JPS61112766A - 自動車用エンジンの学習制御方法 - Google Patents

自動車用エンジンの学習制御方法

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JPS61112766A
JPS61112766A JP15802984A JP15802984A JPS61112766A JP S61112766 A JPS61112766 A JP S61112766A JP 15802984 A JP15802984 A JP 15802984A JP 15802984 A JP15802984 A JP 15802984A JP S61112766 A JPS61112766 A JP S61112766A
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ram
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Kunihiro Abe
邦宏 阿部
Yoshitake Matsumura
松村 吉剛
Takuro Morozumi
両角 卓郎
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • 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】
(産業上の利用分野1 本発明は、例えば自動車用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i1J till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Ozセセン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、02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、01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思を実現するた
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、例えば燃料噴射用制御を行なうという学
習制御がなされている(特開昭56−165644号公
報、特開昭56−165645号公報、特開昭56−1
65744号公報参照)。
【技術的課題】
ここで問題になるのは、学習値を満たすために必要なマ
ツプ対応の記憶領域が非常に大きくなることで、このこ
とはRAM領域の増大を招く。その上、学習値を取込む
ための判定条件(定常判定の条件)を甘くすると、デー
タの信頼性が低くなることから、判定条件は成る程度、
厳しい条件にしなければならないが、厳しくすれば学習
のチャンスは極めて少なく、この場合には上記記ll1
m域の全てに学習値を取込むのが極めて困難になり記憶
領域の大きさの割には実効性が低いという問題があった
【発明の目的1 本発明は、上記の問題を課題として提案されたもので、
エンジン運転の定常状態については、回転、負荷など複
数のエンジン制御諸元についてマトリックスを構成し、
そこにセンサからの情報を所定条件下で取込むけれども
、制御変数としてRAMに保存するのは1.少なくとも
2つのパラメータについての各テーブルでまかなうよう
にし、RAMの使用量を大幅に圧縮すると共に、実効性
の^い学習制allが行なえるようにした、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】 この目的のため、本発明は、複数のエンジン制御諸元を
パラメータとして構成したマトリックスに、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、上記パラメータの内の少なくとも2つについて
、各パラメータとする各1次元テーブルをRAM内に設
定し、学習の都度、上記各テーブルの各対応個所につい
て書換えを行なうことを特徴とするものである。
【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からの噴射燃料と温合された(麦、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
いてガス中の何店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パルプ1
を介して吸気系に還流される構成になっており、EGR
パルプ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
ヤプ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131は
プレッシセレギュレータ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1
3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が段けられている。 また第1図にJ3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II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70メータ17からは空気滝川を測
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て電圧信号
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に設けなりランク角センサ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、またスタータ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、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、MPU27を、バス28を介してROM29
.RAM30およヒハックアッフ付RAM31に接続さ
せている。また上記Oxセンサ16.エアフロメータ1
7.スロットルセンサ18などのアナログ信号は、△/
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I10ポート33に入
力され、M P U 27が、与えられた制御プラグム
に従って指令した出力制御信号は、インジェクタ4.燃
料ポンプ10.パルプ8などに出ノ〕される。 以上は、この発明の制御方式を採用する場合のエンジン
のfJI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
てのり本噴射吊は次式で搾出する。 TD=に−Q/−’N 但し、Kは定数1.Qはエア70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、0
2センサ1Gのリッチサイド、リーンサイドのサイクル
制御〈例えばスライスレベルに対する±饋)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を開放するためのパルス幅の搾出には、水濡セ
ンサ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、少なくとも、非直線関係の関数系に
なる。 今、Tp′=に−・Q/N ・・・[K′=に/α−(α、C0EF)]とした場合
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
ンジンの定常運転の判定には、o2センサ16の出力値
を採用する。例えば負荷領域をLo、Lx、Lx 、L
J 、LJと分割し、回転数領域をNo 、 N1 、
 NZ 、 Ns 、 NaNo N1.NINt +
 Nt N3および辻しユ4の各格子内において、02
センサ16が、リッチ・リーンの値を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、RAM31への書込みは負荷のパラメ
ータに対応する分割領域、すなわらLo Lx 、LI
Lx 、Lz LsおよびLl 14の領域に対応する
1つのテーブル、すなわら4個のアドレスa 1 * 
at r as + a4に対して、また回転数のパラ
メータに対応プる分v1領域、丈なわら!L阻1.Nl
N2.NINmおよびN5N4の領域に対応する別のテ
ーブル、1なわち4個のアドレスbl l bz + 
b3 、b4に対して、それぞれ行なわれる。そして、
第1のテーブル(アドレスa1〜a、)においては回転
数が、どの領域(N o N 1 、 N IN ! 
