JP3161539B2 - 内燃機関の空燃比制御方法及び装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御方法及び装置Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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- 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
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
- F01N2430/06—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by varying fuel-air ratio, e.g. by enriching fuel-air mixture
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の空燃比制御方法及び装置、更に
詳細には、排気系に触媒を有する内燃機関に供給される
空気と燃料の混合気の空燃比を最適化できる内燃機関の
空燃比制御方法及び装置に関する。
詳細には、排気系に触媒を有する内燃機関に供給される
空気と燃料の混合気の空燃比を最適化できる内燃機関の
空燃比制御方法及び装置に関する。
［従来の技術］ 一般に、HC、NOx、CO等のような有害な排ガス成分を
内燃機関の排気系に配置された触媒を用いて無害ガスに
変換（転化）することが行なわれている。
内燃機関の排気系に配置された触媒を用いて無害ガスに
変換（転化）することが行なわれている。
その変換率に重要なことは、排ガス中の酸素成分が最
適な値になっていることである。３元触媒を用いること
によりこの酸素成分値は、λ＝１の空気と燃料の混合気
に対応する値を中心とする狭い領域に存在する値とな
る。この狭い領域に維持できるようにするために、よく
知られているように内燃機関の排気系に配置された酸素
センサを用いて内燃機関の空燃比をフィードバック制御
することが行なわれている。
適な値になっていることである。３元触媒を用いること
によりこの酸素成分値は、λ＝１の空気と燃料の混合気
に対応する値を中心とする狭い領域に存在する値とな
る。この狭い領域に維持できるようにするために、よく
知られているように内燃機関の排気系に配置された酸素
センサを用いて内燃機関の空燃比をフィードバック制御
することが行なわれている。
特に遷移領域において制御を高速にするために酸素セ
ンサからの信号に基づいて制御を行なうほかに、内燃機
関に供給される空気流量Ｑ並びに回転数ｎのような内燃
機関の運転パラメータに従って基本制御値を求めること
が行なわれている。空気流量Ｑは絞り弁の開度からある
いは空気流量センサからの信号等により種々の方法で求
めることができる。
ンサからの信号に基づいて制御を行なうほかに、内燃機
関に供給される空気流量Ｑ並びに回転数ｎのような内燃
機関の運転パラメータに従って基本制御値を求めること
が行なわれている。空気流量Ｑは絞り弁の開度からある
いは空気流量センサからの信号等により種々の方法で求
めることができる。
Ｑとｎにより求められた基本制御値は最適な空気と燃
料の混合気が得られるように補正される。この補正信号
により燃料供給量制御装置が駆動され、内燃機関に最適
な量の燃料が供給される。
料の混合気が得られるように補正される。この補正信号
により燃料供給量制御装置が駆動され、内燃機関に最適
な量の燃料が供給される。
燃料供給量制御装置として燃料噴射装置が用いられる
場合には、燃料噴射装置に供給される駆動信号は噴射時
間tiを示す。この噴射時間は噴射弁での燃圧が一定とな
っているなど所定の条件のもとでは行程当りに供給され
る燃料の量を表している。
場合には、燃料噴射装置に供給される駆動信号は噴射時
間tiを示す。この噴射時間は噴射弁での燃圧が一定とな
っているなど所定の条件のもとでは行程当りに供給され
る燃料の量を表している。
他の燃料供給量制御装置の場合も上述したのに対応し
て駆動信号を求めることができる。これは、当業者には
知られたことなので、以下の説明では燃料噴射装置を例
にして説明するが、本発明は、これに限定されるもので
はない。
て駆動信号を求めることができる。これは、当業者には
知られたことなので、以下の説明では燃料噴射装置を例
にして説明するが、本発明は、これに限定されるもので
はない。
ドイツ出願P3837984.8（PCT出願DE89/00164）には、
触媒の前方と後方にそれぞれ配置された第１と第２のλ
センサ（酸素センサ）を用いて空気と燃料の混合気を制
御する装置が記載されている。第２のλセンサからの信
号が目標値と比較され、その偏差が積分され、得られた
値が第１のλセンサの信号の目標値として用いられてい
る。
触媒の前方と後方にそれぞれ配置された第１と第２のλ
センサ（酸素センサ）を用いて空気と燃料の混合気を制
御する装置が記載されている。第２のλセンサからの信
号が目標値と比較され、その偏差が積分され、得られた
値が第１のλセンサの信号の目標値として用いられてい
る。
また、現在用いられている３元触媒は、ガス貯蔵容
量、特に酸素貯蔵容量は約1.5リットルであることが知
られている。これは、内燃機関が酸素含有量が多い排ガ
ス（空気と燃料の混合気が薄いことに対応）を放出する
と、酸素が一部触媒に貯蔵されることを意味する。一
方、空気と燃料の混合気が濃い場合には、酸素は不足し
