JP2005188369A - Air fuel ratio control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空燃比センサの目標値のマップと、空燃比センサの計測値と、に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムの技術に関するものである。 The present invention relates to a technique of an air-fuel ratio control system that controls an air-fuel ratio of an air-fuel mixture based on a target value map of an air-fuel ratio sensor and a measured value of the air-fuel ratio sensor.
従来より、例えば、GHP(Gas Heat Pump)等の動力であるエンジンの混合気の空燃比を計測する空燃比センサの出力(即ち、IP値)を、予めECU(Electronic Control Unit)内部に記憶される一定の目標IP値となるように燃料制御弁を操作することによって、混合気の空燃比制御を行う空燃比制御システムがある。
ここで、IP値とは、空燃比センサの出力電流値(計測値)のことであり、その値が大きくなるほど酸素濃度が高く(燃料成分が薄いリーン状態)、逆にその値が小さくなるほど酸素濃度が低い(燃料成分が濃いリッチ状態)ことを示している。
このような空燃比制御システムに関する技術の一例としては、下記特許文献1に示すようなものがある。
Conventionally, for example, an output (that is, an IP value) of an air-fuel ratio sensor that measures an air-fuel ratio of an air-fuel mixture of an engine, such as GHP (Gas Heat Pump), is stored in advance in an ECU (Electronic Control Unit). There is an air-fuel ratio control system that performs air-fuel ratio control of an air-fuel mixture by operating a fuel control valve so as to achieve a certain target IP value.
Here, the IP value is the output current value (measured value) of the air-fuel ratio sensor. The higher the value, the higher the oxygen concentration (lean state where the fuel component is thin). It shows that the concentration is low (the fuel component is rich and rich).
As an example of a technique related to such an air-fuel ratio control system, there is one as shown in Patent Document 1 below.
ところで、エンジン内部で混合気を生成するための空気の温度や湿度等の条件(即ち、大気条件)は、一般的に季節や気候等の影響によって変化することが知られている。
具体的には、一般的に、夏場等は大気条件のうち温度(以下、外気温度とする)や湿度(以下、絶対湿度とする)が高くなり、他方、冬場は該外気温度や絶対湿度は低くなる。
このような大気条件の変化による影響のため、大気中に含まれる酸素濃度(酸素の分圧)が変化することが知られている。
更に、上記大気中の酸素濃度の変化によって、図2に示すように、エンジンに供給される混合気の空燃比も変化することが知られている。
図2は、具体的に絶対湿度と混合気の空燃比との関係を示したものであり、図2より絶対湿度が高いと空燃比がリーン(混合気中の燃料の割合が薄い)となることがわかる。
また、絶対湿度の代わりに外気温度の場合も同様に、外気温度と混合気の空燃比との関係は、外気温度が高いと空燃比がリーンとなることが知られている。
そのため、絶対湿度や外気温度が高いと、空燃比がリーン側に偏るため失火等が発生し、他方、絶対湿度や外気温度が低いと、空燃比がリッチ側に偏るため、図3に示すようにNOxの排出量が増加する等の問題が発生する。
このような現象が生じるのは、大気条件によって酸素濃度が変化するにも拘わらず、空燃比センサの計測値(IP)を予め定められる一定の目標IP値となるように、混合気の空燃比制御を行うためである。
また、混合気の空燃比は、基本的に図2中に示す点線ラインのように、如何なる絶対湿度或いは外気温度でも、燃焼効率が最もよくなる一定の比率で安定していることが望ましい。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは大気条件が変化しても適切に混合気の空燃比を制御できる空燃比制御システムを提供することである。
By the way, it is known that conditions such as air temperature and humidity for generating an air-fuel mixture inside the engine (that is, atmospheric conditions) generally change due to the influence of the season, climate, and the like.
Specifically, in general, in summer, the temperature (hereinafter referred to as outside temperature) and humidity (hereinafter referred to as absolute humidity) are high in the atmospheric conditions, while in winter, the outside temperature and absolute humidity are Lower.
It is known that the oxygen concentration (oxygen partial pressure) contained in the atmosphere changes due to the influence of such changes in atmospheric conditions.
Furthermore, it is known that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine also changes as shown in FIG. 2 due to the change in the oxygen concentration in the atmosphere.
