけ、振幅の大きさ並びに位相を処理して燃費最小
用の時間に同期したサブルーチンを行う（第１８図（ｄ
）〜（ｆ）を参照）。続いてステップＳ３７においてｌ
　Ｏｍ　ｓ　１Ｊｊｔ隔で減制御を行う（始動、始動後
渡厚化、加速濃厚化）。

次に第１８図（ｄ）を参照してテスト信号発生器を駆動
させる場合の制御を説明する。出力最大制御の場合はス
テップＳ４０において点火ごとに１回、又燃費最小制御
の場合は１０　ｍ　ｓごとに１回行う。続いてステップ
Ｓ４１において絞り弁開度が２５度以下と判断された場
合はステップＳ４２において変動周波数ｆｗｏｅを３Ｈ
ｚと一定にしてバイパス空気量を変動させる。特性値＝
ｆ（αｏＫ　、ｎ）とし変動振幅に対して用いΔ入く±
０．０５とし燃費最小制御を行う。又ステップＳ４３に
おいて絞り弁開度が３５度以」二と判断された場合には
ステップ３４４において１５００回転／分で変動周波数
を８．２５Ｈｚとして回転数に比例して燃料噴射時間ｔ
ｉを変動させる（２回転「濃くしＪ、２回転Ｆ薄くする
Ｊ）、その場合変動振幅に対して八人く±０．０５とし
出力最大制御を行う。

さらに第１８図（ｅ）に図示したフィルタ処理ではステ
ップＳ５１において出力最大制御の時は点火あたり１回
、又燃費最小制御の場合は１０ｍ５ごとに１回行う。尚
、ステップＳ５２に図示したようにサンプリング期間は
出力最大制御の場合テス！’　（ｉ３−’；’周期あた
り８回、又燃費最小制御の場合はテスト信号周期あたり
３２回にする。又ステ・・ブＳ５３に図示したようにフ
ィルタのフィルタアルゴリズムは Ｂ　Ｎ　Ｆ　＝　−ａ　Ｈ・Ｂ　Ｎ　Ｆ　ｌ　ａ　２　
・Ｂ　Ｎ　Ｆ　２　＋ｂ１φＢ　Ｎ　１−　ｂ　２・Ｂ
Ｎ２ で行われる。但しＢＮＦは新しいフィルタ出力値（１６
ビツｌ−）、ＢＮＦｌ、ＢＮＦ２はフィルタ出力値の前
の仙（２４ピッｌ−）、ＢＮｌ、ＢＮ２は回転数の前の
値（１６ピント）である。続いてステップＳ５４で位相
と振幅値（ピーク（（ｉ　）を格納してこのプログラム
を終る。

続いて第１８図（ｆ）では振幅値と位相の処理か行われ
る。この処理はテスト信壮周期あたり１回行い（ステッ
プ５６１）、続いてステ、ブＳ６２において加速あるい
は減速（エンジンブレーキ）でないと判断され、ヌステ
ンプＳ６３においてアイドリンクと判断された場合ｌ±
、ステップＳ６４においてアイドリング混合気川に燃費
最小制御をマラう。アイドリングでなくステップ３６５
において絞リブ「開度が２５度以下と判断された場合は
７ヘイバス空気；７を変動させて燃費最小制御を行う。

即ちステップ５６６において位相イぽ１を判断すること
により入く入ｂｅ　ｍｉｎのときは４昆合気を看、ンｔ
り化しくステ・ンプ５６７）、又逆のときは混合気を濃
厚化しくステップ５６８）燃費を最小にする。

一方ステップＳ６９で絞り弁開度が３５度以−トと判断
された場合は位相値を調べ混合気を濃厚化ないし昂薄化
させ（ステ、ブＳ７０．Ｓ７１，５７２）燃料供給量を
変動さセた出力最大制御を行う。

