JPH0528365Y2 - - Google Patents

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JPH0528365Y2
JPH0528365Y2 JP1989018989U JP1898989U JPH0528365Y2 JP H0528365 Y2 JPH0528365 Y2 JP H0528365Y2 JP 1989018989 U JP1989018989 U JP 1989018989U JP 1898989 U JP1898989 U JP 1898989U JP H0528365 Y2 JPH0528365 Y2 JP H0528365Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の燃料供給量制御装置、特に
排気管に配置された酸素センサ（λセンサ）と、
PI制御器を有し動作特性量並びに酸素センサの
出力信号に基づいて燃料供給量信号を発生する信
号発生回路とを備えた内燃機関の燃料供給量制御
装置に関する。
このようなλセンサを用いて空燃比を制御する
いわゆるλ制御にはPI制御器（比例動作Ｐ及び
積分動作Ｉを行なう制御器）が用いられており、
このPI制御器はλセンサの出力信号に基づいて
駆動される。この場合従来の制御器では全ての駆
動状態において正確に動作せず、従つて必ずしも
内燃機関の排気ガスをきれいなものにするものと
はなつていなかつた。とりわけ加速度のような遷
移領域やあるいはエンジンブレーキのような周辺
領域では特にそうであつた。
また、従来では、きめ細かな燃料供給量の制御
を必要とする各部分負荷領域において良好なλ値
が得られず、有害な排ガスが発生するという問題
があつた。
従つて、本考案は、このような従来の欠点を解
決するためになされたもので、部分負荷領域並び
に遷移領域や周辺領域のような全ての駆動状態に
おいて良好なλ制御を行なうことができる内燃機
関の燃料供給量制御装置を提供することを目的と
する。
本考案によればPI制御器の個々の制御特性量
ないし制御成分が格納され、それを負荷や回転速
度などのような動作特性量に応じて読み出せるよ
うな構成が用いられている。Ｐ成分及びＩ成分を
非対称的にすることにより、即ち、薄い混合気か
ら濃い混合気へあるいは逆に変化した場合に異な
る値にすることによつてλの平均値をずらすよう
にできるので、全ての駆動点において排気ガス成
分が所望な値となるように調整することが可能と
なる。又場合によつてはＰ成分及びＩ成分を対称
的な値とするようにしてもよい。その場合個々の
排気ガス成分を所望値に適合させることは、排気
ガスの遅延時間及びλセンサの反応の遅れなどに
よつて与えられるシステムの回転速度並びに負荷
に関連した遅延時間を考慮し比例成分及び積分成
分を適当に選択することによつて行なわれる。
又制御器の個々の積分成分及び比例成分は異な
るように選ばれ、個々の回転速度あるいは負荷領
域を全体の領域にわたつて細かく細分するのが好
ましい。このような個々の制御器の制御成分ない
し制御特性量はメモリなどに格納され、その場合
特に部分負荷領域においては微少に分類されて格
納される。
以下図面に示す実施例に基づいて本考案を詳細
に説明する。
第１図には例えば外部点火式の内燃機関におけ
る燃料供給量制御装置の概略がブロツク図として
図示されており、符号１０で示すものは内燃機関
であり、吸気管１１並びに排気ガス管１２を有す
る。時間信号発生器１３は回転速度ｎ及び負荷Ｑ
に基づき時間tLの基本噴射信号を形成し、この信
号は後段の乗算回路１４において乗算的に補正さ
れ、更にそれぞれ駆動状態に応じて補正され吸気
管１１の領域において配置された燃料噴射弁（詳
細に図示せず）に供給される。この場合補正量
FRはPI制御器（比例動作並びに積分動作をする
制御器）１６により求められる。この制御器１６
には制御パラメータないし制御特性量を格納した
特性信号発生器ないしメモリ１６ａが設けられ
る。PI制御器１６の入力は負荷（Ｑ／ｎ）、回転
速度ｎ並びに排気ガス組成に関する信号である。
比較器１７は酸素センサ（λセンサ）１８から得
られる現在値λiと目標値λsとを比較し、その出力
を排気ガス組成に関する信号として制御器１６に
入力させる。
第１図に図示したそれぞれの構成部分は従来か
ら知られており、上述したPI制御器１６はプロ
グラム制御によりコンピユータを用いて実現する
ことができる。その場合カウンタに所定の値をロ
ードないし転送することによりＰ成分を形成し、
一方このカウンタに所定の周波数の信号を印加す
ることによりＩ成分を実現することができる。
第１図に図示した装置の動作を第２図の信号波
形図を参照して説明する。第２図ａにはλセンサ
１８の出力信号が図示されており、第２図ｂには
比較器１７の出力信号が図示されている。PI制
御器１６ではそれぞれの切り替え点（第２図ｃを
参照）が制御される。第２図ｃから、Ｐ成分に応
じてそれぞれ制御器の出力信号に変動が現われ、
その後に変動の符号に従つて階段状の関数が続く
ことが理解される。それによりPI特性が得られ
る。
第２図ｃから解るように両PI成分は異なる値
を有し、更にＩ成分は異なる傾斜を有する。これ
は例えばそれぞれ計数方向に従つてカウント周波
数を可変にすることにより実現することができ
る。
制御周波数を高くするために、正及び負のＰ成
分は少なくとも瞬間的な制御振動の半分になるよ
うに選らればれる。しかし通常の場合排気ガスの
理由により制御周波数を低くし、細かく段階に分
けられた非対称性が得られるようにしなければな
らない。比例成分及び積分成分を適当に選択する
ことにより排気ガスの遅延時間やλセンサの反応
の遅れによつて与えられるシステムの回転速度及
び負荷に関係した遅延時間に合わせて制御を行な
うことができる。
Ｐ成分及びＩ成分を非対称にすることにより、
即ち薄い混合気から濃い混合気へあるいは濃い混
合気から薄い混合気へ変化する混合の値を異なる
ようにすることによりλの平均値を移動させて全
ての駆動点における個々の排気ガス成分が所望な
値を持つように制御することができる。制御器の
積分勾配は自動的に回転速度に合わされ、クラン
ク軸の回転毎に積分制御に基づき噴射信号t1には
所定の増量あるいは減量が施される。
このような制御をエンジンの駆動状態に正確に
適合させるために制御パラメータないし制御特性
量を特性群の形にして自由に選ぶようにする。
第３図には個々のＰ成分並びにＩ成分を傾斜の
値として格納される特性群の例が図示されてい
る。図示した例では回転速度Ａ〜Ｄの４つの領域
に、又負荷は０〜７の合計８つの領域に分けられ
ている。特に燃料供給量は負荷に関係して制量さ
れなければならないので負荷の領域は細かく分け
られている。例えば０の領域はアイドリング値
LLに対する値が含まれており、残りの領域１〜
７はそれぞれ部分負荷領域の細分された領域に関
連している。尚この場合全負荷に対してはλ制御
なしで燃料供給量が制御されるので同図において
は全負荷に対する領域は示されていない。
PI制御器の原理的な構成が第４図に図示され
ており、同図において比較器１７からの出力は判
断ステツプ２０において判断され、それぞれ比較
器の出力に基づいてPI制御器に対し正あるいは
負の変動値（Ｐ成分）及び傾斜値（Ｉ成分）が読
み出される。即ち、判断ステツプ２０が「１」あ
るいは「０」に従つて第３図に対応して格納され
た特性群２１，２２の値が読み出される。特性群
２１の各領域Ａ，７……において２１ａ，２１ｂ
はそれぞれ正のＰ成分とＩ成分を示し、一方、特
性群２２の各領域において２２ａ，２２ｂはそれ
ぞれ負のＰ成分とＩ成分を示す。各領域毎にそれ
ぞれ異る正あるいは負のＰ，Ｉ成分が格納されて
いることが理解される。それぞれ読み出されたデ
ータはPI制御器１６においてデータ処理される。
それぞれ実験により求められ特定の内燃機関に
対して適用される個々の格納された値から排気ガ
スの全ての成分に対してそれぞれができるだけ小
さな値となるように制御パラメータが選ばれる。
しかし各動作点における制御は意識的に「離調
（ずらすこと）」させ、例えばNO，NOxのような
特定の排気ガス成分の値を減少させるようにする
こともできる。例えば加速時のようにNOあるい
はNOxの排気ガス成分が多くなるような回転速
度と負荷の領域ではλが１より小さくなる方向に
少し変位させることもでき、あるいはHCの排気
ガスが高いような場合には薄い混合気となる方向
に変位させることもできる。
このようにして各駆動点に対して変位の方向
（即ち濃いか薄いか）及びその大きさを個々に定
めることができる。
積分成分の勾配を点火毎の変化あるいは回転毎
の変化（例えば回転毎のｉインクリメントあるい
はクランク軸回転毎のインクリメント）で定める
ことにより、それぞれの回転速度に合わせて自動
的に制御を行なうことができる。
このようにして本考案による制御装置によれば (1) 例えばテストサクル及び内燃機関のタイプに
応じて負荷及び回転速度に関係したサンプリン
グ点の数及び段階付けを自由に選らぶことが可
能になる。
(2) λ変化の方向並びに変位量を各特性点におい
て独立して設定することができる。
(3) 制御動作の大きさを比例成分の大きさないし
積分成分の勾配を介して各特性点において個々
に設定することが可能になる。
(4) メモリに格納されたそれぞれの値に従つて行
なわれる燃料供給量の制御が離調されて加速運
転領域では濃い混合気となる方向に変位され、
またHCの排気ガスが多くなる領域では薄い混
合気となる方向に変位されるので、所定の排気
ガス成分の値を更に減少させることができる。
(5) 部分負荷領域においては負荷の値が細かく分
類されこの細かく分類された部分負荷領域の負
荷と回転数の値に従つてPI制御器の比例成分
と積分成分の値がメモリに格納されるので、特
にきめ細かな燃料供給量制御を必要とする部分
負荷領域において有害排気ガスの少ない所望の
空燃比（λ値）が得られる燃料供給量制御を行
なうことが可能になる。
等の種々の効果が得られる。これにより有害ガス
の排出が減少されるとともに良好な走行特性が得
られる。
このように本考案では、PI制御器の正の比例
成分および積分成分と負の比例成分および積分成
分の値をそれぞれ動作特性量毎に格納し、それを
酸素センサからの出力信号と所定の値の比較結果
に基づきまた動作特性量に従つて格納された正あ
るいは負の比例成分および積分成分を読み出し燃
料供給量を制御するようにし、その場合比例成分
及び積分成分を非対称的にすることにより、即ち
薄い混合気から濃い混合気へあるいは逆に変化し
た場合に異なる値にすることによつてλの平均値
をずらすようにできるので、全ての駆動点におい
て排気ガス成分が所望な値となるように調整する
ことが可能となり、また各値を動作特性量毎に
個々に独立して設定することが可能になるので、
きめが細かくかつ精度の高い燃料供給量制御が可
能になる。また、本考案では、メモリに格納され
たそれぞれの値に従つて行なわれる燃料供給量の
制御が離調されて加速運転領域では濃い混合気と
なる方向に変位され、またHCの排気ガスが多く
なる領域では薄い混合気となる方向に変位される
ので、NO，NOx並びにHC等の排気ガス成分の
値を更に減少させることができ、全ての動作点で
排気ガス成分をきれいなものとすることができ
る。
更に、部分負荷領域においては負荷の値が細か
く分類されこの細かく分類された部分負荷領域の
負荷と回転数の値に従つてPI制御器の比例成分
と積分成分の値がメモリに格納されるので、特に
きめ細かな燃料供給量制御を必要とする部分負荷
領域において有害排気ガスの少ない所望の空燃比
（λ値）が得られる燃料供給量制御を行なうこと
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本考案の制御装置の概略を示したブロ
ツク図、第２図ａ〜ｃは第１図の制御装置の動作
を説明する信号波形図、第３図は制御器のＰ成分
とＩ成分の値を負荷及び回転速度の特性を合わせ
て設定することを説明する説明図、第４図は種々
の特性群を記憶したメモリの動作を説明した説明
図である。 １０……内燃機関、１１……吸気管、１２……
排気管、１３……燃料供給量信号発生回路、１４
……乗算回路、１６……PI制御器、１７……比
較器、１８……λセンサ。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 排気管に配置された酸素センサと、PI制御器
    を有し動作特性量及び酸素センサからの信号に基
    づき燃料供給量信号を発生する信号発生回路とを
    備えた内燃機関の燃料供給量制御装置において、 前記PI制御器の正の比例成分Ｐ及び積分成分
    Ｉと負の比例成分及び積分成分の値をそれぞれ回
    転数と負荷の動作特性量に従つて格納したメモリ
    １６ａと、 酸素センサ１８からの出力信号と所定値を比較
    する手段１７と、 前記比較手段の出力信号及び動作特性量に従つ
    て前記メモリに格納された比例成分及び積分成分
    の正の値あるいは負の値を読み出し燃料供給量の
    制御を行なう制御手段とを備え、 前記メモリ１６ａに格納された比例成分と積分
    成分の値を混合気が薄い混合気から濃い混合気へ
    変化した場合と、濃い混合気から薄い混合気に変
    化した場合で異なる値に設定し、 前記メモリに格納されたそれぞれの値に従つて
    行なわれる燃料供給量の制御が離調されて加速運
    転領域では濃い混合気となる方向に変位され、ま
    たHCの排気ガスが多くなる領域では薄い混合気
    となる方向に変位され、 前記負荷の値は部分負荷領域において細かく分
    類されおり、前記PI制御器の比例成分と積分成
    分の値はこの細かく分類された部分負荷領域の負
    荷と回転数の値に従つて個々にメモリに格納され
    ることを特徴とする内燃機関の燃料供給量制御装
    置。
JP1989018989U 1980-10-18 1989-02-22 Expired - Lifetime JPH0528365Y2 (ja)

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