JPH06299886A - フィードバック制御システム及び制御方法 - Google Patents
フィードバック制御システム及び制御方法Info
- Publication number
- JPH06299886A JPH06299886A JP6066258A JP6625894A JPH06299886A JP H06299886 A JPH06299886 A JP H06299886A JP 6066258 A JP6066258 A JP 6066258A JP 6625894 A JP6625894 A JP 6625894A JP H06299886 A JPH06299886 A JP H06299886A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- engine
- fuel
- catalytic converter
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 63
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims 1
- -1 oxygen nitride Chemical class 0.000 abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N molecular nitrogen;molecular oxygen Chemical compound N#N.O=O DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
Landscapes
- 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)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機関の空気／燃料の作動が、使用されるコン
バータとはかかわりなく、最大の触媒変換効率に帰着す
る空燃比において達成される。 【構成】 最適の変換効率を要求される現実の空燃比
が、触媒コンバータの下流にてそれぞれ配置されるＨＣ
／ＣＯセンサ及びＮＯセンサの双方から放出信号を発生
させることにより決定される。フィードバック変数は放
出信号から導出される信号により調整されて最適な変換
効率に対応する値にて空気／燃料の作動を維持する。
バータとはかかわりなく、最大の触媒変換効率に帰着す
る空燃比において達成される。 【構成】 最適の変換効率を要求される現実の空燃比
が、触媒コンバータの下流にてそれぞれ配置されるＨＣ
／ＣＯセンサ及びＮＯセンサの双方から放出信号を発生
させることにより決定される。フィードバック変数は放
出信号から導出される信号により調整されて最適な変換
効率に対応する値にて空気／燃料の作動を維持する。
Description
【０００１】発明の背景 本発明の分野は、触媒コンバータと共に装備される内燃
機関のための空気／燃料の制御システム及び制御方法に
関する。
機関のための空気／燃料の制御システム及び制御方法に
関する。
【０００２】三元触媒コンバータの上流に配置された排
気ガス酸素センサに応答して内燃機関に供給される液体
燃料を調整するためのフィードバック制御システムが知
られている。典型的には、排気ガス酸素センサは、セン
サの各電極上の局部的な熱力学的平衡のもとに機関排気
中の低い或いは高い酸素部分圧の存在に依存する二状
態、高／低（濃／淡（ｒｉｃｈ／ｌｅａｎ））出力を提
供する。排気ガスは熱力学的平衡にはあり得ないので、
センサの高−低切り換え点は、化学量論的空燃比にては
起こり得ない。特に、切り換え点は、三元触媒コンバー
タの窓のピークと正確には一致し得ない。センサ切り換
え点と触媒コンバータのピークの窓との間の不一致を平
均の空気／燃料の値をバイアスすることにより減少させ
るために、触媒コンバータの下流にて第２排気ガス酸素
センサを使用することもまた知られている。
気ガス酸素センサに応答して内燃機関に供給される液体
燃料を調整するためのフィードバック制御システムが知
られている。典型的には、排気ガス酸素センサは、セン
サの各電極上の局部的な熱力学的平衡のもとに機関排気
中の低い或いは高い酸素部分圧の存在に依存する二状
態、高／低（濃／淡（ｒｉｃｈ／ｌｅａｎ））出力を提
供する。排気ガスは熱力学的平衡にはあり得ないので、
センサの高−低切り換え点は、化学量論的空燃比にては
起こり得ない。特に、切り換え点は、三元触媒コンバー
タの窓のピークと正確には一致し得ない。センサ切り換
え点と触媒コンバータのピークの窓との間の不一致を平
均の空気／燃料の値をバイアスすることにより減少させ
るために、触媒コンバータの下流にて第２排気ガス酸素
センサを使用することもまた知られている。
【０００３】しかしながら、本発明者等は、ここにおい
て、例え、触媒コンバータの下流に配置された排気ガス
酸素センサが下流センサよりも触媒コンバータの作動窓
のよりよい指示を提供するとしても、それは、所望の指
示を常に提供するとは限らないということを認識した。
相対的に良好な一致が初期的に達成されても、下流酸素
センサのエージング及び温度の影響がセンサ指示と触媒
コンバータの最高効率に対し要求される空燃比との間に
変動を生じさせ得る。ここで、本発明等はまた、後段触
媒酸素センサが化学量論にて正確に切り換わるときでさ
えも、切り換え点は、特別のコンバータのための最も有
効な変換効率とは正確には整合され得ないということを
発見した。
て、例え、触媒コンバータの下流に配置された排気ガス
酸素センサが下流センサよりも触媒コンバータの作動窓
のよりよい指示を提供するとしても、それは、所望の指
示を常に提供するとは限らないということを認識した。
相対的に良好な一致が初期的に達成されても、下流酸素
センサのエージング及び温度の影響がセンサ指示と触媒
コンバータの最高効率に対し要求される空燃比との間に
変動を生じさせ得る。ここで、本発明等はまた、後段触
媒酸素センサが化学量論にて正確に切り換わるときでさ
えも、切り換え点は、特別のコンバータのための最も有
効な変換効率とは正確には整合され得ないということを
発見した。
【０００４】発明の概要 ここにおいて、本発明の目的は、コンバータの作動窓の
空気／燃料の所在とはかかわりなく、機関の排気に結合
される何らかの触媒コンバータの作動窓内における機関
の空気／燃料の作動を提供することである。機関の排気
中に配設された触媒コンバータの変換効率を最適化する
ための制御システム及び方法の双方を提供することによ
り、上記目的が達成され、そして従来の提案の不利益が
克服される。本発明の一側面において、その制御方法
は、触媒コンバータの下流にて排気ガスの窒素酸化物含
有量を測定して第１測定信号を発生し、触媒コンバータ
の下流にて排気ガス中の結合された炭化水素及び一酸化
炭素の含有量を測定して第２測定信号を発生し、第１測
定信号を第２測定信号から減算して第３信号を発生し、
触媒コンバータの上流にて配置された排気ガス酸素セン
サから修正信号を発生させ、第３信号から導出される調
整信号でもって修正信号を調整しそしてそれから積分し
てフィードバック変数を発生し、そして、機関に供給さ
れる燃料をフィードバック変数により修正して触媒コン
バータの最大変換効率を維持する。
空気／燃料の所在とはかかわりなく、機関の排気に結合
される何らかの触媒コンバータの作動窓内における機関
の空気／燃料の作動を提供することである。機関の排気
中に配設された触媒コンバータの変換効率を最適化する
ための制御システム及び方法の双方を提供することによ
り、上記目的が達成され、そして従来の提案の不利益が
克服される。本発明の一側面において、その制御方法
は、触媒コンバータの下流にて排気ガスの窒素酸化物含
有量を測定して第１測定信号を発生し、触媒コンバータ
の下流にて排気ガス中の結合された炭化水素及び一酸化
炭素の含有量を測定して第２測定信号を発生し、第１測
定信号を第２測定信号から減算して第３信号を発生し、
触媒コンバータの上流にて配置された排気ガス酸素セン
サから修正信号を発生させ、第３信号から導出される調
整信号でもって修正信号を調整しそしてそれから積分し
てフィードバック変数を発生し、そして、機関に供給さ
れる燃料をフィードバック変数により修正して触媒コン
バータの最大変換効率を維持する。
【０００５】本発明の上記側面の利点は、機関の空気／
燃料の作動が、使用されるコンバータとはかかわりな
く、最大の触媒変換効率に帰着する空燃比において達成
されるということである。この利点は、迅速な空気／燃
料の修正を維持する間、得られる。
燃料の作動が、使用されるコンバータとはかかわりな
く、最大の触媒変換効率に帰着する空燃比において達成
されるということである。この利点は、迅速な空気／燃
料の修正を維持する間、得られる。
【０００６】上述の本発明の目的及利点及び他のこと
は、本発明が添付図面との関連にて利益を受けるために
使用される実施例の例を読むことによってより明らかに
理解されるであろう。
は、本発明が添付図面との関連にて利益を受けるために
使用される実施例の例を読むことによってより明らかに
理解されるであろう。
【０００７】
【実施例】実施例の記述 コントローラ１０は公知のマイクロコンピュータとして
図１のブロック図にて示されており、このマイクロコン
ピュータは、マイクロプロセッサユニット１２、入力ポ
ート１４、出力ポート１６、制御プログラムを記憶する
ための読み出し専用メモリ１８、カウンタ或いはタイマ
としても使用され得る一時的なデータ記憶のためのラン
ダムアクセスメモリ２０、学習された値を記憶するため
のキープアライブメモリ２２、及び公知のデータバスを
含む。
図１のブロック図にて示されており、このマイクロコン
ピュータは、マイクロプロセッサユニット１２、入力ポ
ート１４、出力ポート１６、制御プログラムを記憶する
ための読み出し専用メモリ１８、カウンタ或いはタイマ
としても使用され得る一時的なデータ記憶のためのラン
ダムアクセスメモリ２０、学習された値を記憶するため
のキープアライブメモリ２２、及び公知のデータバスを
含む。
【０００８】機関２８に結合された各センサからの色々
な信号を受けるコントローラ１０が示されており、当該
色々な信号は、質量空気流センサ３２からの導入質量空
気流（ＭＡＦ）の測定、機関負荷の指示として一般に使
用される圧力センサ３６からの吸気圧（ＭＡＰ）、温度
センサ４０からの機関冷却温度（Ｔ）、タコメータ４２
からの機関速度（ｒｐｍ）の指示、三元触媒コンバータ
５０の下流に配置された窒化酸素センサ４６からの機関
排気中における窒素酸化物（ＮＯｘ）の指示、及び触媒
コンバータ５０の下流にて機関排気中に配置されたセン
サ５４からのＨＣ及びＣＯの双方の結合された指示を含
む。この特別な例においては、センサ５４は、カリフォ
ルニア州、マウンテン・ビュー（Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖ
ｉｅｗ）のソノッコ・インコーポレイテッド（Ｓｏｎｏ
ｘｃｏ Ｉｎｃ．）により販売される触媒型センサであ
り、そしてセンサ４６は、１９８７年３月１９日発行の
超音波、強誘電体及び周波数制御に関する電気電子学会
会報、（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ
Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｓ ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）Ｖ
ＯＬ．ＵＦＦＣ−３４、ＮＯ．２、１４８ー１５５頁に
て述べられているような二酸化窒素ソー化学センサ（Ｓ
ａｗ─Ｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒ）である。この発明はま
た、分離された炭化水素及び一酸化炭素のセンサによる
ＨＣ及びＣＯの分離測定でもって利益をもたらすように
使用され得る。
な信号を受けるコントローラ１０が示されており、当該
色々な信号は、質量空気流センサ３２からの導入質量空
気流（ＭＡＦ）の測定、機関負荷の指示として一般に使
用される圧力センサ３６からの吸気圧（ＭＡＰ）、温度
センサ４０からの機関冷却温度（Ｔ）、タコメータ４２
からの機関速度（ｒｐｍ）の指示、三元触媒コンバータ
５０の下流に配置された窒化酸素センサ４６からの機関
排気中における窒素酸化物（ＮＯｘ）の指示、及び触媒
コンバータ５０の下流にて機関排気中に配置されたセン
サ５４からのＨＣ及びＣＯの双方の結合された指示を含
む。この特別な例においては、センサ５４は、カリフォ
ルニア州、マウンテン・ビュー（Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖ
ｉｅｗ）のソノッコ・インコーポレイテッド（Ｓｏｎｏ
ｘｃｏ Ｉｎｃ．）により販売される触媒型センサであ
り、そしてセンサ４６は、１９８７年３月１９日発行の
超音波、強誘電体及び周波数制御に関する電気電子学会
会報、（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ
Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ，Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ
ｓ ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）Ｖ
ＯＬ．ＵＦＦＣ−３４、ＮＯ．２、１４８ー１５５頁に
て述べられているような二酸化窒素ソー化学センサ（Ｓ
ａｗ─Ｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒ）である。この発明はま
た、分離された炭化水素及び一酸化炭素のセンサによる
ＨＣ及びＣＯの分離測定でもって利益をもたらすように
使用され得る。
【０００９】加えるに、コントローラ１０は、触媒コン
バータ５０の上流に配置された排気ガス酸素センサ４４
の基準値に対する比較から生ずる比較器３８からの二状
態（リッチ／リーン）信号ＥＧＯＳを受ける。この特別
な例においては、信号ＥＧＯＳは、排気ガス酸素センサ
４４の出力が基準値よりも大きいとき１ボルトのような
正の所定の電圧であり、そしてセンサ４４の出力が基準
値よりも小さな値に切り換わるとき所定の負の電圧であ
る。理想的な状態においては、理想的なセンサ及び十分
に平衡した排気ガスでもって、信号ＥＧＯＳが、化学量
論的燃焼に対応する値にて状態を切り換える。
バータ５０の上流に配置された排気ガス酸素センサ４４
の基準値に対する比較から生ずる比較器３８からの二状
態（リッチ／リーン）信号ＥＧＯＳを受ける。この特別
な例においては、信号ＥＧＯＳは、排気ガス酸素センサ
４４の出力が基準値よりも大きいとき１ボルトのような
正の所定の電圧であり、そしてセンサ４４の出力が基準
値よりも小さな値に切り換わるとき所定の負の電圧であ
る。理想的な状態においては、理想的なセンサ及び十分
に平衡した排気ガスでもって、信号ＥＧＯＳが、化学量
論的燃焼に対応する値にて状態を切り換える。
【００１０】機関２８の吸気マニホールド５８は出口胴
体５９に連結されて示されており、出口導体５９は、そ
の内部に配置された主たる空気量設定板６２を有する。
出口胴体５９はまた、コントローラ１０からの信号ｆｐ
ｗのパルス幅に比例して液体燃料を供給するためにそこ
に結合された燃料噴射器７６を有するように示されてい
る。燃料は、燃料タンク８０、燃料ポンプ８２及び燃料
レール８４を含む公知の燃料システムにより燃料噴射器
７６に供給される。
体５９に連結されて示されており、出口導体５９は、そ
の内部に配置された主たる空気量設定板６２を有する。
出口胴体５９はまた、コントローラ１０からの信号ｆｐ
ｗのパルス幅に比例して液体燃料を供給するためにそこ
に結合された燃料噴射器７６を有するように示されてい
る。燃料は、燃料タンク８０、燃料ポンプ８２及び燃料
レール８４を含む公知の燃料システムにより燃料噴射器
７６に供給される。
【００１１】図２を参照して、コントローラ１０により
実行されて燃料調整信号ＦＴを発生するルーチンのフロ
ーチャートが今述べられる。最初に、閉ループの空気／
燃料の制御が、温度のような機関作動状態を監視するこ
とにより始められるべき（ステップ１０４）かどうかの
決定がなされる。閉ループの制御が始まると、センサ５
４がサンプリングされ（ステップ１０８）、この特別な
例においては、機関の排気中におけるＨＣ及びＣＯの双
方の量に関連付けされた出力信号を提供する。
実行されて燃料調整信号ＦＴを発生するルーチンのフロ
ーチャートが今述べられる。最初に、閉ループの空気／
燃料の制御が、温度のような機関作動状態を監視するこ
とにより始められるべき（ステップ１０４）かどうかの
決定がなされる。閉ループの制御が始まると、センサ５
４がサンプリングされ（ステップ１０８）、この特別な
例においては、機関の排気中におけるＨＣ及びＣＯの双
方の量に関連付けされた出力信号を提供する。
【００１２】センサ５４のＨＣ／ＣＯの出力はステップ
１１２中での機関の速度及び負荷との関連で規格化され
る。この規格化出力の図解表示は図３Ａにより表され
る。ここで後により詳細に述べられるように、規格化さ
れたＨＣ／ＣＯの出力信号の零レベルは、触媒コンバー
タ５０の作動窓、或いは最大変換効率の点と相互に関連
する。
１１２中での機関の速度及び負荷との関連で規格化され
る。この規格化出力の図解表示は図３Ａにより表され
る。ここで後により詳細に述べられるように、規格化さ
れたＨＣ／ＣＯの出力信号の零レベルは、触媒コンバー
タ５０の作動窓、或いは最大変換効率の点と相互に関連
する。
【００１３】さらに図２において、窒化酸素センサ４６
がステップ１１４中においてサンプリングされそしてス
テップ１１８中にて機関の速度及び負荷との関連にて規
格化される。窒化酸素センサ４６の規格化された出力の
図解的表示は図３Ｂにおいて表される。規格化された窒
化酸素信号の零レベルは、最大変換効率に帰着する触媒
コンバータ５０の作動窓と相互に関連する。
がステップ１１４中においてサンプリングされそしてス
テップ１１８中にて機関の速度及び負荷との関連にて規
格化される。窒化酸素センサ４６の規格化された出力の
図解的表示は図３Ｂにおいて表される。規格化された窒
化酸素信号の零レベルは、最大変換効率に帰着する触媒
コンバータ５０の作動窓と相互に関連する。
【００１４】ステップ１２２中においては、窒化酸素セ
ンサ４６の規格化された出力が、ＨＣ／ＣＯセンサ５４
の規格化された出力から減算されて結合された放出信号
ＥＳを発生する。放出信号ＥＳの零交差点（図３Ｄ参
照）は、触媒コンバータ５０の最大変換効率に対する現
実の作動窓に対応する。各処理ステップ１２６〜１３４
との関連で以下に述べられるように、放出信号ＥＳは比
例及び積分のコントローラにおいて処理されてフィード
バック変数ＦＶを調整するための燃料調整信号ＦＴを発
生し、フィードバック変数ＦＶは図４にて示されるフロ
ーチャートとの関連にてここに後に述べられるように発
生される。
ンサ４６の規格化された出力が、ＨＣ／ＣＯセンサ５４
の規格化された出力から減算されて結合された放出信号
ＥＳを発生する。放出信号ＥＳの零交差点（図３Ｄ参
照）は、触媒コンバータ５０の最大変換効率に対する現
実の作動窓に対応する。各処理ステップ１２６〜１３４
との関連で以下に述べられるように、放出信号ＥＳは比
例及び積分のコントローラにおいて処理されてフィード
バック変数ＦＶを調整するための燃料調整信号ＦＴを発
生し、フィードバック変数ＦＶは図４にて示されるフロ
ーチャートとの関連にてここに後に述べられるように発
生される。
【００１５】最初に、ステップ１２６を参照すれば、放
出信号ＥＳは、ゲイン定数ＧＩにより乗算され、そして
結果として生ずる積が、ステップ１２８にて先に積算さ
れた積（ＧＩ★ＥＳi-1 ）に加えられる。もう一つの方
法を述べれば、放出信号ＥＳは、ゲイン定数ＧＩにより
決定されるステップにおいて各サンプル周期（ｉ）毎に
積分される。ステップ１３２の間中、放出信号ＥＳはま
た、比例ゲインＧＰにより乗算される。ステップ１２８
からの積分値は、加算ステップ１３４の間中、ステップ
１３２からの比例値に加えられて燃料調整信号ＦＴを発
生する。要約すれば、各ステップ１２６ー１３２にて述
べられた比例及び積分制御は放出信号ＥＳから燃料調整
信号ＦＴを発生する。
出信号ＥＳは、ゲイン定数ＧＩにより乗算され、そして
結果として生ずる積が、ステップ１２８にて先に積算さ
れた積（ＧＩ★ＥＳi-1 ）に加えられる。もう一つの方
法を述べれば、放出信号ＥＳは、ゲイン定数ＧＩにより
決定されるステップにおいて各サンプル周期（ｉ）毎に
積分される。ステップ１３２の間中、放出信号ＥＳはま
た、比例ゲインＧＰにより乗算される。ステップ１２８
からの積分値は、加算ステップ１３４の間中、ステップ
１３２からの比例値に加えられて燃料調整信号ＦＴを発
生する。要約すれば、各ステップ１２６ー１３２にて述
べられた比例及び積分制御は放出信号ＥＳから燃料調整
信号ＦＴを発生する。
【００１６】マイクロコンピュータ１０により実行され
て機関２８に供給される液体燃料の所望の量を発生しそ
してこの所望の燃料量を排気ガス酸素センサ４４及び燃
料調整信号ＦＴの双方に関連付けられたフィードバック
変数により調整するルーチンが今図４との関連にて述べ
られる。ステップ１５８の間中、オープンループの燃料
量が、最初に、導入される質量空気流（ＭＡＦ）の測定
量を、典型的にはガソリン燃焼に対する化学量論的な値
である所望の空燃比ＡＦｄにより割ることにより、決定
される。このオープンループの燃料充填は、それから調
整され、この例においては、フィードバック変数ＦＶに
より割られる。
て機関２８に供給される液体燃料の所望の量を発生しそ
してこの所望の燃料量を排気ガス酸素センサ４４及び燃
料調整信号ＦＴの双方に関連付けられたフィードバック
変数により調整するルーチンが今図４との関連にて述べ
られる。ステップ１５８の間中、オープンループの燃料
量が、最初に、導入される質量空気流（ＭＡＦ）の測定
量を、典型的にはガソリン燃焼に対する化学量論的な値
である所望の空燃比ＡＦｄにより割ることにより、決定
される。このオープンループの燃料充填は、それから調
整され、この例においては、フィードバック変数ＦＶに
より割られる。
【００１７】閉ループ制御が、温度のような機関作動状
態を監視することにより、望まれる（ステップ１６０）
という決定の後、信号ＥＧＯＳがステップ１６２の間中
読まれる。ステップ１６６の間中、燃料調整信号ＦＴ
が、図２との関連で先に述べられたルーチンから転送さ
れそして信号ＥＧＯＳに加えられて調整信号ＴＳを発生
する。
態を監視することにより、望まれる（ステップ１６０）
という決定の後、信号ＥＧＯＳがステップ１６２の間中
読まれる。ステップ１６６の間中、燃料調整信号ＦＴ
が、図２との関連で先に述べられたルーチンから転送さ
れそして信号ＥＧＯＳに加えられて調整信号ＴＳを発生
する。
【００１８】各ステップ１７０−１７８の間中、公知の
比例及び積分フィードバックルーチンが、その入力とし
ての調整された信号ＴＳでもって実行される。調整され
た信号ＴＳは、最初に、積分ゲイン値ＫＩ（ステップ１
７０参照）により乗算されそしてこの積が先に積算され
た積（ステップ１７２参照）に加えられる。即ち、調整
信号ＴＳは、各サンプル周期（ｉ）毎にゲイン定数ＫＩ
により決定される各段階において積分される。この積分
値は、比例ゲインＫＰと調整信号ＦＶの積（ステップ１
７６参照）に加算されてフィードバック変数ＦＶ（ステ
ップ１７８参照）を発生する。ステップ１５８との関連
で先に述べられたように、フィードバック変数ＦＶは機
関２８に供給される燃料を調整する。フィードバック変
数ＦＶは、放出信号ＥＳを零にするように、機関２８に
供給される燃料を修正する。
比例及び積分フィードバックルーチンが、その入力とし
ての調整された信号ＴＳでもって実行される。調整され
た信号ＴＳは、最初に、積分ゲイン値ＫＩ（ステップ１
７０参照）により乗算されそしてこの積が先に積算され
た積（ステップ１７２参照）に加えられる。即ち、調整
信号ＴＳは、各サンプル周期（ｉ）毎にゲイン定数ＫＩ
により決定される各段階において積分される。この積分
値は、比例ゲインＫＰと調整信号ＦＶの積（ステップ１
７６参照）に加算されてフィードバック変数ＦＶ（ステ
ップ１７８参照）を発生する。ステップ１５８との関連
で先に述べられたように、フィードバック変数ＦＶは機
関２８に供給される燃料を調整する。フィードバック変
数ＦＶは、放出信号ＥＳを零にするように、機関２８に
供給される燃料を修正する。
【００１９】上述した空気／燃料の制御システムのため
の作動の例は図５において図解的に示されている。より
具体的には、触媒コンバータ５０からのＨＣ、ＣＯ及び
ＮＯｘ放出の測定は、機関の速度負荷範囲に亘り規格化
された後に、空燃比の関数としてプロットされる。最大
の変換効率は、ＣＯ及びＨＣの放出がほぼ零に落ちたが
ＮＯｘ放出が上昇し始める前の点において、空燃比が低
（淡）方向において増加しているときに示される。同様
に、空燃比が減少している間、最大変換効率は、窒化酸
素放出がほぼ零に落ちたがＣＯ及びＨＣの放出が未だ上
昇し始めていないときに、達成される。
の作動の例は図５において図解的に示されている。より
具体的には、触媒コンバータ５０からのＨＣ、ＣＯ及び
ＮＯｘ放出の測定は、機関の速度負荷範囲に亘り規格化
された後に、空燃比の関数としてプロットされる。最大
の変換効率は、ＣＯ及びＨＣの放出がほぼ零に落ちたが
ＮＯｘ放出が上昇し始める前の点において、空燃比が低
（淡）方向において増加しているときに示される。同様
に、空燃比が減少している間、最大変換効率は、窒化酸
素放出がほぼ零に落ちたがＣＯ及びＨＣの放出が未だ上
昇し始めていないときに、達成される。
【００２０】上述の作動システムに応じて、触媒コンバ
ータ５０の作動窓が、選択された基準空燃比とはかかわ
りなくそして排気ガス酸素センサ４４の切り換え点とは
かかわりなく、放出信号ＥＳの零交差点（図３Ｄ参照）
にて維持される。
ータ５０の作動窓が、選択された基準空燃比とはかかわ
りなくそして排気ガス酸素センサ４４の切り換え点とは
かかわりなく、放出信号ＥＳの零交差点（図３Ｄ参照）
にて維持される。
【００２１】放出信号ＥＳが結合されたＨＣ／ＣＯセン
サから窒化酸素センサの出力を減じることにより発生さ
れそしてその後比例及び積分のコントローラに供給され
る作動の例が提案された。しかしながら、ここに請求さ
れる本発明は、比例及び積分のコントローラ以外でもっ
て利益を受けるために使用され得る。ここに請求される
本発明はまた、分離したＨＣ及びＣＯのセンサ又は窒化
酸素センサとの関連におけるＣＯ或いはＨＣのセンサの
いずれかの使用でもって利益を受けるために使用され得
る。そして、本発明は、簡単な減算以外の信号処理手段
によりセンサ出力を結合することにより利益を受けるた
めに使用され得る。従って、本発明等は、ここにおい
て、本発明が従属請求項によってのみ定義されることを
意図している。
サから窒化酸素センサの出力を減じることにより発生さ
れそしてその後比例及び積分のコントローラに供給され
る作動の例が提案された。しかしながら、ここに請求さ
れる本発明は、比例及び積分のコントローラ以外でもっ
て利益を受けるために使用され得る。ここに請求される
本発明はまた、分離したＨＣ及びＣＯのセンサ又は窒化
酸素センサとの関連におけるＣＯ或いはＨＣのセンサの
いずれかの使用でもって利益を受けるために使用され得
る。そして、本発明は、簡単な減算以外の信号処理手段
によりセンサ出力を結合することにより利益を受けるた
めに使用され得る。従って、本発明等は、ここにおい
て、本発明が従属請求項によってのみ定義されることを
意図している。
【図１】本発明が有効に使用される実施例のブロック図
である。
である。
【図２】図１にて示された実施例の一部により実行され
る色々な作動の高レベルのフローチャートである。
る色々な作動の高レベルのフローチャートである。
【図３】図１にて示されそして図２にてさらに述べられ
た実施例の一部により発生される色々な電気的な波形を
表す図である。
た実施例の一部により発生される色々な電気的な波形を
表す図である。
【図４】図１にて示された実施例の一部により実行され
る色々な作動の高レベルのフローチャートである。
る色々な作動の高レベルのフローチャートである。
【図５】機関の空気／燃料の作動の関数として触媒コン
バータを通して通過する規格化された放出物質の図解的
な表示図である。
バータを通して通過する規格化された放出物質の図解的
な表示図である。
１０ コントローラ ２８ 機関 ３２ 質量空気流センサ ３６ 圧力センサ ４０ 温度センサ ４２ タコメータ ４４ 排気ガス酸素センサ ４６ 窒化酸素センサ ５０ 触媒コンバータ ７６ 燃料噴射器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード イー．ソルティス アメリカ合衆国ミシガン州レッドフォー ド，ロス ドライブ 24848 (72)発明者 ヤコブス エッチ．ビサー アメリカ合衆国ミシガン州ベレビル，エ ス．ベルリッジ ドライブ 41611，ナン バー 724
Claims (14)
- 【請求項１】 機関の排気中に配置された触媒コンバー
タの変換効率を最適化するための機関の空気／燃料の制
御方法であって、 前記触媒コンバータの下流にて排気ガスの窒素酸化物含
有量を測定して第１測定信号を発生し、 前記触媒コンバータの下流にて排気ガス内の結合された
炭化水素及び一酸化炭素の含有量を測定して第２測定信
号を発生し、 前記第１測定信号を前記第２測定信号から減算して第３
信号を発生し、 前記触媒コンバータの上流にて配置された排気ガス酸素
センサから修正信号を発生させ、 前記第３信号から導出される調整信号でもって前記修正
信号を調整しそしてそれから積分してフィードバック変
数を発生し、そして前記機関に供給される燃料を前記フ
ィードバック変数により修正して前記触媒コンバータの
最大変換効率を維持する各ステップを含む機関の空気／
燃料の制御方法。 - 【請求項２】 前記第３信号を積分して前記調整信号を
導出するステップをさらに含む請求項１に記載の機関の
空気／燃料の制御方法。 - 【請求項３】 前記第３信号に比例項を乗算しそして結
果生ずる積を前記第３信号の前記積分に加算して前記調
整信号を導出するステップをさらに含む請求項２に記載
の機関の空気／燃料の制御方法。 - 【請求項４】 機関の排気中に配置された触媒コンバー
タの変換効率を最適化するための機関の空気／燃料の制
御方法であって、 前記触媒コンバータの下流にて排気ガスの窒素酸化物含
有量を測定しかつ少なくとも機関の速度との関連で前記
測定量を標準化して第１測定信号を発生し、 前記触媒コンバータの下流にて排気ガス内の結合された
炭化水素及び一酸化炭素の含有量を測定しそして少なく
とも機関の速度との関連で前記測定量を規格化して第２
測定信号を発生し、 前記第１測定信号を前記第２測定信号から減算して調整
信号を発生し、 前記触媒コンバータの上流にて配置された排気ガス酸素
センサから修正信号を発生させ、 前記調整信号でもって前記修正信号を調整しそしてそれ
から積分してフィードバック変数を発生し、そして前記
機関に導入される空気流の指示及び基準空燃比に応答し
て前記機関に燃料を供給し、そして前記フィードバック
変数により前記供給燃料を修正して前記触媒コンバータ
の最大変換効率を維持する各ステップを含む機関の空気
