JPH089975B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH089975B2 JPH089975B2 JP61240697A JP24069786A JPH089975B2 JP H089975 B2 JPH089975 B2 JP H089975B2 JP 61240697 A JP61240697 A JP 61240697A JP 24069786 A JP24069786 A JP 24069786A JP H089975 B2 JPH089975 B2 JP H089975B2
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- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- internal combustion
- combustion engine
- correction coefficient
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、リーンからリッチまで検出可能な空燃比
センサを用いて空燃比のフイードバツク制御を行うよう
にした内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に絞り弁全
開近くの機関パワーゾーンにおける空燃比制御の安定限
界を拡大し、機関を安定に運転できるようにしたもので
ある。
センサを用いて空燃比のフイードバツク制御を行うよう
にした内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に絞り弁全
開近くの機関パワーゾーンにおける空燃比制御の安定限
界を拡大し、機関を安定に運転できるようにしたもので
ある。
第１図は従来および後述するこの発明の内燃機関の空
燃比制御装置の構成を示すものであり、従来の内燃機関
の空燃比制御装置の説明に際し、この第１図を援用して
説明する。
燃比制御装置の構成を示すものであり、従来の内燃機関
の空燃比制御装置の説明に際し、この第１図を援用して
説明する。
この第１図において、１は内燃機関、２はこの内燃機
関１に接続された吸気管、３はこの吸気管２内に設けら
れた絞り弁である。
関１に接続された吸気管、３はこの吸気管２内に設けら
れた絞り弁である。
この吸気管２内の圧力は圧力センサ４で検出し、その
検出圧力はADコンバータ91に送出するようになつてい
る。
検出圧力はADコンバータ91に送出するようになつてい
る。
また、内燃機関１の回転をパルスとして回転センサ５
で検出するようにしており、この回転センサ５の出力は
入出力回路92に送出するようになつている。
で検出するようにしており、この回転センサ５の出力は
入出力回路92に送出するようになつている。
さらに、吸気管２へインジエクタ６により燃料を噴射
するようになつており、このインジエクタ６は出力回路
96の出力で駆動されるようになつている。
するようになつており、このインジエクタ６は出力回路
96の出力で駆動されるようになつている。
また、内燃機関１に排気管７が接続されており、この
排気管７内の排ガス成分から空燃比に対応した出力が空
燃比センサ８からADコンバータ91に送出するようにして
いる。
排気管７内の排ガス成分から空燃比に対応した出力が空
燃比センサ８からADコンバータ91に送出するようにして
いる。
一方、９は圧力センサ４と回転センサ５と空燃比セン
サ８などの情報から所要燃料量を演算し、インジエクタ
６の駆動パルス幅を発生する制御装置である。
サ８などの情報から所要燃料量を演算し、インジエクタ
６の駆動パルス幅を発生する制御装置である。
この制御装置９におけるADコンバータ91は空燃比セン
サ８および圧力センサ４などのアナログ信号をデジタル
値に変換してマイクロプロセツサ93に出力するようにな
つている。
サ８および圧力センサ４などのアナログ信号をデジタル
値に変換してマイクロプロセツサ93に出力するようにな
つている。
また、入力回路92は回転センサ５のパルス入力信号を
レベル変換するための入力回路で、その出力もマイクロ
プロセツサ93に送出するようになつている。
レベル変換するための入力回路で、その出力もマイクロ
プロセツサ93に送出するようになつている。
このマイクロプロセツサ93はADコンバータ91および入
力回路92から得られたデジタルおよびパルス信号に基づ
いて内燃機関１へ供給すべき燃料量を演算し、その結果
にしたがつてインジエクタ６の駆動パルス幅を出力する
ものである。
力回路92から得られたデジタルおよびパルス信号に基づ
いて内燃機関１へ供給すべき燃料量を演算し、その結果
にしたがつてインジエクタ６の駆動パルス幅を出力する
ものである。
このマイクロプロセツサ93の制御手順やデータを予め
ROM94で記憶しており、また、RAM95で演算過程における
データを一時的に格納するようにしている。そして、マ
イクロプロセツサ93の出力信号にしたがつて出力回路96
でインジエクタ６を駆動するようにしている。
ROM94で記憶しており、また、RAM95で演算過程における
データを一時的に格納するようにしている。そして、マ
イクロプロセツサ93の出力信号にしたがつて出力回路96
でインジエクタ６を駆動するようにしている。
上記第１図中の空燃比センサ８は第４図に示すように
構成されており、81は酸素ポンプセル、82は酸素電池セ
ル、83aおよび83bは多孔質でできた電極、84は拡散室、
85は基準電圧源、86は比較増幅器、87はポンプ駆動回
路、88はポンプの電流を検出するための抵抗である。こ
の空燃比センサ８の構成は既に公知（特開昭59−190646
号公報および特開昭60−128349号公報）のものであり、
基準電圧源85を約0.4Vに設定し、この電圧と酸素電池セ
ル82の電圧を比較増幅器86にて比較し、その偏差が零に
なるようにポンプ駆動回路87を介して酸素ポンプセル81
に電流を流し込むことによつて、拡散室84内の排気ガス
が理論空燃比相当となるように作用させるものである。
構成されており、81は酸素ポンプセル、82は酸素電池セ
ル、83aおよび83bは多孔質でできた電極、84は拡散室、
85は基準電圧源、86は比較増幅器、87はポンプ駆動回
路、88はポンプの電流を検出するための抵抗である。こ
の空燃比センサ８の構成は既に公知（特開昭59−190646
号公報および特開昭60−128349号公報）のものであり、
基準電圧源85を約0.4Vに設定し、この電圧と酸素電池セ
ル82の電圧を比較増幅器86にて比較し、その偏差が零に
なるようにポンプ駆動回路87を介して酸素ポンプセル81
に電流を流し込むことによつて、拡散室84内の排気ガス
が理論空燃比相当となるように作用させるものである。
このような原理を用いて理論空燃比よりもリーン，リ
ツチ側とも検出可能であり、その測定結果は抵抗88の両
端の電圧として取り出すことができ、第５図に示すよう
に広い空燃比の範囲に対して線形な出力電圧を得ること
ができる。
ツチ側とも検出可能であり、その測定結果は抵抗88の両
端の電圧として取り出すことができ、第５図に示すよう
に広い空燃比の範囲に対して線形な出力電圧を得ること
ができる。
次に、上記空燃比センサ８を用いた空燃比フイードバ
ツクの従来の制御方法について第６図にしたがつて説明
する。この第６図は第１図に示す制御装置９の制御手順
をフローチヤートで表わしたものである。
ツクの従来の制御方法について第６図にしたがつて説明
する。この第６図は第１図に示す制御装置９の制御手順
をフローチヤートで表わしたものである。
ステツプ100で回転センサ５から入力されるパルス信
号、すなわちエンジン回転数Neを読み込み、ステツプ10
1で圧力センサ４から得られた吸気管内圧力（絶体圧
力）の値Pbを読み込み、ステツプ102では、ステツプ100
および101で読み込まれた情報を基に空燃比オープンル
ープ制御の目標空燃比を定めるエンリツチ補正係数KER
を設定する。
号、すなわちエンジン回転数Neを読み込み、ステツプ10
1で圧力センサ４から得られた吸気管内圧力（絶体圧
力）の値Pbを読み込み、ステツプ102では、ステツプ100
および101で読み込まれた情報を基に空燃比オープンル
ープ制御の目標空燃比を定めるエンリツチ補正係数KER
を設定する。
このエンリツチ補正係数KERは吸気圧力Pbとエンジン
回転数Neに対応して定められた、たとえば第７図のよう
な関係となるように設定される。
回転数Neに対応して定められた、たとえば第７図のよう
な関係となるように設定される。
ステツプ103では、ステツプ100、101および102で読込
みまたは設定した値を基にインジエクタ６の基本駆動パ
ルス幅τ０を演算する。
みまたは設定した値を基にインジエクタ６の基本駆動パ
ルス幅τ０を演算する。
演算式は、τ０＝Ｋ・KER・Pb・ηｖで表わされ、Ｋ
は定数、ηｖは吸気圧力Pbとエンジン回転数Neに対応し
て予め定められた充填効率である。
は定数、ηｖは吸気圧力Pbとエンジン回転数Neに対応し
て予め定められた充填効率である。
次に、ステツプ104で目標空燃比（A/F）Ｓが設定され
る。この目標空燃比（A/F）Ｓはたとえば第８図に示す
ようにエンジン回転数Neと吸気圧力Pbに対応して最適な
動力性能と燃費を得るように予め設定されており、絞り
弁全開近くでは（A/F）Ｓ＝13となつているが、さらに
エンジンの温度や加減速状態などによつて変化されても
よい。
る。この目標空燃比（A/F）Ｓはたとえば第８図に示す
ようにエンジン回転数Neと吸気圧力Pbに対応して最適な
動力性能と燃費を得るように予め設定されており、絞り
弁全開近くでは（A/F）Ｓ＝13となつているが、さらに
