JPH07116974B2

JPH07116974B2 - 内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノイド電流制御方法

Info

Publication number: JPH07116974B2
Application number: JP60233355A
Authority: JP
Inventors: 健雄木内; 章雅安岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS6293460A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソ
レノイド電流制御方法に関するものであり、特に、アイ
ドル運転時のエンジン回転数を制御する目的で、吸気通
路に設けられたスロットル弁の上流と下流とを連通する
バイパス通路に設けられた電磁弁の開度を、比例的に制
御する為のソレノイド電流を適正に制御することができ
る、内燃エンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノイ
ド電流制御方法に関するものである。

（従来の技術）従来から、内燃エンジンの吸気通路に設けられたスロッ
トル弁がほぼ閉じられた状態で運転を持続させるいわゆ
るアイドル運転時には、スロットル弁の上流と下流とを
連通するバイパス通路に設けた電磁弁により内燃エンジ
ンの吸入空気量を制御して、エンジン回転数（アイドル
回転数）の制御を行なっている。

このようなアイドル回転数制御方法に関しては、例えば
特願昭60−137445号などに詳しいが、以下にその概略を
述べる。

従来のアイドル回転数制御方法は、第２図に示すよう
に、中央演算装置（CPU）１、記憶装置（メモリ）２お
よび入出力信号処理回路（インターフェース）３からな
るマイクロコンピュータ４のCPU1において、まず、つぎ
の（１）式により、ソレノイド電流指令値Icmdを演算す
る。

IcmdをCPU1で演算する為には、各種センサを適宜配設し
て、これらセンサ出力をインターフェース３へ供給しな
ければならないが、このことは周知であるので、前記各
種センサの図示は省略してある。

Icmd＝〔Ifb（ｎ）＋Ie＋Ips ＋Iat＋Iac〕×Kpad ……（１）（１）式におけるIfb（ｎ）は、後記する第３図のフロ
ーチャートに基づいて演算されるフィードバック制御項
である。なお、（ｎ）は今回値を示す。

第３図のステップS41〜S46の演算内容は次の通りであ
る。

ステップS41…エンジン回転数の逆数（周期）、または
それに相当する量Me（ｎ）を読み込む。

ステップS42…前記読み込まれたMe（ｎ）と、あらかじ
め設定した目標アイドル回転数Nrefoの逆数、またはそ
れに相当する量Mrefoとの偏差ΔMefを算出する。

ステップS43…前記Me（ｎ）、および該Me（ｎ）と同一
のシリンダにおける前回計測値Me〔当該エンジンが６気
筒エンジンの場合は、Me（ｎ−６）〕の差−−すなわ
ち、周期の変化率ΔMeを算出する。

ステップS44…前記ΔMeおよびΔMef、ならびに積分項制
御ゲインKim、比例項制御ゲインKpm、微分項制御ゲイン
Kdmを用いて、積分項Ii、比例項Ipおよび微分項Idを、
それぞれ図中に示す演算式にしたがって算出する。な
お、前記各制御ゲインは、予めメモリ２内に記憶されて
いるものを読み出して得られる。

ステップS45…Iai（ｎ）として、Aai（ｎ−１）に前記
ステップS44で得た積分項Iiを加算する。なお、ここで
得たIai（ｎ）は次回のIai（ｎ−１）となる為に、一時
メモリ２内に記憶される。しかし、いまだメモリ２に記
憶されていない場合は、Iaiに類似するような数値を予
めメモリ２内に記憶させておいて、該数値をIai（ｎ−
１）として読み出せばよい。

ステップS46…ステップS45で算出されたIai（ｎ）に、
ステップS44で算出されたIpおよびIdがそれぞれ加算さ
れ、フィードバック制御項Ifb（ｎ）として定義され
る。

（１）式におけるIfb（ｎ）以外の各項の内容は、次の
通りである。

Ie…交流発電機（ACG）の負荷、すなわちACGのフィール
ド電流に応じて予定値を加算する加算補正項。

Ips…パワーステアリングのスイッチが投入された時に
予定値を加算する加算補正項。

Iat…自動変速機ATのセレクタ位置がドライブ（Ｄ）レ
ンジにある時に予定値を加算する加算補正項。

Iac…エアコン作動時に予定値を加算する加算補正項。

Kpad…大気圧に応じて決定される乗算補正項。

なお、（１）式のIcmdは、各シリンダのピストンが上死
点前90度に達した時に、既知の手段により発生するTDC
パルスに応じて演算される。

前記（１）式により演算されたIcmdは、さらにCPU1にお
いて、例えば周期を一定とするパルス信号のデューティ
比に換算される。CPU1には周期タイマとパルス信号のハ
イレベル時間（パルス時間）タイマが用意されていて、
同期して作動することにより、予定周期ごとに所定のハ
イレベル時間を有する前記パルス信号がマイクロコンピ
ュータ４から連続的に出力される。