FIG. 2 specifically shows the relationship between the absolute humidity and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. When the absolute humidity is higher than that in FIG. 2, the air-fuel ratio becomes lean (the ratio of fuel in the air-fuel mixture is small). I understand that.
Similarly, when the outside air temperature is used instead of the absolute humidity, the relationship between the outside temperature and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is known to be lean when the outside air temperature is high.
Therefore, when the absolute humidity and the outside air temperature are high, the air-fuel ratio is biased toward the lean side, and misfires occur. On the other hand, when the absolute humidity and the outside air temperature are low, the air-fuel ratio is biased toward the rich side. In addition, problems such as an increase in NOx emissions occur.
Such a phenomenon occurs because the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set so that the measured value (IP) of the air-fuel ratio sensor becomes a predetermined target IP value in spite of the change in oxygen concentration due to atmospheric conditions. This is to perform control.
In addition, it is desirable that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is basically stable at a constant ratio that provides the best combustion efficiency at any absolute humidity or outside air temperature, as indicated by the dotted line shown in FIG.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control system capable of appropriately controlling the air-fuel ratio of an air-fuel mixture even when atmospheric conditions change.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
即ち、請求項1においては、空燃比センサの目標値のマップと、空燃比センサの計測値と、に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
大気条件により運転切替可能とするとともに、該大気条件に応じたマップを具備し、
該大気条件に応じて該マップを選択することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
That is, according to claim 1, in the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the target value map of the air-fuel ratio sensor and the measured value of the air-fuel ratio sensor,
The operation can be switched according to atmospheric conditions, and a map corresponding to the atmospheric conditions is provided.
The air-fuel ratio control system is configured to select the map according to the atmospheric conditions.
請求項2においては、前記マップの選択を外気温度に応じて行う空燃比制御システムとして構成されている。 According to a second aspect of the present invention, the map is selected as an air-fuel ratio control system that performs the selection of the map according to the outside air temperature.
請求項3においては、前記マップの選択を湿度に応じて行う空燃比制御システムとして構成されている。 According to a third aspect of the present invention, the map is selected as an air-fuel ratio control system that selects the map in accordance with humidity.
請求項4においては、空燃比センサの目標値と、空燃比センサの計測値と、に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
大気条件に応じて上記目標値を補正するための補正係数のマップと、上記空燃比センサの計測値と、に基づいて混合気の空燃比を制御することを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the target value of the air-fuel ratio sensor and the measured value of the air-fuel ratio sensor,
An air-fuel ratio control system configured to control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on a map of correction coefficients for correcting the target value according to atmospheric conditions and the measured value of the air-fuel ratio sensor Has been.
請求項5においては、前記補正係数を外気温度に対応したマップとして具備してなる空燃比制御システムとして構成されている。 The present invention is configured as an air-fuel ratio control system comprising the correction coefficient as a map corresponding to the outside air temperature.
請求項6においては、外気温度が高いほど、前記補正係数は小となるように定められてなる空燃比制御システムとして構成されている。 According to a sixth aspect of the present invention, the air-fuel ratio control system is configured such that the higher the outside air temperature is, the smaller the correction coefficient is.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1の構成により、例えば、エンジンの動力の供給先であるGHPの運転状態から簡易的に大気条件を認識し、その認識した大気条件に応じた空燃比センサの目標IP値のマップを選択することが可能となる。そして、目標IP値のマップを自動的に選択することが可能となるので、空燃比センサの計測値(IP値)を、選択されたマップの目標IP値となるように制御することで、理想的なNOxの排出量を実現することが可能となり、燃費の向上等を図ることが可能となる。 With the configuration of claim 1, for example, the atmospheric condition is simply recognized from the operating state of the GHP that is the engine power supply destination, and the target IP value map of the air-fuel ratio sensor corresponding to the recognized atmospheric condition is selected. It becomes possible to do. Since the target IP value map can be automatically selected, the measured value (IP value) of the air-fuel ratio sensor is controlled so as to become the target IP value of the selected map. Therefore, it is possible to achieve an effective NOx emission amount, and to improve fuel consumption.
請求項2の構成により、安価なセンサを用いて容易に大気条件を認識することが可能となり、上述同様に、空燃比センサの計測値(IP値)を、選択されたマップの目標IP値となるように制御することで、理想的なNOxの排出量を実現することが可能となり、燃費の向上等を図ることが可能となる。 According to the configuration of the second aspect, it is possible to easily recognize the atmospheric condition using an inexpensive sensor. Similarly to the above, the measured value (IP value) of the air-fuel ratio sensor is set to the target IP value of the selected map. By controlling so that it becomes possible, it becomes possible to realize an ideal NOx emission amount, and to improve the fuel consumption.