又、ｔ５１８図（ｇ）には噴射時間を制御するプログラ
ムが図示されている。この処理はクランク軸１回転につ
き１回行い（ステップ５ａＯ）、ステップＳ８１におい
て絞り弁位厩、温度、電源電圧などのアナログ入力信号
を検出する。ステップＳ８２において始動と判断された
場合にはステップＳ８３において噴射量ｔ　ｅ　＝一定
とする。又始動時でない場合はステップ５８４でアイド
リングか否かが判断される。アイドリングでない場合は
ステップＳ８５においてアイドリンク４．ＩＦ性イｌＩ
′１を選び（４Ｘ８）　ｔ　ｅ＝　ｆ　（τ、　ＩＮ）
に従い噴射量を定める。一方アイドリングでない場合は
ステップＳ８６において噴射特性値（８Ｘ８）をｔｅ＝
ｆ（αＤＫ　、ｎ）に従って噴射量を計算する。続いて
ステラ７’Ｓ８７において減速運転（エンジンブレーキ
）と判断された場合はステップＳ８．８において燃料供
給ψを遮断する（ｔｅ＝ｏ）。このようにしてステップ
Ｓ８９で暖機、加速濃厚化、補正係数、電圧補止などの
補正量を考慮してｔｉ＝ｔｅ＊ΣＦｘｏｒｑｐ＋ｔｖ の式に従って噴射時間を計算する。

続いて第１８図（ｈ）に図示したプログラムに沿って特
性値の学習（適合化）を行う。まずステラ７”Ｓ９０に
おいて変化すべきサンプリング点のアドレスを計算する
。続いてステップＳ９１においてこのサンプリング処理
領域を離脱したか否かか判断される。また離脱しない場
合はステップＳ９２において補正係数を平均する。一方
離脱した場合はステップＳ９３において平均化されだ補
止係数のサンプリング値を５１算し特性値を適合させる
。続いてステップ５９４において補正係数をリセットし
プログラムを終了する。

」二連したように極値制御を行うプログラムの流れに沿
ってこれまで述べた制御方法の改良及び簡単化する方法
について説明する。

第１図及び第２図に関連して説明したように燃費最小の
極値制御を行う場合、絞り弁をバイパスする空気バイパ
ス路を介して空気量を変動させなければならない。バイ
パス路と各シリンダ間は比較的長い距離があるのである
種の時間遅れが発生し、この時間遅れにより空気量変動
周波数が制限されそれによって；すｊ御は比較的緩慢な
ものとなる。これに対して燃料の昂を変動させる場合に
は比較的周波数を高くすることができる。というのは噴
射弁は直接燃焼室近くに配置され遅延時間はほぼ無視で
きるからである。以下に燃費最小制御を行う場合テスト
信号として空気量−を変動させるのではなく燃料の供給
ψを変動させることによって行う方法について説明する
。この方法では空気バイパス路を省略できるという利点
がある。

前述したように第１４図（ａ）には補正前の噴射時間ｔ
ｅに対する内燃機関の回転トルクＭが、また第１４図（
ｂ）には同じく補正前の噴射時間ｔｅに対し効率ηすな
わち燃料消費率かそれぞれ図示されている。空気量並び
に回転数を一定にした第１４図（ａ）の回転トルクの特
性は第１図の実線から導き出すことができ、第１４図で
は第１図の混合気のλ値に対し横軸として噴射時間ｔｅ
が図示されている。回転トルクＭと噴射時間ｔｅの商は
効率に対応するので図示した接線ｍは効率の最大値ない
し燃料消費率の最少値に対応する。

第１４図（ｂ）はこれに対応した効率並ひに燃料消費率
の特性が図示されている。

ここで噴射時間ｔｅを変動させ第１３図で符号６９によ
り示された回転トルクセンサを用いそれぞれの回転！・
ルク並ひにそれから得られる内燃機関の効率Ｍ　／　ｔ
　ｅをめる方法を説明する。この値が例えばデジタルフ
ィルタにかげられ、テスト信号と比較される場合には、
テスト信りの位相値とフィルタ出力信号値（第２図、第
３図、第４図参照）から最大値の右側か左側かであるこ
とを調べなければならない。それにより調百Ｊ器を介し
て対応した補正が可能になる。一般的に噴射時間を変動
さゼると回転トルクの変動をもたらすので、実際の走行
時にはこの変動量を小さくしなければならない。ここで
回転トルクの測定は絶対値の測定で行われることに注意
しておく。例えばオフセット電圧の０点の変位は計算さ
れた最大値の変イ１７を意味する。この１υ制御方法で
は吸入された空気ｊＩＸを変動される空気バイパス路を
省略できるという利点がある。基本的にはこの噴射時間
を変動させるこの方法は必ずしも回転数並びに絞り弁位
置が人力４ｇどして用いられない他の混合気供給装置に
も用いられるものである。

