JPH03217633A - 内燃機関の空燃比制御方法及び装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御方法及び装置Info
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- JPH03217633A JPH03217633A JP2326205A JP32620590A JPH03217633A JP H03217633 A JPH03217633 A JP H03217633A JP 2326205 A JP2326205 A JP 2326205A JP 32620590 A JP32620590 A JP 32620590A JP H03217633 A JPH03217633 A JP H03217633A
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- oxygen sensor
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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
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
-
- 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
-
- 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)
- F02D41/1479—Using a comparator with variable reference
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
- F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Exhaust Gas After Treatment (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、内燃機関の空燃比制御方法及び装置、更に詳
細には、排気系に触媒を有する内燃機関に供給される空
気と燃料の混合気の空燃比を最適化できる内燃機関の空
燃比制御方法及び装置に関する。
細には、排気系に触媒を有する内燃機関に供給される空
気と燃料の混合気の空燃比を最適化できる内燃機関の空
燃比制御方法及び装置に関する。
［従来の技術］
一般に、ＨＣ．ＮＯｘ．Ｃｏ等のような有害な排ガス成
分を内燃機関の排気系に配置された触媒を用いて無害ガ
スに変換（転化）することが行なわれている。
分を内燃機関の排気系に配置された触媒を用いて無害ガ
スに変換（転化）することが行なわれている。
その変換率に重要なことは、排ガス中の酸素成分が最適
な値になっていることである。３元触媒を用いることに
よりこの酸素成分値は、λ＝１の空気と燃料の混合気に
対応する値を中心とする狭い領域に存在する値となる。
な値になっていることである。３元触媒を用いることに
よりこの酸素成分値は、λ＝１の空気と燃料の混合気に
対応する値を中心とする狭い領域に存在する値となる。
この狭い領域に維持できるようにするために，よく知ら
れているように内燃機関の排気系に配置された酸素セン
サを用いて内燃機関の空燃比をフィードバック制御する
ことが行なわれている。
れているように内燃機関の排気系に配置された酸素セン
サを用いて内燃機関の空燃比をフィードバック制御する
ことが行なわれている。
特に遷移領域において制御を高速にするために酸素セン
サからの信号に基づいて制御を行なうほかに、内燃機関
に供給される空気流量Ｑ並びに回転数ｎのような内燃機
関の運転バラメークに従って基本制御値を求めることが
行なわれている。空気流量Ｑは絞り弁の開度からあるい
は空気流量センサからの信号等により種々の方法で求め
ることができる。
サからの信号に基づいて制御を行なうほかに、内燃機関
に供給される空気流量Ｑ並びに回転数ｎのような内燃機
関の運転バラメークに従って基本制御値を求めることが
行なわれている。空気流量Ｑは絞り弁の開度からあるい
は空気流量センサからの信号等により種々の方法で求め
ることができる。
Ｑとｎにより求められた基本制御値は最適な空気と燃料
の混合気が得られるように補正される。
