JPH01182551A - 電子式エンジン制御装置 - Google Patents

電子式エンジン制御装置

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JPH01182551A
JPH01182551A JP372888A JP372888A JPH01182551A JP H01182551 A JPH01182551 A JP H01182551A JP 372888 A JP372888 A JP 372888A JP 372888 A JP372888 A JP 372888A JP H01182551 A JPH01182551 A JP H01182551A
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伸夫 栗原
Takeshi Atago
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関(以下エンジンと言う。)の動作状態
を左右するエンジン制御量、例えば燃料噴射量や点火進
→遅角量、を制御する電子式エンジン制御装置に関する
〔従来の技術〕
一般にエンジン制御量を調整する方法として以下に示す
ものが提案されている。
すなわち、エンジンの作動状態を複数の領域に分割して
この領域に対応した制御定数を定め、この制御定数をや
はり複数の領域に対応して正画された電子的記憶手段に
記憶させ、エンジン作動時にこの制御定数を読み出して
制御量を調整するようにしている。
このような装置は例えば特開昭60−111034号公
報等に詳細に説明されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、この種の装置においては電子的記憶手段に記
憶される制御定数は、エンジンを実際に作動させてそれ
ぞれの領域で排気有害成分が最も低下する時の値とか発
生トルクが最も大きい時の値のようにエンジンに必要と
される値を探索、いわゆる人為的に制御定数の値を何度
も変更して最も要求特性を満足する値を求めるようにし
て決定されていた。
このため、最終的に制御定数を決定するためには多くの
時間と人手がかかるという問題や、その精度もおのずと
限界があるという問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、閉ループ制御により形成され、学習された
空燃比補正係数から、各々の制御係数の適正、不適性を
示す補正特性を演算し、各々の制御係数の適正化を実現
することにより、基本噴射時間等の制御変数を適正化し
適正な燃料噴射及び点火時期制御が実現される。
〔作用〕
空燃比補正係数は、制御定数の適正な値からの誤差を反
映する。例えば、インジェクタ係数が適正値より大きな
値となっていたときには、燃料が多く噴射され、フィー
ドバック制御により空燃比補正係数は小さな値となる。
インジェクタ係数の影響は、各運転領域の空燃比補正係
数に対して均一に寄与する。また空気流量特性の誤差は
、空気流量が等しい等空気流量ライン上に影響を及ぼす
またインジェクタの無効噴射時間の誤差は、基本噴射時
間の小さな領域で特に大きく影響を及ぼす。
そこで、インジェクタ係数、インジェクタの無効噴射時
間及び空気流量特性の誤差の影響を考慮し、各々の誤差
を示す指頭を空燃比補正係数から算出し、各々の制御係
数を適正化し、各制御変数を適正化する。
〔実施例〕
以下、本発明を図に示す実施例により説明する。
自動車用ガゾリンエンジンは運転状態を総合的に制御し
て、排ガスの状態を良好にし、燃費の改善が図れるよう
にマイクロコンピュータを使用した制御装置により、エ
ンジンの運転状態を表す各種センサからの信号を取り込
み、燃料供給量や点火時期など種々の制御を行って、最
適なエンジンの運転状態が得られるようにした電子式エ
ンジン制御量調整装置(以下、EECと記す。)が使用
されている。
このようなEECを燃料噴射タイプの内燃機関に適用し
たシステムの一例を第1図及び第2図で説明する。
第1図はエンジンの制御系全体を概略的に示した一部断
面図で、図において吸入空気はエアクリーナ2.スロッ
トルチャンバ4、吸気管6を通り、シリンダ8の中に供
給される。排気ガスはシリンダ8から排気管10を通り
、大気中へ排出される。
スロットルチャンバ4には、燃料を噴射するためのイン
ジェクタ12が設けられており、このインジェクタ12
から噴射した燃料はスロットルチャンバ4の空気通路内
で霧化され、吸入空気と混合して混合気を形成し、この
混合気は吸気管6を通って、吸気弁20の開弁により、
シリンダ8の燃焼室へ供給される。
インジェクタ12の出口近傍には絞り弁14 h<。
設けられている。絞り弁14は、アクセルペダルと機械
的に連動するように構成され、運転者により駆動される
スロットルチャンバ4の絞り弁14の上流には空気通路
22が設けられ、この空気通路22には電気発熱体から
なる熱式空気流量計のような流量センサ24が配置され
、空気量−に応じて変化する電気信号AFが取り出され
る。この発熱体(ホツ]−ワイヤ)からなる流量センサ
24はバイパス空気通路22内に設けられているので、
シリンダ8からのバツクファイヤ時に生じる高温ガスか
ら保護されると共に、吸入空気中のごみなどによって汚
染されることからも保訴される。このバイパス空気通路
22の出口はベンチュリの最狭部近傍に開口され、その
入口はベンチュリの上流側に開口されている。
インジェクタ12には、燃料タンク30からフューエル
ポンプ32を介して加圧された燃料が常時供給され、制
御回路60からの噴射信号がインジェクタ12に与えら
れたとき、インジェクタ12から吸気管6の中に燃料が
噴射される。
吸気弁20から吸入された混合気はピストン50により
圧縮され、点火プラグ(図示してない)によるスパーク
により燃焼し、この燃焼は運動エネルギに変換される。
シリンダ8は冷却水54により冷却される。この冷却水
の温度は水温センサ56により計測され、この計測値T
Wはエンジン温度として利用される。排気管10の集合
部には、A/F(空燃比)センサ142が設けられ、排
気ガス中の02の濃度を計測して計測植入を出力する。
また1図示しないクランク軸にはエンジンの回転数に応
じて基準クランク角度毎に及び一定角度(例えば0.5
度)毎に基準角度信号及びポジション信号を出すクラン
ク角センサが設けられている。
このクランク角センサの出力、水温センサ56の出力信
号TV、A/Fセンサ142の出力信号及び発熱体24
からの電気信号AFはマイクロコンピュータやメモリな
どからなる制御回路60に入り、インジェクタ12や点
火コイル62を制御する入力となる。
更に、スロットルチャンバ4には絞り弁14を跨いで吸
気管6に連結するバイパス26が設けられ、このバイパ
ス26には開閉制御されるバイパスバルブ61が設けら
れている。
このバイパスバルブ61は絞り弁14を迂回して設けら
れたバイパス26に臨ませられ、パルス電流によって開
閉制御され、そのリフト量によりバイパス26の膜面積
を変更するもので、このリフト量は制御回路6oの出力
によって駆動部が駆動され制御される。即ち、制御回路
60によって駆動部の制御のため開閉周期信号が発生さ
れ、駆動部はこの開閉周期信号によってバイパスバルブ
61のリフト量を調節する。
EGR制御弁90は排気管10と吸入管6との間の通路
を制御し、排気管10から吸入管6へのEGR量を制御
する。
従って、第1図ではインジェクタ12を制御して、空燃
比(A/F)の制御と燃料増量及び減量制御とを行い、
バイパスバルブ61とインジェクタ12によりアイドル
時のエンジン回転数制御(rsc)を行うことができ、
更にEGR量の制御も行うことができる。
第2図はマイクロコンピュータを用いた制御回路6oの
全体構成図で、セントラル・プロセシング・ユニット(
以下、CPUと記す。)とリード・オンリ・メモリ(以
下、ROMと記す。)とランダム・アクセス・メモリ(
以下、RAMと記す。)と入出力回路108とから構成
されている。」−記CPU 102はROM 104内
に記憶された各種のプログラムにより、入出力回路10
8からの人力データを演算し、その演算結果を再び入出
力回路108へ戻す。これらの演算に必要な中間的な記
憶はRAM 106を使用する。CP tJ 102、
ROM 104、RAM 106、入出力回路108間
の各種データのやり取りはデータ・バスとコントロール
・バスとアドレス・バスから成るバス・ライン110に
よって行われる。
入出力回路108には第1のアナログ・デジタル・コン
バータ122(以下、ADCIと記す。)と第2のアナ
ログ・デジタル・コンバータ124(以下、ADC2と
記す。)と角度信号処理回路126と1ビツト情報を入
出力するためのディスクリート入出力回路128(以下
、DIOと記す。)との入力手段を持つ。
ADClにはバッテリ電圧検出センサ132(以下、V
BSと記す。)と空燃比センサ142(以下、A/FS
と記す。)との出力がマルチ・プレクサ162(以下、
MPXと記す。)に加えられ、MPX162により、こ
の内の1つを選択してアナログ・デジタル・変換回路1
64(以下、ADCと記す。)へ入力する。ADC16
4の出力であるデジタル値はレジスタ166(以下、R
EGと記す。)ヘセットされる。
角度センサ146(以下、ANGLSと記す。)からは
基準クランク角1例えば1806クランク角(4気筒の
場合)を示す信号(REFと記す。)と微少角、例えば
1度クランク角を示す信号(以下、POSと記す。)と
が出力され、角度信号処理回路126へ加えられ、ここ
で波形整形される。
DIO128には絞り弁14が全開位置に戻っていると
きに動作するアイドル・スイッチ148(以下、IDL
E−8Wと記す。)とトップ・ギア・スイッチ150(
以下、Ton’−SWと記す、、)とスタータ・スイッ
チ(以下、5TART−5Wと記す。)とが入力される
次にCPUの演算結果に基づくパルス出力回路及び制御
対象について説明する。インジェクタ制御回路1134
(以下、INJCと記す。)は演算結果のデジタル値を
パルス出力に変換する回路である。従って燃料噴射量に
相当したパルス幅を有するパルスINJがINJCI 
134で作られ、ANDゲート1136を介してインジ
ェクタ12へ印加される。
点火パルス発生回路1138 (以下、IGNCと記す
。)は点火時期をセットするレジスタ(以下、ADVと
記す。)と点火コイルの一次電流通電開始時間をセット
するレジスタ (以下、DWLと記す。)とを有し、C
PUよりこれらのデータがセットされる。セットされた
データに基づいてパルスIGNを発生し、点火コイルに
一次電流を供給するための増幅Ja62へのANDゲー
ト1140を介してこのパルスIGNを加える。
バイパスバルブ61の開弁率は制御回路(以下、l5C
Cと記す。)1142からANDゲート1144を介し
て加えられるパルイISCによって制御される。l5O
C1142はパルス幅をセットするレジスタl5CDと
パルス周期をセットするレジスタl5CPとを持ってい
る。
EGR制御弁90を制御するEGR量制御パルス発生回
路1178(以下、FEGRCと記す。)にはパルスの
デユーティを表す値をセットするレジスタEGRDとパ
ルスの周期を表す値をセットするレジスタEGRPとを
有している。この[gGRCの出力パルスEGRはAN
Dゲート1156を介してトランジスタ9oに加えられ
る。
また、1ビツトの入出力信号は回路DIO12gにより
制御される。入力信号としてはI D L E −SW
倍信号5TART−3W信号、TOP−8W信号がある
。また、出力信号として燃料ポンプを駆動するためのパ
ルス呂力信号がある。このDIOは端子を入力端子とし
て使用するかを決定するためのレジスタDDR192と
、出力データをラッチするためのレジスタDOUT19
4とが設けられている。
モードレジスタ1160は入出力回路108内部の色々
