JPS58190532A - 内燃機関の空燃比帰還制御方法 - Google Patents
内燃機関の空燃比帰還制御方法Info
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- JPS58190532A JPS58190532A JP7156382A JP7156382A JPS58190532A JP S58190532 A JPS58190532 A JP S58190532A JP 7156382 A JP7156382 A JP 7156382A JP 7156382 A JP7156382 A JP 7156382A JP S58190532 A JPS58190532 A JP S58190532A
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- 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
- F02D41/1477—Introducing 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)
- F02D41/1482—Integrator, i.e. variable slope
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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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明に、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度によって
混合気の空燃比をフィードバック制御するようにした空
燃比帰還制御方法に関する。
混合気の空燃比をフィードバック制御するようにした空
燃比帰還制御方法に関する。
先ず、従来の空燃比帰還制御方法について簡単に説明す
る。
る。
第１図は、空燃比帰還制御方法を実施した内燃機関（エ
ンジンンのシステム構成図であり、燃焼室Ｌａ−有する
エンジンの吸気管２に設けた吸気量センサ３からの吸気
量Ｑを示す信号と、絞り弁４の開度センサ５からの加減
速を示す信号と、回転センサ６からのエンジン回転数Ｎ
を示す信号と、ウォータジャケットに取付けた水温セン
サ７からのエンジン冷却水温を示す信号と、さらに排気
管８の排気浄化装置（三元触媒）９よシ手前に取付けた
酸素濃度検出器である０２センサ１０からの検出信号と
を、夫々演算装置１１に入力し、燃料噴射量を算出して
燃料噴射弁１２を制御するようになっている。
ンジンンのシステム構成図であり、燃焼室Ｌａ−有する
エンジンの吸気管２に設けた吸気量センサ３からの吸気
量Ｑを示す信号と、絞り弁４の開度センサ５からの加減
速を示す信号と、回転センサ６からのエンジン回転数Ｎ
を示す信号と、ウォータジャケットに取付けた水温セン
サ７からのエンジン冷却水温を示す信号と、さらに排気
管８の排気浄化装置（三元触媒）９よシ手前に取付けた
酸素濃度検出器である０２センサ１０からの検出信号と
を、夫々演算装置１１に入力し、燃料噴射量を算出して
燃料噴射弁１２を制御するようになっている。
そして、演算装置゛１１においては、第２図のフロチャ
ートに示すようにして燃料噴射量を算出する。
ートに示すようにして燃料噴射量を算出する。
先ず、吸入空気量Ｑと回転数Ｎとを読み込んで、ベース
空燃比を決める基本量（パルス幅）ＴｐをＱ ’ｒｐ ＝Ｋ・ の演算により算出する。
空燃比を決める基本量（パルス幅）ＴｐをＱ ’ｒｐ ＝Ｋ・ の演算により算出する。
次に、冷却水温及び加減速に対する補正係数Ｃを算出し
、さらに、０２センサー０の出力に基づく空燃比帰還補
正係数αを算出する。
、さらに、０２センサー０の出力に基づく空燃比帰還補
正係数αを算出する。
そして、燃料噴射量（パルス幅）Ｔ４’１Ｔｉ＝ＴｐＸ
ＣＸαの演算によって算出する。
ＣＸαの演算によって算出する。
ところで、０２センサー０の特性は、第３図に示すよう
に理論空燃比（λ−１）を境に出力電圧が大幅に変化す
る。 この特性を利用して、混合気の濃い薄い全判別し
てαを算出し、これにより空燃比を帰還制御するが、出
力電圧ＶｏがスライスレベルＶ８（λ＝１に対応）より
高くなった場合あるいは低くなった場合に、空燃比を急
激に変化させないように、比例定数と積分定数に基づく
ＰＩ（比例積分）制御によってαを変化させて、理論空
燃比に戻すようにしている。
に理論空燃比（λ−１）を境に出力電圧が大幅に変化す
る。 この特性を利用して、混合気の濃い薄い全判別し
てαを算出し、これにより空燃比を帰還制御するが、出
力電圧ＶｏがスライスレベルＶ８（λ＝１に対応）より
高くなった場合あるいは低くなった場合に、空燃比を急
激に変化させないように、比例定数と積分定数に基づく
ＰＩ（比例積分）制御によってαを変化させて、理論空
燃比に戻すようにしている。
例えば、第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）に混合気の濃度と０
２センサ電圧Ｖｏと空燃比帰還補正係数αとの関係を示
すように、０２センサ電圧Ｖ、がスライスレベルＶ８よ
り低い状態から高い状態になると、空燃比帰還補正係数
αを先ず比例値ＰＲ分だけ下げ、それから積分値ＩＲに
より徐々に下げて混合気を薄くする。
２センサ電圧Ｖｏと空燃比帰還補正係数αとの関係を示
すように、０２センサ電圧Ｖ、がスライスレベルＶ８よ
り低い状態から高い状態になると、空燃比帰還補正係数
αを先ず比例値ＰＲ分だけ下げ、それから積分値ＩＲに
より徐々に下げて混合気を薄くする。
また、０２センサ電圧Ｖｏがスライスレベルｖ８より高
い状態から低い状態になると、空燃比帰還補正係数αを
先ず比例値ＰＬ分だけ上げ、それから積分値ＩＬにより
徐々に上げて混合気を濃くする。
い状態から低い状態になると、空燃比帰還補正係数αを
先ず比例値ＰＬ分だけ上げ、それから積分値ＩＬにより
徐々に上げて混合気を濃くする。
このようにして、常に混合気が理論空燃比に近くなるよ
うに制御するが、この場合、比例値ＰＲ。
うに制御するが、この場合、比例値ＰＲ。
Ｐｔ、は比例定数によって定まり、積分値ＩＲ＋ ＩＬ
の傾きは積分時定数によって定まる。
の傾きは積分時定数によって定まる。
この積分時定数を、エンジンの定常運転時の安定性と過
渡時のり容性を満足するように選ぶ必要があるが、この
２つの相反する要求を充分に満たすことは不可能であっ
た。
渡時のり容性を満足するように選ぶ必要があるが、この
２つの相反する要求を充分に満たすことは不可能であっ
た。
そこで、この問題を解決するために、従来例えば特公昭
５５−４９４２号公報に記載されているように、０２セ
ンサの出力信号が予め設定した一定時間一定値を持続し
た時に過渡状態と判定しｔ１゛積分時定数を大から小に
切換えることがなされている。
５５−４９４２号公報に記載されているように、０２セ
ンサの出力信号が予め設定した一定時間一定値を持続し
た時に過渡状態と判定しｔ１゛積分時定数を大から小に
切換えることがなされている。
しかしながら、このような空燃比帰還制御方法では、積
分時定数切換のための過渡状態の判別が時間に依存して
いるため、応答性を向上させるために積分時定数を切換
えるようにしているのにもかかわらず、その切換が行わ
れるまでに時間遅れがある。
分時定数切換のための過渡状態の判別が時間に依存して
いるため、応答性を向上させるために積分時定数を切換
えるようにしているのにもかかわらず、その切換が行わ
れるまでに時間遅れがある。
また、燃料が機関に供給されてから、それが燃焼して排
出され、その酸素濃度が測定されるまでの時間は、機関
の低速回転時と高速回転時では異なるが、前述の過渡状
゛態判別のための時間は一定なので、運転状態によって
積分時定数切換点の排気濃度にバラツキが生じる。すな
わち、応答性Ｖこバラツキを生じる。
出され、その酸素濃度が測定されるまでの時間は、機関
の低速回転時と高速回転時では異なるが、前述の過渡状
゛態判別のための時間は一定なので、運転状態によって
積分時定数切換点の排気濃度にバラツキが生じる。すな
わち、応答性Ｖこバラツキを生じる。
そのため、各機関毎に、また機関運転状態に応じて前述
した過渡状態判別のための設定時間を変えなければなら
ないという問題があった。
した過渡状態判別のための設定時間を変えなければなら
ないという問題があった。
この発明は、このような従来の空燃比帰還制御方法にお
ける問題点に着目してなされたもので、得るようにする
ことを目的とする。
ける問題点に着目してなされたもので、得るようにする
ことを目的とする。
そのため、この発明による空燃比制御方法は、空燃比帰
還補正係数αの増減の反転時のピーク値を記憶して平均
値を算出し、この平均値とピーク値に応じて基準の振れ
幅を設定し、αの値が前記平均値から基準の振れ幅を越
えて変化した時にαを算出するための積分時定数を犬か
ら小に変化させて応答性を向上させるようにして、上記
の目的全達成するものである。
還補正係数αの増減の反転時のピーク値を記憶して平均
値を算出し、この平均値とピーク値に応じて基準の振れ
幅を設定し、αの値が前記平均値から基準の振れ幅を越
えて変化した時にαを算出するための積分時定数を犬か
ら小に変化させて応答性を向上させるようにして、上記
の目的全達成するものである。
以下、この発明の一実施例を図面の第５図以降を参照し
て説明する。
て説明する。
第５図はこの発明を実施した演算装置２０の構成を示す
ブロック図で、第１図の演算装置１１に相当する。
ブロック図で、第１図の演算装置１１に相当する。
α算出回路２１Ｕ、Ｏ，、センサからの検出信号を入力
してその変化に応じた比例値と積分値からなる空燃比帰
還補正係数α（以下単に「α」と云う）を９出する。
してその変化に応じた比例値と積分値からなる空燃比帰
還補正係数α（以下単に「α」と云う）を９出する。
ピーク値記憶回路２２は、α算出回路２１によって算出
されたαの増大から減少への反転時及び減少から増大へ
の反転時のピーク値（第６図（ｃ）にαＬ・α□で示す
）を記憶する。
されたαの増大から減少への反転時及び減少から増大へ
の反転時のピーク値（第６図（ｃ）にαＬ・α□で示す
）を記憶する。
このピーク値記憶回路２２によって記憶された各ピーク
値αＬ、α□から、平均値算出回路２３がα。−（αＬ
＋αｍ）／２ の演算を行なって平均値α。
値αＬ、α□から、平均値算出回路２３がα。−（αＬ
＋αｍ）／２ の演算を行なって平均値α。
を算出し、平均値記憶回路２４に記憶させる。
この平均値記憶回路２４に記憶された平均値α。
とピーク値記憶回路２２に記憶されたピーク値αＬ又は
α□に応じて基準台振れ幅設定回路２５によって基準の
振れ幅Δαを設定する。 この基準の振れ幅Δαはピー
ク値αＬ又はα□の平均値α。
α□に応じて基準台振れ幅設定回路２５によって基準の
振れ幅Δαを設定する。 この基準の振れ幅Δαはピー
ク値αＬ又はα□の平均値α。
からの振れ幅よりも少し大きい値で、例えば１αＬ（ハ
）−α。ＩＸＩ、０６ 程度とする。
）−α。ＩＸＩ、０６ 程度とする。
そして、上限・下限値設定回路２６によって、平均値α
。と基準の振れ幅Δαから、 αｒ１−αＣ＋Δα 、 αｒ２＝αＣ−Δαの演算を
行なって、上限値αｒ１及び下限値αｒ２を設定して比
較器２７へ出力する。
。と基準の振れ幅Δαから、 αｒ１−αＣ＋Δα 、 αｒ２＝αＣ−Δαの演算を
行なって、上限値αｒ１及び下限値αｒ２を設定して比
較器２７へ出力する。
比較器２７は、例えばウィンドコンパレータであり、α
算出回路によって算出されたαの値が、上限値αｒ１よ
り大きくなった時及び下限値αｒ２より小さくなった時
に出力レベルを反転する。
算出回路によって算出されたαの値が、上限値αｒ１よ
り大きくなった時及び下限値αｒ２より小さくなった時
に出力レベルを反転する。
それによって、積分時定数選定回路２８がα算出回路２
１のα値算出のための積分時定数を大から小に切換える
信号を出力する。
１のα値算出のための積分時定数を大から小に切換える
信号を出力する。
したがって、第６図（ａ）に示すように絞弁開度が変化
し、同図（ｂ）に示すようにペース混合比が変化した場
合、同図（ｃ）に示すように、安定時Ｔ１の間はαがα
ｒ１とαｒ２の間で反転を繰返しているが、過渡時Ｔ２
になると、αが基準の振れ幅Δαを越えて変化し、例え
ば下限値αｒ２より小さくなる。
し、同図（ｂ）に示すようにペース混合比が変化した場
合、同図（ｃ）に示すように、安定時Ｔ１の間はαがα
ｒ１とαｒ２の間で反転を繰返しているが、過渡時Ｔ２
になると、αが基準の振れ幅Δαを越えて変化し、例え
ば下限値αｒ２より小さくなる。
それによって積分時定数が小さくなり、積分時定数が大
きいままの実線で示す場合より早く、破線で示すように
αが応答性よく変化する。
きいままの実線で示す場合より早く、破線で示すように
αが応答性よく変化する。
第５図に戻って、Ｔｐ算出回路２９は、エンジン回転数
２９と吸入空気量Ｑから Ｔ、−に−Ｑを演算して基本
量Ｔｐヲ得る。
２９と吸入空気量Ｑから Ｔ、−に−Ｑを演算して基本
量Ｔｐヲ得る。
この基本量Ｔｐ（ｉ＝、水温及び加減速補正回路３０に
よって水温及び加減速による補正係数Ｃによって補正し
、ＴｐｘＣとする。
よって水温及び加減速による補正係数Ｃによって補正し
、ＴｐｘＣとする。
そして、燃料噴射量算出回路６１によって、さらにαに
よる補正を行なって、燃料噴射量Ｔｉ＝ＴｐＸＣＸα
を出力し、出力回路３２を介して第１図の燃料噴射弁１
２を制御する。
よる補正を行なって、燃料噴射量Ｔｉ＝ＴｐＸＣＸα
を出力し、出力回路３２を介して第１図の燃料噴射弁１
２を制御する。
この演算装置２０の比較器２７等による積分時定数切換
動作をフロー図にすると第７図に示すようになる。
動作をフロー図にすると第７図に示すようになる。
なお、この安定時と非安定時の判別を
α、２〈α〈αｒ１ かどうかの判定によって行なう代
りに、α−α。の絶対値をとり、それが基準の振れ幅Δ
αを越えるか否かによって判別するようにしてもよい。
りに、α−α。の絶対値をとり、それが基準の振れ幅Δ
αを越えるか否かによって判別するようにしてもよい。
以上、実施例について説明したように、この発明による
内燃機関の空燃比帰還制御方法によれば、空燃比帰還補
正係数αの平均値からの変動幅によって安定状態か過渡
状態かを判別して積分時定数を変化させるようにしたの
で、０２センサや制御回路等のバラツキや機関回転数等
の運転条件の変化があっても設定時間に関係なく早期に
積分時定数を変化し、負荷変動に対して応答性良く空燃
比を制御して、ＮＯｘ、ＣＯｌ及びＨＣの排出を三元触
媒により効率よく低減できる。
内燃機関の空燃比帰還制御方法によれば、空燃比帰還補
正係数αの平均値からの変動幅によって安定状態か過渡
状態かを判別して積分時定数を変化させるようにしたの
で、０２センサや制御回路等のバラツキや機関回転数等
の運転条件の変化があっても設定時間に関係なく早期に
積分時定数を変化し、負荷変動に対して応答性良く空燃
比を制御して、ＮＯｘ、ＣＯｌ及びＨＣの排出を三元触
媒により効率よく低減できる。
第１図は、従来の空燃比帰還制御方法を実施した内燃機
関のシステム構成図、 第２図は、その動作フロー図である。 第３図は、０２センサの特性を示す曲線図、第４図は、
従来のＰＩ副制御説明に供する波形図である。 第５図は、この発明の実施例を示す演算装置のブロック
構成図、 第６図は、その動作説明に供する波形図、第７図は、積
分時定数切換動作を示すフロー図である。 １・・燃焼室 ２・・・吸気管 ３・・・吸気量セン
サ５・・・絞り弁開度センサ ６・・・回転センサ７
・・水温センサ ８・・・排気管９・・・排気
浄化装置 １０・・・０２センサ１１，２０・・演算
装置 １２・・・燃料噴射弁第１図 １ 一−−−−混合気□薄 第４図
