(57)【要約】車の内燃エンジンのエンジン管理装置は、車の調整機構を操作可能なマイクロプロセッサを具備する。車は、エンジンおよび調整機構により生成されるトルクを検知するトルクセンサを有し、トルクに関連するパラメトリック値を調整する。メモリ回路は、マイクロプロセッサにアクセス可能である。メモリ回路は、少なくとも一組のパラメトリック値を表すデータとパラメトリック値に対応するある範囲のトルク値とをセットで格納する。一組の命令は、トルクセンサからリアルタイムトルク値を周期的に取得し、取得されたトルク値が現在のパラメトリック値に対応する格納されたトルク値より高いなら、メモリを更新するようにマイクロプロセッサにより実行可能である。マイクロプロセッサは、取得されたトルク値が格納されたトルク値より低いなら、現在のパラメトリック値を調整する。【選択図】       図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより生成されるトルクを検知するためのトルクセンサ、および該トルクに関連するパラメトリック値を調整するための調整機構を有する車の内燃エンジンのためのエンジン管理装置であって、該エンジン管理装置は、
調整機構上で操作可能なマイクロプロセッサ、および、
マイクロプロセッサにアクセス可能なメモリ回路を含み、
前記メモリ回路は、少なくとも一組のパラメトリック値と、各パラメトリック値に対応するある範囲のトルク値とをマイクロプロセッサによって実行される一連の命令内を表すデータを格納し、該マイクロプロセッサがトルクセンサからのリアルタイムトルク値を周期的に取得し、取得されたトルク値が現在のパラメトリック値に対応する格納されたトルク値より高いなら該メモリを更新し、または、取得されたトルク値が格納されたトルク値より低いなら現在のパラメトリック値を調整することを特徴とする前記エンジン管理装置。
【請求項２】
該メモリ回路は、トルクバッファを表すデータを格納し、前記一連の命令は、マイクロプロセッサがトルクセンサから受け取ったトルク値を所定の間隔でトルクバッファへ書き込むようにマイクロプロセッサによって実行可能であり、そして前記メモリ回路は、前記範囲のトルク値が格納されるトルクマップを表すデータを格納する、請求項1に記載のエンジン管理装置。
【請求項３】
該マイクロプロセッサは、車の点火セッティングを調整する操作が可能である、請求項2に記載のエンジン管理装置。
【請求項４】
該メモリ回路は、さらに、点火マップを表すデータを格納し、該トルクマップおよび該点火マップは、それぞれ、対応するトルク値および点火タイミング値を含有する、請求項3に記載のエンジン管理装置。
【請求項５】
該マイクロプロセッサは、車の燃料噴射セッティングを調整する操作が可能である、請求項4に記載のエンジン管理装置。
【請求項６】
該メモリ回路は、さらに、該トルクマップ内の各値に対応した燃料噴射セッティングを含有する燃料噴射マップを表すデータを格納する、請求項5に記載のエンジン管理装置。
【請求項７】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
該トルクバッファから最近時のトルク値を取得し、
該最近時のトルク値が、予め増加させた点火タイミングのためのトルクマップ内のトルク値より低いなら、点火タイミングを進角させ、および、
該最近時のトルク値が、予め増加させた点火タイミングのためのトルクマップ内のトルク値より高いなら、トルクマップを更新する
を実行するために構成される、請求項6に記載のエンジン管理装置。
【請求項８】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び進角させ、または、
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
次の最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び遅角させ、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを再び進角させる
を実行するように構成される、請求項7に記載のエンジン管理装置。
【請求項９】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新し、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を実行するように構成される、請求項8に記載のエンジン管理装置。
【請求項１０】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、および、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より高いなら、該燃料噴射セッティングを再び増加させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より低いなら、該燃料噴射セッティングを減少させ、および、
最近時のトルク値が予め減少させたトルク値より高いなら、該燃料噴射セッティングを再び減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より低いなら、該燃料噴射セッティングを再び増加させる
を実行するように構成される、請求項8に記載のエンジン管理装置。
【請求項１１】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、および、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より高いなら、該燃料噴射セッティングを再び増加させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より低いなら、該燃料噴射セッティングを減少させ、および、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より高いなら、該燃料噴射セッティングを再び減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より低いなら、該燃料噴射セッティングを再び増加させる