前記パルス信号は、ソレノイド駆動用トランジスタ５の
ベースに印加される。この結果、該トランジスタ５はパ
ルス信号に応じてオン／オフ駆動される。

第２図では、ソレノイド駆動用トランジスタ５のオン状
態に応じて、バッテリ６からの電流が、ソレノイド７お
よびトランジスタ５を通ってアースへと流れる。この為
に、電磁弁（図示せず）の開度は、前記電流（ソレノイ
ド電流）に応じて比例的に制御され、該電磁弁の開度に
応じた吸入空気量が内燃エンジンに供給され、アイドル
回転数が制御される。

ところで、従来においては、エンジン回転数のフィード
バック制御モードにおいて、つぎの（２）式により学習
値Ixref（ｎ）を算出し、これをメモリ２に記憶してい
る。

Ixref（ｎ）＝Iai（ｎ）×Ccrr/m ＋Ixref（ｎ−１）×（ｍ−Ccrr）/m ……（２）なお、（２）式中のIai（ｎ）は、前記した第３図のス
テップS45で算出された数値であり、Ixref（ｎ−１）は
学習値Ixrefの前回値を示している。また、ｍおよびCcr
rは任意に設定される正の数であり、ｍはCcrrよりも大
きく選ばれている。

この学習値Ixref（ｎ）の算出は、前記した特願昭60−1
37445号から明らかなように、例えばエアコン等の外部
負荷がない等、一定の条件が整っている時に、TDCパル
スに応じてなされる。

そして、内燃エンジンが前記フィードバック制御モード
からアイドル運転以外の運転状態で行なわれるオープン
ループ制御モードへ移行する時には、マイクロコンピュ
ータ４から、該学習値Ixref（ｎ）と等しいIcmdに応じ
たパルス信号を出力し、ソレノイド７に流れる電流、し
たがって電磁弁の開度を前記学習値Ixref（ｎ）に対応
する所定値に保持している。

これは、前記オープンループ制御モードから再びフィー
ドバック制御モードに移行した時の電磁弁の初期開度
が、フィードバック制御モードの、Icmdに対応する開度
になるべく近づいており、この結果、定常制御状態に落
着くまでの時間を短縮する為である。

また、前記オープンループ制御モードにおけるIcmdを、
前記（１）式と同様のつぎの（３）式により算出し、該
Icmdに応じたパルス信号をマイクロコンピュータ４から
出力するようにしてもよい。

Icmd＝（Ixref＋Ie＋Ips＋Iat ＋Iac）×Kpad ……（３）このようにしてIcmdを算出し、これに応じたパルス信号
に基づいてソレノイド電流を決定するようにすれば、前
記オープンループ制御モードから再びフィードバック制
御モードに移行した時に、例えばエアコン等の外部負荷
を考慮した初期開度となっていることから、フィードバ
ック制御モードのIcmdに対応する開度となる時間がより
一層短縮されるので望ましい。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来の技術は、次のような問題点を有してい
た。

ソレノイド電流指令値Icmdは、エンジンの回転数を目標
アイドル回転数に近付けるために、電磁弁の開度を０％
〜100％の間で制御するための理論的な数値である。し
かし、一般には、電磁弁の特性、つまり供給する電流に
対しての弁開度が直線比例関係にはなっていない。ま
た、ソレノイド電流指令値Icmdは、例えば周期を一定と
するパルス信号のデューティ比に換算されるが、該パル
ス信号のデューティ比および実際のソレノイド電流も直
線比例関係になっていない。

さらに、ソレノイド７の抵抗成分は、周知のように、そ
の周囲温度の変化に応じて変わる。ソレノイド７を有す
る電磁弁は、一般にエンジン本体に近い所にあるので、
エンジン温度の影響を受けやすい。したがってソレノイ
ド７の抵抗成分は変化しやすい。

前記ソレノイド７の抵抗成分が変化すると、Icmdに対応
したソレノイド電流が流れず、この結果、電磁弁の開度
もIcmdで期待する開度とならない。もっともフィードバ
ック制御中であれば、第３図および（１）式による前述
したエンジン回転数のフィードバック制御によってある
時間が経過すれば、目標アイドル回転数に一致するよう
になる。

しかし、フィードバック制御項Ifb（ｎ）のPID係数（制
御ゲイン）は、定常アイドル運転時の安定性を考慮して
通常小さく設定されている。この為に、Ifb（ｎ）によ
るフィードバック制御はゆっくり行なわれるのが一般的
である。

この結果、従来においては、ソレノイド７の抵抗成分が
変化した時などには、フィードバック制御によりエンジ
ン回転数が目標アイドル回転数となるまでに長時間がか
かるという欠点があった。

また、フィードバック制御中に演算される学習値Ixref
の算出した時点と、その学習値Ixrefをフィードバック
制御の初期値として使用する時点とで、ソレノイド７の
周囲温度に差がある場合、あるいはオープンループ制御
を継続中にソレノイド７の周囲温度が変化した場合に
は、電磁弁の開度が所望の開度、すなわちIcmdで期待す
る開度にならないという欠点があった。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題点を解決するために、本発明は、従来のエン
ジン回転数フィードバック制御系に加えて、ソレノイド
７に流れる実電流をフィードバックする電流フィードバ
ック制御系を設け、ソレノイド電流制御手段に印加する
信号の指令値を、前記エンジン回転数フィードバック制
御系に基づいて得られた値と前記電流フィードバック制
御系に基づいて得られた値とに応じて決定し、当該指令
値により決定される信号を前記ソレノイド電流制御手段
に印加することによりソレノイド電流を制御するように
した上で、電磁弁の開度が０％〜100％の間で直線的に
制御されるように、当該指令値を電磁弁の動作特性に基
づいて補正し、かつ、パルス信号のデューティ比と実際
のソレノイド電流との非直線性による制御誤差を解消で
きるように、当該補正された指令値とデューティ非との
関係を予め設定しておき、これに基づいて、実際にフィ
ードバック制御を行う前に、あらかじめ予測される補正
を行った点に特徴がある。

（実施例）以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

第４図は本発明の方法が適用されたソレノイド電流制御
装置の一具体例を示す回路構成図である。図において、
第２図と同一の符号は、同一または同等部分をあらわし
ている。

後述する本発明の方法により得られたパルス信号が、マ
イクロコンピュータ４から出力されると、該パルス信号
はソレノイド駆動用トランジスタ５のベースに印加され
る。この結果、トランジスタ５は供給パルス信号に応じ
てオン／オフ駆動される。

第４図では、トランジスタ５のオン状態に応じて、バッ
テリ６からの電流が、ソレノイド７、トランジスタ５お
よび抵抗９を通ってアースへと流れる。この為に、該電
流（ソレノイド電流）に応じて電磁弁（図示せず）の開
度は比例的に制御される。

ところで、マイクロコンピュータ４からのパルス信号の
立下りに応じてトランジスタ５が遮断傾向になると、前
記ソレノイド７には逆起電力が発生する。

第４図では、この逆起電力に応じてトランジスタ８を導
通させ、該逆起電力発生期間トランジスタ５を引き続い
てオン状態にすることによって、ソレノイド電流の全電
流変化を抵抗９による電圧降下量として検出できるよう
にしている。

電流検出回路10では、前記抵抗９による電圧降下量とし
て検出されたソレノイド７の実電流値Iactを、インター
フェース３へ供給している。インターフェース３では、
電流検出回路10の出力、したがってソレノイド７に流さ
れた実電流値Iactをデジタル信号に変換する。

次に、図面を用いて前記したマイクロコンピュータ４の
出力であるパルス信号を作成する動作、本発明の方法の
動作について説明する。

第１図は本発明の一実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。

同図のフローチャートの動作はTDCパルスによる割込み
によりスタートする。

ステップS1…ソレノイド電流に応じて開度を比例的に制
御する電磁弁が、エンジン回転数のフィードバック制御
モード（フィードバックモード）にあるか否かを判定す
る。

具体的には、スロットル開度センサ20からの信号供給に
よってスロットル弁（図示せず）の開度がほぼ全閉状態
であると判定し、かつエンジン回転数カウンタ21からの
信号供給によってエンジン回転数が予定のアイドル回転
数領域にあると判定した場合には、フィードバックモー
ドとしてステップS3へ進む。それ以外の場合は、ステッ
プS2へ進む。

ステップS2…後記するステップS8の（１）式におけるフ
ィードバック制御項Ifb（ｎ）として、後記するステッ
プS6においてメモリ２内に記憶した最新の学習値Ixref
を採用する。

なお、いまだメモリ２内に学習値Ixrefが記憶されてい
ない場合は、前記学習値に類似するような数値を予めメ
モリ２内に記憶させておいて、該数値を学習値Ixrefと
して読み出せばよい。その後、処理は後記するステップ
S7へ進む。

ステップS3…前記した第３図によって説明したようにし
て、エンジン回転数のフィードバック制御モードにおけ
る演算から、Ifb（ｎ）を算出する。

ステップS4…後記するステップS5における学習値Ixref
（ｎ）の演算が、適正に行なえる一定の学習条件が整っ
ているか否かを判定する。具体的には、車速がある一定
値V₁以下であり、エアコン、パワーステアリング等の外
部負荷がない等の、一定の学習条件が整っているか否か
を判定する。

該判定が不成立の時にはステップS7へ進み、成立する時
にはステップS5へ進む。なお、このような学習条件を判
定する為には、適宜各種センサを設けて、センサ出力を
インターフェース３へ供給する必要があるが、このよう
なことは周知であるので、第４図では各種センサの図示
を省略している。

ステップS5…前記した（２）式により学習値Ixref
（ｎ）を算出する。

ステップS6…ステップS5において算出された学習値Ixre
fを、メモリ２に記憶する。

ステップS7…前記した（１）式あるいは（３）式の各補
正項、すなわち加算補正項Ie,Ips,Iat,Iac、または乗算
補正項Kpadの各データ（数値）を読み込む。

なお、このように各種データを読み込む為には、ステッ
プS4と同様に、各種センサを設けて、センサ出力をイン
ターフェース３へ供給する必要がある。しかし、これら
のことは周知であるので、第４図では各種センサの図示
を省略している。

ステップS8…ソレノイド電流指令値Icmdを、前記（１）
式により算出する。ステップS2を通ってきた時には
（３）式により算出する。なお、本実施例では、加算・
乗算の各種補正項を（１）式または（３）式のものに限
定する必要はなく、適宜追加するようにしてもよい。た
だし、追加される各補正項のデータは、前記ステップS7
において予め読み込んでおく必要があることは勿論であ
る。

ステップS9…前記ソレノイド電流指令値Icmdに基づい
て、予めメモリ２内に記憶されているIcmd〜Icmdoテー
ブルを読み出し、補正電流指令値Icmdoを決定する。第
５図はソレノイド電流指令値Icmdと補正電流指令値Icmd
oとの関係例を示すグラフである。

このようにIcmd〜Icmdoテーブルを設けるのは次の理由
による。

Icmdは、フィードバックモードにおいては、（１）式か
ら明らかなように、エンジン回転数のフィードバック制
御項Ifb（ｎ）とその他の補正項とによって決定される
数値であり、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近
づける為に電磁弁の開度を０％〜100％の間で制御する
為の理論的な数値である。

しかし、電磁弁の特性は供給する電流に対しての弁開度
が直線比例関係ではない。そこで、実際の電磁弁の開度
が０％〜100％の間で直線的に制御されるように、当該
電磁弁の特性を考慮してIcmdを修正する必要がある。こ
の為にIcmd〜Icmdoテーブルが設けられるのである。

ステップS10…前記ステップS9で決定した補正電流指令
値Icmdoをメモリ２へ記憶する。

ステップS11…電流検出回路10から供給される実電流値I
actを読み込む。

ステップS13…前記ステップS10で記憶した前回の補正電
流指令値Icmdo（ｎ−１）と、前記ステップS11で読み込
んだ今回の実電流値Iact（ｎ）と、予めメモリ２内に記
憶されている積分項制御ゲインKiiと、前回の積分項Di
（ｎ−１）とを用いて、積分項Di（ｎ）を、図中に示す
演算式にしたがって算出する。

なお、いまだDi（ｎ−１）がメモリ２に記憶されていな
い場合は、後記するステップS22においてメモリ２（具
体的にはメモリ２内のバッテリバックアップRAM）に格
納した最新の学習値DxrefをDi（ｎ−１）として用い
る。

また、前記ステップS10においてIcmdo（ｎ−１）が記憶
されていない場合、すなわちイグニッションスイッチを
オンにした直後においては、第５図のIcmd＝０に対応す
るIcmdoの値をIcmdo（ｎ−１）として用いる。

ステップS15…前記ステップS13において算出したDi
（ｎ）をメモリ２に記憶する。

ステップS17…ステップS10においてメモリ２内に記憶し
た前回の補正電流指令値Icmdo（ｎ−１）に比較して、
今回の実電流値Iact（ｎ）が小さいか否かを判定する。
そして、該判定が成立する時、すなわち、実電流値Iact
（ｎ）が小さい時にはステップS18へ進み、該判定が不
成立の時にはステップS19へ進む。

ステップS18…今回フラグFi（ｎ）として“1"を上げ
る。なお、このフラグは次回フラグFi（ｎ−１）となる
為に、メモリ２内に一時記憶される。その後、ステップ
S20へ進む。

ステップS19…今回フラグFi（ｎ）として“0"を上げ
る。なお、このフラグは次回フラグFi（ｎ−１）となる
為に、メモリ２内に一時記憶される。

ステップS20…今回フラグFi（ｎ）と前回フラグFi（ｎ
−１）とが等しければ、後記するステップS21およびス
テップS22をジャンプしてステップS23へ進む。一方、等
しくない時、換言すれば今回の実電流値Iact（ｎ）が前
回の補正電流指令値Icmdo（ｎ−１）を横切った時に
は、後述する学習が可能、すなわち適正な学習値Dxref
（ｎ）が得られるとして、ステップS21へ進む。

