JPS61277836A - 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】

本発明は、例えば自動車用エンジンにおいて燃料噴射量
のＩＩＩ御をマイクロコンピュータで行なう場合等に適
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】

従来、自動車用エンジンの空燃比制御においては、エア
７０メータからの情報でちって基本燃料噴射量を綽定し
、これを０２Ｌ！ンリ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、すなわらスロットル全開領
域、０□ヒンリ不活性領域（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（）る燃料噴射ｍ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・）という学習制御
がなされている。 なお、先行技術として特開昭５７−１２２１３５号公報
がある。

【発明が解決しようとする問題点】

ここで問題になるのは、最後に学習を行なっていた時点
での運転環境（すなわちエンジン停止直前）と次にエン
ジンを始動する時点での運転環境が大幅に相違する場合
に、学習値が新しいエンジン運転制御への適応性を発揮
する上で、相当な時間を要する。そして、この間におい
てエンジンの空燃比が大幅に理論空燃比からずれてしま
う。 本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、空燃比
の学習制御において、エンジン停止直前まで学習制御を
行なっていたときの運転環境と、次にエンジンを始動す
る際の運転環境が大幅に相違している場合、始動時に学
習値をチェックし、学習制御の実効を早期に達成させる
ことを可能とした自動車用エンジンの電子制御方式を提
供することを目的としている。

【問題点を解決するための手段】

この目的のため本発明は、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に、センサから
の情報を学習値としで、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、始動時点で
の学習による修正値が所定値以上の時には、学習値を目
標値に書換え、エンジン始動から、０１センリによるフ
ィードバック制御が開始され、最初の学習が（ｊなわれ
るまで、燃料噴ｔＩ４ｍをｘｉ　＊　Ｌ、燃料噴ｌＪ４
ｍのυ制御を行ない、フィードバック制御が開始されて
から学習制御を行なうものである。

【作　　用］ 本発明の自動車用エンジンの電子制御方式によれば、エ
ンジン停止時と次の始動時で、エンジンの運転環境が大
幅に変化した場合、始動時に学習値をチェックし、湧定
値以上にリーン化あるいはリッチ化していたならば、学
習値を目標値に書き変え、学習Ｉ制御の開始条件が整っ
てから学習を開始する。他方エンジン始動から０１セン
サによるフィードバック制御が開始される間は燃料噴躬
挺をに１算し、燃料噴ｆＪｉ揖の制御を行なうので、フ
ィードバック制御が行なわれない間においても適正な空
燃比の制御を行なう事が可能となる。 【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５６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
レ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．フイルタ１３等
が段重Ｊ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０２１
？ンリ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ｍ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４Ｊ１８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によって水嵩に
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ビ」−夕１５に（ま、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−５は、第２図に示され
るように、Ｍ　Ｐ　Ｕ　２７を、バス２８を介してＲＯ
Ｍ２９．ＲＡＭ３０およびバックアップ付ＲＡＭ３１に
接続させている。また上記Ｏｚｔ？ンリ°１６．エアタ
ロメーター７、スロットルセンサー８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にもたらされる。またその他の信号はＩ１０ボー
ト３３に入力され、Ｍ　Ｐ　Ｕ　２７が、与えられた制
御プログラ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．バルブへ ８などに出力される。 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算出する。 Ｔｐ−に−Ｑ／Ｎ 但し、Ｋは定数、Ｑはエアフロメータ１７でｊ１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１６からの、フィードバック信号は、０
２ｔ７ンリ１６のリッチナイド、リーンリイドのサイク
ル制御（例えばスライスレベルに対する±値）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、丁ｐの値の補正項αとなる。このほかイン
ジエクタ４を開放するためのパルス幅の算出には、水温
センサ１９などのデータも補正１ｊＷ　ＣＯＥ　Ｆとし
て算入される。このため丁ｐの値は、実際はＴｐ′とな
り、Ｔｏ−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、０２センサ１６の出力値を採
用する。例えば負荷Ｉｉ域をＬｏ、Ｌｌ、Ｌ２　、Ｌｓ
　、ＬＪと分割し、回転数領域をＮｏ、Ｎｔ、Ｎｚ、Ｎ
ｔ、Ｎ漏と分割して、その各負荷領域ＬｏＬ１．ＬｔＬ
ｚ。 ＬＬしおよびＬｌ　Ｌｓにおける、各回転数領域Ｎｏ　
ＮＬ　、　Ｘ工３−ｔ　、Ｎ２　ＮＬおよびＮ３　Ｎ４
の各格子内において、０２Ｃンーナ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、ＲＡ　Ｍ　３１への書込みは負荷のパ
ラメータに対応する、すなわらＬｏ　Ｌｘ　。 ＬＩＬ　１．　［にＬｓ　Ｊ５　ヨＵ　Ｌｌ　Ｌ　ｔ　
）分’ｇ’Ｈａ域に対応するテーブル、すなわち４個の
アドレスａｌ。 ａｌ　＊　ａＳ　＊　ａｌに対して行なわれる。ここで
は回転数が、どの領域（Ｎｏ　Ｎｔ　＋　Ｎｔ　Ｎ２　
、丈２Ｎ　３　、　生り瀉４）のちのでも、負荷の分割
領域対応で、最終学習値がメモリの対象として採用され
る。学習値の書換えは、学習値の最小分解能を偏差の単
位として、先きのメモリ内容に加算もしくは減算し、メ
モリに戻す形で実用する。 学習が進行して学習値が目標値近傍に収束した後には、
急激な変化をもたらすのは、ハンチングの原因となるわ
けで、むしろ時間経過の中で漸進的に変動することがよ
いのであるから、上記のよ°）な最小分解能による学習
値の書換えは有効かつ有利といえるのである。そしてこ
の学習値（ａｌ。 ａ７　＋　ａ３およびａｌ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　（Ｊ　２７で演樟式に組込まれる。 実際の負荷の値は、１０　ＬＪの間で自由に変動するの
で、制御変数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、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、ＭＰＵ２７の演算で求めることにする。 今、各領域Ｌｏ　Ｌｌ、　ＬＬＬｘ　、Ｌｘ　Ｌｓおよ
びＬｘ　Ｌ４の学習値を、’／　１　、Ｖ２１　Ｖｓお
よびｙ４とする時、上＆！　’／　ｘ　Ｔ　’／ｚ　＋
　’ｌｘ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ずれば、負荷χに
おける制御変数ｙの値を上記各領域の学習値ｙ１＋Ｖｚ
＋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、およびχ４の間にあるとして、テーブ
ル算出値ｙは、 ｙ−（（χ−χＳ）／（χ４−χ３））Ｘ　（Ｖ４’ｊ
ｚ　）　＋’／ｓ これをグラフで示ぜば、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。 このような空燃比制御の学習によって、例えば０２セン
ザ１Ｇからの０□フイードバツ１り信号のない状態での
運転（スロットル全開領域、０ｚｔ２ンリ・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
ことになるのである。 こうして得られた学習値はエンジン停止後も残り、次の
エンジン始動時にも活用される。しかし、エンジン停止
時と次の始動時では、エンジンの運転環境が大幅に変化
する場合が発生する。例えばエンジン停止直前に図示し
ないキャニスタから燃料蒸気がパージされ、学習値がリ
ーン側になっている状態で、キャニスタからのパージを
カットしたまま次の始動を行な・）と、空燃比が簿すぎ
て始動不良となる。このような状態を防止するために、
始動時に学習値をチェックし、所定値以上のり−ン化あ
るいはリッチ化になっていた場合は学習値を１６０に書
き変え、学習値を目標値に一気に接近させ、学習ｔｉｌ
ｌ　ｌｌ１ｌの実効を早期に達成させる。そして、この
場合の学習制御の開始は０２センサが活性化し、フィー
ドバックｉＩＩ制御を開始し、学習制御の開始条件が整
った状態の時から行なわれる。他方、エンジン始動時か
らＯｚ　ｔ７ン１すによるフィードバック制御が開始さ
れる間の燃料噴射ｍの制御で使われるフィードバック制
御量は１．０とし燃料噴射ｍをマイクロコンピュータ１
５にてｉｔｌ算して行なう。 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。 まず図示しないイグニッションキースイッチをオンし、
マイクロコンピュータ１５が作動を開始した時点で、第
５図（ａ　）において、ステップ５１０１にて学習結果
をα５ａｖｅにセーブし、ステップ５１０２にてα５ａ
ｖｅの中心値の差とリッチ側の所定値との比較を行な・
う。学習値が所定値内であった時はステップ＄１０３に
進み、リーン側の所定値との比較を行なう。ステップ８
１０２．ステップ８１０３で所定値以上と判断された場
合はステップ５１０４で学習値を１．０に書き換え、ス
テップ５１０５でフラグをリセットする。このフラグは
第５図（ｂ）のステップ３１４にて使用する。また所定
値内であったならばステップ８１０Ｇにて学習値をα５
ａＶｅから呼びもどす。 第５図＜ｂ＞へ移ってエンジン回転数Ｎが、υ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Ｓ１からステップ
Ｓ２に入って、Ｗｌ　、ＮＬＬｘ　＊　Ｎ２　Ｎ３およ
びＮ５Ｎｔ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
Ｓ３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Ｓ４に入ってＬＯＬｌ　、　Ｌ
Ｉ　Ｉ−ｚ　。 Ｌｌ　Ｌｌおよび１−ｓＬ４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、前回選択されり対象Ａ　′（
Ｎ、　Ｌ　）との比較がなされる。ここで等しければス
テップＳ５からステップＳ６へ、等しくなければステッ
プＳ７へ移行する。ステップＳ６では、０２センリ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・す゛イクルヘ移行する測定値の符号変換
Ｓ−８ＧＮ（α）があったか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
ノ負がなければＥ　Ｘ　ｌ−１−へ落とす。カウンタで
ヵラントアップしたならば（ステップＳ８）、次のステ
ップＳ９でカウントがＣＯＵ　Ｎ　Ｔ≧３？の判定を行
ない、３回以下ならばＥ　Ｘ　Ｉ　’ｒ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Ｓ１０でカウンタを零
値に戻す。ステップＳ７では、新たな対象領域Ａ＜Ｎ、
Ｌ）が、旧り対象領域Ａ′（Ｎ。 Ｌ）と置き換えられ、次回の学習動作の時、ステップＳ
５における比較対象となる。その後、ステップ８１１で
カウンタを零値に戻し、Ｅ　Ｘ　Ｉ　１−へ落とす。 書込みのルーチンでは、ステップ３１２において最終回
〈この実施例ではカウンタが“′３″′値になった時）
の０２センサ１６によるサイクル制御の積分値の最大値
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３１３で、ＲＡＭ内の４アドレスａ１ｍ
ａ２　＃　ａＳ　＊　ａｊ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
）を書き込むかを決定するため書き換アドレスの痒出が
なされる。上記アドレスａ１゜ａ２　＊　ａＳ　＋　ａ
ｊは負荷をパラメータとする１次元テーブルであるから
、先に制御対象領域ＬｏＬｉ、Ｌ二Ｌ」」、ＬＬｂ、Ｌ
」−」−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３１４では、該当アドレスについてフラ
グが立っているか否か（領域フラグはバックアップされ
たＲＡＭ３１の該当アドレスａｌ、ａ２＋　ａＳ　＋　
ａｊのそれぞれについて、最初の自込みがなされた時に
立つようにしである）の判定がなされ、フラグが立って
いなければ、ステップＳ１５に移行し、フラグが立って
いれば、ステップ８１６に移行する。上記ステップ３１
５では、学習された値の偏差の全問（メモリ内容が零で
あるから実質的には学習値全部）が書込まれる。また上
記ステップ８１６では、０２センサ１６のスライスレベ
ルを１として、０２フイ一ドバツク信号αがα≧１゜０
１の時、ステップ３１７へ移行する判定を行なう。 また、α≧１．０１でない時には、次のステップ８１８
でα≦０．９９の判定を行ない、α≦０．９９の時にス
テップ８１９へ移行し、そうでなければＥ　ｘ　Ｉ−ｒ
へ落とす。 上記ステップ８１７では、最小分解能の値を先に該当メ
モリに書込んだ学習値に加算し、これを同メモリに書込
む。また、上記ステップ８１９では、最小分解能の値を
、先きに該当メモリに書込まれた学習値から減算し、こ
れを同メモリに書込む。 またステップ３１５のあとステップ３２０にてフラグを
セットする。 このようにしてアドレスａ１．ａｚ、ａｓおよびａｊ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、先のように補間計算を経て、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、エンジンの停止時と
始動時にお１Ｊる、エンジンの運転状態が急変している
場合に、学習値を目標値に書き換え、学習制御の開始条
件が整ってから学習を開始するようにしたので、学習制
御の実効を早ＩＦ′１に達成させることができ、また、
かかる状態においては、エンジン始動から０２センサに
よるフィードバック制御が開始される間はフィードバッ
ク定数を目標値としてマイクロコンピュータによって燃
料噴＊Ｊ　！！１＠３１算し、燃料噴射量を制御するの
で、運転領域全域にわたり所定空燃比に正確にｉｉ１ノ
御することが可能なため排気ガス浄化、運転性向上、燃
費の向上等に著しい効果が得られる。

【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部系の
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図は補間計痺法を視覚的に示し
たグラフ、第５図＜ａ）および（ｂ）は本発明の制御方
式にあける一例を示す７０−チャート図である。

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、始動時点での学習による修正値が所定
   値以上の時には、学習値を目標値に書換え、エンジン始
   動から最初の学習が開始される間は燃料噴射量を計算し
   、燃料噴射量の制御を行ない、学習制御条件を満足した
   時に学習を開始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。