JPS62195439A - エンジンの制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射量、点
火時期、ＥＧＲガス量等の制御ｍを求め、実際の制御量
の検出に応じて上記制御量をフィードバック制御するよ
うにしたエンジンの制御装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、エンジンの空燃比制御、点火時期制御、Ｅ　
Ｇ　ＲＩ制御、ノッキング制御等の各種制御において、
制御精度を向上するために、実際の制御量を検出して目
標制御量と比較し、両者が一致するように制ａｍをフィ
ードバック制御するようにした技術が知られている。

また、上記のようなフィードバック制御において、気候
条件等の運転環境の変化またはエンジンの経時変化等に
対応して制御量を修正し応答性を向上するために、前記
フィードバック制御量から学習値を求める学習制御が、
例えば、特開昭５６−１４３３２５号、待１７１１昭６
０−６５２５４号に見られるように公知である。

しかるに、上記学習制御に使用する学習値は、例えば、
エンジンの始動後に所定の学習条件が整った場合に学習
値を求め、以後エンジンが停止するまでこの学習値を使
用するようにしたもの、または、各学習ゾーンで学習す
る毎に当該学習ゾーンの学習値を置きかえ、最新の学習
値で制御するようにしたものなどがある。しかるに、い
ずれの学習制御においても、学習値の設定において外乱
等により誤学習があると、この誤学習値に基づいて大き
なフィードバック制御の変動が生起し、制ｔｌａ度の低
下等を発生する恐れがある。

すなわち、前記のようにフィードバック制ｍｕの学習値
を求めることは、フィードバック制御の基準値を運転状
態に応じて変更することにより制御値を速やかに最適値
に制御して応答性がよくなるものであるが、反面、誤学
習、またはノイズ等の外乱もしくは制御量の急変によっ
て演算学習値が急激に変化した場合に、その影響を受け
てフィードバック制御が大きな制ｒｎｍとなり、一時的
に最適制御量から大幅にずれた目標値に制御して変動幅
が大きくなるか、もしくは制御量の急変によるショック
が生じるものである。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、学習値による修正を含むフィ
ードバック制御を行うについて、誤学習等の影響が少な
く学習制御に必要な程度で運転状態に合致した学習値の
更新を行うようにしたエンジンの制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の制御装置は、運転状態に応じて基本制御ＩＪｉ
ｌを求める基本制御Ｉｌ量演算手段と、実際の制御量の
検出に基づいてフィードバック制ｔ１１ｍを求めるフィ
ードバック制御量検出手段と、フィードバック制御量の
学習値を求める学習値演算手段と、前回の学習値に対し
て所定の比率で最新の学習値を反映させて更新を行う学
習値更新手段と、前記基本制御量とフィードバック制御
量と学習値とを用いて最終制ａｍを求める最終制御量演
算手段とを備えたことを特徴とするものである。

第１図は本発明の構成を明示するために空燃比制御の例
についての全体構成図である。副ａｍを空燃比制御（燃
料噴射量制御）とした場合に、エンジン１の吸気通路２
に配設したインジェクタ３から所定の燃料を噴射供給し
制ａｍとしての供給空燃比を調整する制御量調整手段４
を設け、この制御ω調整手段４は最終制御量演算手段５
の信号を受けて所定の制御信号（燃料噴射パルス）をイ
ンジェクタ３に出力するものである。この最終制御量演
算手段５には基本制御道演算手段６からの信号が入力さ
れ、この基本制御道演算手段６は、エンジンの運転状態
を検出する運転状態検出手段７の信号を受け、吸入空気
暑、エンジン回転数等の運転状態に応じて基本制御■（
基本噴射量）を演算するものである。

フィードバック制御ｍ演算手段８は、上記最終制御量演
算手段５からの基準信号と、制御ωとしての空燃比を検
出するためにエンジン１の排気通路１２に介装した空燃
比センサ１３を備えた制御量検出手段９からの検出信号
とを受け、目標制御音と検出制御量とを比較して両者の
偏差に応じたフィードバックｔｉＩｍ　ｍを演算するも
のである。

上記フィードバック制御ｆｆｉ演算手段８には学習値演
算手段１０が接続され、この学習値演算手段１０は、フ
ィードバック制御ｍを学習し、フィードバック制御量の
基準値からの偏差データに基づく学習値を演算するもの
である。

この学習値演算手段１０で演算した最新の学習値は学習
値更新手段１つに出力して、基本制御ｆＩｌ量を補正す
るために使用する学習値に更新するものである。上記学
習値更新手段１１においては、前回使用した学習値に対
し、学習値演算手段１０によって演算した最新の学習値
を所定の比率で反映させて更新するものである。すなわ
ち、例えば、前回の学習値と最新の学習値との比を４：
１に設定し、学習値の更新を徐々に行う。

前記基本制御口演算手段６、フィードバック制御量演算
手段８および学習値更新手段１１からの信号を受けた前
記最終制御量演算手段５は、基本制御量を、フィードバ
ック制御量および学習値で補正して、最終制御量を求め
るものである。

前記エンジンの制御１としては、燃料供給量制御による
空燃比制御、点火時期制御、排気ガス還流ｍによるＥＧ
Ｒ制御、ノッキング発生時に点火時期等によってその発
生を抑制するノッキング制御等の各種制御があり、これ
らの制御の学習値更新において本発明は適用可能である
。

（発明の効果） 本発明によれば、学習値の応答性は瞬間的な特性が要求
されるものではなく、気候変化等の比較的長い運転条件
の変化もしくはエンジンの制御機構の経時変化等に対応
して適正な値に更新することが要求されるものであり、
これに対し、学習値更新手段により学習値の更新は最新
の学習値を所定の比率で反映させるようにしたことによ
り、運転状態に対応したフィードバック制御が行えると
ともに、誤学習等により演算学習値が急激に変動した場
合にもそれによる学習値への影響は少なく、急激なフィ
ードバック制御■の変動による制御幅の変動を抑制して
制御精度を向上することができ、安定したフィードバッ
ク制御が実行できるものであるとともに、制御量急変時
のショックの軽減を図ることができる。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は空燃比制御の例におけるエンジンの全体構成図
である。

エンジン１の燃焼室１５に吸気を供給する吸気通路２に
は、インジェクタ３が配設されて燃料が供給調整される
。この吸気通路２には、上流側からエアクリーナ１６、
吸気量を計測する吸気ｈ）Ｃフサ１フ、吸気量を制御す
るスロットルバルブ１８が順に配設されている。一方、
燃焼室１５からの排気ガスを排出する排気通路１２には
触媒装置１９が介装され、この触媒装置１９より上流側
の排気通路１２に空燃比センサ１３（リーンセンサ）が
配設されている。

前記インジェクタ３からの燃料噴射量によってエンジン
１の燃焼室１５に供給する空燃比を調整するものであり
、このインジェクタ３による燃料噴射はコントローラ２
０から出力される制御信号によって制御される。上記コ
ントローラ２０にはエンジン１の運転状態を検出するた
めに、前記吸気量センサ１７からの吸気量信号、スロッ
トルバルブ１８の開度を検出づるスロットルセンサ２１
からの検出信号、ディストリビュータ２２とイグナイタ
２３による点火信号に基づくエンジン回転信号（クラン
ク角信号）、エアクリーナ１６に配設した吸気温センサ
２４からの吸気温度信号、エンジン温度を冷却水温度で
検出する水温センサ２５からの水温信号、ざらに、前記
空燃比センサ１３からの空燃比信号がそれぞれ入力され
、エンジンの運転状態に応じて、制御量としての燃料噴
射量を制御するものである。なお、２６はバッテリであ
る。

そして、上記コントローラ２０は、前記第１図の各手段
の機能を有し、運転状態に対応する基本制御量（燃料噴
射量）および目標制御量（目標空燃比）を求め、リーン
領域にあるフィードバック条件の場合には、目標空燃比
に対応した基Ｑ値と空燃比センサ出力とからフィードバ
ック制御量を求め、また、学習条件が成立した時にはフ
ィードバック制ｔＩｌωを学習するとともに、最新の学
習値を所定の比率で反映させて学習値の更新を行うもの
である。さらに、他の各種補正係数を求めて最終噴射パ
ルス幅を演算するものである。

上記コントローラ２０の作動を、第３図のフローチャー
トに基づいて説明する。このフローチャートは、燃料噴
射パルスを演算するルーチンの要部についてのみ示して
いる。

スタート債、コントローラ２０はステップＳ１でシステ
ムの初期化を行い、ステップＳ２でエンジン１の運転状
態を検出するために前記各種センサの出力信号からエン
ジン回転数Ｎｅ、吸入空気ＷｉＱａ、空燃比センサ出力
ｖｓ、スロットル開度Ｔａ等をそれぞれ読み込む。そし
て、ステップＳ３で、吸入空気ｍＱａ　、エンジン回転
数ＮＯによる運転状態に基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐ
の算出を行う。この基本＠射パルス幅Ｔｐは、理論空ｆ
Ｍ　比（Ａ　／　Ｆ　＝　１４　、７　）　Ｔ　ＬＵ　
ＩＩＩ　”ｊ　ル場合（’）　Ｏｎ　ｒＡ吊ヲ求めるも
のである。

次に、ステップＳ４で運転状態に応じた目標空燃比に対
応する空燃比補正係数Ｃａｆを演算する。

この空燃比補正係数Ｃａｒは、理論空燃比に対する目標
空燃比の比で、Ｃａｆ＝１の時が理論空燃比を目標空燃
比とする場合である。

続いて、ステップＳ５で運転状態がフィードバック条件
か否か判定する。このフィードバック条件の判定は、目
標空燃比が１４．７以上か否かで判定し、空燃比がリー
ン領域にあるＹＥＳ時にフィードバック制御を行い、リ
ッチ領域にあるＮｏ時にはＡ−プン制御を行うものであ
る。

フィードバック制御を行う場合には、ステップＳ６で運
転状態に応じた目標空燃比に対応する基準信号Ｖｒすな
わちスライスレベルを求める。上記基準信号Ｖｒと空燃
比センサ１３の出力信号ＶＳとを比較し、ステップＳ７
でフィードバック補正係数Ｏｆを演算するとともに、ス
テップ８８〜Ｓ１７で学習補正係数ＱＳｔを演算する。

上記フィードバック補正係数Ｃｆは、ＰＩ制御を行うべ
く、　Ｃｆ　＝Ｐ＋ｆΔｒｄθ　により求める。この制
御は、空燃比センサ出力Ｖｓと基準値とを比較し、セン
サ出力が大きい値であれば検出空燃比が目標空燃比より
リーンであることから供給空燃比をリッチ側に移行する
ものであり、逆にセンサ出力Ｖｓが小さい値であれば検
出空燃化が目標空燃比よりリッチであることから供給空
燃比をリーン側に移行するようにフィードバック補正係
数Ｃｆを演算するものである。前記Ｐ値は空燃比センサ
１３の出力Ｖｓと基準値Ｖｒとの大小関係が反転した場
合に一律に加算もしくは減算する値であり、Δｒ値は所
定クランク角毎に加算もしくは減算する値である。

また、学習補正係数Ｃ３ｔの演算は、まず、ステップＳ
８で運転状態が学習更新条件か否かを判定する。学習更
新条件は、エンジン回転数が所定回転数以下でかつエン
ジン負荷が所定負荷以下の部分負荷状態であり、しかも
、水温が所定値以上の暖機状態にあり、加速および減速
状態でない定常状態にある場合であり、学習更新条件か
ら外れるＮ０時にはステップＳ９で後述の平均処理用カ
ウンタ１をクリアする。

上記ステップＳ８の判定がＹＥＳで前記学習更新条件を
満たず場合には、ステップＳ１０で前記フィードバック
補正係数Ｃｆがピーク値か否かを判定する。すなわち、
空燃比センサ出力■ｓと基準信号Ｖｒとの比較によるｐ
ｔ副制御基づく前記フィードバック補正係数Ｃｆは学習
更新条件においては第４図に示すように変動し、このフ
ィードバック補正係数Ｃｆの増減状態が反転したピーク
値ＣｆｐにあるＹＥＳ時には、ステップ３１１で平均処
理用メモリを１バイトシフトし、ステップＳ１２で上記
フィードバック補正係数Ｏｆのピーク値Ｃｆｐをメモリ
に順に格納するとともに、ステップ８１３で平均処理用
カウンタｉをインクリメントしてピーク値Ｃｆｏのメモ
リ数をカウントする。

続いて、ステップＳ１４で上記平均処理用カウンタｉが
所定数Ｎ（偶数）以上か否かを判定する。

このピーク値Ｃｆｐのメモリ数が所定数Ｎに達したＹＥ
Ｓ時には、ステップＳ１５でメモリ値を平均処理し、平
均値から最新の学習補正係数ｃ　ｓｔｎを演算し、ステ
ップ８１６で前記平均処理用カウンタｉをクリアする。

そして、ステップ８１７で上記最新の学習補正係数Ｃｓ
ｔｎを用いて、更新学習補正係数Ｃ３ｔを算出する。ず
なわら、実際に学習補正係数として使用する更新学習補
正係数Ｃｓｔは、前回の更新学習補正係数Ｃ３ｔ’　に
、最新学習補正係数ＣＳｔｎを所定の比率１／にで加算
して、今回の更新学習補正係数ＣＳｔを求めるものであ
る。上記係数には３〜５程度、例えば４の値に設定され
る。また、この学習補正係数ＣＳｔは１以下の値であり
、正確なフィードバック制御が行われている場合には、
その値はＯとなるものである。

なお、学習途中でフィードバック補正係数Ｃｆのピーク
値Ｃ［ｐの積算回数が所定数Ｎに達する前に運転状態が
変更すると、安定した学習値が得られないことから、前
記ステップＳ８のＮｏ判定によりステップＳ９でピーク
値Ｃｆｐのメモリを最初から開始するものである。

ステップＳ１８は、上記フィードバック補正係数Ｃｆ、
学習補正係数ｃｓｔａ−；よび空燃比補正係数Ｃａｒの
他に、各種の補正係数、例えば、水温補正係数ＣＷ、吸
気温補正係数Ｃａ１ｒ、加速補正係数Ｃａｃｃ、減速補
正係数Ｃｄｅｃおよびバッテリ電圧に基づく無効噴射時
間ＴＶ等をそれぞれ演算するものである。

上記各種補正係数に基づいて、ステップＳ１９で最終噴
射パルス幅Ｔｉを求めるものであって、このＲｆ４噴射
パルス幅Ｔｉにより所定の噴射タイミングに設定された
噴射時期になると、ステップ３２０のＹＥＳ判定によっ
て噴射パルス幅Ｔｉの時間だけ燃料噴射を行うものであ
る。

上記ステップ８１９における最終噴射パルス幅Ｔｉの演
算は、ステップＳ３で求めた基本噴射パルス幅Ｔｏに対
し、吸気温補正係数Ｃａ１ｒ　、空燃比補正係数Ｃａｆ
を掛けて、目標空燃比に対応する噴射時間を求め、さら
に、１に水温補正係数Ｑｗ（暖機補正）、加速および減
速補正係数Ｃａｃｃ。

ＣｄｅＣ、フィードバック補正係数Ｃ［および更新学習
補正係数Ｃ５ｔの各種補正係数を加算して上記噴射時間
に１赴けて補正噴射時間を求め、これに無効噴射時間下
■を加えて最終噴射時間ずなわちパルス幅Ｔ１を求める
ものである。

上記実施例によれば、空燃比を理論空燃比よりリーンな
領域で失火をともなうことなく正確にフィードバック制
御することができ、しかも、外乱、誤学習等による最新
学習補正係数に急激な変動が生じても、これを所定の比
率で前回の学習補正係数に反映させて更新するようにし
たので、この更新学習補正係数の値を徐々に変化させて
最新学習補正係数の影響を抑制することにより、安定し
た空燃比制御が行え、良好な運転性を得て燃費性能の向
上が図れるものである。

なお、上記実施例に８３いては、Ｒ終噴射パルスの演算
およびそれ以前に、フィードバック補正、学習補正の他
に各種補正を行うようにしているが、これらの補正の採
否は必要に応じて適宜実施される。

また、空燃比制御のほか、エンジンの点火時期、ＥＧＲ
制御、ノッキング制御等の各種制御における学習値の演
算において上記最新学冒値を所定比率で更新する技術が
採用可能であるが、その比率は制御対象に応じて適宜設
定するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための構成図、第２図
は空燃比制御装置を備えたエンジンの全体禍成図、 第３図はコントローラの作動を説明するためのフローチ
ャート図、 第４図はフィードバック補正係数の変化状態を例示する
特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの運転状態に応じて燃料噴射量、点火時
   期等の制御量を求め、実際の制御量の検出に応じて上記
   制御量をフィードバック制御するようにしたエンジンの
   制御装置であって、運転状態に応じて基本制御量を求め
   る基本制御量演算手段と、実際の制御量の検出に基づい
   てフィードバック制御量を求めるフィードバック制御量
   演算手段と、フィードバック制御量の学習値を求める学
   習値演算手段と、前回の学習値に対して所定の比率で最
   新の学習値を反映させて更新を行う学習値更新手段と、
   前記基本制御量とフィードバック制御量と学習値とを用
   いて最終制御量を求める最終制御量演算手段とを備えた
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。