次にテスト信号として燃料のが−が変動されるが、回転
ｌ・ルクセンサのいらない燃費最小制御の方法を説明す
る。すなわちこれは下記に示す式がらりｊらかなように
回転トルクが回転数変動から得られることによりｆＩｆ
能になる。

６丁 Ｍ−Ｗ＝ΔＭ−−２π−θ争− ３ ただしに式においてＭは回転トルク、Ｗは負荷トルク、
ΔＭは１回転あたりのトルク変動の平均値、θは慣性モ
ーメント、Ｔは１回転の周期期間、ΔＴはこの期間の変
動を示す。

ΔＭ／Δｔｅの商を形成すると、第１４図（ａ）に図示
した回転トルク特性曲線の傾斜をめることができる。一
方、内燃機関の個々の動作点において燃費最小点に対す
る傾斜をめ、例えば目標値としてメモリに格納しておく
と、１１標値と実際値の比較を介して閉ループ制御を構
成することができる。また他の目標値を設定することに
より燃費最小値と異なる動作点に制御することも可能で
ある。

上式から明らかなように慣性モーメントｏがダ１斜の計
算に用いられる。しかし慣性モーメン］・は変速比並び
に内燃機関の負荷に従って変化する。

しかしトルク変換機を備えた［１動車では計算した傾斜
に対する影響はごくわずかである。一方手動切換えのギ
アを備えた自動車ではこの影響は必ずしも無視すること
かできない。ここで例えば目標値を変速比あるいは負荷
に従い設定する方法が考えられる。このだめの最も簡単
な方法は噴射特性値を１つの変速比、例えば高速におい
てのみ定め、他の変速比に対しては与えられたものとす
ることである。−１一式は正確には負荷トルクＷか一定
であるとしたｌ１１Ｆのみ得られるものであるが、負荷
トルクのわずかな変動から発生する誤差は内燃機関の汁
通の駆動条件では第１近似として無視することができる
。

第５−′（−（第１５図） ｌ−述したような特性値に対して基本制御しその後縦続
制御を行ない、その場合内燃機関の駆動領域に従って種
々の制御形態で行う噴射方法の簡単化した方法ないし改
良した方法を以下に説明する。第１２図に図示したよう
に特性値は、例えば絞り弁位置α１回転数ｎのような入
力３３．に従いアイト１ノング、減速運転１部分負荷並
びに全負荷領域など種々の領域に区分される。同様に部
分負荷領域における燃費最小制御に対し空気比を変動さ
せるのを避けるようにする。さらに全負荷領域における
基本制御の特性値はエンジンが出力最大で動作するよう
に調節される。空気比はアイドリング領域と同様に入≦
１．０の値にされる。部分負荷領域においては特性値は
燃費最小値ｂｅ　ｖａｉｎに合わされ、この場合空気孔
入は１．１≦入≦１．５の間で変化する。減速運転（エ
ンジンブレーキ）では燃料供給量は非常に小さな値ある
いは０に減少される。絞り弁位置は空気量に対して直接
的な尺度とならないので、空気圧並びに空気温度の変動
は直接内燃機関に供給された混合気の入植に影響する。

従って特性値発生器に格納された燃料供給量の基本制御
値は縦続制御により補正されなければならず、入植はそ
れに対応して調節することができる。

特に簡単な制御方法として出力最大制御をアイドリング
領域以外は全負荷領域においてだけにする方法が考えら
れる。その場合調節器により補ｉト係数を発生させそれ
により圧力ないし温度の変動に基づく吸入空気量の変動
を考慮する。全負荷領域ないし高負荷領域においてのみ
められるこの係数は、もちろん部分負荷領域の特性値に
対しても近似値的にあてはまる。この理由からこの係数
を部分負荷領域に移行する場合も保持させ、部分負荷領
域においても有効にさせる。この補正係数は内燃機関の
全負荷領域だけにおいてめられるか、この係数によって
全体の部分負荷並びに全負荷領域か調節される。

