JPS6054005A - 車両搭載用電子式フイ−ドバツク制御装置 - Google Patents

車両搭載用電子式フイ−ドバツク制御装置

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JPS6054005A
JPS6054005A JP16049383A JP16049383A JPS6054005A JP S6054005 A JPS6054005 A JP S6054005A JP 16049383 A JP16049383 A JP 16049383A JP 16049383 A JP16049383 A JP 16049383A JP S6054005 A JPS6054005 A JP S6054005A
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air
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Naomi Tomizawa
富澤 尚己
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Japan Electronic Control Systems Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1483Proportional component

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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シフイードバック補正量を決
定する車両搭載用電子式フィードバック制御装置に関し
、特に比例定数および積分定数の値を制御の進行状態に
応じて変化させる機能を有するものに関する。
〈背景技術〉 この種のフィードバッ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。
Ti −’rp X C0EF Xα十T8ここに、’
rpは基本噴射量でTp −K x Q/Nと表わされ
、Kは定数、Qは吸入空気流量、Nはエンジン回転速度
である。C0KFは各種運転状態によシ定まる補正係数
、αは後述する空燃比フィードバック制御(以下λコン
トロールと記す、)のためのフィードバック補正係数で
ある。そして、Ttzは電圧補正分で、バッテリ電圧の
変動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o2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シ濃いか薄いか
をスライスレベルによシ判定し、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、とのαを変化させるこ
とによシ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)によシ変化させ、安定した制御とし
ている。
すなわち、0□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シも大きく(
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、始めに比例外(以下P分と
記す)だけ下げて(上けて)、それから積分分(以下1
分と記す)ずつ下けて(上けて)いき、空燃比を薄く(
濃く)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潰1にク
ランプし、各種補正係数C0EFの設定によシ、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
られる空燃比すなわ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ック制御は不
要々のであるが、実際には構成部品(たとえばエアフロ
ーメータ、燃料噴射弁、フレラシャレギュレータ、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
のパルス幅対流量特性の非直線性、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シ変
化させλ−1となるようにフィードバック制御している
しかし、ベース空燃比のλ−1からのズレは運転領域毎
に異なシ、換言すれは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シλ
−1に整定するまでに時間がかかる。
その結果三元触媒の転換効率の悪い空燃比で運転がなさ
れることになシ、触媒の貴金属量の増大によるコストア
ップの他、触媒の劣化に伴う転換効率の更なる悪化によ
シ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にするように学習補正係数α0を導入し、とのα
0を各運転状態においてα−1のときλ−1となるよう
に学習補正する。そして、これによシ運転状態変更に伴
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、かつ、αの値を決定するた
めの比例積分制御におけるP/I分の値を小さくするこ
とを可能にして制御性の向上を図シ、これらによシ触媒
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、たとえはマイクロコンピュータのRAMなど
のデータ記憶手段上にエンジン回転速度および負荷等の
エンジン運転条件に対応するベース空燃比がλ−a1と
左るような値を有する学習補正係数α0のマツプを設け
、噴射量TIを計算する際に次式の如く噴射量’rpを
補正する。
Ti −Tp X C0EFXα×αo+Tsここで、
α0の学習は次の手順で進める。
1)定常状態においてそのときのエンジン運転条件とα
とを検出する。
11)前記エンジン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α0を検索する。
111)このαとα0よシα0+△α/Mの値をめ、そ
の結果を新たなα0として記憶を更新する。
なお、△αは基準値α1からの偏差量を示し、△α=α
−αlであシ、基準値α1は一般に社1.0となる。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、すなわち、ベース空燃比が
λ−iに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、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
ておシ(特願昭58−076224号)、これを第1図
のフローチャートによシ説明する。
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α0がRAMに記憶されると
ともに、5103でα0の更新回数(学習回数)Cがカ
ウントアツプされる。そして、とのプ四グラムの次回の
作動時に8101の学習制御ルーチンの8104におい
て、α0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副制御P/I分の値を減少する。
一方、α0の更新回数Cが所定値未満であれは、学習は
進行していないと判定して、前記P/I分の減少過程5
105をバイパスする。っまシ、学習補正係数α0とと
もにP/ 1.分の値も学習にょ量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
ック補正係数αのPI副制御おけるP/I分の値を減少
して制御性の向上を図るものであるが、システムが急変
(たとえば、車両が山岳地に入シ気温、気圧等が急激に
減少)した場合には、これに応じて学習補正係数α0の
修正(学習)が必要となるが、これが行われるにはある
程度の時間を必要とする。したがって、この間はαを1
から大きく変更して空燃比をλ−1に保つことになるが
、学習が進行して・α決定のためのp / I分の値が
小さく設定されている場合には、そのようなαの値に到
達するのに時間がかかシ、システム急変に対する追随性
が低下するという不都合を有するものであった。
これは、上記の如き空燃比制御に限らずフィードバック
補正量を比例積分制御にょシ決定し、その比例および積
分定数を制御の進行に応じて減少させる車両に搭載され
る電子式フィードバック制御装置において、制御量と目
標値との偏差量が急激に大きくなったときに一般に生ず
る不都合である。
〈発明の目的〉 本発明はこのような従来の問題点に注目してなされたも
のでフィードバック補正量を比例積分制御によシ決定す
る車両に搭載された電子式フィードパンク制御装置にお
いて安定かつ追随性の良好々フィードバック制御が力さ
れるように前記比例積分制御における比例定数および積
分定数を決定する制御装置を提供することを目的とする
〈発明の概要〉 このために本発明では第2図に示すように制御量を目標
値に追随させるためのフィードバック補正量を比例積分
制御によシ決定する手段と、該手段における比例定数お
よび積分定数の値を制御の進行に応じて減少させる手段
とを備えてなる車両搭載用電子式フィードバック制御装
置において、前記制御量の目標値と実際値との偏差量を
検出する手段と、該手段の検出する偏差量が所定値以上
となったときに前記比例定数および積分定数の値を所定
の初期値にリセットする手段とを設けた制御装置を構成
し前記目的の達成を図るものである。
〈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。
構成 すなわち、図において1はCPU、2はP −ROM1
3は学習制御用の0MO8−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O
FF後も記憶内容を保持させるためバックアップ電源回
路を使用する。
燃料噴射量制御のためのCPU1へのアナpグ入力信号
としては、熱線式エアフローメータ5がらの吸入空気流
量信号、スロットルセンサ6がらのスシットル開度信号
、水温センサTからの水温信号、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
シ、これらはアナログ入力インターフェース10および
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ON・OFF信号があシ、これらはデジタル入力イ
ンター7エース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からのたとえば180°
毎のり7アレンス信号と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19からの車速信号が波形
整形回路20を介して入力はれるようになっている。
CPUI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。
作用 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
って得られるエンジン回転速度Nとから基本噴射量Tp
(=KXQ/N)を演算する。
Sl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で学習補正係数α0の更新回数C(後述する81G
でカウントアツプされる)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でカウン
ト値Cをクリアし、S5でαを決定するためのP/I分
を所定量減少させた後、S6へ進む。一方、所定値未満
の場合は、PZI分を変更することなく、そのままS6
へ進む。
すなわち、過程S5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。
S6で02センサ8からの出力とスライスレベルとを比
較して前記p / I分に基づく比例積分制御によυ空
燃比フィードバック補正係数αを設定する。この過程S
6が第2図におけるフィードバック補正量決定手段に対
応するものである。
S7でバッテリ9からのバッテリ電圧に基づいて電圧補
正分子Ilを設定する。
S8でエンジン回転速度Nおよび基本噴射量(負荷)T
pから学習補正係数αO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α0のマツ
プは書き換え可能なRAM3に記憶されておシ、学習が
開始されていない時点では全てαO−1となっている。
また、このマツプはN=8格子、Tp−4格子程度であ
る。
89〜812は定常状態を検出するために設けられてお
シ、S9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、S10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、S11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、812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S9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、ギアが入っておシ
、かつ、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、813.814で学習補正係
数α0の修正を行う。
定常状態と判定された場合の813における学習補正係
数α0の修正は前述した従来のものと同様にαO←α0
+△α/M々る数式に基づいてなされる。
S14で新たな学習補正係数α0をRAM3の対応する
エンジン回転速度Nと基本噴射量Tpのところへ書き込
む。すなわち、RAMa内のデータを更新する。
815でフィードバック補正量αを所定値と比較し、α
が所定値よシ小さければ制御が進行している(空燃比が
理論空燃比λ−1に近づきつつある)と判定して、S1
6へ進みα0の更新回数Cの値を1増加させる。
一方、αが所定値よシも大きければ、空燃比と理論空燃
比との差が大であると判定して、817で更新回数Cの
値をゼロにリセットするとともにPI制御の比例定数お
よび積分定数の値を所定の十分な大きな値を有する初期
値にリセットする。
すなわち、この過程S17が第2図に示す制御定数リセ
ット手段に対応することになる。
これによシ、学習が進んだ状態において実際の空燃比と
理論空燃比との偏差が大きくなった場合でも比例積分制
御が太き々制御定数でなされることにな)、空燃比の理
論空燃比への追随性が良好となる。
818では噴射量Tiを次式に従って演算する。
TI=TpXCOEFxα×α0+Tsここで、定常状
態の場合はα0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Ti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。
なお、本実施例では全燃費と理論空燃比との偏差量すな
わち制御量の実際値と目標値との偏差量を、フィードバ
ック補正係数αの値から間接的にめたが、直接この偏差
量がめられわけなお良いことは勿論である。
また、本発明はこのような空燃比制御に限らず、他の車
両に搭載された電子式フィードバック制御装置、たとえ
ばアイドルスピード制御外どにも適用できるものでおる
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、比例積分制御によ
シフイードバック補正量を決定するとともに制御の進行
に応じて比例定数および積分定数を減少する車両に搭載
された電子式フィードバック制御装置において、制御量
の実際値と目標値との偏差量が所定値以上となったとき
は前記比例定数および積分定数を所定の初期値にリセッ
トするようにしたから、システム急変時には大きな比例
定数および積分定数によ量制御量の目標値への追随性が
向上するとともに、制御進行後は小さな比例定数および
積分定数によp安定な制御がなされるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す70−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 8・・・02センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御量を目標値に追随させるためのフィードバック補正
    量を比例積分制御によシ決定する手段と、該手段におけ
    る比例定数および積分定数の値を制御の進行に応じて減
    少させる手段とを備えてなる車両搭載用電子式フィード
    バック制御装置において、前記制御量の目標値と実際値
    との偏差量を検出する手段と、該手段の検出する偏差量
    が所定値以上となったときに前記比例定数および積分定
    数の値を所定の初期値にリセットする手段とを設けたこ
    とを特徴とする車両搭載用電子式フィードバック制御量
    ff。
JP58160493A 1983-09-02 1983-09-02 車両搭載用電子式フィードバック制御装置 Expired - Lifetime JPH0697408B2 (ja)

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