JPH0115690B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は内燃機関のアイドル回転数の学習制御
装置に関する。

〈背景技術〉 内燃機関のアイドル回転数制御装置として、例
えば第１図に示すように、スロツトル弁１をバイ
パスする補助空気通路２の途中にアイドル制御弁
（ISCバルブ）３を設け、これにより補助空気量
を調整して、アイドル回転数を制御するようにし
たものがある。アイドル制御弁３はロータリー式
で、図示しない開弁用コイルと閉弁用コイルとに
パルス信号が互いに反転された状態で送られるよ
うになつており、パルス信号のデユーテイ比に応
じて開度が調整される。尚、４はSPI方式の燃料
噴射弁、５は熱線式エアフローメータ、６はブロ
ーバイガスの還流パイプである。

ところで、アイドル制御弁へのパルス信号のデ
ユーテイ比は次式によつて計算される制御値
ISCdyによつて決定される。尚、この制御値の単
位は（％）で表され、開弁用コイルがONになつ
ている時間割合として出力される。

ISCdy＝ISCtw＋ISCet＋ISCfb ここで、ISCtwは冷却水温度（以下水温とい
う）依存の基本制御値、ISCetはエアコン補正及
び加減速補正等の各種補正量、ISCfdは後述する
アイドル回転数のフイードバツク制御（ISC）の
ためのフイードバツク補正量である。

アイドル回転数のフイードバツク制御について
は、水温センサによつて検出される水温に依存す
る目標回転数とクランク角センサによつて検出さ
れる実際の回転数（以下実回転数という）とを比
較し、差がある場合に、その時の制御値に補正を
加えて目標回転数になるように制御するわけであ
り、このため、フイードバツク補正量ISCfbとい
うものを定めている。

そして、フイードバツク補正量ISCfbの値は比
例積分（PI）制御により変化させ、安定した制
御としている。即ち、目標回転数と実回転数とを
比較し、実回転数が目標回転数より低（高）い場
合には、フイードバツク補正量ISCfbを、初めに
Ｐ分だけ上（下）げて、それからＩ分ずつ徐々に
上（下）げてゆく。

ところで、基本制御値ISCtw（若しくはこれと
各種補正量ISCetとの加算値）相当のオープンル
ープデユーテイ（フイードバツク補正量ISCfb＝
０のときの制御値ISCdy）によつて得られる回転
数が目標回転数と完全に一致していれば、フイー
ドバツク補正量ISCfbは０になるので、フイード
バツク制御は不要なのであるが、実際にはスロツ
トルチヤンバのつまり、部品のバラツキ等で相関
がずれるため、フイードバツク制御を行つてい
る。

しかし、オープンループデユーテイと目標回転
数との相関がずれていると、実回転数が目標回転
数からずれたときに、オープンループデユーテイ
と目標回転数との相関のずれをフイードバツク制
御により補正するまで、即ち、もとの目標回転数
に落ちつくまでに時間がかかる。そして、このた
めにフイードバツク補正量ISCfb設定の際の比例
積分制御のPI定数を大きくすると、ハンチング
やオーバー（アンダー）シユート等を生じ、アイ
ドル回転が不安定となつたり、回転落ち込みによ
るエンストを生じるといつた問題点がある。

〈発明の目的〉 本発明は叙上の実状に鑑み、オープンループデ
ユーテイすなわち基本制御値を学習により補正し
て目標回転数との相関をとることにより、相関の
ずれをなくし、速やかなアイドル回転数の制御を
可能にすると共に、フイードバツク制御の際の
PI定数を小さくすることができるようにしてア
イドル回転の安定度を向上させることを目的とす
る。

〈発明の構成〉 このため、本発明は、第２図に示すように、冷
却水温度に基づいてパルス信号のデユーテイ比の
基本制御値を設定する基本制御値設定手段と、冷
却水温度に基づいて設定される目標回転数と実回
転数とを比較して比例積分制御によりフイードバ
ツク補正量を設定するフイードバツク補正量設定
手段と、実回転数からこれに対応させてRAMに
記憶させた学習補正量を検索する学習補正量検索
手段と、アイドル運転状態となつてから所定時間
経過したことを検出して定常状態を検出する定常
状態検出手段と、定常状態の検出時にフイードバ
ツク補正量と学習補正量との加重平均をとつて新
たな学習補正量を設定しRAM内の同一回転数の
データを更新する学習補正量修正手段と、基本制
御値にフイードバツク補正量と学習補正量とを加
算してパルス信号のデユーテイ比の制御値を演算
する制御値演算手段と、この演算された制御値に
基づくデユーテイ比のパルス信号をアイドル制御
弁に出力するパルス信号出力手段とを設けて構成
したものである。

〈実施例〉 以下に実施例を説明する。

第３図にハードウエア構成を示す。

１１はCPU、１２はＰ―ROM、１３は学習制
御用のCMOS―RAM、１４はアドレスデコーダ
である。尚、RAM１３に対しては、キースイツ
チOFF後も記憶内容を保持させるため、バツク
アツプ電源回路を使用する。

アイドル制御弁３の制御のためのCPU１１へ
のアナログ入力信号としては、水温センサ１５か
らの水温信号、スロツトルセンサ１６からのスロ
ツトル開度信号、バツテリ１７からのバツテリ電
圧があり、これらはアナログ入力インタフエース
１８及びＡ／Ｄ変換器１９を介して入力されるよ
うになつている。２０はＡ／Ｄ変換タイミングコ
ントローラである。

デジタル入力信号としては、アイドルスイツチ
２１、ニユートラルスイツチ２２及びエアコンス
イツチ２３からのON・OFF信号があり、これら
はデジタル入力インタフエース２４を介して入力
されるようになつている。

その他、クランク角センサ２５からの例えば
180゜毎のリフアレンス信号と1゜毎のポジシヨン信
号とがワンシヨツトマルチ回路２６を介して入力
されるようになつている。また、車速センサ２７
からの車速信号が波形整形回路２８を介して入力
されるようになつている。

CPU１１からの出力信号（アイドル制御弁３
へのパルス信号）は、位相反転ドライバー２９を
介して、互いに反転された状態で、アイドル制御
弁３の開弁用コイル３ａと閉弁用コイル３ｂとに
送られるようになつている。

ここにおいて、CPU１１は、第４図に示すフ
ローチヤート（アイドル制御弁３へのパルス信号
のデユーテイ比の制御値ISCdyの計算ルーチン）
に基づくプログラム（ROM２に記憶されてい
る）に従つて、入出力操作並びに演算処理等を行
うようになつている。

次に第４図のフローチヤートについて説明す
る。

Ｓ１で水温センサ１５によつて検出される水温
Twから基本制御値ISCtwを設定する。尚、この
設定は、予めROM１２に水温Twをパラメータ
とする基本制御値ISCtwのマツプを記憶させてお
き、そのマツプから検索することによつて行つて
もよいし、あるいは演算によつて行つてもよい。

Ｓ２で必要に応じエアコン補正及び加減速補正
等の各種補正量ISCetを設定する。

Ｓ３でISC条件（ISCを行う領域）であるか否
かを判定する。具体的には、スロツトル弁の全閉
位置を検出するアイドルスイツチ２１がON（ス
ロツトル弁が全閉位置）でかつニユートラルスイ
ツチ２２がON（トランスミツシヨンのギア位置
がニユートラル）の時、又はアイドルスイツチ２
１がONでかつ車速センサ２７によつて検出され
る車速が所定値以下の時に、ISC条件が成立する
ものとして、次のＳ４へ進む。

Ｓ４で水温Twから目標回転数Nsを検索あるい
は演算によつて設定する。

Ｓ５で目標回転数Nsとクランク角センサ２５
によつて検出される実回転数Ｎとを比較する。そ
して、比例積分制御によりフイードバツク補正量
ISCfbを設定する。即ち、Ns＞Ｎの場合は、Ｓ６
で比例積分制御に基づいてフイードバツク補正量
ISCfbを前回の値に対し所定量増大させ、Ns＜Ｎ
の場合は、Ｓ７で比例積分制御に基づいてフイー
ドバツク補正量ISCfbを前回の値に対し所定量減
少させる。Ns＝Ｎ（不感帯を含む）の場合はフイ
ードバツク補正量ISCfbを前回の値のままとす
る。

Ｓ８で実回転数Ｎから学習補正量ISCleを検索
する。この場合、補間付で設定するのが望まし
い。尚、回転数Ｎをパラメータとする学習補正量
ISCleのマツプは書き換え可能なRAM１３に記
憶されており、学習が開始されていない時点では
全てISCle＝０となつている。

Ｓ９でISC条件が成立してからの経過時間を判
定し、所定時間以上経過している場合に、定常状
態と検出して、次のＳ１０へ進む。

Ｓ１０で今回のフイードバツク補正量ISCfbと
実回転数Ｎから検索された学習補正量ISCleと加
重平均（次式参照）をとつて、その加重平均値を
新な学習補正量ISCleとする。

ISCle←（ISCfb＋（Ｍ−１） ×ISCle）／Ｍ Ｍは定数 Ｓ１１で新な学習補正量ISCleをRAM１３の
対応する回転数Ｎのところへ書き込む。即ち、
RAM１３内のデータを更新する。この場合は補
間なしでよい。

Ｓ１２で制御値ISCdyを次式に従つて演算す
る。

ISCdy＝ISCtw＋ISCet＋ISCfb ＋ISCle ここで、ISC条件が成立してから所定時間経過
している場合はISCleとして更新されたものが用
いられ、ISC条件が成立してから所定時間経過し
ていない場合はＳ９からＳ１２へジヤンプするの
で検索されたものがそのまま用いられる。尚、こ
のようにしたのは、ISC条件が成立してクローズ
状態に入つてから所定時間経過しないと制御が安
定せず、この状態で学習を行つても学習の信頼度
に欠けるからである。

以上でISC条件での制御値ISCdyが計算され、
この制御値ISCdyに相応するデユーテイ比のパル
ス信号が位相反転ドライバー２９を介してアイド
ル制御弁３の開弁用コイル３ａ及び閉弁用コイル
３ｂに与えられる。

但し、Ｓ３でISC条件が成立しないときは、Ｓ
１３で次式に従つて制御値ISCdyを演算し、これ
に基づくデユーテイ比のパルス信号を出力する。

ISCdy＝ISCtw＋ISCet 尚、このような学習制御を行う場合には、暴走
を考慮して、学習できる状態にあるかどうかを常
にモニターしておくことが必要である。例えば、
フイードバツク補正量ISCfbが最大値又は最小値
に所定時間クランプしていても実回転数Ｎが目標
回転数Nsに到達しない場合などは、学習を中止
し、学習補正量ISCleを初期値（０）に戻すよう
にする。

尚、本発明は第１図に示したタイプのアイドル
制御弁の他、パルス信号によつて開閉される各種
タイプのアイドル制御弁の制御に適用可能であ
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、フイード
バツク補正量を学習して学習補正量を設定し、ま
たフイードバツク補正量と学習補正量との加重平
均をとつて新たな学習補正量を設定して更新し、
これを用いて基本制御値（オープンループデユー
テイ）を補正することにより目標回転数との相関
をとるようにしたため、速やかなアイドル回転数
の制御が可能となるばかりか、フイードバツク制
御時のPI定数を小さくすることができるので、
アイドル回転の安定度を向上させることができ、
エンスト等の恐れもなくなるという効果が得られ
る。また、アイドル回転数制御条件であるアイド
ル運転状態となつてから所定時間経過したことを
検出して定常状態を検出し、この定常状態の検出
時に学習を行うようにしたため、フイードバツク
制御が安定してから学習することとなり、学習の
信頼性が向上するという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アイドル制御弁の一例を示すスロツ
トルチヤンバの断面図、第２図は本発明の構成を
示すブロツク図、第３図は本発明の一実施例を示
すハードウエア構成図、第４図は同上のフローチ
ヤートである。 １…スロツトル弁、２…補助空気通路、３…ア
イドル制御弁、１１…CPU、１２…Ｐ―POM、
１３…CMOS―RAM、１５…水温センサ、２５
…クランク角センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スロツトル弁をバイパスする補助空気通路
   に、パルス信号によつて駆動されそのデユーテイ
   比に応じて開度が調整されるアイドル制御弁を備
   え、アイドル運転時にこのアイドル制御弁を介し
   てアイドル回転数を制御する内燃機関において、
   冷却水温度に基づいてパルス信号のデユーテイ比
   の基本制御値を設定する基本制御値設定手段と、
   冷却水温度に基づいて設定される目標回転数と実
   際の回転数とを比較して比例積分制御によりフイ
   ードバツク補正量を設定するフイードバツク補正
   量設定手段と、実際の回転数からこれに対応させ
   てRAMに記憶させた学習補正量を検索する学習
   補正量検索手段と、アイドル運転状態となつてか
   ら所定時間経過したことを検出して定常状態を検
   出する定常状態検出手段と、定常状態の検出時に
   フイードバツク補正量と学習補正量との加重平均
   をとつて新たな学習補正量を設定しRAM内の同
   一回転数のデータを更新する学習補正量修正手段
   と、基本制御量にフイードバツク補正量と学習補
   正量とを加算してパルス信号のデユーテイ比の制
   御値を演算する制御値演算手段と、この演算され
   た制御値に基づくデユーテイ比のパルス信号をア
   イドル制御弁に出力するパルス信号出力手段とを
   備えることを特徴とする内燃機関のアイドル回転
   数の学習制御装置。