の混合気が得られるように補正される。
この補正信号により燃料供給量制御装置が駆動され、内
燃機関に最適な量の燃料が供給される。
燃機関に最適な量の燃料が供給される。
燃料供給量制御装置として燃料噴射装置が用いられる場
合には、燃料噴射装置に供給される駆動信号は噴射時間
ｔｉを示す。この噴射時間は噴射弁での燃圧が一定とな
っているなど所定の条件のもとでは行程当りに供給され
る燃料の量を表している。
合には、燃料噴射装置に供給される駆動信号は噴射時間
ｔｉを示す。この噴射時間は噴射弁での燃圧が一定とな
っているなど所定の条件のもとでは行程当りに供給され
る燃料の量を表している。
伯の燃料供給量制御装置の場合も上述したのに対応して
駆動信号を求めることができる。これは、当業者には知
られたことなので、以下の説明では燃料噴射装置を例に
して説明するが、本発明は、これに限定されるものでは
ない。
駆動信号を求めることができる。これは、当業者には知
られたことなので、以下の説明では燃料噴射装置を例に
して説明するが、本発明は、これに限定されるものでは
ない。
ドイツ出願Ｐ３８３７９８４．８ （ＰＣＴ出願ＤＥ８
９／００１６４）には、触媒の前方と後方にそれぞれ配
置された第１と第２の＾センサ（酸素センサ）を用いて
空気と燃料の混合気を制御する装置が記載されている。
９／００１６４）には、触媒の前方と後方にそれぞれ配
置された第１と第２の＾センサ（酸素センサ）を用いて
空気と燃料の混合気を制御する装置が記載されている。
第２のえセンサからの信号が目標値と比較され、その
偏差が積分され、得られた値が第１のえセンサの信号の
目標値として用いられている。
偏差が積分され、得られた値が第１のえセンサの信号の
目標値として用いられている。
また、現在用いられている３元触媒は、ガス貯蔵容量、
特に酸素貯蔵容量は約１．５１Ｊットルであることが知
られている。これは、内燃機関が酸素含有量が多い排ガ
ス（空気と燃料の混合気が薄いことに対応）を放出する
と、酸素が一部触媒に貯蔵されることを意味する。一方
、空気と燃料の混合気が濃い場合には、酸素は不足して
いる。この場合には、触媒に貯蔵された酸素が再び放出
される。すでに述べたように，変換率はえ＝１のときに
最適になる。内燃機関に濃い空気と燃料の混合気が供給
され、触媒が貯蔵酸素の一部を放出すると、供給された
空気と燃料の混合気に対応する変換率に比較して変換率
が向上する。
特に酸素貯蔵容量は約１．５１Ｊットルであることが知
られている。これは、内燃機関が酸素含有量が多い排ガ
ス（空気と燃料の混合気が薄いことに対応）を放出する
と、酸素が一部触媒に貯蔵されることを意味する。一方
、空気と燃料の混合気が濃い場合には、酸素は不足して
いる。この場合には、触媒に貯蔵された酸素が再び放出
される。すでに述べたように，変換率はえ＝１のときに
最適になる。内燃機関に濃い空気と燃料の混合気が供給
され、触媒が貯蔵酸素の一部を放出すると、供給された
空気と燃料の混合気に対応する変換率に比較して変換率
が向上する。
触媒のガス貯蔵容量を調べる装置がＤＥ−ＯＳ２７１３
９８８に記載されている。同公報には、触媒のガス貯蔵
容量を利用する内燃機関に供給される混合気の成分を求
める装置が記載されている。この装置は、排気系に少な
くとも２つの酸素センサを有し、これらのセンサからの
信号が積分され混合気の成分を求める場合に使用される
内燃機関に利用されている。
９８８に記載されている。同公報には、触媒のガス貯蔵
容量を利用する内燃機関に供給される混合気の成分を求
める装置が記載されている。この装置は、排気系に少な
くとも２つの酸素センサを有し、これらのセンサからの
信号が積分され混合気の成分を求める場合に使用される
内燃機関に利用されている。
［発明が解決・しようとする課題］
ＤＥ−ＯＳ２７１ ３９８８に記載された装置の特徴は
、混合気形成装置によって得られた混合気の成分が所定
の値、例えばえ＝１を中心に変動されることである。さ
らに、触媒が制御技術的に第１次の遅延で近似できるガ
ス貯蔵容量を有することが説明されている。従って、混
合気の成分を比較的高周波で、例えばｆｍｉｎ＞２Ｈｚ
の周波数で、所定のえ値、約え＝１を中心に変動させる
と、触媒が排ガス組成に作用して平均値形成機能をもつ
ようになる。
、混合気形成装置によって得られた混合気の成分が所定
の値、例えばえ＝１を中心に変動されることである。さ
らに、触媒が制御技術的に第１次の遅延で近似できるガ
ス貯蔵容量を有することが説明されている。従って、混
合気の成分を比較的高周波で、例えばｆｍｉｎ＞２Ｈｚ
の周波数で、所定のえ値、約え＝１を中心に変動させる
と、触媒が排ガス組成に作用して平均値形成機能をもつ
ようになる。
しかし、ＤＥ−０５２７ １ ３９８８の装置では、空
燃比を所定の目標値を中心に濃化及び希薄化させること
ができず、それにより触媒のガス貯蔵容量を効率よく利
用したり排ガスの有害成分を顕著に減少させることがで
きない。
燃比を所定の目標値を中心に濃化及び希薄化させること
ができず、それにより触媒のガス貯蔵容量を効率よく利
用したり排ガスの有害成分を顕著に減少させることがで
きない。
従って、本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
、触媒のガス貯蔵容量を効果的に利用し排ガス中の有害
成分を顕著に減少させることが可能な内燃機関の空燃比
制御方法及び装置を提供することを課題とする。
、触媒のガス貯蔵容量を効果的に利用し排ガス中の有害
成分を顕著に減少させることが可能な内燃機関の空燃比
制御方法及び装置を提供することを課題とする。
［課題を解決するための千段１
本発明は、この課題を解決するために、内燃機関の排気
系において触媒の前方に配置された酸素センサを用い触
媒のガス貯蔵容量を利用して内燃機関に供給される空気
と燃料の混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制
御方法において、空燃比を所定の目標値λｓを中心に濃
化あるいは希薄化させる構成を採用した。
系において触媒の前方に配置された酸素センサを用い触
媒のガス貯蔵容量を利用して内燃機関に供給される空気
と燃料の混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制
御方法において、空燃比を所定の目標値λｓを中心に濃
化あるいは希薄化させる構成を採用した。
［作用］
このような構成によれば、触媒のガス貯蔵容量を効果的
に利用し排ガス中の有害成分を顕著に減少させることが
可能になる。本発明実施例では、空気と燃料の混合気を
意図的に所定の目標値λｓを中心に濃厚あるいは希薄化
しているので、平均して目標値を維持することができ、
それにより触媒の変換率を向上させることが可能になる
。
に利用し排ガス中の有害成分を顕著に減少させることが
可能になる。本発明実施例では、空気と燃料の混合気を
意図的に所定の目標値λｓを中心に濃厚あるいは希薄化
しているので、平均して目標値を維持することができ、
それにより触媒の変換率を向上させることが可能になる
。
特に好ましくは、触媒の後に配置される第２の酸素セン
サからの信号を触媒の前に配置されたセンサの目標値λ
ｓを形成するのに用いる構成が採用されている。
サからの信号を触媒の前に配置されたセンサの目標値λ
ｓを形成するのに用いる構成が採用されている。
［実施例］
以下図面に示す実施例に従い本発明を詳細に説明する。
本発明実施例を説明する前に、本発明の説明に重要な内
燃機関を駆動する制御素子並びにアクチュエータについ
て述べておく。次第に厳しくなる排ガス規定に沿って内
燃機関を駆動できるようにするために種々の回路ないし
装置が必要になっている。例えば、タンク排気，アイド
リンク制御、排気再循環制御を行なう装置等である。こ
のような単独の装置あるいは複数の装置を本発明の装置
とともに使用することができる。
燃機関を駆動する制御素子並びにアクチュエータについ
て述べておく。次第に厳しくなる排ガス規定に沿って内
燃機関を駆動できるようにするために種々の回路ないし
装置が必要になっている。例えば、タンク排気，アイド
リンク制御、排気再循環制御を行なう装置等である。こ
のような単独の装置あるいは複数の装置を本発明の装置
とともに使用することができる。
更にこれらの装置並びに本発明装置の各制御信号を内燃
機関の運転パラメータに従って適応制御することも同様
に可能である。これは，内燃機関の所定の動作領域を示
す運転パラメータに従ってアクセス可能な領域（例えば
８ｘ８）を有するメモリに制御値あるいは駆動値をマッ
プ値として格納しておくことによって行なわれる。これ
らの値は、内燃機関が所定の駆動領域で運転されるとき
読み出されて基本制御値として利用することができる。
機関の運転パラメータに従って適応制御することも同様
に可能である。これは，内燃機関の所定の動作領域を示
す運転パラメータに従ってアクセス可能な領域（例えば
８ｘ８）を有するメモリに制御値あるいは駆動値をマッ
プ値として格納しておくことによって行なわれる。これ
らの値は、内燃機関が所定の駆動領域で運転されるとき
読み出されて基本制御値として利用することができる。
適応制御についてはよく知られているので、ここではそ
の詳細な説明は省略する。
の詳細な説明は省略する。
各図に示した内燃機関を制御する各回路は、本発明をよ
く理解できるように個別に図示してあるが、上述した他
の装置とともに電子制御ユニットに一体化したり、また
電子制副ユニットの一部であるマイクロコンピュータの
制１卸プログラムの部として実施するのが普通である。
く理解できるように個別に図示してあるが、上述した他
の装置とともに電子制御ユニットに一体化したり、また
電子制副ユニットの一部であるマイクロコンピュータの
制１卸プログラムの部として実施するのが普通である。
また、各制御段，センサ、アクチュエータ等への接続線
は、電気，光学あるいはその他の接続線を用いることが
できるものである。特に制御線として光学導波管を用い
るのが好ましい。
は、電気，光学あるいはその他の接続線を用いることが
できるものである。特に制御線として光学導波管を用い
るのが好ましい。
第１図において符号１０で示すものは内燃機関であり、
また１ｌは，例えば回転数ｎや内燃機関によって吸気さ
れた空気流量Ｑのような運転パラメータが人力される基
本制御値発生器（マップ値発生器）である。基本制御値
発生器１１からの出力信号ｔｐは乗算器１２に入力され
る。この乗算器には更に制御器１３からの制御信号ＦＲ
が入力される。制御器１３には内燃機関の排気管におい
て触媒１６の前方に配置されたえセンサ（酸素センサ）
１４から得られるλ値と所定の目標値えＳとの差を形成
する減算器１５からの信号が入力される。乗算器１２の
出力信号ｔｉは内燃機関に必要な量の燃料を供給する不
図示の噴射弁を駆動するのに用いられる。
また１ｌは，例えば回転数ｎや内燃機関によって吸気さ
れた空気流量Ｑのような運転パラメータが人力される基
本制御値発生器（マップ値発生器）である。基本制御値
発生器１１からの出力信号ｔｐは乗算器１２に入力され
る。この乗算器には更に制御器１３からの制御信号ＦＲ
が入力される。制御器１３には内燃機関の排気管におい
て触媒１６の前方に配置されたえセンサ（酸素センサ）
１４から得られるλ値と所定の目標値えＳとの差を形成
する減算器１５からの信号が入力される。乗算器１２の
出力信号ｔｉは内燃機関に必要な量の燃料を供給する不
図示の噴射弁を駆動するのに用いられる。
第１図の構成はよく知られており、その動作を簡単に説
明しておく。内燃機関１０の排ガスの酸素濃度はλセン
サｌ４に測定され、その値は内燃機関に供給される混合
気の空燃比に対応した値となっている。通常才ンオフ制
御器とＰ（比例）■ （積分）制御器の組み合せで構成
される制御器１３は、減算器１５により形成される制御
偏差八えに従って制御信号ＦＲを形成する。この制御信
号ＦＲは、乗算器１２において基本制御値発生器１ｌか
ら得られる信号ｔｐを補正し、不図示の噴射弁を駆動す
る噴射時間信号ｔｉが得られる。
明しておく。内燃機関１０の排ガスの酸素濃度はλセン
サｌ４に測定され、その値は内燃機関に供給される混合
気の空燃比に対応した値となっている。通常才ンオフ制
御器とＰ（比例）■ （積分）制御器の組み合せで構成
される制御器１３は、減算器１５により形成される制御
偏差八えに従って制御信号ＦＲを形成する。この制御信
号ＦＲは、乗算器１２において基本制御値発生器１ｌか
ら得られる信号ｔｐを補正し、不図示の噴射弁を駆動す
る噴射時間信号ｔｉが得られる。
内燃機関の排ガスは触媒１６に達する。この触媒はＨＣ
．ＣＯ．ＮＯｘ等の有害な排ガス成分の大部分を無害な
ガスに変換し、大気に放出する。
．ＣＯ．ＮＯｘ等の有害な排ガス成分の大部分を無害な
ガスに変換し、大気に放出する。
第２図には、本発明の第１の実施例が図示されている。
同図において第１図と同一部分には同し符号を付しその
説明は省略する。
説明は省略する。
この実施例の特徴部分は、制御器１３の構成である。す
なわち、第２図の制御器１３には動特性を調節する回路
、すなわち閉ループ制御を高速にする回路２１ （以下
、動特性回路という）が設けられている。この動特性回
路２ｌには減算器１５により形成される偏差が入力され
る。この偏差は、また積分器２２にも入力される。積分
器２２の出力信号は積分制御器２３に入力される。
なわち、第２図の制御器１３には動特性を調節する回路
、すなわち閉ループ制御を高速にする回路２１ （以下
、動特性回路という）が設けられている。この動特性回
路２ｌには減算器１５により形成される偏差が入力され
る。この偏差は、また積分器２２にも入力される。積分
器２２の出力信号は積分制御器２３に入力される。
積分制御器２３は更に目標値ＩＳが人力され、積分制御
値ＦＩを結合点２４に出力する。この結合点２４には動
特性回路２１の出力信号（制御値ＦＤ）が入力される。
値ＦＩを結合点２４に出力する。この結合点２４には動
特性回路２１の出力信号（制御値ＦＤ）が入力される。
結合点２４からは乗算器ｌ２に信号ＦＲが出力され、乗
算器１２はそれに従って噴射時間ｔｉを形成する。
算器１２はそれに従って噴射時間ｔｉを形成する。
制御器１３の動作を第３図を参照して説明する。
第３図には、測定された空気数、すなわちλ値が時間に
対して図示されている。ここで１＜０ては空気と燃料の
混合気のλ値は、目標値＾Ｓ、例えば＾ｓ＝１になって
いるものとする。１＝０で混合気は希薄化され、それに
よりえ〉０となる。
対して図示されている。ここで１＜０ては空気と燃料の
混合気のλ値は、目標値＾Ｓ、例えば＾ｓ＝１になって
いるものとする。１＝０で混合気は希薄化され、それに
よりえ〉０となる。
これは、例えば加速時のように種々の運転領域に移る動
的な運転時の制御振動により発生する。続いて静的な運
転になると、第１図の制御器１３では、え値はカーブａ
て示したように目標値えＳに漸近的に制御される。すな
わち、実際値は目標値に緩慢に到達し、この場合目標値
を下回ることはない。
的な運転時の制御振動により発生する。続いて静的な運
転になると、第１図の制御器１３では、え値はカーブａ
て示したように目標値えＳに漸近的に制御される。すな
わち、実際値は目標値に緩慢に到達し、この場合目標値
を下回ることはない。
これに対して本発明実施例の制御器１３（第２図）は，
カーブｂて図示したように、え値は目標値えＳより下方
にアンダーシュートし、その後下方から目標値えＳに近
付く。
カーブｂて図示したように、え値は目標値えＳより下方
にアンダーシュートし、その後下方から目標値えＳに近
付く。
このように，本発明ではカーブｂにより目標値λｓの線
Ｃの上下に面積Ａ．Ｂが形成される。これらの面積は、
零通過時点間で時間に関して八え＝えＳ一えを数学的に
積分することにより求めるとなる。
Ｃの上下に面積Ａ．Ｂが形成される。これらの面積は、
零通過時点間で時間に関して八え＝えＳ一えを数学的に
積分することにより求めるとなる。
｛旦し、Δｔ〕は零通過するまでの時間を充分細かく細
分した時間間隔である。
分した時間間隔である。
本発明では、触媒のガス貯蔵容量を最適に利用するため
に、面積Ａ．Ｂが所定の差、すなわちＡ−Ｂ＝ＩＳとな
るように制御される。特に、面積ＡとＢを等しく、すな
わちＩ Ｓ＝０とするのが好ましい。後述するように、
線Ｃ上の面積は負として、また！！ Ｃ下の面積は正と
して計数されるので、本発明の方法では，制御振動によ
り何回もカーブｂ（実際値）が線Ｃ（目標値）を越えた
場合、面積の合計は所定の値、すなわち零を有すること
になる。線Ｃの上下の面積の合計は、振動周期（し＝０
〜ｔ・２）に限るものではなく、任意の区間で形成され
、その値が目標値Ｉｓに制御される。
に、面積Ａ．Ｂが所定の差、すなわちＡ−Ｂ＝ＩＳとな
るように制御される。特に、面積ＡとＢを等しく、すな
わちＩ Ｓ＝０とするのが好ましい。後述するように、
線Ｃ上の面積は負として、また！！ Ｃ下の面積は正と
して計数されるので、本発明の方法では，制御振動によ
り何回もカーブｂ（実際値）が線Ｃ（目標値）を越えた
場合、面積の合計は所定の値、すなわち零を有すること
になる。線Ｃの上下の面積の合計は、振動周期（し＝０
〜ｔ・２）に限るものではなく、任意の区間で形成され
、その値が目標値Ｉｓに制御される。
次に本発明を第４図に図示した流れに沿って説明する。
第４区には、本発明の理解に必要な部分だけが図示され
ている。基本制御値の処理並びにその適応制御、エンジ
ン温度と空気温度の使用、タンク排気など他の制御部分
は図示されていない。これらの制御部分は、一緒に「メ
インプログラム」に組み入れることができ，単独あるい
