JPS5835246A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JPS5835246A
JPS5835246A JP13448281A JP13448281A JPS5835246A JP S5835246 A JPS5835246 A JP S5835246A JP 13448281 A JP13448281 A JP 13448281A JP 13448281 A JP13448281 A JP 13448281A JP S5835246 A JPS5835246 A JP S5835246A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
control system
engine
control
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JPH0353459B2 (ja
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Takeshi Tsuchida
土田 剛
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing 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)
    • F02D41/1482Integrator, i.e. variable slope

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンノンの空燃比制御装置に関し、更に拝細
には、エンノンの諸条件に応じ最も好捷しい空燃比でエ
ンジンの運転が行なわれるようにする使燃比制御装参に
関する。
排ガス対策のため排気系に触媒を備えたエンノンにおい
ては、触媒の浄化能力が吸入混合気の空燃比により変る
ところから、空燃比制御#e曾と耕ガス中の特定成分た
とえば酸素b!分の検出を行なう排ガス成分センサとを
設けて、伏出される排ガスbi分の一度に応じて空燃比
の制御を何ない、触媒の浄化Hヒカを最大限に発揮させ
るようにしたものが仙られている。エンノンがほぼ一定
速度および−だ負荷で運転されている定だ運転状70I
−qたはエンノン速贋お工び負荷の変動が比較的ゆるや
〃・な運転状憑では、このような空燃比制御で特1・て
1問題はないが、エンノンの始動および冷蘭蓮転時、ア
イドル運転時、加減速時などのような特定運転領域にお
いては、定常運転状態とは真なる窒比燃の混合気の供給
を必要とする。このため、従来の。
空燃比制御装置は、排ガス成分センサにより検出された
排ガスll+32分の濃度に応じて空燃比の制御を行な
゛う帰還制御のほかに、特定運転領域において、その運
転状態に応じた所定値に空燃比を設定するW定f!II
 # e行ない、運転領域に応じて、帰還制御と固定制
御とを切り換えるように構成されている。
ところが、こうした従来の空燃比制御装置は、−運転状
態が継続する場合には、満足な結果を与えることは考え
られるが、固定制御系から帰還制御系に切り換わったと
き、固定制御時の設定空燃比と帰還制御時の目標空燃比
の間には相当の差があること、また帰還制御系において
は通常積分制御動作によって制御を行なっているので、
帰還制御系によって空燃比を特定運転時の空燃比から通
常運転時の目標空燃比に設定するには相当の時間teし
、応答が遅いという欠点がある。
この空燃比制御の応答性を向上させるため、特開昭S’
l−−’7023号公、報に記載された空燃比帰還式混
合気制御装置においては、特定運転のための固定制御系
から通常運転における帰還fftlJ御系へのリノ侯時
に、燃料噴射lit 1blI N信号をエンジンの運
転条件に応じて最終的に補正する補正回路において、こ
の制御信号を、特定運転時と通常運転時との適正空燃比
の差に基ついて11接補正し、この補正した制御信号に
よって燃料噴射装置を制御している。、 し〃・シながら、この空燃比帰還式混合気制御装置にお
いては、上述のように燃料噴射音制御信号を特定運転時
と通常運転時との適正空燃比の差に基ついて直接補正し
ているので、上記した帰還〜1」御および積分制御によ
る遅延はないが、制御系の17I侠え時すなわち運転状
態の切換え時に、仝・燃比があまりにも急減に変化する
ため、エンジンの運転状態vC債撃的な変動を生ずるお
それがある。
そこで本発明は、・固定制御系から帰還制御光への切換
え時の空燃比制御における上記したようなhmのないエ
ンジンの空燃比制御製wを提供すること金目的とするも
のである。
本冗明によるエンジンの空燃比制御装置は、仝燃比亀1
1#糸が、特定運転時の固定制御系から通常運転時の帰
還制御系に切り換ったとき、この帰還制御系め制御利得
を一時的に高める補正手段を設けたことを特徴とする吃
のである。
制御利得を高める手段としては、帰還制御のための積分
係数を、固定制御から帰還制御への切シ換え後、一定時
間だけ高くすればよい。また、別の手段としては、制御
系の積分手段への入力信号値が反転するまでは尚い積分
係数で、反転後は低い積分係数で空燃比制御を行なうよ
うにしてもよい。
このような構成を備えた本発明のエンジンの空燃比制御
装置によれば、上記制御系の切換え時に爆速制御系の制
御利得を一時的に高めるようにしているので、この制御
系の切換え時に適正な状態で空燃比を変化させることか
でと、従ってエンノンの運転状態に衝撃的な変動を生ず
ることがない。
以下、添付□□□面を参照しつつ本発明の好ましい実施
例によるエンジンの空燃比制御装置について説明する。
第1図は、本発明のエンジン1の空燃比制御装置の全体
構成図である。
エンジンlは、吸気通路2および排気通路8を有してい
る。この吸気通路2には吸気負圧センサ4が、排気通路
8には酸素濃度センサからなる排気センサ5が、それぞ
れ配設されている。液@管路2の吸気負圧センサ4の上
流側には、例えばエアプリーダを開閉する電磁弁からな
るアクチュエータ6會介して作動制御されて、雇会気の
空燃比を調整する例えば気化益のような燃料#A111
装置7が設けられている。この燃料−型装置7には、吸
気負圧センサ4の検出出力と排気センサ5の横出出力と
から混合気の空燃比を制御するための制仇回鮎8が接続
されている。このll+l制御回路8については、後に
詳細に説明する。この制御回路8には、排気センサ5の
濃度構出信号Slと設定電圧発生回路9からの目標空燃
比を示す設定電圧Vref  とを比較し、そのVA差
を示す偏差信@S2・を発生する比軟回路IOが接続さ
れている。なお、図中、符号11はエアクリーナを、符
号12は排気通路8に介設された触りn!:装置をそれ
ぞれ示す。
次に、第2図を参照しつつ、本発明のエンジンの空燃比
制御装置の制御回路8について絆細に説明する。
制御回路8は、比較器IOに接続された積分演算器18
を備λており、この積分演算器18は・その積分係数が
、通常運転時用の積分係数に/。
およびこの積分係数k ’/より大きな値の積分係数に
2のいずれかに選択的に設定されるようになっている。
積分演算器18は、通常運転時において比較器IOから
の偏差信号S2に基づき積分係数に/に従って積分演算
し、デユーティ比制御信号S3を出力するようになって
いる。この積分演算器18には、駆動回路14が接続さ
れており、この駆動回路14は、上記デユーティ比制御
信号S3に基づきアクチュエータ6t−駆動制御する。
制御回路8は、以上により通常運転4時の帰還制御系を
構成する。
一方、符号15は、エンジン1の特定運転状態の固定制
御系の固定制御信号出力回路を示し、この固定制御信号
出力回路15は、ゲート16を介して積分器算器1Bに
接続されている。積分演惇器18は、固定制御信号出力
回路15からの固定制H−Is ’jj S IIを受
けたとき、その積分作用を停止し、人力をそのままの状
態で出力するようになっている。f−)16は、運転状
態検出回路17に接続されており、この運転状態検出回
路l?は、負圧センサ4の検出出力に基づいてエンジン
の運転状態を検出し、このエンジン1の運転状態が一負
荷運転状態等の特定運転状態のときc−ト16を開くも
のである。
運転状態検出回路l?には、積分係数設定器I8が接続
されており、この積分係数設定器18は、璋転状態検出
回路17が、エンジンlが特定運転状態から通常運転状
態に切り換ったことを検出したとき、積分!613の積
分係数をkl力・らにコに切り換えるように指示するも
のである。この積分係数設定器18には、スイッチング
回路】9が反転器20を介して、あるいはこの反転器2
0を介さすに直接接続されている。反転器20は、槓4
r隊数kl、k、2を反転、すなわち−kl、−一コと
なす本のである。スイッチング回路19a、比較器IO
の出力である偏差信号s2に基つき積分器18の積分係
数をに/、k2、−に/、−に、lのいずれかに設定す
る本のである。図中、符号21はタイマであり、このタ
イマ21は、運転状態検出回路17が、特定運転状態か
ら通常運転状態Vc切シ換ったことを検出したとき始勲
し、所定時聞稜に上I−積分係数をに2からに/に切り
換えるものである。
次・に、iJ、2図に示す構成をもっ電0@回路8の作
用を第3図および第9図を参照しながら説明する。
例えば、エンジンlの通常運転時において、エンジン1
に供給される混合気の空燃比が第3図(Alのように変
動したとすると、これに応じて排気センサ5は、濃検出
信4gS/を出力する。比較器lυは、この濃度検出信
号S/と設定電圧発生回路9からの設定電圧Vrefと
を比較して第3図(81に示されているような偏差信号
s2を出力する。この偏差信号Sコは、濃度検出信号s
〕が設定電圧Vrefより大きいことを示す高レベル部
分すなわちり/qの部分と、濃度検出信号S/が設定電
圧Vrefよね小さいことを示す低レベル部分すなわち
θ“の部分とからなっている。積分器1i#器↓3は、
この−差ifI号S2に基づき積分係数kl、−に/で
積分演舞し、第3図(C)に示されているようなデユー
ディ比制御信号53を出力する。躯勧回w?!r11は
