JPH0373742B2 - - Google Patents

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JPH0373742B2
JPH0373742B2 JP57213466A JP21346682A JPH0373742B2 JP H0373742 B2 JPH0373742 B2 JP H0373742B2 JP 57213466 A JP57213466 A JP 57213466A JP 21346682 A JP21346682 A JP 21346682A JP H0373742 B2 JPH0373742 B2 JP H0373742B2
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JP
Japan
Prior art keywords
lambda
value
internal combustion
combustion engine
integral
Prior art date
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Application number
JP57213466A
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Japanese (ja)
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JPS58106150A (en
Inventor
Ausu Uerunaa
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JPS58106150A publication Critical patent/JPS58106150A/en
Publication of JPH0373742B2 publication Critical patent/JPH0373742B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing 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)
    • F02D41/1482Integrator, i.e. variable slope

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関のラムダ制御方法およびそ
の装置、さらに詳細にはラムダセンサの少なくと
も2個の切り換え時点間の制御データを負荷、回
転速度、時間等の運転パラメータ(以下運転特性
という)に従つて調整することによりラムダ制御
を行なう内燃機関のラムダ制御方法およびその装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for lambda control of an internal combustion engine, and more particularly, a method and apparatus for controlling lambda of an internal combustion engine, and more particularly, the control data between at least two switching points of a lambda sensor are converted into operating parameters such as load, rotational speed, time, etc. The present invention relates to a lambda control method and apparatus for an internal combustion engine that performs lambda control by adjusting the lambda according to the operating characteristics (hereinafter referred to as operating characteristics).

自動車の内燃機関のラムダ制御装置は今日多く
の国々で比較的厳しい排気ガス規制が立法化され
ているためにすでに標準装備となつている。ラム
ダ制御装置は排気ガスセンサ(ラムダセンサ、酸
素センサ)を備えており、そのセンサは混合気の
ラムダ値(空気比、すなわち供給空気量と必要空
気量の比)が「1」となるように切り換え動作
し、混合気は間断なく濃くされたり薄くされたり
してこの切り換え動作が行なわれる。ラムダセン
サには応答時間があつて混合気組成を変化させる
ために時間がかかるので、望ましくない排気ガス
のピーク値が生じる。混合気がわずかに濃くなる
ようにされた場合には次の切り換え時点に達する
までに場合によつては長い時間かゝることにな
る。逆の場合、すなわち混合切の濃縮を強くする
場合には混合気と排気ガスに遅延時間があるため
にオーバーシユートが生じ、それにより排気ガス
のピーク値が生ずる結果になる。
Lambda control devices for internal combustion engines in automobiles have already become standard equipment in many countries today, where relatively strict exhaust gas regulations have been enacted. The lambda control device is equipped with an exhaust gas sensor (lambda sensor, oxygen sensor), and the sensor switches so that the lambda value (air ratio, that is, the ratio between the amount of supplied air and the amount of air required) of the mixture becomes "1". This switching operation is carried out by continuously enriching or diluting the air-fuel mixture. The lambda sensor has a response time and takes time to change the mixture composition, resulting in undesirable exhaust gas peaks. If the mixture is allowed to become slightly richer, it may take a longer time to reach the next switching point. In the opposite case, i.e. when the mixing switch is highly enriched, the delay time between the mixture and the exhaust gas causes an overshoot, which results in a peak value of the exhaust gas.

ドイツ特許公開公報第2206276号に開示された
ラムダ制御装置においては2個の切り換え間の時
間が測定されており、切り換えの行なわれない時
間が所定時間続くと制御増幅器時定数は他の短か
い値に切り換えられる。その結果、この所定時間
経過後には混合気の変化が強度に行なわれ、従つ
て切り換えが速くなるようになる。もちろん、こ
の場合望ましくない排気ガスの排出を伴つた一種
の過剰制御の危険が存在する。
In the lambda control device disclosed in German Patent Publication No. 2206276, the time between two switchings is measured, and if the period of no switching continues for a predetermined period of time, the control amplifier time constant changes to another shorter value. can be switched to As a result, after this predetermined period of time has elapsed, the air-fuel mixture changes more strongly, and therefore the switching becomes faster. Of course, in this case there is a risk of a kind of overcontrol with the emission of undesirable exhaust gases.

これらの公知の制御装置で充分に満足の行く結
果が得られる場合にも、排気ガスのピーク値が必
然的に現われるので、従来の解決方法では排気ガ
スをきれいにする点では最適値を得ることはでき
ないという欠点がある。
Even if fully satisfactory results are obtained with these known control devices, peak values of the exhaust gas inevitably appear, so that with conventional solutions it is not possible to obtain optimal values in terms of cleaning the exhaust gases. The drawback is that it cannot be done.

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、
望ましくない排気ガスのピーク値の発生を伴なわ
ずに、常にきれいな排気ガスが得られ最適なラム
ダ制御が可能な内燃機関のラムダ制御方法および
その装置を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and
It is an object of the present invention to provide a lambda control method for an internal combustion engine and a device therefor, in which clean exhaust gas can always be obtained and optimum lambda control can be performed without generating undesirable exhaust gas peak values.

本発明は、この目的を達成するために、ラムダ
センサの少なくとも2個の切り換え時点間の制御
データを負荷、回転速度、時間等の運転パラメー
タに従つて調整することによりラムダ制御を行な
う内燃機関のラムダ制御方法において、前記切り
換え時点に発生するセンサ電位の変化により開始
並びに終了時点が定められる期間の前回期間終了
時から現在までの継続長さ並びに前回の期間長さ
に従つてラムダ制御器の積分勾配を変化させる構
成を採用した。
To achieve this objective, the present invention provides an internal combustion engine with lambda control by adjusting control data between at least two switching points of a lambda sensor according to operating parameters such as load, rotational speed, time, etc. In the lambda control method, the integration of the lambda controller is performed according to the duration of the period from the end of the previous period to the present and the length of the previous period whose start and end points are determined by changes in the sensor potential occurring at the switching point. We adopted a configuration that changes the slope.

また、本発明は、ラムダセンサの少なくとも2
個の切り換え時点間の制御データを負荷、回転速
度、時間等の運転パラメータに従つて調整するこ
とによりラムダ制御を行なう内燃機関のラムダ制
御装置において、ラムダセンサと、前記ラムダセ
ンサからの信号に従いラムダ値を制御するラムダ
制御器と、ラムダセンサの切り換え時点に発生す
るセンサ電位の変化により開始並びに終了時点が
定められる期間の前回期間終了時から現在までの
継続長さ並びに前回の期間長さを検出する手段
と、前記検出された現在までの継続長さ並びに前
回の期間の長さに従つてラムダ制御器の積分勾配
を変化させる手段とを備える構成も採用した。
The present invention also provides at least two lambda sensors.
In a lambda control device for an internal combustion engine, which performs lambda control by adjusting control data between switching points according to operating parameters such as load, rotational speed, time, etc., a lambda sensor and a lambda control device according to a signal from the lambda sensor are used. Detects the duration of the period from the end of the previous period to the present, and the length of the previous period, whose start and end points are determined by the lambda controller that controls the value and the change in sensor potential that occurs when the lambda sensor switches. and means for changing the integral slope of the lambda controller according to the detected continuation length up to the present time and the length of the previous period.

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。以下の実施例は間欠的に動作する燃料噴
射装置を例にとり説明する。しかしこのようなラ
ムダλ制御は混合気の供給の方式には関係なく、
例えば気化器を用いた装置にも用いることができ
る。
Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings. The following embodiments will be explained by taking as an example a fuel injection device that operates intermittently. However, such lambda λ control is independent of the air-fuel mixture supply method;
For example, it can also be used in a device using a vaporizer.

第1図において、符号10は時間信号発生器を
示し、時間信号発生器10は負荷センサ11と回
転速度センサ12からの入力信号を受けて出力側
にパルス幅tpの基準噴射パルスを発する。時間信
号発生器10の後段には補正回路13が接続され
ており、補正回路13内で内燃機関の温度θによ
りまたラムダ制御によつて基準噴射パルスが補正
される。この補正されたパルスは内燃機関の吸気
管の領域内に配置された少くとも1個の噴射弁1
4に導かれる。
In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a time signal generator, and the time signal generator 10 receives input signals from a load sensor 11 and a rotational speed sensor 12 and emits a reference injection pulse having a pulse width tp on the output side. A correction circuit 13 is connected downstream of the time signal generator 10, and within the correction circuit 13 the reference injection pulse is corrected according to the temperature θ of the internal combustion engine and by lambda control. This corrected pulse is applied to at least one injection valve 1 arranged in the region of the intake pipe of the internal combustion engine.
4.

符号15はラムダセンサ(排気ガス中の酸素成
分を測定するセンサ)を示す。ラムダセンサ15
はラムダ制御器16に出力信号を発し、その出力
信号はラムダ制御器16内で制御入力信号17を
介して他の特性により補正されラムダ補正信号が
形成されてそのラムダ補正信号が補正回路13の
入力信号として用いられる。
Reference numeral 15 indicates a lambda sensor (a sensor that measures oxygen components in exhaust gas). lambda sensor 15
issues an output signal to the lambda controller 16, which output signal is corrected in the lambda controller 16 via a control input signal 17 by other characteristics to form a lambda correction signal, which lambda correction signal is input to the correction circuit 13. Used as an input signal.

第1図に示された基本構成はそれ自体公知であ
る。負荷と回転速度に関連して基準噴射パルスが
形成され、続いて基準噴射パルスが内燃機関の他
の運転特性に関連して補正され、しかる後に電磁
噴射弁の駆動信号として用いられる。
The basic configuration shown in FIG. 1 is known per se. A reference injection pulse is formed as a function of the load and the rotational speed, the reference injection pulse is subsequently corrected as a function of other operating characteristics of the internal combustion engine, and is then used as a drive signal for the electromagnetic injection valve.

第2A,B図は本発明を説明するものである。
第2A図には混合気の組成が変化している場合の
ラムダセンサ15の出力信号が示されており、第
2B図には第1図のラムダ制御器16の積分出力
信号が図示されている。ラムダ制御器16内の積
分器は第2A図の電位のプラス・マイナスに従つ
て、即ち濃い混合気が存在するのかそれとも薄い
混合気が存在するのかに従つて上方向にまたは下
方向に積分する。
Figures 2A and 2B illustrate the invention.
FIG. 2A shows the output signal of the lambda sensor 15 when the composition of the air-fuel mixture changes, and FIG. 2B shows the integrated output signal of the lambda controller 16 of FIG. 1. . The integrator in the lambda controller 16 integrates upwards or downwards according to the plus or minus of the potential in FIG. 2A, i.e. depending on whether a rich or lean mixture is present. .

第2図の本実施例の場合、積分器はラムダセン
サ15の出力信号がプラスである場合に上方向に
積分し、マイナスである場合に下方向に積分す
る。重要なことは積分勾配がラムダセンサ15の
前の切り換え時点までないしその後の諸関係に従
つて変化することである。これは第2B図に記入
された式により明らかである。それによれば期間
の間の勾配は少くとも期間の持続時間とその
勾配によつて決められる。また切り換え後の時間
経過に従つて勾配が変化させられる。
In the case of this embodiment shown in FIG. 2, the integrator integrates upward when the output signal of lambda sensor 15 is positive, and integrates downward when it is negative. What is important is that the integral slope changes according to the relationships up to and after the switching time of the lambda sensor 15. This is clear from the equation written in Figure 2B. According to this, the slope between periods is determined at least by the duration of the period and its slope. Further, the slope is changed as time passes after switching.

一般的な式で表わせば、 mi=f(ti−1,ti,mi−1,n,Q) となる。たゞし、 ti-1=前回の積分期間の総継続時間 ti=前回の切換え時点からのいままでの継続時間 m=積分勾配 n=回転速度 Q〓=負荷 最適化を顧慮して積分の勾配に関しては次のよう
に選択される。すなわち先行するセンサ電位が一
定値である時間が長いほど、また現在の一定出力
電位の継続時間が長いほど後続する勾配値が大き
くなるように選択される。それにより制御装置の
積分成分は継続して所与の最大値ないし最小値ま
で増加ないし減少させられる。このように純粋な
時間と関係させる他にクランク軸が所定数回転す
る間にラムダセンサの切り換えが行なわれない場
合にも、積分成分を増加させるようにすることも
できる。その場合、切り換えが行なわれると積分
成分は減少させられる。
Expressed in a general formula, m i =f(t i -1, t i , m i -1, n, Q). However, t i-1 = Total duration of the previous integration period t i = Current duration from the previous switching point m = Integral slope n = Rotational speed Q = Integration taking into account load optimization The gradient of is selected as follows. In other words, the selection is made such that the longer the time that the preceding sensor potential remains at a constant value, or the longer the duration of the current constant output potential, the larger the subsequent slope value becomes. As a result, the integral component of the control device is continuously increased or decreased to a given maximum or minimum value. In addition to being related to pure time in this way, the integral component can also be increased even when the lambda sensor is not switched during a predetermined number of rotations of the crankshaft. In that case, the integral component is reduced when switching takes place.

さらに、特に制御装置が限界値において不安定
になることを防ぐために、負荷信号または回転速
度信号に関連して勾配値を変化させることもでき
る。
Furthermore, it is also possible to vary the slope value in relation to the load signal or the rotational speed signal, in particular to prevent the control device from becoming unstable at limit values.

第3図には本発明によるラムダ制御方法を行な
う実施例が示されている。第3図は第1図のラム
ダ制御器16の回路構成の詳細図であり、個々の
構成要素としてセンサ信号処理回路20、ゲート
回路21、メモリ22、カウンタ23、シフトレ
ジスタ24、制御電源25、積分器26がそれぞ
れ示されている。ラムダセンサ15において電位
が変化する時は常に信号処理回路20の第1の出
力端子28に切り換え信号が発生する。信号処理
回路20の第2の出力端子29にはセンサの信号
がその時高い電位にあるのか低い電位にあるのか
を示す信号が発生する。出力端子28はカウンタ
23のリセツト入力端と、ゲート回路21の入力
端子及びシフトレジスタ24の下方向入力端子3
0に接続されている。一方センサ信号処理回路2
0の第2の出力端子29は積分器26の積分方向
制御入力端子に接続されている。この積分器26
はさらに入力端子31を有し、それを介して積分
器26の積分値を固定することが可能になる。
FIG. 3 shows an embodiment of the lambda control method according to the invention. FIG. 3 is a detailed diagram of the circuit configuration of the lambda controller 16 shown in FIG. An integrator 26 is shown in each case. Whenever the potential changes in the lambda sensor 15, a switching signal is generated at the first output terminal 28 of the signal processing circuit 20. At the second output terminal 29 of the signal processing circuit 20, a signal is generated indicating whether the sensor signal is at a high or low potential. The output terminal 28 is the reset input terminal of the counter 23, the input terminal of the gate circuit 21, and the downward input terminal 3 of the shift register 24.
Connected to 0. On the other hand, sensor signal processing circuit 2
The second output terminal 29 of 0 is connected to the integration direction control input terminal of the integrator 26 . This integrator 26
furthermore has an input terminal 31 via which it is possible to fix the integral value of the integrator 26.

カウンタ23のカウント入力端子32には不図
示の回転速度センサから回転速度信号が入力され
る。カウンタ23の出力はシフトレジスタ24の
上方向入力端子34とゲート回路21の入力端子
およびカウンタ23の転送入力端子35に接続さ
れている。シフトレジスタ24はリード線36を
介して後段の電源25に接続されて制御され、さ
らに電源25は他の入力37を介して負荷に関連
して制御される。第3図の実施例の場合電源25
は、出力が補正回路13に導かれる積分器26の
勾配に直接作用を及ぼす。
A rotation speed signal is inputted to the count input terminal 32 of the counter 23 from a rotation speed sensor (not shown). The output of the counter 23 is connected to an upper input terminal 34 of the shift register 24, an input terminal of the gate circuit 21, and a transfer input terminal 35 of the counter 23. The shift register 24 is connected and controlled via a lead 36 to a downstream power supply 25, which in turn is controlled via a further input 37 in relation to the load. In the embodiment of FIG. 3, the power supply 25
has a direct effect on the slope of the integrator 26 whose output is led to the correction circuit 13.

符号40は第2のカウンタを示し、このカウン
タ40もまたセンサ信号処理回路20の出力端子
28からの信号によりリセツトされ、カウンタ2
3が零点になつた回数を計数する。本実施例の場
合、カウンタ23の出力端子はカウンタ40のカ
ウント入力端子41に直接に接続されている。さ
らに本実施例の場合、カウンタ40は、メモリ2
2の制御入力端子42またはシフトレジスタ24
の制御入力端子43のいずれか一方に接続され
る。
Reference numeral 40 indicates a second counter, and this counter 40 is also reset by a signal from the output terminal 28 of the sensor signal processing circuit 20.
Count the number of times 3 becomes zero. In this embodiment, the output terminal of the counter 23 is directly connected to the count input terminal 41 of the counter 40. Furthermore, in the case of this embodiment, the counter 40 is
2 control input terminal 42 or shift register 24
is connected to either one of the control input terminals 43 of.

以下第3図に示されたラムダ制御装置の動作を
説明する。
The operation of the lambda control device shown in FIG. 3 will be explained below.

ラムダセンサ15の信号が「0」から「1」
に、またその逆に変化した場合、センサ信号処理
回路20の出力端子28からパルスが発生する。
このパルスがゲート回路21とカウンタ23を制
御することによつて、メモリ22に格納されてい
る値がカウンタ23に転送される。カウンタ23
は、カウンタ入力端子32への回転速度パルスが
送られる毎にこの値から減算カウントする。
Lambda sensor 15 signal changes from “0” to “1”
and vice versa, a pulse is generated from the output terminal 28 of the sensor signal processing circuit 20.
This pulse controls the gate circuit 21 and the counter 23, so that the value stored in the memory 22 is transferred to the counter 23. counter 23
is subtracted from this value each time a rotation speed pulse is sent to the counter input terminal 32.

カウンタ23が計数状態「0」に達するとシフ
トレジスタ24は次の高い桁にシフトされる。さ
らにゲート回路21とカウンタ23は入力35を
介して制御され、その結果改めてメモリ22の値
がメモリ22からカウンタ23内に転送される。
When the counter 23 reaches counting state "0", the shift register 24 is shifted to the next higher digit. Furthermore, the gate circuit 21 and the counter 23 are controlled via an input 35 so that the value of the memory 22 is transferred from the memory 22 into the counter 23 again.

カウンタ23が「0」まで計数する以前にセン
サ信号処理回路20の出力端子28にパルスが発
生した場合にはカウンタ23にはメモリ22に記
憶された値が再びロードされる。さらにシフトレ
ジスタ24は下方向に一桁シフトされる。
If a pulse is generated at the output terminal 28 of the sensor signal processing circuit 20 before the counter 23 counts up to "0", the value stored in the memory 22 is loaded into the counter 23 again. Furthermore, the shift register 24 is shifted downward by one place.

シフトレジスタ24の出力信号は電源25を制
御する。シフトレジスタ24の桁が高くなればな
る程、電源25の電源は高くなり、それにより積
分器26の信号の勾配は大きくなる。
The output signal of shift register 24 controls power supply 25 . The higher the digit of the shift register 24, the higher the power supply of the power supply 25, which increases the slope of the signal of the integrator 26.

ラムダ制御の場合には、通常積分器26の積分
方向はセンサ電圧に従つて上方向又は下方向に切
り換えられる。特別な制御入力31を介してこの
積分器26の値を切り換えて、一定にすることが
できる。これはスタート時の暖気運転時や加速時
および減速時に行なわれる。
In the case of lambda control, the integration direction of the integrator 26 is normally switched upward or downward depending on the sensor voltage. Via a special control input 31, the value of this integrator 26 can be switched and kept constant. This is done during warm-up at startup, during acceleration, and during deceleration.

以上に述べた積分勾配の制御によつて、ラムダ
制御器は常に可能な限り小さな積分成分(成
分)で動作することが可能になる。また、大きな
偏差を補償しなければならない場合には迅速に積
分成分を大きくすることができるようになつてい
る。それによりラムダ制御の制御領域を拡大する
ことができる。
The control of the integral slope described above allows the lambda controller to always operate with the smallest possible integral component. Furthermore, when a large deviation must be compensated for, the integral component can be quickly increased. Thereby, the control range of lambda control can be expanded.

本発明によるラムダ制御装置の他の実施例によ
ればセンサ信号処理回路20の出力端子28にパ
ルスが出された後に、ラムダセンサの次の切り換
え時点までにカウンタ23が何回零点に達するか
をカウンタ40で計数する。この計数結果に従つ
てメモリ22の出力値が大きくまたは小さくされ
る。
According to another embodiment of the lambda control device according to the invention, it is possible to determine how many times the counter 23 reaches zero after the output terminal 28 of the sensor signal processing circuit 20 is output before the next switching of the lambda sensor. The counter 40 counts. According to this counting result, the output value of the memory 22 is increased or decreased.

上記説明において、カウンタ32は、メモリ2
2からのロード値を回転数nで減数しており、零
に達する毎にシフトレジスタ24をシフトさせて
積分勾配を変化させているので、前回期間の終了
時から現在までの継続長さtiに従つて積分勾配を
変化させていることになる。また、カウンタ40
は、カウンタ32が何回零に達しかを計数しメモ
リ22の出力値を変化させており、カウンタ32
にメモリ22からの出力値がロードされるとき
は、メモリ22の出力値は前記期間長さを示す値
となつているので、カウンタ32の値は、前回期
間の長さにも従つて変化し、従つて積分勾配は前
回期間の長さにも従つて変化することになる。更
に、シフトレジスタ24のシフト位置(積分勾配
を示している)はti−1からtiに変化したときそ
の位置が保持されるので、期間tiの積分勾配miは
前回の期間の積分勾配に従つて変化することにな
る。
In the above description, the counter 32 is the memory 2
The load value from 2 is subtracted by the rotation speed n, and each time it reaches zero, the shift register 24 is shifted to change the integral slope, so the continuous length ti from the end of the previous period to the present is Therefore, the integral gradient is changed. In addition, the counter 40
The counter 32 counts how many times the counter 32 reaches zero and changes the output value of the memory 22.
When the output value from the memory 22 is loaded into the memory 22, since the output value of the memory 22 is a value indicating the length of the period, the value of the counter 32 changes according to the length of the previous period. , therefore the integral slope will also change according to the length of the previous period. Furthermore, since the shift position (indicating the integral slope) of the shift register 24 is maintained when changing from ti-1 to ti, the integral slope mi of the period ti follows the integral slope of the previous period. It's going to change.

更に次のことも可能である。すなわち選択スイ
ツチ45によつて示されているようにカウンタ2
3が何回零に達したかの回数に従つてシフトレジ
スタ24を、強力にシフトさせ、その結果電源2
5を直接制御させ、それにより積分信号の勾配を
制御するようにすることができる。
Furthermore, the following is also possible. That is, as indicated by selection switch 45, counter 2
3 reaches zero, the shift register 24 is strongly shifted, and as a result, the power supply 2
5 can be directly controlled, thereby controlling the slope of the integral signal.

第3図はハードウエアによつて本発明の方法を
実施する実施例を示したものであるが、プログラ
ム可能なコンピユータによる構成で本発明の目的
を達成することも問題はない。というのは、本発
明は明瞭に理解されるものであり、第3図のハー
ドウエアの構成を基礎にコンピユータを用い、プ
ログラムによつて課題を解決することは当業者に
容易であるからである。
Although FIG. 3 shows an embodiment in which the method of the present invention is implemented using hardware, there is no problem in achieving the object of the present invention with a configuration using a programmable computer. This is because the present invention is clearly understood, and it is easy for those skilled in the art to solve the problems by using a computer and a program based on the hardware configuration shown in FIG. .

以上示した例では応用面は別にしてラムダ制御
に積分成分制御を組み合わせる原理が説明された
が、以下では「準定常状態」における運転時にラ
ムダ制御を行なつた場合の例を説明する。基本的
な考え方は、ラムダ制御を定常運転状態と非定常
運転状態とで区別して取り扱うようにし、準定常
運転状態が持続する場合にはラムダ制御のある制
御からラムダ制御のない制御に移行するようにし
たことである。制御対象が複雑であるのでコンピ
ユータ制御による構成を採用した。
In the example shown above, the principle of combining lambda control with integral component control was explained apart from the application aspect, but below, an example will be explained where lambda control is performed during operation in a "quasi-steady state". The basic idea is to treat lambda control separately in steady and unsteady operating states, and to shift from control with lambda control to control without lambda control when quasi-steady operating states persist. This is what I did. Since the control target is complex, a computer-controlled configuration was adopted.

第4図にはコンピユータによる制御構成の要部
が概略図示されている。符号50は中央処理回路
CPUを示し、データ線、制御線、アドレス線5
1を介してメモリ52と入出力ポート53に接続
されている。入出力ポート53は、ラムダセンサ
15からの信号の他に種々の入力信号Iiを受ける
とともに種々の出力信号Oi、例えば噴射時間やエ
ラー信号等を出力する。
FIG. 4 schematically shows the main parts of the computer-controlled configuration. Reference numeral 50 is a central processing circuit
Indicates CPU, data line, control line, address line 5
1 to a memory 52 and an input/output port 53. The input/output port 53 receives various input signals I i in addition to the signals from the lambda sensor 15 and outputs various output signals O i , such as injection time and error signals.

第5図はコンピユータ制御を用いた場合のラム
ダ制御器のブロツク構成を示す。ここでは運転特
性入力Iiは、ラムダセンサ15と同様に積分器5
6に接続されたΔ(偏差)検知ユニツト55に導
かれる。積分器56の出力は、第1図の燃料供給
量制御装置と同様に加算回路(第5図中符号57
で示す)に接続されている。
FIG. 5 shows the block configuration of a lambda controller using computer control. Here, the operating characteristic input I i is the integrator 5 as well as the lambda sensor 15.
6 is connected to a Δ (deviation) detection unit 55. The output of the integrator 56 is output from an adding circuit (reference numeral 57 in FIG. 5) as in the fuel supply amount control device in FIG.
).

偏差検知ユニツト55において、準定常領域の
始めに運転特性入力、例えば回転速度n、空気量
Q〓またはエンジンの温度T等が記憶される。さら
に制御装置内で入力量から導かれる信号も入力信
号として用いられる。
At the beginning of the quasi-steady region, the deviation detection unit 55 inputs operating characteristics such as rotational speed n and air amount.
Q〓 or engine temperature T, etc. are stored. Furthermore, signals derived from the input variables in the control device are also used as input signals.

これらの運転特性の一つの偏差が所与の値ΔIi
を越えると、 即座に偏差検知ユニツト55で切り換えが行わ
れ、その結果それぞれ入力量Iiのその瞬間の値が
対応するメモリに転送される。そして偏差検知ユ
ニツト55には非定常領域に対する信号が出力さ
れる。さらに各検知時点毎にそのときの運転特性
入力Iiの値が先行の検知時点の運転特性入力Ii(to
−1)の値と比較される。偏差が再び所定の値
ΔIiより小さくなつた場合には、偏差検知ユニツ
ト55は準定常運転領域のための信号を出力し、
前回に現われたラムダ値が有効な値として保持さ
れる。
The deviation of one of these operating characteristics is given a value ΔI i
As soon as this is exceeded, a changeover takes place in the deviation detection unit 55, so that in each case the instantaneous value of the input variable I i is transferred to the corresponding memory. A signal for the unsteady region is output to the deviation detection unit 55. Furthermore, for each detection time, the value of the driving characteristic input I i at that time is changed to the driving characteristic input I i (t o
−1). When the deviation becomes smaller than the predetermined value ΔI i again, the deviation detection unit 55 outputs a signal for the quasi-steady operation region,
The last lambda value encountered is retained as the valid value.

第6図にその方法が示されているが、種々の装
置で平均値を形成することも有効であることが判
明した。第6図において種々のラムダ値が時間に
対して図示されており、所定の時点に検知された
ラムダ値が平均され、ラムダ制御をできるだけ正
確に行なうために利用される。この平均値の形成
は例えば補正値K1,K2により決められる。
The method is shown in FIG. 6, but it has also been found to be effective to form an average value for different devices. In FIG. 6, various lambda values are plotted against time, the lambda values detected at a given time being averaged and used to carry out the lambda control as precisely as possible. The formation of this average value is determined, for example, by correction values K1, K2.

補正値K1は、運転時に記憶された値の最小値
に対する偏差を特徴づけるのに対して、補正値K
2は最大値に対する偏差を示す。図中に示された
平均値Mは、ラムダ制御の新たな制御値として用
いられるラムダ値を示す。
The correction value K1 characterizes the deviation of the values stored during operation from the minimum value, whereas the correction value K
2 indicates the deviation from the maximum value. The average value M shown in the figure indicates a lambda value used as a new control value for lambda control.

換言すれば、上述のラムダ制御により積分の勾
配が最小値に達したときに、第6図に図示したよ
うに、ラムダ制御器の両切り換え時点に補正値K
1,K2が記憶される。これらの補正値K1と補
正値K2との平均値Mが形成され、ラムダ制御器
は遮断される。勿論平均値を2個より多くの補正
値から形成することや平均値自体にもとづいて形
成することも可能である。
In other words, when the slope of the integral reaches the minimum value due to the lambda control described above, the correction value K is set at both switching points of the lambda controller, as shown in FIG.
1, K2 are stored. An average value M of these correction values K1 and K2 is formed and the lambda controller is switched off. Of course, it is also possible to form the average value from more than two correction values or on the basis of the average value itself.

このようにして形成された平均値がラムダ値
「1」用の補正値となる。中央処理装置50にお
いて、この補正値とメモリ52に記憶された基本
値から、ラムダ値「1」となるように調整される
燃料供給量に対応する合計値が決められる。
The average value thus formed becomes the correction value for the lambda value "1". In the central processing unit 50, from this correction value and the basic value stored in the memory 52, a total value corresponding to the fuel supply amount that is adjusted to have a lambda value of "1" is determined.

ラムダ値が「1」に等しくない値が望まれる場
合には、それに応じてこの値はそれぞれの運転時
点における所望のラムダ値と乗算され、それによ
り燃料供給量が定められる。この方法によりそれ
ぞれの運転時点で任意のラムダ値を形成すること
ができる。
If a value of lambda that is not equal to "1" is desired, this value is accordingly multiplied by the desired lambda value at the respective operating point and thereby the fuel supply quantity is determined. In this way, any lambda value can be generated at each operating point.

種々の関数、例えば始動時濃縮や暖気運転時の
濃縮などの特性がデジタル的に記憶されている場
合には、記憶されている特性の補正は次のように
行なわれる。
If the characteristics of various functions, such as start-up enrichment, warm-up enrichment, etc., are stored digitally, the stored characteristics are corrected as follows.

ラムダ値=「1」用の値のみが補正される場合
には、上述したように平均値が形成される。その
時にはラムダ制御器を遮断すること無しに、求め
られた補正値により、特性曲線の値が補正され、
この補正された値は記憶されて学習効果が得られ
るようにされるラムダ値が「1」に等しくない場
合の値が補正される場合には、最小積分の勾配に
達した後、再び平均値形成が行なわれ、ラムダ制
御器が遮断され、前述したように、所望のラムダ
値に合わせて補正された燃料供給量に対応する合
計値が演算される。そしてこの値は、今までの値
のかわりに現運転時点の制御値として記憶され
る。さらにこの値は、再び非定常運転が検知され
るまで燃料供給量の制御に用いられる。燃料供給
量は、それぞれの運転時点の記憶された値により
定められる。偏差検知回路が再び定常運転に戻さ
れると、積分値を零そして所定の勾配値でラムダ
制御が再び開始される。このようにして積分勾配
が最適化され前述したラムダ制御が行なわれる。
積分勾配が可能な限り小さな値になると、補正値
の形成が再び行なわれ、対応した運転時点に対し
て記憶された燃料供給量の値が補正される。
If only the values for lambda value = "1" are corrected, an average value is formed as described above. At that time, the value of the characteristic curve is corrected by the determined correction value without interrupting the lambda controller,
This corrected value is memorized so that a learning effect can be obtained.If the value is corrected when the lambda value is not equal to "1", after reaching the slope of the minimum integral, it is again averaged. The formation takes place, the lambda controller is switched off, and the sum value corresponding to the fuel supply corrected to the desired lambda value is calculated, as described above. This value is then stored as the control value at the current operation time instead of the previous value. Furthermore, this value is used to control the fuel supply amount until unsteady operation is detected again. The fuel supply amount is determined by the stored value at the respective operating point. When the deviation detection circuit is returned to normal operation, the integral value is set to zero and lambda control is restarted at a predetermined gradient value. In this way, the integral gradient is optimized and the above-mentioned lambda control is performed.
Once the integral slope has reached the smallest possible value, the formation of the correction value takes place again and the value of the fuel supply quantity stored for the corresponding operating point in time is corrected.

以上説明したように、本発明では、ラムダ制御
器の積分勾配がラムダセンサの切り換え時点間で
定まる期間の前回期間終了時から現在までの継続
長さ並びに前回の期間長さに従つて変化されるの
で、積分勾配を継続的に最適化して所望の値に迅
速に設定でき、排気ガスをきれいにし最適なラム
ダ制御が可能になる。
As explained above, in the present invention, the integral slope of the lambda controller is changed according to the duration of the period determined between the switching points of the lambda sensor from the end of the previous period to the present, and the length of the previous period. This allows the integral slope to be continuously optimized and quickly set to the desired value, resulting in cleaner exhaust gases and optimal lambda control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明方法および装置が適用される内
燃機関の燃料供給量制御装置の全体の概略構成を
示すブロツク回路図、第2A図は第1図中の排気
ガスセンサの混合比の変化時の出力信号を示す信
号波形図、第2B図は第1図中のラムダ制御装置
の積分器の信号を示す信号波形図、第3図以下は
本発明の実施例を説明するもので、第3図は一実
施例の構成を示すブロツク回路図、第4図はマイ
クロコンピユータによる他の実施例の要部構成を
示すブロツク回路図、第5図はコンピユータによ
る実施例の全体の概略構成を示すブロツク回路
図、第6図はラムダ制御値を平均値形成により選
択する方法を説明する線図である。 15……ラムダセンサ、16……ラムダ制御
器、20……信号処理回路、21……ゲート回
路、22……メモリ、23,40……カウンタ、
24……シフトレジスタ、26……積分器、50
……中央処理回路、52……メモリ、53……入
出力ポート、55……偏差検知ユニツト、56…
…積分器、57……補正回路。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing the overall configuration of a fuel supply amount control device for an internal combustion engine to which the method and device of the present invention are applied, and FIG. FIG. 2B is a signal waveform diagram showing the output signal, and FIG. 2B is a signal waveform diagram showing the signal of the integrator of the lambda control device in FIG. 4 is a block circuit diagram showing the configuration of one embodiment, FIG. 4 is a block circuit diagram showing the main part configuration of another embodiment using a microcomputer, and FIG. 5 is a block circuit diagram showing the overall schematic configuration of the embodiment using a computer. FIG. 6 is a diagram illustrating a method of selecting a lambda control value by forming an average value. 15... Lambda sensor, 16... Lambda controller, 20... Signal processing circuit, 21... Gate circuit, 22... Memory, 23, 40... Counter,
24...Shift register, 26...Integrator, 50
... central processing circuit, 52 ... memory, 53 ... input/output port, 55 ... deviation detection unit, 56 ...
...Integrator, 57...Correction circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ラムダセンサの少なくとも2個の切り換え時
点間の制御データを負荷、回転速度、時間等の運
転パラメータに従つて調整することによりラムダ
制御を行なう内燃機関のラムダ制御方法におい
て、前記切り換え時点に発生するセンサ電位の変
化により開始並びに終了時点が定められる期間の
前回期間終了時から現在までの継続長さti並びに
前回の期間長さti−1に従つてラムダ制御器の積
分勾配miを変化させることを特徴とする内燃機
関のラムダ制御方法。 2 前記積分勾配miを前記前回の期間における
勾配値に従つて変化させることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の内燃機関のラムダ制御
方法。 3 前記積分勾配を前記期間が長くなる場合には
より大きな値に、また短くなる場合にはより小さ
な値に切り換えることを特徴とする特許請求の範
囲第1項又は第2項に記載の内燃機関のラムダ制
御方法。 4 前記積分勾配を負荷に従つて変化させること
を特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項ま
でのいずれか1項に記載の内燃機関のラムダ制御
方法。 5 前記積分勾配を回転速度に従つて変化させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3
項までのいずれか1項に記載の内燃機関のラムダ
制御方法。 6 前記積分勾配が最小値になつたとき前記2個
の切り換え時点におけるラムダ値の平均値を求め
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
5項までのいずれか1項に記載の内燃機関のラム
ダ制御方法。 7 前記積分勾配が最小値になつた場合、ラムダ
制御を遮断し前記ラムダ値の平均値を用いて燃料
供給量を補正することを特徴とする特許請求の範
囲第6項に記載の内燃機関のラムダ制御方法。 8 ラムダセンサの少なくとも2個の切り換え時
点間の制御データを負荷、回転速度、時間等の運
転パラメータに従つて調整することによりラムダ
制御を行なう内燃機関のラムダ制御装置におい
て、 ラムダセンサ15と、 前記ラムダセンサからの信号に従いラムダ値を
制御するラムダ制御器16と、 ラムダセンサの切り換え時点に発生するセンサ
電位の変化により開始並びに終了時点が定められ
る期間の前回期間終了時から現在までの継続長さ
ti並びに前回の期間長さti−1を検出する手段と、 前記検出された現在までの継続長さ並びに前回
の期間の長さに従つてラムダ制御器の積分勾配を
変化させる手段とを備えたことを特徴とする内燃
機関のラムダ制御装置。 9 前記前回の期間における勾配値に従つてラム
ダ制御器の積分勾配を変化させる手段を設けるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の内
燃機関のラムダ制御装置。 10 前記積分勾配を前記期間が長くなる場合に
はより大きな値に、また短くなる場合にはより小
さな値に切り換えることを特徴とする特許請求の
範囲第8項又は第9項に記載の内燃機関のラムダ
制御装置。
[Claims] 1. A lambda control method for an internal combustion engine, which performs lambda control by adjusting control data between at least two switching points of a lambda sensor according to operating parameters such as load, rotational speed, time, etc. The integral slope of the lambda controller according to the duration ti from the end of the previous period to the present and the previous period length ti−1 of the period whose start and end points are determined by changes in the sensor potential occurring at the switching point. A lambda control method for an internal combustion engine characterized by changing mi. 2. The lambda control method for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the integral gradient mi is changed according to a gradient value in the previous period. 3. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the integral slope is switched to a larger value when the period becomes longer, and to a smaller value when it becomes shorter. Lambda control method. 4. A lambda control method for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the integral gradient is changed in accordance with a load. 5. Claims 1 to 3, characterized in that the integral gradient is changed according to the rotational speed.
Lambda control method for an internal combustion engine according to any one of the preceding paragraphs. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that when the integral gradient reaches a minimum value, the average value of the lambda values at the two switching points is determined. Lambda control method for internal combustion engines. 7. The internal combustion engine according to claim 6, wherein when the integral gradient reaches a minimum value, lambda control is interrupted and the fuel supply amount is corrected using the average value of the lambda values. Lambda control method. 8. A lambda control device for an internal combustion engine that performs lambda control by adjusting control data between at least two switching points of a lambda sensor according to operating parameters such as load, rotational speed, time, etc., comprising: a lambda sensor 15; A lambda controller 16 that controls the lambda value according to a signal from the lambda sensor, and the duration of the period from the end of the previous period to the present, the start and end of which are determined by changes in the sensor potential that occur at the time of switching the lambda sensor.
ti and the length of the previous period ti−1; and means for changing the integral slope of the lambda controller according to the detected duration of the current period and the length of the previous period. A lambda control device for an internal combustion engine, characterized by: 9. The lambda control device for an internal combustion engine according to claim 8, further comprising means for changing the integral slope of the lambda controller in accordance with the slope value in the previous period. 10. The internal combustion engine according to claim 8 or 9, wherein the integral gradient is switched to a larger value when the period becomes longer, and to a smaller value when it becomes shorter. Lambda controller.
JP21346682A 1981-12-11 1982-12-07 Ramda control method and apparatus of internal combustion engine Granted JPS58106150A (en)

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