を実行するように構成される、請求項8に記載のエンジン管理装置。
【請求項１２】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新し、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を実行するように構成される、請求項10または11に記載のエンジン管理装置。
【請求項１３】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
該トルクバッファから最近時のトルク値を取得し、
該最近時のトルク値が、現在の点火セッティングのためのトルクマップ内のトルク値より大なら、該トルクバッファから該最近時のトルク値を再び取得し、または、
該最近時のトルク値が、その点火セッティングのための該トルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
該点火セッティングの変化に対するトルク値の変化へ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
該トルク勾配が正であるなら、点火タイミングを進角させ、または、
該トルク勾配が負であるなら、点火タイミングを遅角させ、または、
該最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を実行するように構成される、請求項6に記載のエンジン管理装置。
【請求項１４】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
該最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、および、
該燃料噴射セッティングの変化に対するトルク値の変化へ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
該トルク勾配が正であるなら、該燃料噴射セッティングを増加させ、または、
該トルク勾配が負であるなら、該燃料噴射セッティングを減少させ、または、
該最近時のトルク値が、該予め増加させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を実行するように構成される、請求項13に記載のエンジン管理装置。
【請求項１５】
エンジンにより生成されるトルクを検知するトルクセンサ、該トルクに関連するパラメトリック値を調整するための調整機構、該調整機構を操作可能なマイクロプロセッサ、および該マイクロプロセッサによりアクセス可能であり、トルクマップを規定するある範囲のトルク値に対応する少なくとも一組のパラメトリック値を表すデータを格納するメモリ回路を有する車の内燃エンジンの管理方法であって、
(a)  該トルクセンサからトルク値を取得し、
(b)  該取得されたトルク値が、現在のパラメトリック値に対応する格納されたトルク値より高いなら、該トルクマップを更新し、または、該取得されたトルク値が、格納されたトルク値より低いなら、該現在のパラメトリック値を調整し、および、
(c)  ステップ(a)および(b)を繰り返す、
前記方法。
【請求項１６】
該トルクセンサから受け取ったトルク値をトルク値バッファへ所定の間隔にて書き込むステップを含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
以下のステップ:
該トルク値バッファから該最近時のトルク値を取得し、
該最近時のトルク値が、その点火タイミングに対応するトルクマップ内の格納されたトルク値より低いなら、点火タイミングを進角させ、または、
該最近時のトルク値が、その点火タイミングに対応するトルクマップ内の格納されたトルク値より高いなら、該トルクマップを更新し、および後で最近時のトルク値を該トルク値バッファから取得する
を含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
以下のステップ:
該最近時のトルク値が、該予め進角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び進角させ、または、
該最近時のトルク値が、該予め進角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
該最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び遅角させ、または、
該最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを再び進角させる
を含む、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
以下のステップ:
該最近時のトルク値が、該予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新し、または、
該最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を含む、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
以下のステップ:
最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、
最近時のトルク値が、該予め増加させたトルク値より高いなら、該該燃料噴射セッティングを再び増加させ、または、
最近時のトルク値が、該予め増加させたトルク値より低いなら、該燃料噴射セッティングを減少させ、および、
最近時のトルク値が、該予め減少させたトルク値より高いなら、該燃料噴射セッティングを再び減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より低いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させる
を含む、請求項18に記載の方法。
【請求項２１】
以下のステップ:
該最近時のトルク値が、該予め増加させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新し、または、
該最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を含む、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
以下のステップ:
該トルクバッファから最近時のトルク値を取得し、
該最近時のトルク値が、現在の点火セッティングのためのトルクマップ内のトルク値より大なら、該最近時のトルク値を再び取得し、または、
該最近時のトルク値が、その点火セッティングのための該トルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
該点火セッティングの変化に対するトルク値の変化へ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
該トルク勾配が正であるなら、点火タイミングを進角させ、または、
該トルク勾配が負であるなら、点火タイミングを遅角させ、または、
該最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を含む、請求項16に記載の方法。
【請求項２３】
以下のステップ:
該最近時のトルク値が、該予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、および、
該最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より高いなら、該燃料噴射セッティングを再び増加させ、および、
該燃料噴射セッティングの変化に対するトルク値の変化へ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
該トルク勾配が正であるなら、該燃料噴射セッティングを増加させ、または、
該トルク勾配が負であるなら、燃料噴射セッティングを減少させ、または、
該最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、該トルクマップを更新する
を含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
請求項1〜14のいずれか一項に記載のエンジン管理装置を含む内燃エンジン。
【請求項２５】
請求項24に記載の内燃エンジン含む車。
【請求項２６】
添付の図面を参照して実質的に本明細書に説明したような内燃エンジンのための新規なエンジン管理装置。
【請求項２７】
添付の図面を参照して実質的に本明細書に説明したような内燃エンジンの新規な管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン管理システムに関し、特に点火タイミングおよび燃料噴射を管理するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
点火システムの主要な仕事は、エンジンの燃焼室内で混合気を点火するのに充分な電流を用いて正確に時間を計った点火を提供することである。点火の時期は、多くの異なった操作条件に応じて変更されなければならない。過去には、エンジン速度の増加に伴って性能および燃費を最適化するために点火進角（spark advance）を増加し、そして高負荷条件ではデトネーションを防ぐために点火進角を減少させるというのが一般法則であった。
【０００３】
内燃エンジン内において点火タイミングを調整するために、数多くのアプローチが取られている。1920年代から1970年代のエンジンは、ポイントタイプ点火（point-type ignition）システムを装備した。これらは、一般に、真空式や遠心式の点火進角システムを使用して、ある範囲のクランクシャフトRPMにわたって点火タイミングを進角する。進角の程度は、真空式および遠心式アセンブリの物理的パラメータの予め決められた関数であった。
【０００４】
1970年代後半から1980年代初期の間は、コンピュータ制御された点火タイミングを有する電子点火システムが導入された。そのようなシステムには、ROMと情報伝達するプロセッサを含む電子点火モジュールが組み込まれている。該ROMには、ルックアップテーブル、すなわち、所定の点火タイミング値の"マップ"が格納される。該点火タイミング値は、工場でスロットルポジション、エンジン温度、空気温度、カムスピードやクランクスピードのような変数によって規定される多数の異なるエンジン操作条件のそれぞれについて決定される。
【０００５】
使用中は、該電子点火モジュールの取り付けられた車は、上記の各変数をモニタする多数のセンサもまたが取り付けられる。該電子点火モジュールは、センサからの信号に基づいて、ルックアップテーブルから点火タイミング値を取得する。
【０００６】
上記したタイプの電子点火システム関連した問題が多数存在する。一つの問題は、エンジンの走行時には、定常状態の条件下の稼働がまれである。しかし、点火タイミングのルックアップテーブルは、工場で定常状態の条件下で決定される。例えば動的条件では、エンジンへのエアフローは、通常、激しく攪乱され、予測不能である。その結果、特定のエンジン操作条件のために工場基準のルックアップテーブルから取得された点火進角値は、走行中の車に設置されるエンジンにとって最適でないかもしれない。
【０００７】
さらなる困難性は、点火タイミングマップに格納されたタイミング値は、通常、若干控えめである。この理由は、車の製造業者がノッキング（pinging）とそれに付随するエンジン損傷の危険を避けるために慎重になるからである。したがって、予めキャリブレートされたマップに格納されたタイミング値は、ノッキングを避けるためにゆるめられている。タイミング値をゆるめることによりノッキングを回避できるが、それはまた、ピークエンジントルク出力を減じるタイミング値に至る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に対処するエンジン管理システムを提供することにある。