ステップS21…つぎの（４）式によって定義される学習
値Dxref（ｎ）が算出される。

Dxref（ｎ）＝Di（ｎ）×Ccrr/m ＋Dxref（ｎ−１）×（ｍ−Ccrr）/m ……（４）なお、（４）式中のDi（ｎ）は、前記したステップS13
で算出され、今回値メモリに記憶されている数値であ
り、Dxref（ｎ−１）は学習値Dxrefの前回値を示してい
る。また、ｍおよびCcrrは任意に設定される正の数であ
り、ｍはCcrrよりも大きく選ばれている。

ステップS22…ステップS21において算出された学習値Dx
refを、メモリ２に記憶する。

ステップS24…前記ステップS10で記憶した前回の補正電
流指令値Icmdo（ｎ−１）と、前記ステップS11で読み込
んだ今回の実電流値Iact（ｎ）と、予めメモリ２内に記
憶されている比例項制御ゲインKipと、今回値メモリに
記憶されている積分項Di（ｎ）とを用いて、フィードバ
ック制御項Dfb（ｎ）を、つぎの（５−Ａ）式により算
出する。

Dfb（ｎ）＝Dp（ｎ）＋Di（ｎ） ……（５−Ａ） Dp（ｎ）＝Kip〔Icmdo（ｎ−１）−Iact（ｎ）〕 Di（ｎ）＝Di（ｎ−１）＋Kii〔Icmdo（ｎ−１） −Iact（ｎ）〕ところで、この（５−Ａ）式の積分項Di（ｎ）と比例項
Dp（ｎ）における電流偏差の演算は、前回の補正電流指
令値Icmdo（ｎ−１）と今回の実電流値Iact（ｎ）とに
基づいて行なわれている。

このようにしたのは、補正電流指令値Icmdoが変化して
もソレノイドのインダクタンスにより直ちに実電流値Ia
ctは変化せず、Icmdoの変化に応答して実電流Iactが安
定するまでには時間がかかるので、補正電流指令値Icmd
oと実電流値Iactとの今回値同士の偏差に基づいて積分
項Di（ｎ）および比例項Dp（ｎ）を算出したのでは、そ
れぞれの項に誤差が生じ、適正なフィードバック制御項
Dfb（ｎ）が算出できないからである。

また、そればかりでなく、前記したステップS22におけ
る学習値Dxrefも適正な値が得られない結果となるから
である。

なお、このステップS24における積分項Di（ｎ）および
比例項Dp（ｎ）は、電流値ではなく、例えば周期を一定
とするパルス信号のハイレベル時間（以下、パルス時間
という）に換算された数値となっている。

これは既知の電流値Ｉ〜パルス時間Ｄテーブルを用い
て、電流値として得られた前記各項をパルス時間に変換
している為である。したがって、フィードバック制御項
Dfb（ｎ）もパルス時間として得られる。また、前記ス
テップS21において得られる積分項Di（ｎ）の学習値Dxr
ef（ｎ）もパルス時間で設定されている。

ステップS26…後で第８図を参照して説明するようにし
て、Dfb（ｎ）のリミットチェックを行なう。

ステップS27…バッテリ６の電圧（バッテリ電圧）VB
を、第４図に図示しないセンサを介して読み込む。

ステップS28…前記バッテリ電圧VBから、予めメモリ２
内に記憶されているVB〜Kivbテーブルを読み出し、バッ
テリ電圧補正値Kivbを決定する。第６図はバッテリ電圧
VBとバッテリ電圧補正値Kivbとの関係を示すグラフであ
る。

このグラフから明らかなように、バッテリ電圧補正値Ki
vbは、バッテリ電圧VBが規定電圧以上（例えば12V以
上）の時は“1.0"であるが、VBが低下すると、これに応
じてその数値が前記1.0より大きくなる。

ステップS29…前記ステップS10において記憶した補正電
流指令値Icmdo（ｎ）から、予めメモリ２内に記憶され
ているIcmdo〜Dcmdテーブルを読み出し、該Icmdo（ｎ）
に対応するパルス時間Dcmd（ｎ）を決定する。第７図は
補正電流指令値Icmdoとパルス時間Dcmdとの関係を示す
グラフである。

なお、後述するようにして作成され、マイクロコンピュ
ータ４から出力されるパルス信号のパルス時間Dout
（ｎ）が変ると補正電流指令値Icmdoに対するソレノイ
ド電流、すなわち実際の吸入空気量の偏差も変化し、誤
差が生じる。前記テーブルはこのような誤差を解消でき
るように、IcmdoとDcmdとの関係を設定している。

ステップS30…前記ステップS29で決定したDcmd（ｎ）、
前記ステップS24で算出された、ステップS26でリミット
チェックされたDfb（ｎ）、およびステップS28で決定し
たバッテリ電圧補正値Kivbを用いて、マイクロコンピュ
ータ４の最終出力であるパルス信号のパルス時間Dout
（ｎ）を、（６）式により算出する。

Dout（ｎ）＝Kivb×〔Dcmd（ｎ）＋Dfb（ｎ）〕 …
（６）すなわち、本実施例では、エンジン回転数フィードバッ
ク制御系の補正電流指令値Icmdoに応じて決定されるDcm
d（ｎ）に、前回の補正電流指令値Icmdo（ｎ−１）に対
する今回の実電流値Iact（ｎ）の偏差に基づいて決定さ
れる、電磁フィードバック制御系のDfb（ｎ）を加算す
ることによってパルス時間を決定し、これにバッテリ電
圧補正値Kivbを乗算してDout（ｎ）を算出するようにし
ている。

換言すれば、本実施例では、補正電流指令値Icmdoにソ
レノイド電流を近づけるために、ソレノイド電流のフィ
ードバック制御を行なっているのである。

ステップS31…後で第９図を参照して説明するようにし
て、Dout（ｎ）のリミットチェックを行なう。その後、
処理はメインプログラムへ戻る。これに応じてマイクロ
コンピュータ４は、パルス時間Dout（ｎ）を有するパル
ス信号を連続的に出力する。

第８図は、第１図のステップS26での演算内容を示すフ
ローチャートである。

ステップS231…第１図のステップS24で演算したDfb
（ｎ）が、ある上限値Dfbh以上であるか否かを判定す
る。該判定が不成立の時にはステップS234へ進み、成立
する時にはステップS232へ進む。

ステップS232…メモリ２（具体的には今回値メモリ）に
前回値メモリの内容である前回の積分値Di（ｎ−１）を
記憶する。

ステップS233…Dfb（ｎ）を、その上限値であるDfbhに
設定する。その後、処理は第１図のステップS27へ進
む。

ステップS234…Dfb（ｎ）が、ある下限値Dfbl以下であ
るか否かを判定する。該判定が不成立の時には、Dfb
（ｎ）がリミットを超えない適当な数値範囲内にあると
して、ステップS238へ進む。また、該判定が成立する時
にはステップS235へ進む。

ステップS235…前記したステップS232と同様に、今回値
メモリに前回の積分値Di（ｎ−１）を記憶する。

なお、前記ステップS232およびこのステップS235におけ
る処理により、Dfb（ｎ）が上下限のリミットを超えて
いる状態においては、次回のステップS13（第１図）の
演算においては、積分項が更新されないことになる。こ
のように積分項を更新しないこととしているのは、Dfb
（ｎ）がリミットを超えている状態においては、積分項
を更新すると該積分項の値が異常となり、前記リミット
を超えない状態に復帰した場合において、スムーズに適
正なフィードバック制御項Dfb（ｎ）が得られないこと
になるが、このような状態を回避する為である。

ステップS236…Dfb（ｎ）を、その下限値であるDfblに
設定する。その後、処理は第１図のステップS27へ進
む。

ステップS238…第１図のステップS24で算出した数値を
そのままDfb（ｎ）として設定する。その後、処理は第
１図のステップS27へ進む。

第９図は、第１図のステップS31での演算内容を示すフ
ローチャートである。

ステップS281…第１図のステップS30で算出したDout
（ｎ）が、マイクロコンピュータ４の出力パルス信号の
デューティ比100％よりも大であるか否かを判定する。
該判定が不成立の時にはステップS284へ進み、成立する
時にはステップS282へ進む。

ステップS282…メモリ２（具体的には今回値メモリ）に
前回値メモリの内容である前回の積分値Di（ｎ−１）を
記憶する。

ステップS283…Dout（ｎ）を、前記出力パルス信号のデ
ューティ比100％に設定する。このように、Dout（ｎ）
を、出力パルス信号のデューティ比100％に制限してい
るのは、該100％よりも大きいDout（ｎ）に基づいてソ
レノイド電流を制御するようにしても、実際上、これに
応ずるソレノイド電流は得られないからである。

ステップS284…Dout（ｎ）が、マイクロコンピュータ４
の出力パルス信号のデューティ比０％よりも小であるか
否かを判定する。該判定が不成立の時には、Dout（ｎ）
がリミットを超えない適正な数値範囲内にあるとして、
ステップS288へ進む。また、該判定が成立する時にはス
テップS285へ進む。

ステップS285…前記したステップS282と同様に、今回値
メモリに前回の積分値Di（ｎ−１）を記憶する。

なお、前記ステップS282およびこのステップS285におけ
る処理により、Dout（ｎ）が上下限のリミットを超えて
いる状態においては、次回のステップS13（第１図）の
演算においては、積分項が更新されないことになる。こ
のように積分項を更新しない理由は、前記ステップS235
で述べたのと同様である。

ステップS286…Dout（ｎ）を、前記出力パルス信号のデ
ューティ比０％に設定する。このように、Dout（ｎ）
を、出力パルス信号のデューティ比０％に制限している
のは、該０％よりも小さいDout（ｎ）に基づいてソレノ
イド電流を制御するようにしても、実際上、これに応ず
るソレノイド電流は得られないからである。

ステップS288…第１図のステップS30で算出した数値を
そのままDout（ｎ）として設定する。

ステップS289…Dout（ｎ）を出力する。これに応じてマ
イクロコンピュータ４は前記Dout（ｎ）に相当するデュ
ーティ比のパルス信号をソレノイド駆動用トランジスタ
５へ連続的に出力する。

第10図は、本発明の方法を実現する為のソレノイド電流
制御装置の概略機能ブロック図である。以下、これにつ
いて説明する。

同図において、エンジン回転数検出手段101は実際のエ
ンジン回転数を検出し、エンジン回転数の逆数（周
期）、またはそれに相当する量Me（ｎ）を出力する。目
標アイドル回転数設定手段102はエンジンの運転状態に
応じた目標アイドル回転数Nrefoを設定し、その逆数、
またはそれに相当する量Mrefoを出力する。

Ifb（ｎ）演算手段103は、前記Me（ｎ）およびMrefoに
基づいてフィードバック制御項Ifb（ｎ）を算出し、該I
fb（ｎ）を切換え手段105とIfb（ｎ）学習記憶手段104
へ出力する。Ifb（ｎ）学習記憶手段104は、フィードバ
ック制御項Ifb（ｎ）の積分項Iai（ｎ）を、前記した
（２）式に従って学習し、最新の学習値Ixrefを出力す
る。

切換え手段105は、ソレノイド７に流れる電流に応じて
開度を比例的に制御する電磁弁（図示せず）が、エンジ
ン回転数のフィードバック制御モードにある時は、前記
Ifb（ｎ）演算手段103の出力であるIfb（ｎ）をIcmd発
生手段106へ供給し、一方、電磁弁がオープンループ制
御モードにある時は、前記Ifb（ｎ）学習記憶手段104の
出力である最新の学習値IxrefをIcmd発生手段106へ供給
する。

Icmd発生手段106は、前記Ifb（ｎ）が供給された時は、
例えば前記（１）式に従ってソレノイド電流指令値Icmd
を算出し、前記Ixrefが供給された時は、例えば前記
（３）式に従ってソレノイド電流指令値Icmdを算出す
る。そして、該IcmdはIcmdo発生手段107へ供給される。
なお、図示しないが、Icmd発生手段106には、（１）式
および（３）式の各補正項が供給されている。

Icmdo発生手段107は、供給される前記Icmdから、予め記
憶されているIcmd〜Icmdoテーブルを読み出し、補正電
流指令値Icmdoを決定し、これを出力する。該IcmdoはDc
md発生手段108とDfb（ｎ）発生手段109へ供給される。

Dcmd発生手段108は、供給される前記Icmdoから、予め記
憶されているIcmdo〜Dcmdテーブルを読み出し、該Icmdo
に対応するパルス時間Dcmdを決定し、これをパルス信号
発生手段110へ供給する。

Dfb（ｎ）発生手段109は、後述するソレノイド電流制御
手段111のオン／オフ駆動に応じてソレノイド７に流れ
る、電流を検知するソレノイド電流検出手段112の出力
である実電流値Iactと、前記Icmdoとに基づいて、フィ
ードバック制御項Dfb（ｎ）を算出し、該Dfb（ｎ）をパ
ルス信号発生手段110へ供給する。Kivb発生手段114は、
VB検知手段113で検知したバッテリ電圧VBから、予め記
憶されているVB〜Kivbテーブルを読み出し、バッテリ電
圧補正値Kivbを決定し、これをパルス信号発生手段110
へ供給する。

パルス信号発生手段110は、前記供給されたパルス時間D
cmdをDfb（ｎ）およびKivbに基づいて補正し、該補正さ
れたパルス時間Doutを有するパルス信号を出力する。ソ
レノイド電流制御手段111は前記パルス信号に応じてオ
ン／オフ駆動される。

この結果、バッテリ６からの電流はソレノイド７、ソレ
ノイド電流制御手段111、ソレノイド電流検出手段112を
通ってアースへと流れる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。

（１）電磁弁の開度が０％〜100％の間で直線的に制
御されるように、当該指令値を電磁弁の動作特性に基づ
いて補正し、かつ、パルス信号のデューティ比と実際の
ソレノイド電流との非直線性による制御誤差を解消でき
るように、当該補正された指令値とデューティ比との関
係を設定した。その結果、指令値が電磁弁に対して比例
的に反映され、実際にフィードバック制御を行う以前
に、あらかじめ予測される補正を行うことができ、電磁
弁の動作がより正確になる。