は組み合わせて本発明に利用できるものである。第４図
の流れはステップ１００の割り込みから開始され、メイ
ンプログラムより本発明の方法が開始される。
ている。基本制御値の処理並びにその適応制御、エンジ
ン温度と空気温度の使用、タンク排気など他の制御部分
は図示されていない。これらの制御部分は、一緒に「メ
インプログラム」に組み入れることができ，単独あるい
は組み合わせて本発明に利用できるものである。第４図
の流れはステップ１００の割り込みから開始され、メイ
ンプログラムより本発明の方法が開始される。
続いてステップ１０１において減算器１５で形成された
Δえが積分器２２に人力される。積分器２２は、通常カ
ウンタとして構成された前回と今回の読み込み間の時間
間隔△ｔを定める（ステップｌ０２）タイミング素子を
有し、ほぼ積分に対応する面積ＦＬ−ΣΔえΔｔを計算
する（ステップ１０３）。
Δえが積分器２２に人力される。積分器２２は、通常カ
ウンタとして構成された前回と今回の読み込み間の時間
間隔△ｔを定める（ステップｌ０２）タイミング素子を
有し、ほぼ積分に対応する面積ＦＬ−ΣΔえΔｔを計算
する（ステップ１０３）。
ステップ１０３は、１＝０から所定の時間までの第３図
の面積ＡとＢの加算に対応する。その場合、線Ｃ、すな
わち目標値えＳ以上の面積Ａは、Δ＾＝えＳ−え〈０で
Δｔは常に正なので，負として計数され、また目標値え
Ｓ以下の面積Ｂは，Δえ＝＾Ｓ一え〉Ｏなので正として
計数される。
の面積ＡとＢの加算に対応する。その場合、線Ｃ、すな
わち目標値えＳ以上の面積Ａは、Δ＾＝えＳ−え〈０で
Δｔは常に正なので，負として計数され、また目標値え
Ｓ以下の面積Ｂは，Δえ＝＾Ｓ一え〉Ｏなので正として
計数される。
ここで、計算はｔ＝０（第３図）で開始され、今ｃ ３
＜ ｔ ｔにあるものとすると、面積ＦＬは増加する
。ｔ４＞ｔｌになると、時間の経過とともに面積は減少
する。面積値ＦＬは積分制１’Ｂ器２３に人力され、こ
の積分制御器には面積ＦＬとその目標値Ｉｓが人力され
る（ステップ１０４）。ステ・ンブ１０５て面積ＦＬと
目標値Ｉｓが比較される。ＦＬ＞ＩＳてあると、ステッ
プ１０６において制｛卸値ＦＴが１だけ減少され、一方
ＦＬがＩＳより小さい場合には、ステップ１０７におい
でＦ■が１だけ増大される。
＜ ｔ ｔにあるものとすると、面積ＦＬは増加する
。ｔ４＞ｔｌになると、時間の経過とともに面積は減少
する。面積値ＦＬは積分制１’Ｂ器２３に人力され、こ
の積分制御器には面積ＦＬとその目標値Ｉｓが人力され
る（ステップ１０４）。ステ・ンブ１０５て面積ＦＬと
目標値Ｉｓが比較される。ＦＬ＞ＩＳてあると、ステッ
プ１０６において制｛卸値ＦＴが１だけ減少され、一方
ＦＬがＩＳより小さい場合には、ステップ１０７におい
でＦ■が１だけ増大される。
ステップ１０６あるいは１０７の後ステップ＋０８に入
る。このステップでは例えば比例あるいは微分制御器あ
るいはその両方を有する動特性回路２１により偏差Δえ
に基づき動的制御値ＦＤが形成される。それにより偏差
Δえに対して高速な応答が行なわれる。
る。このステップでは例えば比例あるいは微分制御器あ
るいはその両方を有する動特性回路２１により偏差Δえ
に基づき動的制御値ＦＤが形成される。それにより偏差
Δえに対して高速な応答が行なわれる。
ステップ１０９において動的制御値ＦＤは結合点２４て
積分制御値ＦＩと結合され，制御係数ＦＲが形成される
。続いて、ステップ１１０でメインプログラムに戻る。
積分制御値ＦＩと結合され，制御係数ＦＲが形成される
。続いて、ステップ１１０でメインプログラムに戻る。
乗算器ｌ２では基本噴射期間ｔｐと制御係数ＦＨの掛算
が行なわれる。
が行なわれる。
適応制御により求めた値、空気温度等により更に乗算的
な補正を行なうこともできる。また、適応制御によりあ
るいは電源電圧等により不図示の加算段を介して加算補
正を行なうこともてきる。
な補正を行なうこともできる。また、適応制御によりあ
るいは電源電圧等により不図示の加算段を介して加算補
正を行なうこともてきる。
このような補正は知られており、ここでは詳細に説明す
るのは省略する。
るのは省略する。
このようにして補正が行なわれた後、噴射弁を駆動する
値ｔｉが得られ、内燃機関に必要な燃料が供給される。
値ｔｉが得られ、内燃機関に必要な燃料が供給される。
第５図には、本発明の使の実施例が図示されている。第
２図、第４図と同一部分には同一の符号が付されている
。