エンジンの温度や加減速状態などによつて変化されても
よい。
ステツプ105では、空燃比センサ８の出力信号（A/F）
Ｒを読み込み、ステツプ106で空燃比の偏差ｅを、 ｅ＝（A/F）Ｓ−（A/F）Ｒ で求め、この値を適当なゲインKIを積分し、空燃比フイ
ードバツク補正係数CFBを算出する。
Ｒを読み込み、ステツプ106で空燃比の偏差ｅを、 ｅ＝（A/F）Ｓ−（A/F）Ｒ で求め、この値を適当なゲインKIを積分し、空燃比フイ
ードバツク補正係数CFBを算出する。
次に、ステツプ107で噴射パルス幅τをステツプ103で
先に求めた基本噴射パルス幅τ０に上記空燃比フイード
バツク補正係数CFBを乗算することにより求める。
先に求めた基本噴射パルス幅τ０に上記空燃比フイード
バツク補正係数CFBを乗算することにより求める。
以上の動作が繰り返されて空燃比は目標値（A/F）Ｓ
になるようにフイードバツク制御される。
になるようにフイードバツク制御される。
上記のような従来の内燃機関の空燃比制御装置にあつ
ては、機関が絞り弁全開の運転領域において、空燃比フ
イードバツクを行つた場合、空燃比オープンループ制御
の目標空燃比の補正係数KERが、たとえば、1.3となり、
燃料増量の動作を行い、かつ空燃比フイードバツク制御
の目標空燃比がリツチ（（A/F）Ｓ＝13）であるので、
オープンおよびフイードバツク制御がともに燃料増量を
行い、特に機関全開加速時に空燃比がオーバリツチとな
り失火を発生し機関の不調を招来し、運転フイーリング
が悪化する問題があつた。
ては、機関が絞り弁全開の運転領域において、空燃比フ
イードバツクを行つた場合、空燃比オープンループ制御
の目標空燃比の補正係数KERが、たとえば、1.3となり、
燃料増量の動作を行い、かつ空燃比フイードバツク制御
の目標空燃比がリツチ（（A/F）Ｓ＝13）であるので、
オープンおよびフイードバツク制御がともに燃料増量を
行い、特に機関全開加速時に空燃比がオーバリツチとな
り失火を発生し機関の不調を招来し、運転フイーリング
が悪化する問題があつた。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたも
ので、機関全開状態においても、過度の燃料増量による
機関不調を回避し、いかなる運転条件においても所望の
空燃比を維持制御して常に良効な運転フイーリングを得
ることができる内燃機関の空燃比制御装置を得ることを
目的とする。
ので、機関全開状態においても、過度の燃料増量による
機関不調を回避し、いかなる運転条件においても所望の
空燃比を維持制御して常に良効な運転フイーリングを得
ることができる内燃機関の空燃比制御装置を得ることを
目的とする。
この発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、空燃比
フイードバツク制御を行う場合、エンリッチ補正係数を
1.0とし、目標空燃比と実空燃比との偏差に基づいてフ
イードバック補正係数を演算し、このエンリッチ補正係
数およびフイードバック補正係数を用いて噴射パルス幅
を演算して、空燃比オープンループ側の目標空燃比を理
論空燃比に制御する手段を設けたものである。
フイードバツク制御を行う場合、エンリッチ補正係数を
1.0とし、目標空燃比と実空燃比との偏差に基づいてフ
イードバック補正係数を演算し、このエンリッチ補正係
数およびフイードバック補正係数を用いて噴射パルス幅
を演算して、空燃比オープンループ側の目標空燃比を理
論空燃比に制御する手段を設けたものである。
この発明においては、空燃比フイードバツク制御する
場合エンリツチ補正係数KERを1.0にして、機関の空燃比
を目標空燃比にフイードバツク制御する。
場合エンリツチ補正係数KERを1.0にして、機関の空燃比
を目標空燃比にフイードバツク制御する。
以下、この発明の内燃機関の空燃比制御装置の実施例
について図面に基づき説明するが、この発明の構成は前
述の第１図のものと全く同一であるが、制御装置９内の
マイクロプロセツサ93を中心とする演算部における演算
処理およびデータ設定の方法が従来装置とは異なり、そ
の演算手順は第２図のフローチヤートに示されている。
について図面に基づき説明するが、この発明の構成は前
述の第１図のものと全く同一であるが、制御装置９内の
マイクロプロセツサ93を中心とする演算部における演算
処理およびデータ設定の方法が従来装置とは異なり、そ
の演算手順は第２図のフローチヤートに示されている。
この第２図のフローチヤートのステツプ200のエンジ
ン回転数Ne読込みからステツプ201の吸気圧力Pb読込み
までは従来例を示した第６図のフローチヤートのステツ
プ101から102までと同様なので説明を省略する。
ン回転数Ne読込みからステツプ201の吸気圧力Pb読込み
までは従来例を示した第６図のフローチヤートのステツ
プ101から102までと同様なので説明を省略する。
