JP2627892B2 - エンジンの電子制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのアイドル回転数、空燃比等の制
御値を目標値に制御する電子制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より、エンジンのアイドル回転数、空燃比等を電
子制御装置によって制御するについて、これらの制御値
が目標値に収束するようにフィードバック制御すること
が一般に行われている。

また、上記のようなフィードバック制御において、目
標値に対してある幅をもった不感帯を設定し、制御値が
この不感帯内となるとフィードバック制御を停止するよ
うにした技術は、例えば、特開昭55−98628号に見られ
るように公知である。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のように不感帯を設定して制御を行う
場合に、不感帯の幅が狭い場合には目標値への収束速度
が大きく収束精度が高くなるが、目標値近傍における制
御にハンチング現象が生じ、制御安定性に問題が生じ
る。また、個々のエンジンの誤差、経年変化等により制
御値の変動幅が異なり、これらの変動幅についてもフィ
ードバック制御しようとしても、かえって制御の安定性
を阻害する不必要なフィードバック制御となり、上記の
ような個々のエンジンの誤差、経年変化等による変動に
対してはフィードバック制御を行わないようにするのが
好ましい。一方、不感帯の幅が広い場合には、この不感
帯の上下限値の近傍に制御値が安定している場合には、
目標値とのずれが大きくなって収束精度が低くなる問題
がある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、目標値に対するず
れを大きくすることなく不必要なフィードバック制御を
回避してエンジンの安定性を向上するようにしたエンジ
ンの電子制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の電子制御装置は、エンジンの制御値を検出す
る制御値検出手段と、制御の目標値を設定する目標値設
定手段と、上記制御値が上記目標値に対して該目標値を
含んで設定される所定幅以内の値の際に、上記所定値よ
り大きな幅の不感帯を設定する不感帯設定手段と、制御
値が目標値に一致するようにフィードバック制御信号を
設定するとともに、制御値が不感帯内になるとフィード
バック制御を停止するフィードバック制御手段とを備え
たことを特徴とするものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。

エンジン１に対して例えばそのアイドル回転数、空燃
比等の制御によってエンジン１の運転状態を制御する運
転状態制御手段２を設ける。この運転状態制御手段２に
はその制御量を設定する制御量設定手段３からの制御信
号を出力し、エンジン１を所定の運転状態に制御するも
のである。

また、上記制御量設定手段３にはフィードバック制御
手段４からの信号が出力され、この信号に基づいて制御
信号を設定するものである。該フィードバック制御手段
４には、エンジン１の制御値を検出する制御値検出手段
５と、制御の目標値を設定する目標値設定手段６と、不
感帯を設定する不感帯設定手段７からの信号が出力され
る。

上記不感帯設定手段７は、制御値が目標値に対してこ
の目標値を含んで設定される所定幅以内の値の際に、上
記所定幅より大きな幅の不感帯を設定するものであり、
例えば、制御値が上記所定幅以下となるまではこの所定
幅と同等の狭い不感帯を設定し、この狭い不感帯内とな
ると所定幅より大きい広い不感帯を設定するか、もしく
は、制御値が目標値と一致した際に始めて広い不感帯を
設定するものである。

そして、フィードバック制御手段４は、制御値検出手
段５で検出した制御値が目標値設定手段６で設定された
目標値に一致するようにフィードバック制御信号を設定
するとともに、制御値が不感帯内になるとフィードバッ
ク制御を停止する信号を前記制御量設定手段３に出力す
るものである。

（作用） 上記のような電子制御装置では、制御値が目標値より
大きくずれている場合には狭い不感帯を設定するか不感
帯を設定せず、フィードバック制御手段は制御値が目標
値と一致するように制御信号を設定して制御し、これに
よって制御値が目標値に対して所定幅以下に接近すると
広い不感帯を設定してフィードバック制御を停止して、
制御値の目標値への収束精度を高めるとともに不要なフ
ィードバック制御を行うことなくエンジンの安定性を確
保するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第２
図はエンジンの電子制御装置の具体例の全体構成図であ
り、この実施例ではアイドル回転数制御についての制御
例を示す。

エンジン１の燃焼室11に吸気を供給する吸気通路12に
は、上流側からエアクリーナ13、吸気流量を計測するエ
アフローメータ14、スロットル弁15、サージタンク16、
インジェクタ17が順に介装されている。また、燃焼室11
からの排気ガスを導出する排気通路18には、空燃比セン
サ19（リニアO₂センサ）、排気ガス浄化用の触媒装置2
0、サイレンサ21が介装されている。

前記吸気通路12には、スロットル弁15をバイパスする
バイパス通路22が設けられ、このバイパス通路22にはバ
イパスエア量を制御するデューティソレノイドバルブか
らなるバイパス調整弁23（ISCバルブ）が介装されてい
る。また、前記インジェクタ17には燃料タンク25からの
燃料が燃料ポンプ26によって圧送される。さらに、エン
ジン１の燃焼室11に臨んで配設された点火プラグ27に
は、イグニションコイル28からの放電電圧がディストリ
ビュータ29を介して印加される。

そして、前記バイパス通路22に介装された調整弁23に
はコントロールユニット30からの制御信号（デューティ
信号）が出力され、バイパスエア量の調整によるアイド
ル回転数制御を行う。また、インジェクタ17にもコント
ロールユニット30から制御信号が出力されて燃料噴射量
が制御される。

上記コントロールユニット30にはエンジン１の運転状
態を検出するために、前記エアフローメータ14からの吸
入空気量信号、空燃比センサ19からの空燃比信号が入力
されるとともに、ディストリビュータ29のクランク角セ
ンサ31からのエンジン回転信号、エンジン水温を検出す
る水温センサ32からの水温信号、エアコンスイッチ等の
負荷スイッチ33からの外部負荷信号がそれぞれ入力され
る。

コントロールユニット30は、上記各種センサからの信
号に基づいてアイドル回転数が所定目標値となるように
フィードバック制御するものであり、このアイドル回転
数制御において検出回転数と目標値の大きさに応じて大
小２種類の不感帯を選択設定するものである。すなわ
ち、検出回転数が目標値より大きくずれている場合には
この目標値を含む狭い所定幅の第１不感帯を設定し、検
出回転数がこの第１不感帯内に入ると広い幅の第２不感
帯を設定するように制御するものである。

上記コントロールユニット30の処理を第３図のフロー
チャートに基づいて説明する。このフローチャートはア
イドル回転数制御についてのルーチンのみを示してい
る。スタート後、ステップS1でイニシャライズを行い、
ステップS2でエンジン水温、負荷条件等を読み込む。そ
して、ステップS3で例えば始動後5sec経過したか否かの
判定等によってフィードバック条件が成立したか否かを
判定する。

上記ステップS3の判定がYESでフィードバック条件が
成立すると、ステップS4でエンジン水温、負荷条件等に
応じて目標値回転数Neを設定し、ステップS5で実際のエ
ンジン回転数Ｎを読み込む。そして、ステップS6で後述
のフラグＦが０か否かを判定し、初期状態においてはこ
のフラグＦは０にリセットされていることから、YES判
定によってステップS7に進んで不感帯幅Nfを狭い幅N₁の
第１不感帯に設定する。

ステップS9はエンジン回転数Ｎが目標回転数Neに対す
る上記不感帯Nf（第１不感帯）の範囲内か否かを判定す
るものであり、その範囲外でNO判定時にはフィードバッ
ク制御を行うべく、ステップS10でエンジン回転数Ｎが
目標回転数Ne以下か否かを判定し、エンジン回転数Ｎの
方が低いYES時にはステップS11でフィードバック補正係
数Ciscに定数Kaを加算する一方、エンジン回転数Ｎの方
が大きいNO時にはステップS12で補正係数Ciscから定数K
bを減算して修正し、ステップS13でフラグＦを０に保持
する。そして、ステップS15で上記補正係数Ciscによっ
て制御量Qiscを演算し、ステップS16でバイパス調整弁2
3をこの制御量Qiscに制御する。

上記のようなフィードバック制御によってエンジン回
転数Ｎが第１不感帯N₁の範囲内となって、前記ステップ
S9の判定がYESとなると、ステップS14でフラグＦを１に
セットし、ステップS10ないしS12のフィードバック制御
を停止するととともに、ステップS6のNO判定によってス
テップS8で不感帯幅Nfを第１不感帯より広い幅N₂の第２
不感帯に設定する。

前記第１不感帯N₁は、エンジンのばらつき、経年変化
等を考えた場合の最小変動幅、あるいはそれ以下の範囲
とし、第２不感帯N₂は逆に最大変動幅あるいはそれ以上
の範囲に設定するものである。

上記のように第２不感帯N₂に設定した後、エンジン回
転数Ｎが第２不感帯の範囲外にずれると、ステップS9の
NO判定によりステップS10ないしS12のフィードバック制
御を行い、ステップS13でフラグＦを０にリセットす
る。このフラグＦのリセットにより、ステップS6の判定
がYESとなって今度は不感帯の幅Nfを狭い第１不感帯N₁
に設定するものである。

第４図にエンジン回転変動における制御のタイムチャ
ートを示し、Ａに目標回転数Neに対するエンジン回転数
Ｎの変動と不感帯の設定とを示し、Ｂに制御量Qiscを示
すものであり、ａ点でフィードバック制御を開始するの
に伴って狭い第１不感帯N₁を設定し、このフィードバッ
ク制御によってエンジン回転数Ｎが目標回転数Neに接近
してｂ点で第１不感帯N₁の範囲内に入ると、フィードバ
ック制御を停止するとともに、広い幅の第２不感帯N₂に
切換えるものである。

また、ｃ点でエアコンスイッチ等の外的負荷がオンと
なってエンジン回転数Ｎが低下し、ｄ点でエンジン回転
数Ｎが第２不感帯N₂の範囲から外れるとフィードバック
制御を再開するとともに狭い第１不感帯N₁に切換える。
そして、ｅ点で第１不感帯の範囲内に入ると、フィード
バック制御を停止するとともに、広い幅の第２不感帯N₂
に切換えるものである。さらに、ｆ点で外的負荷がオフ
となってエンジン回転数Ｎが上昇し、ｇ点でエンジン回
転数Ｎが第２不感帯N₂の範囲から外れるとフィードバッ
ク制御を再開するとともに狭い第１不感帯N₁に切換える
ように同様の制御を行うものである。

上記のような実施例では、フィードバック制御を行う
ときには狭い不感帯を設定して目標回転数への収束精度
を向上する一方、目標回転数に近付くと広い不感帯に変
更してフィードバック停止後においては、エンジンによ
り差のある周期的回転変動の大小にかかわらず、フィー
ドバック停止状態で安定させて不必要なフィードバック
を行わないようにしている。

なお、上記実施例においては、フィードバック制御時
には狭い範囲の第１不感帯を設定するようにしている
が、この第１不感帯を設定することなくフィードバック
制御を行い、目標回転数を横切った時点で始めて第２不
感帯に相当する広い幅の不感帯を設定するように制御し
てもよい。また、上記のようなバイパスエア量の制御に
よるアイドル回転数制御のほか、本発明は空燃比センサ
（リニアO₂センサ）等の検出信号に基づく空燃比フィー
ドバック制御などの各種フィードバック制御に適用可能
である。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、制御値が目標値に対し
てこの目標値を含んで設定される所定幅以内の値の際
に、上記所定幅より大きな幅の不感帯を設定する不感帯
設定手段を備え、制御値が目標値より大きくずれている
場合には狭い不感帯を設定するか不感帯を設定せず、制
御値が目標値に対して所定幅以下に接近すると広い不感
帯を設定してフィードバック制御を停止するようにした
ことにより、制御値の目標値に対するずれを大きくする
ことなく制御値の目標値への収束精度を高めるととも
に、エンジンのばらつき、経年変化等に起因する変動に
対する不要なフィードバック制御を防止してエンジンの
安定性を確保することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するためのブロック図、 第２図は具体例の全体構成図、 第３図はコントロールユニットの処理を説明するための
フローチャート図、 第４図はアイドル回転数制御におけるタイムチャート図
である。 １……エンジン、２……運転状態制御手段、３……制御
量設定手段、４……フィードバック制御手段、５……制
御値検出手段、６……目標値検出手段、７……不感帯設
定手段、23……調整弁、30……コントロールユニット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの運転状態を表す制御値が目標値
   となるように制御するエンジンの電子制御装置であっ
   て、 エンジンの上記制御値を検出する制御値検出手段と、 制御の目標値を設定する目標値設定手段と、 上記制御値が上記目標値に対して該目標値を含んで設定
   される所定幅以内の値の際に、上記所定幅より大きな幅
   の不感帯を設定する不感帯設定手段と、 上記制御値が上記目標値に一致するようにフィードバッ
   ク制御信号を設定するとともに、上記制御値が上記不感
   帯内になるとフィードバック制御を停止するフィードバ
   ック制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの電
   子制御装置。