【０００９】
（定義）
本明細書では、比較の用語、"より高い"、"より低い"および"同一"を使用する。これらの用語は、所定範囲内にある値を比較するために使用されることが承知される。したがって、もし、ある第一の値がある第二の値と同一であると提示される場合、第一値が第二値の所定範囲の正確さ内にあるという条件で、第一値は第二値と同一であると理解される。所定の範囲の正確さ、または許容度は、本発明の用途に依存し、当業者には容易に適用される。したがって、"より低い"は、前記許容度の下限よりも低い値を意味し、一方、"より高い"は、前記許容度の上限よりも高い値を意味する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の特徴は、エンジンにより生成されるトルクを検知するためのトルクセンサ、およびトルクに関連するパラメトリック値（parametric values）を調整するための調整機構を有する車（vehicle）の内燃エンジンのためのエンジン管理装置であって、該エンジン管理装置は、調整機構上で操作可能なマイクロプロセッサ、および、該マイクロプロセッサにアクセス可能なメモリ回路を含み、
前記メモリ回路は、少なくとも一組のパラメトリック値を表すデータと、各パラメトリック値に対応するある範囲のトルク値とをマイクロプロセッサによって実行される一連の命令内に表すデータを格納し、該マイクロプロセッサがトルクセンサからのリアルタイムトルク値を周期的に取得し、取得されたトルク値が現在のパラメトリック値に対応する格納されたトルク値より高いならメモリを更新し、または、取得されたトルク値が格納されたトルク値より低いなら現在のパラメトリック値を調整する。
【００１１】
該メモリ回路は、トルクバッファを表すデータを格納してもよい。該一連の命令は、マイクロプロセッサがトルクセンサから取得したトルク値を所定の間隔でトルクバッファへ書き込むように実行可能である。該メモリ回路は、前記範囲のトルク値の格納されたトルクマップを表すデータを格納してもよい。
【００１２】
該マイクロプロセッサは、車の点火セッティングを調整する操作が可能である。該メモリ回路は、さらに、点火マップを表すデータを格納してもよく、該トルクマップおよび該点火マップは、それぞれ、対応するトルク値および点火タイミング値を含有する。
【００１３】
該マイクロプロセッサは、車の燃料噴射セッティングを調整する操作が可能である。該メモリ回路は、さらに、該トルクマップ内の各値に対応する燃料噴射セッティングを含有する燃料噴射マップを表すデータを格納してもよい。
【００１４】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
トルクバッファから最近時のトルク値を取得し、および、
最近時のトルク値が、予め増加させた点火タイミングのためのトルクマップ内のトルク値より低いなら、点火タイミングを進角させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させた点火タイミングのためのトルクマップ内のトルク値より高いなら、トルクマップを更新する
を実行するように構成される。
【００１５】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び進角させ、
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
次の最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び遅角させ、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを再び進角させる
を実行するように構成される。
【００１６】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新し、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を実行するように構成される。
【００１７】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より高いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より低いなら、燃料噴射セッティングを減少させ、および、
最近時のトルク値が予め減少させたトルク値より高いなら、燃料噴射セッティングを再び減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より低いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させる
を実行するように構成される。
【００１８】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より高いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より低いなら、燃料噴射セッティングを減少させ、および、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より高いなら、燃料噴射セッティングを再び減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より低いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させる
を実行するように構成される。
【００１９】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新し、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を実行するように構成される。
【００２０】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
トルクバッファから最近時のトルク値を取得し、
最近時のトルク値が、現在の点火セッティングのためのトルクマップ内のトルク値より大なら、トルクバッファから最近時のトルク値を再び取得し、または、
最近時のトルク値が、その点火セッティングのためのトルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
最近時のトルク値および点火セッティングへ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
トルク勾配が正であるなら、点火タイミングを進角させ、または、
トルク勾配が負であるなら、点火タイミングを遅角させ、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を実行するように構成される。
【００２１】
該命令は、マイクロプロセッサが以下の行為：
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、ならびに、
最近時のトルク値および燃料噴射セッティングへ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
トルク勾配が正であるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、または、
トルク勾配が負であるなら、燃料噴射セッティングを減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を実行するように構成される。
【００２２】
本発明の第二の特徴によれば、エンジンにより生成されるトルクを検知するトルクセンサ、トルクに関連するパラメトリック値を調整するための調整機構、該調整機構を操作可能なマイクロプロセッサ、および該マイクロプロセッサによりアクセス可能であり、トルクマップを規定するある範囲のトルク値に対応する少なくとも一組のパラメトリック値を表すデータを格納するメモリ回路を有する車の内燃エンジンの制御方法であって、
(a)  該トルクセンサからトルク値を取得し、
(b)  該取得されたトルク値が、現在のパラメトリック値に対応する格納されたトルク値より高いなら、該トルクマップを更新し、または取得されたトルク値が、格納されたトルク値より低いなら、現在のパラメトリック値を調整し、および、
(c)  ステップ(a)および(b)を繰り返す、
前記方法が提供される。
【００２３】
本方法は、該トルクセンサから受け取ったトルク値をトルク値バッファへ所定の間隔にて書き込むステップを含んでもよい。
【００２４】
本方法は、以下のステップ:
最近時のトルク値をトルク値バッファから取得し、
最近時のトルク値が、点火タイミングに対応するトルクマップ内のトルク値より低いなら、点火タイミングを進角させ、または、
最近時のトルク値が、点火タイミングに対応するトルクマップ内のトルク値より高いなら、トルクマップを更新し、そして後で最近時のトルク値をトルク値バッファから取得する
を含み得る。
【００２５】
本方法は、以下のステップ:
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び進角させ、または、
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値より高いなら、点火タイミングを再び遅角させ、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値より低いなら、点火タイミングを再び進角させる
を含み得る。
【００２６】
本方法は、以下のステップ:
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新し、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を含み得る。
【００２７】
本方法は、以下のステップ:
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より高いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より低いなら、燃料噴射セッティングを減少させ、および、
最近時のトルク値が予め減少させたトルク値より高いなら、燃料噴射セッティングを再び減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め減少させたトルク値より低いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させる
を含み得る。
【００２８】
本方法は、以下のステップ:
最近時のトルク値が、予め進角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新し、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を含み得る。
【００２９】
本方法は、以下のステップ:
トルクバッファから最近時のトルク値を取得し、
最近時のトルク値が、現在の点火セッティングのためのトルクマップ内のトルク値より大なら、トルクバッファから最近時のトルク値を再び取得し、または、
最近時のトルク値が、その点火セッティングのためのトルク値より低いなら、点火タイミングを遅角させ、および、
最近時のトルク値および点火セッティングへ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
トルク勾配が正であるなら、点火タイミングを進角させ、または、
トルク勾配が負であるなら、点火タイミングを遅角させ、または、
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を含み得る。
【００３０】
本方法は、以下のステップ:
最近時のトルク値が、予め遅角させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、および、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値より高いなら、燃料噴射セッティングを再び増加させ、および、
