JPS6065254A - 電子式内燃機関制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、自動車用内燃機関の制御装置に係り、特に学
習機能を備え、常に最適な制御パラメータのもとで制御
動作が行なえるようにした電子式の制御装置に関する。

〔発明の背景〕

内燃機関のノッキング制御や空燃比の制御には、従来か
らフィードバック制御が用いられているが、近年、この
ようなフィードバック制御の応答性を改善するため、こ
のようなフィードバックの制御値の基準値からの偏差デ
ータを、そのときのエンジンの運転状態に対応したメモ
リのマツプ内の区分に書き込んで記憶させておき、次に
エンジンが同じ運転状態になったときにこの記憶してお
いたデータを用いて制御を補正することにより、制御値
をすみやかに最適値に制御するようにした、いわゆる学
習制御方式が注目されるようになり、その基本的な考え
方としては、例えば特開昭　５４−２０２３１号公報や
特開昭５４−５７０２９号公報などに開示されている。

このような学習制御方式によるエンジン制御シ′：二ン
ｘ二二ご一二’Ｅ”ｍｋｋ、　７　＜　＝　）’／’二
２システムにセける例で、１はエンジン、２は吸入ニア
、二＠　ａｘ　ｍ　＊　’３．°°：ご二：フ、　′、
、：　：、：ｙ−９”′制御回路３はマイクロコンピュ
ータ（マイコンという）を含み、エンジジ１の吸入空気
流量Ｑ、を吸入空気流量センサ２で検出して取り込み、
それに応じて燃料噴射量を決定し、インジェクタ４を駆
動信号Ｐｉで駆動してエンジン１に所定量の燃料を供給
する。　・ エンジン１の排ガスからはＯ，センサ５によって濃合気
濃度が伸出され、濃度信号０．が制御回路３に入力され
る。これにより制御回路３はインジェクタ４の駆動にフ
ィードバック制御をかけ、吸入混合気の空燃比が最通な
状態゛に保たれるようンする。このときの駆動信号Ｐ＋
のパルス幅ＴＩは、次の（１）式で定められる。

Ｔｌ−（Ｋ、・−Ｎ〒・Ｋｔ・α）十Ｔｓ−・・・曲（
１）ここで、Ｋ１はインジェクタの特性などで決定され
る定数、Ｑ、は吸入空気量、Ｎはエンジン回転数、Ｋ、
は゛エンジン温度などによる補正係数、αは空燃比制御
係数、Ｔ、はバッテリ電圧による補正輩である。

゛０．センサ５の信号Ｏ１によるフィードバック制御は
、上記の制御係数αを第２図に示すように変化させて行
ない、信号０２がリッチ（空燃比が理論空燃比より濃い
状態）と、リーン（同じく理論空燃比より薄い状態）と
を周期的に繰り返えすようによ記のαを変化させて燃料
供給量を制御し、空燃比の平均値が理論空燃比（約１４
．７）に収斂するような制御ヲ得ようとするものであり
、制御のベースとなる空燃比が正しい状態にある理想的
な状態では、αの値は１．０を中心にして振れ、空燃比
の平均値゛ｉ理論空燃比に一致している８そして、何ら
かの理由により空燃比□が理□論空燃比からずれる−と
、０！フイードバツク制御により制御係数αの中心値は
それを補正する方向にずらされる。例えば、空燃比が１
０％濃くなったとすれば、それを補正するため、制御係
数αは０．９を中心にして振れるようにされ１、反対に
空燃比が１０％！＜なったとすれば、制御係数、−はｊ
、１．、管中心に貝て振れるようにされる。そして１．
この、結果４１．９郷、比の平均値は再び理論空燃比に
一致するようＫされ、空燃比フィ−ドバック制御が得、
られ、、ることＫなる。

ところで、このような空燃、比のずれは１．エンジンの
運転状態の変イ―よ巳て生じることが多ぐ。

と４の結果、上記したＯ・フ、イ１、ニドバック、制、
御では、エンジンの運転状態が成る領域にあゑと、きＫ
は、制御係数αは１．１を中、心とＦて振れて、）・る
状態にあるが、他の領域では０．９を中、心として振、
れるようになるという具合１工くジンの導伝状態が変化
すると制御係数αも変、グヒする。場合がある。

しかして、このようなフィー、ドパツク制御に稈不可避
的に制御遅れ時興があ、す、そのため、上記したように
エンジンの運転状態が成る！域から他の領域に移り１、
これＫより空燃比が郷論−力艷らずれ、それを補正する
ためのフィードバックが掛かった場合でも、上記の制御
！数αが−での領域に対応した値から新たな領域に対応
した値に移行して空燃比を理論値に戻すまでには多小の
時間を要し、この間、空燃比が理論値から外れたままの
状態でエンジンが運転されてしまうどＥになる。

７　そこで、この難点を除くため、エンジンの運転状態
をその負荷の大きさや回転数などに応じて多数の領域に
区分し、それぞれの領域ごとにその領域での制御係数α
の基準値（α＝ｉ、ｏ）からの偏差をめ、それを非破壊
メモリに記憶しておき、その後、同じ運転領域に入ると
とＫその偏差を用・い１て制御を行なうことにより、常
に制御係数αが１．０を中心にして振れている状態での
制御を可能にしている。

このときのインジェクタ４に対する駆動信号ＰＩ２・の
パルス幅Ｔ＋は次の（２）式のようにして定める。

’　”Ｑ。

’Ｉ’、：（Ｋ１・　、ｓ　”　Ｋｔ・α・（１，０−
Ｋｔ）　）＋Ｔ。

−゛　・・・・・・・・・・・・（２）ここで、ＫＡは
そのときの制御係数αの基準値１．０からの偏差値で、
次の（３）式のようになる。

Ｋｔ−α−ｉ、ｏ　・・・・・曲・・（３）そして、こ
の学習制御方式によるエンジン制御システムでは、上記
した偏差データＫｔをエンジン運転中の学習により順次
、゛電源バックアップＲＡＭなどからなる非破壊メモリ
のマツプ内の区分に書き込み補充し、或いは書き替え修
正してゆくようにしである。

この学習制御方式によれば、最初に独立したそれぞれの
偏差データＫｔをメモリに曹き込んで用意しておく必要
がなく、しかも、エンジンや制御用の各種のアクチュエ
ータの特性に変化を生じても、それに応じて偏差データ
Ｋｔが自己修正されてゆくから、常に正しい制御が期待
でき、過渡状態も含めてエンジンの制御状態を正しく保
つことができ名。

しかしながら、この学習制御方式における上記偏差値デ
ータの書き込みには、一定の条件が設けられ、エンジン
の運転状態が同一運転領域区分に所定の時間以上保たれ
、充分に安定した状態での偏差値データが得られたとき
にだけＷ：き込みが行なわれるようになっている。そし
て、これは、正しいデータによる適正な制御のために必
要な要求であり、この条件をなくすことはほとんど不可
能に近い。

従って、この学習制御方式のシステムでは、エンジンの
運転状態領域のうち、実除の運転状態では過渡的にしか
現われない運転領域や、はとんど現われることのない運
転領域に対応した偏差値データについては、いつまでた
ってもメモリのマツプ内に対する偏差値データの新たな
書き込みが行なわれず、初期設定したデータのままに保
たれてしまうことになり、このため、第３図に示すよう
に、偏差値データの書き込み記憶が完了している運転領
域区分Ａから、まだ記憶が完了していない区分Ｂに移っ
たとき、或いはこの区分Ｂから記憶が完了している区゛
分Ｃに移ったときなどに制御係数αの移行の遅れを生じ
、その間、制御が不適切な状態に保たれ、空燃比が理論
値から外れて排ガスが悪化したり、ノッキングを生じて
エンジンに悪影響を及ぼしてしまうという欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を除き、学
習制御方式のエンジン制御システムにおけるメモリのマ
ツプ内に記憶未了領域がほとんど残らず、常に適切な制
御を行なわせることができるようにしたエンジン制御装
置を提供するにある。

〔発明の概要〕 この目的を達成するため、本発明は、学習制御方式のシ
ステムにおいて、制御用のデータを記憶するメモリの領
域区分全体に対するデータの省き込み区分数が所定値に
達したときには、残りのデータ書き込み未了区分に対し
て、その近傍の書き込み完了区分にあるデータを書き込
むようにした点を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による電子式内燃機関制御装置を、図面の
実施例を参照にして詳細に説明する。

本発明の一実施例においても、その主要部分の構成はｔ
＝４図に示した従来の学習制御方式によるシステムと同
じで、異なる点は第４図（ａ）、Φ）のフローチャート
に示した処理が制御回路３に含まれているマイコンによ
って遂行されるように構成しである点だけである。

この第４図にしたがった処理は、インジェクタ４に対す
る制御動作ｒ適切に行なうのに充分なびん度で周期的に
実行されるもので、この処理に入ると、まず、ステップ
ｓｌ（以下、ステップを省略して単に８１，８２・・・
間・・と記憶）と８２で順次、エンジンの吸入空気量Ｑ
、と回転数Ｎをめ、ついでＳ３ではこれらのデータＱ、
、ＮからデータＴ、の計算を行なう。なお、このデータ
Ｔ、はエンジンの運転状態を領域に区分するためのパラ
メータとして用いるためのものである。

次にＳ４でＯ，センサ５から信号０２を取り込み、続（
８５，８７でこの信号０．を順次調べ、ｓ５では信号０
．がリッチ゛からリーンに変ったところか否か、つまり
第２図の点Ｐ、か否かを判別し、結果がＹＥＳのときに
はＳ６を通ってこのときのαの値をαｍｉｎとして格納
してからＳ９に向い、ＮＯとなったら８７で信号０．が
リーンからリッチに変ったところか否か、つまり第２図
の点Ｐ、か否かを判別し、結果がＹＥＳのときにはＳ８
を通ってこのときのαの値をαｍａｘとして格納してか
らＳ９に向う。そして、Ｓ５と８７の結果がいずれもＮ
Ｏ。

つまりαの値が第２図の最大値αＩｎ１ｌＸと最少値α
ｍｉｎの間にあると判断されたときには８２９から８２
４ないし８２８に向い、通常のインジェクタ４のための
信号Ｔ＋の計算処理を行なってこのフローに従った処理
を終る。

さて、Ｓ５又はＳ７のいずれかで結果がＹＥＳになって
８９に進んだら、このＳ９ではαの平均値αｍｅａｎ　
ｔ−針算し、ついでＳ　１０ではデータＴ、とＮからそ
のときのエンジンの運転状態がどの区分にあるのかを判
別し、この区分を人とする。

次に８１１では、いま８１０で判別した区分人の番号と
、いまより１回前にこのＳ１０の処理により判別され５
１４（後述）の処理により格納されていた区分Ａの番号
Ａ　ｏ、Ｄとを比較し、両者が一致していたときには８
１２ｔ−通り、用意しである力、ウンタのインクリメン
トを行ない、一致していなかったときには８１３を通っ
てこのカウンタをクリアする。

その後、Ｓ１４’ｅ通って上述したデータＡのＡ６ＬＢ
への格納を行なってからＳ　１５に進み、上述のカウン
タのカウント値を鉤べ、それが３以上になっているか否
かを判別する。そして、この８１５での結果がＮＯの間
はそのまま８２４以降８２８に進む。

一方、８１５での結果がＹ］１３Ｓになったら、８１６
に進み、Ｓ９で計算しておいたデータαｍｅａｎにより
データＫＬをめ、電源バックアップｌ（、ＡＭなどの非
破壊のメモリの区分人にこのデータＫＬを書き込む。

ここで、Ｓ１５での結果がＹＥＳになったことの意味に
ついて説明する。

まず、この８１５での結果がＹＥＳになるためには、８
１１での結果が少くとも３回、連続してＹＥＳにならな
ければならない。これは、エンジンの運転状態が同じ領
域区分にあるときに連続して３回以上、Ｓ１１までの処
理が行なわれたこと全意味する。

一方、この８１１までの処理が行なわれるのは、Ｓ５又
はＳ７のいずれかで結果がＹＥＳになったとき、つまり
、制御係数αによるエンジンの制御が第２図の２１点、
又はＰ！点七丁度行なわれていたときである。　″ 従って、ゝこのＳ　１５での結果がＹＥＳになるのは、
エンジンの運転状態が同一の゛領域区分にとどまりたま
まで、第２図に示した制御係数α□の振れによるエンジ
ンのフィードバック制御が、連続して少くとも３回、行
なわれたことを意味する。

ところで、こうして８１５での結果がＹＥＳになったら
８１６での処理が行なわれるのであるから、結局、この
実施例では、学習制御方式における学習データの書き込
み条件が、エンジンが同一運転状態領域に保たれたまま
で、第２１ｍＫ示した制御係数αの振れによるフィード
バック制御が少くと′も３回以上打なわれたことによっ
て満されるようになってい尿ことが判る。なお、この書
き込み条件が□どのようなときに□満されたもの□とす
るかは、必要に応じて任意に定めればよい。　□さぞ、
ｓｔ６での処理を終りたｌｌｉ　８１７に進み、メモリ
のマツプ内の区分に対して８１６の処理によってデータ
の書き込みが行なわれた区分の数を調べ、それをＣとず
ぶ。なお、゛このためには、このシステムの稼働開始前
に上記メモリのマツプ内の全ての区分に１０”をｉき込
んでおき、このＳ　１７の処理セこの４ツンの区分を順
次、全部読み出し、そのうち１′０”が読み出されてこ
なかった区分の数をカ□　ラントして上記のＣとしても
よく、或いは、非破壊メモリの中に用意した特定のメモ
リ領域を用いてソフトカラン□りを構成し、８１６の処
理が行なわれるごとにこのソフトカウンタをインクリメ
ントしておき、このカウンタのデータを８１７で調べて
上記のＣを得るようにしてもよい。

こらしてＣをめたら、それを次のＳＩＳ＊所定数、例え
ば部と比較し、Ｃが５以上あるか否かｔ判別する。そし
て、結果がＮＯとなっている間は、８２４以降め処理に
進み、８１９〜８２３の処理はスキップする。

一方、８１８での結果がＹＥＳ、つまり、メモリ・マツ
プの蚕ての区分のうち、５の区分に対して学習によるデ
ータの書き込みがなされたと判断されたときには、まず
、Ｓ　１９において区分番号Ｘを１にする。

ここで、この実施例におけるメモリ・マツプの実施例を
第５図に示す。

この第５図の実施例は、メモリのマツプを行方向と列方
向にそれぞれ８分割し、６４０区分を設けたもので、こ
のとき、行方向をエンジンの負荷を表わす変数Ｔ、で分
割し、列方向をエンジンの回転数Ｎで分割したものであ
る。そして、区分番号Ｘは、第１行、第１列をθ香とし
、第８行、第８列が６３番となるように順次、列方向か
ら行方向に定めである。なお、この区分番号Ｘはカッコ
を付してそれぞれの区分内の一部に記載しである。

Ｓ２０ではメモリ・マツプの番号がＸの区分からデータ
を読み出し、それが０″であるか否かを判別する。そし
て、結果がＮＯの間は次の８２１をスキップし、結果が
ＹＥＳになりたときだげＳ　２１の処理を行ない、区分
番号（ｘ−１）のマツプ区分からデータを読み出し、そ
れｔｘの区分に書き込む。

８２２では区分番号Ｘをインクリメント、つまりＸを順
次、１づつ増加させる処理を行ない、続く８２３でこの
インクリメントされた区分番号Ｘを調べ、それがメモリ
・マツプの全区分数である６３以下にあるか否かを判別
し、結果がＹＥＳの間は８２０に戻り、８２０〜８２２
の処理を繰り返す。

この結果、メモリ・マツプの全区分に対して所定の割合
の区分、つまり、この実施例では６４の区分のうち５の
区分に対して学習制御によるデータの薔き込みが完了し
た時点で、既に書き込みが完了している区分のデータに
基づいて、まだ書き込みが行なわれていない区分罠対す
るデータの曹き込みが行なわれ、メモリ・マツプのほと
んどの区分に、学習結果に近似したデータの書き込みが
第６図に示すように完了することになる。

Ｓ２４から８２８までの処理は、インジェクタ４の制御
に必要な部分で、まず、８２４ではメモリ・マツプの区
分ＡからデータＫｔを読み出す。このときの区分Ａは、
Ｓ１０又は８２９で判定したもので、現在のエンジンの
運転状態領域を表わすものである。

続＜８２５，８２６で順次、係数に、　、　Ｔ、の計算
を行ない、その後で８２７に進み、制御係数αとデータ
ＫＬ　、それに変数Ｔ、などからインジェクタ４の駆動
信号Ｐｉに必要なパルス幅を表わ−すデータＴｉを算出
し、これを次の８２８の処理で所定のインジェクタ制御
用のレジスタにセットしてこのフローにしたがった処理
を終る。

従って、この実施例によれば、インジェクタ４に対する
制御を学習制御方式によって応答性良く行なわせること
ができる上、メモリ・マツプに対するデータの書き込み
が所定の区分数に達した時点で、残りのほとんどの区分
に対しても近似的なデータの書き込みが行なわれるため
、データの書き込み未了区分の存在による空燃比制御の
遅れを効果的になくシ、排ガスの状態悪化を光分に防止
することができる。

ところで、上記実施例では、メモリ・マツプの区分数、
つまり制御のためのエンジン運転状態領学習制御データ
の書き込み区分数が５に達したら残りの区分にも近似デ
ータを書き込むようにしているが、このときの区分数の
設定は６４に限らず任意に定めればよく、また、上記の
区分数２５も、任に定め得るものであることはいうまで
もない。

また、このときの、近似データの書き込み方法について
も、上記実施例では、８１８〜８２３の処理により、そ
れぞれのデータ書き込み未了区分に書き込まれるべき近
似データが、その区分の番号より小さい番号の区分にさ
かのぼってゆき、最初に学習制御データが書き込まれて
いる区分に達したときのその区分のデータとなるように
しているが、本発明はこれに限らず、実施可能で、例え
ば、学習制御データが書き込まれている２つの区分の間
に存在する誓き込み未了区分に対しては、これら２つの
区分のデニタを平均したデータが書き込まれるようにし
てもよく、さらに、このデータの平均化を列方向と行方
向の双方で行なうようにしてもよい。

ステムに適用した例について説明したが、本発明はこれ
に限らず、学習制御方式のシステムならどのような制御
システムにも適用可能なことはい）までもなく、例えば
、ノック制御システムに適用してもよい。

さらに、上記実施例では、メモリ・マツプの書き込み未
了区分に対する近似データの書き込みが、この発明を適
用した制御システムが稼働を開始してからメモリ・マツ
プの区分の所定数に学習制御データが最初に書き込まれ
た′ときに行なわれるようになっているが、本発明はこ
れに限らず、例えば、上記の近似データの書き込みが行
なわれたあと、さらに学習制御データによるメモリ・マ
ツプ区分の書き替えが進み、この書き替えた区分の数が
所定数に達したときには再び上記の近似データの誓き込
みと同じ動作が行なわれ、データの書き替え未了区分に
対する近似データの書き替えが行なわれるよう托しても
よい。　、 なお、このためには、例えば、第４−伽）の８１７にお
いて説明したンフトヵウンタを、ｓ２（の処理に続いて
クリアしてやるようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、□学習制御方式
のエンジン制御システムにおけるメモリ・マツプ内にデ
ータ曹き込み未了区分が生じるのを最小限度に抑えるこ
とができるから、従来技術の欠点を除き、フィードバッ
ク制御による遅れを常に充分に補償することができ、過
渡状態でも充分に適正な制御を行なって杉１ガスの状態
などを常に良好に保つことができる電子式内燃機関の制
御装置ｖ容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は学習制御方式のエンジン制御システムの一例を
示すブロック図、第２°図は空燃比制御システムにおけ
るフィードバック制御動作を説明するためのタイムチャ
ード−第３図は同じく領域区分変更時での動作を説明す
るためのタイムチ：ヤード、第４図（ａ）、Φ）は本発
明による電子式内燃機関゛制御装置の一実施例の動作を
説明するフローチャート、第５図及び第６＠はメモリ番
マツプの概念図である。 ｌ・・曲エンジン、２・・・・・・吸入空気流量センサ
ｉ３・・・・・・制御回路、４・・曲インジェクタ、５
・・・・・・０゜センサ。　、　、・　 茎　ｌ　目 ！ 茅４目 （Ｌ） 茅　４　囚 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内燃機関の運転状態区分ごとにフィードバック制
   御値の基準値からの偏差値をメモリにマツて化して記憶
   し、それを読出して該当する運転状態区分における制御
   の補正値として使用する方式の内燃機関制御装置におい
   て、上記メモリに対する上記運転状態区分ごとの偏差値
   の書込み完了領域の数を監視し、それが所定数に達した
   とき、上記メモリの書込み未了領域に対して所定の補正
   値を書込むように構成したことを特徴とする電子式内燃
   機関制御装置。 ２、％許請求の範囲第１項において、上記メモリの曹込
   み未了領域に書込まれるべき所定の補正値が、その書込
   み未了領域ごとに隣接した書込完了領域における偏差値
   となるように構成したことを％徴とする電子式内燃機関
   制御装置。