JPH06108901A - 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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- JPH06108901A JPH06108901A JP4218000A JP21800092A JPH06108901A JP H06108901 A JPH06108901 A JP H06108901A JP 4218000 A JP4218000 A JP 4218000A JP 21800092 A JP21800092 A JP 21800092A JP H06108901 A JPH06108901 A JP H06108901A
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】内燃機関の空燃比フィードバック制御の精度を
向上させる。 【構成】空燃比センサの出力値から空燃比相当値ＬＭＤ
に置き換え (ステップ１〜３) 、目標空燃比との偏差Ｅ
ＲＬＭＤを算出し (ステップ４) 、吸入空気流量相当値
ＱＬＭＤを算出し (ステップ５) 、比例分ＰをＰ＝ＥＲ
ＬＭＤ・ＱＬＭＤ・ＫＰ (ＫＰは定数) として設定し、
積分分ＩをＩ＝ＥＲＬＭＤ・Ｑ２ＬＭＤ・ＫＩ (ＫＩは
定数，Ｑ２ＬＭＤ＝ＱＬＭＤ2 ) として設定する。これ
により、空燃比センサの出力立ち上がりの遅れや時定数
を考慮した比例分Ｐと積分分Ｉを設定でき、精度の高い
空燃比フィードバック制御を行える。
向上させる。 【構成】空燃比センサの出力値から空燃比相当値ＬＭＤ
に置き換え (ステップ１〜３) 、目標空燃比との偏差Ｅ
ＲＬＭＤを算出し (ステップ４) 、吸入空気流量相当値
ＱＬＭＤを算出し (ステップ５) 、比例分ＰをＰ＝ＥＲ
ＬＭＤ・ＱＬＭＤ・ＫＰ (ＫＰは定数) として設定し、
積分分ＩをＩ＝ＥＲＬＭＤ・Ｑ２ＬＭＤ・ＫＩ (ＫＩは
定数，Ｑ２ＬＭＤ＝ＱＬＭＤ2 ) として設定する。これ
により、空燃比センサの出力立ち上がりの遅れや時定数
を考慮した比例分Ｐと積分分Ｉを設定でき、精度の高い
空燃比フィードバック制御を行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比制御
装置に関し、特に、排気中成分から空燃比を検出して目
標空燃比にフィードバック制御する技術におけるフィー
ドバック補正係数の設定に関する。
装置に関し、特に、排気中成分から空燃比を検出して目
標空燃比にフィードバック制御する技術におけるフィー
ドバック補正係数の設定に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関の空燃比制御装置として
は例えば特開昭６０−２４０８４０号公報に示されるよ
うなものがある。このものの概要を説明すると、機関の
吸入空気流量Ｑ及び回転数Ｎを検出してシリンダに吸入
される空気量に対応する基本燃料供給量ＴP （＝Ｋ・Ｑ
／Ｎ；Ｋは分）を演算し、この基本燃料供給量ＴP を機
関温度等により補正したものを排気中酸素濃度の検出に
よって混合気の空燃比を検出する空燃比センサ（酸素セ
ンサ）からの信号によってフィードバック補正を施し、
バッテリ電圧による補正等をも行って最終的に燃料供給
量ＴI を設定する。
は例えば特開昭６０−２４０８４０号公報に示されるよ
うなものがある。このものの概要を説明すると、機関の
吸入空気流量Ｑ及び回転数Ｎを検出してシリンダに吸入
される空気量に対応する基本燃料供給量ＴP （＝Ｋ・Ｑ
／Ｎ；Ｋは分）を演算し、この基本燃料供給量ＴP を機
関温度等により補正したものを排気中酸素濃度の検出に
よって混合気の空燃比を検出する空燃比センサ（酸素セ
ンサ）からの信号によってフィードバック補正を施し、
バッテリ電圧による補正等をも行って最終的に燃料供給
量ＴI を設定する。
【０００３】そして、このようにして設定された燃料供
給量ＴI に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タ
イミングで出力することにより、機関に所定量の燃料を
噴射供給するようにしている。ところで、上記空燃比セ
ンサからの信号に基づく空燃比フィードバック補正は空
燃比を目標空燃比（理論空燃比）付近に制御するように
行われる。これは、排気系に介装され、排気中のＣＯ，
ＨＣ（炭化水素）を酸化すると共にＮＯX を還元して浄
化する三元触媒の転化効率（浄化効率）が理論空燃比燃
焼時の排気状態で有効に機能するように設定されている
からである。
給量ＴI に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タ
イミングで出力することにより、機関に所定量の燃料を
噴射供給するようにしている。ところで、上記空燃比セ
ンサからの信号に基づく空燃比フィードバック補正は空
燃比を目標空燃比（理論空燃比）付近に制御するように
行われる。これは、排気系に介装され、排気中のＣＯ，
ＨＣ（炭化水素）を酸化すると共にＮＯX を還元して浄
化する三元触媒の転化効率（浄化効率）が理論空燃比燃
焼時の排気状態で有効に機能するように設定されている
からである。
【０００４】そして、例えば空燃比センサで検出される
空燃比と目標空燃比との偏差に応じて比例分と積分分と
を夫々設定し、これらを加算した値をフィードバック補
正係数ＡＬＰＨＡとして前記基本燃料供給量ＴP に乗じ
ることで空燃比を理論空燃比近傍に制御する。
空燃比と目標空燃比との偏差に応じて比例分と積分分と
を夫々設定し、これらを加算した値をフィードバック補
正係数ＡＬＰＨＡとして前記基本燃料供給量ＴP に乗じ
