JPS6248948A - 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） 本発明は学習制御と呼ばれる手法を用いたエンジンの制
ｍ装置に関するものである。

（従来技術） 従来、エンジンの作動状態を適正に保つための制御を運
転状態が変化したときにも応答性良く行なうことができ
るようにするため、予め定められた基本制御量をエンジ
ンの作動状態に応じて補正し、その補正量を運転状態に
対応させて記憶、更新し、その記憶値（学習値）を制御
に反映させる学習制御を行なうＪ：うにしたものは知ら
れており、例えば特開昭５６−２３５６６号公報には、
点火時期を学習制御するようにした装置が示されている
。すなわちこの装置は、エンジンの作動状態としてノッ
キング発生状態を調べ、最大トルクが１ｑられるように
設定された基本点火時期を補正するリタード量（遅角量
）をノッキング発生の有無に応じて増減させ、このリタ
ード量を、エンジンの運転状態（例えばエンジン回転数
と吸気負圧）を区分した複数の記憶領域を有する記憶手
段の該当する記憶領域に記憶させ、このリタード値の記
憶値を更新していくことにより学習値とし、この記憶手
段に記憶された学習値に応じて点火時期を制御するよう
にしている。この装置によると、運転状態が変化する過
渡時にも、既に学習されて記憶されているリタード量の
学習値が即座に読出されるため、ノッキングが発生して
から補正を行なうフィードバック制御よりも応答性にす
ぐれる。

ところで、上記従来装置では、記憶手段から読出される
リタードｍの学習値そのものを補正量として点火時期を
制御しているが、上記学習値の修正が充分に行なわれて
いないようなときには、その精度があまり＾くない場合
がある。そこで、学習値による補正にフィードバック制
御を加味し、例えば学習値とフィードバック制御による
補正量とを一定の割合で制御に反映させることが考えら
れる。しかしこの場合、例えばフィードバック制御の影
響度を比較的大きくしておくと、運転状態の変動が比較
的小さいときは制御の精度が高められるが、運転状態の
変動が大きいときに充分な応答性が得られなくなるとい
うように、単に学習値とフィードバック補正量とを一定
の影響度で制御に反映させるだけでは、種々の運転状態
変動条件下で要求される制御の応答性や精度を充分に満
足させることができない。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、運転状態の変動度合に
応じて要求される制御の応答性を満足しつつ、高精度の
制ｔＩ１ｍを得ることができるエンジンの制ｍ＋装置を
提供するものである。

（発明の構成） 本発明の装置は、第１図の機能ブロック図に示すように
、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段１と
、この運転状態検出手段１の出力を受け、運転状態に応
じてエンジンを制御するための基本料ｔ［ｌｆｆ１を決
定する基本制御量決定手段２と、エンジンの作動状態を
検出する作動状態検出手段３と、この作動状態検出手段
３の出力を受け、所定の作動状態となるように基本制御
量を補正するための補正間を決定するフィードバック補
正手段４と、このフィードバック補正手段４により決定
された補正量に対応した値をその時の運転状態に対応し
た記憶領域（メモリの該当エリア）に記憶して学習値と
する学習制御手段５と、上記基本料重量とフィードバッ
ク補正量と学習制御手段５によって記憶されている学習
値とに基づき、その時の運転状態に対応したエンジンの
最終制’１Ｄｆｆｉを決定する最終制御量決定手段６と
、エンジンの過渡状態を検出する過渡状態検出手段７と
、この過渡状態検出手段７の出力を受け、運転状態の変
化量が大ぎい程、上記最終制御量の中の学習値の影響度
をフィードバック補正量に対して大きくする制御手段８
とを備えている。

なお、エンジンの運転状態とは、主として運転操作によ
り定まるエンジン回転数Ｊ５よび負荷等の状態を意味し
、エンジンの作動状態とは外的要因等に影響されるノッ
キング発生の有無あるいは空燃比等の状態を意味する。

上記構成により、学習値の精度が低い場合もフィードバ
ック補正によりこれが補われるようにしつつ、加速時等
の過渡時の運転状態の変化量が大きい程、記憶値である
学習値を用いることの利点が生かされて制御の応答性が
高められることとなる。

（実施例） 第２図は本発明の一実施例を示し、この実施例ではエン
ジンの作動状態としてノッキングを検出し、エンジンの
制御量として点火時期を制御する場合について示してい
る。この図において、１１はエンジンのシリンダ、１２
はシリンダ１１内の燃焼室、１３は吸気通路、１４は排
気通路であり、上記吸気通路１３には上流側から順にエ
アクリーナ１５、吸入空気借を検出するエアフローメー
タ１６、スロットル弁１７および燃料噴射弁１８等が配
設されている。また、上記燃炉室１２には点火プラグ１
９が臨設され、この点火プラグ１９に対してイグニッシ
ョンコイル２０、ディストリビュータ２１およびイグナ
イタ２２が配設されて周知の点火装置が構成されており
、イグニッションコイル２０はバッテリ＜ＢＡＴ）に接
続されている。

また、２３は点火時期を制御する制御ユニット（ＥＣＵ
）であって、ＣＰＩＪ２４、メモリ２５、入力部２６お
よび点火系の駆動回路２７等で構成されている。この制
御ユニット２３には、上記エアフローメータ１６からの
信号、ディストリビュータ２１等から得られるクランク
角検出信号２８、エンジンのｆ！動によりノッキングを
検出するノックセンサ２９からノック検出回路３０を介
して得られるノック信号、スロットル弁１７の開度を検
出するスロットルセンサ３１からの信号、水温検出信号
３２、吸気温検出信号３３およびスタータ信号３４が入
力されている。上記クランク角検出信号２８は制御ユニ
ット２３内での周期計測によるエンジン回転数の検出等
に用いられ、このエンジン回転数とエアフローメータ１
６で検出される吸入空気ｆｆｊ　’Ｓによりエンジンの
運転状態が調べられ、運転状態検出手段が構成さ机るよ
うにしている。また、上記ノックセンサ２９およびノッ
ク検出回路３０は作動状態検出手段に相当する。スロッ
トルセンサ３２は、その信号に基づいてスロットル弁１
７の開度変化が調べられることにより過渡状態検出手段
を構成する要素となり、またアイドリング時の検出にも
利用される。

上記制御ユニット２３のメモリ２５は、予め運転状態に
応じた基本点火時期の進角値を記憶しているＲＯＭマツ
プと、点火時期リタード量（補正量）の学習値を書き換
え可能に記憶する学習マツプとを含んでいる。学習マツ
プは第４図に示すように運転状態（エンジン回転数およ
び負荷）を区分した複数のゾーンＺ１．Ｚ２・・・７ｎ
・・・に対応する記憶領域を有し、各ゾーンＺ１．Ｚ２
・・・７ｎ・・・毎に学習値の記憶、更新が行なわれる
ようになっている。また、制御ユニット２３におけるＣ
ＰＵ２４は、後述のフローチャートに示す制御を行なう
ことにより、本発明にお１ノるフィードバック補正手段
、学習制御手段、最終制御耐決定手段、学習値影響度の
制御手段等を構成している。

なお、上記ノック検出回路３０は、第３図に示すように
、ノックセンサ２９の出力をバンドパスフィルター３５
に通し、さらにゲートコントロール３６によりノイズを
除去してから、この信号と、この信号に基づいて作成し
た基準レベル３７とを比較部３８で比較し、積分回路３
９およびノック強度検出回路４０を介してノック信号を
制御ユニット２３に出力するようにしている。

上記ＣＰＵ２４による制御を、第５図および第６図のフ
ローチャートによって説明する。

第５図においては、先ずステップ＄１でシステムをイニ
シャライズしてから、ステップＳ２でエンジンの始動時
か否かを調べ、始動時であれば、運転状態等に応じた点
火時期の演算を行なわずに進角機構等によるハードウェ
ア的な設定による点火（ハード点火）を行なうように点
火系を切替える（ステップＳ３）。始動時でなければ、
演９に基づく制御信号によるソフトウェア的な点火時期
の制御（ソフト点火）を行なうように点火系を切替え（
ステップＳ４）、それからアイドル運転時か否かを調べ
る（ステップＳ５）。そしてアイドル運転時であれば、
アイドル用の進角値θｉｄを算出してこれを最終的な点
火時期の進角値θｉｇとしくステップ３６．８７）、そ
れから後述のステップ８３９に移る。つまり当実施例で
は、始動時やアイドル運転時には、後述のフィードバッ
ク制御、学習制御等は必要としないため行なわない。

ステップ＄５でアイドル運転時でないことを判定したと
きは、基本料Ｗ量決定手段の処理としてエアフローメー
タ１６の出力および回転数に応じた基本進角値θＯをマ
ツプから読出寸（ステップ８８）。さらに、水温に応じ
た補正値θＷおよび吸気温に応じた補正値θａを算出す
る（ステップ３９．８１０）。次に、後述の第６図に示
すノック補正用のリタード量θｋｍのｎ出ルーヂン（ス
テップ８１．１〜５３７）を実行した後、最終的な点火
時期の進角値（最終制御Φ）６１ｇを［θＩｇ＝００＋
θＷ十θａ−θｋｍ］と演算しくステップ８３８）、そ
れからステップ３３９に移る。ステップＳ３９では、ス
テップＳ７またはステップＳ３８でもとめた進角値θｉ
ｇを駆動回路２７のカウンタにプリセットし、これによ
って上記進角値θ１ｇに相当する時期に点火を行なわせ
る。この処理を終えればステップＳ２に戻ってそれ以下
のフローを繰返す。

第６図は、ノック補正用″のリタード量の算出のルーチ
ンを示す。このルーチンは、第５図のステップ３１０に
続き、ステップＳ１１でノック強度Ｖｋを入力し、次に
ステップ８１２で運転状態がノック制御領域（ノッキン
グが発生する可能性がある領域）にあるか否かを調べる
。ノック制御領域にな【Ｊれば、フィードバックリター
ド量θｋをＯとする（ステップ５１３）。

ステップＳ１２でノック制御領域にあることを判定した
ときは、ステップ３１４〜８１９により、ノック強度Ｖ
ｋに応じてフィードバックリタード量を決定するフィー
ドバック補正手段としての処理を行なう。つまり、ノッ
キングの有無を調べ（ステップ５１４）、ノッキング有
りと判定したときにはノック強度Ｖｋに応じてリタード
量の増量値Ｏｒの算出（ステップ５１５）を行なってか
ら、フィードバックリタード罎θｋが予め設定された限
界値θｋｍａｘ以下の範囲（過渡に遅角されない範囲）
にある場合に、このリタードθｋを、Ｆ記増ｔｄ値Ｏｒ
だ【ノ増吊する（ステップＳ１６．５１７）。ノッキン
グ無しと判定したときは、上記リタード量θｋがＯより
大きい範囲（基本点火時期より進角されることのない範
囲）にある場合、このリタードθｋを所定値θａだけ減
量する（ステップＳ１８．５１９）。

このようにしてフィードバックリタード量θｋを求めた
後は、水温等が学習制御に適当な条伺となったか否かを
調べ（ステップ５２０）、低温時等にはエンジンの作動
が不安定で学習制御に適当でないため、ステップ８２１
〜３３７の処理は行なわない。学習制御に適当な条件と
なれば、ステップ３２１でスロットル弁１７の開度変化
を調べることにより加速時（過渡時）か否かを調べる（
ステップ５２１）。加速時でなければ、後記Ｉ。

Ｚ　ｓｔ、　Ｚ　（！ｄの多値を０とするくステップ８
２２〜５２４）とともに、その時の運転状態に対応した
学習マツプの記憶領域から学習値θＳを求めてレジスタ
にセラ１〜しくステップ３２５）　、またフィードバッ
クリタード量θｋに基づいて学習マツプ学習値を修正し
、更新する（ステップ８２６）。

そして、フィードバックリタード量θにとステップＳ２
５で求めた学習値Ｏ３とから、リタード量Ｏｋｍを［θ
ｋｔｏ−θに＋〇Ｓ］と演算する（ステップ５２７）。

ステップ８２１で加速時であることを判別した場合、ス
テップ３２８でフラッグＩがＯであることが判別される
加速初期には、その時の運転状態に対応する学習マツプ
のゾーンをスタートゾーンＺＳｔどして記憶してからフ
ラッグＩを１としくステップ８２９，３３０＞、その後
の加速状態持続時には、その時の運転状態に対応する学
習マツプのゾーンをエンドゾーンＺｅｄとして記憶づる
（ステップ５３１）。そしてエンドゾーンＺｅｄが記憶
されるまでのＺｅｄ＝Ｑとなっている間は、フィードバ
ック補正によるリタード量θｋをそのままノック補正用
のリタード量θｌｕｎとする（ステップＳ３２．５３３
）。

エンドゾーンＺｅｄが記憶されれば、ステップＳ３４で
学習マツプからエンドゾーンＺｃｄの学習１ｉｆｌθＳ
を求めた後、学習値の影響度を決める処理として、スタ
ートゾーンとエンドゾーンの距！！１ｔＱを求め（ステ
ップ５３５）、この距ＩＩＩＩｌＱに応じた影響度のフ
ァクタＫを算出しくステップ８３６）、ノック補正用の
リタード量θｋｍを［θｋｍ＝　（１−Ｋ）θに＋Ｋ・
Ｏ８〕と算出して求める（ステップ５３７）。上記ファ
クタには、第６図中に図示するように、０から１までの
間の値であって、上記距ｌ１ＩＩρが大ぎくなるほど大
ぎくなる（１に近づく）ように設定されている。従って
、ステップ＄３７での演算により、第４図に矢印ａで示
すように運転状態の変化ｊ３１が小さいときは、スター
トゾ−ンＺＳｔとエンドゾーンＺｅｄの距離Ｑが小さく
なることに応じ、フィードバックリタード量θｋに対す
る学習値θＳの影響度が小さくなり、第４図に矢印すで
示すように運転状態の変化間が大きいときは、上記距離
Ｑが大きくなることに応じ、学習値θＳの影響度が大き
くなる。

このようにしてノック補正用のリタード量θｋｍが求め
られた後、前述の第５図におけるステップ３３８で最終
点火時期が求められることとなる。

以上のような制御により、学習マツプから読出されるリ
タード量の学習値θＳとフィードバックリタード量θに
とが点火時期の最終的な制御量に反映され、補正量の精
度が高められる。とくに、運転状態の変化Ｍが小さいと
きには、フィードバック補正の影響度が大きくされるこ
とにより学習値の誤差が補われ、運転状態の変化間が大
きくてフィードバック制御によると応答遅れによる誤差
が大きくなるときは、運転状態に応じて続出される学習
値の影響度が大ぎくされることにより、制御の応答性が
高められる。

なお、本発明の装置は上記実施例に示す点火時期の制御
に限らず、例えば燃料噴ＤＡｍを、運転状態に応じた基
本噴１１１ＦＩｆｆｉと、０２１？ンリの出力に応じた
フィードバック補正量と、補正量の学習値とに基づいて
制御する場合等にも適用し得るものである。

（発明の効果） 以上のように本発明は、基本制御量と、エンジンの作動
状態°に応じたフィードバック補正量と、学習制御によ
る記憶値である学習値とに基づいて最終制御量を決定し
、かつ、過渡時の運転状態の変化量が大きい稈、学習値
の影響度を大きくしているため、学習値の誤差をフィー
ドバック制御で補いつつ、運転状態の変化度合に応じた
制御の応答性を満足し、高精度の制御を行なうことがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例装置の概略図、第３図はノック検出回
路のブロック図、第４図は学習マツプにおける運転状態
の区分を示す説明図、第５図および第６図は制御のフロ
ーチャートである。 １・・・運転状態検出手段、２・・・基本制御量決定手
段、３・・・作動状態検出手段、４・・・フィードバッ
ク補正手段、５・・・学習制御手段、６・・・最終制御
量決定手段、７・・・過渡状態検出手段、８・・・制御
手段。 特許出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人
　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　弁理
士　　長１）　正則　　　　　　　弁理上　　板谷　康
夫第１図 第２図 第　　５　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、この運転状態検出手段の出力を受け、運転状態に応じ
   てエンジンを制御するための基本制御量を決定する基本
   制御量決定手段と、エンジンの作動状態を検出する作動
   状態検出手段と、この作動状態検出手段の出力を受け、
   所定の作動状態となるように基本制御量を補正するため
   の補正量を決定するフィードバック補正手段と、このフ
   ィードバック補正手段により決定された補正量に対応し
   た値をその時の運転状態に対応した記憶領域に記憶して
   学習値とする学習制御手段と、上記基本制御量とフィー
   ドバック補正量と学習制御手段によって記憶されている
   学習値とに基づき、その時の運転状態に対応したエンジ
   ンの最終制御量を決定する最終制御量決定手段と、エン
   ジンの過渡状態を検出する過渡状態検出手段と、この過
   渡状態検出手段の出力を受け、運転状態の変化量が大き
   い程、上記最終制御量の中の学習値の影響度をフイード
   バツク補正量に対して大きくする制御手段とを設けたこ
   とを特徴とするエンジンの制御装置。