最近時のトルク値および点火セッティングへ微分アルゴリズムを適用することによってトルク勾配を計算し、および、
トルク勾配が正であるなら、燃料噴射セッティングを増加させ、または、
トルク勾配が負であるなら、燃料噴射セッティングを減少させ、または、
最近時のトルク値が、予め増加させたトルク値の所定の許容度内にあるなら、トルクマップを更新する
を含み得る。
【００３１】
本発明の第三の特徴によれば、上記したエンジン管理装置を含む内燃エンジンが提供される。
【００３２】
本発明の第四の特徴によれば、内燃エンジンを含む車が提供される。
【００３３】
図面を参照しながら、本発明を例によって以下に説明する。以下の説明は、本発明の実施を容易にすることを意図したものであり、したがって、当業者に向けられている。以下の説明は、請求項に記載され、あるいは要約に記載されるような本発明の範囲を如何なる意味でも限定する意図ではないことが注記される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１中、参照番号2は、一般に、本発明の好ましい実施態様に従うエンジン管理装置のブロック図を表す。以下に、フォアシリンダエンジンを管理するのに適当な本発明のバージョンを参照して、本発明を説明する。しかし、それ以下または以上のシリンダをもつエンジンに適合するように当てはめることが容易であることが理解される。
【００３５】
装置2は、メモリ10を規定するメモリ回路にアクセスするマイクロプロセッサ8を含み、メモリ10は、以下に図2および3のフローチャートを参照して説明するマイクロプロセッサ8によって実行されるための各種命令を含むソフトウエア製品を格納している。メモリ10は、トルクマップ14、点火マップ15、燃料噴射マップ17およびトルクバッファ19を提供する多数のセグメントに分かれている。
【００３６】
マイクロプロセッサ8は、アナログセンサ出力をマイクロプロセッサ8によって処理するのに適当なデジタル信号へ変換するのに適したADCを含む入力ポート6からのデータを処理する。使用中、該入力ポート6は、多数のセンサに接続され、センサは、装置2が機能的に装備される車の各種操作パラメータをモニタする。各種センサは、以下のもの:
(a)  非ターボエンジン上のエンジン負荷を表示するのに通常使用されるスロットルポジションセンサ、
(b)  ターボエンジン上のエンジン負荷を表示するのに通常使用されるマニホールド圧力空気センサ、
(c)  エンジン冷却剤温度を測定するエンジン温度センサ
(d)  空燃比に影響を与えるエンジン入口空気温度を測定する空気温度センサ、
(e)  エンジンに注入された可燃混合気の空燃比を測定するためにエンジンの排気ガスをモニタするラムダセンサ、
(f)  第一シリンダの上死点の出現を測定するカムセンサ、
(g)  ピストン上死点に対するクランクシャフトポジション（度）を測定するクランクセンサ、
(h)  エンジンにより生成されたトルクを測定するトルクセンサ
を含む。
【００３７】
センサ(a)〜(g)は、エンジン自動管理制御の分野で周知の手段によって実装されるので、さらに詳細には述べない。対照的に、センサ(h)に関しては、今まで、車の標準のオンロード使用の間にエンジントルクをモニタするのには一般的でなかった。使用中、トルクセンサ(h)は、エンジンのクランクシャフトに装備された磁気ひずみトルクセンサにつながれている。適当なトルクセンサは、S-721 59 バステラス・スェーデンのABBオートメーション・プロダクトABから入手可能である。トルクセンサ(h)の出力の移動平均は、使用中、バッファ19がエンジンクランクシャフトの数回転毎に更新されるようにトルクバッファ19に書き込まれる。
【００３８】
マイクロプロセッサ8は、メモリ10内のプログラムの命令に従って、入力ポート6を介して受け取ったデータを処理し、そして、出力ポート4へ送られる多数のコントロール信号を生成する。使用中、アクチュエータの形態の多数の調整機構が、出力ポート4へ接続される。これらのアクチュエータは、以下のもの:
(a)〜(d)  フォアシリンダの各インジェクタのためのパルス幅変調コントロール信号、
(e)〜(h)  フォアシリンダのそれぞれのスパークプラグに対応する点火コイルのための点火コイルコントロール信号、
(i)  エンジンの燃料ポンプを制御するためのパルス幅変調コントロール信号
を含む。
【００３９】
図2を参照すると、メモリ10に格納された命令のフローチャートが示されている。装置2が起動されると、マイクロプロセッサ8が、メモリ10へアクセスし、そしてボックス18、20、22、24で示される一連の初期化命令をロードする。最初に、ボックス18で、マイクロプロセッサ8は、車のエンジンならびに上記したアクチュエータおよびセンサの操作特性に関するデータを取得する。ボックス20で、ボックス18で取得されたパラメータに従ってプログラム変数が設定される。ボックス22で、マイクロプロセッサは、センサおよびアクチュエータが稼働可能であることをチェックする。ボックス24で、エンジンが、ボックス18で取得されたパラメータに従って制御されるアクチュエータとともに運転される。
【００４０】
ボックス25で、トルクセンサにより生成されたトルク値が、入力ポート6からトルクバッファ19へ書き込まれる。トルクバッファ19は、所定の間隔で連続的に最近時のトルク値で更新されるようなFIFOバッファであり得る。
【００４１】
ボックス26で、マイクロプロセッサ8は、トルクバッファ19内の最近時のトルク値を、トルクマップ14に格納された、エンジンの最近時の負荷および速度特性に対応する値と比較する。エンジンの最近時の負荷および速度は、従来技術の手順に従って知られる他のセンサインプットから計算される。
【００４２】
トルクバッファ19から取得されたトルク値が、トルクマップ14から取得された値よりも高いなら、指揮系統はボックス28へ転じ、そしてプロセッサ8は、特定の速度および負荷パラメータのための新規なトルク値でトルクマップ14を更新する。
【００４３】