（２）エンジン回転数フィードバック制御系によって
設定されるDcmd（ｎ）と、電流フィードバック制御系に
よって設定されるDfb（ｎ）とに基づいてマイクロコン
ピュータの出力パルス信号のパルス時間Dout（ｎ）を決
定するようにしている。

この為に、例えばソレノイドの抵抗成分が変化し、Dcmd
（ｎ）に対応するソレノイド電流が流れない状態が発生
しても、エンジン回転数に影響が及ぶ前に、電流フィー
ドバック制御系の先行制御によってDcmd（ｎ）に対応す
るソレノイド電流を流すことができる。この結果、ソレ
ノイドの抵抗成分が変化しても、エンジン回転数を安定
的に目標アイドル回転数に保持できる効果がある。

また、フィードバック制御中に演算される学習値Ixref
の算出した時点と、その学習値Ixrefに基づきフィード
バック制御の初期値を設定する時点とで、ソレノイドの
周囲温度に差があっても、あるいはオープンループ制御
を継続中にソレノイドの周囲温度が変化した場合におい
ても、電磁弁の開度は、前記したように、電流フィード
バック制御系の制御によりDcmd（ｎ）に対応する所望の
開度となる。

（３）前記パルス時間Dout（ｎ）を算出するのに、Dc
md（ｎ）とDfb（ｎ）とに基づく値にバッテリ電圧補正
値Kivbを乗算するようにすれば、バッテリ電圧が所定電
圧以下となった場合にも適正なDout（ｎ）を算出できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動作を説明するフローチャ
ートである。第２図は従来のソレノイド電流制御方法が
適用されたソレノイド電流制御装置の一例を示す回路構
成図である。第３図はフィードバック制御項Ifb（ｎ）
を算出するフローチャートである。第４図は本発明の方
法が適用されたソレノイド電流制御装置の一具体例を示
す回路構成図である。第５図はソレノイド電流指令値Ic
mdと補正電流指令値Icmdoとの関係を示すグラフであ
る。第６図はバッテリ電圧VBとバッテリ電圧補正値Kivb
との関係を示すグラフである。第７図は補正電流指令値
Icmdoとパルス時間Dcmdとの関係を示すグラフである。
第８図は、第１図のステップS26での演算内容を示すフ
ローチャートである。第９図は、第１図のステップS31
での演算内容を示すフローチャートである。第10図は、
本発明の方法を実現する為のソレノイド電流制御装置の
概略機能ブロック図である。１……CPU、２……メモリ、３……インターフェース、
４……マイクロコンピュータ、５……ソレノイド駆動用
トランジスタ、６……バッテリ、７……ソレノイド、10
……電流検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンのスロットル弁の上流と下流
とを連通するバイパス通路に設けられ、ソレノイドに流
れる電流（以下、ソレノイド電流という）に応じてその
開度が比例的に制御される電磁弁と、前記内燃エンジン
の運転状態に基づいて前記電磁弁のソレノイド電流指令
値を演算する手段と、前記電磁弁のソレノイドと直列に
接続された前記ソレノイド電流を検出する電流検出手段
と、前記電磁弁のソレノイド電流を前記指令値に従って
制御する電流制御手段とを有する、内燃エンジンの吸入
空気量制御用電磁弁のソレノイド電流制御方法におい
て、前記電磁弁の供給電流および弁開度の非直線性を補償す
るために、前記ソレノイド電流指令値（Icmd）を補正し
て補正電流指令値（Icmdo）を演算し、前記ソレノイド電流を制御するためのパルス信号のデュ
ーティ比およびソレノイドに流れる実電流の非直線性を
補償するために、前記補正電流指令値（Icmdo）を補正
して前記デューティ比（Dcmd）を演算すると共に、一方、前記ソレノイド電流（Iact）を検出し、前記補正電流指令値（Icmdo）に対する前記ソレノイド
電流（Iact）の偏差に基づいてフィードバック補正値
（Dfb（ｎ））を演算し、前記デューティ比（Dcmd）および前記フィードバック補
正値（Dfb（ｎ））に基づいて演算された補正デューテ
ィ比（Dout（ｎ））を決定することを特徴とする内燃エ
ンジンの吸入空気量制御用電磁弁のソレノイド電流制御
方法。
【請求項２】前記補正デューティ比（Dout（ｎ））にバ
ッテリ電圧補正値（Kivb）を乗算して、さらに補正され
た補正デューティ比（Dout（ｎ））を決定することを特
徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジン
の吸入空気量制御用電磁弁のソレノイド電流制御方法。