な状態を指令する命令を保持するレジスタ(以下、MO
Dと記す。)であり、例えばこのモードレジスタ116
oに命令セットすることによ4J A N Dゲート1
136.114o、1144.1156をすべて動作状
態にさせたり、不動作状態にさせたりする。このように
MODレジスタ1160に命令をセットすることにより
、INJCやIGNC,l5CCの出力の停止や起動を
制御できる。
DIO128にはフューエルポンプ32を制御するため
の信号DIOIが出力される。
従って、このようなEECを適用すれば、空燃比の制御
など内燃機関に関するほとんどすべての制御を適切に行
うことができ、自動車用として厳しい排ガス規制も充分
にクリア可能である。
そして、第1図及び第2図で示したEECでは、インジ
ェクタ12による燃料の噴射が、エンジンの回転に同期
して周期的に断続して行なわれ、燃料噴射量の制御は、
1回の噴射動作におけるインジェクタ12の開弁時間、
つまり噴射時間Tiの制御によって行なわれている。 
− そこで、本発明の一実施例では、この噴射時間Trは基
本的に、次に示すように定めている。
1°+ = a ・Tp・(Ka+ Kt−Ks)(l
+Σにυ+Ts  ・・(t)ここで、Kconst 
:インジエクタ係数TP二基本噴射時間 α:空燃比補正係数 Ts:インジェクタの無効噴射時間 に禽:定常学習係数 に、:過渡学習係数 に、:各種補正係数 Ks:シフト係数 Qa:流入空気流量 N:エンジン回転数 すなわち、エンジンの吸入空気流ff1Q、と回転数N
から(2)式により成木燃料噴射時間Tpを定め、大ま
かに理論空燃比(A/F=14.7)が得られるように
し、A/Fセンサ142の信号λにより空燃比補正係数
αを変えてフィードバックによる空燃比の補正を行ない
、さらに正確な理論空燃比を得られるようにした上で、
さらに定常学習係数Kmによって、空燃比制御に関係す
る各種アクチュエータやセンサの特性のばらつきや経年
変化の補正を行なわせるようにし、これに、過渡学習係
数Ktにより加速及び減速の補正も行なわせ、これに、
急減速時にシフト係数を減算して、燃料噴射時間TIを
決定するものである。
ここで、学習係数Knについて説明する。A/Fセンサ
142は排ガス中の酸素の有無に応じて二値信号(高、
低レベル電圧)を出力する。この二値信号に基づいて、
空燃比補正係数αをステップ的に増減し、その後、漸増
又は漸減して空燃比制御を行うことは周知である。A/
Fセンサの出力信号λによって、空燃比のリッチ又はリ
ーンを検出して動く空燃比補正係数αの状態を第3図に
示す。
ここで、A/Fセンサの信号が反転したときの空燃比補
正係数αで、リーンからリッチの極値をαaaX p 
リッチからリーンの極値をα1.。とじ、その平均値α
aveは次式で計算する。
この平均値の考えは周知であるが、この実施例では、平
均値αaveの上限値(T、U、L)と下限値(T、L
、L)の範囲外にあるときは、平均値α&Veと1.0
 の偏差Kmを定常学習補正量とするものである。この
定常学習補正量に、の演算は、A/Fセンサによるフィ
ードバック補正を行なついる全領域で実施する。
第4図に、定常学習補正量Km を書き込むテーブルを
示す。このテーブルは基本燃料噴射時間T、とエンジン
回転数Nとで決まる分割点にKtを書き込むようにして
いる。この学習タイミングは、分割点が変らないときで
、極値の回数がn回になったときである。この第4図に
示すテーブルを定常学習マツプと定義する。この定常学
習マツプは分割点(ここでは64点)全てが学習により
埋められることは、実用上まずありえない。このため、
未学習の分割点は学習している分割点を参考にして、作
成する。尚、この他過渡学習補正量Ktにも同様に定義
されている。
そこで、次に、この作成法について説明する。
第5図に、定常学習マツプ作成のために用いる、定常学
習マツプの分割点と同じ点数を持つ、バッファマツプと
比較マツプ゛の一例を示す。
第6図に、定常学習マツプ作成のルーチンをブ   ′
ロワ9図で示す。(1)では、定常学習マツプと比較マ
ツプでは全てクリアされており、バッファマツプに定常
学習補正量を書き込んで行く。但し、この時点では、バ
ッファマツプに二重書き込みはしない。°(2)で、バ
ッファマツプの書き込み個数が0個になったら、バッフ
ァマツプの内容を比較マツプに転送し、(3)で、バッ
ファマツプに書き込んである0個の内容を参考にして、
バッファマツプ全てを作成し、その内容を定常学習マツ
プに転送する。(4)では、比較マツプの内容をバッフ
ァマツプに再転送する。この時点から、燃料噴射時間の
計算にKmの値を使用する。この時点までは、(1)式
のに1は1.0である。−(5)で定常学習補正量を定
常学習マツプとバッファマツプの両方に書き込むと共に
、空燃比補正係数αを1.0  にし、バッファマツプ
と比較マツプの内容を比較する。この比較した内容の違
いが、ある個数になると、(6)において、(2)から
(4)までのルーチンをくり返し行うことになる。
この実施例によれば、定常学習補正に、は1.0からの
偏差を記憶するので、−回の補正量で、空燃比補正係数
αを1.0 付近で制御することができ、排ガスの有害
成分を低減できる。
又、第4図に示す定常学習マツプで、基本燃料噴射時間
TPT以上及びエンジン回転数N7以上では、最右端列
及び最下端折のマツプ値を使用することになるので、パ
ワー領域でも、常に最適なパワーとなるような補正を行
うことができる。
次に、定常学習係数Kmの学習ルーチンの一実施例を第
7図、第8図のフローチャー1・によって説明する。
このフローチャートにしたがった処理はエンジン始動後
、所定の周期で繰り返され、まず、ステップ300で0
2フイードバツク制御に入っているか否かを判定し、結
果がYesの場合はステップ302に進む。結果がNo
の場合はステップ332に向う。ステップ302では、
02センサの信号がλ=1(理論空燃比A/F=14.
