JPS6131644A - 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、例えば自動車エンジンにおいて燃料噴射量の
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ＩＩＪ１射量を
静定し、これを０２ヒンリのフィードバック信号を用い
て補正している。かかるフィードバック＄り御において
＠題になるのは、０２センナにはフィードバックできな
い領域、即ちスロットル全Ｕ；ｉ領域、０．センサネ活
ゼＩ領域（エンジン始動時等）があることで、このため
、予めエンジン運転必定常状態にお（プる回転数と負荷
とをパラメータとするマツプに対して、理論空燃比にＪ
５ける燃料噴射量を実現づるための補正値をブローット
し、これを制御変数としてエンジンの運転制卸例えば燃
料噴射量制御を行なうという学習制御がなされている（
特開昭５６　１６５７４４＠公報、特開昭５７−１ｆ３
５Ｇ４４号公報、特開昭５７　１６５６４５＠公報参照
）。 （技術的課題１ 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、テーブルに円′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、理論空燃比がら極端に外れ
た値でエンジン制御がなされ、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
問題が起る。

【発明の目的１ 本発明は、上記の問題を解決すべく提案されたものであ
り、通常、センサなどに故障のない状態で取り得る定常
運転状態での学習値のバラツキには一定範囲の偏差しか
ない点に着目し、それ以上の偏差が、それぞれの制御時
点におけるテーブル値に発生したならば、これを故障と
みなしてダミーにより、一応の安全制御を確保できるよ
うにした自動車用エンジンの電子制御方式を提供するこ
とを目的とするものである。 【発明の構成】 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
テーブルに取込まれた学習値のうち、その最大値と最小
値との、差が、所定値を越えた場合、上記テーブルの各
領域の値を予め設定した値に一置換えて、これを制御値
として使用づるようにしたことを特徴と覆るものである
。 ｒ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に連通づるバイパスには、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ＩＣエアフロメータ１７からは空気流刊を測
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Ｒ−信
号と、エンジン１からは水温センサ１９によって水温に
つぃ°Ｃの電気信号とが与えられる。 また上記マイクロコンビコータ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げクランク角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、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１、１−記Ｏｚｔンサ１６．エア
フロメータ１７．スロットルセンサ１８などのアブログ
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
ボート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などに出力され
る。 以上は、この発明の制御方式を採用づる場合のエンジン
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　＝Ｋ　−Ｑ／Ｎ ′但し、Ｋは定数、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１６からの、フィードバック信号は、Ｏ
ｚセンサ１６のりツチザイド、リーンサイドのサイクル
制ｖｌ（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、（の変動はエンジン運転の状況変化に追
随しており、丁１）の値の補正項αとなる。このばかイ
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−「ｐ′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、Ｃ，０ＦＦ）］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１Ｇの出力
値を採用する。例えば負荷領域をＬｏ、Ｌｌ、Ｌｌ　、
Ｌｌ　、ＬＪ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Ｌｏ　
Ｌｔ　、　Ｌ−ｔ　Ｌｘ　。 １２１３および１３　Ｌｌにおける、各回転数領域Ｎｏ
　Ｎ１　、ＮＩ　Ｎｚ　、Ｎ２　Ｎｓおよび及り凡ｔ　
Ｉ）各格子内において、０２センサ１Ｇが、リッチ・リ
ーンの値を３回、切換え出力したとづれば、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、すなわちＬｏＬｌ。 １１１２　、　Ｌｌ　１．−ｓおよびＬｓｌ−ｚの分割
領域に対応するテーブル、づ°なわら４個のアドレスａ
ｌ＋ａｉｒ　ａ３＊　ａ４に対して行なわれる。ここで
は回転数が、どの領域（Ｎｏ　Ｎｌ　、　ＮＩ　Ｎ２．
　、　Ｎ２Ｎ３．Ｎ５Ｎ４　）のものでも、負荷の分割
領域対応で最終学旧値がメモリされる。そして、この学
習値（ａｌ、ａｔ　、ａｓ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、ＬＯＬＪの間で自由に変動するので
、ＩＩＪＩＩＩ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
補間法を用いで、Ｍ　Ｐ　ＬＪ、２７の演算で求めるこ
とにする。 今、各領域Ｌｏ　Ｌｉ　、　Ｌｘ　Ｌ、ｚ　、　ｌ−ｚ
　ＬｌおよびＬｓ　ＬＪの学習値を、’／１．’／ａ、
’／ｚおよびｙ４とする時、上記ｙ１．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ｙＬ　、Ｖｔ　＋ｙ３お
よびｙ４から、次式で算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−χ３））Ｘ　＜Ｖ４　　
’／ｓ　）　十ｙｓ 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υ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。りなわち、回転数ＮｏＮｚ間
における４分割領域および負荷ＬｏＬｔ間における４分
割領域のマトリックスを想定づる時、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、高負荷・高回転（′＃Ｊ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
ｏＬｌ・Ｎ３　Ｎ４　）での学習確率は零に近いはずで
あり、高負荷・低回転の領域である（Ｌｌ　Ｌｔ　　・
ＮｏＮ１）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７
０％以上をプロットした場合、例えば第５図（２）ある
いはの）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Ｌｏ
ｌ−１，ＬｘＬ２．Ｌ２１−ｓおよびＬ３Ｌ４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制御値が近似する
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Ｑ２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［」ットル全開領域、０２センザ１Ｇの不活性
領域）も、テーブル値を利用し′（類推的に制御ぐぎる
ことになるのである。 ここでアドレスａ　ＩＪ　ａｔ　、ａｌおよびａｌに記
憶された学習値は、通常の定常運転状態では、中心的制
御値１に対して±１０％Ｐ１度の範囲、すなわち０．９
〜１．１の範囲のバラツキを示す程度である。そこで上
記アドレスａｌ　、ａ、、ａ３・ａｌの学習値の最大偏
差が、２５％以上になった場合には、センサなどの故障
゛′と判断しＣ１予め用意されたダミー値、例えば１を
全アドレスにそれぞれ書込み、これを制御値とすること
で、エンジン運転制御を安全な範囲に保つことができる
。 また上記最大偏差が、２５％以上の時には、故障診断を
行って、故障個所表示、チェックを行なうこともできる
。 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、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、Ｎｏ　Ｎ
ｌ　、ＮｌＮ２　＋’　Ｎ２　Ｎ３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（Ｌｏ　Ｌｉ　）内にあると判定されれば、次の
ステップ４に入ってＬｏ　Ｌｌ、Ｌ１Ｌ２　、Ｌ２　Ｌ
ｌおよびＬ３Ｌ−４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（プればステップ７へ移
行する。ステップ６では、０２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換Ｓ＝Ｓ、ＧＮ（
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、よノζ符号変換がなけれ
ばＥＸＩＴへ落どづ。）Ｊウンタでカラン１−アップし
たならば（ステップ８）、次のステップ９でカウントが
ＣｏＵＮ丁≧３？の判定を行ない、３回以下ならばＥＸ
ＩＴへ落とづ。３回を越えた時、ここで始めて学Ｗ　Ｉ
Ｉの鶴ｌ換えのルーチンに移行する。−この時、ステッ
プ１０でカウンタを零値に戻す。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）と置ぎ換えられ、
次回の学習動作の時、ステップ５にお（づる比較対象と
なる。その後、ステップ１１でカウンタを零値に戻し、
Ｅｅｌ下へ落と１゜ 書込みのルーチンでは、ステップ１２にＪ５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のサイクル制御の積分値の最大値ＬＭ
Ｄ−ＭＡＸおよび最小値り、　Ｍ　Ｄ−Ｍ　ＴＮが相加
平均され、補正要素αを算出ブる。次に、ステップ１３
で、ＲＡＭ内のアドレスａｌ　、　ａ２　。 ａ　１　＋　’ａ　４のどれに対して、補正値α−（ご
こでは水濡センサなどの情報〔補正・項Ｃ０ＥＦ）も粗
込まれ、α′〔α、Ｃ０ＥＦ）として演算きれている）
を書込むかを決定するため、フラグビット位置の算用が
なされる。上記アドレスａｌ　、　ａ２　。 ａ３　＋　ａ４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ＬｏＬ’ｘ。 ＬＩＬ２　＋、Ｌ２１−３　、Ｌｓ　Ｌｌ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、テーブル値チェックのルーチンに移行づる。ここ
では、ステップ１５で、そのアドレスａｉ、ａ　２１　
ａ　３１　ａ　ｉの中の学習値の最大値を読出し、次の
ステップ１６でレジスタにＬＭＡＸとして記憶さｌる。 また、ステップ１７で、アドレスａ１　、ａ２　＋　ａ
、＋　８４の中の学習値の最小値を読出し、次のステッ
プ１８でレジスタにあるＬ’　Ｍ　Ａ×からＬＭＩＮと
して減算し、偏差へを求める。 この偏差Ａが、予め設定されたしＩＭＩＴを越えたか否
かをステップ１９で判定し、越えていなければＥＸ■丁
に入って、読出し時に、上記アドレスａｌ　、ａｌ　、
ａｓ　＋　ａ４に入っている学習値で補間計算により制
御値を求めるが、越えＣいればステップ２０で故障判定
を行ない、ステップ２１で全てのテーブル領域、ずなわ
ら、アドレスａ１．ａｚ。 ａ３　＋　ａｌの学習値を、ダミー値１て置き換えるの
である。 このため、センサなどの故障状態では、ダミー値の働き
で、一定の安定した運転制御の状態を維持できることに
なる。 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ＣもＪ、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ｊボしたように、学習値を取込んだテ
ーブルの各領域相互の偏差が、所定値を越える時には、
ダミー値を上記テーブルに代入づることで、テーブル値
の異常なバラツキの発生がなく、これによって、レンザ
の故障などで、学習仙がＲ常な値をとっても、これがそ
のまま副１３０１ｍｊとして読出されるのを防止でき、
エンジンの運転制御を安全な状態に保つことができると
いう効果が得られる。

【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構成図、
第３図はマトリックスと実際に使用するＲ　Ａ　Ｍ　ｆ
ｃＩ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
力確率を説明づるための説明図、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・・・パルプ、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バルブ、１５・・
・マイクロコンピュータ、１６・・・Ｏ２センザ、１７
・・・１ノノノｃノメータ、フ訃・・スロットルバルブ
、１９・・・水温センサ、２０・・・デイストリビユー
タ、２１・・・クランク角廿ンザ、２２・・・ミッショ
ン、２３・・・スタータ、２４・・・バッテリ、２５・
・・インジ１．クタリ１ノー、２６・・・燃料ポンプリ
レー、２７・・・Ｍ「）（）、２８・・・バス、２９・
・・ＲＯＭ、３０．３１・・・ＲＡＭ、３２・・・△／
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　ｍ　信　ゐｉ 同　　　弁理士　　　村　　井　　　　　進手続補正書
（自発） 昭和６０年１０月２１日 １、事件の表示 昭和６９年特　許　願第１５１７７７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１書全文 （２）図面の第１図、第３図、第６図、第７図（へ）。 第７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図を別紙のとおり補正す
る。 （３）　　図面の第６図を別紙第６図（２）、第６図の
）の通り補正する。 （４）　　図面の第７図り、第７図（ロ）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、上記テーブルに取込まれた学習値の内、そ
の最大値と最小値との差が、所定値を越えた場合、上記
テーブルの各領域の値を予め設定した値に書換えて、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。 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噴１ｍの
ｉ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、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。 燃料の量は、燃料噴射弁の開弁時間（１１射パルス１］
）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。 ＴＯ＝ＫＸＱ／Ｎ　　　　　　　　　　　−−−（１）
ここでＱは吸入空気量、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中Ｔｉ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韓する一例である。 Ｔｉ　＝Ｔｐ　Ｘ　（ＣＯＦＥ）ｘαｘＫａ　−−−（
２＞ここでＣＯＦ［Ｅ：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Ｏ。 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（ｒ
　Ｉ　ＩＩ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。

【発明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υ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、
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起る。 本発明は、上記の問題を解決すべく提案されたものであ
り゛、通常、センサなどに故障のない状態で取り得る定
常運転状態での学習値のバラツキには一定範囲の偏差し
かない点に着目し、それ以上の偏差が、それぞれの制御
時点におけるテーブル値に発生したならば、これを故障
とみなしてダミーにより、一応の安全制御を確保できる
ように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
テーブルに取込まれた学習値のうち、その最大値と最小
値との差が、所定値を越えた場合、上記テーブルの各領
域の値を予め設定した値に書換えて、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】

上記構成に基づく本発明は、センサなどが故障しても、
その時の学習値の取込みをやめて、ダミーにより、一応
の安全制御が確保される。 （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１ノで具体的に説明する。 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）Ｇ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γ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些る。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（プられている。 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に連通するバイパスには、アイドルコントロ
ールソレノイドバールブ１４が設りられていて、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Ｏｔ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痕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゜ＲＡＭ３
０およびバックアップ付ＲＡＭ３１に接続させている。 また上記０．センサ１Ｇ、エア７０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３
２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Ｉ１０
ポート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、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、１０　Ｌｌ　。 Ｌｘ　Ｌ２．Ｌｘ　Ｌｓ　、Ｌｓ　１４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、０１センサの出力電圧は、第７図りに示すように
、混合気のリッチとリーンの状態に応じて理論空燃比を
示ず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、ｏ２センナの出力電圧（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−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、ｏ１センザボデイの
温度は低いので、０１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１１″をセット
する。そこで］ンビュータは、望ましい噴射パルス幅Ｔ
ｉを（２）式により吸入空気量Ｑ、エンジン回転数Ｎ、
Ｃ０ＦＥ、　α、Ｋａがら計算する。エンジンが暖機さ
れており、０２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、０１センザの出力電圧を積分する。第７
図（ロ）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７
図の〉において、時刻Ｔ１・・・Ｔｎにおいて積分値１
１・・・Ｉｎを提供する。従うて燃料の量は、０２セン
サからの積分されたフィー・ドパツク信号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Ｇプる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
だ′！を場合、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７０
％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図のり、ｏｌ−１＋ＬＩ　Ｌ
４　、１２　Ｌ３　、　Ｌｍ　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ａｘ　＊
　ａｔ　＋　ａｓ　＋　ａ＜に対して学習値の取込みと
書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、Ｏｚ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算あるいは減
算されるのであり、また、その書換え量は偏差の全量で
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（ａｌ　＋　ａｔ　＋　ａｓ　＊　ａ
４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ＭＰＵ２７で演算式に
組込まれる。このように負荷に対応した学習値テーブル
を設けたことにより、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、情報の最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、演算により学習制御係
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１
２８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
イニシャル値で針線してもよい。 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るが
、実際の負荷の値はＬｏ　Ｌ４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ＭＰ
、Ｕ２７の演算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Ｌｏ　Ｌｌ、ＬＩＬ１’、！−ｔ　Ｌ、
ｓ　。 Ｌｓ　Ｌ４にメモリされている学習値をＶｔ＋Ｖｔ＋ｙ
３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。このとき、負荷χにおける学習制御係数ｙの値は、
上記各領域の学習値ｙ１゜’／　ｔ　＋　Ｖ　ｓ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
３およびχ４の間にあるとして、学習制御係数ｙは、 ｙ−（（χ−χ３）／（χ４−χ３））Ｘ　（Ｖ４−Ｙ
ｓ　）　＋Ｖｓ ここ′で、もし、学習値が未だＬｘ　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、ｙ３
に代って隣りのＬＩＬｔの学習値ｙ２と、負荷値χ３に
代って隣りの負荷χ２とを代りに用いて補間計算できる
。 このようｆＫ’Ｅ燃比制御の学習によって、例えばｏ２
センサ１Ｇ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、Ｏｚ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
ることになるのである。 ここでアドレス・ａｉ　ｒ　ａｔ　＋　ａ３およびａ４
に記憶された学習値は、通常の定常運転状態では、中心
的制御値１に対して±１０％程度の範囲、すなわち０．
９〜１．１の範囲のバラツキを示す程度である。そこで
上記アドレスａ１．ａｚ、ａ３．’　ａｔの学習値の最
大偏差が、例えば２５％以上になった場合には、センサ
などの故障と判断して、予め用意されたダミー値、例え
ば１を全アドレスにそれぞれ書込み、これを制御値とす
ることで、エンジン運転制御を安全な範囲に保つことが
できる。 また上記最大偏差が、２５％以上の時には、故障診断を
行って、故障個所表示、チェックを行なうこともできる
。 次にＭ　Ｐ　Ｕ　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。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１４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。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、ｏ２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
リーンのサ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３０に達していなけ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Ｏｚ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、ＲＡＭ３０のワークエリアにｌ＋
ｔｉ　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ａ２の
ように、対象となる区画の位置に応じたアドレスが検出
される。ステップ１４では、検出されたアドレスにフラ
グが立っているかどうかを検出する。第１回めの学習で
は、アドレスにはフラグが立っていないので、プログラ
ムはステップ１５へ進む。ステップ１５では、検出され
たアドレスに、ステップ１２で得られた算術平均値であ
る八をストアし、そのアドレスにフラグを立てる。 テーブルでの書換えの後、プログラムはステップ１６に
進み、ここで学習値テーブル中の学習値の最大値がルッ
クアップされ、ステップ１７で（ＭＡＸ）としてＲＡ’
Ｍ中にストアされる。その後ステップ１Ｂで、学習値の
最小値がルックアップされる。 ステップ１９では、最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ
）の間の差が計算され、偏差（Ｄ＞が得られる。ステッ
プ２０では、上記偏差（Ｄ）が、予め決定された限界１
ｍ（ＬＩＭＩＴ）より大きいか否かが決定される。もし
、偏差（Ｄ＞が上記限界値以下であれば、プログラムは
ルーチンを出る。従って、燃料噴射パルス幅は、学習値
テーブルにストアされたデータを用いて針線される。も
し、偏差（Ｄ）が限界値を越えていれば、プログラムは
ステップ２１に進み、ここではＯｚセンサ等が故障して
いるとして、例えばランプなどで表示する。そしてステ
ップ２３では、学習値テーブルの全てのデータは予め与
えられた安全値、例えばダミー値のＩＩ　Ｉ　１１に書
換えられる。 最初の書換えの後の学習では、もし、上記プロセスで検
出されたアドレスが前回書換えられたアドレスと同じな
らくアドレスにはフラグがある）、プログラムはステッ
プ１４からステップ２５に進み、学習にお

【プるαの値
（０２センサ出力の積分値）が１と比較される。もし、
αの値が１より大きければ、プログラムはステップ２Ｇ
に進み、関連するアドレス中の学習値に最小単位ΔＡ（
１ビツト）が足される。もし、αの値が１より大きくな
ければ、プログラムはステップ２７に進み、αの値が１
より小さいかどうかが判定される。もしαの値が１より
小さければ、最小単位ΔＡが学習値から引かれる。もし
αの値が１より小さくなければαの値は１であることを
意味し、プログラムは書換えルーチンから出る。プログ
ラムはステップ２６および２８からステップ１Ｇへ進み
、同じプログラムが上記プロセスで実施される。 このため、センサなどの故障状態では、ダミー値の働き
で、一定の安定した運転制御の状態を維持できることに
なる。 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、学習値を取込んだテー
ブルの各領域相互の偏差が、所定値を越える時には、ダ
ミー値を上記テーブルに代入することで、テーブル値の
異常なバラツキの発生がなく、これによって、センサの
故障などで、学習値が異常な値をとっても、これがその
まま制ｔ１１］値として読出されるのを防止でき、エン
ジンの運転制御を安全な状態に保つことができるという
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図は補間計算法を視覚的に示し
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（へ）およびΦ）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図、第７図（
へ）はＯ！センサの出力電圧、第７図（ロ）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バルブ、８・・・パルプ、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バルブ、１５・・
・マイクロコンピュータ、１Ｇ・・・０、センサ、１７
・・・エアフロメータ、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・・・インジェクタリレー、２６・・・燃料ポンプ
リレー、２７・・・ＭＰＵ、２８・・・バス、２９・・
・ＲＯＭ、　３０．３１・・・ＲＡＭ、３２・・・△／
Ｄ変挽器、３３・・・Ｉ１０ポート。

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連転制御の制御変数として使用する
   ものにおいて、上記テーブルに取込まれた学習値の内、
   その最大値と最小値との差が、所定値を越えた場合、上
   記テーブルの各領域の値を予め設定した値に書換えて、
   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。