関のシステム構成図、 第２図は、その動作フロー図である。 第３図は、０２センサの特性を示す曲線図、第４図は、
従来のＰＩ副制御説明に供する波形図である。 第５図は、この発明の実施例を示す演算装置のブロック
構成図、 第６図は、その動作説明に供する波形図、第７図は、積
分時定数切換動作を示すフロー図である。 １・・燃焼室 ２・・・吸気管 ３・・・吸気量セン
サ５・・・絞り弁開度センサ ６・・・回転センサ７
・・水温センサ ８・・・排気管９・・・排気
浄化装置 １０・・・０２センサ１１，２０・・演算
装置 １２・・・燃料噴射弁第１図 １ 一−−−−混合気□薄 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の排気中の酸素濃度を検出し、その検出信
号の変化に応じた比例値と積分値からなる空燃比帰還補
正係数を算出し、この空燃比帰還補正係数によって燃料
噴射量を補正する空燃比帰還制御方法において、 空燃比帰還補正係数の増大から減少への反転時及び減少
から増大への反転時のピーク値を記憶して平均値を算出
し、この平均値と前記ピーク値に応じて基準振れ幅を設
定し、空燃比帰還補正係数の値が前記平均値から前記基
準振れ幅を越えて変化した時に空燃比帰還補正係数を算
出するための積分時定数を小さくして応答性を向上させ
ることを特徴とする空燃比帰還制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7156382A JPS58190532A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 内燃機関の空燃比帰還制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7156382A JPS58190532A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 内燃機関の空燃比帰還制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190532A true JPS58190532A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13464301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7156382A Pending JPS58190532A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 内燃機関の空燃比帰還制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190532A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60249638A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-10 | Nippon Carbureter Co Ltd | エンジンの空燃比制御方法 |
| FR2634823A1 (fr) * | 1988-07-27 | 1990-02-02 | Bendix Electronics Sa | Procede et dispositif de regulation de la richesse d'un melange air-carburant d'alimentation d'un moteur a combustion interne |
| JPH0491339A (ja) * | 1990-08-03 | 1992-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | エンジンの空燃比制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5420231A (en) * | 1977-07-12 | 1979-02-15 | Gen Motors Corp | System of controlling fuel of internal combustion engine |
| JPS5442536A (en) * | 1977-09-12 | 1979-04-04 | Toyota Motor Corp | Method and device for controlling injection of fuel |
| JPS5537589A (en) * | 1978-06-22 | 1980-03-15 | Bendix Corp | Closed loop device for controlling air fuel ratio of internal combustion engine |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP7156382A patent/JPS58190532A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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