JPS61112752A - 自動車用エンジンの電子制御方式 - 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】

【産業上の利用分野１ 本発明は、例えば自１ＩｉＰＩ車エンジンにおいて燃料
噴射♀の制御をマイクロコンピュータで行なう場合など
に適用される自動車用エンジンの電子制御方式に関する
ものである。 【従来技術】 従来、自動車用エンジンの空燃比制御においては、エア
フロメータからの情報でもって基本燃料噴射量を算定し
、これを０２センサのフィードバック信号を用いて補正
している。ここで問題になるのは、Ｏｉセンサにはフィ
ードバックできない領域、すなわちスロットル全開領域
、０２センサネ活性領域（エンジン始動時等）があるこ
とで、このため、予めエンジン運転の定常状態における
回転数と負荷とをパラメータとするマツプに対して、理
論空燃比における燃料噴射機を実現するための補正値を
プロットし、これを制御変数としてエンジンの運転制御
、例えば燃料噴射量制御を行なうという学習制御がなさ
れている（待間昭５４−２０２３１号公報、特開昭５７
−１２２１３５号公報、特開昭５７−１４３１３４号公
報参照）。 （技術的課題］ 上述の学習制御において問題になるのは、エンジン制御
諸元を求めるのに採用されているセンサに故障があった
時、誤った情報が、テーブルに書込まれて、制御値とし
て使用されることである。 その結果、例えば空燃比が理論空燃比から極端に外れた
直でエンジン制御がなされて、運転状態を悪化し、更に
他へも悪影響を及ぼし、新たな故障を発生させるという
問題がある。 また、交通渋滞などの運転モードでは、情報取込みの隣
接領域の値が、大きくバラツク傾向があり、テーブルの
分割境界近くでは、制御値の急激な変化が生じて、運転
制皿に悪影響がある。これは第７図にみられる空燃比制
御の学習傾向曲線と境界線前後の状況からみて明らかで
ある。