請求項3の構成により、温度センサよりも高価ではあるが、より詳しく大気条件を認識することが可能となり、目標IP値のマップの選択を正確に行うことが可能なり、上述同様に、空燃比センサの計測値(IP値)を、選択されたマップの目標IP値となるように制御することで、理想的なNOxの排出量を実現することが可能となり、燃費の向上等を図ることが可能となる。 According to the configuration of the third aspect, although it is more expensive than the temperature sensor, it becomes possible to recognize atmospheric conditions in more detail, and to select a target IP value map accurately. By controlling the measured value (IP value) of the sensor so as to be the target IP value of the selected map, it is possible to realize an ideal NOx emission amount, and to improve fuel consumption and the like. It becomes possible.
請求項4の構成により、例えば、エンジンの動力の供給先であるGHPの運転状態から簡易的に大気条件を認識し、その認識した大気条件に応じた空燃比センサの目標IP値のマップを選択することが可能となる。そして、目標IP値のマップを自動的に選択することが可能となるので、空燃比センサの計測値(IP値)を、選択されたマップの目標IP値となるように制御することで、理想的なNOxの排出量を実現することが可能となり、燃費の向上等を図ることが可能となる。
更に、目標IP値は少なくとも一つで良いので、少なくとも2以上の目標IP値のマップを必要とする場合と比較して、ECUや記憶手段(記憶素子)の記憶領域の消費を抑えることが可能となる。
With the configuration of the fourth aspect, for example, the atmospheric condition is simply recognized from the operating state of the GHP to which the engine power is supplied, and a target IP value map of the air-fuel ratio sensor corresponding to the recognized atmospheric condition is selected. It becomes possible to do. Since the target IP value map can be automatically selected, the measured value (IP value) of the air-fuel ratio sensor is controlled so as to become the target IP value of the selected map. Therefore, it is possible to achieve an effective NOx emission amount, and to improve fuel consumption.
Furthermore, since at least one target IP value is sufficient, it is possible to suppress consumption of the storage area of the ECU and storage means (storage element) as compared with a case where a map of at least two or more target IP values is required. It becomes.
請求項5の構成により、外気温度に応じて補正係数を高速で読み出すことが可能となる。 According to the configuration of the fifth aspect, the correction coefficient can be read at high speed according to the outside air temperature.
請求項6の構成により、外気温度が高いほど酸素濃度が希薄になるのに応じて、空燃比センサの目標IP値を小とするために、外気温度が高いほど補正係数を小とすることで、混合気の空燃比を適切な値に保つことが可能となる。 According to the configuration of the sixth aspect of the invention, in order to reduce the target IP value of the air-fuel ratio sensor as the outside air temperature becomes higher, the target IP value becomes smaller. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture can be kept at an appropriate value.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図1は本発明を実施するための最良の形態に係る空燃比制御システムの概略構成図、図2は絶対湿度と混合気の空燃比に関する一般的な特性を示したマップ、図3はNOxと外気温度に関する一般的な特性を示したマップ、図4はNOxと外気温度に関する理想的な特性を示したマップ、図5は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャート、図6は目標IP値の修正係数と外気温度に関するマップ、図7はNOxと外気温度に関する理想的な特性を示したマップ、図8は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャートである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. The following best mode for carrying out the present invention is an example embodying the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air-fuel ratio control system according to the best mode for carrying out the present invention, FIG. 2 is a map showing general characteristics regarding absolute humidity and air-fuel ratio of a mixture, and FIG. FIG. 4 is a map showing general characteristics relating to outside air temperature, FIG. 4 is a map showing ideal characteristics relating to NOx and outside air temperature, FIG. 5 is a flowchart showing an example of a series of processes performed by the air-fuel ratio control system, and FIG. Is a map relating to the correction coefficient of the target IP value and the outside air temperature, FIG. 7 is a map showing ideal characteristics relating to NOx and the outside air temperature, and FIG. 8 is a flowchart showing an example of a series of processes performed by the air-fuel ratio control system. .
先ず、図1を用いて、本発明を実施するための最良の形態に係る空燃比制御システムの概略構成について説明する。
また、以下で説明する空燃比制御システムのエンジンは、例えば、GHP(Gas Heat Pump)等の動力であるガスエンジンであっても良いし、ガソリンエンジン等であっても良い。
先ず、エアクリーナ30より取り入れた空気(外気)と、ガス等の燃料とを混合させることによって混合気を生成するミキサ20について説明する。
ミキサ20は、主として、ベンチュリ23、燃料制御弁22、固定弁21、燃料増量弁27、及びスロットル弁25を具備して概略構成されるものである。
上記エンジン60のピストン45が下降してシリンダ(燃焼室)40内が負圧となってエアクリーナ30からベンチュリ23を介して空気は取り入れられる。
該ベンチュリ23は、空気通路を狭くし、その狭い部分に燃料供給路が連通され、空気流の流れが速くなる部分で負圧を利用して燃料供給路から燃料を吸入して、空気と燃料との混合気を生成する。
上記ベンチュリ23に供給される燃料は、燃料制御弁22によってその量が調節される。
具体的には、燃料制御弁22の弁体を駆動するアクチュエータとしてのソレノイドを、制御手段の一例であるECU10(電子制御装置)で制御することによって該燃料の量を調節している。この燃料制御弁22は略称「GVM」と表記される場合もある。
また、図1に示すように、ベンチュリ23に燃料を供給する系統としては、上記燃料制御弁22を通過する系統の他に固定弁21を通過する系統がある。
この固定弁21は、予め定められた量の燃料だけをベンチュリ23に供給するためのものである。
したがって、固定弁21の弁はECU10等によって制御されることなく、ミキサ20の製造時若しくは据え付け時等のメンテナンス時に予め調整されるのみであり運用時は一定の開度で固定されるものである。
つまり、ECU10が燃料制御弁22を制御することによって、ベンチュリ23で生成される混合気中の空燃比を変化させることが可能となる。
このようにして生成された混合気は、スロットル弁25に到達し、該スロットル弁25の開度によってスロットル弁25を通過する混合気の流量が変化する。
具体的には、スロットル弁25の弁体はアクチュエータとしてのステッピングモータの駆動によりその開度が変更され、該ステッピングモータは上記ECU10によって制御される。
したがって、スロットル弁25の開度を開くことによって通過する混合気の流量が増加し、他方該開度を閉じることによって通過する混合気の流量が減少する。
First, the schematic configuration of the air-fuel ratio control system according to the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIG.
Further, the engine of the air-fuel ratio control system described below may be a gas engine such as GHP (Gas Heat Pump) or a gasoline engine.
First, the
The
The
The
The amount of fuel supplied to the
Specifically, the amount of the fuel is adjusted by controlling a solenoid as an actuator for driving the valve body of the
As shown in FIG. 1, as a system for supplying fuel to the
This fixed
Therefore, the valve of the fixed
That is, the
The air-fuel mixture generated in this way reaches the
Specifically, the opening degree of the valve body of the
Therefore, the flow rate of the air-fuel mixture passing through increases by opening the
更に、スロットル弁25の下流側(エンジン60側)には、燃料増量弁27が設けられる構成であっても良い。
この燃料増量弁27の機能は、燃料制御弁22より供給される燃料のみでは混合気中に含まれる燃料が不足する場合に開くものである。
具体的には、スロットル弁25の開度(スロットル開度)が全開に近い状態である場合等において、特に混合気の空燃比をリッチ(濃く)にしたい場合に作動するものであって、燃料制御弁で補い切れない制御状態において、補完的に動作するものである。
つまり、この図1に示す燃料増量弁27は、本発明の空燃比制御システムには必ずしも必要な構成要素ではないが、図1においては燃料増量弁27を設けた場合の一例を示している。そこで、以下の説明においては燃料増量弁27が設けられてないものとして説明する。
Further, the
The function of the
Specifically, when the opening degree of the throttle valve 25 (throttle opening degree) is close to full open, etc., it operates particularly when it is desired to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rich. In a control state that cannot be compensated for by the control valve, it operates complementarily.
That is, the
更に、スロットル弁25を通過した混合気は、エンジン60のシリンダ40内に吸入弁41を介して吸入され、吸入弁41及び排気弁42が閉じた状態でピストン45によって圧縮されて点火プラグ43による点火によって爆発する。
そして、このピストン45の昇降によりクランク軸が回転され、その回転角及び回転数が回転数センサ44により検知され、ECU10に入力される。
上記爆発後の排気ガスは排気弁42を介して排出される。
このとき排気ガス中の空燃比(一般的に酸素)を計測するのが空燃比センサ50であり、排気マニホールド等の排気路に設けられ、ECU10は、上記空燃比センサ50の検出結果に基づいて、シリンダ40に吸入される混合気の空燃比を算出することを可能にしている。
具体的には、空燃比センサ50が計測した結果である計測値(出力)は、電流の大きさ(以下、単に「IP値」とする)として出力されるものであり、このIP値がECU10に入力されることになる。
更に、ここで説明する空燃比センサ50は、排気ガス中に含まれる酸素量が多いほどIP値を大きな値として出力し、他方、排気ガス中に含まれる酸素量が少ないほどIP値を小さな値として出力する特性を有しているものとする。つまり、IP値と混合気の実際の空燃比とは比例する関係にある。
そこで、ECU10は、実際の混合気の空燃比を目標空燃比に近づけるべく、空燃比センサ50で計測された結果であるIP値が、予めECU10に記憶される目標IP値となるように燃料制御弁22やスロットル弁25を制御している。
また、この目標IP値は、回転数センサ44で検出されるエンジンの回転数や負荷と対応付けられてECU10の記憶手段(例えばROM)に予めマップとして記憶されるものであっても良い。
また、上記空燃比センサ50は、計測を開始する場合は素子自体の温度をある一定の温度にして活性化させる必要があるためヒータ等で暖められる。
この場合の温度もECU10等によって制御される構成となっている。
Further, the air-fuel mixture that has passed through the
The crankshaft is rotated by the raising and lowering of the
The exhaust gas after the explosion is discharged through the
At this time, the air-
Specifically, a measured value (output) that is a result of measurement by the air-
Further, the air-
Therefore, the
Further, this target IP value may be stored in advance as a map in the storage means (for example, ROM) of the
The air-
The temperature in this case is also controlled by the
ところで、従来の空燃比制御システムにおいては、図2及び図3に示すような特性を示すため、既に上述したように、絶対湿度や外気温度が低いと空燃比がリッチとなってNOxの排出量が増加する等の問題が発生し、他方、絶対湿度や外気温度が高いと空燃比がリーンとなってNOxの排出量は減少するが失火等が発生する等の問題が発生する。
そこで、理想的には図4に示すように、外気温度が低い場合にはNOxの排出量を抑制するように空燃比を制御し、他方、外気温度が高い場合には失火等が発生しないように空燃比をリッチ寄りにしてNOxの排出量を外気温度が低い場合と同程度にする制御を行うことが望ましい。
このような制御は、具体的には、外気温度が低い場合には空燃比をリーン寄り(IP値大)に、外気温度が高い場合には空燃比をリッチ寄り(IP値小)となるように制御することで可能となる。
つまり、外気温度が低い場合には空燃比センサ50のIP値が大きくなるように目標IP値を大きくし、外気温度が高い場合には空燃比センサ50のIP値が小さくなるように目標IP値を小さくする。
具体的には、空燃比センサ50の目標値である目標IP値のマップ(グラフや数値データ等)を予めECU10に複数記憶させておき、外気温度や絶対湿度等の大気条件に応じて、適切な目標IP値のマップを選択して切り換えるようにする。
勿論、予めECU10に記憶される上記複数のマップは、様々な大気条件と対応したものである。
上述より、ECU10は、別途具備する温度センサや湿度センサ等より大気条件を計測し、その結果に応じて目標IP値のマップを選択することによって、適切な目標IP値を定めて空燃比制御を行うことが考えられる。
しかしながら、上述のように温度センサや湿度センサ等を用いて大気条件を計測すると、ECU10の監視点数が増加するためECU10自体の負担が増加する問題や、上記2つのセンサを別途具備するためのコストが増加する等の問題がある。
そこで、別の手法によって簡易的に大気条件を認識する手法としては、次のようなものがある。
簡易的に大気条件を認識する方法としては、ECU10が、エンジン60の動力の供給先の一例であるGHPが冷房運転又は暖房運転のいずれであるかを判断することによって、大気条件の概略を認識してもよい。
つまり、ECU10は、GHPが冷房運転されている場合は大気条件が高温(湿度高)と認識し、他方、GHPが暖房運転されている場合は大気条件が低温(湿度低)であると認識する。
このようにして、簡易的に大気条件を認識する処理の具体例を図5のフローチャートを用いて説明する。
尚、温度センサは、一般的に安価であるので、従来より空燃比制御システムに設けられている。したがって、以下の説明では温度センサの図示は省略しているが、本発明の空燃比制御システムにも温度センサが設けられており、外気温度が該温度センサを介してECU10によってセンシングされているものとする。
By the way, in the conventional air-fuel ratio control system, since the characteristics as shown in FIGS. 2 and 3 are exhibited, as described above, the air-fuel ratio becomes rich when the absolute humidity or the outside air temperature is low, and the NOx emission amount On the other hand, if the absolute humidity or the outside air temperature is high, the air-fuel ratio becomes lean and the amount of NOx emission decreases, but a problem such as misfire occurs.
Therefore, ideally, as shown in FIG. 4, when the outside air temperature is low, the air-fuel ratio is controlled so as to suppress the NOx emission amount. On the other hand, when the outside air temperature is high, misfire or the like does not occur. In addition, it is desirable to perform control so that the air-fuel ratio is close to a rich level and the amount of NOx emission is the same as when the outside air temperature is low.
Specifically, such control is performed so that the air-fuel ratio approaches lean (IP value large) when the outside air temperature is low, and the air-fuel ratio approaches rich (IP value small) when the outside air temperature is high. It becomes possible by controlling to.
That is, when the outside air temperature is low, the target IP value is increased so that the IP value of the air-
Specifically, a plurality of target IP value maps (graphs, numerical data, etc.), which are target values of the air-
Of course, the plurality of maps stored in advance in the
As described above, the
However, if the atmospheric conditions are measured using a temperature sensor, a humidity sensor, or the like as described above, the number of monitoring points of the
Therefore, as a method for easily recognizing atmospheric conditions by another method, there is the following method.
As a method for simply recognizing atmospheric conditions, the
That is, the
A specific example of processing for simply recognizing atmospheric conditions in this way will be described with reference to the flowchart of FIG.
Since the temperature sensor is generally inexpensive, it has been conventionally provided in the air-fuel ratio control system. Accordingly, in the following description, the temperature sensor is not shown, but the air-fuel ratio control system of the present invention is also provided with a temperature sensor, and the outside air temperature is sensed by the
先ず、ECU10は、GHPが冷房運転であるか否かを判断する(S110)。
上記ステップS110の判断によって、冷房運転であると判断された場合にECU10は大気条件が高温(湿度高)であると認識し、他方、冷房運転でない(暖房運転である)と判断された場合にECU10は大気条件が低温(湿度低)であると認識する。
即ち、ステップS110の判断によって、大気条件の概略を認識する。
そして、ECU10は、GHPが冷房運転であると判断された場合に、大気条件が高温(湿度高)用の目標IP値が記載されたマップのデータをECU10の記憶領域等より選択する(S120)。
他方、ECU10は、GHPが暖房運転であると判断された場合に、大気条件が低温(湿度低)用の目標IP値が記載されたマップのデータをECU10の記憶領域等より選択する(S125)。
つまり、上記ステップS110・S120・S125の処理が行われることで、ECU10は、GHPが冷房運転か否かの判断を行い、簡易的に大気条件を認識し、その認識した大気条件に応じた空燃比センサ50の目標IP値のマップを選択することが可能となる。
即ち、目標IP値のマップを自動的に選択することが可能となるので、ECU10は、空燃比センサ50の計測値(IP値)を、上記選択されたマップの目標IP値となるように制御することで、図4に示すような理想的なNOxの排出量を実現することが可能となり、燃費の向上等を図ることが可能となる。この具体的な処理例を以下のステップS130及びステップS140にて説明する。
上記ステップS120及び上記ステップS125の処理後、処理はステップS130へ移行する。
First, the
When it is determined that the cooling operation is performed according to the determination in step S110, the
That is, the outline of the atmospheric condition is recognized based on the determination in step S110.
Then, when it is determined that the GHP is in the cooling operation, the
On the other hand, when it is determined that the GHP is in the heating operation, the
That is, the
That is, since it is possible to automatically select the target IP value map, the
After the processes of step S120 and step S125, the process proceeds to step S130.
