JPH0350096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアイドリング時のエンジン回転数、即
ちアイドル回転数の制御方法、特にフイードバツ
ク制御中のアイドルスピードコントロールバルブ
の制御値を学習するアイドル回転数制御方法に関
するものである。

近年、エネルギー事情の悪化に伴つて自動車の
低燃費化の要求が高まり、又排出ガス規制の強化
にも相まつて様々な方法が提案された。その方法
の一つにアイドル回転数をエンジンのおかれた各
種の条件、例えば吸気温やエンジン冷却水温等に
応じて緻密に制御する方法がある。

この方法は通常アイドルスピードコントロール
システム（以下ISCという）と称され、アイドル
時にスロツトルバルブのバイパス路に流れる空気
量を調節し、アイドル回転数を目標値、即ち目標
回転数にフイードバツク制御しようとするもので
ある。

そして、上記したISCにおいては、フイードバ
ツク制御中のアイドルスピードコントロールバル
ブ（以下単にISCVと呼ぶ）の制御値を学習値と
して記憶し、この学習値を次回フイードバツク制
御開始時のISCVの制御値として使用する、いわ
ゆる学習制御が行われていた。

しかしながら、単にフイードバツク制御中の
ISCVの制御値を記憶する場合、パワーステアリ
ングが作動する等の外乱によつてISCVの制御値
が理想とする値と異なつている事もあり、アイド
リングの度にアイドル回転数が変化しアイドリン
グが安定しないという問題があつた。

本発明の目的はこの様な問題を解決したアイド
リング回転数制御方法を提供することにある。

かかる目的は、前回のアイドル回転数制御の結
果に基づいて記憶した学習値を初期値として、フ
イードバツク制御によつてアイドルスピードコン
トロールバルブを通過する空気量を制御すると共
に、実アイドル回転数と目標アイドル回転数との
偏差に応じて、該偏差が解消する方向へ前記初期
値としての学習値を補正するアイドル回転数の制
御方法であつて、前記アイドル回転数についての
偏差と、フイードバツク制御の結果としての制御
値が学習値に対して有する偏差との対応関係を判
断し、制御値が学習値に対して有する偏差に起因
して前記アイドル回転数についての偏差が生じて
いるという対応関係が判断された場合は、前記学
習値の補正を行わないことを特徴とするアイドル
回転数の制御方法によつて達成される。

この本発明のアイドル回転数の制御方法によれ
ば、前回のアイドル回転数制御の結果に基づいて
記憶された学習値を初期値としてフイードバツク
制御を行うから、内燃機関の固有の傾向や経年変
化等に対応した制御を速やかに実行することがで
きる。

ところで、こうした学習値が用いられてもなお
実アイドル回転数が目標アイドル回転数とずれた
制御となる場合がある。例えば電子制御装置に対
する静電気等の影響により学習値が破壊されてし
まう場合や、内燃機関のオーバーホールなどによ
つて内燃機関の状態が学習値を記憶した状態と異
なる様に調整される場合などには、学習値が適切
でなくなつてこうした偏差が発生することが考え
られる。

そこで、本発明においては、こうした場合に
は、実アイドル回転数と目標アイドル回転数との
偏差に応じて、該偏差が解消する方向へ学習値を
補正するという構成を採用した。従つて、次回の
アイドル回転数のフイードバツク制御において
は、この補正された学習値が制御の初期値とな
り、常に適切な制御を実行することができる。

一方、学習値は適切であるにも係わらずこうし
た偏差が生じる場合がある。それは、例えばパワ
ーステアリング操作等の外乱が加わつた場合であ
る。この様な場合には、フイードバツク制御にお
ける制御値は学習値から大きくくずらさなければ
ならなくなる。つまり、その結果として実アイド
ル回転数と目標アイドル回転数との間に偏差が生
じているのであつて、これは学習値が不適切だか
ら生じているのではない。

従つて、このアイドル回転数についての偏差
が、フイードバツク制御の結果としての制御値が
学習値に対して有する偏差と対応する場合は、今
回実行中の制御において、パワーステアリング操
作等の外乱の影響により制御値が学習値から大き
くずれたための結果であり、学習値が不適切な訳
ではないと判断することができる。そこで、本発
明においては、こうした場合には学習値の補正を
行わないこととしているのである。

この結果、本発明のアイドル回転数の制御方法
によれば、内燃機関の固有の傾向や経年変化に対
応し、しかも、今回限りの外乱による影響を除去
した学習値によつて、常に安定したアイドル回転
数制御を実行することができる。

以下に本発明を、一実施例を挙げて図面と共に
説明する。

まず第１図は本発明方法が適用されるエンジン
及びその周辺装置を表わす説明図である。

１はエンジン本体、２はピストン、３は点火プ
ラグ、４は排気マニホールド、５は排気マニホー
ルド４に備えられ、排ガス中の残存酸素濃度を検
出する酸素センサ、６はエンジン本体１の吸入空
気中に燃料を噴射する燃料噴射弁、７は吸気マニ
ホールド、８は吸気マニホールド７に備えられ、
エンジン本体１に送られる吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ、９はエンジン冷却水の水温を
検出する水温センサ、１０はスロツトルバルブ、
１１はスロツトルバルブ１０に連動し、スロツト
ルバルブ１０の開度に応じた信号を出力するスロ
ツトルポジシヨンセンサ、１２はスロツトルバル
ブ１０をバイパスする空気通路であるバイパス
路、１３はバイパス路１２の開口面積を制御する
ISCV、１４は吸入空気量を測定するエアフロー
メータ、１５は吸入空気を浄化するエアクリーナ
をそれぞれ表わしている。

又１６は点火に必要な高電圧を出力するイグナ
イタ、１７は図示していないクランク軸に連動し
上記イグナイタ１６で発生した高電圧を各気筒の
点火プラグ３に分配供給するデイストリビユー
タ、１８はデイストリビユータ１７内に取り付け
られ、デイストリビユータ１７の１回転、即ちク
ランク軸２回転に24回のパルス信号を出力する回
転角センサ、１９はデイストリビユータ１７の１
回転に１回のパルス信号を出力する気筒判別セン
サ、２０は電子制御回路、２１はキースイツチ、
２２はスタータモータをそれぞれ表わしている。

更に２３はエンジン冷間時に、スロツトルバル
ブを迂回して流れる空気の通路、即ちフアースト
アイドル用バイパス路を示している。そして２４
は前記フアーストアイドル用バイパス路２３を通
る空気量を制御するエアバルブを示している。
尚、エアバルブ２４はエンジン冷間時に暖機運転
に必要なエンジン回転数を確保するためにフアー
ストアイドル用バイパス路２３を開くように作動
する。

次に第２図は電子制御回路２０のブロツク図を
表わしている。

３０は各センサより出力されるデータを制御プ
ログラムに従つて入力及び演算すると共に、
ISCV１３等の各種装置を作動制御等するための
処理を行うセントラルプロセシングユニツト（以
下単にCPUと呼ぶ）、３１は前記制御プログラム
及び初期データが格納されるリードオンメモリ
（以下単にROMと呼ぶ）、３２は電子制御回路２
０に入力されるデータや演算制御に必要なデータ
が読み書きされるランダムアクセスメモリ（以下
単にRAMと呼ぶ）、３３はキースイツチ２１が
オフされてもエンジン作動に必要なデータを保持
するよう、バツテリによつてバツクアツプされた
バツクアツプランダムアクセスメモリ（以下単に
バツクアツプRAMと呼ぶ）、３４は図示してい
ない入力ポートや、必要に応じて設けられる波形
整形回路、各センサの出力信号をCPU３０に選
択的に出力するマルチプレクサ、アナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等が備えら
れた入力部をそれぞれ表わしている。３５は図示
していない入力ポート等の他に出力ポートが設け
られ、その他必要に応じてISCV１３等をCPU３
０の制御信号に従つて駆動する駆動回路等が備え
られた入・出力部を表し、３６はCPU３０、
ROM３１等の各素子、入力部３４及び入・出力
部３５を結び各種データが送られるバスラインを
表わしている。

次に第３図は本実施例のフイードバツク学習制
御の制御プログラムを示すフローチヤート、第４
図は第３図における「ガード処理」ルーチンの制
御プログラムを示すフローチヤート、第５図はキ
ースイツチ２１がオンされた時にまず行われる
「学習値強制セツト」ルーチンを示すフローチヤ
ートをそれぞれ表わす。

以下に各フローチヤートに沿つて本実施例の動
作を説明する。

まず第３図において、キースイツチ２１がオン
され、所定のタイミングで「フイードバツク（以
下単にＦ／Ｂと呼ぶ）学習制御」ルーチンの処理
が開始され、ステツプ４１にてISCのＦ／Ｂ制御
を行うに適する条件であるか否か、即ちスロツト
ルポジシヨンセンサ１１より出力される信号によ
りスロツトルが全閉である旨、図示していない車
速センサより車速が零である旨等の条件（以下単
にＦ／Ｂ条件と呼ぶ）を満足するか否かが判定さ
れた判定結果が「NO」であれば４６に示す「ガ
ード処理」ルーチンに移行し、判定結果が
「YES」であれば、ステツプ４２に示すＦ／Ｂ制
御の為の処理に移行する。

ステツプ４２では、バツクアツプRAM３３内
に既に記憶されている学習値DGを制御値Ｄとし
てISCV１３に出力する。するとISCV１３は制御
値Ｄに応じた開度に維持され、その結果バイパス
路１２を通過する空気量が制御されて空気量に応
じたアイドル回転数に制御される。またこの時の
回転数NEが目標値NFと異なる時は、当該目標
値NFにアイドル回転数に近づけるべくISCV１
３の制御値Ｄを増減する処理を行う。

次にステツプ４３では、アイドル回転数NEが
「目標値NF＋α（α＞０）」以上であるか否かが
判定され判定結果が「YES」であればステツプ
４４に移り、制御値Ｄと学習値DGとの大小が判
定され、「Ｄ≦DG」であれば学習値DGから補正
値Ｇ１を減算し、減算した結果を新たな学習値
DGとして記憶し、その後４６に示す「ガード処
理」ルーチンに移行し、一方「Ｄ＞DG」ならば
学習値DGに何の補正を行う事なく「ガード処
理」ルーチン４６に移行する。

そしてステツプ４３において、アイドル回転数
NEが「NF＋α」より小であればステツプ４７
において、更にアイドル回転数NEと目標回転数
NFとの大小が比較される。このステツプ４７に
おいて「NE≧NF」と判定された場合は、ステ
ツプ４４における処理と同様、制御値Ｄと学習値
DGの大小判定を行い、「Ｄ≦DG」であれば学習
値DGから補正値Ｇ２を減算し、減算した結果を
新たな学習値DGとして記憶して「ガード処理」
ルーチン４６に移行し、またステツプ４８にて
「Ｄ＞DG」と判定されたならば学習値DGに何の
補正を行う事なく「ガード処理」ルーチン４６に
移行する。

そしてまた、ステツプ４７において「NE＜
NF」と判定された場合はステツプ５０にて
「NE≧NF−α」であるか否かが判定される。こ
のステツプ５０で「YES」と判定された場合は
次のステツプ５１で制御値Ｄと学習値DGの大小
が判定され、「Ｄ＜DG」と判定されたならば、
「ガード処理」ルーチン４６の処理に移り、判定
結果が「NO」、即ち「Ｄ≧DG」ならば学習値
DGに補正値Ｇ２を加算し、加算した結果を新た
な学習値DGとして記憶した後に「ガード処理」
ルーチン４６の処理に移行する。

更にステツプ５０においてエンジン回転数NE
が「目標回転数NF−α」よりも小であると判定
されたならば、ステツプ５３に移り、ステツプ５
１と同様に「Ｄ＜DG」であるか否かが判定さ
れ、判定結果が「YES」ならば「ガード処理」
ルーチン４６に移行し、ステツプ５３において判
定結果が「NO」であれば学習値DGに補正値Ｇ
１を加算し、加算した結果を新たな学習値DGと
して記憶した後「ガード処理」ルーチン４６に移
行する。

そして、それぞれの場合において「ガード処
理」ルーチン４６で後述する如き「ガード処理」
を実行後に本ルーチンの処理を終了する。

以上説明した本ルーチンの処理を更に詳述すれ
ば、エンジン回転数をNF＋α、NF、NF−αで
区分される４つの部分に区分し、更にそれぞれの
区分において制御値Ｄが学習値DGより大きい区
分と小さい区分の合計８通りの区分に場合分けし
ている。これらの区分を図示すれば第６図の〜
に示す如くになる。

そして、の区分では制御値ＤがＦ／Ｂ制御の
結果、学習値DGより大きくされているので、学
習値DGに対して補正を行うことなくそのままの
値を維持する。しかしの区分では、「制御値Ｄ
≦学習値DG」であり、また「アイドル回転数
NE≧目標値NF＋α」の関係、即ちＦ／Ｂ制御
によつてアイドル回転数NEが目標値NFにαを
加えた値より更に高く、しかもその時の制御値Ｄ
が、記憶されている学習値DG以下の関係にある
場合、次回の始動後初めてのＦ／Ｂ制御時の
ISCV１３の制御値Ｄの初期値とされる学習値
DGは、既に記憶されている値では大きすぎるこ
ととなる。この様な学習値DGをそのまま再始動
時の初期の制御値として用いれば、アイドル回転
数が高すぎることもある。この為ステツプ４５に
おいて学習値を補正値Ｇ１だけ減少させている。

そしての区分、即ち「制御値DG≦学習値
DG」でアイドル回転数NEが「NF≦NE＜NF＋
α」の関係を満たすときは、の区分と同様にス
テツプ４９にて学習値DGを補正値Ｇ２だけ減少
させている。尚、ここで補正値Ｇ１，Ｇ２は「Ｇ
１＞Ｇ２」の関係にあり、Ｆ／Ｂ制御によつて増
大したアイドル回転数に対応して、学習値を補正
する補正値の大きさを変えている。

またの区分については、前記したの区分と
同様に学習値DGに対して補正を行うことなくそ
のままの値を維持する。

次にの区分、即ち「制御値Ｄ≧学習値DG」
でかつアイドル回転数NEが「NF＞NE≧NF−
α」の関係を満たすときは、学習値DGは制御値
Ｄ以下であることから、次回の始動後初めての
Ｆ／Ｂ制御時のISCV１３の制御値Ｄの初期値と
される学習値DGが小さすぎて次回のＦ／Ｂ制御
で回転が低すぎるか、エンジンストールを起こす
可能性がある。その為DGの値をステツプ５２に
て補正値Ｇ２だけ増大させている。しかしアイド
ル回転数NEはの区分と同じであつても「DG
＞Ｄ」の関係にあるの区分では、学習値DGの
補正を行うことなくそのままの値を維持する。

そしてに示すように「制御値Ｄ≧学習値
DG」でかつアイドル回転数NEが「NE＜NF−
α」の関係を満たすときはの区分の場合と同
様、学習値DGをステツプ５４にて補正値Ｇ１だ
け増大させている。アイドル回転数NEがの区
分と同じでも「DG＞Ｄ」の関係にあるの区分
では、の区分と同様に学習値DGに対して補正
を行うことなくそのままの値を維持する。

即ち、本ルーチンにおいてはステツプ４２に示
すＦ／Ｂ制御の結果、上述した〜の区分の如
く制御値Ｄと異なる値となり、かつアイドル回転
数NEが目標値NFより異なる値となつた時に、
それぞれの区分に示す場合に対応してＧ１もしく
はＧ２で示す補正値を学習値DGに加算あるいは
減算して新たな学習値DGを算出し、しかる後、
新たに算出した学習値DGの「ガード処理」を行
つている。

次に４６に示す「ガード処理」ルーチンについ
て説明する。「ガード処理」ルーチンにおいては
ステツプ４５，４９，５２または５４にて新たに
算出した学習値DGがある一定の範囲内に無い
時、学習値DGを強制的に当該範囲の上限または
下限の値に置き変えて、学習値DGが無制限に増
大もしくは減少するのを防ぐ為の処理を行う。以
下第４図に沿つて「ガード処理」ルーチンを説明
する。まずステツプ６０において学習値DGが上
限値DGMAXより小さいか否かが判定され、判
定結果が「NO」、即ち学習値DGが上限値
DGMAX以上の値であればステツプ６２にて学
習値DGを上限値DGMAXに示す値として、本ル
ーチンの処理を終え、また判定結果が「YES」、
即ち学習値DGが上限値DGMAXを越えないとき
は、次ステツプ６１にて学習値DGが下限値
DGMINより大きいか否かが判定される。そして
判定結果が「NO」、即ち学習値DGが下限値
DGMIN以下の場合はステツプ６３にて学習値
DGを下限値DGMINに示す値として本ルーチン
の処理を終え、また判定結果が「YES」、即ち学
習値DGが下限値DGMIN以上の値であれば学習
値DGをそのままの値に維持して本ルーチンの処
理を終える。

即ち本ルーチンは、学習値DGに上限・下限の
ガードを設ける処理を行うものである。尚、上限
のガードを設ける処理を行うものである。尚、上
限値DGMAX、下限値DGMINはエンジン本体１
やISCV１３のバラツキを考慮した平均的な上限
値、下限値が設定される。

次に第５図に示す「学習値強制セツト」ルーチ
ンについて説明する。

本ルーチンはキースイツチ２１がオンされた時
に行われる処理で、まずステツプ７０にてバツク
アツプRAM３３のスタンバイビツトがセツトさ
れているか否かが判定される。そして判定結果が
「YES」、即ちスタンバイビツトがセツトされて
いればステツプ７１に移行し学習値DGにエンジ
ン本体１やISCV１３の平均的な特性から定まる
制御値DMを学習値DGとしてバツクアツプRAM
３３内にストアして本ルーチンの処理を終え、ま
たステツプ８０にて判定結果が「NO」、即ちス
タンバイビツトがセツトされていなければバツク
アツプRAM３３内の学習値DGはそのままで本
ルーチンの処理を終える。

尚、ステツプ７１で学習値DGとしてストアさ
れる値DMは、やや高めの値の方がより確実でエ
ンジンストールを起こす可能性が少ないことから
DM＋βとしても良い。

ここでバツクアツプRAM３３のスタンドバイ
ビツトについて説明すれば、例えばバツテリが完
全に放電したり、バツテリの交換時にバツテリ電
極を外した時、バツクアツプRAM３３へのバツ
クアツプ電源の供給が断たれるので同RAM３３
内に記憶され保持された学習値DGが消失する。
この様なときにバツクアツプ電源が切れバツクア
ツプRAM３３内には正しいデータが記憶されて
いない旨の情報をCPU３０に出力する為にバツ
クアツプRAM３３には特別の信号線端子が設け
られ、その信号線に高、低二値のスタンバイ信号
を出力している。この信号線がスタンバイビツト
として使用される。尚、ISCV１３が故障して交
換した場合、バツクアツプRAM３３内に記憶さ
れた学習値DGは、交換後のISCV１３に適した
値でないことが多いのでこの様な場合にもスタン
バイビツトをセツトしても良い。

以上説明した「学習値強制セツト」ルーチンで
は、バツクアツプRAM３３内のデータが消失し
た場合等Ｆ／Ｂ制御を繰り返し行つて（通常十分
間程アイドリングする必要がある）最適学習値
DGを算出しなくても、毛平均的な学習値DGを
強制的に設定できるので、適切なアイドル回転数
により早く制御することができる。

以上詳述したように、本発明のアイドル回転数
制御方法は、前回のアイドル回転数制御の結果に
基づいて記憶した学習値を初期値として、フイー
ドバツク制御によつてアイドルスピードコントロ
ールバルブを通過する空気量を制御すると共に、
実アイドル回転数と目標アイドル回転数との偏差
に応じて、該偏差が解消する方向へ前記初期値と
しての学習値を補正するアイドル回転数の制御方
法であつて、前記アイドル回転数についての偏差
と、フイードバツク偏差の結果としての制御値が
学習値に対して有する偏差との対応関係を判断
し、制御値が学習値に対して有する偏差に起因し
て前記アイドル回転数についての偏差が生じてい
るという対応関係が判断された場合は、前記学習
値の補正を行わないことを特徴としている。

つまり、第１に本発明のアイドル回転数の制御
方法によれば、学習値に基づき、内燃機関の固有
の傾向や経年変化等に対応した制御を速やかに実
行することができる。しかも、この学習値はアイ
ドル回転数が目標回転数と一致する方向へ補正さ
れて常に内燃機関の固有の傾向や経年変化等を反
映することができる。その上、今回のアイドル回
転数についての偏差のが、例えばパワーステアリ
ング操作等の外乱が加わつた場合の様な特別の事
情に基づく場合は学習値の補正を行わないことと
している。

従つて、本発明のアイドル回転数の制御方法に
よれば、内燃機関の固有の傾向や経年変化に対応
し、しかも、今回限りの外乱による影響は除去さ
れた学習値によつて、常に安定したアイドル回転
数制御を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が適用される一実施例のエ
ンジン及びその周辺装置を表わす説明図、第２図
は電子制御回路を示すブロツク図、第３図は本実
施例のＦ／Ｂ学習制御ルーチンのプログラムを示
すフローチヤート、第４図は同じくガード処理ル
ーチンのプログラムを示すフローチヤート、第５
図は同じく学習値強制セツトルーチンを示すフロ
ーチヤート、第６図は第３図に示すＦ／Ｂ学習制
御ルーチンの処理内容を示す説明図である。 １３…ISCV、２１…キースイツチ、３３…バ
ツクアツプRAM。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前回のアイドル回転数制御の結果に基づいて
   記憶した学習値を初期値として、フイードバツク
   制御によつてアイドルスピードコントロールバル
   ブを通過する空気量を制御すると共に、 実アイドル回転数と目標アイドル回転数との偏
   差に応じて、該偏差が解消する方向へ前記初期値
   としての学習値を補正するアイドル回転数の制御
   方法であつて、 前記アイドル回転数についての偏差と、フイー
   ドバツク制御の結果としての制御値が学習値に対
   して有する偏差との対応関係を判断し、 制御値が学習値に対して有する偏差に起因して
   前記アイドル回転数についての偏差が生じている
   という対応関係が判断された場合は、前記学習値
   の補正を行わないことを特徴とするアイドル回転
   数の制御方法。