バッファ19から取得されたトルク値とトルクマップ14から取得された値とが同じなら、現在のセッティングは、依然として最適であることを意味する。その結果、点火タイミングパラメータに何の変更も起こさず、指揮系統は、ボックス25へ戻るように転じる。
【００４４】
トルクバッファ19から取得されたトルク値が、トルクマップ14から取得された値よりも低いなら、指揮系統は、44に表示するチューニングプロセスに転じる。特に、指揮系統は、ボックス30に転じ、そしてマイクロプロセッサ8は、点火マップ15内の適当な値を変更することによって適当なコントロール信号を出力ポート4を介して送り、新規な点火タイミングをもたらすよう、エンジンの点火タイミングを進角するべく作用する。
【００４５】
ボックス36で、マイクロプロセッサ8は、トルクバッファ19から新規な点火タイミングを生じる最近時のトルク値を取得し、そして、それをバッファ19に格納された点火タイミング調整前の以前のトルク値と比較する。最近時のトルク値が、以前のトルク値より高いなら、指揮系統は、ボックス30に戻るよう転じ、そこで、点火を再び進角させる。
【００４６】
最近時のトルク値が、以前のトルク値よりも低いなら、指揮系統は、ボックス38へ転じ、そして点火マップ15を調整することによって点火タイミングを遅角させる。マイクロプロセッサ8は、当該値を取得し、そして出力ポート4を介して適当なコントロール信号を送る。次いで、ボックス40にて、トルクバッファ19内の最近時のトルク値が、バッファ19に格納された調整前の以前のトルク値と比較される。最近時のトルク値が、バッファ19に格納された以前の値よりも高いなら、指揮系統は、ボックス38に戻るよう転じ、そこで、点火を遅角させる。最近時のトルク値が、バッファ19に格納された以前の値より低いなら、指揮系統は、ボックス30に転じ、そこで、点火タイミングを進角させる。最近時のトルク値が、バッファ19に格納された調整前の以前のトルク値と同じなら、指揮系統は、プロセス44からボックス42へと通過する。ボックス42にて、マイクロプロセッサ8は、トルクマップ14を更新する。
【００４７】
チューニングプロセス44は、エンジンの現在の操作負荷および速度のもとで、逐次（iteratively）最適点火タイミングを決定するよう機能することが理解される。すなわち、チューニングプロセス44は、エンジンが運転されている間、エンジンを調整するよう機能する。
【００４８】
ボックス36に戻って、マイクロプロセッサ8は、最近時のトルク値が調整前バッファ19に格納された以前のトルク値と同じであると決定した場合、指揮系統は、プロセス44からボックス42へと通過する。ボックス42にて、マイクロプロセッサ8は、トルクマップ14を更新する。
【００４９】
最後に、指揮系統は、ボックス25の上流の点まで通過し、そこで、マイクロプロセッサ8は、トルクセンサからトルク値を受け取り、そして前記トルク値をトルクバッファ19へ書き込むことを継続する。
【００５０】
図3には、メモリ10に格納された命令の別の実施態様のフローチャートが示される。図2に関して、同様の参照番号は、特に言及しない限り、同様のパーツを意味する。
【００５１】
図3において、さらに、破線で表示されたチューニングプロセス46は、燃料噴射システムを実装したエンジンに関連するチューニングステップを示している。特に、プロセス46は、上記した点火チューニングプロセス44に追加して、あるいは別個に使用される点火チューニングプロセスである。
【００５２】
この実施態様では、マイクロプロセッサ8は、最近時のトルク値が調整前バッファ19に格納された以前のトルク値と同じであると決定した場合、指揮系統は、プロセス46のボックス50へ通過する。ボックス50にて、マイクロプロセッサ8は、燃料噴射マップ17内で適当な値を変更することにより燃料噴射を増やす。
【００５３】
デシジョンボックス52で、マイクロプロセッサ8は、新規の燃料噴射セッティングから生じたトルクバッファ19からの最近時のトルク値を取得し、そして、それを燃料噴射の調整前バッファ19に格納された以前のトルク値と比較する。
【００５４】
最近時のトルク値が、以前のトルク値よりも低いなら、指揮系統は、ボックス54へ転じ、燃料噴射マップ17を調整することによって燃料噴射セッティングを減じる。マイクロプロセッサ8は、当該値を燃料噴射マップ17から取得し、適当なコントロール信号を、出力ポート4を介して送る。次いで、デシジョンボックス56で、トルクバッファ19内の最近時のトルク値が、調整前バッファ19内に格納された以前のトルク値と比較される。最近時のトルク値がバッファ19内に格納された前の値よりも高いなら、指揮系統は、ボックス54に戻るよう転じ、その時点で、マイクロプロセッサ8は、燃料噴射を減少させる。最近時のトルク値が、バッファ19内に格納された前の値よりも低いなら、指揮系統は、ボックス50へ転じ、そこで、マイクロプロセッサ8は、燃料噴射を増加するよう機能する。最近時のトルク値が、バッファ19内に格納された以前の値と同じなら、指揮系統は、ボックス46からボックス42へ通過し、そこで、マイクロプロセッサ8は、トルクマップ14を更新する。
【００５５】
ボックス52に戻って、マイクロプロセッサ8は、最近時のトルク値が調整前のバッファ19に格納された以前のトルク値よりも高いと決定した場合、指揮系統は、ボックス50へ戻るよう転じ、燃料噴射を増加させる。
【００５６】
再びボックス52に戻って、マイクロプロセッサ8は、最近時のトルク値が調整前バッファ19に格納された以前のトルク値と同じであると決定した場合、指揮系統は、ボックス42へ通過し、マイクロプロセッサ8は、トルクマップ14を更新する。
【００５７】
最後に、指揮系統は、ボックス25の上流の点を通過し、そこで、マイクロプロセッサ8は、トルクセンサからトルク値を受け取り、そして前記トルク値をトルクバッファ19へ書き込むことを継続する。
【００５８】
プロセス46は、エンジンの現在の操作負荷および速度のもとで、逐次最適燃料噴射を決定するよう機能することが理解される。すなわち、プロセス46は、エンジンが運転されている間、燃料噴射セッティングを調整するよう機能する。
【００５９】
図4では、メモリ10に格納された命令の別の実施態様のフローチャートが示されている。図１〜3に関して、同様の参照番号は、特に言及しない限り、同様のパーツを意味する。
【００６０】
上記のようにボックス25でトルク値が検出され、そして、トルクバッファ19へ書き込まれる。また、後続のボックス26で、検出されたトルク値が、トルクマップ14に格納されたトルク値と比較される。検出されたトルク値が、トルクマップ14に格納された対応するトルク値よりも高いなら、指揮系統は、ボックス60を介してボックス25に戻り、そこで、フラグがルックアップテーブルへ書き込まれる。
【００６１】
検出されたトルク値が、トルクマップ14に格納された対応するトルク値よりも低いなら、指揮系統は、ボックス62を通過し、そこで、正常点火プロセス64、点火調整プロセス66、燃料噴射調整プロセス68または正常燃料噴射プロセス70のいずれかを通過する。メモリ10内に格納された命令は、ボックス62でフラグが検出されない場合に指揮系統がプロセス64を履行しないようにする。
【００６２】
正常点火プロセス64の間、点火タイミングは、ボックス72にてマイクロプロセッサ8により遅滞させられる。次いで、プロセス64は、ボックス74にて点火タイミングを調整するようにフラグを生成する。指揮系統は、その後、次いで、ボックス62を通過し、そこで、フラグがルックアップテーブルに書き込まれる。次いで、指揮系統は、ボックス25に戻るよう転じ、そこで、トルクが再測定され、そしてボックス26へ戻る。
【００６３】
ボックス62にて、プロセス64により生成されたフラグが検出され、そして、指揮系統が、プロセス66を通過する。プロセス64の間、ボックス76で、点火セッティングの変化に対するトルク値の変化に基づく微分アルゴリズムを用いてトルク勾配が計算される。これは、上記実施態様で説明したような反復的決定プロセスの必要をなくすことが理解される。調整後のトルク値が調整以前のトルク値の特定の許容度内であるなら、トルクマップ14がボックス78で更新される。指揮系統がプロセス70を通過するフラグもまた、ボックス78で生成される。フラグは、指揮系統がボックス25を通過する前に、ボックス60でルックアップテーブルに書き込まれる。
【００６４】
トルク勾配が正であるなら、指揮系統は、ボックス80を通過し、そこで、マイクロプロセッサ8が点火タイミングを早める。次いで、指揮系統は、ボックス25を通過する。
【００６５】
トルク勾配が負であるなら、指揮系統は、ボックス82を通過し、そこで、マイクロプロセッサ8が点火タイミングを遅角させる。次いで、指揮系統は、ボックス25を通過する。
【００６６】
ボックス62にて、プロセス66により生成されたフラグが検出され、そして指揮系統は、プロセス70を通過する。プロセス70の間、マイクロプロセッサ8は、84で燃料噴射セッティングを増加させる。次いで、指揮系統は、ボックス86を通過し、そこで、プロセスは、指揮系統がプロセス68を通過するフラグを生成する。フラグは、指揮系統がボックス25を通過する前に、ボックス60にてルックアップテーブルに書き込まれる。
【００６７】
ボックス62にて、プロセス70により生成されたフラグが検出され、そして指揮系統が、プロセス68を通過する。プロセス68の間、ボックス88にて、燃料噴射セッティングの変化に対するトルク値の変化に基づく微分アルゴリズムを用いてトルク勾配が計算される。再び、これは、上記実施態様で説明したような反復的決定プロセスの必要をなくすことが理解される。検出された調整後トルク値が、調整トルク値の特定の許容度内なら、トルクマップ14がボックス90で更新される。指揮系統がプロセス64を通過するフラグがまた、ボックス90で生成される。指揮系統がボックス25を通過する前に、ボックス60にてフラグがルックアップテーブルに書き込まれる。
【００６８】
トルク勾配が正であるなら、指揮系統は、ボックス92を通過し、そこで、マイクロプロセッサ8が燃料噴射セッティングを増加させる。次いで、指揮系統は、上記したように、ボックス25を通過する。
【００６９】
トルク勾配が負であるなら、指揮系統は、ボックス94を通過し、そこで、マイクロプロセッサ8が燃料噴射セッティングを減少させる。次いで、指揮系統は、上記したように、ボックス25を通過する。
【００７０】
この実施態様は、本質的に安全であるので選択されている。安全性は、プロセス64に対する初期不履行により達成され、そこでは、点火が開始点として遅角させられる。さらに、一定の条件が存在する場合、プロセスは、連続的にプロセス64を繰り返すよう戻ることが承知される。さらに、微分アルゴリズムの使用は、プロセッサ集約的決定計算を減じる手段を提供する。
【００７１】
装置2は、多数のパラメータの最大トルクでの操作の間、内燃エンジンを連続的に調整する手段を提供することが承知される。装置2は、内燃エンジンが最大効率で確実に操作されるよう使用されることにつながる。
【００７２】
装置2および付随する方法は、点火タイミングおよび燃料噴射セッティングに加えて他のパラメータを用いて容易に適用されることが容易に理解される。
【００７３】
ここに説明した本発明の実施態様は、その原則を説明するために提供されるものであり、本発明を限定また拘束するものとみなされず、それは当業者により多くの変更が本発明の範囲から逸脱せずに遂行され得るからである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の好ましい実施態様に従うエンジン管理装置の機能ブロック図である。
【図２】図1のエンジン管理装置を操作する方法の第一の実施態様のフローチャートである。
【図３】図2の方法を燃料噴射型エンジンに拡張したフローチャートである。
【図４】図1のエンジン管理装置を操作する方法の第二の実施態様のフローチャートである。
【図１】
2007534880.tif 000003
【図２】
2007534880.tif 000004
【図３】
2007534880.tif 000005
【図４】
2007534880.tif 000006
【国際調査報告】
2007534880.tif 000007
2007534880.tif 000008