第１５図にはこの制御回路のブロック図か図示されてお
り、同図において第２図から第５図に図示したものと同
一ないし同様な部分では同一の参照４゛１￥−が伺され
ている。従ってここではその異なる所だζＪを説明する
。この場合出力最大制御が行われるので、加算点８０並
ひに乗算点８１を介して特性イブ１発生器ｚＯから読み
出された噴射期間ｔｉのみか調節される。それぞれ２つ
の噴射パルスが交１１゜に濃厚化及び希薄化されるので
、回転数に関係した調節が行われる。全負荷ないし高負
荷時Ｊｌｌｌ定装置２７からの出力信号を受ける調節器
３０によりスイッチＳ２を介して特性値発生器から＋９
２２１出された特性値（噴射時間）が乗算的に調節され
る。この調節器は可能な限り小さな時定数で動作し、そ
の場合同時に平均値形成回路８２を介して平均化される
。全負荷領域を離脱する時調節器３０は遮断され、スイ
ッチＳ２が開放し、スイッチＳ１が閉じられる。このよ
うにして部分負荷領域では平均値形成回路８２によって
形成され格納された補正係数が有効となり、特性値発生
器２０から読み出された噴射時間ｔｉはこれにより乗算
的に補正される。アイドリング時には同様に出力最大制
御が行われるので、調節器３０並ひにスイッチＳ２が用
いられる。調節器の投入ないし遮断をそれぞれソフ（・
ウェア的に実現する場合には、領域判別回路８３は機能
を示すブロックとなる。

この装置を用いることにより部分負荷領域の噴射時間ｔ
ｉの特性値を全負荷制御によって内燃機関の変化する駆
動条件に簡単１こ適合させることができる。従ってこの
場合には多大なコストをかけることなく純粋１こソフト
ウェア的に実現できる安価で簡＠友な方Ｖ：が実現され
ることになる。

第６ウー例（第ＬＩＩＮ　第１７図 目動重が例えば数日にわたって部分負荷領域のみ例えば
市街路交通においてだけしか用いられないような時には
全負荷駆動に従った再キャリブ１／−ジョンか行われる
のがごく少なくなってしまう場合かある。場合によって
はこのような特性値〕再キャリブレーションがあまり行
われない場合には部分負荷領域での内燃機関の特性は悲
くなってしまう。しかし部分負荷領域においてもキャリ
ブレーションできる時には補正係数をかなり頻繁に１１
）調撃することがｉｊｌ’能である。

この部分負荷領域においてキャリブレーションする方ツ
ノ：か第１６図に第１２図の特性値の一部を取り出した
形で図示されている。この場合、特に部分負荷領域でし
ばしば用いられる４つの特性（＋Ｉ！Ｉが＋ｌｒキャリ
ブレーション用に選択されている。

ｎ　＝　１２００並ひにα＝７度に対しては中央の（＋
（ｉｔｉ；２゜３ｍｓか通常の部分負荷領域で用いられ
る。ｌ−のｔ　ｉ　＝　３．５０１　ｓは内燃機関が出
力最大に制御される時のその動作点における噴射時間に
対応している。この値は前もって実験的にめられる。走
行中第１６図に例示した４つの部分負荷点のうぢ１つが
選ばれさらにシステムか新たにキャリブレーションされ
る場合には、このキャリブレーションの期間中噴射部は
この例ではｔｉ＝２．９ｍＳからｔ　ｉ　＝　３．５ｍ
　ｓに変化される。出力最大制御を介してこの選択され
た噴射量が内燃機関のこの領域における出力最大（Ｋ目
こ対応するかどうかが判別される。通常の状ｙ８に対し
て空気温度ないし空気圧力が変化したことに基因する偏
差がある場合には、この変化を補正する補１］：、係数
かめられる。この係数はＬ述した方法に従い部分負荷領
域の特性値ｔｉの補正に用いられる。