ている。この場合には、触媒に貯蔵された酸素が再び放
出される。すでに述べたように、変換率はλ＝１のとき
に最適になる。内燃機関に濃い空気と燃料の混合気が供
給され、触媒が貯蔵酸素の一部を放出すると、供給され
た空気と燃料の混合気に対応する変換率に比較して変換
率が向上する。
量、特に酸素貯蔵容量は約1.5リットルであることが知
られている。これは、内燃機関が酸素含有量が多い排ガ
ス（空気と燃料の混合気が薄いことに対応）を放出する
と、酸素が一部触媒に貯蔵されることを意味する。一
方、空気と燃料の混合気が濃い場合には、酸素は不足し
ている。この場合には、触媒に貯蔵された酸素が再び放
出される。すでに述べたように、変換率はλ＝１のとき
に最適になる。内燃機関に濃い空気と燃料の混合気が供
給され、触媒が貯蔵酸素の一部を放出すると、供給され
た空気と燃料の混合気に対応する変換率に比較して変換
率が向上する。
触媒のガス貯蔵容量を調べる装置がDE−OS2713988に
記載されている。同公報には、触媒のガス貯蔵容量を利
用する内燃機関に供給される混合気の成分を求める装置
が記載されている。この装置は、排気系に少なくとも２
つの酸素センサを有し、これらのセンサからの信号が積
分され混合気の成分を求める場合に使用される内燃機関
に利用されている。
記載されている。同公報には、触媒のガス貯蔵容量を利
用する内燃機関に供給される混合気の成分を求める装置
が記載されている。この装置は、排気系に少なくとも２
つの酸素センサを有し、これらのセンサからの信号が積
分され混合気の成分を求める場合に使用される内燃機関
に利用されている。
［発明が解決しようとする課題］ DE−OS2713988に記載された装置の特徴は、混合気形
成装置によって得られた混合気の成分が所定の値、例え
ばλ＝１を中心に変動されることである。さらに、触媒
が制御技術的に第１次の遅延で近似できるガス貯蔵容量
を有することが説明されている。従って、混合気の成分
を比較的高周波で、例えばｆmin＞2Hzの周波数で、所定
のλ値、約λ＝１を中心に変動させると、触媒が排ガス
組成に作用して平均値形成機能をもつようになる。
成装置によって得られた混合気の成分が所定の値、例え
ばλ＝１を中心に変動されることである。さらに、触媒
が制御技術的に第１次の遅延で近似できるガス貯蔵容量
を有することが説明されている。従って、混合気の成分
を比較的高周波で、例えばｆmin＞2Hzの周波数で、所定
のλ値、約λ＝１を中心に変動させると、触媒が排ガス
組成に作用して平均値形成機能をもつようになる。
しかし、DE−OS2713988の装置では、空燃比を所定の
目標値を中心に濃化及び希薄化させることができず、そ
れにより触媒のガス貯蔵容量を効率よく利用したり排ガ
スの有害成分を顕著に減少させることができない。
目標値を中心に濃化及び希薄化させることができず、そ
れにより触媒のガス貯蔵容量を効率よく利用したり排ガ
スの有害成分を顕著に減少させることができない。
従って、本発明はこのような点に鑑みてなされたもの
で、触媒のガス貯蔵容量を効果的に利用し排ガス中の有
害成分を顕著に減少させることが可能な内燃機関の空燃
比制御方法及び装置を提供することを課題とする。
で、触媒のガス貯蔵容量を効果的に利用し排ガス中の有
害成分を顕著に減少させることが可能な内燃機関の空燃
比制御方法及び装置を提供することを課題とする。
［課題を解決するための手段］ この課題を解決する本発明は、内燃機関に供給される
空気と燃料の混合気の空燃比を制御する方法及び装置で
あって、内燃機関の排気系において触媒の前方に配置さ
れた酸素センサにより実際のλ値が出力され、また実際
のλ値と所定の目標値間の差から、前記差が希薄な混合
気を示したときは、空気と燃料の混合気を濃化させ、一
方前記差が濃い混合気を示したときは、希薄化させる出
力値が第１の制御器により形成される内燃機関の空燃比
制御方法及び装置において、 更に、前記差のそれぞれ２つの零点通過点間における
前記差の積分が形成されること、 前記積分値が第２の制御器に供給されること、 前記第２の制御器の出力値は空燃比に作用して、正と
負の積分値の合計を所定の値に近似させることを特徴と
している。
空気と燃料の混合気の空燃比を制御する方法及び装置で
あって、内燃機関の排気系において触媒の前方に配置さ
れた酸素センサにより実際のλ値が出力され、また実際
のλ値と所定の目標値間の差から、前記差が希薄な混合
気を示したときは、空気と燃料の混合気を濃化させ、一
方前記差が濃い混合気を示したときは、希薄化させる出
力値が第１の制御器により形成される内燃機関の空燃比
制御方法及び装置において、 更に、前記差のそれぞれ２つの零点通過点間における
前記差の積分が形成されること、 前記積分値が第２の制御器に供給されること、 前記第２の制御器の出力値は空燃比に作用して、正と
負の積分値の合計を所定の値に近似させることを特徴と
している。
［作用］ このような構成によれば、触媒のガス貯蔵容量を効果
的に利用し排ガス中の有害成分を顕著に減少させること
が可能になる。本発明実施例では、空気と燃料の混合気
を意図的に所定の目標値λｓを中心に濃厚あるいは希薄
化しているので、平均して目標値を維持することがで
き、それにより触媒の変換率を向上させることが可能に
なる。
的に利用し排ガス中の有害成分を顕著に減少させること
が可能になる。本発明実施例では、空気と燃料の混合気
を意図的に所定の目標値λｓを中心に濃厚あるいは希薄
化しているので、平均して目標値を維持することがで
き、それにより触媒の変換率を向上させることが可能に
なる。
特に好ましくは、触媒の後に配置される第２の酸素セ
ンサからの信号を触媒の前に配置されたセンサの目標値
λＳを形成するのに用いる構成が採用されている。
ンサからの信号を触媒の前に配置されたセンサの目標値
λＳを形成するのに用いる構成が採用されている。
［実施例］ 以下図面に示す実施例に従い本発明を詳細に説明す
る。
る。
本発明実施例を説明する前に、本発明の説明に重要な
内燃機関を駆動する制御素子並びにアクチュエータにつ
いて述べておく。次第に厳しくなる排ガス規定に沿って
内燃機関を駆動できるようにするために種々の回路ない
し装置が必要になっている。例えば、タンク排気、アイ
ドリング制御、排気再循環制御を行なう装置等である。
このような単独の装置あるいは複数の装置を本発明の装
置とともに使用することができる。
内燃機関を駆動する制御素子並びにアクチュエータにつ
いて述べておく。次第に厳しくなる排ガス規定に沿って
内燃機関を駆動できるようにするために種々の回路ない
し装置が必要になっている。例えば、タンク排気、アイ
ドリング制御、排気再循環制御を行なう装置等である。
このような単独の装置あるいは複数の装置を本発明の装
置とともに使用することができる。
更にこれらの装置並びに本発明装置の各制御信号を内
燃機関の運転パラメータに従って適応制御することも同
様に可能である。これは、内燃機関の所定の動作領域を
示す運転パラメータに従ってアクセス可能な領域（例え
ば８×８）を有するメモリに制御値あるいは駆動値をマ
ップ値として格納しておくことによって行なわれる。こ
れらの値は、内燃機関が所定の駆動領域で運転されると
き読み出されて基本制御値として利用することができ
る。
燃機関の運転パラメータに従って適応制御することも同
様に可能である。これは、内燃機関の所定の動作領域を
示す運転パラメータに従ってアクセス可能な領域（例え
ば８×８）を有するメモリに制御値あるいは駆動値をマ
ップ値として格納しておくことによって行なわれる。こ
れらの値は、内燃機関が所定の駆動領域で運転されると
き読み出されて基本制御値として利用することができ
る。
適応制御についてはよく知られているので、ここでは
その詳細な説明は省略する。
その詳細な説明は省略する。
各図に示した内燃機関を制御する各回路は、本発明を
よく理解できるように個別に図示してあるが、上述した
他の装置とともに電子制御ユニットに一体化したり、ま
た電子制御ユニットの一部であるマイクロコンピュータ
の制御プログラムの一部として実施するのが普通であ
る。また、各制御段、センサ、アクチュエータ等への接
続線は、電気、光学あるいはその他の接続線を用いるこ
とができるものである。特に制御線として光学導波管を
用いるのが好ましい。
よく理解できるように個別に図示してあるが、上述した
他の装置とともに電子制御ユニットに一体化したり、ま
た電子制御ユニットの一部であるマイクロコンピュータ
の制御プログラムの一部として実施するのが普通であ
る。また、各制御段、センサ、アクチュエータ等への接
続線は、電気、光学あるいはその他の接続線を用いるこ
とができるものである。特に制御線として光学導波管を
用いるのが好ましい。
第１図において符号10で示すものは内燃機関であり、
また11は、例えば回転数ｎや内燃機関によって吸気され
た空気流量Ｑのような運転パラメータが入力される基本
制御値発生器（マップ値発生器）である。基本制御値発
生器11からの出力信号tpは乗算器12に入力される。この
乗算器には更に制御器13からの制御信号ＦRが入力され
る。制御器13には内燃機関の排気管において触媒16の前
方に配置されたλセンサ（酸素センサ）14から得られる
λ値と所定の目標値λｓとの差を形成する減算器15から
の信号が入力される。乗算器12の出力信号tiは内燃機関
に必要な量の燃料を供給する不図示の噴射弁を駆動する
のに用いられる。
また11は、例えば回転数ｎや内燃機関によって吸気され
た空気流量Ｑのような運転パラメータが入力される基本
制御値発生器（マップ値発生器）である。基本制御値発
生器11からの出力信号tpは乗算器12に入力される。この
乗算器には更に制御器13からの制御信号ＦRが入力され
る。制御器13には内燃機関の排気管において触媒16の前
方に配置されたλセンサ（酸素センサ）14から得られる
λ値と所定の目標値λｓとの差を形成する減算器15から
の信号が入力される。乗算器12の出力信号tiは内燃機関
に必要な量の燃料を供給する不図示の噴射弁を駆動する
のに用いられる。
第１図の構成はよく知られており、その動作を簡単に
説明しておく。内燃機関10の排ガスの酸素濃度はλセン
サ14に測定され、その値は内燃機関に供給される混合気
の空燃比に対応した値となっている。通常オンオフ制御
器とＰ（比例）Ｉ（積分）制御器の組み合せで構成され
る制御器13は、減算器15により形成される制御偏差Δλ
に従って制御信号ＦRを形成する。この制御信号ＦRは、
乗算器12において基本制御値発生器11から得られる信号
tPを補正し、不図示の噴射弁を駆動する噴射時間信号ti
が得られる。
説明しておく。内燃機関10の排ガスの酸素濃度はλセン
サ14に測定され、その値は内燃機関に供給される混合気
の空燃比に対応した値となっている。通常オンオフ制御
器とＰ（比例）Ｉ（積分）制御器の組み合せで構成され
る制御器13は、減算器15により形成される制御偏差Δλ
に従って制御信号ＦRを形成する。この制御信号ＦRは、
乗算器12において基本制御値発生器11から得られる信号
tPを補正し、不図示の噴射弁を駆動する噴射時間信号ti
が得られる。
内燃機関の排ガスは触媒16に達する。この触媒はHC、
CO、NOx等の有害な排ガス成分の大部分を有害なガスに
変換し、大気に放出する。
CO、NOx等の有害な排ガス成分の大部分を有害なガスに
変換し、大気に放出する。
第２図には、本発明の第１の実施例が図示されてい
る。同図において第１図と同一部分には同じ符号を付し
その説明は省略する。
る。同図において第１図と同一部分には同じ符号を付し
その説明は省略する。
この実施例の特徴部分は、制御器13の構成である。す
なわち、第２図の制御器13には動特性を調節する回路、
すなわち閉ループ制御を高速にする回路21（以下、動特
性回路という）が設けられている。この動特性回路21に
は減算器15により形成される偏差が入力される。この偏
差は、また積分器22にも入力される。積分器22の出力信
号は積分制御器23に入力される。積分制御器23は更に目
標値ISが入力され、積分制御値EIを結合点24に出力す
る。この結合点24には動特性回路21の出力信号（制御値
FD）が入力される。結合点24からは乗算器12に信号FRが
出力され、乗算器12はそれに従って噴射時間tiを形成す
る。
なわち、第２図の制御器13には動特性を調節する回路、
すなわち閉ループ制御を高速にする回路21（以下、動特
性回路という）が設けられている。この動特性回路21に
は減算器15により形成される偏差が入力される。この偏
差は、また積分器22にも入力される。積分器22の出力信
号は積分制御器23に入力される。積分制御器23は更に目
標値ISが入力され、積分制御値EIを結合点24に出力す
る。この結合点24には動特性回路21の出力信号（制御値
FD）が入力される。結合点24からは乗算器12に信号FRが
出力され、乗算器12はそれに従って噴射時間tiを形成す
る。
制御器13の動作を第３図を参照して説明する。
第３図には、測定された空気数、すなわちλ値が時間
に対して図示されている。ここでｔ＜０では空気と燃料
の混合気のλ値は、目標値λｓ、例えばλｓ＝１になっ
ているものとする。ｔ＝０で混合気は希薄化され、それ
によりλ＞０となる。これは、例えば加速時のように種
々の運転領域に移る動的な運転時の制御振動により発生
する。続いて静的な運転になると、第１図の制御器13で
は、λ値はカーブａで示したように目標値λｓに漸近的
に制御される。すなわち、実際値は目標値に緩慢に到達
し、この場合目標値を下回ることはない。
に対して図示されている。ここでｔ＜０では空気と燃料
の混合気のλ値は、目標値λｓ、例えばλｓ＝１になっ
ているものとする。ｔ＝０で混合気は希薄化され、それ
によりλ＞０となる。これは、例えば加速時のように種
々の運転領域に移る動的な運転時の制御振動により発生
する。続いて静的な運転になると、第１図の制御器13で
は、λ値はカーブａで示したように目標値λｓに漸近的
に制御される。すなわち、実際値は目標値に緩慢に到達
し、この場合目標値を下回ることはない。
これに対して本発明実施例の制御器13（第２図）は、
カーブｂで図示したように、λ値は目標値λｓより下方
にアンダーシュートし、その後下方から目標値λｓに近
付く。
カーブｂで図示したように、λ値は目標値λｓより下方
にアンダーシュートし、その後下方から目標値λｓに近
付く。
このように、本発明ではカーブｂにより目標値λｓの
線Ｃの上下に面積Ａ、Ｂが形成される。これらの面積
は、零通過時点間で時間に関してΔλ＝λｓ−λを数学
的に積分することにより求めることができる。従って となる。
線Ｃの上下に面積Ａ、Ｂが形成される。これらの面積
は、零通過時点間で時間に関してΔλ＝λｓ−λを数学
的に積分することにより求めることができる。従って となる。
積分を加算で近似すると、 となる。
但し、Δｔは零通過するまでの時間を充分細かく細分
した時間間隔である。
した時間間隔である。
本発明では、触媒のガス貯蔵容量を最適に利用するた
めに、面積Ａ、Ｂが所定の差、すなわちＡ−Ｂ＝ISとな
るように制御される。特に、面積ＡとＢを等しく、すな
わちIS＝０とするのが好ましい。後述するように、線Ｃ
上の面積は負として、また線Ｃ下の面積は正として計数
されるので、本発明の方法では、制御振動により何回も
カーブｂ（実際値）が線Ｃ（目標値）を越えた場合、面
積の合計は所定の値、すなわち零を有することになる。
線Ｃの上下の面積の合計は、振動周期（ｔ＝０〜t2）に
限るものではなく、任意の区間で形成され、その値が目
標値ISに制御される。
めに、面積Ａ、Ｂが所定の差、すなわちＡ−Ｂ＝ISとな
るように制御される。特に、面積ＡとＢを等しく、すな
わちIS＝０とするのが好ましい。後述するように、線Ｃ
上の面積は負として、また線Ｃ下の面積は正として計数
されるので、本発明の方法では、制御振動により何回も
カーブｂ（実際値）が線Ｃ（目標値）を越えた場合、面
積の合計は所定の値、すなわち零を有することになる。
線Ｃの上下の面積の合計は、振動周期（ｔ＝０〜t2）に
限るものではなく、任意の区間で形成され、その値が目
標値ISに制御される。
次に本発明を第４図に図示した流れに沿って説明す
る。
る。
第４図には、本発明の理解に必要な部分だけが図示さ
れている。基本制御値の処理並びにその適応制御、エン
ジン温度と空気温度の使用、タンク排気など他の制御部
分は図示されていない。これらの制御部分は、一緒に
「メインプログラム」に組み入れることができ、単独あ
るいは組み合わせて本発明に利用できるものである。第
４図の流れはステップ100の割り込みから開始され、メ
インプログラムより本発明の方法が開始される。
れている。基本制御値の処理並びにその適応制御、エン
ジン温度と空気温度の使用、タンク排気など他の制御部
分は図示されていない。これらの制御部分は、一緒に
「メインプログラム」に組み入れることができ、単独あ
るいは組み合わせて本発明に利用できるものである。第
４図の流れはステップ100の割り込みから開始され、メ
インプログラムより本発明の方法が開始される。
続いてステップ101において減算器15で形成されたΔ
λが積分器22に入力される。積分器22は、通常カウンタ
として構成された前回と今回の読み込み間の時間間隔Δ
ｔを定める（ステップ102）タイミング素子を有し、ほ
ぼ積分に対応する面積FL＝ΣΔλΔｔを計算する（ステ
ップ103）。
λが積分器22に入力される。積分器22は、通常カウンタ
として構成された前回と今回の読み込み間の時間間隔Δ
ｔを定める（ステップ102）タイミング素子を有し、ほ
ぼ積分に対応する面積FL＝ΣΔλΔｔを計算する（ステ
ップ103）。
ステップ103は、ｔ＝０から所定の時間までの第３図
の面積ＡとＢの加算に対応する。その場合、線Ｃ、すな
わち目標値λｓ以上の面積Ａは、Δλ＝λｓ−λ＜０で
Δｔは常に正なので、負として計数され、また目標値λ
ｓ以下の面積Ｂは、Δλ＝λｓ−λ＞０なので正として
計数される。ここで、計算はｔ＝０（第３図）で開始さ
れ、今t3＜t1にあるものとすると、面積FLは増加する。
t4＞t1になると、時間の経過とともに面積は減少する。
面積値FLは積分制御器23に入力され、この積分制御器に
は面積FLとその目標値ISが入力される（ステップ10
4）。ステップ105で面積FLと目標値ISが比較される。FL
＞ISであると、ステップ106において制御値FIが１だけ
減少され、一方FLがISより小さい場合には、ステップ10
7においてFIが１だけ増大される。
の面積ＡとＢの加算に対応する。その場合、線Ｃ、すな
わち目標値λｓ以上の面積Ａは、Δλ＝λｓ−λ＜０で
Δｔは常に正なので、負として計数され、また目標値λ
ｓ以下の面積Ｂは、Δλ＝λｓ−λ＞０なので正として
計数される。ここで、計算はｔ＝０（第３図）で開始さ
れ、今t3＜t1にあるものとすると、面積FLは増加する。
t4＞t1になると、時間の経過とともに面積は減少する。
面積値FLは積分制御器23に入力され、この積分制御器に
は面積FLとその目標値ISが入力される（ステップ10
4）。ステップ105で面積FLと目標値ISが比較される。FL
＞ISであると、ステップ106において制御値FIが１だけ
減少され、一方FLがISより小さい場合には、ステップ10
7においてFIが１だけ増大される。
ステップ106あるいは107の後ステップ108に入る。こ
のステップでは例えは比例あるいは微分制御器あるいは
その両方を有する動特性回路21により偏差Δλに基づき
動的制御値FDが形成される。それにより偏差Δλに対し
て高速な応答が行なわれる。
のステップでは例えは比例あるいは微分制御器あるいは
その両方を有する動特性回路21により偏差Δλに基づき
動的制御値FDが形成される。それにより偏差Δλに対し
て高速な応答が行なわれる。
ステップ109において動的制御値FDは結合点24で積分
制御値FIと結合され、制御係数ＦRが形成される。続い
て、ステップ110でメインプログラムに戻る。乗算器12
では基本噴射時間tpと制御係数ＦRの掛算が行なわれ
る。
制御値FIと結合され、制御係数ＦRが形成される。続い
て、ステップ110でメインプログラムに戻る。乗算器12
では基本噴射時間tpと制御係数ＦRの掛算が行なわれ
る。
適応制御により求めた値、空気温度等により更に乗算
的な補正を行なうこともできる。また、適応制御により
あるいは電源電圧等により不図示の加算段を介して加算
補正を行なうこともできる。このような補正は知られて
おり、ここでは詳細に説明するのは省略する。
的な補正を行なうこともできる。また、適応制御により
あるいは電源電圧等により不図示の加算段を介して加算
補正を行なうこともできる。このような補正は知られて
おり、ここでは詳細に説明するのは省略する。
このようにして補正が行なわれた後、噴射弁を駆動す
る値tiが得られ、内燃機関に必要な燃料が供給される。
る値tiが得られ、内燃機関に必要な燃料が供給される。
第５図には、本発明の他の実施例が図示されている。
第２図、第４図と同一部分には同一の符号が付されてい
る。
第２図、第４図と同一部分には同一の符号が付されてい
る。
この実施例の場合、触媒16の後に信号λｎを出力する
第２のλセンサが設けられている。この信号λｎは減算
器32において目標値λnsと比較され、その差Δλｎが積
分器33により積分される。
第２のλセンサが設けられている。この信号λｎは減算
器32において目標値λnsと比較され、その差Δλｎが積
分器33により積分される。
積分器33の出力信号は、触媒の前方のλセンサによる
制御の目標値λｓとして用いられる。減算器15により求
められた値Δλがステップ101で読み込まれる。上述し
たように、触媒の後方に第２のλセンサを設ける構成は
知られており、たとえば、触媒の前方に配置されたλセ
ンサが排ガス中の炭化水素（HC）などにより誤った測定
値を出力したり、あるいはセンサの特性が変化して正し
い測定値を示さなくなった場合、その誤差を補償した目
標値を設定することができるものである。
制御の目標値λｓとして用いられる。減算器15により求
められた値Δλがステップ101で読み込まれる。上述し
たように、触媒の後方に第２のλセンサを設ける構成は
知られており、たとえば、触媒の前方に配置されたλセ
ンサが排ガス中の炭化水素（HC）などにより誤った測定
値を出力したり、あるいはセンサの特性が変化して正し
い測定値を示さなくなった場合、その誤差を補償した目
標値を設定することができるものである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、希薄化期間に触媒
に貯蔵された酸素は、次の濃化期間に有効に放出される
ので、触媒の酸素貯蔵容量を最適に利用して、有害ガス
を無害ガスに変換する触媒の変換率を向上させることが
でき、混合気の空燃比を最適に制御することが可能にな
る。
に貯蔵された酸素は、次の濃化期間に有効に放出される
ので、触媒の酸素貯蔵容量を最適に利用して、有害ガス
を無害ガスに変換する触媒の変換率を向上させることが
でき、混合気の空燃比を最適に制御することが可能にな
る。
また、触媒の後方にも酸素センサを設け、その実際値
と目標値から触媒の前方の酸素センサに対する目標値を
形成すると、触媒前方の酸素センサが誤った値を出力し
た場合でも、その誤差を補償した目標値を設定すること
ができるので、最適な制御が保証される。
と目標値から触媒の前方の酸素センサに対する目標値を
形成すると、触媒前方の酸素センサが誤った値を出力し
た場合でも、その誤差を補償した目標値を設定すること
ができるので、最適な制御が保証される。
第１図は従来における空燃比制御装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は触媒のガス貯蔵容量を考慮した本発明
による空燃比制御装置の構成を示すブロック図、第３図
は従来と本発明によるλ値の時間経過に対する特性を示
す線図、第４図は本発明方法の制御の流れを示す流れ
図、第５図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。 １……内燃機関 13……制御器 14……λセンサ 16……触媒 21……動特性回路 22……積分器 23……積分制御器
ック図、第２図は触媒のガス貯蔵容量を考慮した本発明
による空燃比制御装置の構成を示すブロック図、第３図
は従来と本発明によるλ値の時間経過に対する特性を示
す線図、第４図は本発明方法の制御の流れを示す流れ
図、第５図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。 １……内燃機関 13……制御器 14……λセンサ 16……触媒 21……動特性回路 22……積分器 23……積分制御器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−56936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−203946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−48745（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】内燃機関に供給される空気と燃料の混合気
の空燃比を制御する方法であって、内燃機関の排気系に
おいて触媒の前方に配置された酸素センサにより実際の
λ値が出力され、また実際のλ値と所定の目標値（λ
ｓ）間の差から、前記差が希薄な混合気を示したとき
は、空気と燃料の混合気を濃化させ、一方前記差が濃い
混合気を示したときは、希薄化させる出力値が第１の制
御器（21）により形成される内燃機関の空燃比制御方法
において、 更に、前記差のそれぞれ２つの零点通過点間における前
記差の積分が形成され、 前記積分値が第２の制御器（23）に供給され、 前記第２の制御器の出力値は空燃比に作用して、正と負
の積分値の合計を所定の値（IS）に近似させることを特
徴とする内燃機関の空燃比制御方法。 - 【請求項２】前記所定の値（IS）が零であることを特徴
とする請求項第１項に記載の方法。 - 【請求項３】前記零点通過点間における積分が所定の振
動周期にわたって形成されることを特徴とする請求項第
１項または第２項に記載の方法。 - 【請求項４】触媒の後方に配置された第２の酸素センサ
を用い、この第２の酸素センサの出力信号（λｎ）と第
２の酸素センサに対する目標値（λns）から前記目標値
（λｓ）を形成することを特徴とする請求項第１項から
第３項までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】触媒の後方に配置された第２の酸素センサ
に対する目標値（λns）と第２の酸素センサの出力信号
（λｎ）の差を積分した値から前記目標値（λｓ）を形
成することを特徴とする請求項第４項に記載の方法。 - 【請求項６】内燃機関に供給される空気と燃料の混合気
の空燃比を制御する装置であって、内燃機関の排気系に
おいて触媒の前方に配置された酸素センサにより実際の
λ値が出力され、また実際のλ値と所定の目標値（λ
ｓ）間の差から、前記差が希薄な混合気を示したとき
は、空気と燃料の混合気を濃化させ、一方前記差が濃い
混合気を示したときは、希薄化させる出力値が第１の制
御器（21）により形成される内燃機関の空燃比制御装置
において、 前記差のそれぞれ２つの零点通過点間における前記差を
積分する積分器（22）と、 前記積分値からの値が入力される第２の制御器（23）と
を設け、 前記第２の制御器の出力値を空燃比に作用させ、正と負
の積分値の合計を所定の値（IS）に近似させることを特
徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項７】前記所定の値（IS）が零であることを特徴
とする請求項第６項に記載の装置。 - 【請求項８】前記零点通過点間における積分が所定の振
動周期にわたって形成されることを特徴とする請求項第
６項または第７項に記載の装置。 - 【請求項９】触媒の後方に第２の酸素センサが配置さ
れ、この第２の酸素センサの出力信号（λｎ）と第２の
酸素センサに対する目標値（λns）から前記目標値（λ
ｓ）を形成する手段（33）を設けることを特徴とする請
求項第６項から第８項までのいずれか１項に記載の装
置。 - 【請求項１０】触媒の後方に配置された第２の酸素セン
サに対する目標値（λns）と第２の酸素センサの出力信
号（λｎ）の差を積分し、前記目標値（λｓ）を形成す
る積分値（33）を設けることを特徴とする請求項第９項
に記載の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4001616.1 | 1990-01-20 | ||
| DE4001616A DE4001616C2 (de) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für eine Brennkraftmaschine mit Katalysator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03217633A JPH03217633A (ja) | 1991-09-25 |
| JP3161539B2 true JP3161539B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=6398464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32620590A Expired - Lifetime JP3161539B2 (ja) | 1990-01-20 | 1990-11-29 | 内燃機関の空燃比制御方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3161539B2 (ja) |
| KR (1) | KR0151597B1 (ja) |
| DE (1) | DE4001616C2 (ja) |
| GB (1) | GB2242544B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE4128718C2 (de) * | 1991-08-29 | 2001-02-01 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffmengenregelung für einen Verbrennungsmotor mit Katalysator |
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| JP3282217B2 (ja) * | 1992-07-03 | 2002-05-13 | 株式会社デンソー | 触媒の飽和吸着量検出装置 |
| US5622047A (en) * | 1992-07-03 | 1997-04-22 | Nippondenso Co., Ltd. | Method and apparatus for detecting saturation gas amount absorbed by catalytic converter |
| JP3306930B2 (ja) * | 1992-07-03 | 2002-07-24 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3039162B2 (ja) * | 1992-10-13 | 2000-05-08 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US5363647A (en) * | 1992-10-13 | 1994-11-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dual-sensor type air fuel ratio control system for internal combustion engine and catalytic converter diagnosis apparatus for the same |
| DE4236922C2 (de) * | 1992-10-31 | 2003-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Einstellung des Kraftstoff/Luft-Gemisches für eine Brennkraftmaschine nach einer Schiebebetriebsphase |
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| US5404718A (en) * | 1993-09-27 | 1995-04-11 | Ford Motor Company | Engine control system |
| US5381656A (en) * | 1993-09-27 | 1995-01-17 | Ford Motor Company | Engine air/fuel control system with catalytic converter monitoring |
| US5363646A (en) * | 1993-09-27 | 1994-11-15 | Ford Motor Company | Engine air/fuel control system with catalytic converter monitoring |
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| JP2002349325A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-12-04 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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| DE10310672B4 (de) * | 2002-12-30 | 2016-02-11 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung eines Kraftstoff-/Luftverhältnisses für eine Brennkraftmaschine |
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| DE102005014955B3 (de) | 2005-04-01 | 2005-12-08 | Audi Ag | Verfahren zur Bestimmung des Lambdawertes stromauf des Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine |
| JP4679335B2 (ja) * | 2005-11-01 | 2011-04-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| KR100785143B1 (ko) * | 2006-12-15 | 2007-12-11 | 현대자동차주식회사 | 세리아를 포함하는 촉매 시료의 산소저장능력 측정방법 |
| CN111007717A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-14 | 天津雷沃发动机有限公司 | 一种非道路国四发动机tva标定方法 |
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| IT1084410B (it) * | 1976-08-25 | 1985-05-25 | Bosch Gmbh Robert | Dispositivo per determinare la quantita' di carburante addotta per iniezione ad un motore endotermico, ovvero dispositivo regolatore del rapporto di miscelazione per la miscela di esercizio da addurre ad un motore endotermico. |
| DE2713988A1 (de) * | 1977-03-30 | 1978-10-05 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und einrichtung zur bestimmung der verhaeltnisanteile des einer brennkraftmaschine zugefuehrten kraftstoff-luftgemisches |
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-
1990
- 1990-01-20 DE DE4001616A patent/DE4001616C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-29 JP JP32620590A patent/JP3161539B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-11 GB GB9100660A patent/GB2242544B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-17 KR KR1019910000681A patent/KR0151597B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-01-22 US US07/644,012 patent/US5207056A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| KR910014600A (ko) | 1991-08-31 |
| DE4001616A1 (de) | 1991-07-25 |
| DE4001616C2 (de) | 1998-12-10 |
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| GB2242544B (en) | 1994-03-23 |
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