２図、第４図と同一部分には同一の符号が付されている
。
この実施例の場合、触媒１６の後に信号Ｌｎを出力する
第２のえセンサが設けられている。この信号えｎは減算
器３２において目標値えＳと比較され、その差Δえｎが
積分器３３により積分される。
第２のえセンサが設けられている。この信号えｎは減算
器３２において目標値えＳと比較され、その差Δえｎが
積分器３３により積分される。
積分器３３の出力信号は、触媒の前方のえセンサによる
制御の目標値λｓとして用いられる。減算器１５により
求められた値八えがステップ１０１で読み込まれる。上
述したように、触媒の後方に第２のえセンサを設ける構
成は知られているので、ここではその詳細な説明は省略
する。
制御の目標値λｓとして用いられる。減算器１５により
求められた値八えがステップ１０１で読み込まれる。上
述したように、触媒の後方に第２のえセンサを設ける構
成は知られているので、ここではその詳細な説明は省略
する。
［発明の効果］
本発明では、触媒のガス貯蔵容量を考虜して内燃機関に
供給される空気と燃料の混合気の空燃比を最適に制御す
ることが可能になる。触媒の変換率は排ガス中の酸素成
分に関係する。またこの酸素成分は触媒によって放出さ
れる酸素によって部分的に影響されるので、空燃比をそ
れに対応して濃くあるいは薄くすることにより触媒の変
換率を最適なものにすることが可能になる。
供給される空気と燃料の混合気の空燃比を最適に制御す
ることが可能になる。触媒の変換率は排ガス中の酸素成
分に関係する。またこの酸素成分は触媒によって放出さ
れる酸素によって部分的に影響されるので、空燃比をそ
れに対応して濃くあるいは薄くすることにより触媒の変
換率を最適なものにすることが可能になる。
第１図は従来における空燃比制御装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は触媒のガス貯蔵容量を考慮した本発明
による空燃比制御装置の構成を示すブロック図、第３図
は従来と本発明によるえ値の時間経過に対する特性を示
す線図、第４図は本発明方法の制御の流れを示す流れ図
，第５図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。 ・・・内燃機関 ３・・・制御器 ４・・−えセンサ ６−・一触媒 １−・一動特性回路 ２−・一積分器 ３・・・積分制御器 ＦＩＧ．３ ｔ＝０ ｔ３ ｔ］ ｔム ｔノ ｔ Ｆ１６６ム
ック図、第２図は触媒のガス貯蔵容量を考慮した本発明
による空燃比制御装置の構成を示すブロック図、第３図
は従来と本発明によるえ値の時間経過に対する特性を示
す線図、第４図は本発明方法の制御の流れを示す流れ図
，第５図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。 ・・・内燃機関 ３・・・制御器 ４・・−えセンサ ６−・一触媒 １−・一動特性回路 ２−・一積分器 ３・・・積分制御器 ＦＩＧ．３ ｔ＝０ ｔ３ ｔ］ ｔム ｔノ ｔ Ｆ１６６ム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）内燃機関の排気系において触媒の前方に配置された
酸素センサを用い触媒のガス貯蔵容量を利用して内燃機
関に供給される空気と燃料の混合気の空燃比を制御する
内燃機関の空燃比制御方法において、空燃比を所定の目
標値（λｓ）を中心に濃化あるいは希薄化させることを
特徴とする内燃機関の空燃比制御方法。 ２）所定の時間間隔の間濃化量と希薄化量を等しくする
ことを特徴とする請求項第１項に記載の方法。 ３）酸素センサで測定されたえ値とその目標値λｓの差
を形成し、この差を所定の時間間隔に相当する時間積分
した値を所定の値（ＩＳ）に制御することを特徴とする
請求項第１項または第２項に記載の方法。 ４）触媒の後方に配置された第２の酸素センサを用い、
この第２の酸素センサの出力信号から触媒の前方に配置
された酸素センサの目標値λｓを形成することを特徴と
する請求項第１項から第３項までのいずれか１項に記載
の方法。 ５）触媒の後方に配置された第２の酸素センサの目標値
と第２の酸素センサの出力信号の差を積分した値から目
標値λｓを形成することを特徴とする請求項第４項に記
載の方法。６）内燃機関の排気系において触媒の前方に
配置された酸素センサを用い触媒のガス貯蔵容量を利用
して内燃機関に供給される空気と燃料の混合気の空燃比
を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、空燃比
を所定の目標値（λｓ）を中心に濃化あるいは希薄化さ
せる制御器（１３）を設けることを特徴とする内燃機関
の空燃比制御装置。 ７）前記制御器（１３）は、所定の時間間隔の間濃化量
と希薄化量を等しくする制御手段（２２、２３）を有す
ることを特徴とする請求項第６項に記載の装置。 ８）酸素センサで測定されたλ値とその目標値λｓの差
を形成する手段（１５）が設けられ、また前記差を所定
の時間間隔に相当する時間積分した値を所定の値（ＩＳ
）に制御する手段（２２）が設けられることを特徴とす
る請求項第６項または第７項に記載の装置。９）触媒の
後方に第２の酸素センサが配置され、この第２の酸素セ
ンサの出力信号と対応する目標値（λｎｓ）から触媒の
前方に配置された酸素センサの目標値λｓを形成する手
段（３３）が設けられることを特徴とする請求項第６項
から第８項までのいずれか１項に記載の装置。 １０）触媒の後方に配置された第２の酸素センサの目標
値と第２の酸素センサの出力信号の差を積分した値から
目標値λｓを形成する積分器（３３）を設けることを特
徴とする請求項第９項に記載の装置。 １１）各回路の接続線に光学導波管を用いることを特徴
とする請求項第６項から第１０項までのいずれか１項に
記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4001616.1 | 1990-01-20 | ||
| DE4001616A DE4001616C2 (de) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für eine Brennkraftmaschine mit Katalysator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03217633A true JPH03217633A (ja) | 1991-09-25 |
| JP3161539B2 JP3161539B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=6398464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32620590A Expired - Lifetime JP3161539B2 (ja) | 1990-01-20 | 1990-11-29 | 内燃機関の空燃比制御方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5207056A (ja) |
| JP (1) | JP3161539B2 (ja) |
| KR (1) | KR0151597B1 (ja) |
| DE (1) | DE4001616C2 (ja) |
| GB (1) | GB2242544B (ja) |
Cited By (5)
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| US7069719B2 (en) | 2004-06-24 | 2006-07-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine |
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- 1990-11-29 JP JP32620590A patent/JP3161539B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-11 GB GB9100660A patent/GB2242544B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-17 KR KR1019910000681A patent/KR0151597B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-22 US US07/644,012 patent/US5207056A/en not_active Expired - Lifetime
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