キャリブレーション中内燃機関の出力が増大する事によ
りこの内燃機関を装備した自動車の運転ｆに不安を与え
ないために、キャリブレーションによって内燃機関の出
力が変動しないようにしなければならない。

そのために点火時点の制御が行われる。即ち出力最大制
御により強制的に増大した内燃機関の出力は点火時点を
遅らせることにより補償することができる。補ＩＦ係数
がめられると、新しい補正係数を用い再び通常の点火時
点並ひに燃費最小の特性値を用いることかできるように
なる。

他の方法は補正係数を内燃機関の一部のシリンダにおい
てのみめることによってキャリブレーション中の内燃機
関の増大した出力を変化させる方法である。しかしその
ためには別の噴射弁が前提になる。上述したように一部
のシリンダにおいて出力最大制御が行われ、一方の残り
のシリンダでは仝休の出力が平均して一定となるように
噴射１１！ｆ間か減少される。本実施例（α−７度、ｎ
＝１２００）では例えば半分のシリンダがｔｉ＝３．８
ｍｓで又他の半分のシリンダがｔｉ＝２．３ｍｓで駆動
される。続いてこのめられる補正係数が全てに応用され
る。しかしこの方法を残りのシリンダで繰り返し各シリ
ンダで平均された補正係数を用いることもできる。

第１７図にはこの方法の実施例が図示されており、同図
で第１５図に図示したプロ、２りと同一のものには回−
・の参照部分が付され、ここでの説明は省略される。こ
の例では噴射弁が２つのグループ２３　、２３　′に分
割される。それに対応して２つの噴射弁グループ２３．
２３′に供給される特性値を補正するための乗算点８１
．８１　′が設けられる。これらの乗算点８１．８１′
は既に述べたように加算点８０を介して調節器３０ある
いは平均値形成回路８２により駆動される。キャリブレ
ーション中例えば、噴射弁グループ２３は全負荷用に増
大した特性値で、又他の噴射弁グループ２３′は全体の
出力を一定にするために減少した特性値で駆動される。

それで・も回転数変動の形となって出力変動が現われる
場合には、回転数変動（ｄ　ｎ　／　ｄ　ｔ　）に応答
する制御回路９０よりこれを補償する。そのためスイッ
チＳ４か閉じられるので、制御回路９０はスイッチＳ４
．乗算点８１′を介しであるいは噴射弁グループ２３′
に作用する。キャリブレーションか終了すると、スイッ
チＳ４が開放し、スイッチＳ３が閉しるので、加算点８
０は乗算点８１．８１′と接続される。

キャリブレーション中内燃機関の出力を一定にさせる第
１の方法は、特性値発生器２０に接続された点火装置９
１によって行われる。この場合内燃機関の噴射弁を分割
する必要はない。というのはギヤリプレージョン中噴射
時間を増大することによって増大した内燃機関の出力は
点火装置９１により点火持点を遅らせることによって補
償できるからである。このために噴射時間の値を減少す
る代わりに内燃機関の点火角を遅延させるためのイσ１
を特性値発生器に格納させる。

第１７図に図示した装置により部分負荷領域における噴
射時間の特性値に対する補正係数の再キャリシレージョ
ンを頻繁に行うことが可能になり、特に部分負荷領域に
おいて内燃機関の駆動特性を向上させることができる。

本発明は間欠的な噴射、即ち噴射弁が開放している時間
を介して計量か行われる燃料供給装置に限定させられる
ものでなく、例えばにジェトロニンクないしＫＥジェト
ロニンク装置のような連続噴射を行う電子制御噴射装置
にも同様に用いられるものである。燃料の噴射は燃料制
御部材並びに対応した噴射弁を介して行われる。燃料制
御部材の制御ロフトはよく知られた電子油圧調節器を介
して調節される。その場合゛電子油圧調節器は回転数と
負荷情報（空気質睦、空気重量吸気管圧。

