JP3138498B2 - 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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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
-
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- F02D41/1477—Introducing 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)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の空燃比制御
装置に関し、より具体的には検出空燃比における排気脈
動の影響を低減させて制御ハンチングを低減させる様に
した内燃機関の空燃比制御装置に関する。
装置に関し、より具体的には検出空燃比における排気脈
動の影響を低減させて制御ハンチングを低減させる様に
した内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸素イオン伝導性固体電解質材からなる
酸素濃度検出装置を用いて内燃機関の排気ガス中に含ま
れる酸素濃度を検出し、空燃比を制御する技術は従来か
ら知られており、その例としては特開昭６１─２７２４
３８号、特開昭６２─３１４３号公報記載の技術等を挙
げることができる。
酸素濃度検出装置を用いて内燃機関の排気ガス中に含ま
れる酸素濃度を検出し、空燃比を制御する技術は従来か
ら知られており、その例としては特開昭６１─２７２４
３８号、特開昭６２─３１４３号公報記載の技術等を挙
げることができる。
【０００３】この種の検出装置においては通例、２つの
酸素イオン伝導性固体電解質材を対向配置し、その各々
に電極対を設けてポンプ素子と電池素子とを形成して酸
素濃度を検出している。即ち、ポンプ素子と電池素子と
の間を閉塞して気体拡散室を形成し、壁面を穿孔して排
気ガスを導入すると共に、電池素子の他方の面側に大気
を導入し、電池素子の電極間の発生起電力を検出して基
準電圧と比較している。そして、その差分に応じた電圧
をポンプ素子電極に印加して外側電極から拡散室側電極
に向けて或いはその逆方向にポンプ電流を供給して酸素
イオンを汲み出し／汲み込み、この様に電池素子起電力
と基準電圧との差を減少する方向にポンプ電流をフィー
ドバック制御し、そのポンプ電流値を電圧値に変換した
値から酸素濃度に比例した値を検出し、リッチ領域から
リーン領域にわたる広い範囲において空燃比を検出して
いる。
酸素イオン伝導性固体電解質材を対向配置し、その各々
に電極対を設けてポンプ素子と電池素子とを形成して酸
素濃度を検出している。即ち、ポンプ素子と電池素子と
の間を閉塞して気体拡散室を形成し、壁面を穿孔して排
気ガスを導入すると共に、電池素子の他方の面側に大気
を導入し、電池素子の電極間の発生起電力を検出して基
準電圧と比較している。そして、その差分に応じた電圧
をポンプ素子電極に印加して外側電極から拡散室側電極
に向けて或いはその逆方向にポンプ電流を供給して酸素
イオンを汲み出し／汲み込み、この様に電池素子起電力
と基準電圧との差を減少する方向にポンプ電流をフィー
ドバック制御し、そのポンプ電流値を電圧値に変換した
値から酸素濃度に比例した値を検出し、リッチ領域から
リーン領域にわたる広い範囲において空燃比を検出して
いる。
【０００４】ところで、この様な酸素濃度検出装置にあ
っては排気脈動が機関運転状態の変化に応じて変動し、
その変動する排気脈動によって上記のポンプ電流値が変
動し、そのまま検出して制御するときは制御ハンチング
が生じる。そこで検出値における排気脈動の影響度を低
減させて制御ハンチングを低減させるために従来より検
出値を機関回転数と機関負荷とから補正する（実開昭６
４─３２４４２号）、乃至は検出値を平滑化する（特開
昭６２─９６７５４号、特開平１─２０６２５１号）、
更にその時定数を機関回転数に応じて変える（特開昭６
１─２７２４３９、特開昭６１─２９４３５８号）技術
等が提案されている。
っては排気脈動が機関運転状態の変化に応じて変動し、
その変動する排気脈動によって上記のポンプ電流値が変
動し、そのまま検出して制御するときは制御ハンチング
が生じる。そこで検出値における排気脈動の影響度を低
減させて制御ハンチングを低減させるために従来より検
出値を機関回転数と機関負荷とから補正する（実開昭６
４─３２４４２号）、乃至は検出値を平滑化する（特開
昭６２─９６７５４号、特開平１─２０６２５１号）、
更にその時定数を機関回転数に応じて変える（特開昭６
１─２７２４３９、特開昭６１─２９４３５８号）技術
等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては排気脈動を複数の運転パラメータや運転状態の変
更に応じて検出していないため、制御ハンチングを生じ
ていた。更に、機関運転状態は定常状態と過渡状態とで
大きく相違するが、従来技術においては、その点の配慮
が十分ではなかった。