【発明の目的】

本発明は、上記の問題点を課題として提案されたもので
、正常な状態での、定常運転状態で学習されるテーブル
値の配列傾向をみると、相隣る領域について、互いに近
似する値を取っている点に着目し、センサの故障や、学
習値がテーブル境界近くで極端に変化する時、テーブル
値を配列方向に関して平均化することで、新たに学習さ
れた値を取込んだ領域近傍では、平均化された制御ａ値
の取出しができ、安定制御が可能になるようにした自動
車用エンジンの電子制御方式を提供しようとするもので
ある。 【発明の構成１ この目的を達成するため、本発明は、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、セ
ンサからの情報を学習値としてエンジン制御諸元をパラ
メータとするテーブルに取込み、上記学習値をエンジン
運転制御の制御変数として使用するものにおいて、上記
テーブルの各領域に取込まれた学習値が、相隣る領域の
テーブル値に対して所定値以上の差を持つ時には、両方
のテーブル値を、両者の平均値でｉＩＭｋえて、これを
制御値として使用するようにしたことを特徴とするもの
である。 【実　ｔＭ１列１ 以下、本発明の電子制御方式を、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ｉｉｌ制御系全体のｍ略図を示すもので１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、スロットルボディ３
において、インジェクタ４からの噴射燃料と混合された
後、その混合気がスロットルバルブ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る構成になっており、ＥＧＲ
バルブ７は、吸気通路に連通ず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れる
ものである。 またインジェクタ４には、燃料タンク９より燃料ポンプ
１０を介して燃料が供給されるもので、余剰燃料はプレ
ッシャレギュレータ１１を介して上記燃料タンク９に還
流される。なお燃料ポンプ１０からインジェクタ４へ至
る燃料供給経路には、燃料ダンパ１２．フィルタ１３等
が設けられている。 またスロットルバルブ５の上流、下流においてスロット
ルボディ３に連通Ｊ゛るバイパスには、アイドルコント
ロールソレノイドパルプ１４が設けられている。 また第１図において、符号１５はマイクロコンピュータ
であり、このマイクロコンピュータ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０２セ
ンサ１６からの電圧信号と、スロットルボディ３の吸気
通路に設けたエアフロメータ１７からは空気流量を測定
した電気信号と、スロットルバルブ５に設けたスロット
ルセンサ１８からはスロットル開麿に応じた電圧信号と
、エンジン１からは水温センサ１９によって水温につい
ての電気信号とが与えられる。 また上記マイクロコンピュータ１５には、ディストリビ
ュータ２０に設けたクランク角センサ２１によって、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、またミッション２２からはニュ
ートラル位置スイッチング信号が、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はバッテリ、２５はインジェク
タリレー、２６は燃料ポンプリレーである。 また上記マイクロコンピュータ１５は、第２図に示され
るように、ＭＰＵ２７を、バス２８を介してＲＯＭ　２
９．　ＲＡ　Ｎ３０およびバックアップ句ＲへＭ３１に
接続させている。また上記Ｏｚセンサ１Ｇ、エアフロメ
ータ１７．スロットルセンサ１８すどのアナログ１５弓
は、△、／Ｄ変換器３２を介してデジタル変換され、バ
ス２８にもたらされる。またその他の信号はｒ１０ボー
ト３３に入力され、Ｍ　Ｐ　Ｌｌ　２７が、与えられた
制御ブラグムに従って指令した出力１１Ｊ　ａｌｌ信号
は、インジェクタ４．燃料ポンプ１０．パルプ８などに
出力される。 以上は、この発明の１ＩＩＪ御方式を採用する場合のエ
ンジンの制御形態の１つを示すものである。 そして、この制御系においては、インジェクタ４につい
ての基本噴射量は次式で痒出する。 Ｔｐ　＝Ｋ　−Ｑ／Ｎ 但し、Ｋは定数、Ｑはエアフロメータ１７で計測した吸
入空気量、Ｎはディスリピユータ２０で検出したエンジ
ン回転数である。上記エンジン回転数は、エンジン制御
の諸元の１つのパラメータとして採用される。またここ
では、Ｑ／Ｎはエンジン負荷の値を示すパラメータに採
用される。 前記０２センサ１Ｇからの、フィードバック信号は、ｏ
２センサ１６のリッチサイド、リーンサイドのサイクル
制ｔｉｌｌ（例えばスライスレベルに対する±（ｉｌｌ
＞の時の積分値で与えられる。この値は可及的にスライ
スレベルに接近されるが、その変動はエンジン運転の状
況変化に追随しており、Ｔｐの値の補正項αとなる。こ
のほかインジェクタ４の開放時、パルス幅の算出には、
水温センナ１９などのデータも補正項Ｃ０ＥＦとして算
入される。このためＴｐの値は、実際はＴｐ　＝となり
、Ｔｐ−とＱとの関係は、少な（とも、非直線関係の関
数系になる。 今、Ｔｐ′＝に−・Ｑ／Ｎ ・・・［Ｋ　−＝に／α′（α、Ｃ０ＥＦ）］とした楊
合のα′の値について、エンジン回転数および負荷をパ
ラメータとして構成したマトリックスに、取込む場合、
エンジンめ定常運転の判定には、Ｏｚセンサ１Ｇの出力
値を採用する。例えば負荷領域をＬｏ、Ｌｌ、Ｌｘ、Ｌ
ｌ　、Ｌ、４と分割し、回転数領域をＮｏ　、Ｎ１．Ｎ
ｚ　、Ｎｓ　、Ｎｔと分割して、その各負荷領域ＬｏＬ
ｔ、ＬｔＬｉ。 しｚ　ＬｓおよびＬ３Ｌ＋における、各回転数領域Ｎｏ
　Ｎ１．ＮＩ　Ｎｌ　、Ｎｚ　ＮｓおよびＮｓ　Ｎ４の
各恰子内において、０２センサ１Ｇが、リッチ・リーン
のＩｆｉを３回、切換え出力したとすれば、これを定常
運転状態と判定するのである。 このような判定がなされた時、学習値の、取込みがなさ
れるのであるが、ＲＡ〜１３１への書込みは負荷のパラ
メータに対応する、ＪなわらＬｏＬｔ。 ＬＩ　Ｌｌ　、１２　ＬｌおよびＬｘ　Ｌ４の分割領域
に対応するテーブル、丈なり５４個のアドレスａ１＋ａ
２　＋　ａ３　＋　ａＪに対して行なわれる。ここでは
回転数が、どの領域（Ｎｏ　Ｎ１　、ＮＩＮｔ　、Ｎ２
Ｎ３　、Ｎ３　Ｎ−）のものでも、負荷の分割領域対応
で最終学習値がメモリされる。そして、この学習値（ａ
Ｉ　Ｔ　８２　＋　ａｍおよびａ４にメモリされた内容
）が、各負荷の運転状態に応じて直ちに読出されて、制
御変数として、Ｍ　Ｐ　Ｕ　２７で演算式に組込まれる
。 実際の負荷の値は、Ｌｏ　Ｌｚの間で自由に変動するの
で、制御変敗ｙも、これに対応して微妙に設定されるこ
とが望まれるが、ｌ域の分割数を増すほど、メモリ容量
を増さなシブればならないことから、これは、直線補間
法を用いて、Ｍ　Ｐ　Ｕ　２７の演痒で求めることにす
る。 今、各領域Ｌｏ　Ｌｌ、Ｌｔ　Ｌｌ　、Ｌｌ　Ｌｌおよ
びＬｓ　Ｌ４の学習値を、Ｖ　１＊　’／ｌ　＋　ｙｓ
およびｙ４とする時、上記’／　１＋　ｙｚ　、Ｖｓお
よびｙ４の対応負荷値χ１．χ２．χ３およびχ４を各
領域の中間点であると仮定すれば、負荷χにおける制御
変数ｙの値を上記各領域の学習値’／１．　ｙ２　。 ｙ、およびｙ４から、次式で痺定することができる。今
、χの値がχ３およびχ４の間にあるとして、テーブル
算出値ｙは、 ｙ＝　（（χ−χ３　）／　（χ４−χ、））Ｘ　　（
ＶＪ　　−ｙｓ　　）　　＋’／ｓこれをグラフで示せ
ば、第４図のような構成になる。ここで破線は、テーブ
ルの領域分割境界線を示す。 ここでは回転数についてのパラメータは、情報を取込む
ための条件付けとして、前）ホのように４分割で利用さ
れるが、実際の空燃比制御には参与しない。しかし、こ
れによって空燃比制御の確度が、それほど低下されると
は考えられないのである。すなわら、回転数Ｎｏ　Ｎｓ
間における４分割ｆ＠滅および負荷しｏＬｔ間における
４分割領域のマトリックスを想定する時、定常運転状態
において例えば低負荷・低回転（アイドリンク状態）で
の学習確率、高負荷・高回転（高速走行状態）での学習
確率は非常に高いが、低負荷・高回転の領域である（Ｌ
ｏ　Ｌｚ　・Ｎｓ　Ｎ＋　＞での学習確率は零に近いは
ずであり、高負荷・低回転の領域である（Ｌｓ　Ｌ＝　
　・Ｎ０Ｎ１＞での学習確率も同様である。従って、学
習確率５０％以上をプロットした場合、あるいは学習確
率７０％以上をプロットした場合、例えば第５図（２）
あるいはΦ）のような形態になると予測される。同一負
荷についてテーブルに記憶される学習値は、各分割領域
ＬｏＬ１．ＬｘＬｘ　、Ｌ２　Ｌ３およびり、Ｌ４につ
いて各１個であるが、順次、書換えがなされるという条
件、および定常運転では近接回転領域でのυＪＩＩＩ値
が近似する点を考慮すれば、学習値は充分、実用に耐え
る値を保つと考えられるのである。 このような空燃比制御の学習によって、例えばｏ２セン
サ１６からの０２フイ一ドバツク信号のない状態での運
転（スロットル全開領域、０．センサ１Ｇの不活性領域
）も、テーブル値を利用して類推的に制御できることに
なるのである。 ここで、アドレスａｌ＋ａｚ＋ａ３＋ａ＊に記憶された
学習値は、通常運転状態では、第７図にみられるような
学習傾向の曲線上にほぼ沿ってプロットされる。今、こ
こで取上げている学習値は空燃比制御のためのものであ
るが、交通渋滞などの低負荷運転では、テーブル境界域
の前後で太きく変化している。また、センサの故障など
があると、点線で示すように、先行の学習値に対して後
続の学習値が大きく変化し、級行頭向を示すことになる
。 そこで、このような場合、学習で取込んだ領域の学習１
直と、相隣る領域の値とを比較し、それが一定値を越え
る差を持つ時には、両者の平均値を取って、周領域の値
を舟換えるという作業を行なうのである。 このよう＜１処置によって、第７図に想像線で示すよう
な学習（補正）値がプロットでき、実際の運転に際して
、安定した制御が実現できる。 次にＭ　Ｐ　ｔＪ　２７で実行される・ン習１ｉＬ内込
みのプログラムの一例を、フローチャートを用いて具体
的に説明する。 まずエンジン回転数Ｎが、制御対象領域にあるか否かの
判定がなされ、°その対象（ＮｏＮ４）内にあると判定
されれば、ステップ１からステップ２に入って、ＮｏＮ
１．ＮｌＮ２　、Ｎ２　Ｎｓ　３３よびＮ５ＮＪのどの
領域かの選択がなされる。次にエンジン負荷にか制御対
象領域にあるか否かの判定がステップ３でなされ、その
対象（Ｌｏ　Ｌ＋　）内にあると判定されれば、次のス
テップ４に入ってＬＬＬｔ　、　Ｌ　１１ｚ　、　Ｌｔ
ＬｓおよびＬ３　Ｌ４のどの領域かの選択がなされる。 このようにして、マトリックス中の、対象領域Ａ（Ｎ、
Ｌ）が決定されたならば、前回選択された対象Δ”　（
Ｎ、Ｌ）との比較がなされる。ここで等しければステッ
プ５からステップ６へ、等しくなければステップ７へ移
行覆る。ステップ６では、ｏ２センサ１６の７．Ｃ−ド
パツク信号がスライスレベルを基準としてリッチ／リー
ン・サイクルへ移行する測定値の符号変換５＝ＳＧＮ　
（α）があったが否かの判定がなされ、符号変換があれ
ばカウンタをカウントアツプし、また符号変換がなけれ
ばＥＸＩＴへ落とす。カウンタでカウントアツプしたな
らば（ステップ８）、次のステップ９でカウントがＣ０
ＵＮＴ≧３？の判定を行ない、３回以下ならばＥＸＩＴ
へ落とす。３回を越えた時、ここで始めて学習値の書換
えのルーチンに移行する。この時、ステップ１０でカウ
ンタをＷ　ｌａに戻す。ステップ７では、新たな対象領
域Ａ　（Ｎ。 Ｌ）が、旧い対象領域Ａ′（Ｎ、Ｌ）と置き換えられ、
次回の学習動作の時、ステップ５における比較対象と４
Ｔる。ぞの後、ステップ１１でカウンタを零値に房し、
ＥＸｆＴへ落とす。 書込みのルーチンでは、ステップ１２において最終回〈
この実施例ではカウンタが゛３パ（直になった時）のＯ
，ヒン］１１６のナイクル制陣の積分値の最大値ＬＭＤ
−ＭＡＸおよび最小値ＬＭＤ−ＭＩＮが相加平均され、
補正要素αを算出する。次に、ステップ１３で、ＲＡＭ
内のアドレスａｔ　、　ａｍ　。 ａｌ　＋　８４のどれに対して、補正値α′（ここでは
水温センサなどの情報（補正項Ｃ０ＥＦ）も組込まれ、
α′〔α、Ｃ０ＥＦ）として演算されている）を書込む
かを決定するため、フラグビット位置の算出がなされる
。上記アドレスａｌ　、ａｌ。 ＥＪＩ　、　Ｆ）（ＧＪ負負荷パラメータとする１次元
テーブルであるから先に制御対象領域ＬＯＬ１．１−す
るかで、自ずから選択決定される。 次いで、ステップ１４で、該当アドレスへの書込みがな
され、テーブル値チェックのルーチンに移行する。例え
ば、ａ、の学習値が読込まれたものとして、その値ｙ３
はステップ１５で左側の隣接領域ａ２の既学習値ｙ２と
比較され、その差Δｙを求める。この値Δｙは、次のス
テップ１６で設定値Δｙ　ｔｎａｘと比較され、それを
越えていればステップ１７に移行し、越えていなければ
ステップ１８に移行する。ステップ１７では、学Ｍ　１
ｍ　ｙ　ｓとｙ２との相加平均が取られ、その平均値ゾ
２．ゾ３が両メモリａ２＋　ａ３に書込まれる（ステッ
プ１９）。またステップ１８では、右側の隣接領域ａ４
の既学習値ｙ４と比較され、その差Δｙを求める。この
値Δｙは、次のステップ２０で設定値ΔｙＩｌｌａ×と
比較され、それを越えていればステップ２１へ、越えて
いなければＥ）ＩＴへ落とす。またステップ２１では、
Ｙ３．　ｙ４の相加平均が取られ、ステップ２２でその
平均値ゾ３．ゾ４が両メモリａ　１　＋　ａｌに書込ま
れる。 このようにして、１つの１１へのｍ込みがなされた時に
、その学習値が、相隣る領域の値と茗しく相違する時に
は、その平均化によって、理想的な学習傾向を保ち、運
転制御の制御性を安定に維持し、故１ｌｉｉなどの影響
を回避できるのである。 このようにしてアドレスａＩ　Ｔ　ａｌ　＊　ａｓおよ
びａ４に書込まれた学習値は、実際の運転においては負
荷の変動に対応して、呼出され、先のように補間計鋒を
経て細分化され、インジェクタ４の制御に供せられる。 なお、本発明の電子制御方式は、上記実施例では回転数
と負荷とをパラメータとするマトリックスを構成して情
報の取込み枠を決めているが、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、インジェ
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１ 本発明は、以上詳述したように、学習値を取込んだ場合
、その該当領域の、隣接領域の値と比較して、その差が
一定値を越える時には、これを故障などの異常と判定し
、両者の平均値をとって両領域を書換えるようにしたか
ら、全体として理想的な学習傾向を保ち、故障などによ
る極端な影響を回避でき、また、学習境界域のＩｙＩ後
で学習値に大きな差がある時、これを平均化して制御値
の変動を円滑にし、安定した制御を達成できるなどの効
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式を採用するエンジン制御系の
概略図、第２図はマイクロコンピュータの概略栴成因、
第３図はマトリッ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
たグラフ、第５図はマトリックスへの情報入力確率を説
明するための説明図、第６図は本発明の制御方式におけ
る一例を示すフローチャート、第７図は空燃比制御にＪ
５ける学習傾向を示した図である。 １・・・エンジン、２・・・エアクリーナ、３・・・ス
ロットルボディ、４・・・インジェクタ、５・・・スロ
ットルバルブ、Ｇ・・・排気ガス反応器、１・・・ＥＧ
Ｒパルプ、８・・・バルブ、９・・・燃料タンク、１０
・・・燃料ポンプ、１１・・・プレッシャレギュレータ
、１２・・・燃わ１ダンパ、１３・・・フＣルタ、１４
・・・アイドルコントロールソレノイドパルプ、１５・
・・マイクロコンビ】−一タ、１Ｇ・・・０２Ｌ？ンサ
、１７・・・エアフロメータ、１８・・・スロットルセ
ン）Ｊ−１１９・・・水温ヒンサ、２０・・・ディスト
リビ」−タ、２１・・・クランク角センサ、２２・・・
ミッション、２３・・・スタータ、２４・・・バッテリ
、２５・・・インジェクタリレー、２６・・・燃料ポン
プリレー、２７・・・ＭＰＵ１２８・・・バス、ｆ）・
・・ＲＯＭ１３０．３１・・・ＲＡＭ、３２・・・△７
／Ｄ変換器、３３・・・Ｉ１０ポート。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮 量　　　弁理士　　　村　　井　　　　　進第４図 第５図 第７図 手続補正書（自発） 昭和６０年１０月２１［１ 昭ｆｌ１５９手特　許　願　第１６１７７９号２、発明
の名称 自動車用エンジンの電子制御方式 ３６浦正をする者 事件との関係　　特　　許　　出願人 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 ４、代理人 ５、補正の対象 （１）　　明ｍ書全文 （２）　　図面の第１図、第３図、第６図、第７図。 第８図Ｑ、２６図（ロ） ６、補正の内容 （１）　　明細書全文を別紙のとおり補正する。 （２）　　図面の第１図、第３図、第６図、第７図を別
紙のとおり補正する。 （３）　　図面の第８図す）、第８図の）を別紙のとお
り追加する。 （補正）　　明　　　細　　　書 １、発明の名称　　自動車用エンジンの電子制御方式 ２、特許請求の範囲 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
ン制御諸元によって構成されるテーブルに取込み、上記
学習値を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、上記テーブルの各領域に取込まれた学習値
が、相隣る領域のテーブル値に対して、所定値以上の差
を持つ時には、両方のテーブル値を、両者の平均値で由
換えて、これを制御値として使用するようにしたことを
特徴とする自動車用エンジンの電子制御方式。 ３、発明の詳細な説明

【産業上の利用分野】

本発明は、例えば自動車エンジンにおいて燃料Ｉｆ射争
の一制御をマイクロコンピュータで行なう場合などに適
用される自動車用エンジンの電子制御方式に関するもの
である。

【従来の技術】

自動車用エンジンの電子制御方式としては、電子式燃料
噴射システムの燃料供給制御のために、デープル中のデ
ータを書換える学習制御が知られている（例えば、特開
昭５７−１２２１３５＠公報）。ここでは、エンジンに
噴射される燃料の最を、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１］）
により決められる。基本燃料噴射中Ｔｏは次式により得
られる。 Ｔｐ　−ＫＸＱ／Ｎ　　　　　　　　　　　−−−（１
）ここでＱは吸入空気ｆｆｉ、　Ｎはエンジン回転数、
には定数である。望ましい噴射パルス巾Ｔ１は、基本噴
射中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中を計算する一例で
ある。 Ｔｉ　−ＴＯＸ　（ＣＯＦＥ）ＸｃｚＸＫａ　、−、（
２）ここでＣ０ＦＥ：クーラント温度、スロットル開度
、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Ｏｌ センサのフィードバック信号の 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
出情報に関連してテーブルをルックアップすることによ
り得られる。 学習制御係数Ｋａ値は、エンジン負荷とエンジン回転数
に関連して学習値テーブルから得られる。 学習値の全ては、学習値テーブル中に最初は同じ値ｉ＋
　１　＋ｔ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。 ［Ｒ１１が解決しようとする問題点］ 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。従って、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。 上記学習制御において問題になるのは、エンジン制御諸
元を求めるのに採用されているセンサに故障があった時
、誤った情報が、テーブルに書込まれて、制御値として
使用されることである。その結果、例えば空燃比が理論
空燃比から極端に外れた値でエンジン制御がなされて、
運転状態を悪化し、更に他へも悪影響を及ぼし、新たな
故障を発生させるという問題がある。。 また、交通渋滞などの運転モードでは、情報取込みの隣
接領域の値が、大きくバラツク傾向があり、テーブルの
分割境界近くでは、制御値の急激な変化が生じて、運転
制御に悪影響がある。これは後述する第７図にみられる
空燃比制御の学習傾向曲線と境界線前後の状況からみて
明らかである。 本発明は、上記の問題点を課題として提案されたちので
、正常な状態での、定常運転状態で学習されるテーブル
値の配列傾向をみると、相隣る領域について、互いに近
似する値を取っている点に着目し、センサの故障や、学
習値がテーブル境界近くでｌ１ｆｆ＋Ｈに変化する時、
テーブル値を配列方向に関して平均化することで、平均
化された値を取込んだ領域近傍では、平均化された制御
値の取出しができ、安定制御が可能になるようにした自
動車用エンジンの電子制御方式を提供しようとするもの
である。

【問題点を解決するための手段】

この目的を達成するため、本発明は、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、セ
ンナからの情報を学習値としてエンジン制御諸元によっ
て構成されるテーブルに取　　　゛込み、上記学習値を
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、上記テーブルの各領域に取込まれた学習値が、相隣
る領域のテーブル値に対して所定値以上の差を持つ時に
は、両方のテーブル値を、両者の平均値で書換えて、こ
れを制御値として使用するように構成されている。

【作　　用】

上記構成に基づき、本発明は、たとえセンサが故障して
も、テーブル値が配列方向に関して平均化されることで
、極端な値を取ることがなく、実質的に安定した燃料制
御が実現できる。

【実　施　例】

以下、本発明の電子制御方式を、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、スロットルボディ３において、
インジェクタ４からの噴射燃料と混合された後、その混
合気がスロットルバルブ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１
を介して吸気系に還流される構成に（２っており、ＥＧ
Ｒバルブ７は、吸気通路に連通ずる負圧管に設

【プたバ
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
れるものである。 またインジェクタ４には、燃料タンク９から燃料ポンプ
１０により、フィルタ１３．プレッシャレギュレータ１
１を介して燃料が供給される。なお燃料ポンプ１０から
インジェクタ４へ至る燃料供給経路には、燃料ダンパ１
２が設けられている。 まｌζスロットルバルブ５の上流、下流においてスロッ
トルボディ３に連通ずるバイパスには、アイドルコント
ロールソレノイドバルブ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はマイクロコンビｌ−夕
であり、このマイクロコンピュータ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Ｏｚセ
ンサ１６からの電圧信号と、スロットルボディ３の吸気
通路に設けたエア７０メータ１７からは空気流量を測定
した電気信号と、スロットルバルブ５に設けたスロット
ルセンサ１８からはスロッ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）て水温につい
ての電気信号とが与えられる。 また上記マイクロコンピュータ１５には、ディストリビ
ュータ２０に設けたクランク角センサ２１によって、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、またトランスミッション２２か
らはニュートラル位置スイツ升ング信号が、スタータ２
３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はバッテリ、２５はインジェク
タリレー、２Ｇは燃料ポンプリレーである。 また上記マイクロコンピュータ１５は、第２図に示され
るようにマイクロプロセッサユニット（以下ＭＰＵと称
す）、２７を、バス２８を介してＲＯＭ　２９゜ＲＡＭ
３０およびバックアップ付ＲＡＭ３１に接続させている
。また上記０１センサ１６．エア７０メータ１１．スロ
ットルセンサ１８などのアナログ信号は、ＡＩＤ変換器
３２を介してデジタル変換され、バス２８を介してＭ　
Ｐ　Ｕ　２７にもたらされる。またその他の信号はＩ１
０ボート３３を通してＭ　Ｐ　Ｌｌ　２７に入力される
。 なお、本発明における説明において、学習値テーブル中
にメモリされているものを学習値、補間計算を行なって
読出して（２）式に適用するものを学門制御係数と呼ん
でいる。 本発明のシステムにおいて、学習値テーブル中にストア
されている学門値は、エンジン運転の安定期間中計算さ
れたｆ−夕で書換えられる。従って、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、エンジン角
筒とエンジン回転数の継続状態により決められる。第３
図は安定状態検出のためのマトリックスを示し、例えば
、５本の線と５段の線で区画された１６区画から成って
いる。エンジン負荷の大きさは、Ｘ軸のＬｏがらし４の
５つの点でセットされ、エンジン回転数の大きさは、Ｙ
軸のＮｏからＮ４の５つの点でセットされる。従って、
エンジン負荷は、ＬＯＬｌ　。 ＬＩＬｌ、Ｌｌ　Ｌｌ　、Ｌｌ　Ｌ４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、０２センサの出力電圧は、第８図（へ）に示すよ
うに、混合気のリッチとリーンの状態に応じて理論空燃
比を示す基準電圧を通ってサイクル的に変化する。シス
テムにおいてＮＯ１センサの出力電圧（フィードバック
信号）が上記１６区画の１つの中でリッチとリーンのサ
イクルを例えば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。 望ましい噴射パルス幅（（２）式のＴｉ）の計算を説明
すれば、はじめてのエンジン起動時には、学習値はイニ
シャル値として“１″にセットされる。 また一般的なエンジン起動時には、Ｏｚセンサボディの
温度は低いので、Ｏｉ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αの値として“１パをセット
する。そこでコンピュータは、望ましい噴匍パルス幅Ｔ
ｉを（２）式により吸入空気ｆｉＱ、ｘ’、ｙジン回転
数Ｎ、Ｃ０ＦＥ、ｒｘ、Ｋａから計算する。エンジンが
暖機されており、０２！：′ンサが活性化している時に
は、所定時刻におけるＯｚセンナ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ュータは積
分器としての機能を持ち、Ｏｚセンナの出力電圧を積分
する。第８図山）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４０ｍ５　＞で積分値を出力し、
例えば第８図０において、時刻Ｔ１・・・Ｔｎにおいて
積分値１１・・・Ｉｎ＠−提供する。従りて燃料のｍは
、Ｏｔセンサからの積分されたフィードバック信号αに
したがって制御される。 このようなエンジン安定状態の判定がなされた時、学習
値の取込みがなされる。従来方式では、学習値の取込み
は回転数と負荷により学習値テーブルを構成し、回転数
と負荷を例えばそれぞれ４分割して４　Ｘ　４　＝　１
６の分割領域（アドレス）を設け、この中の該当するア
ドレスに学習値が取込まれ、前回の学習値を書換えてい
る。しかしながら、このようにして各分割領域について
、全て学習が少なくとも１回行なわれる時間は相当なも
のになる。すなわち回転数における４分割領域、および
負荷における４分割領域のマトリックスを学習値で満た
す場合、定常運転状態において、例えば、低負荷・低回
転（アイドリング状態）での学習確率、高負荷・６回転
（高速走行状態）での学習確率は非常に高いが、低負荷
・高回転の領域での学習確率は零に近いはずであり、高
負荷・低回転の領域でての学習確率も同様である。従っ
て、学習確率５０％以上、あるいは学習確率１０％以上
をプロットした場合、例えば第５図（へ）あるいはΦ）
のような形態になるであろう。またその都度、運転条件
。 状態により学習の遅れる領域が残るであろう。これらが
残る間は上記マトリックスの学習値にはバラツキがあり
、制御に採用することができない。 従って本方式では、学習値テーブルとしてＲＡＭ３１に
負荷に対応する例えば第３図のＬｏ　Ｌｌ。 ＬＩＬｘ　、Ｌｍ　Ｌｌ、Ｌｌ　Ｌ４の各分割領域に対
応するテーブルを設け、このそれぞれのアドレスａ１．
ａ１．ａｓ、ａ４に対して学習値の取込みと１悶換えを
行なっている。ここでは回転数がどの領域のものでも、
負荷の分割領域対応で学習値がメモリされる。この書換
えは、Ｏｉセンサ出力の基準値に対する偏差の符号によ
り該当するアドレスの学習値が加東あるいは減算される
のであり、また、その再換え量は偏差の全指でもよいし
、コンピュータの最小分解能（１ビツト）の整数倍を１
回分にしてもよい。 そしてこの学習値（ａｉ　、ａｚ、ａ３．ａｚにメモリ
された内容）が、各０荷の運転状態に応じて直ちに続出
されて制御ｉｔ変数としてＭ　Ｐ　Ｌｌ　２７で演算式
に組込まれる。このにうに負荷に対応した学習１直テー
ブルを設トノだことにより、前記した運転中における学
習確率の問題は解消される。 さらに、この電子制御方式では、次の説明のようにＲＡ
Ｍ３１からの情報の読出しの時、未学習領域を補う演算
がなされる。すなわち学習値をテープルに取込む場合、
上記テーブルの各分割領域について、学習開始後、情報
の取込みがあったか否かの判定のためのフラグ領域を設
けておき、情報の取込みがあった時にはフラグを立て、
！ｔｉｌ制御のために各領域対応で情報の読出しを行な
う際、フラグが立つていれば、その情報を学習制御係数
として、またフラグが立っていなければ、隣接領域でフ
ラグの立っているものから情報を得て、演ｎにより学習
制御係数を推定算出して使用するのである。例えば８ビ
ツトのＲＡＭに学習テーブルを構築する場合、テーブル
データをビット単位で構成しくこの場合、学習値の分解
能は１２８となる）、最上位の１ビツトまたは最下位の
１ビツトを、学習を行なったか否かのフラグとして使用
し、制御開始の時この１ビツトをクリアし、最初のテー
ブル値の書換えの時、１とする。次に、テーブルを読出
す時そのビットを調べ、フラグが立っていればその値を
、立っていなければ左右の隣接するテーブル領域より読
出した値で、補間計算法で計算することにより学習制御
係数を求めて、使用するのである。なお、隣接のテーブ
ル領域が無い場合あるいは未学習状態の場合には、その
領域のイニシせル値で計搾してもよい。 また、一般的なテーブルからの読出しにおいて、学習値
はテーブル中の分υ１された各領域ごとにメモリされる
が、実際の負荷の値はＬｏ　１１の間で自由に変動し、
この変動に対して微妙に対応することが望まれるが、そ
のために領域の分割数を増すと、メモリ容量を増大させ
なければならないので、ここでは直線補間法を用いてＭ
ＰＵ２７の演口で学習制御係数を求めることにする。こ
の直線補間法は、前述の隣接のテーブル領域のデータを
採用する補間計算法にも採用できる。 今、各負荷領域ＬｏＬ１．Ｌ−１Ｌｚ、１１　Ｌｌ　。 Ｌｌ　Ｌ４にメモリされている学と値をＶ　ｔ　＋　”
ｉ’　ｔ　＋ｙ、およびｙ４とし、この学習値に対応す
る負荷値χ１．χ２．χ３およびχ４が各負荷領域の中
間点であるとする。このとぎ、負荷χにＪ３＄Ｊる学習
制御Ｉ係敗ｙの賄は、上記各領域の学習値Ｖ１゜’Ｊ１
．　ｙｓおよびｙ４から次式で算定することができる。 今、χの値がχ、Ｊ５よびχ４の間にあるとして、学習
制御係数ｙは、 ｙ＝（（χ−χ３）／（χ（−χ３））Ｘ　（Ｖ４−’
／ｚ　）　＋’／ｓ ここで、もし、学習値が未だＬｚ　Ｌｌに未記入の状態
である（フラグが立っていない）とするならば、ｙｓに
代って隣りのＬＩＬｘの学習値ｙ！と、負荷値χ３に代
って隣りの負荷χ１とを代りに用いて補間計算できる。 このような空燃比制御の学習によって、例えば０□セン
リ゛１６からの０２フイ一ドバツク信号の不安定な状態
での運転（スロットル全開領域、０２廿ンサ１６の不活
性領域）も、テーブル値を利用して類推的に制御できる
ことになる。 ここで、アドレスａＬ　＋　ａ　ｔ　＋　ａ　＠　＊　
ａ　４に記憶された学習値は、通常運転状態では、第７
図の実線にみられるような学習傾向の曲線上にほぼ沿っ
てプロットされる。今、ここで取上げている学習値は空
燃比制御のためのものであるが、交通渋滞などの低負荷
運転では、テーブル境界域の前後で大きく変化している
。また、センサの故障などがあると、点線で示すように
、先行の学習値に対して後続の学習値が大きく変化し、
波付傾向を示すことになる。 そこで、このよ、うな場合、学習で取込んだ領域の学習
値と、相隣る領域の値とを比較し、それが一定値を越え
る差を持つ時には、両者の平均値を取って、両領域の値
を書換えるという作業を行なうのである。 このような処置によって、第７図に２点鎖線で示すよう
な学習〈補正）値がプロットでき、実際の運転に際して
、安定した制御が実現できる。 次にＭ　Ｐ　ＩＪ　２７で実行される学習値、書込みの
プログラムの一例を、第６図のフローチャートを用いて
具体的に説明する。 学習プログラムは予め定められた間ｗＡ（例えば４０１
１１３）　ｉ・開始される。 エンジン回転数がステップ１で検出される。もし、エン
ジン回転数が制御対象範囲ＮｏとＮ４との間のレンジに
あれば、プログラムはステップ２に進む。もし、エンジ
ン回転数がレンジ外であれば、プログラムはステップ１
からＥＸＩＴヘジャンプし、ルーチンから出る。 ステップ２では第３図のマトリックスの、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
テップ３に進み、エンジン負荷が検出される。もし、エ
ンジン負荷が制御対象範囲ＬＯからり、のレンジ中にあ
れば、プログラムはステップ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
マトリックス中で検出され、その位置はＲＡＭ３０にス
トアされる。そして、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７１−リックス中で決定される
。プログラムはステップ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
ムはステップ７．１１を通ってルーチンを出るａｉ初の
学習のステップ７では、区画の位置はＲＡＭ３０にスト
アされる。 最初の学習の１りの学習では、検出された位置は、ステ
ップ５で前回ストアされた区画位置と比較される。もし
、マトリックス中の区画位置が前回のものと同じあれば
、プログラムはステップ６に進み、０２センナの出力電
圧が検出される。もし、出力電圧がリッチとリーンに交
Ｕに変化して符号変換があれば、プログラムはステップ
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。ステップ８では、出力電圧のリッチ
とリーンの１ナイクル数がカウンタでカウントされる。 ステップ９では、もしカウンタが例えば３回を数えたら
、プログラムはステップ１０に進む。 カウントが３回に達していなければプログラムはル−チ
ンを出る。ステップ１０ではカウンタはクリアされ、プ
ログラムはステップ１２に進む。 一方、区画の位置がステップ５において前回の学習と同
じでな番プれば、プログラムはステップ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
テップ１１では、ステップ５で行なった前回のカウント
をクリアする。 ステップ１２では、出力波形の例えば３サイクルについ
て０２センサの出力電圧の積分値の最大値と最小値の算
術平均△が計絆され、ＲＡＭ３０のワークエリアに値Ａ
がストアされる。その後、プログラムはステップ１３に
進み、例えば区画Ｄ１に応じたアドレスａ、のように、
対象となる区画の位ｙｔに応じたアドレスが検出される
。 次いで、ステップ１４で、ｎ術平均値Ａが該当アドレス
へ書込まれ、以後のテーブル値チェックのルーチンに移
行する。例えば、アドレスａ３の学習値が読込まれたも
のとして、その値ｙ３はステップ１５で左側の隣接領域
ａ２の既学習値ｙ２と比較され、その差Δｙを求める。 この値Δｙは、次のステップ１６で設定値Δｙ　ｍａｘ
と比較され、それを越えていればステップ１７に移行し
、越えていなければステップ１８に移行する。ステップ
１７では、学習値ｙ、とＹｔとの相加平均が取られ、そ
の平均値（Ｖ２＋ｙ１）／２が両メモリａ　１　＋　８
３に書込まれる（ステップ１つ）。またステップ１８で
は、右側の隣接領域ａ４の既学習ＩＴ　Ｖ　Ｊと比較さ
れ、その差Δｙを求める。この値Δｙは、次のステップ
２０で設定値Δｙ　ｍａｘと比較され、それを越えてい
ればステップ２１へ、越えていなければＥＸＩＴへ落と
す。またステップ２１では、’／ｓ　、Ｖｔの相加平均
が取られ、ステップ２２でその平均値（Ｖｓ＋ｙ（）／
２が両メモリａ　２　＊　８４に１込まれる。 このようにして、１つの領域への書込みがなされた時に
、その学習１＠が、相隣る領域の埴と茗しく相違する時
には、その平均化によって、理想的イ【学習傾向を保ち
、運転制御の制御性を安定に維持し、故障などの影響を
回避できるのである。 このようにしてアドレス’３１　＋　ａｉ　ｌ　ｄ３お
よびａ−に占込まｔした学習値は、実際の運転において
は負荷の変動に対応して、呼出され、先のように補間計
算を経て細分化され、インジ丁りタ４の制御に供せられ
る。 なお、本発明の電子制御方式は、上記実施例では回転数
と９荷とによりマトリックスを構成して情報の取込み枠
を決めているが、他のエンジン制御ｉ　Ｋ元を用いても
よいことは勿論であり、υＪｌｉｌ対象も、インジェク
タ４の噴射時間制御に限られるらのではない。 【発明の効果】 本発明は、以上詳述したように、学習値を取込んだ場合
、その該当領域の、隣接領域の値と比較して、その着が
一定値を越える時には、これを故障などの異常と判定し
、両者の平均箇をとって両領域を霞換えるようにしたか
ら、全体として理想的な学習傾向を保ち、故障などによ
る極端な影響を回避でき、また、学習境界域の前後で学
習値上人きな差がある時、これを平均化して制御値の変
動を円滑にし、安定した制御を達成できるなどの効果が
得られる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の制御方式を採用するエンジン−制御系
の概略図、第２図はマイクロコンピュータの概略構成図
、第３図は領域判定のマトリックスと学習値テーブルと
を並列して示した図、第４図は補間計ｑ法を視覚的に示
した図、第５図はマトリックスへの情報入力確率を説明
するための説明図、第６図（２）およびの）は本発明の
制御方式における一例を示す７０−チャート図、第７図
空燃比制御における字間傾向を示した図、第８図り）は
０２センサの出力電圧、第８図山）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山スロツ
トルボデイ、４・・・インジェクタ、５・・・スロット
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・・・プレッシャレギュレータ、１
２・・・燃料ダンパ、１３・・・フィルタ、１４・・・
アイドルコントロールソレノイドバルブ、１５・・・マ
イクロコンピュータ、１６・・・Ｏｘセンサ、１７・・
・エア７０メータ、１８・・・スロットルセンサ、１９
・・・水温センサ、２０・・・ディストリビュータ、２
１・・・クランク角センサ、２２・・・ミッション、２
３・・・スタータ、２４−・・バッテリ、２５・・・イ
ンジェクタリレー、２６・・・燃料ポンプリレー、２７
・・・ＭＰＵ、２８・・・バス、２９・・・ＲＯＭ１３
０．３１・・・ＲＡＭ、３２・・・Ａ／Ｄ変換器、３３
・・・Ｉ１０ポート。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮 量　　　　弁理士　　　村　　井　　　　　進第３図 第７図 ！８！１　　（α） （ｂ） 手続補正毎（方式） ％式％ ２、発明の名称 自動車用エンジンの電子制御方式 ３、補正をする者 事件とＣ〕量関係　特　　許　　出願人東京都新宿区西
新宿１丁目７番２号 ４、代理人 ６、補正の対の 昭和６０年１０月２１日提出の手続補正毎［４、図面の
簡単な説明］の欄の第２３頁第４行における「図、第６
図匈および＠は本発明の・・・・・・」を、「図、第６
図は本発明の・・・・・・Ｊと補正する。

Claims (1)

【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
   ン制御諸元をパラメータとするテーブルに取込み、上記
   学習値を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、上記テーブルの各領域に取込まれた学習値
   が、相隣る領域のテーブル値に対して、所定値以上の差
   を持つ時には、両方のテーブル値を、両者の平均値で書
   換えて、これを制御値として使用するようにしたことを
   特徴とする自動車用エンジンの電子制御方式。