、このガニ−ティ比制御信号S−3に基づきアクチュエ
ータ6を駆動制御し、吸入混合気の空燃比が設定′¥坏
比に収束するように帰還空燃比II御を行なう。
以上説明したような帰還空燃北側−を行なっているとき
、運転状態検出回路17が負圧センサ4の挽出出力によ
って通常運転状態がら時足導転状態、ν1jえば高負荷
運転状態に切り換わったことτ検出すると、この運転状
態検出回路17は、ダート16を−く。従って、固定制
御信号出力回路15からの固定制御信号Sダは、積分波
14.器18に供給され、檀分演′II4器18の作用
を停止トして、帰還制御系を停止する。この結果、固定
制御信号sgは、その贅まの状態で駆動回路14に出刃
される。
かくして、駆動回路14は、固定制御信号S!に基づき
アクチュエータ6を澗1足制御して、吸入混合気の空燃
比が例えば一定のリッチな値となるように置市空燃比制
御を行なう。
一方、運転状態検出回&817が、特定運転状態から通
常運転状態Kf化したことを検出したとき、検分係数設
定618に、スイッチング回路19を介して積分演算器
18の積分係数をに2あるいは−に2VcgJシ換える
。積分器18は、積分係数に2または−に2によって比
較器10の偏差信号S2に基つき積分演算し、デユーテ
ィ比制御18号S3を出力する。この状態はタイマー2
11Cよって所定時ill T後に切り換えられ、積分
演算器18は再び積分係数に/、−に/に基づいてその
作用ケ行なう。この制御の結果による空燃比の変化を第
9図の曲l1lilRに示す。この撰び図から明らかな
ように、%足運転時の固定制御において空燃比がリッチ
な状態の一足II!R/にあったとすると、固定制御か
ら帰還制御に′gQり換わったとき、空燃比は積分係数
に2の作用により部分R2のように望ましい勾配で過渡
的に変化し、その後積分係数klの作用により部分R3
のように通常の帰還制御が行なわれる。なお、第9図に
おいて、紐解は補正中段なしに固定制御から帰還制御に
切り挾7)つた場合の空燃比の変化の状態を示し、破−
は#!j開昭5 ’7−’70.23号の璧慾比帰還式
混合気制御装置による上記と同様の場合・の空燃比の変
化の伏悲忙示す。
なお、この実施例においては、積分係数かに/からに、
2にf侯されfc後、褥びに、2〃・らに/に反転する
のにタイマ21を用い友が、第5図に示すように、積分
係数設足器18を比較器lOに長続し、この比較器】0
の出力である一走信号SコかりOqからq/ゲvC1あ
るいはI/ / L/から〃θηに切り候わっだときに
、積分係数をにノからにノに戻すようにしてもよい。ま
た、上記実施例においては、比較器10の一差イg号S
ノ會績分するのに積分演算器18すなt″′)ちコンピ
ュータを用いたが、この積分演算器18の代りに、コン
ピュ−タ)光、放電金利用する通常の積分器音用いるこ
とカーでき、この場合は反転器20を必埜としない。
【図面の簡単な説明】
Alしくは、木竜明の1ンジンの堂1輸比匍制御湊噛゛
の全14−構成図、 第Ω図は、第7図に示されたエンジンの仝・黙北側坤装
首の制御回路の一例を示すグロック1図、第3図(Al
、(81、(C)は、それぞれ空験比、4度検出16鉤
、デユーティ比制御信号の変化を示す改酩図、 渠4図は、固定制御系から帰M制御系ヘゲ)切換え時(
fc 、本発明のエンジンの空炉比制御装首によって・
tI++御された空燃比の変化を示す彼肘し11.4J
、5図は、altII御回路の変形例を示すブロック図
である。 1・・・エンジン、4・・・負圧センサ、5・・・排気
センサ、<S・・・アクチュエータ、7・・・燃#12
脚悩装置、8・・・知」(財)回路、9・・・設′定電
圧発生回路、1 (1・・・比較回路、18・・・積分
演算器、15・・・bs+定制御信号出力回路、17・
・・運転状特検出益、■8・・・麺分係数設足旨。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンの通常運転時に、エンジンの排出ガス成分の濃
    度を検出することによって実際零燃比を検出し、この検
    出した寮際空燃比と目標空燃比とを比較して雨空燃比の
    差を検出し、この雨空燃比の差に基づいて、空燃比が前
    記目標空燃比となるように制御する帰還制御系、および
    エンジンの特定運転時に、その運転状wllK応じた望
    ましい値に空燃比を固定維持する固定制御系からなり、
    前記帰還制御系と固定制御系とが、エンジンの運転状態
    に応じて切り換えられて作動す、るようになっている空
    燃比制御装置において、制御系が、前記固定制御系から
    帰還制御系に切り換ったとき、該帰還制御系の制御利得
    を一時的に高める補正手段を設けたことを特徴とするエ
    ンジンの空燃比制御装置。
JP13448281A 1981-08-27 1981-08-27 エンジンの空燃比制御装置 Granted JPS5835246A (ja)

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