いては排気脈動を複数の運転パラメータや運転状態の変
更に応じて検出していないため、制御ハンチングを生じ
ていた。更に、機関運転状態は定常状態と過渡状態とで
大きく相違するが、従来技術においては、その点の配慮
が十分ではなかった。
【０００６】従って、本発明の目的は従来技術の欠点を
解消することにあり、定常運転状態であると過渡運転状
態であるとに関わらず、検出値における排気脈動の影響
度を一層低減させて制御ハンチングを低減させることが
できる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにあ
る。
解消することにあり、定常運転状態であると過渡運転状
態であるとに関わらず、検出値における排気脈動の影響
度を一層低減させて制御ハンチングを低減させることが
できる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した目的を解決する
ために本発明は請求項１項に示すように、酸素イオン伝
導性固体電解質壁部を有しかつ気体拡散制御手段を介し
て外部に連通する気体拡散室を形成する基体と、固体電
解質を挟んで対向するように設けられた２つの電極対
と、前記２つの電極対の一方の電極対間の電圧と基準電
圧との差電圧に応じた電圧を他方の電極対間に印加する
電圧印加手段とを含み、前記他方の電極対間に流れる電
流を基に酸素濃度検出値を出力する酸素濃度検出装置を
用いて酸素濃度値を検出し、前記検出した酸素濃度値を
所定の平均化割合で平均化して内燃機関の空燃比を制御
する内燃機関の空燃比制御装置において、機関が過渡運
転状態か定常運転状態かを判別する運転状態判別手段
と、機関回転数および機関負荷を検出する運転状態検出
手段と、前記運転状態判別手段が定常運転状態と判断し
た場合に前記検出された運転状態に応じて定常運転状態
における前記検出した酸素濃度値の平均化割合の重み係
数を決定する定常運転状態平均化重み係数決定手段と、
前記運転状態判別手段が過渡運転状態と判断した場合に
前記検出された運転状態に応じて過渡運転状態における
前記検出した酸素濃度値の平均化割合の重み係数を決定
する過渡運転状態平均化重み係数決定手段と、を有する
と共に、前記過渡運転状態平均化重み係数決定手段によ
って決定される過渡運転状態平均化重み係数が、前記定
常運転状態平均化重み係数決定手段によって決定される
定常運転状態平均化重み係数よりも大きい値であるよう
に構成した。
ために本発明は請求項１項に示すように、酸素イオン伝
導性固体電解質壁部を有しかつ気体拡散制御手段を介し
て外部に連通する気体拡散室を形成する基体と、固体電
解質を挟んで対向するように設けられた２つの電極対
と、前記２つの電極対の一方の電極対間の電圧と基準電
圧との差電圧に応じた電圧を他方の電極対間に印加する
電圧印加手段とを含み、前記他方の電極対間に流れる電
流を基に酸素濃度検出値を出力する酸素濃度検出装置を
用いて酸素濃度値を検出し、前記検出した酸素濃度値を
所定の平均化割合で平均化して内燃機関の空燃比を制御
する内燃機関の空燃比制御装置において、機関が過渡運
転状態か定常運転状態かを判別する運転状態判別手段
と、機関回転数および機関負荷を検出する運転状態検出
手段と、前記運転状態判別手段が定常運転状態と判断し
た場合に前記検出された運転状態に応じて定常運転状態
における前記検出した酸素濃度値の平均化割合の重み係
数を決定する定常運転状態平均化重み係数決定手段と、
前記運転状態判別手段が過渡運転状態と判断した場合に
前記検出された運転状態に応じて過渡運転状態における
前記検出した酸素濃度値の平均化割合の重み係数を決定
する過渡運転状態平均化重み係数決定手段と、を有する
と共に、前記過渡運転状態平均化重み係数決定手段によ
って決定される過渡運転状態平均化重み係数が、前記定
常運転状態平均化重み係数決定手段によって決定される
定常運転状態平均化重み係数よりも大きい値であるよう
に構成した。
【００１０】
【００１１】
【作用】上記した構成により、運転状態が定常か過渡か
に応じて酸素濃度検出の平均化割合を相違させ、より具
体的には過渡時の重み係数を定常時の重み係数に比して
大きくし、さらに機関運転状態に応じて平均化割合を変
えることで、機関運転状態の変動によって排気脈動が変
動し、その影響を受けて検出値が変動しても、定常運転
時と過渡運転時に関わらず、常に一定割合で平均化して
検出値における排気脈動の影響度を低減させることがで
きると共に、加減速時の制御応答性を向上させることが
できる。
に応じて酸素濃度検出の平均化割合を相違させ、より具
体的には過渡時の重み係数を定常時の重み係数に比して
大きくし、さらに機関運転状態に応じて平均化割合を変
えることで、機関運転状態の変動によって排気脈動が変
動し、その影響を受けて検出値が変動しても、定常運転
時と過渡運転時に関わらず、常に一定割合で平均化して
検出値における排気脈動の影響度を低減させることがで
きると共に、加減速時の制御応答性を向上させることが
できる。
【００１２】
【実施例】以下、添付図面に即して本発明の実施例を説
明する。図１は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置