続いて、ECU10は、空燃比センサ50の計測値、即ちIP値を取得する(S130)。
そして、ECU10は、ステップS130で計測したIP値(空燃比センサ50の計測値)を、上記ステップS120又は上記ステップS125で選択された目標IP値のマップに従うように燃料制御弁22(GVM)等を作動させる(S140)。
このステップS140の処理によって、燃料制御弁22が作動することにより、混合気の空燃比は、図2に示す点線ラインに近似した値をとり、混合気の燃焼効率が良くなる一定の比率で安定させることが可能となる。
Subsequently, the
The
When the
尚、上記ステップS110の判断においては、GHPの運転状態(冷房運転・暖房運転)を判断することで大気条件を簡易的に認識して、目標IP値のマップの選択を行う場合について説明したが、コスト面やECU10の能力が許容できる範囲であれば、湿度センサを当該空燃比制御システムに設け、該センサ類の計測値によって大気条件を判断するようにしても良い。
例えば、上記S110の判断の代わりに、目標IP値のマップの選択の基準となる閾湿度を予めECU10に記憶させておくことで、ECU10は湿度センサより取得した湿度と該閾湿度とを比較判断することによって、目標IP値のマップを選択しても良い。
また、同様に、具備する温度センサによって大気条件を認識し、閾温度を基準に判断することによって、目標IP値のマップを選択するようにしても良い。
In the determination of step S110, the case has been described in which the atmospheric condition is simply recognized by determining the operating state of the GHP (cooling operation / heating operation) and the target IP value map is selected. If the cost and the capability of the
For example, instead of the determination in S110, a threshold humidity that is a reference for selecting a target IP value map is stored in advance in the
Similarly, a target IP value map may be selected by recognizing atmospheric conditions by a temperature sensor provided and making a determination based on a threshold temperature.
上述の空燃比制御システムは、外気温度や絶対湿度等の大気条件に応じて、空燃比センサ50の計測値(IP値)の目標値である目標IP値のマップを選択し、空燃比センサ50の計測値を選択された目標IP値となるように混合気の空燃比制御を行うものである。
しかしながら、該空燃比制御システムは、大気条件に対応する複数種類のマップをECU10やECU10に接続される記憶手段等に記憶させる必要があるため、大きな記憶容量を必要とする。
そこで、以下においては、上述よりも必要な記憶容量を抑えて上述同様に混合気の空燃比を燃焼効率が良くなる効果を奏する空燃比制御システムについて説明する。
The air-fuel ratio control system described above selects a target IP value map that is a target value of the measured value (IP value) of the air-
However, since the air-fuel ratio control system needs to store a plurality of types of maps corresponding to atmospheric conditions in the storage unit connected to the
Therefore, in the following, an air-fuel ratio control system that has the effect of improving the combustion efficiency of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture as described above while suppressing the necessary storage capacity as described above will be described.
以下においては、ECU10等に、目標IP値を少なくとも一つ予め記憶させ、且つ該目標IP値に乗算するための補正係数のマップ(以下「補正マップ」とする)も予め記憶させているものとする。
ここで、補正マップについて図6を用いて説明する。
補正マップは、図6に示すように、大気条件の一例である外気温度が高くなるほど補正係数を小さな値となるように定めたものである。
したがって、ECU10等に目標IP値を少なくとも一つ記憶させておき、同じくECU10等に記憶される補正マップから外気温度等の大気条件に応じて補正係数を取得し、上記目標IP値に乗算することによって、外気温度が高くなるほど目標IP値を小さくする補正を行うことが可能となる。
つまり、外気温度に応じて適切な目標IP値を定めることを可能としている。
このような処理により、混合気の空燃比を上述同様に、外気温度が低い場合には空燃比をリーン寄り(IP値大)に、外気温度が高い場合には空燃比をリッチ寄り(IP値小)となるように制御することで可能となるので、図2に示す点線ラインに近似した値をとり、燃焼効率が良くなる一定の比率で安定させることが可能となる。
その結果、図7に示すように、外気温度の全域において、NOxの排出量を斜線部分の一定の範囲内に均一することが可能となる。尚、図7における点線は、目標IP値を補正しない場合を示している。
このような処理の具体例を図8のフローチャートを用いて説明する。
In the following, it is assumed that at least one target IP value is stored in advance in the
Here, the correction map will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the correction map is such that the correction coefficient becomes smaller as the outside air temperature, which is an example of the atmospheric condition, increases.