ることで空燃比を理論空燃比近傍に制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる空燃
比フィードバック制御を行うものにおいては、前記比例
分Ｐ及び積分分Ｉの最適値は機関の運転条件 (回転速
度，負荷等) によって変化する。そこで、運転条件 (回
転速度，負荷等) により、分の割り付けを行っているも
のがある。その場合、割り付けされる運転領域を細分化
するか、又は補間演算を付加しないと、各要求値と設定
値との段差が発生し、精度が劣ってしまう。しかしなが
ら、上記の付加を行うと、制御演算を行うマイクロコン
ピュータの負担が大きくなってしまうという問題があ
る。
比フィードバック制御を行うものにおいては、前記比例
分Ｐ及び積分分Ｉの最適値は機関の運転条件 (回転速
度，負荷等) によって変化する。そこで、運転条件 (回
転速度，負荷等) により、分の割り付けを行っているも
のがある。その場合、割り付けされる運転領域を細分化
するか、又は補間演算を付加しないと、各要求値と設定
値との段差が発生し、精度が劣ってしまう。しかしなが
ら、上記の付加を行うと、制御演算を行うマイクロコン
ピュータの負担が大きくなってしまうという問題があ
る。
【０００６】この他の運転条件に応じて分を変化させる
方式としては、積分分を回転速度に同期して更新するこ
とにより回転速度が高くなるほど時間当りの更新量を大
きくしたり、一定の積分定数更新量の積算値に負荷、例
えば燃料噴射量ＴP やＴI を乗じた値を積分分として負
荷が増大するほど大きくなるように設定したり、これら
を組み合わせて実質的に吸入空気流量Ｑが増大するほど
大きくなるように積分分を設定したりする方式等があ
る。しかし、これらの方式としても、必ずしも最適な値
に設定されているとはいえず、制御精度の改善の余地が
あった。
方式としては、積分分を回転速度に同期して更新するこ
とにより回転速度が高くなるほど時間当りの更新量を大
きくしたり、一定の積分定数更新量の積算値に負荷、例
えば燃料噴射量ＴP やＴI を乗じた値を積分分として負
荷が増大するほど大きくなるように設定したり、これら
を組み合わせて実質的に吸入空気流量Ｑが増大するほど
大きくなるように積分分を設定したりする方式等があ
る。しかし、これらの方式としても、必ずしも最適な値
に設定されているとはいえず、制御精度の改善の余地が
あった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、比例積分制御で設定されるフィードバ
ック補正係数の比例分と積分分とを最適に設定すること
により、可及的に精度の高い空燃比フィードバック制御
を行えるようにした内燃機関の空燃比制御装置を提供す
ることを目的とする。
なされたもので、比例積分制御で設定されるフィードバ
ック補正係数の比例分と積分分とを最適に設定すること
により、可及的に精度の高い空燃比フィードバック制御
を行えるようにした内燃機関の空燃比制御装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は図１
に示すように、機関に供給される混合気の空燃比によっ
て変化する排気中気体成分の濃度比に感応して出力値が
変化する空燃比センサを内燃機関の排気系に備え、前記
空燃比センサの出力値と目標空燃比相当の基準値とを比
較しつつ比例積分制御により設定されるフィードバック
補正係数を用いて空燃比を目標空燃比に近づけるように
制御する空燃比フィードバック制御手段を含んでなる内
燃機関の空燃比制御装置において、前記フイードバック
補正係数設定用の比例分を吸入空気流量相当値に比例す
る値で補正して設定する比例分設定手段と、前記フイー
ドバック補正係数設定用の積分分を吸入空気流量相当値
の二乗に比例する値で補正して設定する積分分設定手段
と、を含んで構成した。
に示すように、機関に供給される混合気の空燃比によっ
て変化する排気中気体成分の濃度比に感応して出力値が
変化する空燃比センサを内燃機関の排気系に備え、前記
空燃比センサの出力値と目標空燃比相当の基準値とを比
較しつつ比例積分制御により設定されるフィードバック
補正係数を用いて空燃比を目標空燃比に近づけるように
制御する空燃比フィードバック制御手段を含んでなる内
燃機関の空燃比制御装置において、前記フイードバック
補正係数設定用の比例分を吸入空気流量相当値に比例す
る値で補正して設定する比例分設定手段と、前記フイー
ドバック補正係数設定用の積分分を吸入空気流量相当値
の二乗に比例する値で補正して設定する積分分設定手段
と、を含んで構成した。
【０００９】また、前記吸入空気流量相当値は、吸入空
気流量の検出値を平滑化した値を使用する構成としても
よい。
気流量の検出値を平滑化した値を使用する構成としても
よい。
【００１０】
【作用】空燃比フィードバック制御手段は、空燃比セン
サの出力値と目標空燃比相当の基準値とを比較しつつ、
比例積分制御により設定されるフィードバック補正係数
を用いて燃料供給量を増減制御すること等により、空燃
比をフィードバック制御する。その場合、フィードバッ
ク補正係数の設定用の比例分は吸入空気流量相当値に比
例する値で補正して設定され、積分分は吸入空気流量相
当値の二乗に比例する値で補正して設定される。これに
より、空燃比の変化に対応した排気が空燃比センサに達
するまでの到達遅れ及び該排気が到達してから空燃比セ
ンサの出力が変化する時定数に見合った値に比例分や積
分分を設定することができ、これにより、良好な空燃比
フィードバック制御が行われる。
サの出力値と目標空燃比相当の基準値とを比較しつつ、
比例積分制御により設定されるフィードバック補正係数
を用いて燃料供給量を増減制御すること等により、空燃
比をフィードバック制御する。その場合、フィードバッ
ク補正係数の設定用の比例分は吸入空気流量相当値に比
例する値で補正して設定され、積分分は吸入空気流量相
当値の二乗に比例する値で補正して設定される。これに
より、空燃比の変化に対応した排気が空燃比センサに達
するまでの到達遅れ及び該排気が到達してから空燃比セ
ンサの出力が変化する時定数に見合った値に比例分や積
分分を設定することができ、これにより、良好な空燃比
フィードバック制御が行われる。
【００１１】また、吸入空気流量相当値として吸入空気
流量の検出値を用いる場合、加速時等では、シリンダに
吸入される空気量に見合った値に吸気マニホールド容積
分を満たす分が加算して検出され、検出値が過剰な値と
なり、そのままでは誤差が大きくなるので、平滑化した
値を用いることにより、誤差を小さくして良好を空燃比
フィードバック制御を行える。
流量の検出値を用いる場合、加速時等では、シリンダに
吸入される空気量に見合った値に吸気マニホールド容積
分を満たす分が加算して検出され、検出値が過剰な値と
なり、そのままでは誤差が大きくなるので、平滑化した
値を用いることにより、誤差を小さくして良好を空燃比
フィードバック制御を行える。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一実施例の構成を示す図２において、機関11の吸気
通路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ
13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Ｑを制御
する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド部分には
気筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料噴射弁15が
設けられる。
る。一実施例の構成を示す図２において、機関11の吸気
通路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ
13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Ｑを制御
する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド部分には
気筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料噴射弁15が
設けられる。
【００１３】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられ
ると共に、排気通路18の排気中酸素濃度を検出すること
によって吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ19
が設けられ、更に下流側の排気中のＣＯ，ＨＣの酸化と
ＮＯX の還元を行って浄化する三元触媒20が設けられ
る。
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が設けられ
ると共に、排気通路18の排気中酸素濃度を検出すること
によって吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ19
が設けられ、更に下流側の排気中のＣＯ，ＨＣの酸化と
ＮＯX の還元を行って浄化する三元触媒20が設けられ
る。
【００１４】また、図示しないディストリビュータに
は、クランク角センサ21が内蔵されており、該クランク
角センサ21から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。
次に、コントロールユニット16による空燃比制御ルーチ
ンを図４〜図６のフローチャートに従って説明する。図
３は燃料噴射量設定ルーチンを示し、このルーチンは所
定周期（例えば10ms）毎に行われる。
は、クランク角センサ21が内蔵されており、該クランク
角センサ21から機関回転と同期して出力されるクランク
単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基
準角信号の周期を計測して機関回転速度Ｎを検出する。
次に、コントロールユニット16による空燃比制御ルーチ
ンを図４〜図６のフローチャートに従って説明する。図
３は燃料噴射量設定ルーチンを示し、このルーチンは所
定周期（例えば10ms）毎に行われる。
【００１５】ステップ（図ではＳと記す）１では、エア
フローメータ13によって検出された吸入空気流量Ｑとク
ランク角センサ21からの信号に基づいて算出した機関回
転数Ｎとに基づき、単位回転当たりの吸入空気量に相当
する基本燃料噴射量ＴP を次式によって演算する。 ＴP ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ （Ｋは定数） ステップ２では、水温センサ17によって検出された冷却
水温度Ｔｗ等に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定す
る。
フローメータ13によって検出された吸入空気流量Ｑとク
ランク角センサ21からの信号に基づいて算出した機関回
転数Ｎとに基づき、単位回転当たりの吸入空気量に相当
する基本燃料噴射量ＴP を次式によって演算する。 ＴP ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ （