JPS6361742A - 内燃機関の学習制御装置 - 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、電子制御燃料噴射装置を有する内燃機関にお
いて、基本燃料噴射量を少なくとも１つのパラメータと
して制御量を設定し各種の制御を行う場合の学習制御装
置に関する。

〈従来の技術〉 従来、電子制御燃料噴射装置を有する内燃機関において
は、特開昭６０−９０９４４号公報に示されるような空
燃比の学習制御装置が採用されている。

これは、空燃比フィードバック制御（λコントロール）
中のフィードバック補正係数の動向からベース空燃比を
学習して学習補正係数を定め、吸入空気流量Ｑと機関回
転数Ｎとから算出される基本燃料噴射量Ｔｐ＝に−Ｑ／
Ｎ　（Ｋは定数）に学習補正係数に７！を乗じ、更にフ
ィードバック補正係数にαを乗じて燃料噴射量Ｔ　Ｉを
算出するようにしたもので、過渡状態での制御性が向上
すると共に、高地での空気密度の変化や吸気温の変化に
も対応できる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、内燃機関においては、−Ｃに機関回転数と負
荷とをパラメータとして、各種の制御、例えば点火時期
制御等がなされているが、負荷は基本燃料噴射量Ｔｐか
ら検出している。

したがって、かかる制御には空燃比の学習制御の結果が
全く活かされておらず、Ｔｐをパラメータにもつ各種の
制御（あるいは補正）が高地での空気密度の変化や吸気
温の変化により成り立たないという問題点があった。又
、適用システムとして、フラップ式エアフローメータを
使用するシステムや、スロットル弁開度αと機関回転数
Ｎとから吸入空気流量を検出するシテスムでは、空気密
度の変化に対して吸入空気流量の変化をとらえることが
できないものがある。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、空気密度等が変化しても機関の要求に見合った各種
制御が可能な学習制御装置を提供することを目的とする
。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、第１図に示すように、下記Ａ−Ｆの手段より
なる空燃比の学習制御装置を備えることを前提とする （Ａ）機関吸入空気流量と機関回転数とに基づいて基本
燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段 （Ｂ）機関運転状態の領域毎に前記基本燃料噴射量を補
正するための学習補正係数を記憶した書換え可能な記憶
手段から実際の機関運転状態に対応する領域の学習補正
係数を検索する学習補正係数検索手段 （Ｃ）機関吸入混合気の空燃比を検出し目標空燃比と比
較して実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように前記
基本燃料噴射量を補正するためのフィードバック補正係
数を所定の量増減して設定するフィードバック補正係数
設定手段 （Ｄ）前記基本燃料噴射量演算手段で演算した基本燃料
噴射量、前記学習補正係数検索手段で検索した学習補正
係数、及び前記フィードバック補正係数設定手段で設定
したフィードバック補正係数に基づいて燃料噴射量を演
算する燃料噴射量演算手段 （Ｅ）前記燃料噴射量演算手段で演算した燃料噴射量に
相当する駆動パルス信号に応じオンオフ的に燃料を機関
に噴射供給する燃料噴射手段（Ｆ）機関運転状態の領域
毎にその領域のフィードバック補正係数の基準値からの
偏差を学習しこれを減少させる方向に前記記憶手段の学
習補正係数を修正して書換える学習補正係数修正手段こ
こにおいて、基本燃料噴射量を少なくとも１つのパラメ
ータとして制御量を設定しこれに基づいて制御を行う制
御手段を、下記Ｇ−Ｈの手段を含んで構成する。

（Ｇ）基本燃料噴射量と学習補正係数との積を演算する
積演算手段 （Ｈ）この積を基本燃料噴射量に代わるパラメータとし
て制御ＩＩ量を設定する制御−量設定手段く作用〉 基本燃料噴射量演算手段Ａは、目標空燃比に対応する基
本燃料噴射量を機関吸入空気流量と機関回転数とから演
算し、学習補正係数検索手段Ｂは記憶手段から実際の機
関運転状態に対応する領域の学習補正係数を検索し、フ
ィードバック補正係数設定手段Ｃは、実際の空燃比と目
標空燃比とを比較し実際の空燃比を目標空燃比に近づけ
るようにフィードバック補正係数を例えば比例積分制御
に基づいて所定の量増減して設定する。そして、燃料噴
射量演算手段りは、基本燃料噴射量を学習補正係数で補
正し更にフィードバック補正係数で補正することにより
燃料噴射量を演算する。そして、この燃料噴射量に相当
する駆動パルス信号により、燃料噴射手段Ｅが作動する
。

一方、学習補正係数修正手段Ｆは、フィードバック補正
係数の基準値からの偏差を学習し、これを減少させる方
向に機関運転状態の領域に対応する学習補正係数を修正
して前記記憶手段のデータを書換える。

そして、基本燃料噴射量を少なくとも１つのパラメータ
として制御量を設定しこれに基づいて点火時期制御等の
各種制御を行う場合は、積演算手段Ｇにより演算された
基本燃料噴射量と学習補正係数との積を用い、制御量設
定手段Ｈによりこの積を基本燃料噴射量に代わるパラメ
ータとして制御量を設定する。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図において、機関１には、スロットル弁２により制
御された量の空気が吸気マニホールド３を介して吸入さ
れる。

吸気マニホールド３には燃料噴射手段として各気筒毎に
燃料噴射弁４が設けられている。この燃料噴射弁４はソ
レノイドに通電されて開弁じ通電停止されて閉弁する電
磁式燃料噴射弁であって、コントロールユニット１０か
らの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しな
い燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータに
より所定の圧力に調整された燃料を機関ｌに噴射供給す
る。

機関１の燃焼室には点火栓５が設けられている。

この点火栓５ばコントロールユニット１０からの点火信
号に基づいて点火コイル６にて発生する高電圧がディス
トリビュータ７を介して印加され、これにより火花点火
して混合気を着火燃焼させる。

コントロールユニット１０は、各種のセンサカラの入力
信号を受け、内蔵のマイクロコンピュータにより後述の
如く演算処理して、燃料噴射弁４及び点火コイル６の作
動を制御する。

前記各種のセンサとしては、スロットル弁２にポテンシ
ョメータ式のスロットルセンサＩｆが設けられていて、
スロットル弁２の開度αに応じた信号を出力する。また
、ディストリビュータ、７に内蔵させてクランク角セン
サ１２が設けられていて、クランク角２°毎の単位信号
と、１８０”毎（４気筒の場合）の基準信号とを出力す
る。また、排気マニホールド１３に０２センサ１４が設
けられている。

この０２センサ１４は混合気を目標空燃比である理論空
燃比で燃焼させたときを境として起電力が急変する公知
のセンサであって、空燃比（リッチ・リーン）に応じた
信号を出力する。更にコントロールユニット１０にはそ
の動作電源としてまた電源電圧の検出のためバッチ１月
５の電圧が印加されている。

次に第３図〜第７図のフローチャー１・を参照しつつコ
ントロールユニット１０内のマイクロコンピュータの制
御内容を説明する。

第３図に示す燃焼噴射制御ルーチンは所定時間（例えば
１０ｍ５毎）に割込み処理される。

ステップｌ　（図にはＳｌと記しである。以下同様）で
はスロットルセンサＩＩからの信号に基づいて検出され
るスロットル弁開度αとクランク角センサ１２からの信
号に基づいて算出される機関回転数Ｎとを読込む。

ステップ２ではスロットル弁開度αと機関回転数Ｎとに
応じた吸入空気流量Ｑを予め実験等により求めて記憶し
である（α、Ｎ）　−Ｑマツプより実際のα、Ｎに対応
するＱを検索する。

ステップ３では吸入空気流量Ｑと機関回転数Ｎとから単
位回転当りの吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Ｔｐ
＝に−Ｑ／Ｎ　（Ｋは定数）を演算する。ここで、ステ
ップ１〜３の部分が基本燃料噴射量演算手段に相当する
。

ステップ４では基本燃料噴射ＲＴｐと後述する第４図の
ルーチンのステップ２１で設定されている学習補正係数
ＫＩ！、との積Ｔｐ’−Ｔｐ−に＃を演算する。このス
テップ４の部分が基本燃料噴射量と学習補正係数との積
を演算する積演算手段に相当する。

ステップ５ではＯｚセンサ１４からの信号に基づいてフ
ィードバック補正係数にαを設定する。このステップ５
の部分がフィードバック補正係数設定手段に相当する。

これは具体的には第８図に示すように０．センサ１４の
出力電圧■。２と理論空燃比相当のスライスレベル電圧
Ｖ　ｒｅｆとを比較して空燃比のリッチ・リーンを判定
し、比例積分制御によりフィードバック補正係数にαを
設定する。すなわち、空燃比−リッチ（■。ｔ〉Ｖｒａ
ｒ）と判定されたときにフィードバック補正係数にαを
前回値に対し所定の積分分減少させ、逆に空燃比−リー
ン（Ｖ　Ｏ□〈■ｒａｆ　）と判定されたときにフィー
ドパ・ツク補正係数にαを前回値に対し所定の積分分増
大させる。

そして、これに加え、リッチ４−ＩＪ−ンの反転時に積
分分と同方向にこれにより大きな所定の比例骨（ｐ）の
増減を行う。

ステップ６では基本燃料噴射量’ｒｐと学習補正係数Ｋ
ｌとの積Ｔｐ゛にフィードバック補正係数にαを乗じ、
更に後述する混合比補正係数ＫＨＲなどを含む各種補正
係数Ｃ０ＥＦ（−１斗、ＫＭＲ＋・・・）を乗じ、更に
バッチ１月５の電圧に基づいて算出される電圧補正分子
ｓを加えて、共材噴射量Ｔｉ＝Ｔｐ’・Ｋα・Ｃ０ＢＦ
　＋　Ｔ　ｓを演算する。このステップ６の部分が燃料
噴射量演算手段に相当する。

そして、ステップ７では演算されたＴｉを■１Ｏ−ＬＳ
　Ｉにセットする。ｌ１Ｏ−ＬＳＩは予め定められたＴ
ｉの出力タイミングになると、自動的にＴｉを出力する
。これにより、Ｔｉのパルス巾をもつ駆動パルス信号が
燃料噴射弁４に与えられ、燃料噴射が行われる。

第４図に示す学習ルーチンはバンクグラウンドジョブ（
ＢＧＪ）として実行される。

ステップ１１では前回のフィードバック補正係数の記憶
値ＡをＢに代入し、次のステップ１２では今回のフィー
ドバック補正係数にαをＡに代入する。

これにより、Ａには今回のフィードバック、補正係数が
、またＢには前回のフィードバック補正係数がそれぞれ
格納される。

ステップ１３ではＡ、！：Ｈの値を比較し、Ａ＞Ｂ　（
フィードバック補正係数増大）のときはステ・ノブ１４
へ進んでリソチーリーンへの初回の反転時か否かをチェ
ックし、初回反転時はステップ１５へ進んでＡ−１の値
をａに代入する。Ａ＜Ｂ　（フィードバック補正係数減
少）のときはステップ１６へ進んでリーン−リッチへの
初回の反転時か否かをチェックし、初回反転時はステッ
プ１７へ進んでＢ−１の値をｂに代入する。これにより
、ａ、ｂにはフィードバック補正係数にαの増減方向の
反転時における基準値１からの偏差（第８図参照）が格
納される。尚、初回反転時板外はこのルーチンを終了す
る。

次にステップ１８ではａ、ｂよりフィードパ・ツク補正
係数にαの基準値からの偏差の平均値ｍ−一（ａ＋ｂ）
／２を演算する。

次にステップ１９ではＮをＤに代入し、また第３図のル
ーチンにより演算されているＴｐ’をＸに代入する。そ
して、ステップ２０ではＮとＴｐ”とを機関運転状態の
パラメータとして格子分割した領域毎に学習補正係数に
！！を記憶している書換え可能な記憶手段としてのＲＡ
Ｍ上のＫｌマツプからＮ−り、’ｒｐ”−Ｘとして、学
習補正係数Ｋｌを検索する。このステップ１９．２０の
部分が学習補正係数検索手段に相当する。

次にステップ２１では現在の学習補正係数ＫＮにフィー
ドバック補正係数にαの基準値からの偏差の平均値τｌ
ｃｘを所定割合（１／Ｍ、Ｍは例えば１０）加算して、
新たな学習補正係数にβを設定する。そして、ステップ
２２ではＴｐ’に新Ｋｌを乗じてこれをＸに代入する。

そして、ステップ２３では前記ＫｌマツプにＮ＝Ｄ、’
ｒｐ’−ｘとして、新Ｋｌを書込む。このステップ２１
〜２３の部分が学習補正係数修正手段に相当する。

第５図に示す点火時期制御ルーチンはバックグラウンド
ジョブとして実行される。

ステップ３１ではＮをＤに代入し、Ｔｐ゛をＸに代入す
る。そして、ステップ３２ではＮとＴｐ゛とを機間運転
状態のパラメータとして格子分割した領域毎に点火進角
ＡＤＶを記憶しているＡＤＶマツプからＮ＝Ｄ、Ｔｐ’
＝Ｘとして、点火進角ＡＤＶを検索する。このステップ
３１．３２の部分が制御量設定手段に相当する。

そして、ステップ３３では検索されたＡＤＶをＩ／Ｑ−
ＬＳＩにセットする。ｌ１Ｏ−ＬＳＩはＡＤＶのタイミ
ングになると、自動的に点火信号を出力する。これによ
り、点火コイル６が高電圧を発生し、ディストリビュー
タ７を介して点火栓５が作動する。

第６図に示す混合比補正係数ＫＭＲ設定ルーチンもバッ
クグラウンドジョブとして実行される。

ステップ４１ではＮをＤに代入し、Ｔｐ”をＸに代入す
る。そして、ステップ４２ではＮとＴｐ”とを機関運転
状態のパラメータとして格子分割した領域毎に混合補正
係数ＫＨＲを記憶しているＫＭＩＩマ・ツブからＮ＝Ｄ
、Ｔｐ’＝Ｘとして、混合補正係数ＫＭＲを検索する。

このステップ４１．４２の部分も制御量設定手段に相当
する。

このようにして設定されたＫ１４Ｒは、第３図のルーチ
ンのステップ６で使用される各種補正係数ＣＯｔ！Ｆ＝
　１　＋　ＫＮＲ＋・・・の演算に使用される。

第７図に示すλコントロールゾーン判定ルーチンもバッ
クグラウンドジョブとして実行される。

ステップ５１ではＮをＤに代入し、Ｔｐ゛をＸに代入す
る。そしてステップ５２ではＤを所定値Ｎｌ　　（例え
ば４０００ｒｐｍ）と比較し、ステップ５３ではＸを所
定値Ｔｐｌと比較する。そして、ＤＥＮｌでかつＸ＜Ｔ
ｐｌのときのみステップ５４へ進んでλｃｏｎｔフラグ
を１をセットし、それ以外のときはステップ５５へ進ん
でλｃｏｎ　ｔフラグをＯにセットする。このステップ
５１〜５５の部分も制御量（制御範囲）設定手段に相当
する。

ここで、λｃｏｎ　ｔフラグが１にセットされている場
合は、第３図のルーチンのステップ５においてにαの設
定による空燃比のフィードバック制御がなされ、λｃｏ
ｎｔフラグが０にセットされている場合はにαがクラン
プされて空燃比のフィードバック制御が停止される。

１に のように基本燃料噴射量’ｒｐを少なくとも１つのパラ
メータとして制御量を設定しこれに基づいて制御を行う
に際し、基本燃料噴射１ｉＴｐと学習補正係数ＫＪとの
積Ｔｐｌを基本燃料噴射］１ｉｔＴｐに代わるパラメー
タとして制御量を設定することにより、点火時期制御、
に、、設定及びλコントロールゾーン判定などにおいて
、高地での空気密度の変化や吸気温の変化などに対応で
きるようになる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、空気密度等が変化
しても機関の要求に見合った各種の制御が可能になると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図〜第７図は
制御内容を示すフローチャート、第８図は空燃比フィー
ドバック制御の特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関吸入空気流量と機関回転数とに基づいて基本燃料噴
   射量を演算する基本燃料噴射量演算手段と、機関運転状
   態の領域毎に前記基本燃料噴射量を補正するための学習
   補正係数を記憶した書換え可能な記憶手段から実際の機
   関運転状態に対応する領域の学習補正係数を検索する学
   習補正係数検索手段と、機関吸入混合気の空燃比を検出
   し目標空燃比と比較して実際の空燃比を目標空燃比に近
   づけるように前記基本燃料噴射量を補正するためのフィ
   ードバック補正係数を所定の量増減して設定するフィー
   ドバック補正係数設定手段と、前記基本燃料噴射量演算
   手段で演算した基本燃料噴射量、前記学習補正係数検索
   手段で検索した学習補正係数、及び前記フィードバック
   補正係数設定手段で設定したフィードバック補正係数に
   基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、
   前記燃料噴射量演算手段で演算した燃料噴射量に相当す
   る駆動パルス信号に応じオンオフ的に燃料を機関に噴射
   供給する燃料噴射手段と、機関運転状態の領域毎にその
   領域のフィードバック補正係数の基準値からの偏差を学
   習しこれを減少させる方向に前記記憶手段の学習補正係
   数を修正して書換える学習補正係数修正手段とを備え、 かつ、基本燃料噴射量を少なくとも１つのパラメータと
   して制御量を設定しこれに基づいて制御を行う制御手段
   を備える内燃機関の制御装置において、 前記制御手段を、基本燃料噴射量と学習補正係数との積
   を演算する積演算手段と、この積を基本燃料噴射量に代
   わるパラメータとして制御量を設定する制御量設定手段
   とを含んで構成したことを特徴とする内燃機関の学習制
   御装置。