JPH0120300B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0120300B2 JPH0120300B2 JP13547084A JP13547084A JPH0120300B2 JP H0120300 B2 JPH0120300 B2 JP H0120300B2 JP 13547084 A JP13547084 A JP 13547084A JP 13547084 A JP13547084 A JP 13547084A JP H0120300 B2 JPH0120300 B2 JP H0120300B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- control
- value
- sensor
- 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
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- F02D41/1477—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)
- F02D41/1483—Proportional component
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- 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)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エンジンの空燃比を最適値に制御す
る空燃比の制御に関し、特に排気ガス中のO2濃
度を検出するO2センサーの出力信号を用いた比
例積分制御に関するものである。
る空燃比の制御に関し、特に排気ガス中のO2濃
度を検出するO2センサーの出力信号を用いた比
例積分制御に関するものである。
近年、電子技術の急速な発達に伴なつて、エン
ジンの制御にも各種電子制御が加えられている。
そして、このエンジンに対する電子制御の１つと
してO2センサーを用いた空燃比の比例積分制御
がある。この空燃比制御は、排ガス中のO2濃度
を検出し、第４図に示す様に理論空燃比（約
14.7）を境として出力レベルが急変するO2センサ
ーの出力信号を用いて比例積分制御を行なうもの
であつて、一定負荷によつて走行中の自動車に於
ける空燃比が例えば第５図に示す様に、理論空燃
比を越えて濃淡を繰り返しているものとすると、
O2センサーの出力信号は空燃比が理論空燃比を
越える部分に於いて出力レベルが急変することに
なる。これに対して、空燃比制御装置は、O2セ
ンサーの出力信号が高レベルとなる例えばt1―t2
間に於いては、予め定められたＩ値（制御比率）
にしたがつて燃料の供給量を第７図に示す様に減
少させることにより、空燃比を第５図に示す様に
薄くなるように制御する。そして、この空燃比が
時点t2に於いて理論空燃比に達すると、O2センサ
ーの出力信号が第６図に時点t2に於いて示す様
に、出力信号レベルが高レベルから低レベルに急
変して空燃比が理論空燃比よりも薄くなつたこと
を示す。また、O2センサーの出力信号レベルが
高から低に反転すると、空燃比制御装置は燃料供
給量を第７図に時点t2で示す様に、制御遅れを考
慮するために予め定められたＰ値分をシフトアツ
プさせた位置から前述したＩ値にしたがつて燃料
の供給量を増加させる制御を行なう。そして、第
５図に時点t2―t3間に示す様に、空燃比が薄い方
から濃い側に移行し、時点t3に於いて空燃比が理
論空燃比に達すると、O2センサーの出力が急変
することから、前述した場合と同様にして空燃比
が薄くなる方向に燃料の供給量を制御する。この
ような動作を繰り返すことにより、ある限界幅を
持つた空燃比制御を行なつている。
ジンの制御にも各種電子制御が加えられている。
そして、このエンジンに対する電子制御の１つと
してO2センサーを用いた空燃比の比例積分制御
がある。この空燃比制御は、排ガス中のO2濃度
を検出し、第４図に示す様に理論空燃比（約
14.7）を境として出力レベルが急変するO2センサ
ーの出力信号を用いて比例積分制御を行なうもの
であつて、一定負荷によつて走行中の自動車に於
ける空燃比が例えば第５図に示す様に、理論空燃
比を越えて濃淡を繰り返しているものとすると、
O2センサーの出力信号は空燃比が理論空燃比を
越える部分に於いて出力レベルが急変することに
なる。これに対して、空燃比制御装置は、O2セ
ンサーの出力信号が高レベルとなる例えばt1―t2
間に於いては、予め定められたＩ値（制御比率）
にしたがつて燃料の供給量を第７図に示す様に減
少させることにより、空燃比を第５図に示す様に
薄くなるように制御する。そして、この空燃比が
時点t2に於いて理論空燃比に達すると、O2センサ
ーの出力信号が第６図に時点t2に於いて示す様
に、出力信号レベルが高レベルから低レベルに急
変して空燃比が理論空燃比よりも薄くなつたこと
を示す。また、O2センサーの出力信号レベルが
高から低に反転すると、空燃比制御装置は燃料供
給量を第７図に時点t2で示す様に、制御遅れを考
慮するために予め定められたＰ値分をシフトアツ
プさせた位置から前述したＩ値にしたがつて燃料
の供給量を増加させる制御を行なう。そして、第
５図に時点t2―t3間に示す様に、空燃比が薄い方
から濃い側に移行し、時点t3に於いて空燃比が理
論空燃比に達すると、O2センサーの出力が急変
することから、前述した場合と同様にして空燃比
が薄くなる方向に燃料の供給量を制御する。この
ような動作を繰り返すことにより、ある限界幅を
持つた空燃比制御を行なつている。
しかしながら、上述した空燃比の制御に於いて
は、Ｐ，Ｉ値が小さい場合には燃料の増減割合が
少なくなることから、理論空燃比に達するまでの
時間が長くなつて、応答性が低いものとなつてし
まう。これに対してＰ，Ｉ値が大きい場合には、
燃料の供給量を補正してからO2センサーが応答
するまでの応答遅れを無視することになることか
ら、制御に大きなハンチングが生じてしまう問題
を有している。
は、Ｐ，Ｉ値が小さい場合には燃料の増減割合が
少なくなることから、理論空燃比に達するまでの
時間が長くなつて、応答性が低いものとなつてし
まう。これに対してＰ，Ｉ値が大きい場合には、
燃料の供給量を補正してからO2センサーが応答
するまでの応答遅れを無視することになることか
ら、制御に大きなハンチングが生じてしまう問題
を有している。
従つて、本発明による空燃比制御方法は、排気
ガス中のO2濃度を検出するとともに、理論空燃
比近辺に於いて出力信号が急変するO2センサー
の出力信号を用いて比例積分制御により空燃比を
制御する空燃比制御に於いて、比例積分制御に於
ける応答遅れ考慮分（Ｐ値）と制御比率（Ｉ値）
のいずれか一方を固定して他方を変化させた場合
に於けるO2センサー出力の反転周期が徐々に減
少する部分から増加に移行する直前の値を最適値
として固定し、次に他方の値を変化させた場合に
於けるO2センサー出力の反転周期が徐々に減少
する部分から増加に移行する直前の値を応答遅れ
考慮分および制御比率の最適値とするものであ
る。
ガス中のO2濃度を検出するとともに、理論空燃
比近辺に於いて出力信号が急変するO2センサー
の出力信号を用いて比例積分制御により空燃比を
制御する空燃比制御に於いて、比例積分制御に於
ける応答遅れ考慮分（Ｐ値）と制御比率（Ｉ値）
のいずれか一方を固定して他方を変化させた場合
に於けるO2センサー出力の反転周期が徐々に減
少する部分から増加に移行する直前の値を最適値
として固定し、次に他方の値を変化させた場合に
於けるO2センサー出力の反転周期が徐々に減少
する部分から増加に移行する直前の値を応答遅れ
考慮分および制御比率の最適値とするものであ
る。
このために、上記空燃比の制御に於いては、学
習機能によつてＰ，Ｉ値を自動的に最適値に設定
するために、O2センサーの反転ヒステリシス分
と応答遅れ分を加え合せた分を限界幅とする収束
制御によつて空燃比が最適化されることになる。
習機能によつてＰ，Ｉ値を自動的に最適値に設定
するために、O2センサーの反転ヒステリシス分
と応答遅れ分を加え合せた分を限界幅とする収束
制御によつて空燃比が最適化されることになる。
第１図は本発明による空燃比制御方法の一実施
例を説明するために用いられる空燃比制御系のブ
ロツク図である。同図に於いて１は空燃比制御を
行なう制御部としてのマイクロコンピユータであ
つて、図示しないO2センサーの出力信号Ａ、水
温センサーの出力信号Ｂおよびエンジンの負圧を
検出する負圧スイツチの出力信号Ｃ等を制御入力
としている。２はマイクロコンピユータ１の制御
出力Ｄに応じて電子制御気化器の空気弁に対する
開度を制御するためのソレノイド３を駆動するド
ライバーである。そして、このソレノイド３は空
気弁を閉じることによつて空燃比が高くなるもの
である。以下、上記構成によるマイクロコンピユ
ータ１に於ける制御動作を第２図に示すフローチ
ヤートと第３図ａ，ｂに示す波形図を用いて説明
する。
例を説明するために用いられる空燃比制御系のブ
ロツク図である。同図に於いて１は空燃比制御を
行なう制御部としてのマイクロコンピユータであ
つて、図示しないO2センサーの出力信号Ａ、水
温センサーの出力信号Ｂおよびエンジンの負圧を
検出する負圧スイツチの出力信号Ｃ等を制御入力
としている。２はマイクロコンピユータ１の制御
出力Ｄに応じて電子制御気化器の空気弁に対する
開度を制御するためのソレノイド３を駆動するド
ライバーである。そして、このソレノイド３は空
気弁を閉じることによつて空燃比が高くなるもの
である。以下、上記構成によるマイクロコンピユ
ータ１に於ける制御動作を第２図に示すフローチ
ヤートと第３図ａ，ｂに示す波形図を用いて説明
する。
まず、図示しないエンジンが始動されると、こ
のエンジンの排気ガス通路に設けられているO2
センサーが排気ガス中のO2濃度を検出して対応
する値の出力信号を発生してマイクロコンピユー
タ１に供給する。ここで、O2センサーは、従来
と同様に第４図で示す特性、つまり予め定められ
た理想空燃比近辺のO2濃度を境として出力信号
レベルが急変するものとする。
のエンジンの排気ガス通路に設けられているO2
センサーが排気ガス中のO2濃度を検出して対応
する値の出力信号を発生してマイクロコンピユー
タ１に供給する。ここで、O2センサーは、従来
と同様に第４図で示す特性、つまり予め定められ
た理想空燃比近辺のO2濃度を境として出力信号
レベルが急変するものとする。
次に、マイクロコンピユータ１がスタートされ
ると、第２図に示すフローチヤートのステツプS1
に於いては、Ｉ値に対する最適化作業の終了を
「１」として表わすＩフラグの内容が判別される
が、初期値は「０」であるためにステツプS2に移
行する。ステツプS2に於いては、Ｐ値に対する最
適化作業の終了を「１」として表わすＰフラグの
内容が判別されるが、初期値は「０」であるため
にステツプS3に移行する。ステツプS3に於いて
は、O2センサーから発生される出力信号の反転
周期が直前の周期よりも増加しているか否かの判
別を行なう。つまり、比例積分制御に於けるＰ，
Ｉ値は、その初期値が第３図ａに示すようにP1，
I1に設定されており、この場合に於けるO2センサ
ー出力の反転周期は、第３図ｂの第１ステージ部
分に示すように時間t1となつている。そして、こ
の場合に於ける直前のステージに於ける反転周期
は最大となつていることから、ステツプS3に於け
る判別はイエスとなつてステツプS4に移行する。
ステツプS4に於いては、周期の減少分に応じてＰ
値の増分がＸとして求められ、この増分ＸをＰ値
に加えてP2とした後にリターンとなる。従つて、
第３図ｂに示す第２ステージに於いては、P2，I1
によつて制御されることになる。そして、各制御
ステージ毎に第３図に示すステツプS3に於いて反
転周期が減少していることが確認されると、ステ
ツプS4，S5に於いて周期の減少量に応じてＰ値が
増加されることになる。そして、第６ステージに
示す様に、反転周期t6がその直前の周期t5に対し
て増加された場合には、Ｐ値が過大化されたもの
としてステツプS3からステツプS6に移行する。ス
テツプS6に於いては、Ｐ値直前のステージに於け
るＰ値に戻した後に、ステツプS7に移行してＰフ
ラグを「１」にセツトすることによりＰ値の最適
化が終了したことを示した後にリターンとなる。
そして、ステツプS2に達すると、Ｐフラグが
「１」にセツトされたことからこのステツプS2に
於ける判断がノーとなつてステツプS8に移行する
ことによりP3値が最適値として固定化される。
ステツプS8に於いては、ステツプS3と同様に直前
のステージに於ける反転周期との比較が行なわれ
る。この場合、第８ステージに於いては、P4値
がP3値に戻されたことから反転周期が減少され、
ステツプS8に於ける判断がイエスとなつてステツ
プS9に移行する。ステツプS9に於いては、反転周
期の減少分に応じたＩ値の増分がβとして求めら
れ、ステツプS10に於いてこの増分βがI1値に加
えられてI2とされた後にリターンとなる。そし
て、このI2値による制御が例えば第10、第11ステ
ージに示すように行なわれ、その制御結果として
の反転周期の減少分に応じてI3値がステツプS9，
S10に於いてI4値に補正される。そして、このI4値
による制御が第14ステージに於いて行なわれる
と、Ｉ値が過大となつて反転周期t14がt13よりも
長くなる。この結果、ステツプS8に於ける判断が
ノーとなることから、ステツプS11に移行する。
ステツプS11に於いては、I4値が過大であつたこ
とから、その直前のI3値に戻した後にステツプ
S12に移行する。ステツプS12に於いては、Ｉフラ
グを「１」にセツトすることにより、Ｉ値に対す
る最適化処理が終了したことを表わした後にリタ
ーンとなる。従つて、以後の周期に於いては、ス
テツプS1に於ける判断がノーとなることから、ス
テツプS2に移行せずにリターンとなる動作を続
け、これによつて自己学習により自動的に求めら
れた、空燃比を理論空燃比に集束させるために最
適なP3，I3による制御が続けられることになる。
そして、何かの原因によつてO2フイードバツク
制御が制御領域を抜けた後に再び制御領域に入る
と、Ｐ，Ｉ値の初期値としてその直前に於ける最
適値P3，I3が初期値とされた後に同様な制御が繰
り返されることになる。
ると、第２図に示すフローチヤートのステツプS1
に於いては、Ｉ値に対する最適化作業の終了を
「１」として表わすＩフラグの内容が判別される
が、初期値は「０」であるためにステツプS2に移
行する。ステツプS2に於いては、Ｐ値に対する最
適化作業の終了を「１」として表わすＰフラグの
内容が判別されるが、初期値は「０」であるため
にステツプS3に移行する。ステツプS3に於いて
は、O2センサーから発生される出力信号の反転
周期が直前の周期よりも増加しているか否かの判
別を行なう。つまり、比例積分制御に於けるＰ，
Ｉ値は、その初期値が第３図ａに示すようにP1，
I1に設定されており、この場合に於けるO2センサ
ー出力の反転周期は、第３図ｂの第１ステージ部
分に示すように時間t1となつている。そして、こ
の場合に於ける直前のステージに於ける反転周期
は最大となつていることから、ステツプS3に於け
る判別はイエスとなつてステツプS4に移行する。
ステツプS4に於いては、周期の減少分に応じてＰ
値の増分がＸとして求められ、この増分ＸをＰ値
に加えてP2とした後にリターンとなる。従つて、
第３図ｂに示す第２ステージに於いては、P2，I1
によつて制御されることになる。そして、各制御
ステージ毎に第３図に示すステツプS3に於いて反
転周期が減少していることが確認されると、ステ
ツプS4，S5に於いて周期の減少量に応じてＰ値が
増加されることになる。そして、第６ステージに
示す様に、反転周期t6がその直前の周期t5に対し
て増加された場合には、Ｐ値が過大化されたもの
としてステツプS3からステツプS6に移行する。ス
テツプS6に於いては、Ｐ値直前のステージに於け
るＰ値に戻した後に、ステツプS7に移行してＰフ
ラグを「１」にセツトすることによりＰ値の最適
化が終了したことを示した後にリターンとなる。
そして、ステツプS2に達すると、Ｐフラグが
「１」にセツトされたことからこのステツプS2に
於ける判断がノーとなつてステツプS8に移行する
ことによりP3値が最適値として固定化される。
ステツプS8に於いては、ステツプS3と同様に直前
のステージに於ける反転周期との比較が行なわれ
る。この場合、第８ステージに於いては、P4値
がP3値に戻されたことから反転周期が減少され、
ステツプS8に於ける判断がイエスとなつてステツ
プS9に移行する。ステツプS9に於いては、反転周
期の減少分に応じたＩ値の増分がβとして求めら
れ、ステツプS10に於いてこの増分βがI1値に加
えられてI2とされた後にリターンとなる。そし
て、このI2値による制御が例えば第10、第11ステ
ージに示すように行なわれ、その制御結果として
の反転周期の減少分に応じてI3値がステツプS9，
S10に於いてI4値に補正される。そして、このI4値
による制御が第14ステージに於いて行なわれる
と、Ｉ値が過大となつて反転周期t14がt13よりも
長くなる。この結果、ステツプS8に於ける判断が
ノーとなることから、ステツプS11に移行する。
ステツプS11に於いては、I4値が過大であつたこ
とから、その直前のI3値に戻した後にステツプ
S12に移行する。ステツプS12に於いては、Ｉフラ
グを「１」にセツトすることにより、Ｉ値に対す
る最適化処理が終了したことを表わした後にリタ
ーンとなる。従つて、以後の周期に於いては、ス
テツプS1に於ける判断がノーとなることから、ス
テツプS2に移行せずにリターンとなる動作を続
け、これによつて自己学習により自動的に求めら
れた、空燃比を理論空燃比に集束させるために最
適なP3，I3による制御が続けられることになる。
そして、何かの原因によつてO2フイードバツク
制御が制御領域を抜けた後に再び制御領域に入る
と、Ｐ，Ｉ値の初期値としてその直前に於ける最
適値P3，I3が初期値とされた後に同様な制御が繰
り返されることになる。
そして、このようにして求められた制御出力は
マイクロコンピユータ１からドライバー２に供給
され、ドライバー２はこの制御信号に応じてソレ
ノイド３を駆動することにより、気化器に於ける
空気弁の開度（開時間）を制御して、空燃比を最
適化する。
マイクロコンピユータ１からドライバー２に供給
され、ドライバー２はこの制御信号に応じてソレ
ノイド３を駆動することにより、気化器に於ける
空気弁の開度（開時間）を制御して、空燃比を最
適化する。
なお、上記実施例に於いては、先にＰ値を最適
化した後にＩ値を最適化したが、その順序は逆で
あつても良いことは言うまでもない。
化した後にＩ値を最適化したが、その順序は逆で
あつても良いことは言うまでもない。
以上説明した様に、本発明による空燃比制御方
法は、自己学習によつてＰ，Ｉ値の最適化処理を
自動的に行なうものであるために、大きなハンチ
ング現象を生じさせずに理論空燃比への集束制御
が迅速に行なえる優れた効果を有する。
法は、自己学習によつてＰ，Ｉ値の最適化処理を
自動的に行なうものであるために、大きなハンチ
ング現象を生じさせずに理論空燃比への集束制御
が迅速に行なえる優れた効果を有する。
第１図は本発明による空燃比制御方法の一実施
例を適用した制御系のブロツク図、第２図は第１
図に於ける空燃比制御の動作を説明するためのフ
ローチヤート図、第３図ａ，ｂは空燃比制御量と
反転周期との関係を示す図、第４図はO2センサ
ーの特性図、第５図〜第７図は従来の空燃比制御
に於ける空燃比、O2センサー出力および空燃比
制御出力との関係を示す図である。 １…マイクロコンピユータ、２…ドライバー、
３…ソレノイド。
例を適用した制御系のブロツク図、第２図は第１
図に於ける空燃比制御の動作を説明するためのフ
ローチヤート図、第３図ａ，ｂは空燃比制御量と
反転周期との関係を示す図、第４図はO2センサ
ーの特性図、第５図〜第７図は従来の空燃比制御
に於ける空燃比、O2センサー出力および空燃比
制御出力との関係を示す図である。 １…マイクロコンピユータ、２…ドライバー、
３…ソレノイド。
Claims (1)
- １ 理論空燃比近辺のO2濃度に於いて出力レベ
ルが急変するO2センサーを用いてエンジンの排
気ガス中のO2濃度を検出し、このO2センサーの
出力信号を用いて空燃比を比例積分制御すること
により空燃比を理論空燃比に収束させる制御に於
いて、前記比例積分制御における応答遅れ考慮分
Ｐと制御比率Ｉの一方を固定して他方を変化させ
た場合に於ける前記O2センサー出力の反転周期
が減少から増加に反転する直前の可変設定値を他
方の最適値とし、この最適値を固定して前記一方
の値を変化させた場合に於ける前記O2センサー
出力の反転周期が減少から増加に反転する直前の
可変設定値を一方の最適値として自動的に求め、
この両最適値を用いて制御することにより理論空
燃比に収束させ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 |
|---|---|---|---|
| JP13547084A JPS6114444A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 空燃比制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13547084A JPS6114444A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 空燃比制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114444A JPS6114444A (ja) | 1986-01-22 |
| JPH0120300B2 true JPH0120300B2 (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=15152461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13547084A Granted JPS6114444A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 空燃比制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114444A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6157824B2 (ja) | 2012-09-28 | 2017-07-05 | 株式会社東芝 | ガス遮断器 |
| WO2018109931A1 (ja) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 株式会社 東芝 | ガス絶縁開閉装置 |
| CN111255585B (zh) * | 2018-11-30 | 2022-08-09 | 联合汽车电子有限公司 | 混合气多点自学习方法 |
| CN113090405B (zh) * | 2021-04-08 | 2022-07-26 | 上海新动力汽车科技股份有限公司 | 汽车用执行器位置自学习方法 |
-
1984
- 1984-06-30 JP JP13547084A patent/JPS6114444A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6114444A (ja) | 1986-01-22 |
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