を全体的に示す説明図である。図１において符号１０は
酸素濃度センサを示し、該センサは内燃機関１２の排気
管１４に三元触媒コンバータ１６より上流側の位置で配
設され、制御ユニット１８と接続される。
明する。図１は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置
を全体的に示す説明図である。図１において符号１０は
酸素濃度センサを示し、該センサは内燃機関１２の排気
管１４に三元触媒コンバータ１６より上流側の位置で配
設され、制御ユニット１８と接続される。
【００１３】図２はその酸素濃度センサ１０の要部拡大
斜視図である（理解の便宜のため保護ケース等の図示は
省略した）。該センサは図示の様に、酸素イオン伝導性
固体電解質材２０からなる基体を備え、図の左方におい
て壁面は囲繞されてそこに気体拡散制御域としての気体
拡散室２２が形成される。気体拡散室２２には排気管１
４に連通する様に、導入孔２４が穿設され、そこを通っ
て排気ガスが室内に導入される。また同図右方には、気
体拡散室２２と壁を隔てて大気を導入する大気基準室２
６が形成される。気体拡散室２２と大気基準室２６との
間の壁部及びそれと反対側の壁部には電極対３０ｂ，３
０ａ，２８ａ，２８ｂがそれぞれ形成される。ここで、
固体電解質材２０と電極対２８ａ，２８ｂとがポンプ素
子３２として、固体電解質材２０と電極対３０ａ，３０
ｂとが電池素子３４として機能する。
斜視図である（理解の便宜のため保護ケース等の図示は
省略した）。該センサは図示の様に、酸素イオン伝導性
固体電解質材２０からなる基体を備え、図の左方におい
て壁面は囲繞されてそこに気体拡散制御域としての気体
拡散室２２が形成される。気体拡散室２２には排気管１
４に連通する様に、導入孔２４が穿設され、そこを通っ
て排気ガスが室内に導入される。また同図右方には、気
体拡散室２２と壁を隔てて大気を導入する大気基準室２
６が形成される。気体拡散室２２と大気基準室２６との
間の壁部及びそれと反対側の壁部には電極対３０ｂ，３
０ａ，２８ａ，２８ｂがそれぞれ形成される。ここで、
固体電解質材２０と電極対２８ａ，２８ｂとがポンプ素
子３２として、固体電解質材２０と電極対３０ａ，３０
ｂとが電池素子３４として機能する。
【００１４】図３は、上記電極対群に接続される検出回
路４０を示しており、図示の如く、電池素子電極３０
ａ，３０ｂ間に発生する起電力Ｖｓを検出して増幅する
反転増幅回路４２，その出力を受けて基準電圧Ｖｓｒｅ
ｆと比較して図４に示す様な制御電圧を出力する比例積
分回路４４、及びその出力を受けて電流値に変換する電
圧／電流変換回路４６からなる。ここで検出値ＶＡＦは
抵抗Ｒｄｅｔの両端電圧から求められる。尚、気体拡散
室２２側の電極２８ｂ，３０ｂには所定電圧Ｖｃｅｎｔ
が印加される。
路４０を示しており、図示の如く、電池素子電極３０
ａ，３０ｂ間に発生する起電力Ｖｓを検出して増幅する
反転増幅回路４２，その出力を受けて基準電圧Ｖｓｒｅ
ｆと比較して図４に示す様な制御電圧を出力する比例積
分回路４４、及びその出力を受けて電流値に変換する電
圧／電流変換回路４６からなる。ここで検出値ＶＡＦは
抵抗Ｒｄｅｔの両端電圧から求められる。尚、気体拡散
室２２側の電極２８ｂ，３０ｂには所定電圧Ｖｃｅｎｔ
が印加される。
【００１５】ここで検出動作を簡単に説明すると、気体
拡散室２２内の酸素濃度が所定の酸素濃度より低いとき
はポンプ電流Ｉｐを矢印（リーン）で示す如く流して酸
素イオンを逆方向に移動させて拡散室から汲み出し、所
定の酸素濃度より高いときはポンプ電流を逆方向（リッ
チ）に流して酸素イオンを室内に汲み込み、この様にポ
ンプ電流を介して酸素濃度を所定濃度にフィードバック
制御し、基準電圧Ｖｓｒｅｆを適宜に設定して検出抵抗
Ｒｄｅｔを通じてポンプ電流値の変化を電圧値の変化と
して検出し、適宜な線型化処理を行ってリーンからリッ
チ領域にわたる広い範囲において排気ガス中の酸素濃度
に比例した値を検出する。
拡散室２２内の酸素濃度が所定の酸素濃度より低いとき
はポンプ電流Ｉｐを矢印（リーン）で示す如く流して酸
素イオンを逆方向に移動させて拡散室から汲み出し、所
定の酸素濃度より高いときはポンプ電流を逆方向（リッ
チ）に流して酸素イオンを室内に汲み込み、この様にポ
ンプ電流を介して酸素濃度を所定濃度にフィードバック
制御し、基準電圧Ｖｓｒｅｆを適宜に設定して検出抵抗
Ｒｄｅｔを通じてポンプ電流値の変化を電圧値の変化と
して検出し、適宜な線型化処理を行ってリーンからリッ
チ領域にわたる広い範囲において排気ガス中の酸素濃度
に比例した値を検出する。
【００１６】尚、図１に示す装置においては更に、機関
の吸気管５０の絞り弁５２の開度を検出する絞り弁開度
センサ５４、機関吸気圧力を絶対圧力で検出する絶対圧
センサ５６，機関ピストン（図示せず）のクランク角位
置を検出するクランク角センサ５８が設けられ、検出信
号を制御ユニット１８に送出する。
の吸気管５０の絞り弁５２の開度を検出する絞り弁開度
センサ５４、機関吸気圧力を絶対圧力で検出する絶対圧
センサ５６，機関ピストン（図示せず）のクランク角位
置を検出するクランク角センサ５８が設けられ、検出信
号を制御ユニット１８に送出する。
【００１７】図５は制御ユニット１８の詳細を示すブロ
ック図である。酸素濃度検出回路４０の出力はＡ／Ｄ変
換回路６０を介してＣＰＵ６２，ＲＯＭ６４，ＲＡＭ６
６からなるマイクロ・コンピュータ内に取り込まれ、Ｒ
ＡＭ６６に格納される。同様に、絞り弁開度センサ５４
等のアナログ出力はレベル変換回路６８、マルチプレク
サ７０及び第２のＡ／Ｄ変換回路７２を介して、またク
ランク角センサ５８のデジタル出力は波形整形回路７４
とカウンタ７６を介してマイクロ・コンピュータ内に入
力される。マイクロ・コンピュータにおいてＣＰＵ６２
はＲＯＭ６４に格納された命令に従い、検出値から空燃
比制御値を演算して駆動回路７８，８０を介してインジ
ェクタ８２、２次空気制御用の電磁弁８４を駆動する。
ック図である。酸素濃度検出回路４０の出力はＡ／Ｄ変
換回路６０を介してＣＰＵ６２，ＲＯＭ６４，ＲＡＭ６
６からなるマイクロ・コンピュータ内に取り込まれ、Ｒ
ＡＭ６６に格納される。同様に、絞り弁開度センサ５４
等のアナログ出力はレベル変換回路６８、マルチプレク
サ７０及び第２のＡ／Ｄ変換回路７２を介して、またク
ランク角センサ５８のデジタル出力は波形整形回路７４
とカウンタ７６を介してマイクロ・コンピュータ内に入
力される。マイクロ・コンピュータにおいてＣＰＵ６２
はＲＯＭ６４に格納された命令に従い、検出値から空燃
比制御値を演算して駆動回路７８，８０を介してインジ
ェクタ８２、２次空気制御用の電磁弁８４を駆動する。
【００１８】続いて、図６フロー・チャートを参照して
本装置の動作を説明する。尚、本プログラムは前記した
マイクロ・コンピュータにおいて、所定クランク角度、
例えばＴＤＣで起動される。
本装置の動作を説明する。尚、本プログラムは前記した
マイクロ・コンピュータにおいて、所定クランク角度、
例えばＴＤＣで起動される。
【００１９】先ず、Ｓ１０で検出した酸素濃度値ＶＡ
Ｆ、絞り弁開度ＴＨ、機関回転数ＮＥ及び吸気圧力ＰＢ
を読み込む。次いで、Ｓ１２に進んでフラグＦ．ＦＣの
ビットが１であるか否か判断してフュエルカットが実行
中であるかどうか判別する。このフラグは前記したマイ
クロ・コンピュータにおいてフュエルカット実行時にビ
ットを１にセットするものであり、このステップではそ
のフラグを検索して判断する。
Ｆ、絞り弁開度ＴＨ、機関回転数ＮＥ及び吸気圧力ＰＢ
を読み込む。次いで、Ｓ１２に進んでフラグＦ．ＦＣの
ビットが１であるか否か判断してフュエルカットが実行
中であるかどうか判別する。このフラグは前記したマイ
クロ・コンピュータにおいてフュエルカット実行時にビ
ットを１にセットするものであり、このステップではそ
のフラグを検索して判断する。
【００２０】Ｓ１２の判断で例えば否定されるときはＳ
１４に進み、そこで絞り弁開度ＴＨの単位時間当たりの
変化量（１階差分値）ＤＴＨを算出して所定値ＤＴＨＡ
ＦＭと比較する。ここで変化量ＤＴＨは、ＤＴＨｎ−１
（前回検出値）からＤＴＨｎ（今回検出値）を減算して
算出する。Ｓ１４で変化量が所定値を超えると判断され
るときは絞り弁開度の戻り量が大きい、即ち減速運転状
態にあると判断してＳ１６に進んでタイマカウンタｔｍ
ＦＩＬ１（ダウンカウンタ）に第１の値ｔｍＦＩＬＭを
セットし、ダウンカウントを開始する。
１４に進み、そこで絞り弁開度ＴＨの単位時間当たりの
変化量（１階差分値）ＤＴＨを算出して所定値ＤＴＨＡ
ＦＭと比較する。ここで変化量ＤＴＨは、ＤＴＨｎ−１
（前回検出値）からＤＴＨｎ（今回検出値）を減算して
算出する。Ｓ１４で変化量が所定値を超えると判断され
るときは絞り弁開度の戻り量が大きい、即ち減速運転状
態にあると判断してＳ１６に進んでタイマカウンタｔｍ
ＦＩＬ１（ダウンカウンタ）に第１の値ｔｍＦＩＬＭを
セットし、ダウンカウントを開始する。
【００２１】Ｓ１４で減速運転状態にないと判断される
ときは続いてＳ１８に進み、そこで絞り弁開度変化量Ｄ
ＴＨをＳ１４での手法とは逆に、ＤＴＨｎ（今回検出
値）からＤＴＨｎ−１（前回検出値）を減算して算出
し、第２の所定値ＤＴＨＡＦＰと比較する。Ｓ１８で変
化量が所定を超えると判断されるときは絞り弁開度の踏
み込み量が大きい、即ち加速運転状態にあると判断され
るので、Ｓ２０に進んで第２のタイマカウンタｔｍＦＩ
Ｌ２（ダウンカウンタ）に第２の値ｔｍＦＩＬＰをセッ
トし、ダウンカウントを開始する。
ときは続いてＳ１８に進み、そこで絞り弁開度変化量Ｄ
ＴＨをＳ１４での手法とは逆に、ＤＴＨｎ（今回検出
値）からＤＴＨｎ−１（前回検出値）を減算して算出
し、第２の所定値ＤＴＨＡＦＰと比較する。Ｓ１８で変
化量が所定を超えると判断されるときは絞り弁開度の踏
み込み量が大きい、即ち加速運転状態にあると判断され
るので、Ｓ２０に進んで第２のタイマカウンタｔｍＦＩ
Ｌ２（ダウンカウンタ）に第２の値ｔｍＦＩＬＰをセッ
トし、ダウンカウントを開始する。
【００２２】続いてＳ２２に至り、そこで第１のタイマ
カウンタ値が零に達したか否か判断する。減速運転開始
からこのタイマで規定する所定の時間内にあれば、Ｓ２
２での判断は否定されてＳ２４に進み、値αＭをαとす
る（後述）。また所定時間が経過して減速運転状態が終
了したか或いは本来的に減速運転状態にないときはＳ２
２での判断は肯定され、続いてＳ２６で第２のタイマカ
ウンタ値が零に達したか否か判断する。加速運転開始か
ら所定時間内にあれば、ここでの判断は否定されてＳ２
８に進んで値αＰをαとする。
カウンタ値が零に達したか否か判断する。減速運転開始
からこのタイマで規定する所定の時間内にあれば、Ｓ２
２での判断は否定されてＳ２４に進み、値αＭをαとす
る（後述）。また所定時間が経過して減速運転状態が終
了したか或いは本来的に減速運転状態にないときはＳ２
２での判断は肯定され、続いてＳ２６で第２のタイマカ
ウンタ値が零に達したか否か判断する。加速運転開始か
ら所定時間内にあれば、ここでの判断は否定されてＳ２
８に進んで値αＰをαとする。
【００２３】Ｓ２６で肯定されるときは減速運転状態に
も加速運転状態にもなく、よって定常運転状態と判断さ
れるので、Ｓ３０に進んで値α０をマップから検索す
る。図７はその特性を示しており、機関回転数ＮＥと吸
気圧力（機関負荷）ＰＢとに対して設定されている。従
って、Ｓ３０では先にＳ１０で検出した機関回転数と吸
気圧力とからマップ中の値を選択し、次いでＳ３２に進
んで検索した値をαとする。
も加速運転状態にもなく、よって定常運転状態と判断さ
れるので、Ｓ３０に進んで値α０をマップから検索す
る。図７はその特性を示しており、機関回転数ＮＥと吸
気圧力（機関負荷）ＰＢとに対して設定されている。従
って、Ｓ３０では先にＳ１０で検出した機関回転数と吸
気圧力とからマップ中の値を選択し、次いでＳ３２に進
んで検索した値をαとする。
【００２４】最後にＳ３４に進んで、酸素濃度検出値Ｖ
ＡＦｎを図示の式から算出する。ここで、ＶＡＦｎは今
回検出した値、ＶＡＦｎ−１は前回検出した値を意味す
る。また値αは式から明らかな様に、重みづけ平均用の
補正係数である。即ち、今回検出値と前回検出値とから
運転状態に応じて決められた係数αを用いて重みづけ平
均値を求め、それを今回検出値とする。
ＡＦｎを図示の式から算出する。ここで、ＶＡＦｎは今
回検出した値、ＶＡＦｎ−１は前回検出した値を意味す
る。また値αは式から明らかな様に、重みづけ平均用の
補正係数である。即ち、今回検出値と前回検出値とから
運転状態に応じて決められた係数αを用いて重みづけ平
均値を求め、それを今回検出値とする。
【００２５】ここで定常運転状態にあるときは前記した
如く、係数αは機関回転数と吸気圧力（機関負荷）とか
ら図７のマップ値において適宜な値を選択するが、機関
負荷について言えば排気脈動は高負荷側ほど大きくな
り、また機関回転数について言えば排気脈動は低回転域
側のあるところでピークとなる。先に述べた様に酸素濃
度検出値は排気脈動が大きくなるほど増加するので、図
７に示す特性においては排気脈動の大きさに応じてα値
を相違させて重みづけを変える。即ち、排気脈動が大き
い領域にあればα値を比較的小さくし、小さい領域にあ
れば比較的大きくする。Ｓ３４に示す式にあっては前回
値と今回値との偏差に係数αを乗じた積に前回値を加算
することになるので、斯る如くα値を設定することによ
り、排気脈動の増減にもかかわらず平均化割合を一定と
することができ、よって排気脈動の影響度を一層低減さ
せて制御ハンチングを一層低下させることができる。
如く、係数αは機関回転数と吸気圧力（機関負荷）とか
ら図７のマップ値において適宜な値を選択するが、機関
負荷について言えば排気脈動は高負荷側ほど大きくな
り、また機関回転数について言えば排気脈動は低回転域
側のあるところでピークとなる。先に述べた様に酸素濃
度検出値は排気脈動が大きくなるほど増加するので、図
７に示す特性においては排気脈動の大きさに応じてα値
を相違させて重みづけを変える。即ち、排気脈動が大き
い領域にあればα値を比較的小さくし、小さい領域にあ
れば比較的大きくする。Ｓ３４に示す式にあっては前回
値と今回値との偏差に係数αを乗じた積に前回値を加算
することになるので、斯る如くα値を設定することによ
り、排気脈動の増減にもかかわらず平均化割合を一定と
することができ、よって排気脈動の影響度を一層低減さ
せて制御ハンチングを一層低下させることができる。
【００２６】また過渡状態のときに平均化係数を変える
のは、例えば加速状態であれば加速後所定期間は吸気圧
力が単調増加することから、排気脈動の変動周期が長く
なるためである。よって係数αＰは定常時の係数α０に
比して大きくし、平均化を早めて応答性を向上させる。
減速状態も同様であって所定期間吸気圧力が単調減少し
て脈動周期が長くなるため、係数αＭをα０より大きい
値とする。その意味で、Ｓ１６，２０におけるタイマセ
ット値ｔｍＦＩＬ１，２は、これらの単調増加（減少）
が続く期間に相当する値を適宜設定する。
のは、例えば加速状態であれば加速後所定期間は吸気圧
力が単調増加することから、排気脈動の変動周期が長く
なるためである。よって係数αＰは定常時の係数α０に
比して大きくし、平均化を早めて応答性を向上させる。
減速状態も同様であって所定期間吸気圧力が単調減少し
て脈動周期が長くなるため、係数αＭをα０より大きい
値とする。その意味で、Ｓ１６，２０におけるタイマセ
ット値ｔｍＦＩＬ１，２は、これらの単調増加（減少）
が続く期間に相当する値を適宜設定する。
【００２７】本実施例は上記の如く構成したので、定常
時は機関回転数と機関負荷に応じて平均化割合を変え、
さらに、排気脈動の影響度が比較的減少する過渡時にお
いては、酸素濃度検出値の平均化割合を相違させる、よ
り具体的には過渡時の重み係数を定常時の重み係数に比
して大きくすることにより平均化を速めて応答性を上げ
るので、過渡時であると定常時であるとにかかわらず一
定の割合で平均化することができ、検出空燃比における
排気脈動の影響度を従来技術に比して一層効果的に低減
することができると共に、加減速時の制御応答性を向上
させることができる。
時は機関回転数と機関負荷に応じて平均化割合を変え、
さらに、排気脈動の影響度が比較的減少する過渡時にお
いては、酸素濃度検出値の平均化割合を相違させる、よ
り具体的には過渡時の重み係数を定常時の重み係数に比
して大きくすることにより平均化を速めて応答性を上げ
るので、過渡時であると定常時であるとにかかわらず一
定の割合で平均化することができ、検出空燃比における
排気脈動の影響度を従来技術に比して一層効果的に低減
することができると共に、加減速時の制御応答性を向上
させることができる。
【００２８】尚、上記実施例において定常時の平均化係
数α０を機関回転数と機関負荷とで変えたが、これを目
標空燃比によって変えても良い。即ち、ポンプ電流値の
変化量を同一とした場合、酸素濃度検出値ＶＡＦはリー
ン側よりリッチ側の方が大きいため、係数α０値をリッ
チ側を小、リーン側を大とすることによって脈動の影響
度を低減させても良い。更には、両者を併用しても良
い。
数α０を機関回転数と機関負荷とで変えたが、これを目
標空燃比によって変えても良い。即ち、ポンプ電流値の
変化量を同一とした場合、酸素濃度検出値ＶＡＦはリー
ン側よりリッチ側の方が大きいため、係数α０値をリッ
チ側を小、リーン側を大とすることによって脈動の影響
度を低減させても良い。更には、両者を併用しても良
い。
【００２９】また酸素濃度センサとして特開昭６２─２
７６４５３号公報に示す様に、内部基準酸素源を有する
タイプを用いても良い。
７６４５３号公報に示す様に、内部基準酸素源を有する
タイプを用いても良い。
【００３０】
【発明の効果】請求項１項に係る内燃機関の空燃比検出
装置は、酸素イオン伝導性固体電解質壁部を有しかつ気
体拡散制御手段を介して外部に連通する気体拡散室を形
成する基体と、固体電解質を挟んで対向するように設け
られた２つの電極対と、前記２つの電極対の一方の電極
対間の電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧を他方の
電極対間に印加する電圧印加手段とを含み、前記他方の
電極対間に流れる電流を基に酸素濃度検出値を出力する
酸素濃度検出装置を用いて酸素濃度値を検出し、前記検
出した酸素濃度値を所定の平均化割合で平均化して内燃
機関の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、機関が過渡運転状態か定常運転状態かを判別する
運転状態判別手段と、機関回転数および機関負荷を検出
する運転状態検出手段と、前記運転状態判別手段が定常
運転状態と判断した場合に前記検出された運転状態に応
じて定常運転状態における前記検出した酸素濃度値の平
均化割合の重み係数を決定する定常運転状態平均化重み
係数決定手段と、前記運転状態判別手段が過渡運転状態
と判断した場合に前記検出された運転状態に応じて過渡
運転状態における前記検出した酸素濃度値の平均化割合
の重み係数を決定する過渡運転状態平均化重み係数決定
手段とを有すると共に、前記過渡運転状態平均化重み係
数決定手段によって決定される過渡運転状態平均化重み
係数が、前記定常運転状態平均化重み係数決定手段によ
って決定される定常運転状態平均化重み係数よりも大き
い値である如く構成したので、機関運転状態の変動によ
って排気脈動が変動し、その影響を受けて検出値が変動
しても、定常運転時と過渡運転時に関わらず、常に一定
割合で平均化して検出値における排気脈動の影響度を低
減させることができると共に、加減速時の制御応答性を
向上させることができる。
装置は、酸素イオン伝導性固体電解質壁部を有しかつ気
体拡散制御手段を介して外部に連通する気体拡散室を形
成する基体と、固体電解質を挟んで対向するように設け
られた２つの電極対と、前記２つの電極対の一方の電極
対間の電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧を他方の
電極対間に印加する電圧印加手段とを含み、前記他方の
電極対間に流れる電流を基に酸素濃度検出値を出力する
酸素濃度検出装置を用いて酸素濃度値を検出し、前記検
出した酸素濃度値を所定の平均化割合で平均化して内燃
機関の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、機関が過渡運転状態か定常運転状態かを判別する
運転状態判別手段と、機関回転数および機関負荷を検出
する運転状態検出手段と、前記運転状態判別手段が定常
運転状態と判断した場合に前記検出された運転状態に応
じて定常運転状態における前記検出した酸素濃度値の平
均化割合の重み係数を決定する定常運転状態平均化重み
係数決定手段と、前記運転状態判別手段が過渡運転状態
と判断した場合に前記検出された運転状態に応じて過渡
運転状態における前記検出した酸素濃度値の平均化割合
の重み係数を決定する過渡運転状態平均化重み係数決定
手段とを有すると共に、前記過渡運転状態平均化重み係
数決定手段によって決定される過渡運転状態平均化重み
係数が、前記定常運転状態平均化重み係数決定手段によ
って決定される定常運転状態平均化重み係数よりも大き
い値である如く構成したので、機関運転状態の変動によ
って排気脈動が変動し、その影響を受けて検出値が変動
しても、定常運転時と過渡運転時に関わらず、常に一定
割合で平均化して検出値における排気脈動の影響度を低
減させることができると共に、加減速時の制御応答性を
向上させることができる。
【００３１】
【図１】本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置を全体
的に示す説明図である。
的に示す説明図である。
【図２】図１中の酸素濃度センサの要部拡大斜視図であ
る。
る。
【図３】図１中の酸素濃度センサの検出回路を示す回路
図である。
図である。
【図４】図３中の検出回路の比例積分回路の制御出力特
性を示す説明図である。
性を示す説明図である。
【図５】図１中の制御ユニットの詳細を示すブロック図
である。
である。
【図６】本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の動作
を示すフロー・チャートである。
を示すフロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートで使用する定常運転時の
平均化係数の特性を示す説明図である。
平均化係数の特性を示す説明図である。
１０ 酸素濃度センサ １２ 内燃機関 １４ 排気管 １８ 制御ユニット ２０ 酸素イオン伝導性固体電解質材 ２２ 気体拡散室 ２４ 排気ガス導入孔（気体拡散制御手段） ２６ 大気基準室 ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂ 電極 ３２ ポンプ素子 ３４ 電池素子 ４０ 検出回路 ５４ 絞り弁開度センサ ５６ 絶対圧センサ ５８ クランク角センサ ６２ ＣＰＵ ６４ ＲＯＭ ６６ ＲＡＭ ７８，８０ 駆動回路 ８２ インジェクタ ８４ 電磁弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−211343（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−227528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198744（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−232140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−39545（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−272439（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F02D 45/00 368 G01N 27/419
Claims (1)
- 【請求項１】 酸素イオン伝導性固体電解質壁部を有し
かつ気体拡散制御手段を介して外部に連通する気体拡散
室を形成する基体と、固体電解質を挟んで対向するよう
に設けられた２つの電極対と、前記２つの電極対の一方
の電極対間の電圧と基準電圧との差電圧に応じた電圧を
他方の電極対間に印加する電圧印加手段とを含み、前記
他方の電極対間に流れる電流を基に酸素濃度検出値を出
力する酸素濃度検出装置を用いて酸素濃度値を検出し、
前記検出した酸素濃度値を所定の平均化割合で平均化し
て内燃機関の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装
置において、機関が過渡運転状態か定常運転状態かを判
別する運転状態判別手段と、機関回転数および機関負荷
を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態判別手段
が定常運転状態と判断した場合に前記検出された運転状
態に応じて定常運転状態における前記検出した酸素濃度
値の平均化割合の重み係数を決定する定常運転状態平均
化重み係数決定手段と、前記運転状態判別手段が過渡運
転状態と判断した場合に前記検出された運転状態に応じ
て過渡運転状態における前記検出した酸素濃度値の平均
化割合の重み係数を決定する過渡運転状態平均化重み係
数決定手段と、を有すると共に、前記過渡運転状態平均
化重み係数決定手段によって決定される過渡運転状態平
均化重み係数が、前記定常運転状態平均化重み係数決定
手段によって決定される定常運転状態平均化重み係数よ
りも大きい値であることを特徴とする内燃機関の空燃比
制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03169457A JP3138498B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US07/878,586 US5199409A (en) | 1991-06-14 | 1992-05-05 | Air/fuel ratio control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03169457A JP3138498B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370342A JPH04370342A (ja) | 1992-12-22 |
| JP3138498B2 true JP3138498B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=15886945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03169457A Expired - Fee Related JP3138498B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5199409A (ja) |
| JP (1) | JP3138498B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1306316B1 (it) * | 1998-07-16 | 2001-06-04 | Magneti Marelli Spa | Metodo di controllo di una sonda lineare di ossigeno. |
| FR2688581B1 (fr) * | 1992-03-16 | 1997-05-30 | Unimetall Sa | Procede et dispositif de regulation du debit d'air de combustion d'un dispositif de captage des fumees d'un reacteur metallurgique, dispositif de captage et reacteur metallurgique correspondants. |
| JP5565269B2 (ja) * | 2010-10-26 | 2014-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガスセンサの信号処理装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2333743C2 (de) * | 1973-07-03 | 1983-03-31 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und Vorrichtung zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen |
| JPS58144649A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-29 | Nissan Motor Co Ltd | 空燃比制御装置 |
| JP2553509B2 (ja) * | 1986-02-26 | 1996-11-13 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの空燃比制御装置 |
| DE3827978A1 (de) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung fuer stetige lambdaregelung |
| DE3741527A1 (de) * | 1987-12-08 | 1989-06-22 | Bosch Gmbh Robert | Steuer-/regelsystem fuer eine brennkraftmaschine |
| JPH0823328B2 (ja) * | 1988-06-30 | 1996-03-06 | 本田技研工業株式会社 | 排気濃度センサの出力補正方法 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP03169457A patent/JP3138498B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-05-05 US US07/878,586 patent/US5199409A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04370342A (ja) | 1992-12-22 |
| US5199409A (en) | 1993-04-06 |
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