絞り弁位置）によって入力情報がかえられる重子制御装
置によって駆動される。この場合例えば絞り弁開度と回
転数により概略的ではあるが容易に基本制御値を発生さ
せる特性値発生器を用い、その基本値を縦続制御により
微調節する方法を用いるのが好ましい。連続噴射での特
性値の絶対＆ｊは間欠噴射のものとは異なることは明ら
がである。

というのはストロークあたりか中位時間５．あたりの噴
射量が基礎になるからである。さらに開ループ制御に続
いて行われる混合気組成の制御、即ち加速濃厚化、全負
荷濃厚化９部分負荷希薄化、λ制御、高度補正などの制
御が行われなければならない。基本制御に縦続される制
御としては基本的にＬに述べた閉ループ制御、例えば入
制御あるいは燃費最小、出力最大に制御する極値制御あ
るいは回転の円滑度を制御するだめの極値制御等が用い
られる。

本発明はさらに自己着火式内燃機関にも適用できる。特
性値発生器の入力量としては例えば回転数とそれに絞り
弁位置に代るアクセルペダル位置を用いることができる
。上述した実施例を自己着火式内燃機関に用いた場合当
業者は容易にそれに対応した変形を行うことができる。

本発明は燃料供給量に関する実施例に基づき説明したが
、内燃機関に用いられる他の制御方法にも応用できるも
のである。例えば本発明の制御システムにより内燃機関
の動作特性、例えば燃料と空気の混合気組成１点火時点
、特にターボ過給機での過給圧、排気ガス再循環率ある
いはアイドル回転数等の開ループ又は閉ループ制御など
にも用いられるものである。本発明をこのような各種制
御装置に用いることは−Ｌ述した実施例により本発明の
核心が十分詳細に明らかにされているので当業者には何
ら問題な〈実施できるものである。

へ）効果 以」−説明したように本発明装置によれば最小燃料消費
率の極値制御をさらにセンサを設けることな〈実施する
ことができる。そのための入力情報として単に回転数と
燃料供給早信号を用いるだけで良い。

さらに好ましい実施例としてｔ±内燃機関に装備された
変速機の変速比に関する情報を用いるようにすると好ま
しい結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は空気札入と内燃機関の平均有効圧力の関
係を示した特性図、第１図（ｂ）は平均有効圧力を一定
にした時の空気比と空気量ないし燃料の量の関係を示し
た特性図、第２図は極値制御を行う第１の実施例を示し
たプロ、ンク図、第３図は極値制御の原理を示す説明図
、第４図（ａ）、（ｂ）は極値制御において得られる信
号の振幅並びに位相値を示した信号波形図、第５図は入
制御を行う本発明の第２の実施例を示すブロック図、第
６図（ａ）は基本値に縦続され乗算的ないし加算的な補
正を行う縦続制御の構成を示したブロック図、第６図（
ｂ）は個々の特性値を適合化させるための基本値に縦続
される縦続制御の構成を示したブロック図、第７図（ａ
）は特性値の各個を適合化させる方法を説明した線図、
−第７図（ｂ）は特性値のある領域にわたって適合させ
る例を示した線図、第７図（Ｃ）は全体の特性値を乗算
的に適合化させる例を示した線図、第８図は特性値の学
習法を示した説明図、第９−はサンプリング点で示した
特性値の例を示す説明図、第ｉｏ図（ａ）は平均値形成
による特性値学習法を示した説明図、第１０図（ｂ）は
その方法による補正係数の特性を示した特性図、第１１
図は本発明の第３の実施例を示すプロ・ンク構成図、第
１２図は噴射時間ｔｉを定める絞り弁回路と回転数に基
づいた特性値を示す説明図、第１３図は絞り弁回路と回
転数に従って混合気を基本制御し加算補正をする回路構
成を示したブロック図、第１４図（ａ）は噴射時間と回
転トルクの関係を示す特性図、第１４図（ｂ）は噴射時
間と効率即ち燃料消費率の関係を示す特性図、第１５図
は本発明のさらに他の実施例を示すプロ・ンク構成図、
第１６図は噴射時間を定める絞り弁開度と回転数に基づ
く特性値を示した説明図、第１７図は本発明のさらに他
の実施例を示すブロック構成図、第１８図（ａ）〜（ｈ
）は本発明の制御の流れを説明するフローチャー１・図
である。 ２０・・・特性値発生器　２１・・・絞り５ｆ２２・・
・アクセルペダル　２３・・・噴射弁２４・・・内燃機
関　２５・・・積分器２６・・・テスト信号発生器　２
７・・・測定装置２８・・・デジタルフィルタ　２９・
・・演算ユニット３０・・・調節器　３１・・・積分器 ３５・・・処理ユニット３Ｇ・・・入目標値発生器５０
・・・マイクロコンピュータ ５１・・・ＣＰＵ　５２・・・ＲＯＭ ５３・・・ＲＡ　Ｍ　５４・・・タイマ６０〜６２・・
・信号処理ユニット ６３・・・排気ガスセンサ　６５・・・基準マーク発生
器６７・・・絞り弁位置センサ　６８・・・冷却水温度
センサ６８・・・回転トルクセンサ　７０〜７３・・・
信号処理回路ＦＩＧ、　１ Ｐｅ↑ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ　４ ゛１ ＦＩＧ　５ ＦｆＧ、６ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ−８ １ １ １ １ＩＩ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ　１０ ＦＩＧ、　１１ ＦＩＧ、１２ ｋ ［０１ ｎ　［１／ｍｉｎｌ ＦＩＧ、１ム ＦＩＧ、　１５ ］Ｍ ΔＭ＝ｌｌ ＦＩＧ、　１６ ｎ［１／ｍｉｎｌ ＦＩＧ、　１７ ６Ｍ＝０ ＦＩＧ、１８　（Ｑ） ＦＩＧ、１８　（Ｃ） ＦＩＧ、１８　（ｄ） ＦＩＧ、１８　（ｅ） ＦＩＧ、１８（ｈ） 第１頁の続き ［相］発　明　者　ベーター・ユルゲン・　ドイツ連邦
共和四シュミット　ン・エツシツヒ・ ［相］発　明　者　ヨーゼフ・ヴアール　ドイツ連邦共
和匡ベルクシュトラー １７１４１シユヴイーバーデインゲン・ヘルマシュトラ
ーセ　１０６ ＋７０００シユトウツトガルト　８叶シュロスセ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）テスト信号発生器を用いて燃料供給量を変化さぜ最
   小燃料消費率に制御する極値制御を備えた内燃機関の燃
   料空気混合気調整装置において、最小燃料消費率に制御
   するための実際値情報として回転数と燃料供給量信号を
   用いるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料空気
   混合気調整装Ｎ。 ２）噴射装置を備えた内燃機関に対しては燃料供給量信
   号として噴射時間を用いるようにした特許請求の範囲第
   １項に記載の内燃機関の燃料空気混合気調整装置。 ３）回転数変動（Δｎ）と噴射時間変動（Δｔ　ｅ）の
   商をめ最小燃料消費率に制御するようにした特許請求の
   範囲第２項に記載の内燃機関の燃料空気混合気調整装置
   。 ４）最小燃料消費率制御の目標値を内燃機関動作帛＝に
   従い記憶装置６に格納するようにした特許請求の範囲第
   １項から第３項までのいずれか１Ｊｎに記載の内燃機関
   の燃料空気混合気調整装置。 ５）目標値を変速比に従って定めるようにした特許請求
   の範囲？ｆＳ１項から４４項までのいずれか１積に記載
   の内燃機関の燃料空気混合気調整装Ｅ。 ６）記憶装置に格納された目標値を内燃機関の動作量に
   従って最小燃料消費率の値からずらすようにした特許請
   求の範囲第１項から第５項までのいずれか１伯に記載の
   内燃機関の燃料空気混合気調整装貿。 ７）自己着火式内燃機関あるいは間欠あるいは連続燃料
   噴射の外部着火式内燃機関に用いるようにした特許請求
   の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載の内
   燃機関の燃料空気混合気調整装置。