JPH06100146B2

JPH06100146B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH06100146B2
Application number: JP19035585A
Authority: JP
Inventors: 清孝間宮; 忠良甲斐出; 浩康内田; 良隆田原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS6248948A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は学習制御と呼ばれる手法を用いたエンジンの制
御装置に関するものである。

（従来技術）従来、エンジンの作動状態を適正に保つための制御を運
転状態が変化したときにも応答性良く行なうことができ
るようにするため、予め定められた基本制御量をエンジ
ンの作動状態に応じて補正し、その補正量を運転状態に
対応させて記憶、更新し、その記憶値（学習値）を制御
に反映させる学習制御を行なうようにしたものは知られ
ており、例えば特開昭56−23566号公報には、点火時期
を学習制御するようにした装置が示されている。すなわ
ちこの装置は、エンジンの作動状態としてノッキング発
生状態を調べ、最大トルクが得られるように設定された
基本点火時期を補正するリタード量（遅角量）をノッキ
ング発生の有無に応じて増減させ、このリタード量を、
エンジンの運転状態（例えばエンジン回転数と吸気負
圧）を区分した複数の記憶領域を有する記憶手段の該当
する記憶領域に記憶させ、このリタード量の記憶値を更
新していくことにより学習値とし、この記憶手段に記憶
された学習値に応じて点火時期を制御するようにしてい
る。この装置によると、運転状態が変化する過渡時に
も、既に学習されて記憶されているリタード量の学習値
が即座に読出されるため、ノッキングが発生してから補
正を行なうフィードバック制御よりも応答性にすぐれ
る。

ところで、上記従来装置では、記憶手段から読出される
リタード量の学習値そのものを補正量として点火時期を
制御しているが、上記学習値の修正が充分に行なわれて
いないようなときには、その精度があまり高くない場合
がある。そこで、学習値による補正にフィードバック制
御を加味し、例えば学習値とフィードバック制御による
補正量とを一定の割合で制御に反映させることが考えら
れる。しかしこの場合、例えばフィードバック制御の影
響度を比較的大きくしておくと、運転状態の変動が比較
的小さいときは制御の精度が高められるが、運転状態の
変動が大きいときに充分な応答性が得られなくなるとい
うように、単に学習値とフィードバック補正量とを一定
の影響度で制御に反映させるだけでは、種々の運転状態
変動条件下で要求される制御の応答性や精度を充分に満
足させることができない。

なお、過渡度に学習値の更新を禁止するようにしたもの
は知られている（特開昭56−110539号公報）が、このも
のは、学習値を読み出して制御量に反映させる段階での
反映度合を調整するものではなく、上記のような課題を
解決するものではない。

（発明の目的）本発明はこのような事情に鑑み、運転状態の変動度合に
応じて要求される制御の応答性を満足しつつ、高精度の
制御量を得ることができるエンジンの制御装帯を提供す
るものである。

（発明の構成）本発明の装置は、第１図の機能ブロック図に示すよう
に、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段１
と、この運転状態検出手段１の出力を受け、運転状態に
応じてエンジンを制御するための基本制御量を決定する
基本制御量決定手段２と、エンジンの作動状態を検出す
る作動状態検出手段３と、この作動状態検出手段３の出
力を受け、所定の作動状態となるように基本制御量を適
正するための補正量を決定するフィードバック補正手段
４と、このフィードバック補正手段４により決定された
補正量に対応した値をその時の運転状態に対応した記憶
領域（メモリの該当エリア）に記憶して学習値とする学
習制御手段５と、上記基本制御量とフィードバック補正
量と学習制御手段５によって記憶されている学習値とに
基づき、その時の運転状態に対応したエンジンの最終制
御量を決定する最終制御量決定手段６と、エンジンの過
渡状態を検出する過渡状態検出手段７と、この過渡状態
検出手段７の出力を受け、運転状態の変化量が大きい
程、上記最終制御量の中の学習値の影響度をフィードバ
ック補正量に対して大きくする制御手段８とを備えてい
る。

なお、エンジンの運転状態とは、主として運転操作によ
り定まるエンジン回転数および負荷等の状態を意味し、
エンジンの作動状態とは外的要因等に影響されるノッキ
ング発生の有無あるいは空燃比等の状態を意味する。

上記構成により、学習値の精度が低い場合もフィードバ
ック補正によりこれが補われるようにしつつ、加速時等
の過渡時の運転状態の変化量が大きい程、記憶値である
学習値を用いることの利点が生かされて制御の応答性が
高められることとなる。

（実施例）第２図は本発明の一実施例を示し、この実施例ではエン
ジンの作動状態としてノッキングを検出し、エンジンの
制御量として点火時期を制御する場合について示してい
る。この図において、11はエンジンのシリンダ、12はシ
リンダ11内の燃焼室、13は吸気通路、14は排気通路であ
り、上記吸気通路13には上流側から順にエアクリーナ1
5、吸入空気量を検出するエアフローメータ16、スロッ
トル弁17および燃料噴射射弁18等が配設されている。ま
た、上記燃焼室12には点火プラグ19が臨設され、この点
火プラグ19に対してイグニッションコイル20、ディスト
リビュータ21およびイグナイタ22が配設されて周知の点
火装置が構成されており、イグニッションコイル20はバ
ッテリ（BAT）に接続されている。

また、23は点火時期を制御する制御ユニット（ECU）で
あって、CPU24、メモリ25、入力部26および点火系の駆
動回路27等で構成されている。この制御ユニット23に
は、上記エアフローメータ16からの信号、ディストリビ
ュータ21等から得られるクランク角検出信号28、エンジ
ンの振動によりノッキングを検出するノックセンサ29か
らノック検出回路30を介して得られるノック信号、スロ
ットル弁17の開度を検出するスロットルセンサ31からの
信号、水温検出信号32、吸気温検出信号33およびスター
タ信号34が入力されている。上記クランク角検出信号28
は制御ユニット23内での周期計測によるエンジン回転数
の検出等に用いられ、このエンジン回転数とエアフロー
メータ16で検出される吸入空気量等によりエンジンの運
転状態が調べられ、運転状態検出手段が構成されるよう
にしている。また、上記ノックセンサ29およびノック検
出回路30は作動状態検出手段に相当する。スロットルセ
ンサ32は、その信号に基づいてスロットル弁17の開度変
化が調べられることにより過渡状態検出手段を構成する
要素となり、またアイドリング時の検出にも利用され
る。

上記制御ユニット23のメモリ25は、予め運転状態に応じ
た基本点火時期の進角値を記憶しているROMマップと、
点火時期リタード量（補正量）の学習値を書き換え可能
に記憶する学習値マップとを含んでいる。学習マップは
第４図に示すように運転状態（エンジン回転数および負
荷）を区分した複数のゾーンZ₁,Z₂…Zn…に対応する記
憶領域を有し、各ゾーンZ₁,Z₂…Zn…毎に学習値の記
憶、更新が行なわれるようになっている。また、制御ユ
ニット23におけるCPU24は、後述のフローチャートに示
す制御を行なうことにより、本発明におけるフィードバ
ック補正手段、学習制御手段、最終制御量決定手段、学
習値影響度の制御手段等を構成している。

なお、上記ノック検出回路30は、第３図に示すように、
ノックセンサ29の出力をバンドパスフィルター35に通
し、さらにゲートコントロール36によりノイズを除去し
てから、この信号と、この信号に基づいて作成した基準
レベル37とを比較部38で比較し、積分回路39およびノッ
ク強度検出回路40を介してノック信号を制御ユニット23
に出力するようにしている。

上記CPU24による制御を、第５図および第６図のフロー
チャートによって説明する。

第５図においては、先ずステップS1でシステムをイニシ
ャライズしてから、ステップS2でエンジンの始動時か否
かを調べ、始動時であれば、運転状態等に応じた点火時
期の演算を行なわずに進角機構等によるハードウェア的
な設定による点火（ハード点火）を行なうように点火系
を切替える（ステップS3）。始動時でなければ、演算に
基づく制御信号によるソフトウェア的な点火時期の制御
（ソフト点火）を行なうように点火系を切替え（ステッ
プS4）、それからアイドル運転時か否かを調でる（ステ
ップS5）。そしてアイドル運転時であれば、アイドル用
の進角値θidを算出してこれを最終的な点火時期の進角
値θigとし（ステップS6,S7）、それから後述のステッ
プS39に移る。つまり当実施例では、始動時やアイドル
運転時には、後述のフィードバック制御、学習制御等は
必要としないため行なわない。

ステップS5でアイドル運転時でないことを判定したとき
は、基本制御量決定手段の処理としてエアフローメータ
16の出力およ回転数に応じた基本進角値θｏをマップか
ら読出す（ステップS8）。さらに、水温に応じた補正値
θｗおよび吸気温に応じた補正値θａを算出する（ステ
ップS9,S10）。次に、後述の第６図に示すノック補正用
のリタード量θkmの算出ルーチン（ステップS11〜S37）
を実行した後、最終的な点火時期の進角値（最終制御
量）θigを［θig＝θｏ＋θｗ＋θａ−θkm］と演算し
（ステップS38）、それからステップS39に移る。ステッ
プS39では、ステップS7またはステップS38でもとめた進
角値θigを駆動回路27のカウンタにプリセットし、これ
によって上記進角値θigに相当する時期に点火を行なわ
せる。この処理を終えればステップS2に戻ってそれ以下
のフローを繰返す。

第６図は、ノック補正用のリタード量の算出のルーチン
を示す。このルーチンは、第５図のステップS10に続
き、ステップS11でノック強度Vkを入力し、次にステッ
プS12で運転状態がノック制御領域（ノッキングが発生
する可能性がある領域）にあるか否かを調べる。ノック
制御領域になければ、フィードバックリタード量θｋを
０とする（ステップS13）。

ステップS12でノック制御領域にあることを判定したと
きは、ステップS14〜S19により、ノック強度Vkに応じて
フィードバックリタード量を決定するフィードバック補
正手段としての処理を行なう。つまり、ノッキングの有
無を調べ（ステップS14）、ノッキング有りと判定した
ときはノック強度Vkに応じてリタード量の増量値θｒの
算出（ステップS15）を行なってから、フィードバック
リタード量θｋが予め設定された限界値θkmax以下の範
囲（過渡に遅角されない範囲）にある場合に、このリタ
ードθｋを上記増量値θｒだけ増量する（ステップS16,
S17）。ノッキング無しと判定したときは、上記リター
ド量θｋが０より大きい範囲（基本点火時期より進角さ
れることのない範囲）にある場合、このリタードθｋを
所定値θａだけ減量する（ステップS18,S19）。

このようにしてフィードバックリタード量θｋを求めた
後は、水温等が学習制御に適当な条件となったか否かを
調べ（ステップS20）、低温時等にはエンジンの作動が
不安定で学習制御に適当でないため、ステップS21〜S37
の処理は行なわない。学習制御に適当な条件となれば、
ステップS21でスロットル弁17の開度変化を調べること
により加速時（過渡時）か否かを調べる（ステップS2
1）。加速時でなければ、後記I,Zst,Zedの各値を０とす
る（ステップS22〜S24）とともに、その時の運転状態に
対応した学習マップの記憶領域から学習値θｓを求めて
レジスタにセットし（ステップS25）、またフィードバ
ックリタード量θｋに基づいて学習マップ学習値を修正
し、更新する（ステップS26）。そして、フィードバッ
クリタード量θｋとステップS25で求めた学習値θｓと
から、リタード量θkmを［θkm＝θｋ＋θｓ］と演算す
る（ステップS27）。

ステップS21で加速時であることを判別した場合、ステ
ップS28でフラッグＩが０であることが判別される加速
初期には、その時の運転状態に対応する学習マップのゾ
ーンをスタートゾーンZstとして記憶してからフラッグ
Ｉを１とし（ステップS29,S30）、その後の加速状態持
続時には、その時の運転状態に対応する学習マップのゾ
ーンをエンドゾーンZedとして記憶する（ステップS3
1）。そしてエンドゾーンZedが記憶されるまでのZed＝
０となっている間は、フィードバック補正によるリター
ド量θｋをそのままノック補正用のリタード量θkmとす
る（ステップS32,S33）。

エンドゾーンZedが記憶されれば、ステップS34で学習マ
ップからエンドゾーンZedの学習値θｓを求めた後、学
習値の影響度を決める処理として、スタートゾーンとエ
ンドゾーンの距離ｌを求め（ステップS35）、この距離
ｌに応じた影響度のファクタＫを算出し（ステップS3
6）、ノック補正用のリタード量θkmを［θkm＝（１−
Ｋ）θｋ＋Ｋ・θｓ］と算出して求める（ステップS3
7）。上記ファクタＫは、第６図中に図示するように、
０から１までの間の値であって、上記距離ｌが大きくな
るほど大きくなる（１に近づく）ように設定されてい
る。従って、ステップS37での演算により、第４図に矢
印ａで示すように運転状態の変化量が小さいときは、ス
タートゾーンZstととエンドゾーンZedの距離ｌが小さく
なることに応じ、フィードバックリタード量θｋに対す
る学習値θｓの影響度が小さくなり、第４図に矢印ｂで
示すように運転状態の変化量が大きいときは、上記記距
離ｌが大きくなることに応じ、学習値θｓの影響度が大
きくなる。

このようにしてノック補正用のリタード量θkmが求めら
れた後、前述の第５図におけるステップS38で最終点火
時期が求められることとなる。

以上のような制御により、学習マップから読出されるリ
タード量の学習値θｓとフィードバックリタード量θｋ
とが点火時期の最終的な制御量に反映され、補正量の精
度が高められる。とくに、運転状態の変化量が小さいと
きには、フィードバック補正の影響度が大きくされるこ
とにより学習値の誤差が補われ、運転状態の変化量が大
きくてフィードバック制御によると応答遅れによる誤差
が大きくなるときは、運転状態に応じて読出される学習
値の影響度が大きくされることにより、制御の応答性が
高められる。

なお、本発明の装置は上記実施例に示す点火時期の制御
に限らず、例えば燃料噴射量を、運転状態に応じた基本
噴射量と、O₂センサの出力に応じたフィードバック補正
量と、補正量の学習値とに基づいて制御する場合等にも
適用し得るものである。

（発明の効果）以上のように本発明は、基本制御量と、エンジンの作動
状態に応じたフィードバック補正量と、学習制御による
記憶値である学習値とに基づいて最終制御量を決定し、
かつ、過渡時の運転状態の変化量が大きい程、学習値の
影響度を大きくしているため、学習値の誤差をフィード
バック制御で補いつつ、運転状態の変化度合に応じた制
御の応答性を満足し、高精度の制御を行なうことができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例装置の概略図、第３図はノック検出回
路のブロック図、第４図は学習マップにおける運転状態
の区分を示す説明図、第５図および第６図は制御のフロ
ーチャートである。１……運転状態検出手段、２……基本制御量決定手段、
３……作動状態検出手段、４……フィードバック補正手
段、５……学習制御手段、６……最終制御量決定手段、
７……過渡状態検出手段、８……制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転状態を検出する運転状態検
出手段と、この運転状態検出手段の出力を受け、運転状
態に応じてエンジンを制御するための基本制御量を決定
する基本制御量決定手段と、エンジンの作動状態を検出
する作動状態検出手段と、この作動状態検出手段の出力
を受け、所定の作動状態となるように基本制御量を補正
するための補正量を決定するフィードバック補正手段
と、このフィードバック補正手段により決定された補正
量に対応した値をその時の運転状態に対応した記憶領域
に記憶して学習値とする学習制御手段と、上記基本制御
量とフィードバック補正量と学習制御手段によって記憶
されている学習値とに基づき、その時の運転状態に対応
したエンジンの最終制御量を決定する最終制御量決定手
段と、エンジンの過渡状態を検出する過渡状態検出手段
と、この過渡状態検出手段の出力を受け、運転状態の変
化量が大きい程、上記最終制御量の中の学習値の影響度
をフィードバック補正量に対して大きくする制御手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。