JP2753223B2 - 空燃比制御方法 - Google Patents
空燃比制御方法Info
- Publication number
- JP2753223B2 JP2753223B2 JP62050028A JP5002887A JP2753223B2 JP 2753223 B2 JP2753223 B2 JP 2753223B2 JP 62050028 A JP62050028 A JP 62050028A JP 5002887 A JP5002887 A JP 5002887A JP 2753223 B2 JP2753223 B2 JP 2753223B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- engine
- control method
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子燃料噴射制御装置に係り、特に全運転
領域に関し、空燃比のフイードバツク制御を行うのに好
適な空燃比制御方法に関する。 〔従来の技術〕 従来の空燃比フイードバツク補正は、トヨタコロナ新
型車解説書（昭和58年10月）３−71頁から３−72頁に記
載のように、O2センサからの信号により燃料噴射量の増
減を行い、空燃比を理論空燃比近辺に制御するようにな
つていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、空燃比を理論空燃比近辺に制御すべ
きときにはよいが、暖機中，加速中，フユーエルカツト
中などに、空燃比の目標値を理論空燃比ばかりでなく任
意な値に設定して、トルク出力や燃費をも制御するよう
には配慮されておらず、目標空燃比が任意に設定された
ときのフイードバツク補正が適切にできないという問題
があつた。空燃比センサは排ガス中の酸素濃度を計測し
ているので、燃料が噴射されてから空燃比が計測される
までには遅れがある。この遅れは、エンジンの運転状態
で変化する。従つて、フイードバツクゲイン（パラメー
タ）は、エンジンの運転状態に応じて変える必要があ
る。 空燃比のフイードバツク補正は、計測される空燃比を
目標空燃比に維持安定化させることが主な目的である。
従来プロセス制御で多く用いられている通常のPID制御
では、目標空燃比の設定変更に伴つて、操作量である燃
料噴射量に飛躍が起ることがあり、空燃比制御には何ら
かの工夫が必要である。 更に、PID制御を行なうときに必要となるＰ動作,I動
作,D動作の各々パラメータを何らかの方法で設定しなけ
ればならないという問題がある。 本発明の目的は、排ガスの広域線形空燃比センサを用
いた場合の空燃比フイードバツク補正制御方法を提供す
ることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、Ｉ−PD制御方式に基づい
てフイードバツクゲインを算出し、それを基本燃料噴射
パルス幅に乗算して空燃比フイードバツク補正を行う。
前記Ｉ−PD制御方式において、ノイズによるＤ動作の影
響を軽減するため、制御量の勾配を平均値化する方法を
用いる。 さらに、P,I,D動作のパラメータを、通常運転状態か
ら、目標空燃比をステツプ入力変化させ、これに対応し
た空燃比の応答から、設定する方法を提供する。 〔作用〕 空燃比のフイードバツクゲインを計算するときに、Ｉ
動作だけを主ループに残し、Ｐ動作とＤ動作を別ループ
として形成したＩ−PD制御機構により求め、得られたフ
イードバツクゲインにより次のように補正する。 ここで、Qa:吸入空気量 N :エンジン回転数 KI:インジエクタの特性によつて定まる定数 α：フイードバツクゲイン Ts:バツテリー補正パルス幅 Ti:噴射パルス幅 また、 TP:基本燃料噴射パルス幅 これによつて、空燃比の目標値は、基本噴射パルス幅
に影響せずフイードバツクゲインαに反映され、フイー
ドバツクゲインαはＩ−PD制御機構により形成されるの
で、安定化の機能を受け持つことができる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を説明する。まず、実施例の
構成と動作の概要を第１図により説明する。測定した吸
入空気量Qaとエンジン回転数Ｎとから次のように基本燃
料噴射パルス幅を決定する。 ここで、KIはインジエクタの特性などで決まる定数で
あり、理論空燃比（A/F）になるよう算出した係数も含
まれる。第１図において、Ｉ−PD制御機構３は次のよう
に動作する。計測した空燃比A/Fを理論空燃比（A/F）で
割算し制御量を次のように正規化する。 目標空燃比（A/F）ｒを理論空燃比で割算した値を次
のようｒ（以下、目標値と呼ぶことにする）として求め
る。 目標値ｒとｃの偏差から、第１図のＩ動作31を通し
て、Ｉ制御成分を次のように算出する。 Ｉα（ｋ）＝Ｉα（ｋ−１）＋IK（ｋ）・Ｅ（ｋ） ……（５） ここで、Ｉα（ｋ）:k時刻におけるＩ成分（第１図の
Ｉ動作部31よりｋ時刻に算出されるＩ成分値） Ｅ（ｋ）＝ｒ（ｋ）−ｃ（ｋ） IK（ｋ）:I動作パラメータ 第１図のＰ動作部32では、Ｐ動作を次のように行う。 Ｐα（ｋ）＝PK（ｋ）・Ｃ（ｋ） ……（６） ここで、Ｐα（ｋ）:k時刻におけるＰ成分 PK（ｋ） :P動作パラメータ 第１図のＤ動作部33では、Ｄ動作を次のように行う。 Ｄα（ｋ）＝DK（Ｃ（ｋ）−Ｃ（ｋ−１）） ……（７） ここで、Ｄα（ｋ）:k時刻におけるＤ成分 DK（ｋ） ：動作パラメータ 以上で得られたＩα（ｋ）,Pα（ｋ）,Dα（ｋ）によ
り、フイードバツクゲインα（ｋ）を次のように得る。 α（ｋ）＝Ｉα（ｋ）−（Ｐα（ｋ）＋Ｄα（ｋ）） ……（８） このようにＩ−PD制御機構では、Ｉ動作を主ループに
して、残りＰ動作Ｄ動作が副ループの形をとつている。 第１図のＩ−PD制御機構３で得られたフイードバツク
ゲインα（ｋ）により、基本燃料噴射パルス幅を次のよ
うに補正し、噴射パルス幅を決定する。 Ti＝TP・α＋Ts ……（９） 前記したように、制御性能を向上させるためにＩ−PD
制御機構３内のI,P,D動作パラメータをそれぞれ第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）のようにエンジン運転状態を表
わすテーブルの形で、あらかじめ保持しておく。テーブ
ルの軸は、本実施例ではエンジン回転数Ｎと吸入空気量
Qaである。ｋ時刻で運転されているエンジンの回転数Ｎ
（ｋ）と吸入空気量Qa（ｋ）からテーブルを検索し、各
各、時刻ｋのI,P,D動作パラメータのIK（ｋ）,P
K（ｋ）,DK（ｋ）を得る。 次に、I,P,D動作パラメータの値をどのように決定す
るかを説明する。第３図に示すように、０時刻までｒ＝
1.0を目標値とし、ｋ＝０で目標値をステツプ変化させ
る。このときに計測した空燃比の変化において、ステツ
プ応答Ｃ（ｋ）の ΔＣ（ｋ）＝Ｃ（ｋ）−Ｃ（ｋ−１） ……（10） 変化の中での最大値ΔCmaxを求め、勾配Ｒを Ｒ＝ΔCmax/τ ……（11） ここで、τ：サンプリング同期 として得る。また、勾配Ｒの直線を第３図のように左へ
延長して、τ＝1.0の線と交わる点により遅れＬを得
る。 このように、すべてのエンジン状態（QaとＮの全ての
組合せ）においてこのステツプ応答を計測し、R,Lを求
めておく。 次に、得られたＲとＬから、次のようにI,P,D動作パ
ラメータを算出する。 以上のようにして、第２図の３つのテーブルの値が求
められる。 センサで計測される空燃比にノイズが付加されて、Ｄ
動作が制御性を乱すことがある。その対策として、
（７）式の制御量Ｃ（ｋ）とＣ（ｋ−１）の差を求める
ときに、次のような４点の差の平均値を利用する。 〔発明の効果〕 本発明によれば、空燃比の目標値を変化させても、Ｉ
−PD制御機構のフイードバツク補正により目標となる空
燃比を達成させることができるので、目標空燃比が任意
に設定できる効果がある。これは、トルクを出したい運
転領域では、目標空燃比を濃くしてトルク出力を増加さ
せたり、トルクのいらない減速時には、目標空燃比を薄
くして燃費をかせぐことができるという効果が生まれ
る。 Ｉ−PD制御機構を用いたことにより、空燃比の維持安
定化が図れるので、定常走行時の排ガス性能が向上し、
トルクのばらつきなどが少なくなるので運転性が向上す
るという効果がある。 同様に、I,P,Dの各動作パラメータを運転により検索
し用いているので、各種の運転モードにマツチした空燃
比が得られる。 また、空燃比に計測ノイズが付加されていてもそのノ
イズの影響を少なくするよう動作させているので、ノイ
ズによる制御性劣化を抑え得る効果がある。
領域に関し、空燃比のフイードバツク制御を行うのに好
適な空燃比制御方法に関する。 〔従来の技術〕 従来の空燃比フイードバツク補正は、トヨタコロナ新
型車解説書（昭和58年10月）３−71頁から３−72頁に記
載のように、O2センサからの信号により燃料噴射量の増
減を行い、空燃比を理論空燃比近辺に制御するようにな
つていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、空燃比を理論空燃比近辺に制御すべ
きときにはよいが、暖機中，加速中，フユーエルカツト
中などに、空燃比の目標値を理論空燃比ばかりでなく任
意な値に設定して、トルク出力や燃費をも制御するよう
には配慮されておらず、目標空燃比が任意に設定された
ときのフイードバツク補正が適切にできないという問題
があつた。空燃比センサは排ガス中の酸素濃度を計測し
ているので、燃料が噴射されてから空燃比が計測される
までには遅れがある。この遅れは、エンジンの運転状態
で変化する。従つて、フイードバツクゲイン（パラメー
タ）は、エンジンの運転状態に応じて変える必要があ
る。 空燃比のフイードバツク補正は、計測される空燃比を
目標空燃比に維持安定化させることが主な目的である。
従来プロセス制御で多く用いられている通常のPID制御
では、目標空燃比の設定変更に伴つて、操作量である燃
料噴射量に飛躍が起ることがあり、空燃比制御には何ら
かの工夫が必要である。 更に、PID制御を行なうときに必要となるＰ動作,I動
作,D動作の各々パラメータを何らかの方法で設定しなけ
ればならないという問題がある。 本発明の目的は、排ガスの広域線形空燃比センサを用
いた場合の空燃比フイードバツク補正制御方法を提供す
ることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、Ｉ−PD制御方式に基づい
てフイードバツクゲインを算出し、それを基本燃料噴射
パルス幅に乗算して空燃比フイードバツク補正を行う。
前記Ｉ−PD制御方式において、ノイズによるＤ動作の影
響を軽減するため、制御量の勾配を平均値化する方法を
用いる。 さらに、P,I,D動作のパラメータを、通常運転状態か
ら、目標空燃比をステツプ入力変化させ、これに対応し
た空燃比の応答から、設定する方法を提供する。 〔作用〕 空燃比のフイードバツクゲインを計算するときに、Ｉ
動作だけを主ループに残し、Ｐ動作とＤ動作を別ループ
として形成したＩ−PD制御機構により求め、得られたフ
イードバツクゲインにより次のように補正する。 ここで、Qa:吸入空気量 N :エンジン回転数 KI:インジエクタの特性によつて定まる定数 α：フイードバツクゲイン Ts:バツテリー補正パルス幅 Ti:噴射パルス幅 また、 TP:基本燃料噴射パルス幅 これによつて、空燃比の目標値は、基本噴射パルス幅
に影響せずフイードバツクゲインαに反映され、フイー
ドバツクゲインαはＩ−PD制御機構により形成されるの
で、安定化の機能を受け持つことができる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を説明する。まず、実施例の
構成と動作の概要を第１図により説明する。測定した吸
入空気量Qaとエンジン回転数Ｎとから次のように基本燃
料噴射パルス幅を決定する。 ここで、KIはインジエクタの特性などで決まる定数で
あり、理論空燃比（A/F）になるよう算出した係数も含
まれる。第１図において、Ｉ−PD制御機構３は次のよう
に動作する。計測した空燃比A/Fを理論空燃比（A/F）で
割算し制御量を次のように正規化する。 目標空燃比（A/F）ｒを理論空燃比で割算した値を次
のようｒ（以下、目標値と呼ぶことにする）として求め
る。 目標値ｒとｃの偏差から、第１図のＩ動作31を通し
て、Ｉ制御成分を次のように算出する。 Ｉα（ｋ）＝Ｉα（ｋ−１）＋IK（ｋ）・Ｅ（ｋ） ……（５） ここで、Ｉα（ｋ）:k時刻におけるＩ成分（第１図の
Ｉ動作部31よりｋ時刻に算出されるＩ成分値） Ｅ（ｋ）＝ｒ（ｋ）−ｃ（ｋ） IK（ｋ）:I動作パラメータ 第１図のＰ動作部32では、Ｐ動作を次のように行う。 Ｐα（ｋ）＝PK（ｋ）・Ｃ（ｋ） ……（６） ここで、Ｐα（ｋ）:k時刻におけるＰ成分 PK（ｋ） :P動作パラメータ 第１図のＤ動作部33では、Ｄ動作を次のように行う。 Ｄα（ｋ）＝DK（Ｃ（ｋ）−Ｃ（ｋ−１）） ……（７） ここで、Ｄα（ｋ）:k時刻におけるＤ成分 DK（ｋ） ：動作パラメータ 以上で得られたＩα（ｋ）,Pα（ｋ）,Dα（ｋ）によ
り、フイードバツクゲインα（ｋ）を次のように得る。 α（ｋ）＝Ｉα（ｋ）−（Ｐα（ｋ）＋Ｄα（ｋ）） ……（８） このようにＩ−PD制御機構では、Ｉ動作を主ループに
して、残りＰ動作Ｄ動作が副ループの形をとつている。 第１図のＩ−PD制御機構３で得られたフイードバツク
ゲインα（ｋ）により、基本燃料噴射パルス幅を次のよ
うに補正し、噴射パルス幅を決定する。 Ti＝TP・α＋Ts ……（９） 前記したように、制御性能を向上させるためにＩ−PD
制御機構３内のI,P,D動作パラメータをそれぞれ第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）のようにエンジン運転状態を表
わすテーブルの形で、あらかじめ保持しておく。テーブ
ルの軸は、本実施例ではエンジン回転数Ｎと吸入空気量
Qaである。ｋ時刻で運転されているエンジンの回転数Ｎ
（ｋ）と吸入空気量Qa（ｋ）からテーブルを検索し、各
各、時刻ｋのI,P,D動作パラメータのIK（ｋ）,P
K（ｋ）,DK（ｋ）を得る。 次に、I,P,D動作パラメータの値をどのように決定す
るかを説明する。第３図に示すように、０時刻までｒ＝
1.0を目標値とし、ｋ＝０で目標値をステツプ変化させ
る。このときに計測した空燃比の変化において、ステツ
プ応答Ｃ（ｋ）の ΔＣ（ｋ）＝Ｃ（ｋ）−Ｃ（ｋ−１） ……（10） 変化の中での最大値ΔCmaxを求め、勾配Ｒを Ｒ＝ΔCmax/τ ……（11） ここで、τ：サンプリング同期 として得る。また、勾配Ｒの直線を第３図のように左へ
延長して、τ＝1.0の線と交わる点により遅れＬを得
る。 このように、すべてのエンジン状態（QaとＮの全ての
組合せ）においてこのステツプ応答を計測し、R,Lを求
めておく。 次に、得られたＲとＬから、次のようにI,P,D動作パ
ラメータを算出する。 以上のようにして、第２図の３つのテーブルの値が求
められる。 センサで計測される空燃比にノイズが付加されて、Ｄ
動作が制御性を乱すことがある。その対策として、
（７）式の制御量Ｃ（ｋ）とＣ（ｋ−１）の差を求める
ときに、次のような４点の差の平均値を利用する。 〔発明の効果〕 本発明によれば、空燃比の目標値を変化させても、Ｉ
−PD制御機構のフイードバツク補正により目標となる空
燃比を達成させることができるので、目標空燃比が任意
に設定できる効果がある。これは、トルクを出したい運
転領域では、目標空燃比を濃くしてトルク出力を増加さ
せたり、トルクのいらない減速時には、目標空燃比を薄
くして燃費をかせぐことができるという効果が生まれ
る。 Ｉ−PD制御機構を用いたことにより、空燃比の維持安
定化が図れるので、定常走行時の排ガス性能が向上し、
トルクのばらつきなどが少なくなるので運転性が向上す
るという効果がある。 同様に、I,P,Dの各動作パラメータを運転により検索
し用いているので、各種の運転モードにマツチした空燃
比が得られる。 また、空燃比に計測ノイズが付加されていてもそのノ
イズの影響を少なくするよう動作させているので、ノイ
ズによる制御性劣化を抑え得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
I,P,D動作パラメータを保持しておくテーブルの一例を
示す図、第３図はI,P,D動作パラメータを求めるための
ステツプ応答を示す図である。
I,P,D動作パラメータを保持しておくテーブルの一例を
示す図、第３図はI,P,D動作パラメータを求めるための
ステツプ応答を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大成 幹彦
川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社
日立製作所システム開発研究所内
(56)参考文献 特開 昭52−114823（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−167707（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−196302（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−155539（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−85540（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−37589（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．エンジンに対する操作量を入力とし、前記エンジン
への燃料パルス幅を出力とする空燃比制御方法であっ
て、 前記エンジンのＩ動作パラメータ、Ｐ動作パラメータお
よび、Ｄ動作パラメータのそれぞれと前記エンジンへの
前記入力および前記エンジンからの前記出力のいずれで
もない前記エンジンの回転数および吸入空気量との関係
をテーブルとして保持し、 前記エンジンの回転数および吸入空気量を検出し、 前記検出した回転数および吸入空気量に対応する前記テ
ーブルに保持されたＩ動作パラメータ、Ｐ動作パラメー
タおよび、Ｄ動作パラメータのそれぞれを検索し、 前記検索されたＩ動作パラメータ、Ｐ動作パラメータお
よび、Ｄ動作パラメータのそれぞれと前記回転数および
吸入空気量を検出した時刻における前記エンジンの空燃
比とに基づき、Ｉ動作を主ループとし、Ｐ動作およびＤ
動作のそれぞれを副ループとする計算式を用いてフィー
ドバックゲインを計算し、 前記計算されたフィードバックゲインを用いて燃料パル
ス幅を決定することを特徴とする空燃比制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62050028A JP2753223B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 空燃比制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62050028A JP2753223B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 空燃比制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63219842A JPS63219842A (ja) | 1988-09-13 |
| JP2753223B2 true JP2753223B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=12847543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62050028A Expired - Fee Related JP2753223B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 空燃比制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753223B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52114823A (en) * | 1976-03-24 | 1977-09-27 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio controller |
| JPS5875207A (ja) * | 1981-10-29 | 1983-05-06 | Toshiba Corp | Ｐｉｄ制御器 |
| JPS59167707A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-21 | Toshiba Corp | サンプル値制御装置 |
| JPS61104137A (ja) * | 1984-10-27 | 1986-05-22 | Mazda Motor Corp | エンジンの空燃比制御装置 |
| JPS61190602A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Toshiba Corp | 調節装置 |
| JPS61190601A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Toshiba Corp | 調節装置 |
| JPS61196302A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | Toshiba Corp | 調節装置 |
| JPS62139942A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御方法 |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP62050028A patent/JP2753223B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63219842A (ja) | 1988-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3444675B2 (ja) | 内燃機関の空燃比学習制御装置 | |
| JP3356878B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2004285915A (ja) | 車両用制御装置 | |
| JPH09287513A (ja) | エンジンのトルク制御装置 | |
| JP2753223B2 (ja) | 空燃比制御方法 | |
| JPH01100334A (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
| US4853862A (en) | Method and apparatus for controlling air-fuel ratio in an internal combustion engine by corrective feedback control | |
| JPS60203832A (ja) | 内燃エンジンの燃料供給制御方法 | |
| US4770147A (en) | Air-fuel ratio control system for an engine | |
| JPH0119057B2 (ja) | ||
| JP3939026B2 (ja) | 三元触媒の酸素ストレージ量制御装置 | |
| JP2582562B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPS6043137A (ja) | エンジンの燃料制御装置 | |
| JPS6259222B2 (ja) | ||
| JPH0415385B2 (ja) | ||
| KR100203100B1 (ko) | 공연비 피드 백 제어 방법 | |
| JP2005120869A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2641828B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP3593388B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2631585B2 (ja) | 内燃機関の空燃比学習制御装置 | |
| JP2627826B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
| JPH01155046A (ja) | 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 | |
| JP4044978B2 (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
| JP3028851B2 (ja) | 燃料噴射制御装置 | |
| JP2802922B2 (ja) | 燃料噴射制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |