JPH0417373B2 - - Google Patents
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- JPH0417373B2 JPH0417373B2 JP59059868A JP5986884A JPH0417373B2 JP H0417373 B2 JPH0417373 B2 JP H0417373B2 JP 59059868 A JP59059868 A JP 59059868A JP 5986884 A JP5986884 A JP 5986884A JP H0417373 B2 JPH0417373 B2 JP H0417373B2
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- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 43
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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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
- F02D41/1477—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)
- F02D41/1482—Integrator, i.e. variable slope
-
- 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)
- F02D41/1481—Using a delaying circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガス機関等の空燃比制御に用いられ
る排気検出装置に関する。
る排気検出装置に関する。
ガス機関等の内燃機関の空燃比制御装置は、一
般には、排気管路途中に三元触媒を設けてその入
口に酸素センサを取り付け、該酸素センサからの
検出信号をフイードバツクして吸気側において吸
入空気に対する燃料供給量の割合を加減し、前記
触媒の入口において酸素濃度が一定値に保たれる
よう制御するものである。
般には、排気管路途中に三元触媒を設けてその入
口に酸素センサを取り付け、該酸素センサからの
検出信号をフイードバツクして吸気側において吸
入空気に対する燃料供給量の割合を加減し、前記
触媒の入口において酸素濃度が一定値に保たれる
よう制御するものである。
ところで前記の空燃比制御の基準となる酸素セ
ンサの出力は、第１図に示すように脈動している
のが普通で、本件の発明者がつぶさに観察検討し
たところ、前記の出力の脈動にはもちろん酸素セ
ンサ近傍の酸素濃度の変動が関係しているが、排
気温度の変動や使用燃料の種類、排気マニホール
ドの形状等、酸素濃度以外の要因が大きく関係し
ており、しかもその出力の脈動は機関のサイクル
に同期し各サイクルＣ（４行程１サイクルであれ
ば２回転）毎にほぼ同じ波形を描いている、とい
う知見を得た。
ンサの出力は、第１図に示すように脈動している
のが普通で、本件の発明者がつぶさに観察検討し
たところ、前記の出力の脈動にはもちろん酸素セ
ンサ近傍の酸素濃度の変動が関係しているが、排
気温度の変動や使用燃料の種類、排気マニホール
ドの形状等、酸素濃度以外の要因が大きく関係し
ており、しかもその出力の脈動は機関のサイクル
に同期し各サイクルＣ（４行程１サイクルであれ
ば２回転）毎にほぼ同じ波形を描いている、とい
う知見を得た。
しかるに従来の空燃比制御装置では、機関のサ
イクルもしくは回転数と同期しない、常時一定の
時間間隔ｔで酸素センサの出力をサンプリング
し、そのサンプリングした各出力信号毎に該信号
値に基づいた空燃比を制御するようにしている。
そのため酸素濃度以外の要因で酸素センサの出力
が瞬間的に上下に変動している場合に、上下に突
出した出力をピツクアツプしてしまい、その出力
値に基づいた酸素濃度と合わない制御がなされる
欠点があつた。
イクルもしくは回転数と同期しない、常時一定の
時間間隔ｔで酸素センサの出力をサンプリング
し、そのサンプリングした各出力信号毎に該信号
値に基づいた空燃比を制御するようにしている。
そのため酸素濃度以外の要因で酸素センサの出力
が瞬間的に上下に変動している場合に、上下に突
出した出力をピツクアツプしてしまい、その出力
値に基づいた酸素濃度と合わない制御がなされる
欠点があつた。
本発明は、本件発明者が得た前述の知見に基づ
いて、機関のサイクル、回転数に同期して酸素セ
ンサの出力をピツクアツプし、且つ機関１サイク
ル相当区間内でその出力値を平均化するようにし
たもので、酸素センサの出力から各種ノイズを除
去して酸素検出値を実際の酸素濃度に合わせ、適
正な空燃比制御が行なえるようにすることを目的
としている。
いて、機関のサイクル、回転数に同期して酸素セ
ンサの出力をピツクアツプし、且つ機関１サイク
ル相当区間内でその出力値を平均化するようにし
たもので、酸素センサの出力から各種ノイズを除
去して酸素検出値を実際の酸素濃度に合わせ、適
正な空燃比制御が行なえるようにすることを目的
としている。
以下本発明を図示の一実施例に基いて詳細に説
明する。
明する。
第３図は本発明の排気検出装置を備えたガス機
関の空燃比制御装置を示すもので、同図中符号１
は機関の燃焼室、２は吸気管、３は排気管であ
り、吸気管２の上流部にはミキサ４とスロツトル
弁５とが配設されている。燃料供給管６は調圧弁
２４の下流側で主供給管６ａと副供給管６ｂとに
分岐しており、主供給管６ａは前記ミキサ４に直
結しているが、他方の副供給管６ｂは供給量調整
手段７を介してミキサ４の上流部に接続してい
る。前記供給量調整手段７はテーパ形ニードル弁
のような調整弁の変位で燃料の流量、従つて供給
量を増減させるもので、これにはステツプモータ
のようなアクチユエータ８で付設されている。９
は空気供給管である。一方、排気管３には三元触
媒１０が介装され、その入口側に酸素センサ１１
が取着されている。１２は機関のクランク軸１３
に固着されたリングギアで、外周に所定数の歯を
有しており、このリングギア１２の外周近傍には
回転速度センサ１４が対設されている。この回転
速度センサ１４はクランク軸１３の回転速度に応
じた時間間隔で各回転毎にリングギア１２の歯の
数と同数の速度信号を出力する。１５はガバナで
あつて、そのレバーがスロツトル弁５に連動し該
スロツトル弁５の開度を調節する。１６はスロツ
トル弁５の開度を通じて負荷を検出する負荷セン
サである。１７は制御部で、後に詳述するように
酸素センサ１１からの酸素検出信号及び負荷セン
サ１６からの負荷検出信号に基づいて供給量調整
手段７のアクチユエータ８を駆動制御するように
なつており、カウンタ回路１８、CPU１９、
RAM２０、ROM２１、Ａ／Ｄコンバータのよ
うな入力インターフエース２９、駆動制御回路２
３とから構成されている。
関の空燃比制御装置を示すもので、同図中符号１
は機関の燃焼室、２は吸気管、３は排気管であ
り、吸気管２の上流部にはミキサ４とスロツトル
弁５とが配設されている。燃料供給管６は調圧弁
２４の下流側で主供給管６ａと副供給管６ｂとに
分岐しており、主供給管６ａは前記ミキサ４に直
結しているが、他方の副供給管６ｂは供給量調整
手段７を介してミキサ４の上流部に接続してい
る。前記供給量調整手段７はテーパ形ニードル弁
のような調整弁の変位で燃料の流量、従つて供給
量を増減させるもので、これにはステツプモータ
のようなアクチユエータ８で付設されている。９
は空気供給管である。一方、排気管３には三元触
媒１０が介装され、その入口側に酸素センサ１１
が取着されている。１２は機関のクランク軸１３
に固着されたリングギアで、外周に所定数の歯を
有しており、このリングギア１２の外周近傍には
回転速度センサ１４が対設されている。この回転
速度センサ１４はクランク軸１３の回転速度に応
じた時間間隔で各回転毎にリングギア１２の歯の
数と同数の速度信号を出力する。１５はガバナで
あつて、そのレバーがスロツトル弁５に連動し該
スロツトル弁５の開度を調節する。１６はスロツ
トル弁５の開度を通じて負荷を検出する負荷セン
サである。１７は制御部で、後に詳述するように
酸素センサ１１からの酸素検出信号及び負荷セン
サ１６からの負荷検出信号に基づいて供給量調整
手段７のアクチユエータ８を駆動制御するように
なつており、カウンタ回路１８、CPU１９、
RAM２０、ROM２１、Ａ／Ｄコンバータのよ
うな入力インターフエース２９、駆動制御回路２
３とから構成されている。
次に上記構成から成る装置の動作を第４図のフ
ローチヤートに基づいて説明する。まず、ステツ
プ１においてクランク軸１３の回転に伴ない回転
速度センサ１４から速度信号が出力され、これは
カウンタ回路１８に入力する。この速度信号は第
５図Ａに示すように機関１サイクル中に多数出力
されるが、その数はクランク軸１３の各回転毎に
一定しており、４行程１サイクルの機関では、２
回転分、即ちリングギア１２の歯の数の２倍であ
る。次にステツプ２として、速度信号がカウンタ
回路１８においてカウントされて一定数毎に位相
信号が出力される。この場合、速度信号を分周す
ることによつて位相信号を発生させる。この位相
信号は第５図Ｂに示すように、機関１サイクルＣ
の全回転角度を一定の位相角度で等分割した数だ
け発生するものであつて（図面には全回転角度
720度を位相角度120度で等分割した例を示す）、
要するにクランク軸１３の回転位相に対応してお
り、位相信号どうしの間隔Ｓは一定の位相角度
（図示例では120度）に相当する。この位相信号に
同期して、酸素センサ１１の出力がサンプリング
されその酸素検出信号が入力インターフエース２
２を通じてCPU１９に導入される（ステツプ
３）。このように位相信号に対応して次々酸素検
出信号が導入され、機関１サイクルＣの区間内に
含まれるすべての酸素検出信号が導入されたとこ
ろで、CPU１９においてこれらの信号値の平均
値が算出されて、これがアクチユエータ８制御の
基準となる酸素検出信号値とされる（ステツプ
４）。第５図Ｃの例では機関１サイクルＣ中の酸
素検出信号Q2〜Q7を合算し、その信号数６で除
する。なお、このような平均値算出法では機関１
サイクルに１回しか平均値が算出されないが、移
動平均を算出するようにすれば、酸素検出信号が
入力する度に平均値が算出される。この移動平均
演算の場合、機関１サイクルＣに相当する区間
（実施例では回転角720度の区間）に含まれる酸素
検出信号について演算される。第５図Ｃに即して
いえば、信号Q7が入力すると、信号Q2〜Q7が平
均演算され、信号Q8が入力すると、信号Q3〜Q8
が平均演算され、順次この演算が繰り返される。
次いでステツプ５として、個々の酸素検出信号を
平均して得た平均値に基づいて燃料供給量、アク
チユエータ８の駆動量がCPU１９において算出
され、その駆動量に応じた駆動指令信号が駆動制
御回路２３へ出力され（ステツプ６）、これによ
つてアクチユエータ８が動作し（ステツプ７）、
酸素検出信号の平均値に応じた量の燃料が供給さ
れる。
ローチヤートに基づいて説明する。まず、ステツ
プ１においてクランク軸１３の回転に伴ない回転
速度センサ１４から速度信号が出力され、これは
カウンタ回路１８に入力する。この速度信号は第
５図Ａに示すように機関１サイクル中に多数出力
されるが、その数はクランク軸１３の各回転毎に
一定しており、４行程１サイクルの機関では、２
回転分、即ちリングギア１２の歯の数の２倍であ
る。次にステツプ２として、速度信号がカウンタ
回路１８においてカウントされて一定数毎に位相
信号が出力される。この場合、速度信号を分周す
ることによつて位相信号を発生させる。この位相
信号は第５図Ｂに示すように、機関１サイクルＣ
の全回転角度を一定の位相角度で等分割した数だ
け発生するものであつて（図面には全回転角度
720度を位相角度120度で等分割した例を示す）、
要するにクランク軸１３の回転位相に対応してお
り、位相信号どうしの間隔Ｓは一定の位相角度
（図示例では120度）に相当する。この位相信号に
同期して、酸素センサ１１の出力がサンプリング
されその酸素検出信号が入力インターフエース２
２を通じてCPU１９に導入される（ステツプ
３）。このように位相信号に対応して次々酸素検
出信号が導入され、機関１サイクルＣの区間内に
含まれるすべての酸素検出信号が導入されたとこ
ろで、CPU１９においてこれらの信号値の平均
値が算出されて、これがアクチユエータ８制御の
基準となる酸素検出信号値とされる（ステツプ
４）。第５図Ｃの例では機関１サイクルＣ中の酸
素検出信号Q2〜Q7を合算し、その信号数６で除
する。なお、このような平均値算出法では機関１
サイクルに１回しか平均値が算出されないが、移
動平均を算出するようにすれば、酸素検出信号が
入力する度に平均値が算出される。この移動平均
演算の場合、機関１サイクルＣに相当する区間
（実施例では回転角720度の区間）に含まれる酸素
検出信号について演算される。第５図Ｃに即して
いえば、信号Q7が入力すると、信号Q2〜Q7が平
均演算され、信号Q8が入力すると、信号Q3〜Q8
が平均演算され、順次この演算が繰り返される。
次いでステツプ５として、個々の酸素検出信号を
平均して得た平均値に基づいて燃料供給量、アク
チユエータ８の駆動量がCPU１９において算出
され、その駆動量に応じた駆動指令信号が駆動制
御回路２３へ出力され（ステツプ６）、これによ
つてアクチユエータ８が動作し（ステツプ７）、
酸素検出信号の平均値に応じた量の燃料が供給さ
れる。
本発明は上述の通り、機関のサイクル、回転速
度に同期して一定位相角度毎に酸素センサの出力
をピツクアツプし、且つ機関１サイクル相当区間
内でその出力値を平均化して、得られた平均値を
制御用の酸素検出信号値として用いるようにした
ものである。従つて、酸素濃度以外の要因で酸素
センサの出力が機関サイクルと同期的に脈動して
いても、かかるノイズの悪影響を解消し、空燃比
制御の基準とすべき酸素検出値を実際の酸素濃度
に可及的近似もしくは一致させることができ、実
際の酸素濃度に見合つた適正な空燃比制御を為し
うる。
度に同期して一定位相角度毎に酸素センサの出力
をピツクアツプし、且つ機関１サイクル相当区間
内でその出力値を平均化して、得られた平均値を
制御用の酸素検出信号値として用いるようにした
ものである。従つて、酸素濃度以外の要因で酸素
センサの出力が機関サイクルと同期的に脈動して
いても、かかるノイズの悪影響を解消し、空燃比
制御の基準とすべき酸素検出値を実際の酸素濃度
に可及的近似もしくは一致させることができ、実
際の酸素濃度に見合つた適正な空燃比制御を為し
うる。
第１図は酸素センサの出力の波形図、第２図は
従来の装置における酸素検出信号の波形図、第３
図は本発明の排気検出装置を備えたガス機関の空
燃比制御装置の構成図、第４図はその動作を示す
フローチヤート、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは各部の信号
のタイミングを示す波形図で、Ａは速度信号、Ｂ
は位相信号、Ｃは酸素検出信号を示す。 １……燃焼室、２……吸気管、３……排気管、
６……燃料供給管、７……供給量調整手段、８…
…アクチユエータ、１１……酸素センサ、１４…
…回転速度センサ、１７……制御部、１８……カ
ウンタ回路、１９……CPU、２２……入力イン
ターフエース、２３……駆動制御回路。
従来の装置における酸素検出信号の波形図、第３
図は本発明の排気検出装置を備えたガス機関の空
燃比制御装置の構成図、第４図はその動作を示す
フローチヤート、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは各部の信号
のタイミングを示す波形図で、Ａは速度信号、Ｂ
は位相信号、Ｃは酸素検出信号を示す。 １……燃焼室、２……吸気管、３……排気管、
６……燃料供給管、７……供給量調整手段、８…
…アクチユエータ、１１……酸素センサ、１４…
…回転速度センサ、１７……制御部、１８……カ
ウンタ回路、１９……CPU、２２……入力イン
ターフエース、２３……駆動制御回路。
Claims (1)
- １ 機関のクランク軸の回転速度に応じた時間間
隔で所定数の速度信号を出力する回転速度センサ
と、前記速度信号をカウントして機関各サイクル
中に複数個の位相信号を出力するカウンタ回路
と、前記位相信号に同期して排気管路に設けられ
ている酸素センサからその酸素検出信号を導入す
る入力インターフエースと、機関１サイクル相当
区間内に導入された前記酸素検出信号の複数個か
らその平均値を算出し、得られた平均値を空燃比
制御用の酸素検出信号値として用いるCPU、と
を備えた排気検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5986884A JPS60202344A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 排気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5986884A JPS60202344A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 排気検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202344A JPS60202344A (ja) | 1985-10-12 |
| JPH0417373B2 true JPH0417373B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=13125572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5986884A Granted JPS60202344A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 排気検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202344A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125442A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-27 | Fujitsu Ltd | Gas detecting method |
| JPS5622944A (en) * | 1979-08-02 | 1981-03-04 | Fujitsu Ten Ltd | Signal processing circuit of o2 sensor using titania |
| JPS5847248A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-18 | Nissan Motor Co Ltd | 空燃比検出方法 |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5986884A patent/JPS60202344A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125442A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-27 | Fujitsu Ltd | Gas detecting method |
| JPS5622944A (en) * | 1979-08-02 | 1981-03-04 | Fujitsu Ten Ltd | Signal processing circuit of o2 sensor using titania |
| JPS5847248A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-18 | Nissan Motor Co Ltd | 空燃比検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60202344A (ja) | 1985-10-12 |
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