ステツプ202において、空燃比フイードバツクするか
どうかを判定する。この判定基準は吸気圧力Pbとエンジ
ン回転数Neと機関冷却水温および機関始動後経過時間に
よつて予め定められている。
どうかを判定する。この判定基準は吸気圧力Pbとエンジ
ン回転数Neと機関冷却水温および機関始動後経過時間に
よつて予め定められている。
ステツプ202で空燃比フイードバツクを行うと判定さ
れれば、ステツプ203へ進み、空燃比フイードバツクを
行わないと判定されれば、ステツプ207を実行する。
れれば、ステツプ203へ進み、空燃比フイードバツクを
行わないと判定されれば、ステツプ207を実行する。
空燃比フイードバツクを実行すると判定された場合は
ステツプ203において空燃比オープンループ側の目標空
燃比を設定するエンリツチ補正係数（KER）を例えば第
３図に示すような関係を満すように1.0一定にする。
ステツプ203において空燃比オープンループ側の目標空
燃比を設定するエンリツチ補正係数（KER）を例えば第
３図に示すような関係を満すように1.0一定にする。
次に、ステツプ204で機関回転数Neと吸気圧力Pbに対
応して最適な動力性能と燃費を得るように予め設定され
た、たとえば第８図に示すような関係を満すように、目
標空燃比（A/F）Ｓの設定を行う。
応して最適な動力性能と燃費を得るように予め設定され
た、たとえば第８図に示すような関係を満すように、目
標空燃比（A/F）Ｓの設定を行う。
ステツプ205では空燃比センサ８の出力信号（A/F）Ｒ
を読み込み、ステツプ206で空燃比偏差ｅ＝（A/F）Ｓ−
（A/F）Ｒを求め、この値を適当なゲインで積分してフ
イードバツク係数CFBを算出する。
を読み込み、ステツプ206で空燃比偏差ｅ＝（A/F）Ｓ−
（A/F）Ｒを求め、この値を適当なゲインで積分してフ
イードバツク係数CFBを算出する。
一方、ステツプ202で空燃比フイードバツクを実行し
ないと判定された場合は、ステツプ207においてエンリ
ツチ補正係数（KER）を機関回転数Neと吸気圧力Pbに対
応して、たとえば第７図のような関係となるように定め
る。次に、ステツプ208において、空燃比フイードバツ
ク係数CFBを1.0とする。
ないと判定された場合は、ステツプ207においてエンリ
ツチ補正係数（KER）を機関回転数Neと吸気圧力Pbに対
応して、たとえば第７図のような関係となるように定め
る。次に、ステツプ208において、空燃比フイードバツ
ク係数CFBを1.0とする。
ステツプ203および206またはステツプ207および208で
定めたエンリツチ係数KERおよびフイードバツク補正係
数CFBを用いて噴射パルス幅τを演算する。この演算式
は、 τ＝Ｋ×KER×CFB×Pb×ηｖ で表わされ、Ｋは定数、ηｖは充填効率である。
定めたエンリツチ係数KERおよびフイードバツク補正係
数CFBを用いて噴射パルス幅τを演算する。この演算式
は、 τ＝Ｋ×KER×CFB×Pb×ηｖ で表わされ、Ｋは定数、ηｖは充填効率である。
以上の動作を繰り返すことによつて、空燃比偏差が零
になるように空燃比が制御される。
になるように空燃比が制御される。
また、上記実施例では、ステツプ206でフイードバツ
ク補正係数CFBを算出する際、CFBの値に制限を加えなか
つたが、たとえば、CFB1.3の関係を満すように上・
下限の制限を付加してもよい。
ク補正係数CFBを算出する際、CFBの値に制限を加えなか
つたが、たとえば、CFB1.3の関係を満すように上・
下限の制限を付加してもよい。
さらに、上記実施例の説明においては、燃料噴射シス
テムとしてスピードデンシテイ方式の燃料噴射装置の具
体例としたが、エアーフローセンサを用いた燃料噴射装
置や電子制御気化器にも適用できるのは云うまでもな
い。
テムとしてスピードデンシテイ方式の燃料噴射装置の具
体例としたが、エアーフローセンサを用いた燃料噴射装
置や電子制御気化器にも適用できるのは云うまでもな
い。
この発明は以上説明したとおり、空燃比フイードバツ
ク制御を行う際にオープンループ制御の目標空燃比を理
論空燃比に制御するように空燃比制御装置を構成したの
で、機関全開加速時等において空燃比フイードバツク制
御と従来の空燃比オープンループ制御の干渉を無くすこ
とができ、空燃比がオーバリツチになり失火を招来せず
安価に良効な運転フイーリングを得ることができる。
ク制御を行う際にオープンループ制御の目標空燃比を理
論空燃比に制御するように空燃比制御装置を構成したの
で、機関全開加速時等において空燃比フイードバツク制
御と従来の空燃比オープンループ制御の干渉を無くすこ
とができ、空燃比がオーバリツチになり失火を招来せず
安価に良効な運転フイーリングを得ることができる。
第１図はこの発明および従来装置の内燃機関の空燃比制
御装置の構成を示す図、第２図はこの発明の内燃機関の
空燃比制御装置の動作を表わすフローチヤート、第３図
