JPH0568631B2

JPH0568631B2 -

Info

Publication number: JPH0568631B2
Application number: JP59146649A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Abe
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1993-09-29
Also published as: DE3524971C2; DE3524971A1; GB2162966B; GB2162966A; JPS6125949A; US4733357A; GB8517423D0

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、例えば自動車用エンジンにおいて燃
料噴射量の制御をマイクロコンピユータで行なう
場合等に適用される自動車用エンジンの電子制御
方法に関するものである。

【従来の技術】

自動車用エンジンの電子制御方法としては、電
子式燃料噴射システムの燃料供給制御のために、
テーブル中のデータを書換える学習制御が知られ
ている（例えば、特開昭55−96339号公報参照）。
ここでは、エンジンに噴射される燃料の量を、吸
入空気量、エンジン回転数、エンジン負荷のよう
なエンジン運転変数に関連して決めている。燃料
の量は、燃料噴射弁の開弁時間（噴射パルス巾）
により決められる。基本燃料噴射巾Tpは次式に
より得られる。 Tp＝Ｋ×Ｑ／Ｎ ……(1) ここでＱは吸入空気量、Ｎはエンジン回転数、
Ｋは定数である。望ましい噴射パルス巾Tfは、
基本噴射巾Tpをエンジン運転変数で修正するこ
とにより得られる。次式は、望ましい噴射パルス巾を計算する一例
である。 Ti＝Tp×（COFE）×α×Ka ……(2) ここで、 COFE：クーラント温度、スロツトル開度、エ
ンジン負荷のような補正係数の和により得られる
補正係数 α：λ補正係数（排気通路中のO₂センサのフ
イードバツク信号の積分値） Ka：学習による補正係数（以降、学習制御係
数と呼ぶ）である。クーラント温度係数やエンジン負荷のような係
数は、検出情報に関連してそれぞれのテーブルを
ルツクアツプすることにより得られる。学習制御係数Ka値は、エンジン負荷に関連し
て学習値テーブルから得られる。係数Kaの全ては、学習値テーブル中に最初は
同じ値“１”としてストアされる。これは、燃料
供給システムは、係数Kaなしでもほとんど正し
い量を供給するように設計されることを示してい
る。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、全ての自動車は、使用上のバラ
ツキがあり、それらを含めて同一結果をもたらす
望ましい機能を持つようには生産されない。これ
を補うために個々の自動車が実際に使われる時
に、個々の自動車の使用状態に応じた補正を行な
うのが学習制御係数であり、この学習制御係数
Kaは、学習値テーブルから補間計算などを行な
つて求められる。従つて、テーブル中の学習値
は、全ての自動車が実際に使われた時に学習によ
り書換えられる必要がある。もし、初期値“１”
と書換えられた値との差が大きければ、燃料噴射
システムはハンチングを生じる。このようなハン
チングを避けるために、書換えは少しずつインク
リメントまたはデクリメントされる。ここで問題になるのは、学習値が実際のエンジ
ン運転制御への適応性を発揮するのに、相当な時
間を要することである。これは、ハンチングを起
こさないように学習値書換え量を、当初からシス
テムの最小分解能まで下げているためである。本発明は、上記事情を課題として提案されたも
ので、学習制御において、学習の開始時にはエン
ジン運転制御の制御変数の変化量を大きくするよ
うに学習値を書換え、その後は変化量を小さくす
るように学習値を書換えて個々の自動車で決まる
目標値に対して収束を早め、エンジンのハンチン
グを防止することにより安定化させ、その制御性
を向上するようにした自動車用エンジンの電子制
御方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本発明による自動車用
エンジンの電子制御方法は、予め与えられた判定
条件によりエンジン運転の定常状態を判定した時
に、センサからの情報を学習値として、エンジン
制御諸元により構成したテーブルに取込み、上記
学習値を読出してエンジン運転制御の制御変数と
して使用するものにおいて、上記テーブルへの書
込みは、学習の開始時、少なくとも１回、λ値の
偏差の全量もしくはシステムの最小分解能の所定
倍値でテーブル値の書換えを行ない、その後はシ
ステムの最小分解能を単位として書換えを行なう
ようにしている。

【作用】

本発明では、学習の開始時、少くとも１回、λ
値の偏差の全量もしくはシステムの最小分解能の
所定倍値でテーブル値の書換えを行うので、大き
な偏差については実用上、短時間内に書換えが実
現できるので、目標値にすばやく適応できる。そ
の後、システムの最小分解能を単位として書換え
を行うため、ハンチング防止のための細かな学習
制御がなされる。

【実施例】

以下、本発明による自動車用エンジンの電子制
御方法を、空燃比制御に適用した実施例につき、
図面を参照して具体的に説明する。第１図は制御系全体の概略図を示すもので、図
中符号１はエンジン本体である。このエンジンは
エアクリーナ２から導入された空気が、スロツト
ルボデイ３において、インジエクタ４からの噴射
燃料と混合された後、その混合気がスロツトルバ
ルブ５を介して吸気系へ導入されるものであり、
また排気系では、排気ガス反応器（三元触媒コン
バータ）６においてガス中の有害成分の除去が行
なわれるように排気浄化対策が施されている。上記排気系からは、排気ガスの一部が、EGR
バルブ７を介して吸気系に還流され、EGRバル
ブ７は、吸気通路に連通する負圧管に設けたバル
ブ８の開閉動作により、負圧管を介してバルブ７
内のダイヤフラムに作用される負圧の有無により
開閉動作させるものである。またインジエクタ４には、燃料タンク９より燃
ポンプ１０により、フイルタ１３、プレツシヤレ
ギユレータ１１を介して燃料が供給される。なお
燃料ポンプ１０からインジエクタ４へ至る燃料供
給経路には、燃料ダンパ１２が設けられている。またスロツトルバルブ５の上流、下流において
スロツトルボデイ３に連通するバイパスには、ア
イドルスピードコントロールバルブ１４が設けら
れていて、アイドル時のエンジン回転数を制御す
る。また第１図において、符号１５はマイクロコン
ピユータからなる制御装置であり、この制御装置
１５に対しては、排気系において排気ガス反応器
６の前段に設置したO₂センサ１６からの電圧信
号と、スロツトルボデイ３の吸気通路に設けたエ
アフローメータ１７からは空気流量を測定した電
気信号と、スロツトルバルブ５に設けたスロツト
ルセンサ１８からはスロツトル開度に応じた電圧
信号と、エンジン１からは水温センサ１９によつ
て水温についての電気信号とが与えられる。また上記制御装置１５には、デイストリビユー
タ２０に設けたクランク角センサ２１によつて、
クランク角基準位置の検出信号およびクランク角
１度毎のパルス信号が与えられ、またトランスミ
ツシヨン２２からはニユートラル位置スイツチン
グ信号が、スタータ２３からはスタータスイツチ
ング信号が、それぞれ与えられる。なお第１図中、符号２４はバツテリ、２５はイ
ンジエクタリレー、２６は燃料ポンプリレーであ
る。また上記制御装置１５は、第２図に示されるよ
うに、マイクロプロセツサユニツト（以下MPU
と称す）２７を、バス２８を介してROM２９、
RAM３０およびバツクアツプ付RAM３１に接
続されている。また上記O₂センサ１６、エアフ
ローメータ１７、スロツトルセンサ１８などのア
ナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３２を介してデジタ
ル変換され、バス２８を介してMPU２０にもた
らされる。またその他の信号はＩ／Ｏポート３３
を通してMPU２７に入力される。以上は、この発明の制御方法を採用する場合の
エンジンの制御装置の１つを示すものである。本発明において、学習値テーブルにストアされ
ている学習値は、エンジンが安定作動状態にある
時に得られたデータで書換えられる。従つて安定
状態の検出が必要である。システムにおいて安定
状態は、エンジン負荷とエンジン回転数の継続状
態により決められる。第３図の上側部分は安定状態検出のためのマト
リツクスを示し、例えば５本の線と５段の線で区
画された16区画から成つている。エンジン負荷の
大きさは、Ｘ軸のL₀からL₄の５つの点でセツト
され、エンジン回転数の大きさは、Ｙ軸のN₀か
らN₄の５つの点でセツトされる。従つて、エン
ジン負荷は、L₀L₁、L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄の４つの
レンジに分割され、同様にエンジン回転数も４つ
のレンジに分割される。一方、O₂センサの出力電圧は、第８図ａに示
すように理論空燃比を示す基準電圧を通つてサイ
クル的に変化する。出力電圧は、混合気のリツチ
とリーンの状態に応じて変化する。システムにお
いて、O₂センサの出力電圧（フイードバツク信
号）がマトリツクス中の16区画の１つの中でリツ
チとリーンのサイクルを３回繰返した時、エンジ
ンは安定状態にあると判断される。第３図の下側部分は学習値をストアするための
第２図のバツクアツプ付RAM３１中に含まれて
いる学習値テーブルを示す。学習値テーブルはエ
ンジン負荷レンジL₀L₁、L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄に対
応するアドレスa₁，a₂，a₃，a₄を有している。テ
ーブル中の各値は、自動車の最初の運転以前は
“１”である。望ましい噴射パルス幅（(2)式のTi）の計算を
説明すれば、エンジン起動時には、O₂センサボ
デイの温度は低いので、O₂センサの出力電圧も
低い。このような状態では、システムは補正係数
αの値として“１”をセツトする。そこでコンピ
ユータは、望ましい噴射パルス幅Tiを、吸入空
気量Ｑ、エンジン回転数Ｎ、（COFE）、α、Ka
から計算する。エンジンが暖機されており、O₂
センサが活性化している時には、O₂センサ出力
電圧の積分値はαの値として供給される。より詳
細にはコンピユータは積分器としての機能を持
ち、O₂センサの出力電圧を積分する。第８図ｂ
は積分出力を示す。システムは予め定められた間
隔（例えば40ms）で積分値を出力する。例えば
第８図ｂにおいて、時刻T₁……Tnにおいて積分
値I₂……Inを提供する。従つて燃料の量は、O₂セ
ンサからの積分されたフイードバツク信号αにし
たがつて制御される。学習方法について説明すれば、エンジン運転の
安定状態が検出された時、学習値テーブルはO₂
センサからのフイードバツク信号に関係した値で
書換えられる。最初の書換えは、例えば第８図ｂ
のImaxとIminの値のように積分の１サイクル中
の最高値と最小値の算術平均Ａで行なわれる。そ
れ以降は、αが“１”でない時に学習値テーブル
はコンピユータで得ることができる最小値△Ａで
インクリメントあるいはデクリメントされる。言
い換えれば、最初の学習で書換えられた学習値の
値ＡであるBCDコードから１ビツトが足される
か引かれる。システムの作動は、第６図により更に詳細に述
べられる。学習プログラムは予め定められた間隔
（40ms）で開始される。エンジン回転数がステツ
プ１で検出される。もし、エンジン回転数がN₀
とN₄との間のレンジにあれば、プログラムはス
テツプ２に進む。もし、エンジン回転数がレンジ
外であれば、プログラムはステツプ１からEXIT
へジヤンプし、ルーチンから出る。ステツプ２では第３図のマトリツクスの、検出
されたエンジン回転数が含まれる行の位置が検出
され、その位置はRAM３０にストアされる。そ
の後、プログラムはステツプ３に進み、エンジン
負荷が検出される。もし、エンジン負荷がL₀か
らL₄のレンジ中にあれば、プログラムはステツ
プ４に進む。もし、エンジン負荷がレンジ外にあ
れば、プログラムはルーチンから出る。その後、
検出されたエンジン負荷に関連する列の位置がマ
トリツクス中で検出され、その位置はRAM３０
にストアされる。そこで、エンジン回転数とエン
ジン負荷によるエンジン運転条件に関する区画の
位置が、例えば第３図の区画D₁のようにマトリ
ツクス中で決定される。プログラムはステツプ５
に進み、決定した区画の位置は、前回の学習で決
定された区画と比較される。しかしながら、最初
の学習では比較はできないので、プログラムはス
テツプ７，11を通つてルーチンを出る。最初の学
習のステツプ７では、区画の位置はRAM３０に
ストアされる。最初の学習の後の学習では、検出
された位置は、ステツプ５で前回ストアされた区
画位置と比較される。もし、マトリツクス中の区
画位置が前回のものと同じであれば、プログラム
はステツプ６に進み、O₂センサの出力電圧が検
出される。もし、出力電圧がリツチとリーンに交
互に変化していれば、プログラムはステツプ８に
進み、またもし、変化していなければ、プログラ
ムはルーチンを出る。ステツプ８では、出力電圧
のリツチとリーンのサイクル数がカウンタでカウ
ントされる。ステツプ９では、もしカウンタが例
えば３回を教をえたら、プログラムはステツプ10
に進む。カウントが３回に達しなければプログラ
ムはルーチンを出る。ステツプ10ではカウンタは
クリアされ、プログラムはステツプ12に進む。一方、区画の位置が前回の学習と同じでなけれ
ば、プログラムはステツプ７に進み、区画の位置
の古いデータは新しいデータに書換えられる。ス
テツプ11では、ステツプ８で行なつた前回のカウ
ントをクリアする。ステツプ12では、O₂センサの第８図ｂの出力
波形の積分値の最大値と最小値の算術平均Ａが計
算され、RAM３０のワークエリアに値Ａがスト
アされる。その後プログラムはステツプ13に進
み、例えば区画D₁に応じたアドレスa₂のように、
区画の位置に応じたアドレスが検出される。ステツプ14では、検出されたアドレスにフラグ
が立つているかどうかを検出する。第１回目の学
習では、アドレスにはフラグが立つていないの
で、プログラムはステツプ15へ進む。ステツプ15
では、第３図の学習値テーブルのアドレス中の学
習値は、ステツプ12で得られた算術平均値である
Ａで検出されたアドレスに書換えられると同時
に、そのアドレスにフラグが立てられる。最初の書換えの後の学習では、ステツプ14でフ
ラグが検出されれば、プログラムはステツプ14か
らステツプ16に進み、学習におけるαの値（O₂
センサ出力の積分値）が１と比較される。もし、
αの値が１より大きければ、プログラムはステツ
プ17に進み、関連するアドレス中の学習値に最小
単位△Ａ（１ビツト）が足される。もし、αの値
が１より大きくなければ、プログラムはステツプ
18に進み、αの値が１より小さいかどうかが判定
される。もしαの値が１より小さければ、最小単
位△Ａが学習値から引かれる。もしαの値が１よ
り小さくなければαの値は１であることを意味
し、プログラムは書換えルーチンから出る。望ましい噴射パルス幅Tiが計算される時に学
習制御係数Kaは、エンジン負荷の値に応じて学
習値テーブルから読出される。しかしながら学習
値テーブルにストアされている学習値は、分割さ
れた各負荷領域の中間点である負荷値Ｋに対して
ストアされている。第４図においてx₁，x₂，x₃，
x₄は、それぞれ各負荷領域の中間点である負荷値
を示す。従つて、通常検出されるエンジン負荷
は、x₁，x₂，x₃，x₄の負荷値とは一致しないが、
この場合、学習制御係数は直線補間法により求め
られる。例えば、エンジン負荷における学習係数
Kaの値ｙは、次式により得られる。ｙ＝｛（ｘ−x₃）／（x₄−x₃）｝ｘ（y₄−y₃）＋y₃ 第７図は、他の書換えルーチンを示しており、
システムにおいて最初の書換えの時は、システム
の最小分解能（１ビツト）の所定倍値（△Ａ×
Ｄ）で所定回数（例えば３回）インクリメントが
行なわれる。最初の書換えの後ではテーブルの書
換えは、第６図のプログラムと同様の方法で行な
われる。なお、以上はフユーエルインジエクシヨンシス
テムに関する一実施例について説明しているが、
本発明はフユーエルインジエクシヨンシステム以
外の制御システムにも適用可能である。本発明のシステムによれば、テーブル中のデー
タは最初の書換え発生時にはフイードバツク信号
に関係する値により大きく書換えられ、そして最
初の書換え後はテーブルは少しずつ書換えられ
る。従つてエンジン運転は、システムのハンチン
グ無しに正しく制御される。なお本発明の電子制御方法は、上記実施例では
回転数と負荷によりマトリツクスを構成して、情
報の取込みを決めているが、他のエンジン制御諸
元を用いてもよいことは勿論であり、制御対象
も、インジエクタ４の噴射時間制御に限られるも
のではない。

【発明の効果】

本発明は、以上詳述したように、学習の開始時
少なくとも１回、偏差の全量もしくはシステムの
最小分解能の所定倍値で、テーブル値を書換える
ようにしたので、学習制御の実効を早期に達成さ
せることができ、また、平時の学習では、システ
ムの最小分解能を単位として学習値の書換えを行
なうことで、ハンチングを防止し、安定した制御
性を確保できるため、運転領域全域にわたり所定
空燃比に正確に制御することが可能なため排気ガ
ス浄化、運転性向上、燃費の向上等に著しい効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法を採用するエンジン
制御系の概略図、第２図は制御装置の概略構成
図、第３図はマトリツクスと実際に使用する
RAM領域とを並列して示した図、第４図は補間
計算法を視覚的に示した図、第５図ａおよびｂは
学習値が目標値へ収束される状況を従来と本発明
との対比で示した図、第６図は本発明の制御方法
における一例を示すフローチヤート図、第７図は
別の形態を示す一部フローチヤート図、第８図ａ
はO₂センサの出力電圧、第８図ｂは積分器の出
力電圧をそれぞれ示す図である。１……エンジン、２……エアクリーナ、３……
スロツトルボデイ、４……インジエクタ、５……
スロツトルバルブ、６……排気ガス反応器、７…
…EGRバルブ、８……バルブ、９……燃料タン
ク、１０……燃料ポンプ、１１……プレツシヤレ
ギユレータ、１２……燃料ダンパ、１３……フイ
ルタ、１４……アイドルコントロールソレノイド
バルブ、１５……マイクロコンピユータ、１６…
…O₂センサ、１７……エアフロメータ、１８…
…スロツトルセンサ、１９……水温センサ、２０
……デイストリビユータ、２１……クランク角セ
ンサ、２２……トランスミツシヨン、２３……ス
タータ、２４……バツテリ、２５……インジエク
タリレー、２６……燃料ポンプリレー、２７……
MPU、２８……バス、２９……ROM、３０，
３１……RAM、３２……Ａ／Ｄ変換器、３３…
…Ｉ／Ｏポート。

Claims

【特許請求の範囲】

１予め与えられた判定条件によりエンジン運転
の定常状態を判定した時、センサからの情報を学
習値として、エンジン制御諸元により構成したテ
ーブルに取込み、上記学習値を読出してエンジン
運転制御の制御変数として使用するものにおい
て、上記テーブルへの書込みは、学習の開始時、
少なくとも１回、λ値の偏差の全量もしくはシス
テムの最小分解能の所定倍値でテーブル値の書換
えを行ない、その後はシステムの最小分解能を単
位として書換えを行なうことを特徴とする自動車
用エンジンの電子制御方法。