JPS60153504A - 学習機能付フイ−ドバツク制御装置 - Google Patents

学習機能付フイ−ドバツク制御装置

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JPS60153504A
JPS60153504A JP944484A JP944484A JPS60153504A JP S60153504 A JPS60153504 A JP S60153504A JP 944484 A JP944484 A JP 944484A JP 944484 A JP944484 A JP 944484A JP S60153504 A JPS60153504 A JP S60153504A
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Naomi Tomizawa
富澤 尚己
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Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

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】 く技術分野〉 本発明は、比例積分制御により決定されるフィードバッ
ク補正量の制御中心値と基準値との偏差量を縮小すべく
学習を行うとともに、学習の進行度に応じて比例成分制
御における制御定数を減少させるようにした学習機能付
フィードバック制御装置において、学習進行度の判定精
度向上を図ったものに関する。
く背景技術〉 この種のフィードバンク制御装置としては、たとえば電
子制御燃料噴射式内燃機関の空燃比フィードバック制御
に用いられるものがある。
これについて説明すると、電子制御燃料噴射式内燃機関
においては燃料噴射量Ti(燃料噴射弁を駆動するため
の開弁パルス幅)は次式によって定められる。
T’i =TpxCOEF×α+Ts ここに、’rpは基本噴射量でTp=KxQ/Nと表さ
れ、Kは定数、Qは吸入空気流量、Nば機関回転速度で
ある。C0EFは各種運転状態により定まる補正係数、
αは後述する空燃比フィードバ・7り制御(以下λコン
トロールと記す)のためのフィードバンク補正係数であ
る。そして、Tsは電圧補正分で、バッテリ電圧の変動
による電磁式燃料噴射弁の噴射量変化を補正するための
ものである。
λコントロールは、排気系に02センサを設けて実際の
空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より濃いか薄いか
をスライスレベルにより判定し、シリンダに供給される
混合気が理論空燃比になるように燃料の噴射量を制御す
るものであり、このため、前記の空燃比フィードバック
補正係数αというものを定めて、このαを変化させるこ
とにより理論空燃比が保たれるようにするものである。
ここで、空燃比フィードバック補正係数αの値は比例積
分制御(’PI制御)により変化させ、安定した制御と
している。
すなわち、02センサの出力とスライスレベルとを比較
し、02センサの出力がスライスレベルよりも大きく 
(小さく)空燃比が濃い(薄い)場合には、急に空燃比
を薄く (濃く)することなく、始めに比例骨(以下P
分と記す)だけ下げて゛(上げて)、それから積分分(
以下1分と記す)ずつ下げて(上げて)いき、空燃比を
薄<l<)するように制御する。
ただし、λコントロールを行わない領域では、α−1に
クランプし、各種補正係数C0EFの設定により、所望
の空燃比を得る。
ところで、λコントロール領域でαを1としたときに得
られる空燃比、即ちベース空燃比を理論空燃比(λ=1
)に設定することができればフィードバンク制御は不要
なのであるが、実際には構成部品(例えばエアフロメー
タ、燃料噴射弁、プレッシャレギュレータ、コントロー
ルユニット)のバラツキや経時変化、燃料噴射弁のパル
ス幅対流量の非直線性、運転条件や環境の変化等の要因
で、ベース空燃比のλ=1からのズレが生じるので、前
述したようにαの値を比例積分制御により変化させλ=
1となるようにフィードバンク制御している。
しかし、ベース空燃比のλ−1からのズレは運転領域毎
に異なり、換言すればλ−1を得るためのαの値が運転
領域毎に異なるから、この差が大きい場合には運転領域
が変化したときに空燃比をフィードバック制御によりλ
=1に整定するまでに時間がかかる。
その結果、三元nの転換効率の悪い空燃比で運転がなさ
れることになり、触媒の貴金属の増大によるコストアン
プの他、触媒の劣化に伴う転換効率の更なる悪化により
触媒の交換を余儀なくされるという問題点が生じる。
そこで、α−1のときの空燃比すなわちベース空燃比を
λ−1とするように学習補正係数αlを導入し、このα
lを各運転状態においてα=1のときλ=1とムるよう
に学習補正する。そして、これにより運転状態変更に伴
うベース空燃比の段差を小さくして、空燃比がλ−1か
らズしている期間を短くし、かり、αの値を決定するた
めの比例積分制御におけるP/1分の値を小さくするこ
とを可能にして制卸性の向上を図り、これらにより触媒
にかかる費用低減等を図るベース空燃比の学習制御装置
が考えられた。
すなわち、たとえばマイクロコンピュータのRAMなど
のデータ記憶手段上に機関回転速度および負荷等の機関
運転条件に対応するベース空燃比がλ−1となるような
値を有する学習補正係数αlのマツプを設け、噴射量T
iを計算する際に次式の如く噴射量’rpを補正する。
Ti =TpXCOEFXαXαl +Tsここで、α
lの学習は次の手順で進める。
i)定常状態においてそのときの機関運転条件とαとを
検出する・。
ii )前記機関運転条件に対応して現在までに学習さ
れ記憶されているαlを検索する。
iii )このαとαlよりαl+Δα/Mの値をめ、
その結果を新たなαlとして記憶を更新する。
なお、ΔαはPI制御によって増減するαの制御中心値
(平均値)αCの基準値α1からの偏差量を示し、Δα
−αC−αlであり、基準値α1は1.0とする。また
、Mは定数である。
ところで、このような学習制御装置の採用にあたって、
αの値を決めるためのP/I分を初めから小さくすると
、学習が進んでいないうち、ずなわち、ベース空燃比が
λ−1となっていない間において過渡応答性の悪化を招
くことになる。逆に学習が進んでベース空燃比がλ−1
になっているときに、大きなP/I分でλコントロール
を行うと、空燃比がλ−1付近でふられ、空燃比変動に
伴った回転速度変動等を生じることになる。
これらを避けるための発明が本願出願人によっ゛てなさ
れており(特願昭58−076224号)、これを第1
図のフローチャートにより説明する。
すなわち、5101で前記学習制御が行われ5102で
更新された学習補正係数αlがRAMに記憶されるとと
もに、S 103でα1の更新回数(学習回数)Cがカ
ウントアンプされる。そして、このプログラムの次回の
作動時に3101の学習制御ルーチンの8104におい
て、αlの更新回数Cが所定値に達しているか否かの判
定が行われ、所定値以上であれば学習が進行している(
空燃比λが1に近い)ものと判定し、5105へ進みα
を決定するためのPI制御゛のP/I分の値を減少する
。一方、αlの更新回数Cが所定値未満であれば、学習
は進行していないと判定して、前記P’/1分の減少過
程5105をバイパスする。つまり、学習補正係数αl
とともにP/1分の値も学習により制御の進行状態に応
じて修正するものである。
このように、学習の進行度合に応じて空燃比フィードバ
ンク補正係数αのPI制御における271分の値を減少
して制御性の向上を図ったものである。
しかしながら、かかる学習進行度合をモニターしつつP
/1分を減少補正する学習制御装置においては次のよう
に問題点を生じる。
A、ごく稀にしか学習しない運転領域でも長期的には学
習カウンタのカウント値が増大するが、学習の進行が系
の状態変化より遅いと、実質的に学習が行われていると
はいえず、カウント値に応 −してP/1分を減少させ
ることば、過渡応答性を悪くするだけである。
B、系の状態が急変したときはカウント値が大きくでも
急変した系の状態に応じた学習がされておらず、したが
ってこの場合もカウント値に応じたP/I分の減少を行
うことは好ましくない。
一方、学習カウンタは学習の進行状況をモニターするた
めのものであるが、実際には学習の進行度合、即ち学習
カウント値が少な(ともフィードバンク制御中心値と基
準値との偏差量(前記従来例の場合はΔα)が小さけれ
ば結果的にみて学習したのと同じことであり、したがっ
てP/I分を減少させてよいといえる。
本発明は、このような従来の実情に鑑みなされたもので
、学習の進行度を学習回数のみならず、実際のフィード
バンク制御状態に応じて判定することにより、その判定
精度を高め、もって制御精度をさらに向上できるように
した学習機能付フィードバンク制御装置を提供すること
を目的とする。
(発明の構成) このため本発明は、第2図に撃すように、制御対象の制
御値を目標値に追随させるため固定制御量に加減される
フィードバンク補正量を比例積分制御により決定する手
段と、前記フィードバンク補正量の制御中心値と基準値
との偏差量を縮小すべく固定制御量を補正学習する手段
と、前記学習手段による学習回数に応じて学習の進行度
を判定する手段と、前記判定手段による学習の進行度に
応じて前記比例積分制御における制御定数を減少補正す
る手段とを備えた学習機能付フィードパ・ツク制御装置
において、制御中心値と基準値との偏差量に応じて前記
学習進行度判定手段において判定される学習進行度を減
少補正する手段を設けた構成とする。
〈実施例〉 以下に本発明を第3図に示す一実施例に基づき説明する
。なお、このものは前述の電子制御燃料噴射式内燃機関
の空燃比フィードバック制御に本発明を適用したもので
ある。
すなわち、図において1はCPU、2はP−ROM、3
は学習制御用のCM’03−RAM、4はアドレスデコ
ーダである。なお、RAM3に対してはキースイッチ叶
F後も記憶内容を保持させるためバンクアンプ電源回路
を使用する。
燃料噴射量制御のためのCPUIへのへのアナログ入力
信号としては、熱線式エアフローメーク5からの吸入空
気流量信号、スロットルセンサ6からのスロットル開度
信号、水温センサ7がらの水温信号、02センサ8から
の排気中酸素濃度信号、バッテリ9からのバッテリ電圧
があり、これらはアナログ入力インターフェース10及
びA/D変換器11を介して入力されるようになってい
る。
12はA/D変換タイミングコントローラである。
デジタル入力信号としては、アイドルスイッチ13、ス
タートスイッチ14およびニュートラルスイッチ15か
らの0N−OFF信号があり、これらはデジタル入力イ
ンターフェース16を介して入力されるようになってい
る。
その他、クランク角センサ17がらのたとえば180毎
のリファレンス信号と1°毎のポジション信号とがワン
ショットマルチ回路18を介して入力されるようになっ
ている。また、車速センサI9がらの車速信号が波形整
形回路20を介して入力されるようになっている。
C,P U 1からの出力信号(燃料噴射弁への駆動パ
ルス信号)は、電流波形制御回路21を介して燃料噴射
弁22に送られるようになっている。
次にこのものの作用を第4図に示すフローチャートに従
って説明する。
Slでエアフローメータ5からの信号によって得られる
吸入空気流量Qとクランク角センサ17からの信号によ
って得られる機関回転速度Nとから基本噴射量Tp (
=KXQ/N)を演算する。
S2で各種運転状態から決定される補正係数C0EFを
設定する。
S3では、後述するように316において学習補正係数
αlの更新回数と、減少補正量Xとで定まる学習カウン
タのカウント値Cを所定値と比較し、所定値以上の場合
は制御が進行していると判定してS4でαを決定するた
めのP/1分を所定量減少させた後、S5へ進む。一方
、所定値未満の場合は、P/I分を変更することなく、
そのままS5へ進む。すなわち過程S4は第2図に示す
制御定数減少補正手段に対応するものである。
S5で02センザ8からの出力スライスレヘルとを比較
して前記P/1分に基づく比例成分制御により空燃比フ
ィードバック補正係数αを設定する。過程S5は第2図
のフィードバック補正量決定手段に対、応する。
S6でバッテリ9からのメソテリ電圧に基づいて電圧補
正分子sを設定する。
S7で機関回転速度Nおよび基本噴射量(負荷)Tpか
ら学習補正係数αlを検索する。なお、回転速度Nおよ
び基本噴射量Tpに対する学習補正係数αlのマツプは
書換え可能なRAM3に記憶されており、学−習が開始
されていない時点では全てαt=1となっている。また
、マツプばN=8格子、T p = 、4格子程度であ
る。
S8〜Sllは定常状態を検出するために設けられてお
り、S8で車速センサ19からの信号に基づいて車速の
変化を判定し、S9でニュートラルスイッチ15からの
信号に基づいてギア位置を判定し、SIOでスロットル
センサ6からの信号に基づいてスロットル開度の変化を
判定し、S11で所定時間経過したか否かを判定して所
定時間内であればS8へ戻る。こうして、所定時間内に
車速の変化が所定値以下で、かつ、ギアが入っており、
がっ、スロットル開度の変化が所定値以下の場合は、定
常状態であると判定し、S12.Sl3で学習補正係数
αlの修正を行う。
又、88〜310のいずれかの判定がNOである場合、
即ち非定常状態が判定された場合は、後述する312,
313における学習及び314及びS15における学習
カウントを行うことなく816へ進む。
定常状態と判定された場合の313における学習補正係
数αlの修正は前述した従来のものと同様にαl−αl
+Δα/Mなる数式に基づいてなされる。
S13で新な学習補正係数αlをRAM3の対応する機
関回転速度Nと基本噴射量Tpのところへ書き込む。す
なわぢ、RAM3内のデりを更新する。過程313. 
514は第2図の学習手段に対応する。
S14では前記偏差量Δαに応じて予め設定された学習
カウンタの減少補正量XをROM2に記憶したマツプか
ら読み出す。ここで減少補正量Xは、偏差量Δαが大き
い程大きな値となり、系の状態が急変して偏差量Δαが
所定量以上増大するとXは1より大きな値となるように
設定されている。
315では、SllでめたXにより学習カウンタのカウ
ント値CをC4−C−X+1として更新する。
過程315. S、16は第2図の学習進行度減少補正
手段及び学習進行度判定手段に対応する。
このようにすれば、ごく稀にしか学習されない運転領域
や系の状態が急変した場合でもΔαに応じて学習カウン
ト値を補正することにより実際の系の状態に照らした学
習の進行状況をモニターすることができ、該学習カウン
ト値に応じてP/1分の減算補正が行われるので、真の
学習進行状況に適応した制御が行える。
即ち、学習補正係数αlの更新回数が増大してもベース
空燃比と理論空燃比とのズレが大きく実質的に学習が進
行していない場合にばXを大きくして学習カウント値を
減少させることによりS4におけるP/1分の減少補正
を停止させ、過渡応答性を太き(保って理論空燃比への
追随性を良好に保つ。逆に学習補正係数αの更新回数が
小さくともベース空燃比と理論空燃比とのズレが小さく
、実質的に学習が進行されたと同一の状況にある場合は
Xを小さくして学習カウント値を増大させることによJ
′JP/1分の減少補正頻度を増大し、もって空燃比の
λ−1付近のふれ量を小さくして回転速度変動を抑制す
るようにする。
最後に316では噴射量Tiを次式によって演算する。
Ti=TpXCOEFxαxαl+Tsここで、定常状
態の場合はαlとして更新されたものが用いられ、過渡
状態の場合は検索されたものがそのまま用いられる 以上で噴射量T1が計算され、この噴射量Tiに相応す
る駆動パルス信号が電流波形制御回路21を介して燃料
噴射弁22に所定のタイミングで与えられる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば実際のフィードバ
ック制御状態を考慮して学習進行度を判定する構成とし
たため、その判定精度が向上し、ひいては制御精度を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示すフローチャート、第2図は本発明
の構成を示すブロック図、第3図は本発° 明の一実施
例のハードウェア構成図、第4図は同上の作動過程を示
すフローチャートである。 1・・・CPU 3・・・学習制御用CMO3−RAM
5・・・エアフローメータ 8・・・02センサ17・
・・クランク角センサ 特許出願人 日本電子機器株式会社 代 理 人 弁理士 笹 島 冨二雄 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御対象の制御値を目標値に追随させるため固定制御量
    に加減されるフイードハ・ツク禎正量を比例積分制御に
    より決定する手段と、前記フィードバック補正量の制御
    中心値と基準値との偏差量を縮小すべく固定制御量を補
    正学習する手段と、前記学習手段による学習回数に応じ
    て学習の進行度を判定する手段と、前記判定手段により
    判定される学習の進行度に応じて前記比例積分制御にお
    ける制御定数を減少補正する手段とを備えた学習機能付
    フィードバンク制御装置において、制御中心値と基準値
    との偏差量に応じて前記学習進行度判定手段において判
    定される学習進行度を減少補正する手段を設けたことを
    特徴とする学習機能付フィードバック制御装置。
JP59009444A 1984-01-24 1984-01-24 学習機能付フィードバック制御装置 Expired - Lifetime JPH07113841B2 (ja)

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JPS60153504A true JPS60153504A (ja) 1985-08-13
JPH07113841B2 JPH07113841B2 (ja) 1995-12-06

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Cited By (2)

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