／燃料の制御方法。 - 【請求項５】 前記調整信号が、前記放出指示信号を積
分しそしてゲイン値の前記放出指示信号との積を結果生
ずる積分に加算することにより導出される請求項４に記
載の機関の空気／燃料の制御方法。 - 【請求項６】 修正信号を発生する前記ステップが、前
記修正信号が、排気ガスが予め選択された空燃比から離
れてリッチであるとき第１極性をもちそして前記排気ガ
スが前記予め選択された空燃比から離れてリーンである
とき前記第１極性とは逆の第２極性をもつ所定の振幅を
有するように、前記排気ガス酸素センサの出力を基準値
と比較するステップをさらに含む請求項４に記載の機関
の空気／燃料の制御方法。 - 【請求項７】 機関の排気中に配置された触媒コンバー
タの変換効率を最適化するための機関の制御システムで
あって、 前記触媒コンバータの下流に配置されて前記排気中の窒
素酸化物の量に関連付けられた振幅を有する第１電気信
号を提供する第１センサ、 前記触媒コンバータの下流に配置されて窒素酸化物以外
の少なくとも一排気副産物の量に関連付けられた振幅を
有する第２電気信号を提供する第２センサ、 前記触媒コンバータの上流にて配置されて前記排気ガス
の酸素含有量に関連付けられたフィードバック信号を提
供する排気ガス酸素センサ、 前記第１及び第２の電気信号を結合して前記触媒コンバ
ータの最大変換効率に関連付けられた調整信号を発生し
かつ前記調整信号でもって前記フィードバック信号を修
正する修正手段、および前記機関内に導入された空気量
及び所望の空燃比及び前記修正されたフィードバック変
数との関連にて前記機関に燃料を供給する燃料制御手段
を含む機関の制御システム。 - 【請求項８】 前記第２センサが、前記排気中における
一酸化炭素及び炭化水素の双方の量に関連付けられた前
記振幅を有する前記第２信号を提供する請求項７に記載
の制御システム。 - 【請求項９】 前記修正手段が、前記第１電気信号を前
記第２電気信号から減算することにより前記調整信号を
提供する請求項８に記載の制御システム。 - 【請求項１０】 前記修正手段が、前記第１電気信号及
び前記第２電気信号の間の前記差に比例項を乗算するこ
とにより前記調整信号を提供する請求項９に記載の制御
システム。 - 【請求項１１】 前記修正手段が、前記第１電気信号及
び前記第２電気信号の間の前記差を積分することにより
前記調整信号を提供する請求項１０に記載の制御システ
ム。 - 【請求項１２】 機関の速度及び機関の負荷との関連で
前記第１電気信号及び前記第２電気信号を規格化する手
段をさらに含む請求項１１に記載の制御システム。 - 【請求項１３】 前記第２電気信号が前記機関の排気中
の一酸化炭素の量に関連付けられる請求項７に記載の制
御システム。 - 【請求項１４】 前記第２電気信号が前記機関の排気中
の炭化水素の量に関連付けられる請求項７に記載の制御
システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US043095 | 1993-04-05 | ||
| US08/043,095 US5341643A (en) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Feedback control system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06299886A true JPH06299886A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=21925476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6066258A Pending JPH06299886A (ja) | 1993-04-05 | 1994-04-04 | フィードバック制御システム及び制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5341643A (ja) |
| EP (1) | EP0619422B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06299886A (ja) |
| DE (1) | DE69425920T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001140684A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| WO2012153403A1 (ja) | 2011-05-11 | 2012-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US9080528B2 (en) | 2010-05-17 | 2015-07-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4436085A1 (de) * | 1994-10-10 | 1996-04-11 | Daimler Benz Ag | Regelungsverfahren zur Optimierung der Schadstoffemission einer Verbrennungsanlage |
| DE19537788A1 (de) * | 1995-10-11 | 1997-04-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Funktionsweise eines Katalysators |
| GB9602652D0 (en) * | 1996-02-09 | 1996-04-10 | Sun Electric Uk Ltd | Analysing catalyst and other systems operations |
| US5802395A (en) * | 1996-07-08 | 1998-09-01 | International Business Machines Corporation | High density memory modules with improved data bus performance |
| US6040636A (en) * | 1997-11-13 | 2000-03-21 | Audiovox Corporation | System controlling vehicle warm up operation responsive to environment CO level |
| DE19843879C2 (de) * | 1998-09-25 | 2003-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Betrieb eines Verbrennungsmotors in Verbindung mit einem NOx-Speicherkatalysator und einem NOx-Sensor |
| US6427437B1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-08-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Method for improved performance of an engine emission control system |
| US6860100B1 (en) | 2000-03-17 | 2005-03-01 | Ford Global Technologies, Llc | Degradation detection method for an engine having a NOx sensor |
| US6453665B1 (en) * | 2000-04-28 | 2002-09-24 | Ford Global Technologies, Inc. | Catalyst based adaptive fuel control |
| US6363715B1 (en) * | 2000-05-02 | 2002-04-02 | Ford Global Technologies, Inc. | Air/fuel ratio control responsive to catalyst window locator |
| US7197866B2 (en) * | 2003-11-10 | 2007-04-03 | Ford Global Technologies, Llc | Control approach for use with dual mode oxygen sensor |
| EP2324349B1 (de) * | 2008-09-03 | 2016-11-30 | Testo AG | Verfahren und vorrichtung zur messwerterfassung und messwertanzeige |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3738341A (en) * | 1969-03-22 | 1973-06-12 | Philips Corp | Device for controlling the air-fuel ratio {80 {11 in a combustion engine |
| DE2709215A1 (de) * | 1977-03-03 | 1978-09-07 | Bosch Gmbh Robert | Ueberwachungsschaltung fuer die abgaszusammensetzung bei brennkraftmaschinen |
| US4789939A (en) * | 1986-11-04 | 1988-12-06 | Ford Motor Company | Adaptive air fuel control using hydrocarbon variability feedback |
| US4915080A (en) * | 1987-09-22 | 1990-04-10 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Electronic air-fuel ratio control apparatus in internal combustion engine |
| US4878473A (en) * | 1987-09-30 | 1989-11-07 | Japan Electronic Control Systems Co. Ltd. | Internal combustion engine with electronic air-fuel ratio control apparatus |
| JPH02125941A (ja) * | 1988-11-05 | 1990-05-14 | Nippon Denso Co Ltd | エンジンの空燃比制御装置 |
| JPH034157A (ja) * | 1989-06-01 | 1991-01-10 | Nissan Motor Co Ltd | 窒素酸化物濃度の計測装置 |
| DE4039429A1 (de) * | 1990-12-11 | 1992-06-17 | Abb Patent Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur ueberpruefung eines katalysators |
-
1993
- 1993-04-05 US US08/043,095 patent/US5341643A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-21 DE DE69425920T patent/DE69425920T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-21 EP EP94302005A patent/EP0619422B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-04 JP JP6066258A patent/JPH06299886A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001140684A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US9080528B2 (en) | 2010-05-17 | 2015-07-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