、 N 2 N s 、 笠エサ−4>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。また
、第2のテーブル(アドレスb1〜t)4)においては
負荷が、どの領域(m11 、 LILz 、 Lx 
Ls 、 LI Ll )のものでも、回転数の分割領
域対応で、最終学習値がメモリされる。そしてこれらの
学習値(a1〜a4にメモリされた内容およびb1〜b
4にメモリされた内容)が、各負荷および回転数の運転
状態に応じて直ちに読出されて、制御変数としてMPU
27で演算式に組込まれる。 実際の負荷および回転数の値は、LOLJおよびNo 
N4の間においてそれぞれ自由に変動するので、制御変
ayおよびゾも、これに対して微妙に設定されることが
望まれるが、領域の分割数を増すほど、メモリ容量を増
さなけ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の演算で求めることにする。 今、各領域LOLl 、LL L2 、Lz LJおよ
び13 L、の学習値を、VL、Vt、:!/sおよび
y4とする時、上記V1. yz 、’is Jメよび
y4の対応i前値χ1.χ2.χ、およびχ4を各領域
の中間点であると仮定すれば、負荷χにおける制郊変y
’< yの値を上記各領域の学習値V1. yz 。 y3およびy4から、次式で節電することができる。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=f(χ−χ3)/(χ4−χ3))X   (y 
r’  −y 3   >   +V3これをグラフで
示せば、第4図(2)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。 同様に、各領域N o N 1. N IN ! 、 
瓦、1sおよびNIN4の学習値をそれぞれゾ1.ゾ2
゜ゾ3およびゾ、とする時、ゾ1.ゾ2.ゾ3およびゾ
4の対応負荷値’X’x 、 X”z 、ガ3および【
4を8項域の中間点であると仮定すれば、回転数rにJ
31−)る制御変数ゾの値を、上記各領域の学習値ゾ1
.ゾ2.ゾ、およびゾ、かう次式で算定することができ
る。今、ガの値がfzおよび【3の間にあるとして、テ
ーブル搾出値ゾは、 ゾ= ((1’l″z )/ (fs  (z ) )
X(y”3−72)+72 これをグラフで示せば、第4図の)のような構成になる
。ここで破線は第4図(2)と同様、テーブルの領域分
割境界線を示す。 ここで、負荷に関するテーブル値の算出については、回
転数のパラメータは情報を取込むための条件付けとして
、前述のように4分割で利用されるが、実際の空燃比1
iII制御には参与しないし、また回転数に関するテー
ブル値の算出については、負荷のパラメータは情報を取
込むための条件付けとして、前述のように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。すなわち回転数No N4間
における4分割@Llt#よび負荷Lo Ll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(アイドリング状態
)での学習確率および高負荷・高回転(高迷走行状M)
での学習確率は非常に畠いが、低(1vi・高回転の領
域(Lo I−x ・N3 N4 )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(13L4 
 ・No N1)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■ある
いはの)のような形態になることが予測される。同一負
荷について第1のテーブルに記憶される学習値は、各分
割領1fjLo Ll、 Lt Lz 、 l−z 1
−38よびLl L(について各1個であり、同一回転
数について、第2のテーブルに記憶される学習1直は、
各分割領域N」−狽t、NiNz、NzNxおよびN5
Naについて各1周であるが、順次、irl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
第1のテーブルの制御値、あるいは近接回転領域での第
2のテーブルの制叩値が近似する点を考慮すれば、学習
Ifiは充分、実用に耐える圃を保つと考えうれるので
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1Gからのo2フィードバック信号のない状態での運
転(スロットル全開領域、Ozセセン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。 次にM P tJ 27で実行される学習値、書込みの
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、NoNz
 、NI Nz 、N2 NsおよびN5N4のどの領
域かの選択がなされる。次にエンジン負荷りが、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<LOL4 )内
にあると判定されれば、次のステップ4に入ってLOL
l 、LI Ll 、Ll LsおよびLl Ll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A′(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
する。ステップ6では、o2センサ16のフィードバッ
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1!il!5=SG
N(α)があったか°否かの¥11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C0UNT≧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1
0でカウンタを零値に戻す。ステップ7では、新たな対
象領域A (N。 し)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6【ノる比較対象と
なる。その後、ステップ11でカウンタを零1直に戻し
、EXITへ落とす。 言込みのルーチンでは、ステップ12において最終回(
どの実施例ではカウンタが3”値になつた時)の02セ
ンサ16のサイクル制御の積分値の最大値LMD−MA
XtjよC[小値LMD−M rNが相加平均され、補
正要素αを算出する。次に、ステップ13テ、RAM内
のアドレスal 、az。 az 、a、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 、 ai 。 a、、a、は、負荷をパラメータとする1次元テーブル
であるから、先きに制御対象領域10 Ll 。 LI L2 、Lz Ll 、Ls Lsのどれが選択
されているかで、自ずから選択決定される。 同様に、RAM内のアドレスbl l bz 、bs 
。 blのどれに対して、補正値α′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b1 * bz + bl + btは回
転数をパラメータとする1次元テーブルであるから、先
きに制御対象領域No N1.NI N2 、 又り瓦
s 。 N5Ntのどれが選択されているかで、自ずから選1尺
ン夫定される。 次いで、ステップ14で該当アドレスへの書込みがなさ
れ、作)“tを完了するのである。 このようにして、各アドレスa1.a1.as。 a4およびbl + bz j 1)3 * btに書
込まれた学習値は、実際の運転においては負荷1回転数
の変動に対応して、呼出され、先のように、補間計粋を
経て細分化されて、インジェクタ4の制御に供せられる
。 このフローチャートは第7図に示す。ステップ1で(,
1回転数Nのt+Q間計痒全行ない、ステップ2ではそ
の計算結果を、RAM30のメモリNDに第1補正圃と
して記憶させる。次にステップ3では負荷りの補間全停
を行ない、ステップ4ではその計r3結果をRAM30
のメモリl−Dに第2補正1直として記憶さ「る。そし
て最後に、ステップ5で各メモリND、LDの内容を呼
出して演算し、補正項α−を求めるのである。 なあ、本発明の電子制御方式は、上記実施例では回転数
と口筒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] 本発明は、以上詳述したように、情報の取込みには複数
のパラメータを用いて、マトリックスを構成し、その中
で条件付けを行なっているが、実際に学習値として書換
えを行なうのは、上記パラメータの少なくとも2つを採
用した各1次元テーブルを採用したから、RAMの使用
量を大幅に減少させると共に、実質学習を早期に実現で
き、実効性も損われないという優れた効果が得られる。
【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慴成図、
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
明するための図、第6図は本発明の、ti11卯方式に
J5 f−Jる一例を示すノL1−チp−)−1第7図
は制御出力のためのフa−fp−トである。 1・・・エンジン、2・・・エアクリーナ、3・・・ス
ロットルボブ−イ、4・・・インジェクタ、5・・・ス
ロットルハル1.6・・・排気カス反応器、7・・・E
GRパルプ8・・・バルブ、9・・・燃料タンク、10
・・・燃料ポンプ、11・−・ブレッシ(・し1゛−ル
−ク、12・・・燃料クンバ、13・・・フィルタ、1
.1・・・?イドシコン1−・ロールソレノイドバルブ
、15・・・マイクロ=1ンビュータ、16・・・Q−
LL′ンリー、17・・・エアフロメータ、18・・・
スロットルセンサ、19・・・水温ロン11.20・・
・ディストリどユータ、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、21・・・MPLJ、28・・・
バス、29・・・ROM、 30.31・・・RAM、
32・・・A/D変換盟、33・・・I10ボート。 第3図 第4図 手続補正書(自発) 1.事件の表示 昭和59年特 許 願第158029号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〉  明細書全文 °〈2〉  図面の第1図、第4図、第6図、第8図(
へ)。 第8図の) 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4図、第6図を別紙のとお
り補正する。 (3)  図面の第8図り〉、第8図山〉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空燃比制御方式 2、特許請求の範囲 複数のエンジン制御諸元により構成したテーブルに、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取込み、
上記学習値を読出してエンジン運転III Illの制
御変数として使用するものにおいて、上記エンジン制御
諸元の少なくとも2つにより構成する各1次元テーブル
をRAM内に設定し、学習の都度、上記各テーブルの各
対応個所につい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式。 3、発明の詳細な説明
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料噴射量などの制御を、エアフロメータな
どのセンサからの情報により、マイクロコンピュータで
行なう場合に適用される自動車用エンジンの空燃比制御
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、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57−122135号公報)。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。 燃料の借は、燃料噴射弁の開弁時間(噴射パルス中)に
より決められる。基本燃料噴射中Tpは次式により得ら
れる。 Tp −KXQ/N           ・・・(1
)ここでQは吸入空気f1.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T+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巾を計算する一例である
。 Ti −To x (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0ヱ センサのフィードバック信号の 積分(il) 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。 ざらに望ましい噴射パルス幅(@)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、学習値の
全ては学習値テーブル中にイニシャル値として“1”に
セットされる。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mを供給するように設計されて
いることを示している。 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。 また、一般的なエンジン起動時には、02センザポデイ
の温度は低いので、0□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″をセッ
トする。そこでコンピュータは、望ましい噴射パルス幅
Tiを@)式により吸入空気ff1Q、エンジン回転数
N、C0FE、α。 Kaから計算する。エンジンが暖機されており、01セ
ンサが活性化している時には、所定時刻における01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、コンピュータは、積分器としての機能を持ち
、02センサ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4
0n+s )で積分値を出力する。例えば、第8図Φ)
において、時がITl・・・Tnにおいて積分値■1・
・・Inを提供する。従って燃料の壷は、OZセセンか
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。
【発明が解決しようとする問題点】
ここで問題になるのは、学習値を満たすために必要なマ
ツプ対応の記憶領域が非常に大きくなることで、このこ
とはRAM領域の増大を沼く。その上、学習値を取込む
ための判定条件(定常判定の条件)を甘くすると、デー
タの信頼性が低くなることから、判定条件は成る程度、
厳しい条件にしなければならないが、厳しくすれば学習
のチャンスは極めて少なく、この場合には上記記憶領域
の全てに学習値を取込むのが極めて困難になり記憶領域
の大きさの割には実効性が低いという問題があった。 すなわち学習値のテーブルは回転数と負荷により構成さ
れ1回転数と負荷を例えばそれぞれ4分割して4X4=
16の分割領域(アドレス)を設け、この中の該当する
アドレスに学習値を取込み、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分割領域を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・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
転の領域での学習確率も同様である。従って、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■)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、l1lIIIlに採用することがで
きないのである。 本発明は、上記の問題を課題として提案されたもので、
エンジン運転の定常状態については、回転、負荷など複
数のエンジン制御ia諸元についてマトリックスを構成
し、そこにセンサからの情報を所定条件下で取込むけれ
ども、制御変数としてRAMに保存するのは、少なくと
も2つのエンジン制御諸元についての各1次元のテーブ
ルでまかなうようにし、RAMの使用量を大幅に圧縮す
ると共に、実効性の高い学習制御が行なえるようにした
、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】
この目的のため、本発明は、複数のエンジン制御諸元に
より構成したテーブルに、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取込み、上記学習f+1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、上記エンジン制御諸元の少なくとも2つにより構成
する各1次元テーブルをRAM内に設定し、学習の都度
、上記各テーブルの各対応個所について書換えを行なう
ように構成されている。
【作  用】
上記構成に基づき、本発明は、RAMの使用量を大幅に
圧縮できると共に、実効性の高い学習制御が実現できる
【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7
を介して吸気系に還流される構成になっており、EGR
パルプ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1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riuする。 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0□
センサ16からの電圧信号と、スロットルボディ3の吸
気通路に設けたエフフロメータ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1B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センサの
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ッチング信号が、スタータ2
3からはスタータスイッヂング信号が、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。 示されるようにマイクロプロセッサユニット(以下MP
Uと称す)21を、バス28を介してROM29゜RA
 M 30およびバックアップ付RA M 31に接続
させている。また上記o1センサ1G、エアフロメータ
17.スロットルセンサ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MPU27にもたらされる。またその他の信号は
I10ボート33を通してM P U 27に入力され
る。 なお、本発明における説明において、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涜出し
すものを学習制御値、学習Ill l1l) finに
後述する処理を行なって(2)式に適用するものを学習
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
されている学習値は、エンジン運転の安定期間中計算さ
れたデータで書換えられる。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ック
スを示し、例えば、5本の線と5段の線で区画された1
6区画から成っている。エンジン負荷の大きさは、X軸
のLoからL4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、Lo Ll、 kL
kz 、 丘Ls、Ls L+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、Ozセセンの出力電圧は、第8図(2)に示ずよ
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、Ozセセンの出力電圧がマトリックス中
の16区画の1つの中でリッ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
。 このようなエンジン安定状態の判定がなされた時、学習
値テーブルへ学習値の取込みがなされるのである。 学習値テーブルは、第3図に示すように、負荷の第1テ
ーブルと、回転数に対応する。すなわちNo Nu 、
NI Nl 、NlN5およびILbの各分割領域に対
応する第2テーブルがRAM31にを設けられる。そし
てそれぞれのテーブルの分割領域に対応するアドレスa
l 、at、ax 、a4およびbl * b!+ b
s + b4に対して学習値の取込みが行なわれ、前回
の学習値を書換えるのである。ぞして、第1のテーブル
(アドレスa1〜aS)においては回転数が、どの領域
(No Nt 。 NI Nl 、 Nz Nx 、 N3 N4 )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。 また第2のテーブル(アドレスb1〜b4)にお領域対
応で、最終学習値がメモリされる。そして、これらの学
習値(al〜a4にメモリされた内容、およびアドレス
b1〜b4にメモリされた内容)が、各負荷および回転
数の運転状態に応じて直ちに続出されて、制御変数とし
てM P U 27で演算式に組込まれる。 ここで、負荷に関するテーブル値については、回転数は
情報を取込むための条件付けとして、前述のように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、また回転数に関するテーブル値については、負荷は
情報を取込むための条件付けとして、前述ように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。前述したように、従来
方式の学習値テーブルの学習確率は低いものであり、本
方式の場合、同一負荷について第1テーブルに記憶され
る学習値は、各分割領域Lo Ll。 LI Lx 、Lm LsおよびLs L4について各
1個であり、同一回転数について第2のテーブルに記憶
される学習値は、各分割領域NoN工、NlNx 、N
t NsおよびNs NJ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
近接回転領域での第1のテーブルの学習値、あるいは近
接回転領域での第2のテーブルの学習値が近似する点を
考慮すれば、本方式は充分、実用に耐える値を保つと考
えられるのである。前述のようにテーブル中の多値は、
自動車の最初の運転以前は“1′′である。 学習1i1!換え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02センサ
からのフィードバッ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(ロ)のJ ll1a
xとl winの値のように積分の1サイクル中の最大
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、コンピュータで得
ることができる最小値ΔA(fi小分解能)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
初の学と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。 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ブルに取込む場合、
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、
制御のために各領域対応で情報の読出しを行なう際、フ
ラグが立っていれば、その情報を学習制御値として、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、演算により学習制御値を推
定算出して使用するのである。例えば8ピツトの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、学賀値の分解能は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ピッ
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値を求めて、
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、その領域のイニシャル値で計褌してもよ
い。 また、一般的なテーブルからの読出しにおいて、学習値
はテーブル中の分割された各領域ごとにメモリされてい
るが、実際の負荷の値はLOLlの間で自由に変動し、
また回転数の値もNoN4の間で自由に変化する。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 P U 27の演算で各分割領域間の学習III
IJIIl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LO11、LILx 、 −Ll」−s
 。 L3Llにメモリされている学習値を、VLx。 ’/ L z * V L s r V L 4とし、
この学習値に対応する負荷値χL 1r χLl+χL
31 χL4が各負荷領域の中間点であるとする。この
とき、負荷χLにおける学習制御値yLの値は、上記各
領域の学習値VLx 、VLz 、VLs 、VL4か
ら、次式で痺定することができる。今、χLの値がχL
1およびχL4の間にあるとして、学習III I値y
l−は、 y’L−((χL−χLs)/(χL4−χL1 ) 
)X  (YL4 −VLs  )+VL!ここで、も
し、学習値が未だLLい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、VLsに代って、隣り
のLI Lmの学習値VLtと、負荷値χL3に代って
、隣りの負荷値χL2とを、代りに用いて補間計算でき
る。 一方、回転数に関してもその各回転数領域!LNl 、
NI Nz 、Nz Ns 、Ns Ntにメモリされ
ている学習値を、VNL I VNt I VNz l
 VN、とし、この学習値に対応する回転数値χN!。 χNt+χNs+χN4が各回転数領域の中間点である
とすれば、回転数χNにおける学習制御値VNの値は、
負荷の場合と同様に算定できる。今、χNの値がχNz
115よびyN3の間にあるとして、学藷制御値yNを
求めれば、 yN−((χN−χNz)/(χN3−χNり)X (
VNs  YNz )+VNt ここで、未学習領域があれば、負荷yLの時と同様、隣
接領域の学習値、負荷値を算出に用いればよい。 ここで学習制器係数Kaは、Ka =yNxyL−で求
めることができる。 このような空燃比制御の学習によって、例えばOxセン
サ16からの01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、Oxセンサ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
とになり、しかも、マトリックス(マツプ)内で未学習
領域があっても、補間計算を用いるために、早期に実質
的に有効な制御値を得ることができ、未学習機関での制
御性を向上できる。 次にMPU27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隔(例え
ば40m5 )で開始される。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。 らし、エンジン回転数がレンジ外であれば、プO°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RA M 30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L4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のようにマト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
力)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。 最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。 最初の学習の後の学習では、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センサの出力電圧
が検出される。もし、出力電圧がリッチとリーンに交互
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
リーンのり゛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
【プればプログラムはルー
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
じでなければ、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o2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Aが計算され、RA M 30のワークエリアに
1flAがストアされる。 次に、ステップ13で、RAM内のアドレスal+at
 * ax + atのどれに対して、(i*Aj!r
書込むかを決定するため、フラグピット位置の算出がな
される。上記アドレスal l at l am l 
84は、負荷による1次元テーブルであるから、先きに
制御対象領域LoLx、LtLz、上1” ’ Mk4
のどれが選択されているかで、自ずから選択決定される
。 同様に、RAM内のアドレスI)! * bz + b
s 1b4のどれに対して、値Aを書込むかを決定する
ためフラグピット位置の算出がなされる。上記アドレス
l) 1 * E) 1 + b−11b 4は回転数
による1次元テーブルであるから、先きに、制御対象領
域NoNt、NINt、N上さ−soN工1−4のどれ
が選択されているかで、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、作業を完了するのである。 このようにして、各アドレスa1 、aL * al 
*a4およびb1+ bi + b3 l b4に書込
まれた学習値は、実際の運転においては負荷2回転数の
変動に対応して、呼出され、先のように、補間計算を経
て細分化されて、インジェクタ4の制御に供せられる。 このフローチャートは第7図に示す。ステップ1では回
転数Nの補間計算を行ない、ステップ2ではその計算結
果を、RA M 30のメモリNDに第1学習制御値と
して記憶させる。次にステップ3では負荷りの補間計算
を行ない、ステップ4ではその計算結果をRAM30の
メモリLDに第2学習制御値として記憶させる。そして
最、後に、ステップ5で各メモリND、LDの内容を呼
出して演篩し、学習制御係数を求めるのである。 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】 本発明は、以上詳述したように、情報の取込みには複数
のエンジン制御諸元を用いて、マトリックスを構成し、
その中で条件付けを行なっているが、実際に学習値とし
て書換えを行なうのは、上記エンジン制御諸元の少なく
とも2つを採用した各1次元テーブルを採用したから、
RAMの使用mを大幅に減少させると共に、実質学習を
早期に実現でき、実効性も損われないという優れた効果
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図は補間計等法を視覚的に示し
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図は本発明の制御方式における一
例を示すフローチャー8図、第7図は出力IIIIIl
のためのフローチャート図、第8図(2)は02センサ
の出力電圧、第8図の)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
ロットルボディ、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・・・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パルプ、15・・
・マイクロコンピュータ、16・・・Ozセセン、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
、21・・・クランク角センサ、22・・・トランスミ
ッション、23・・・スタータ、24・・・バッテリ、
25・・・イン ゛ジエクタリレー、26・・・燃料ポ
ンプリレー、27・・・MP tJ 、 2B・t< 
ス、29−ROM 、 30.31−RA M 。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数のエンジン制御諸元をパラメータとして構成したマ
    トリックスに、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、上記パラメータの内
    の少なくとも2つについて、各パラメータとする各1次
    元テーブルをRAM内に設定し、学習の都度、上記各テ
    ーブルの各対応個所につい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式。
JP59158029A 1984-07-27 1984-07-27 自動車用エンジンの学習制御方法 Expired - Lifetime JPH0742889B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58204942A (ja) * 1982-05-24 1983-11-29 Nippon Denso Co Ltd 空燃比制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58204942A (ja) * 1982-05-24 1983-11-29 Nippon Denso Co Ltd 空燃比制御方法

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