7)をよぎったか否かを判定する。結果がNoの場合は
ステップ332に向い周知の積分処理(図示せず)を行
うことになる。結果がYesなら、ステップ304に進
み、(3)式に示す平均値αaveを計算する。ステッ
プ306では、平均値αaveが第3図に示す上・下限
値の中に入っているか否かを判定し、結果がYesなら
、正常なフィードバック制御が行なわれているので、ス
テップ326でカラ。
ンタをクリアし、ステップ332へ向う。一方、平均値
αaveが上・下限値外にあるなら、ステップ308で
、平均値αaveと1との差を定常学習補正量kmとす
る。次に、ステップ310では、第4図に示す、基本燃
料噴射時間Tp とエンジン回転数Nから決まる現在の
分割点を計算し、ステップ312で、このルーチンの1
回前の分割点と比較して、分割点が変化しているか否か
を判定する。分割点が変化しているなら(Yes)、定
常学習補正量Kaを書き込む分割点が定まっていないの
で、ステップ326に向う。分割点が変化してないなら
、ステップ314でカウンタをアップし、ステップ31
6でカウンタはnになったか否かを判定する。カウンタ
値がnでないなら(N o )。
ステップ332に向う。カウンタ値がnになったら(Y
es)、ステップ318でカウンタをクリアし、ステッ
プ320に進む。ステップ320では、第6図で説明し
た(2)から(4)の動作である定常学習マツプの最初
の作成が行われたか否かを判定する。マツプ作成がまだ
なら、ステップ322以降に進み、第6図で説明した(
1)の動作を行なう。ステップ322では、分割点には
、既に書き込んであるか否かを判定する。既に書き込ん
であるなら(Yes)、何もしないでステップ332に
向う。結果がNoなら、ステップ324で、ステップ3
08で計算した定常学習補正量Km を分割点に書き込
む。ステップ320で、最初の定常学習マツプの作成を
したなら(Yes)、ステップ328以降に進み、第6
図で説明した(5)(6)の動作を行う。ステップ32
8で定常学習マツプ及びバッファマツプの分割点に定常
学習補正量K。
を加算する。そして、ステップ330で空燃比補正係数
を1.0にす、る。
従って、これらのステップ300ないし332にしたが
って処理が繰り返されることにより第6図で説明した(
1) (5) (6)の動作が得られたことになる。
次に、第8図のフローチャートで、第6図に説明した(
2) (3) (4)の動作を説明する。
ステップ350で、最初の定常学習マツプを作成したか
否かを判定する。作成がまだなら(No)。
ステップ354に進み、バッファマツプの書き込む個数
のチエツクを行う。個数がm個になったら。
ステップ356に進むが1m個に達していないなら、ス
テップ370に向う。ステップ350で最初の定常学習
マツプを作成したなら(Yes)、ステップ352で、
バッファマツプと比較マツプのデータの違いをチエツク
する。バッファマツプと比較マツプでその内容にQ個の
違いがあるなら。
ステップ356に進み、定常学習マツプの作成を行う。
その内容にQ個の違いがないなら、ステップ370に向
う。
ステップ356で、マツプ作成中のフラグをセットし、
学習結果の書き込みを禁止する。ステップ358で、バ
ッファマツプの内容を比較マツプに転送し、ステップ3
60で、バッファマツプを使用して、定常学習マツプの
作成を行う。ステップ362で1作成したバッファマツ
プの内容を定常学習マツプに転送し、ステップ364で
、比較マツプの内容をバッファマツプに転送する。ステ
ップ366で定常学習マツプを作成したというフラグを
セットする。このフラグは、ステップ350及び第7図
のステップ320での判定に使用する。
ステップ368では、ステップ356でセットした、マ
ツプ作成中フラグをリセットする。
以上説明したものはo2センサを用いた02フイードバ
ツク制御および空燃比補正係数の定常学習による定常学
習係数の作成手順の例であり、この学習係数は後で説明
する制御定数を決定する時に用いられる。
次に本実施例の発明の中心部分である2つの異なる運転
状態の空燃比補正係数より求める特性指標と、該特性指
標を参照して制御定数(インジェクタ係数、無効噴射時
間、空気流量特性)を補正する装置の動作について説明
する。
まず、制御定数が、エンジン、センサ及びアクチュエー
タの物理特性と一致していない状態をアンマツチングな
状態と呼ぶことにする。該アンマツチングなインジェク
タ係数Kconst 、無効噴射時間Ts、空気流量特
性Q、を用いて燃料噴射時間は、(1)式の学習係数か
に露=i、O,Kt=0゜KS=Oの定常の未学習状態
であるとすると次式%式%(4) そして、この状態をそれぞれマツチングされた値Kco
nstl 、Qa*、Ts*、C0EF申を使って記述
すると、次式となる。
T + = Kconst本・Q a ” / N −
COEF * + T s本−(5)(4)及び(5)
式より、次式が成り立つ。
Kconst−Qa/N−C0EF ・rx +Ts=
Kconst傘・Qa拳/N−C0EF傘+Ts”・・
・(6) ここで、Tp*=Kconst* ・Qa”/Nを使っ
て、まとめると次式となる。
α(N、Tp*)=E1.E2.E3.E4     
・・・(7)E1=(Ts本−TS)/ (エヱ申−C
OEF市(N e T pす)  +1−(8)E 2
 = Kconst II / Kconst    
          −(9)E3=Qa申/Q!l!
・・・(10)E 4 =C0EF率  (N+  T
p串)  /C0EF  (N、  Tp)     
    ・・・(11)(7)〜(11)によれば。
Ts;El(主に7戸の関数、第13図参照)Kcon
st ; E 2 (定数) Qa;E3(Qaの関数) COEF; E4 (N、 Tp*の関数)等々それぞ
れ積としてαに反映されることが分かる。
次に、α(N+ Tp”)を第9図のように等Qa線が
対角線状に並ぶように、N、Tp*を分割した場合を考
える。ここでは簡単のため、4x4のマツプを考え、α
の学習値は格子の交点とする。
次に、(7)式に従ってアンマツチングが生じたときの
要因別の誤差Eを以下に示す。
表1 この時のαマツプの値は以下の通りである。
表  2 NI  N2  N3  N3 ==Mここで(11)
式のC0FEはマツチングがほぼとれているものとし、
E4=1として仮定する。ここで縦軸Tpに対してはE
lの値がal、a2゜・・・と変化し、対角線上ではQ
aのアンマツチングのE3の値cl、c2.・・・がか
かり、すべてのマツプの値に対してインジェクタ係数の
アンマツチング項E2のblがかかつている。
このときのαマツプの係数をマトリックスとみなし、そ
の同要素を表2に示すようにMijとする。
マトリックスの各要素は表2に示したような形で各アン
マツチング要因を反映している。例えば、第10図に示
すように、a4で規格化したa1〜a3はマトリックス
の要素の割算としてそれぞれ求められている。そこで、
このTPに対する特性を捕らえることにより、例えば第
11図に示すような傾向(基本噴射時間’rpが小さな
領域で、Tsアンコツチイング量に比例して大きく変化
する)からTsを補正しマツチングすることができる。
次に、第12図は第10図と同様にしてQaを補正して
いるものである。このときはC4で規格化している。
以上の特性を考慮してうえでアンマツチングな状態のマ
ツチングの係数を下記のようにする。
Klcd ;Kconst補正(スカラー;1変数)K
lcd2(N、丁p) ;Ktr+a補正(N y T
pマツプ;N分割数−Tp分割数)Klcd3;Ts補
正(スカラー;1変数)Klcd4(Qa);Q a補
正(ベクトル;Qa分割数)これらの係数は、(4)及
び(5)を考慮すると、それぞれ以下のようにすればよ
い。
K1cdl=Kconst*/にconst     
       −(12)Klcd2(N、Tp)=C
OEF傘(N、TPネ)/C0EF傘(N、Tp)  
−(13)Klcd3 = Ts* −Ts     
            −(14)に1cd4(Qa
)= Q a 傘/ Q a            
    ・= (Is)また、燃料噴射は、次式の燃料
噴射を行う。
・・・(16) Tp’ =Kconst41cdl−廁州り−Qa/N
険邸′   ぼ =に1cdl ・Klcd4 (Qa)・Kconst
−Qa/N=Klcd141cd4(Qa)’TP  
           ・C7)(16)、 (17)
式によれば、02フイードバツクによりαに現われた係
数の変化からその発生要因゛別にそれぞれK cons
t 、 T s及びQa毎に修正すべき係数をふりわけ
る。特に(17)式に示すように基本噴射時間はインジ
ェクタ係数(Kconst)の補正KlcdlとQaの
補正Klcd4(Qa)の積により補正される。更に、
次式に示すように燃料噴射時間Tiは −r p+に対
しC0EF’及びαの積を乗じて算出し、バッテリ補正
電圧Ts’ が加算され算出される。
以上の結果より、従来−括してαで補正していた燃料噴
射時間を発生要因別に分離し、特に基本噴射時間Tpを
(17)式に示すように補正することができる。つまり
、発生要因毎の分離学習が実現できる。
以下、上述の解析をもとにマツチングの手順を検討する
まず、Kconst、 Ts及びQaを設定し、02フ
イードバツクを行い各種運転状態を実現し、α(N。
Tp)マツプの定常学習するようする。この際、(1)
式における各種補正項は、定常時のフィードバック制御
の空燃比補正係数であるKtrm以外はOとなるような
運転条件、つまり以下の条件で定常学習を行う。
暖気運転後、運転を行い、定常運転(1ΔN+<ΔNS
、lΔTpl<ΔTps)においてa (N。
Tp)の学習を行う。
次に、αからの要因毎の分離を行う。ここではまず、空
気流量の補正を行う。表2のマトリックスの要素の特徴
から、第12図に示すようにQa4のときのE4の値で
あるc4で規格化した値は表に示すようにマトリックス
の要素の除算により算出されることが分かる。表より、
°要素によっては算出方法が数通りあることが分かる。
αマツプがすべて学習されている場合には、値のばらつ
き具合より判定して平均処理が有効な場合には平均処理
するとよい。またαマツプの学習個数が少ない場合には
必要最小限の値を取得するようにして、Qa補正をすれ
ばよい。
つまり、K 1 c d 4(Qa)については、まず
次式の補正をかけ相対誤差を1/c4一定にする。
Klcd4 # (Qa) = c i / c 4 
     −(19)Qai’(Qa)=Klcd4#
(Qa)・Qai  ・−・(zo)Klcd4(Qa
)=c4・Klcd4#(Qa)  ・・121)以上
水したようなQ&子テーブル補正を行うと同時に、αマ
ツプの対角要素を次式に示すように校正を行う。これは
Qa子テーブル(20)式により校正することによりα
マツプへの影響因子がなくなったため、行う補正である
Mij=Mij ・ (c4/ck)    −(22
)但し、k”j−i+4         ・・・(2
3)lp jlly 2t 3t 4 つまり、j−i=一定の対角要素に対して一律補正をす
る。この結果、αマツプのQ&に関する項はci=c4
となる。
以上をまとめると、下記のようになる。
学習ずみのα(N、Tp)マツプより、まずQ&誤差特
性の平坦化を行い、Qa補正テーブルを作成する。ここ
で、αマツプについても、Qa補正に対応したマツプの
補正を行う。
Kconst及びTsの補正については、次の2通りの
方法を提案する。1つはαマツプのマトリックスの係数
の除算によりTsを補正する方法、もう一つはTpj 
とTiをプロットしてTsを補正する方法である。
第11図に示したように、無効噴射時間Tsにアンマツ
チングがあり、Ts*−Tsが′0”でない場合にはT
pに対して双曲線の特性を示し、Tpが大きなところで
1となる特性となる。そこで、例えば、TplやTP2
の低負荷領域のal/a4゜a2/a4の値が1に近ず
けるようにTsの補正項に1cd3を増減させてTsの
a適値をみつける。
ここで、例えば、Tsが小さい場合には第1図に示した
ように低負荷域でのal/a4.a2/a4の値が1よ
り大きくなるので、Klcd3を増す操作を行う。Ts
が大きい場合にも、同様の方法でに1cd3を小さくす
る。このとき、al/a4の値が安定して増減傾向を示
すならば、Tsの収束速度を上げるため、増減の大きさ
を次式のように設定してもよい。
Klcd 3 = Klcd 3 + (consta
nt)・al/ a4− (24)a 1 / a 4
等の係数の算出は第10図に示す通りである。
上記の手順でTsの最適値が所定の範囲内に入った時の
、αマツプの値はほぼ一定のαSになったとすれば、各
要素の値をl(l 11の近傍になるように共通項をく
くりだすと、(5)から(10)より、(7)式のEl
−1,E3=Qa4申/Qa4の条件を考慮すると1次
式が成の立つ。
Kconstネ/ Kconst 11c 4 = a
 s     −(25)K led 1 ” Kco
nst傘/ Kconst       −(26)ま
た、(21)式より、 Klcd4(Qa) =ci=c4(ci/c4) =
cl Klcd4 # (Qa)・・・(27) (26)及び(27)式より、次式が成り立つ。
Klcdl・Klcd4(Qa)=Kconst本/ 
Kconst−c 4 ・Klcd4 # (Qa)・
・・(28) ここで、(29)式を使うと次式となる。
Klcdl−Klcd4(Qa) = a 5−Klc
d4 # (Qa)−(29)以上をまとめ、ると、以
下のようになる。
改訂されたαマツプより、Tsチアンツチングに依存し
、TPの関数となる特性値を算出し、Ts補正値を本特
性値を参照値として適正化する。
次に、前述の操作によりほぼ平坦化されたαマツプの共
通係数の値を使って、Qaの一律誤差とKconstの
誤差率の積を求める。以上の操作によリ、Ts及びK 
constの校正ができる。
次にTp’ −Tiプロット法によるKconst及び
Tsの補正を示す。Qa子テーブル補正が実行されてい
ると、QaはQa’=Qa傘/c4となっている。この
とき燃料噴射は次式となっている。
・・・(30) ここで、(Tp’ + Tx)を取得し、プロットする
と、第13図に示すように、プロットされた軌跡は直線
状になり、Tp’=Oなる切片が、Ts傘となり、直線
の傾きが、(29)式の下線に示すような値となる。こ
こでマツチングのとれた状態でのC0EF*=1と考え
られるので、直線の傾きをksとすれば、次式が成立つ
Kconst*/Kconst−Qa4*/Qa4= 
Klcd卜c4=ks・・・(31) 以上により、同様にして係数のマツチングが可能となる
。以上をまとめると、下記のようになる。
補正されたQa子テーブル使って算出されたTp及びT
iを定常時の各運転状態で取得し、(Tp+Ti)の形
成する直線の傾きからQaの一律誤差とK const
の誤差の積を求める。また、’rp=oの切片からTs
の補正値を求める。
以上の操作を繰り返すことにより、各制御定数の適正化
を実現することができる。各制御定数の適正化がなされ
ることにより、基本噴射時間の算出の適正化がなされる
ことにより点火時期の設定も適正となり、総合的な適正
なエンジン制御を実現することができる。
以下に1本実施例の具体的動作をフローチャートを使っ
て説明する。第14図は制御定数補正装置の構成を示す
。まず空燃比フィードバック手段400は、02フイー
ドバツクにより空燃比補正係数αを生成する。定常学習
手段500は、第7図、第8図に示した定常学習を実施
し、空燃比補正係数を定常時に学習する。次に定常学習
された空燃比補正係数を使って特性指標算出手段600
により、制御定数各々に関する特性指標を算出する。該
特性指標を参照して、制御定数補正手段700により、
制御定数の補正を実施し、制御定数の適正化を行う。
ここで制御定数に関する特性指標とは、第10図及び第
11図に示したa i/a4.c i/c4等の値を示
しており、学習された空燃比補正係数の要素間の除算に
より得られるものである。空燃比補正係数は“1″の近
傍であるので除算は、減算で代用することもできる。
次に具体的処理手順をフロー図を用いて説明する。第1
5図は概略フローであり、定常学習500の処理の後に
特性補正ルーチン2000を行う。
第16図は特性補正ルーチンの概略フローである。
学習個数が所定の値NAより大きな場合、処理2020
に進み、条件が成立しない場合には特性補正は行わない
。処理2020から2050では、詳細ロジック206
0と簡易ロジック2070の振り分けを行っている。Q
a特性の獲得数が所定の値NQAより大きく、Ts特性
の獲得率がNTSより大きい場合には、詳細ロジック2
060を実行し、それ以外の場合には簡易ロジック20
70を実行する。第18図は、fVff易ロジックのフ
ロー図である。まずマツチング状況フラグ演算2110
を実行する。ここでは、定常学習で得られた学習マツプ
の値が前回の値に対して、全体として変化量が小さい場
合に、マツチング(補正処理)完了とする。また該変化
量が所定の値を越えるときはマツチングエラー(補正処
理エラー)とし、それぞれフラグをセットする。判断2
120.2130ではフラグに応じた判断を行う。マツ
チング完了であれば終了とする。尚完了フラグはここに
は記載されていない別タスクで長周期で起動され、定期
的にマツチング処理を行う。またエラー発生時は、マツ
チングエラー処理2150を実行する。
ここでは、基本的に補正処理を解除し、定常学習による
空燃比補正係数の制御のみとする。マツチング完了でも
なく、エラーでもない場合には、補正処理2135以下
の処理を行う。まずiの切換2135では、学習マツプ
他補正係数を2系統有。
するが、その一方を現行マツプと使用しているが、他の
マツプを演算用マツプとして使用するため、iの切換2
135で、現行マツプから演算用マツプに切換を行った
。次にマツプ条件検索2140を実行する。ここではK
constの補正を行うため、Tpの大きな領域のマツ
プの値を検索する。Tpの大きな領域は、Qa特性がば
らつきがないとするとl゛sの影響が少なく 、 Kc
onstのみの影響がでるためである。次にαの中位平
均算出2160を行う。ここでは、処理2140で抽出
されたαの値のうち、最大値及び最小値を除く残りのα
の平均値を出す処理を行う。ここで抽出されたαが2ケ
の場合はその平均−値、1ケの場合のその値をACPP
ROCとして算出する。次の処理では、K const
の補正値であるKLCDIにALPROCを代入する。
続いて、マツプ条件検索2180において、Tpが小さ
い領域でのα検索を行い、処理2140゜2160と同
様にして、処理2190で、ALPROCを算出するa
 T s補正値KLCD3は、処理2200に示したよ
うにゲインにKKCD3を乗じて算出する。
次にマツプ補正I 2210において、Kconst及
びT sに関する学習マツプの補正を行う。マツプ補正
を完了するとマツプ系統の切り換を行い、新規係数で制
御を実施する。以上が簡易ロジックによる特性補正であ
る。
次に第18図に詳細ロジックのフローチャートを示す。
ここでは、 Qa、 Kconst 、 Tsすべてが
アンマツチングとして補正処理を行う。
まず初期の処理2410,2420,2430゜243
5.2450までは簡易ロジックと同様のマツチング完
了とエラー判定処理である。Qa特性テーブル算出24
40では、特性指標を算出しているが、すべての特性指
標が入手できない場合には補間計算を実施してすべての
特性を計算する。
この補間計算により、学習がすべてできていない場合で
も補正処理を実施できる。続いてTs特性テーブル算出
2460では、Ts特性指標を算出する。ここで、Ts
特性指標は第11図に示すような単調な特性であるので
、得られた特性が、第1′1図の特性からずれていた場
合にはエラーフラグFTSCMPERをONさせる。次
に判断2470において、エラーの場合には、処理を終
了する。エラーが発生していない場合には、Tsの補正
値であるKLCD3を算出する。次にマツプ補正225
00では、Kconst 、 T s 、 Q aによ
る学習マツプの補正を行う。マツプ補正2500が完了
した時点で、マツプ系統を切換えて、新しい係数での制
御を実施する。以上が、詳細ロジックによる補正である
本発明の一実施例によれば、学習個数が少ない場合でも
、簡易ロジックKconst及びTsを補正を行えるの
で初期のアンマツチング状態がある場合にも有効である
。また、Qa特性やTs特性もすべての値が知られなく
とも補間計算により、推定するため、実用的な補正が行
なえるので、モード運転等を実施するだけで、適正な制
御定数を得ることができるため、エンジンの初期調整が
簡便に済ませることができるという効果がある。
次に、本発明の他の実施例を第19図により説明する。
先に述べた実施例では、回転数Nと基本噴射時間’rp
の2次元の定常学習マツプを用いて、そのマツプの要素
間演算により特性指標を求め、制御定数を補正していた
。本他の実施例では、該2次元の定常マツプは持たず、
Qa補正テーブルK L CD 4 (Q a )イン
ジェクタ補正係数KLCD 1 。
無効噴射時間補正係数KLCD3及びワーキングRAM
のみで補正を行うものである。
02フイードバツクプログラムの中で、基本噴射時間”
rpがある所定の大きな領域’rphで定常の場合、α
TPhは記憶するようにしておく。また同様にして所定
の小さなTPQ に対しても同様にαT□を記憶するよ
うにしておく。補正処理(2600以下)では、まず、
αTptセット済みの判定2610を行い、セットされ
ていなければ、終了し、セットされている場合には、K
constの補正値、Klcdlを算出する。次に、α
T□セット済みの判定2620を行い、セットされてい
る場合には、Tsの補正値K led 3  を算出、
2630を行い、以上が成立した元でQa特性学習を行
う。
これはOzフィードバックの中で実施され、所定の個数
が学習されたときには、未学習域について推定(補間)
計算を実施してもよい。
以上によれば、2次元マツプの学習を行わなくとも発生
要因別の特性補正が実施できる。
本実施例によれば、制御定数毎の補正テーブルのみを持
って学習するため、メモリ容量を大幅に削減することが
でき、学習処理番合理的に簡便に実現でき、CPUの負
担を軽減できる効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、コントロールユニットの制御□ 定数
マツチング調整を大幅に短縮することができ、開発期間
を短縮することができ、実車走行時も制御定数が適正化
されるためメンテナンスフリー化が容易となる。また補
正係数をモニタリングすることにより、定期点検時等で
は、センサ、アクチュエータの経年特性変化を正確に把
握することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の構成図、第2図は、ブロ
ック図、第3図は、空燃比補正係数の説明図、第4図は
、学習マツプの構成図、第5図は、マツプの構成図、第
6図は、マツプ変更手順を示す図、第7図は、学習のフ
ローチャート図、第8図は、マツプ作成変更のフローチ
ャート図、第9図は、マツプの構成図、第10図は、T
sの特性指標を示す図、第11図は、Tsの特性を示す
図、第12図は、Qaの特性指標を示す図、第13図は
、Tp−Tiプロットを示す図、第14図は、補正特性
を示す図、第15図は、特性補正ルーチンの概略フロー
図、第16図は、補正ロジックのフローチャート図、第
17図は、簡易ロジックのフローチャート図、第18図
は、詳細ロジックのフローチャート図、第19図は、他
の実施例のフローチャート図である。 12・・・インジェクタ、24・・・o2・・・センサ
、102−c p u、104・ROM、106・RA
M。 400・・・空燃比フィードバック手段、500・・・
定常学習手段、600・・・特性指標算出手段、700
# 1 区 #2回 第3図 第4国 4+、IX!1!!)o賓M吟rt) tvtsノP 第5 の 第6 団 第7国 $31¥] gq 図 エンジンf$奄1 第10.口(k)) $11  図 mal  01 ul  #J4u5  ^μ −1O
Tp 茶/4 III $ 15 m 茶16 図 第1δm #190

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エンジンの排気ガス成分により空燃比を検出する空
    燃比センサと、 前記空燃比センサの検出信号に基づいた帰還制御により
    得られた運転状態に応じた空燃比補正係数より特性指標
    を求める特性指標決定手段と、 少なくとも1つ以上の特性指標の値に基づいてエンジン
    の制御定数特性を修正する制御定数修正手段 とよりなる電子式エンジン制御装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の電子式エンジン制御
    装置において、運転状態の異なる2つの空燃比補正係数
    の値の除算により特性指標を算出することを特徴とする
    電子式エンジン制御装置。 3、特許請求の範囲第1項に記載の電子式エンジン制御
    装置において、運転状態の異なる2つの空燃比補正係数
    の値の減算により特性指標を算出することを特徴とする
    空燃比制御装置。 4、特許請求の範囲第1項記載の電子式エンジン制御装
    置において、基本噴射時間が等しく、空気流量が異なる
    2つの運転状態に対する空燃比補正係数より、空気流量
    の特性指標を演算することを特徴とする電子式エンジン
    制御装置。 5、特許請求の範囲第1項記載の電子式エンジン制御装
    置において、空気流量が等しく、基本噴射時間が異なる
    2つの運転状態に対する空燃比補正係数より、無効噴射
    時間に関する特性指標を演算することを特徴とする電子
    式エンジン制御装置。 6、特許請求の範囲第1項記載の電子式エンジン制御装
    置において、空燃比のフィードバック制御により取得さ
    れた空燃比補正係数を定常学習し、該定常学習係数の異
    なる2つの要素より特性指標を演算することを特徴とす
    る電子式エンジン制御装置。
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