| WO2012153403A1 (ja) | 2011-05-11 | 2012-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0619422A3 (en) | 1998-07-15 |
| EP0619422B1 (en) | 2000-09-20 |
| DE69425920D1 (de) | 2000-10-26 |
| DE69425920T2 (de) | 2001-02-01 |
| EP0619422A2 (en) | 1994-10-12 |
| US5341643A (en) | 1994-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5452576A (en) | Air/fuel control with on-board emission measurement | |
| US6497092B1 (en) | NOx absorber diagnostics and automotive exhaust control system utilizing the same | |
| US6671613B2 (en) | Cylinder flow calculation system | |
| US20190309698A1 (en) | Method for controlling an exhaust gas component filling level in an accumulator of a catalytic converter | |
| US8297040B2 (en) | Diagnostic method and device for operating an internal combustion engine | |
| US7886588B2 (en) | Method for determining current oxygen loading of a 3-way catalytic converter of a lambda-controlled internal combustion engine | |
| US20030000205A1 (en) | System and method for determining set point location for oxidant-based engine air/fuel control strategy | |
| US11002206B2 (en) | Method for ascertaining a maximum storage capacity of an exhaust gas component reservoir of a catalytic converter | |
| JPH06299886A (ja) | フィードバック制御システム及び制御方法 | |
| JPH0363654B2 (ja) | ||
| US7204079B2 (en) | Device for determining the mass of NOx stored in a NOx trap, and a system for supervising the regeneration of a NOx trap including such a device | |
| JPS6036743A (ja) | 空気‐燃料制御装置 | |
| US6453661B1 (en) | System and method for determining target oxygen storage in an automotive catalyst | |
| US7257944B2 (en) | System and method for controlling catalyst storage capacity | |
| US7918086B2 (en) | System and method for determining a NOx storage capacity of catalytic device | |
| JPH07305647A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| US20030051463A1 (en) | Oxygen storage control of engine exhaust gas purification catalyst | |
| US4314537A (en) | Fuel feedback control system for internal combustion engine | |
| US5329764A (en) | Air/fuel feedback control system | |
| CA1112740A (en) | Electronic closed loop air-fuel ratio control system for use with internal combustion engine | |
| US6550237B1 (en) | Method and system for monitoring a catalytic converter | |
| KR0161699B1 (ko) | 내연기관의 공연비 제어장치 | |
| US4765305A (en) | Control method of controlling an air/fuel ratio control system in an internal combustion engine | |
| US6209314B1 (en) | Air/fuel mixture control in an internal combustion engine | |
| EP3705707B1 (en) | Method and assembly for controlling fuel supply for a spark ignition internal combustion engine, in particular for a natural gas fueled engine |