JPH0436257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関のアイドル回転数の学習制
御装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関のアイドル回転数制御装置として、例
えば第４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％によつて表され、開弁用のコイルがONと
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、Ｄレ
ンジ、加減速補正等の各種補正量、ISCfbは後述
するアイドル回転数のフイードバツク制御のため
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、クランク角センサからの回転角
信号又は点火コイルからの信号によつて検出され
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の値は積
分制御又は比例積分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を微少
量ずつ増加（減少）させていく。

ところで、基本制御値ISCtw（述しくはこれと
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が基準
値のときの制御値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は基準値のままになるの
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
に落ち着くまでに時間がかかる。このため、エン
スト等に至る場合がある。また、これを解決する
ためにフイードバツク補正量ISCfb設定の際の積
分制御の積分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
エンストを生じることがある。

そこで、本出願人は特願昭58−85855号におい
て、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積分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
せるようにした学習制御装置を提案した。

即ち、RAMに水温に対応した学習補正量
ISCleのマツプを設け、アイドル制御弁駆動用パ
ルス信号のデユーテイ比の制御値ISCdyを次式の
如く学習補正量ISCleによつて補正して演算する。

ISCdy→ISCtw＋ISCet＋ISCle ＋ISCfb そして、ISCleの学習は次の手順で進める。

水温とフイードバツク補正量ISCfbとを検出
する。

前記水温に対応して現在まで学習され記憶さ
れている学習補正量ISCleを検索する。

前記学習補正量ISCleと前記フイードバツク
補正量ISCfbとから新たなISCleを設定して更
新する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、機関の始動（特に低温始動）時
及び始動直後はオイルの粘性や潤滑の遅れ等によ
つてフリクシヨンが大きく、回転数が上昇しにく
いため、第５図に示すようにフイードバツク補正
の積分分（Ｉ分）の補正量が大きく、この値を学
習すると、折角前回まで学習されていた安定状態
における学習補正量に悪影響を与えてしまい、結
果的に学習制御の効果を低下させてしまうことに
なるという問題点があつた。

本発明は、上記の問題点に鑑み、始動時及び始
動直後とそれ以外の通常運転時との夫々において
互いに悪影響を与えることなく、良好な学習制御
を行うことのできるアイドル回転数の学習制御装
置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の目的を達成するため、第１図
に示すように、水温に基づいてアイドル制御弁へ
の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Ａと、目標回転数と実際
の回転数とを比較して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Ｂと、水温に応じた通常運転時用の学習補正
量を記憶する書換え可能な第１の学習補正量記憶
手段Ｃと、水温に応じた始動時及び始動直後用の
学習補正量を記憶する書換え可能な第２の学習補
正量記憶手段Ｄと、通常運転時と始動時及び始動
直後とを弁別して上記第１及び第２の学習補正量
記憶手段Ｃ，Ｄのいずれか一方を選択する選択手
段Ｅと、選択された学習補正量記憶手段Ｃ又はＤ
から水温に応じて学習補正量を検索する学習補正
量検索手段Ｆと、学習補正量にフイードバツク補
正量の基準値からの偏差を所定割合加算すること
によつて新たな学習補正量を設定しかつ選択され
た学習補正量記憶手段Ｃ又はＤ内の同一水温のデ
ータを書換える学習補正量更新手段Ｇ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Ｈ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Ｉと、を備え
た構成とする。

〈作用〉 かかる構成においては、上記２つの学習補正量
記憶手段Ｃ，Ｄにより、通常運転時と始動時及び
始動直後の夫々の場合について独立して水温別学
習を行うことができ、互いに悪影響を及ぼすこと
なく安定した学習制御がなされる。

〈実施例〉 以下に実施例を説明する。

第２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ーフエー
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、スタートスイツチ
２１、アイドルスイツチ２２、ニユートラルスイ
ツチ２３及びエアコンスイツチ２４からのON・
OFF信号があり、これらはデジタル入力インタ
ーフエース２５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２６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２７を介して入力
されるようになつている。また、車速センサ２８
からの車速信号が波形整形回路２９を介して入力
されるようになつている。

CPU１１からの入力信号（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３０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３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（ROM１２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３図のフローチヤートについて説明す
る。

Ｓ１では水温センサ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。

また、必要に応じ、Ｓ２で各種補正量ISCetを
設定する。

Ｓ３ではISC条件（フイードバツク制御を行う
領域）であるか否かを判定する。具体的には、ス
ロツトル弁の全閉状態を検出するアイドルスイツ
チ２２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２３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２２がONでかつ車速センサ２８
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では水温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では目標回転数Nsとクランク角センサ２
６によつて検出される実回転数Ｎとを比較する。
そして、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ではスタートスイツチ２１がONであるか
否かによつて始動（クランキング）状態であるか
否かの判定を行い、YESの場合（始動時）はＳ
１４へ進み、NOの場合はＳ９へ進す。

Ｓ９ではスタートスイツチ２１がOFFとなつ
てから１回目であるか否かを判定し、１回目の場
合のみ、Ｓ１０で水温Twから時間を検索あるい
は演算によつて設定し、次のＳ１１へ進む。

Ｓ１１ではＳ１０で定められた設定時間が経過
したか否かを判定し、NOの場合（始動直後）は
Ｓ１４へ進み、YESの場合（通常運転時）はＳ
１２へ進む。

従つて、通常運転時は、Ｓ１２で第１マツプよ
り水温Twから学習補正量ISCleを検索する。こ
の第１マツプは水温Twをパラメータとする通常
運転時の学習補正量ISCleのマツプであつて、書
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初期値が与えられ
ている。そして、次のＳ１３でフイードバツク補
正量ISCfbの基準値（積分制御の中央値IC）から
の偏差△ISCfb（＝ISCfb−IC）に基づいて、学習
補正量ISCleを次式の如く更新する。

ISCle→ISCle＋△ISCfb／Ｍ （但し、Ｍは定数で、Ｍ＞１） 新たな学習補正量ISCleは第１マツプの対応す
る水温のところに書込み、データを更新する。次
いでＳ１７へ進む。

また、始動時及び始動直後は、前述したように
Ｓ１４へ進み、第２マツプより水温Twから学習
補正量ISCleを検索する。この第２マツプは水温
Twをパラメータとする始動時及び始動直後の学
習補正量ISCleのマツプであつて、第１マツプと
同様に書換え可能な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初期値
が与えられている。そして、次のＳ１５で同様に
学習補正量ISCleを更新し、第２マツプのデータ
を書換えて、Ｓ１７へ進む。

Ｓ１７では制御値ISCdyを次式によつて計算す
る。

ISCdy＝ISCtw＋ISCet＋ISCle ＋ISCfb また、Ｓ３でICS条件が成立しない時はＳ１６
で第１マツプより水温Twから学習補正量ISCle
の検索のみを行い、フイードバツク制御及び学習
を行うことなく、Ｓ１７へ進んでISCdyの計算を
行う。尚、この場合も始動時及び始動直後には第
２マツプより検索を行うようにしてもよい。

以上で制御値ISCdyが計算され、この制御値
ISCdyに相当するデユーテイ比のパルス信号が位
相反転ドライバー３０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。

上記の実施例では、始動時及び始動直後所定時
間、通常とは異なる別のマツプを使用し、かつこ
の所定時間を水温で変化させるようにしている
が、これは水温が低いほど安定性がないからであ
る。但し、この時間を一定としても基本的な効果
は得られる。

尚、本発明は第４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、アイド
ル回転数のフイードバツク制御において、機関の
フリクシヨンが大きく、積分制御によつて求めら
れるフイードバツク補正量の積分分の補正量が大
きな始動時及び始動直後は、通常運転時とは別の
記憶手段を用いてフイードバツク補正量の水温別
学習を行う構成としたため、始動時及び始動直後
の学習により通常運転時の制御に悪影響を及ぼす
ことがなく、学習制御の効果を高めて、アイドル
安定性の向上、過渡運転時のエンスト防止、燃費
改善等を更に促進できるばかりか、始動時及び始
動直後にも良好な制御が行われ、粘度の高いオイ
ル等を用いても始動時に目標回転数に到達するま
での時間を短くできると共に、始動性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図は本発明の一実施例を示すハードウエア構成
図、第３図は同上のフローチヤート、第４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５図は従来の学習制御装置による始動
時のフイードバツク補正量及び機関回転数の特性
を示す図である。 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−ROM、
１３…CMOS−RAM、１５…水温センサ、２１
…スタートスイツチ、２２…アイドルスイツチ、
２３…ニユートラルスイツチ、２６…クランク角
センサ、２８…車速センサ。

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
   比に応じて開度が制御されるアイドル制御弁を備
   え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、目標回転数と実際の回転
   数とを比較して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、冷却水温度に応じた通常運転時用の学習補正
   量を記憶する書換え可能な第１の学習補正量記憶
   手段と、冷却水温度に応じた始動時及び始動直後
   用の学習補正量を記憶する書換え可能な第２の学
   習補正量記憶手段と、通常運転時と始動時及び始
   動直後とを弁別して上記第１及び第２の学習補正
   量記憶手段のいずれか一方を選択する選択手段
   と、選択された学習補正量記憶手段から冷却水温
   度に応じて学習補正量を検索する学習補正量検索
   手段と、学習補正量にフイードバツク補正量の基
   準値からの偏差を所定割合加算することによつて
   新たな学習補正量を設定しかつ選択された学習補
   正量記憶手段内の同一冷却水温度のデータを書換
   える学習補正量更新手段と、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。