Therefore, at least one target IP value is stored in the
That is, it is possible to determine an appropriate target IP value according to the outside air temperature.
By such a process, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made leaner (IP value is large) when the outside air temperature is low, and the air-fuel ratio is made rich (IP value) when the outside air temperature is high, as described above. Therefore, it is possible to take a value approximate to the dotted line shown in FIG. 2 and stabilize it at a constant ratio that improves the combustion efficiency.
As a result, as shown in FIG. 7, it is possible to make the NOx emission amount uniform within a certain range of the shaded portion in the entire outside air temperature. Note that the dotted line in FIG. 7 indicates a case where the target IP value is not corrected.
A specific example of such processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、ECU10は、予め定められる目標IP値及び補正マップを取得する(S210)。
このステップS210においては、ECU10やECU10等に接続される記憶手段に予め記憶される目標IP値及び補正マップを取得する。
そして、ECU10は、エンジン60のエアクリーナ30より吸気される大気の温度(即ち、外気温度)を温度センサ等より取得する(S220)。
更に、ECU10は、上記ステップS220で取得した外気温度に対応する補正係数を補正マップより算出する(S225)。
そして、ECU10は、上記ステップS225で算出した補正係数を上記ステップS210で取得された目標IP値に乗算することによって、目標IP値を外気温度に応じて補正した値(補正値)を算出する(S230)。
続けて、空燃比センサ50の計測値であるIP値を取得する(S240)。
該ステップS240で取得した空燃比センサ50の計測値であるIP値を、上記ステップS230で算出した目標IP値の補正値とするべく、燃料制御弁22(GVM)を作動させることによって制御する(S250)。
このような処理が行われることによって、上述同様に、混合気の空燃比は図2に示す点線ラインに近似した値をとり、混合気の燃焼効率が良くなる一定の比率で安定させることが可能となる。
更に、上記ステップS210〜ステップS250の処理を行う場合は、目標IP値は少なくとも一つで良いので、既に図5用いて説明した処理を行う際に少なくとも2以上の目標IP値のマップを必要とする場合と比較して、ECU10又はECU10に接続される記憶手段の記憶領域の消費を抑えることが可能となる。
即ち、ECU10又はECU10に接続される記憶手段の記憶容量が少なくても、外気温度に応じて目標IP値を補正して、混合気の空燃比を制御することが可能となる。
First, the
In step S210, a target IP value and a correction map stored in advance in storage means connected to the
Then, the
Further, the
Then, the
Subsequently, an IP value that is a measurement value of the air-
Control is performed by operating the fuel control valve 22 (GVM) so that the IP value, which is the measurement value of the air-
By performing such processing, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture takes a value that approximates the dotted line shown in FIG. 2 and can be stabilized at a constant ratio that improves the combustion efficiency of the air-fuel mixture. It becomes.
Further, when performing the processes of steps S210 to S250, at least one target IP value may be used. Therefore, a map of at least two or more target IP values is required when performing the process already described with reference to FIG. Compared with the case where it does, it becomes possible to suppress consumption of the storage area of the storage means connected to ECU10 or ECU10.
That is, even if the storage capacity of the storage unit connected to the
10 ECU
20 ミキサ
21 固定弁
22 燃料制御弁
23 ベンチュリ
25 スロットル弁
27 燃料増量弁
30 エアクリーナ
50 空燃比センサ
60 エンジン
10 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (6)
大気条件により運転切替可能とするとともに、該大気条件に応じたマップを具備し、
該大気条件に応じて該マップを選択することを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the target value map of the air-fuel ratio sensor and the measured value of the air-fuel ratio sensor,
The operation can be switched according to atmospheric conditions, and a map corresponding to the atmospheric conditions is provided.
An air-fuel ratio control system, wherein the map is selected according to the atmospheric conditions.
大気条件に応じて上記目標値を補正するための補正係数のマップと、上記空燃比センサの計測値と、に基づいて混合気の空燃比を制御することを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the target value of the air-fuel ratio sensor and the measured value of the air-fuel ratio sensor,
An air-fuel ratio control system for controlling an air-fuel ratio of an air-fuel mixture based on a map of a correction coefficient for correcting the target value according to atmospheric conditions and a measured value of the air-fuel ratio sensor.
The air-fuel ratio control system according to claim 4 or 5, wherein the correction coefficient is set to be smaller as the outside air temperature is higher.
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