JPS60125742A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JPS60125742A
JPS60125742A JP23283883A JP23283883A JPS60125742A JP S60125742 A JPS60125742 A JP S60125742A JP 23283883 A JP23283883 A JP 23283883A JP 23283883 A JP23283883 A JP 23283883A JP S60125742 A JPS60125742 A JP S60125742A
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sensor
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Kenji Ikeura
池浦 憲二
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】 く技術分野〉 本発明は学習機能を備えた内燃機関の制御装置 ゛に関
する。
〈背景技術〉 内燃機関においてフィードバック制御を行うものにあっ
ては目標値と実際の値との偏差に応じた制御値を設定す
るに際し、過去の制御値を記憶しておき、新たな制御値
を前記過去の制御値を加味して設定するといういわゆる
学習制御を行うようにしたものがあり、制御精度の向上
を図っている。
従来のこの種の制御方法としては、例えば、特公昭56
−121842号公報に示すように、制御対象の設定値
に対する補正値を機関運転状態との対応で記憶し、この
補正値を制御要因の状態に応じて更新するものにおいて
、更新前の補正値に過去の更新回数に応じた重みづけを
行って更新後の補正値を演算することによシ一時的な過
渡現象の影響を抑制しようとしだものである。
しかしながら、このような従来の学習機能付制御方式に
あっては更新回数マツプを別にもつ必要があるためメモ
リの容量が増大してコストアップにつながる。
又、過渡現象の影響を実際に捕えて取シ除くものではな
く、更新回数の増大に伴って更新時の変更ゲインを小さ
くして鈍感な制御を行うものであるため、実際に大幅な
変更が必要な時でも、変更量が小さいため、変更速度が
遅く、制御性能が悪く、一方、更新回数が少ないうちは
必然的に大幅な変更が補正値マツプになされるため、過
渡現象の影響を取り除きにくいし、やけ9制御性能が悪
いという問題点がある。
尚、最も基本的な学習制御方式として特公昭56−24
777号公報があシ、アナロク式のものであるが、高精
度な制御は行えない。
〈発明の目的〉 本発明はこのような従来の問題点に鑑み為されたもので
、過渡現象による影響を受けることなく常に最適値に近
い制御値が得られるようにして前記問題点を解決した内
燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
〈発明の概要〉 このため本発明は第1図に示すように機関運転条件に応
じて設定された基本制御値と、機関の所定の運転状態量
の検出値を目標値と比較して比例積分制御によシ設定さ
れたフィードバック補正係数とに基づいて制御対象の制
御値を設定するようにした内燃機関の制御装置において
、機関運転条件に応じてフィードバック補正係数の初期
値をその記憶手段から検索する手段と、機関の定常状態
を検出する手段と、定常状態時フィードバック補正係数
の増減する1周期の値を平均化する手段と、該平均化さ
れた値に基づいて前記フィードバック補正係数の初期値
を記憶した手段の同一運転条件におけるデータを修正し
て更新する手段とを設けた構成とする。
〈実施例〉 以下本発明を電子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比制御
装置に適用した実施例を図面を参照しつつ説明する。
第2図にハードウェアの構成を示す。
1はCPU、2は空燃比フィードバック補正係数の初期
値等を記憶したRAM、3は噴射量の各種補正係数等を
記憶したROMである。
基本噴射量の設定用としてクランク角センサ4からの機
関回転数信号及びエアフロメータ5からの吸入空気流量
信号、基本噴射量補正用として水温センサ6からの冷却
水温度信号及びバッテリ7からの電圧信号、定常状態検
出用として車速センサ8からの車速信号、ニュートラル
スイッチ9からのON、OFF信号及びスロットルセン
ザ10からのスロットル開度信号がCPU1へ入力され
る。又、空燃比フィードバック補正係数設定用として0
2セン邊11からの排気中酸素濃度信号がヒステリシス
コンパレータ12 ヲ介しテc PU 1に入力される
CPU1はこれらセンサ類からの信号に基づき、RAM
2及びROM3とデータを交換しつつ第3図に示すフロ
ーチャートに基づくプログラムに従って空燃比を目標に
近づけるように燃料噴射量を演算し、その出力を駆動回
路13に入力させて燃料噴射弁14からの燃料噴射量を
制御する一方、該制御に使用されるフィードバック補正
係数αの初期値のデータを第4図に示すフローチャート
に基づくプログラムに従って学習制御によシ修正して更
新する。
次に第3図のフローチャートについて説明する。
Slでクランク角センサ4からの信号によって得られる
機関回転数Nと、エアフロメータ5からの信号によって
得られる吸入空気流量Qとに基づいて1爆発当υの吸入
箪気M:Q/Nに比例する燃料の基本噴射量TP(=K
Q/N)を演算する。S2で水温センサ6、バッテリ7
等からの信号に基づいて各種増量補正係数C0FFを演
算する。S3で02センサ11からヒステリシスコンパ
レータ12を介して入力される信号に基づき空燃比フィ
ードバック補正係数αを設定する。ここでαの設定は次
のようにして行なわれる。まず、現在の運転条件を初め
て検出した時にRAMに記憶された同運転条件に対応す
るαの初期値を検索する。次いでヒステリシスコンパレ
ータ12からの信号がL (f()からH(L)に転じ
た時、即ち空燃比がm状J塵から薄(駒状態に転じた時
には最初にαを正(負)の比例分Pたけ上げて(下げて
)、それから正(負)の積分分1ずつ徐々に上げて(下
げて)いくことによりαを増大(減少)させて燃料噴射
量を増大(減少)させ、もって空燃比を濃(薄)(する
ように制御する。S4でバッテリTからのバッテリ電圧
に基づいて燃料噴射弁14の応答遅れに相当する電圧油
止分子sを設定する。
するパルスriJをもつ駆動パルスが駆動回路13に出
力され、燃料噴射弁14が駆動される。
次に、前記燃料噴射量計算ルーチンの83で使用される
αの初期値を学習制御によシ修正して更新スルルーチン
を第4図のフローチャートに従って説明する。
Sll−S14は機関の定常状態を検出するために設け
られてお、D、811で車速センサ8からの信号に基づ
いて車速の変化を判定し、S12でニュートラルスイッ
チ9からの信号に基づいてギ°ア位置を判定し、S13
でスロットルセンサ10からの信号に基づいてスロット
ル開度の変化を判定し、S14で所定時間経過したか否
かを判定して所定時間内であればSllへ戻る。こうし
て所定時間内に車速の変化が所定値以内で、かつ、ギア
が入っており、かつ、スロットル開度の変化が所定値以
下の場合は定常状態であると判定する。
このようにして定常状態が判定されると、次に、該定常
状態において増減を繰シ返すαの振動中心値をめる。即
ち、燃料噴射量計算ルーチンの83においてP分が増大
又は減少されたか否か、即ち、αの値が増から減又は減
から増に反転したか否かを判定し、Y E Sの場合は
816でその時の機関回転数N、TP及びαの値をRA
Mにセットする。
さらにS17で前回の816でRAMにセットされたN
、TP、αの値を読み出し、S18でこれらの値を夫々
今回の値と相加平均した値を学習値として演算する。
そしてこのようにして学習された値に基づいて、S19
でRAM2に記憶されたN、TPの運転条件に対応する
フィードバック補正係数αの初期値のデータを修正し、
この修正値に更新する。
次に上記S19におけるデータの修正方法を詳細に説明
する。
RAM2には、第5図に示すようにNと+[pとを夫々
等間隔で切った2次元テーブルにおけるTPとNとの各
格子点上に夫々の条件に対応して学習制御されたαの初
期値が記憶されている。
まず、今回学習によ請求められたIll p LとNL
との座標が前記αの初期値を記憶しているある格子息と
一致する場合には、この格子点に今回α■。
の値をその゛まま更新する。
前H6(TpL、 N I、 )が格子点と一致しない
場合はその座標が含まれるセクターの4つの格子点上の
αの値をα■、を反映させて更新する。とれはまず4つ
の格子点の座標をGI(TI’rn Nn) 、 G2
(Tpm Nn+t )+ Gs (Tpm+x Nn
)、G4 (TPm+tN1+t)とし、これら座標に
書き込まれているαの初期値をα。%i=1〜4)とす
ると共に(TPL−’l’Pm): (’l’Pm+1
 =’l”pL)二P:Q。
(NJ、−Nn): (Nn+t−NL)=M:Nとし
た時、αGiに基″づいて(’1’PL 、 NL )
におけるαの初期値α。nXD を第5図に示す内分法
にょ9次式に示すように補間計算する。
p 1 ’ p a”” −(P+Q)(M十N) (NQCtGl+N
PctG2+MQαG3+MPαG4 ) このようにしてめられたαGRIDと学習値αLとの差
に基づいて修正する各格子点上のαの初期値α饋1を次
式のように設定する。
αGi=αGi十〇・(αL−α。RID)・wiここ
でWiは各座標Giに対する重みであシ、例えば次のよ
うにしてめられる。即ち、座標(TPL、N L )に
近い格子点の座標における反映度を一番犬きくシ、逆に
最も遠い格子点の座標における反映度を一番小さくすべ
きである。このためこの近さの程度を、座標(Tpr、
、Nh)と更新を行う格子点とは対角線上に当る格子点
の座標とを結ぶ直線を対角線とする長方形の面積の各格
子点を結ぶ正方形の面積に対する比で決定する。第5図
を参照して各座標Qiにおける重みWtはとなる。
又、係数Cの値は1以下に設定する。この係数の意味砿
学習のゲインを押えるためである。学習のゲインは高い
程学習の速度が速くなるという点では好ましいが、高す
ぎるとマツプ上のαの値が発振するため、1以下の適当
な値に設定するのである。
以上のようにして各座標Giのα ・ の値をl 学習に基づき更新した後、該更新されたα。iに基づい
て、座標(’l’P L 、 NL )K k ffル
値”K;t”o ”前記同様の補間計算によ請求め、さ
らにこの更新されたα。RIDと前回のα。RIDと0
差をa0振動中心のずれ分としてめる。
そしてこのずれ分を加えることによシ、比例積分制御に
よる制御値αF+1は次式のようになる。
α =α 十田+(i)+α。8□0−α。RID但し
、Pとiの値は前記したようにヒステリシスコンパレー
タからの信号に応じて変化する。
このようにして定常状態におけるフィードバック補正係
数の初期値を学習制御により修正して更新すると、かか
る更新を行わない従来の制御方式に比べて次のような特
長が得られる。
即ち、かかる空燃比制御においては、α=1とした時の
空燃比(以下ベース空燃比という)を理論空燃比(λ二
1)に設定することができればフィードバック制御は不
要なのであるが、実際には構成部品(例えばエアフロー
メータや燃料噴射弁、プレッシャレギュレータ、コント
ロールユニット)のバラツキや経時変化、燃料噴射弁の
パルス中−流量特性の非直線性、運転条件の変化や環境
の変化等の要因でベース空燃比のλ=1からのズレを生
じるので、フィードバック制御を行っている。
この場合、従来のようにαの初期値を固定したものでは
、第6図(A)に示すように定常状態では、αは増減を
繰り返すことによシその振動中心は最適値と一致して良
好な空燃比制御を行える。
しかし運転条件が変化すると前記した要因でαの最適値
が変化するが、その過渡時においては図示の如くαを積
分分工ずつ単調減少又は単調増加させて変化させている
ため変化途中の運転条件に適応した値が得られず最適値
との間にずれを生じる。
したがって、このように運転条件が変化している間は良
好な空燃比制御が行えず、機関性能、燃費、排気性能を
低下させていたのである。
これに対して、本発明の場合は第6図(B)に示すよう
に定常時におけるαの振動中心を学習して運転条件に適
応したαの初期値を設定しであるため運転条件が変化す
る途中においても迅速にαを運転条件に応じた最適値近
くに追従制御することができ、これにより機関性能、燃
費、排気性能等を可及的に向上することができるのであ
る。
又、前記αの初期値は定常時におけるαの反転から反転
までの平均化処理を行う学習によシ常に最適な値となる
ように逐次更新されるため、経時変化に影響されること
なく良好な制御特性を維持できる。
そして、このように本当に変更を要する時に迅速な変更
を行えるものであるから最初に述べた更新回数で補正幅
を変えるものの制御応答性の悪化を解消でき、更新回数
ルックアップメモリ等も不要であるからメモリ容量も小
さくて済みコスト的にも有利である。
尚、前記実施例ではαの初期値の更新葉をαLのみでな
く過去の値としてαGRIr)も考慮して設定している
ため過渡的なαbの急変の影響を感度を下げることによ
って抑制できる。
又、本実施例では空燃比制御に適用したものを示したが
、この他、アイドルコントロール制御等にも適用できる
ことは勿論である。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば機関の定常状態にお
けるフィードバック補正係数の反転から反転までの値を
平均化処理して得られる学習値に基づいて初期値を修正
更新していく構成としたため、運転条件が変化する途中
でも迅速に最適な制御値とすることができ、制御精度を
可及的に向上でき、メモリ容電も小さくて済むため低コ
ストで済む等様々の優れた特徴を備えるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例のハードウェアの構成図、第3図は同上実
施例における燃料噴射量制御ルーチンを示すフローチャ
ート、第4図は同上実施例のα初期値学習fti!I御
ルーチンを示すフローチャート、第5図は同上実施例に
おける制御方法を説明するだめの三次元マツプの斜視図
、第6図(A)は従来の空燃比制御方式による特性図、
同図(B)は前記実施例における特性図である。 −1
・・・CPU 2・・・RAM 3・・・ROM4・・
・クランク角センサ 5・・・エアフローメータ6・・
・水温センサ 7・・・バッテリ 8・・・車速センサ
 9・・・ニュートラルスイッチ 10・・・スロット
ルセンサ 11・・・011センサ 12・・・ヒステ
リシスコンパレータ 13・・・[jHi[14・・・
燃料噴射弁 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士笹 島 富二雄 第6図(A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関の運転条件に応じて設定された基本制御値と、機関
    の所定の運転状態量の検出値を目標値と比較して比例積
    分制御により設定されたフィードバック補正係数とに基
    づいて制御対象の制御値を設定するようにした内燃機関
    の制御装置において機関運転条件に応じてフィードバッ
    ク補正係数の初期値をその記憶手段から検索する手段と
    、機関の定常状態を検出する手段と、定常状態時フィー
    ドバック補正係数の増減する1周期の値を平均化する手
    段と、該平均化された値に基づいて前記フィードバック
    補正係数の初期値を記憶した手段の同一運転条件におけ
    るデータを修正して更新する手段とを設けたことを特徴
    とする内燃機関の制御装置。
JP23283883A 1983-12-12 1983-12-12 内燃機関の制御装置 Granted JPS60125742A (ja)

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JPH044456B2 JPH044456B2 (ja) 1992-01-28

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62210245A (ja) * 1986-02-20 1987-09-16 ル−カス インダストリ−ズ パブリツク リミテイド カンパニ− 内燃機関の適応制御システム
JPS63143350A (ja) * 1986-12-08 1988-06-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置

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JPS5825540A (ja) * 1981-08-10 1983-02-15 Nippon Denso Co Ltd 空燃比制御方法
JPS6045743A (ja) * 1983-08-22 1985-03-12 Mazda Motor Corp エンジンの燃料制御装置

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