JP3572368B2 - エンジンのアイドル回転数学習制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのアイドル回転数学習制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用エンジンでは、吸気通路のスロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空気制御弁を備え、アイドル運転時に、実際のアイドル回転数と目標アイドル回転数とを比較し、比較結果に応じて補助空気制御弁の開度を制御して、アイドル回転数をフィードバック制御している。
【０００３】
そして、所定の学習条件で、アイドル回転数のフィードバック制御のために増減されるフィードバック制御量（特に増減分）に基づいて、スロットル弁の全閉時の洩れ空気量の変化分（詰まり分）に対応する学習補正量を設定し、これにより補正して、より高度な学習制御を行っている。
また、学習制御においては、誤学習を防止すべく、学習補正量の絶対値を一定の範囲内に制限したり、特開昭６１−２１０２４８号公報に記載のごとく、１回の学習当たりの更新量を制限している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のエンジンのアイドル回転数学習制御装置にあっては、学習補正量の絶対値を一定の範囲内に制限したとしても、その範囲はスロットル弁の詰まり等による洩れ空気量の変化幅より広くしなければならないので、その範囲内での誤学習を防止するすべはない。
【０００５】
また、１回の学習当たりの更新量を制限したとしても、誤学習が連続すると、それが蓄積されて、学習補正量が異常な値となることは防止できない。
よって、従来の制限方法では、誤学習により、エンジン回転の吹き上がりや回転落ち（更にはエンスト）を生じるのを完全には防止できないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、一般的にスロットル弁の詰まり等による変化は１トリップ（エンジンキースイッチＯＮからＯＦＦまで）でわずかな変化が認められる程度のゆるやかな変化であることに着目し、学習補正量の更新に対する制限をより適正化して、誤学習によるエンジン回転の吹き上がりや回転落ちをより完全に防止できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、吸気通路のスロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空気制御弁を備えるエンジンにおいて、図１に示すような手段を設けて、アイドル回転数学習制御装置を構成する。
すなわち、アイドル運転時に実際のアイドル回転数と予め定めた目標アイドル回転数とを比較し、比較結果に応じてフィードバック制御量を増減するフィードバック制御量設定手段と、学習補正量を記憶する書換え可能な学習補正量記憶手段と、前記フィードバック制御量と前記学習補正量とに基づいて、前記補助空気制御弁に対する制御量を算出する制御量算出手段と、前記制御量に対応する信号により前記補助空気制御弁を開閉駆動する補助空気制御弁駆動手段とを設ける。
【０００８】
そして、前記フィードバック制御量と予め定めた目標フィードバック制御量との偏差に基づき、この偏差を減少する方向に、前記記憶手段の学習補正量を更新する学習補正量更新手段と、前記学習補正量の更新時に、新たな学習補正量がエンジンキースイッチ投入時の学習補正量に対し所定範囲内となるように更新を制限する更新制限手段とを設ける。
【０００９】
一般的にスロットル弁の詰まり等による変化は、１トリップ（エンジンキースイッチＯＮからＯＦＦまで）にて、わずかな変化が認められる程度の、ゆるやかな変化である。
よって、学習補正量の更新時に、新たな学習補正量がエンジンキースイッチの投入時の学習補正量に対して所定範囲内となるように更新を制限することによって、１トリップ当たりの更新量を制限することで、学習補正量を実際のスロットル弁の詰まり等から考えられる範囲内に規制でき、誤学習を確実に防止できる。
【００１０】
請求項２に係る発明では、前記学習補正量更新手段は、フィードバック制御量の平均値をＩＳＣＩａｖｅ 、目標フィードバック制御量をＩＳＣＩｓｅｔ とすると、
学習補正量ＩＳＣＬＲＣを、
ＩＳＣＬＲＣ＝ＩＳＣＬＲＣ＋（ＩＳＣＩａｖｅ −ＩＳＣＩｓｅｔ ）／β
（但し、βは更新割合定数で、β≧１）
により更新するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、前記更新制限手段は、エンジンキースイッチの投入時の学習補正量に対し所定の値を加算及び減算して上限値及び下限値を設定する手段と、学習補正量の更新時に新たな学習補正量を上限値と比較して、上限値を超えた時に上限値に制限する手段と、学習補正量の更新時に新たな学習補正量を下限値と比較して、下限値を超えた時に下限値に制限する手段と、から構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、前記上限値設定用の加算値と前記下限値設定用の減算値との大きさを異ならせたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、学習補正量の更新に際し、１トリップ当たりの更新量を制限するため、学習補正量を実際のスロットル弁の詰まり等から考えられる範囲内に規制でき、誤学習を確実に防止できるので、誤学習によるエンジン回転の吹き上がりや回転落ちをより完全に防止できるという効果が得られる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、フィードバック制御量の平均値と目標フィードバック制御量との偏差の所定割合（１／β）を加算して更新することで、制限範囲内の一時的な誤学習があっても、その影響を最小限に抑えられるという効果が得られる。
請求項３に係る発明によれば、学習補正量の上限値及び下限値を的確に制限できるという効果が得られる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、スロットル弁の詰まり特性に合わせて、詰まり増大方向の制限と詰まり減少方向の制限とを別々に設定できるという効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２は一実施例のシステム図である。
エンジン１の吸気通路２にはスロットル弁３が設けられるが、このスロットル弁３をバイパスする補助空気通路４が設けられており、この補助空気通路４には電磁式の補助空気制御弁５が介装されている。
【００１７】
補助空気制御弁５は、一定周期内におけるＯＮ時間割合（デューティ）を変化させるデューティ信号により駆動されて、デューティ増大により開度が増大、デューティ減少により開度が減少する。従って、ここでいうデューティ（％）が制御量に相当する。
また、吸気通路２には各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁６が設けられていて、これにより燃料供給がなされる。
【００１８】
補助空気制御弁５及び燃料噴射弁６の作動を制御するコントロールユニット７には各種のセンサ・スイッチから信号が入力されている。
具体的には、エンジン１の所定クランク角毎に信号に出力するクランク角センサ８が設けられ、これによりクランク角を検出し得ると共に、エンジン回転数Ｎを算出可能である。
【００１９】
また、吸気通路２内で吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ９、スロットル弁３の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１０、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１１が設けられている。
この他、図示省略したが、エンジンキースイッチ、車速センサ等の信号がコントロールユニット７に入力されている。
【００２０】
ここにおいて、コントロールユニット７内のマイクロコンピュータは、後述する図３〜図４のルーチンに従って、補助空気制御弁５への制御量（デューティ）を制御して、アイドル回転数を学習制御する。
また、吸入空気流量Ｑとエンジン回転数Ｎとから、基本燃料噴射量Ｔｐ＝Ｋ・Ｑ／Ｎ（Ｋは定数）を演算し、これに各種補正を施して、最終的な燃料噴射量Ｔｉ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ（ＣＯＥＦは空燃比フィードバック補正係数を含む各種補正係数）を設定し、エンジン回転に同期した所定のタイミングで、Ｔｉに相応するパルス巾の駆動パルス信号を燃料噴射弁６に出力して、燃料噴射を行わせる。
【００２１】
図３のデューティ制御ルーチンについて説明する。本ルーチンは所定時間毎に実行される。
ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）では、アイドル回転数フィードバック制御条件（ＩＳＣ条件）か否かを否かを判定する。
ここで、ＩＳＣ条件とは、少なくとも、スロットル弁３が全閉（ＴＶＯ＝０）、車速ＶＳＰが所定値以下、かつスタートスイッチＯＦＦのアイドル運転時であることとする。
【００２２】
ＩＳＣ条件でない場合は、ステップ２，３を実行する。
ステップ２では、エンジン冷却水温Ｔｗに応じて目標フィードバック制御量ＩＳＣＩｓｅｔ を定めたテーブルを参照し、水温センサ１１により検出される実際の水温Ｔｗから目標フィードバック制御量ＩＳＣＩｓｅｔ を検索する。
そして、ステップ３では、フィードバック制御量ＩＳＣＩ＝ＩＳＣＩｓｅｔ に設定する。
【００２３】
ＩＳＣ条件の場合は、ステップ４〜８を実行する。
ステップ４では、クランク角センサ８からの信号に基づいて実際のエンジン回転数（アイドル回転数）Ｎを検出する。
ステップ５では、エンジン冷却水温Ｔｗに応じて目標アイドル回転数Ｎｓｅｔ を定めたテーブルを参照し、水温センサ１１により検出される実際の水温Ｔｗから目標アイドル回転数Ｎｓｅｔ を検索する。
【００２４】
ステップ６では、実際のアイドル回転数Ｎと目標アイドル回転数Ｎｓｅｔ とを比較し、Ｎ＜Ｎｓｅｔ の場合は、ステップ７でフィードバック制御量ＩＳＣＩを所定の積分分ΔＩ増大させる。逆に、Ｎ＞Ｎｓｅｔ の場合は、ステップ８でフィードバック制御量ＩＳＣＩを所定の積分分ΔＩ減少させる。
ここで、ステップ４〜８の部分がフィードバック制御量設定手段に相当する。
【００２５】
フィードバック制御量ＩＳＣＩの設定後は、ステップ９〜１１を実行する。
ステップ９では、学習補正量記憶手段としての書換え可能なＲＡＭに記憶されている学習補正量ＩＳＣＬＲＣを読込む。この学習補正量ＩＳＣＬＲＣは、スロットル弁３の全閉時の洩れ空気量変化分（詰まり分）に相当するものである。尚、ＲＡＭに対しては、エンジンキースイッチのＯＦＦ後も学習補正量ＩＳＣＬＲＣを記憶保持するために、バックアップ電源回路を用いる。
【００２６】
ステップ１０では、次式のごとく、フィードバック制御量ＩＳＣＩと学習補正量ＩＳＣＬＲＣとを加算して、制御量（デューティ）ＩＳＣＯＮを算出する。この部分が制御量算出手段に相当する。
ＩＳＣＯＮ＝ＩＳＣＩ＋ＩＳＣＬＲＣ
ステップ１１では、制御量（デューティ）ＩＳＣＯＮに対応するデューティ信号を出力して、補助空気制御弁５を開閉駆動する。この部分が補助空気制御弁駆動手段に相当する。
【００２７】
次に図４の学習ルーチンについて説明する。本ルーチンは所定時間毎又は所定回転毎に実行される。
ステップ２１では、エンジンキースイッチの投入時（ＯＦＦ→ＯＮ時）か否かを判定し、エンジンキースイッチの投入時には、ステップ２２で、記憶保持されている学習補正量ＩＳＣＬＲＣを読込み、次のステップ２３で、次式のごとく、エンジンキースイッチの投入時の学習補正量ＩＳＣＬＲＣに対し所定の値Ｌ１，Ｌ２を加算及び減算して、上限値Ａ及び下限値Ｂを設定する。この部分が上限値及び下限値設定手段に相当する。
【００２８】
Ａ＝ＩＳＣＬＲＣ＋Ｌ１
Ｂ＝ＩＳＣＬＲＣ−Ｌ２
ステップ２４では、所定の学習条件か否かを判定する。
ここでいう所定の学習条件とは、少なくとも、アイドル運転時であって、アイドル回転数のフィードバック制御中であることとする。また、安定状態で学習するため、エアコンＯＦＦなどを条件とするとよい。
【００２９】
所定の学習条件でない場合は本ルーチンを終了するが、学習条件の場合は、ステップ２５以降へ進む。
ステップ２５では、現在のフィードバック制御量ＩＳＣＩを取込み、次式によって、フィードバック制御量の平均値ＩＳＣＩａｖｅ を算出する。
ＩＳＣＩａｖｅ ＝〔ＩＳＣＩａｖｅ ・（α−１）＋ＩＳＣＩ〕／α
（但し、αは平均化割合定数で、α＞１）
ステップ２６では、エンジン冷却水温Ｔｗに応じて目標フィードバック制御量ＩＳＣＩｓｅｔ を定めたテーブル（ステップ２で用いたもの）を参照し、水温センサ１１により検出される実際の水温Ｔｗから目標フィードバック制御量ＩＳＣＩｓｅｔ を検索する。
【００３０】
ステップ２７では、次式のごとく、フィードバック制御量の平均値ＩＳＣａｖｅ と目標フィードバック制御量ＩＳＣＩｓｅｔ との偏差ΔＩＳＣＩを算出する。
ΔＩＳＣＩ＝ＩＳＣａｖｅ −ＩＳＣＩｓｅｔ
ステップ２８では、次式のごとく、現在の学習補正量ＩＳＣＬＲＣに前記偏差ΔＩＳＣＩの所定割合（１／β）を加算して、新たな学習補正量ＩＳＣＬＲＣを設定する。
【００３１】
ＩＳＣＬＲＣ＝ＩＳＣＬＲＣ＋（ＩＳＣＩａｖｅ −ＩＳＣＩｓｅｔ ）／β
（但し、βは更新割合定数で、β≧１）
ステップ２９では、新たな学習補正量ＩＳＣＬＲＣを上限値Ａを比較し、ＩＳＣＬＲＣ＞Ａの場合に、ステップ３０へ進んで学習補正量ＩＳＣＬＲＣ＝Ａに制限する。この部分が上限値制限手段に相当する。
【００３２】
ステップ３１では、新たな学習補正量ＩＳＣＬＲＣを下限値Ｂを比較し、ＩＳＣＬＲＣ＜Ｂの場合に、ステップ３２へ進んで学習補正量ＩＳＣＬＲＣ＝Ｂに制限する。この部分が下限値制限手段に相当する。
ステップ３３では、新たに設定された学習補正量ＩＳＣＬＲＣにより、ＲＡＭ上の学習補正量ＩＳＣＬＲＣのデータを書換える。
【００３３】
書換えられた学習補正量ＩＳＣＬＲＣのデータは、スロットル弁３の全閉時の洩れ空気量変化分（詰まり分）に相当するものとなり、次回より、これに基づいて補正がなされる。また、これに基づいて、劣化度合を自己診断することもできる。
本発明では、学習補正量ＩＳＣＬＲＣの更新に際し、新たな学習補正量がエンジンキースイッチの投入時の学習補正量に対して所定範囲内となるように更新を制限することによって、１トリップ当たりの更新量を制限するというリミッター処理を行っている。一般的にスロットル弁の詰まり等による変化は、１トリップにて、わずかな変化が認められる程度の、ゆるやかな変化であることから、１トリップ当たりの更新量を制限することで、学習補正量ＩＳＣＬＲＣを実際のスロットル弁の詰まり等から考えられる範囲内に規制でき、誤学習を確実に防止できる。
【００３４】
また、エンジンキースイッチの投入時の学習補正量ＩＳＣＬＲＣに対し所定の値Ｌ１，Ｌ２を加算及び減算して上限値Ａ及び下限値Ｂを設定するに際しては、加算値Ｌ１と減算値Ｌ２との大きさを異ならせることにより、スロットル弁の詰まり特性に合わせて、詰まり増大方向の制限と詰まり減少方向の制限とを別々に設定できる。
【００３５】
すなわち、通常は劣化と共に詰まり量が増大するので、Ｌ２よりＬ１を大きくしておくのがよい。但し、保守点検作業時などにスロットル弁部の洗浄を行った場合は、詰まり減少方向に急激に変化するので、この場合には学習補正量を初期化できるようにしておくのがよい。尚、初期化する場合は、ＩＳＣＬＲＣ＝０とするより、０よりやや大きな値にして、多少吹き上がりはあるが、初期フリクションによるエンストを防止できるようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の一実施例を示すシステム図
【図３】デューティ制御ルーチンのフローチャート
【図４】学習ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気通路
３ スロットル弁
４ 補助空気通路
５ 補助空気制御弁
６ 燃料噴射弁
７ コントロールユニットチ
８ クランク角センサ
９ エアフローメータ
１０ スロットルセンサ
１１ 水温センサ

Claims (4)

1. 吸気通路のスロットル弁をバイパスする補助空気通路に補助空気制御弁を備えるエンジンにおいて、
   アイドル運転時に実際のアイドル回転数と予め定めた目標アイドル回転数とを比較し、比較結果に応じてフィードバック制御量を増減するフィードバック制御量設定手段と、
   学習補正量を記憶する書換え可能な学習補正量記憶手段と、
   前記フィードバック制御量と前記学習補正量とに基づいて、前記補助空気制御弁に対する制御量を算出する制御量算出手段と、
   前記制御量に対応する信号により前記補助空気制御弁を開閉駆動する補助空気制御弁駆動手段と、
   前記フィードバック制御量と予め定めた目標フィードバック制御量との偏差に基づき、この偏差を減少する方向に、前記記憶手段の学習補正量を更新する学習補正量更新手段と、
   前記学習補正量の更新時に、新たな学習補正量がエンジンキースイッチ投入時の学習補正量に対し所定範囲内となるように更新を制限する更新制限手段と、
   を含んで構成されるエンジンのアイドル回転数学習制御装置。
2. 前記学習補正量更新手段は、フィードバック制御量の平均値をＩＳＣＩａｖｅ 、目標フィードバック制御量をＩＳＣＩｓｅｔ とすると、
   学習補正量ＩＳＣＬＲＣを、
   ＩＳＣＬＲＣ＝ＩＳＣＬＲＣ＋（ＩＳＣＩａｖｅ −ＩＳＣＩｓｅｔ ）／β
   （但し、βは更新割合定数で、β≧１）
   により更新するものであることを特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数学習制御装置。
3. 前記更新制限手段は、
   エンジンキースイッチの投入時の学習補正量に対し所定の値を加算及び減算して上限値及び下限値を設定する手段と、
   学習補正量の更新時に新たな学習補正量を上限値と比較して、上限値を超えた時に上限値に制限する手段と、
   学習補正量の更新時に新たな学習補正量を下限値と比較して、下限値を超えた時に下限値に制限する手段と、
   から構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンのアイドル回転数学習制御装置。
4. 前記上限値設定用の加算値と前記下限値設定用の減算値との大きさを異ならせたことを特徴とする請求項３記載のエンジンのアイドル回転数学習制御装置。

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