はこの発明の内燃機関の空燃比制御装置における空燃比
オープンループ制御のエンリツチ補正係数の特性図、第
４図はこの発明および従来の内燃機関の空燃比制御装置
における空燃比センサの構成を示す図、第５図はこの発
明および従来の内燃機関の空燃比制御装置における空燃
比センサの特性図、第６図は従来の内燃機関の空燃比制
御装置の動作を表わしたフローチヤート、第７図および
第８図はそれぞれ従来およびこの発明の内燃機関の空燃
比制御装置におけるエンジン回転数対吸気圧力の関係を
示す図である。 １……内燃機関、２……吸気管、４……圧力センサ、５
……回転センサ、６……インジエクタ、８……空燃比セ
ンサ、９……制御装置、81……酸素ポンプセル、82……
酸素電池セル、93……マイクロプロセツサ、94……RO
M、95……RAM。
御装置の構成を示す図、第２図はこの発明の内燃機関の
空燃比制御装置の動作を表わすフローチヤート、第３図
はこの発明の内燃機関の空燃比制御装置における空燃比
オープンループ制御のエンリツチ補正係数の特性図、第
４図はこの発明および従来の内燃機関の空燃比制御装置
における空燃比センサの構成を示す図、第５図はこの発
明および従来の内燃機関の空燃比制御装置における空燃
比センサの特性図、第６図は従来の内燃機関の空燃比制
御装置の動作を表わしたフローチヤート、第７図および
第８図はそれぞれ従来およびこの発明の内燃機関の空燃
比制御装置におけるエンジン回転数対吸気圧力の関係を
示す図である。 １……内燃機関、２……吸気管、４……圧力センサ、５
……回転センサ、６……インジエクタ、８……空燃比セ
ンサ、９……制御装置、81……酸素ポンプセル、82……
酸素電池セル、93……マイクロプロセツサ、94……RO
M、95……RAM。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綿谷 晴司 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電機 株式会社姫路製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−182457（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排ガス成分からリッチ側および
リーン側の空燃比が検出可能な空燃比センサと、この空
燃比センサの出力信号と目標空燃比とが一致するように
空燃比をフイードバック制御する空燃比の制御手段とを
備えた内燃機関において、空燃比フイードバック制御を
行う場合、エンリッチ補正係数を1.0として定めた目標
空燃比と空燃比センサから得た実空燃比との偏差に基づ
いてフイードバック補正係数を演算し、このエンリッチ
補正係数およびフイードバック補正係数を用いて噴射パ
ルス幅を演算して、空燃比オープンループ側の目標空燃
比を理論空燃比とするように制御する手段を備えたこと
を特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61240697A JPH089975B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61240697A JPH089975B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6394050A JPS6394050A (ja) | 1988-04-25 |
| JPH089975B2 true JPH089975B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=17063354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61240697A Expired - Lifetime JPH089975B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089975B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658080B2 (ja) * | 1986-02-04 | 1994-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御方法 |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP61240697A patent/JPH089975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6394050A (ja) | 1988-04-25 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |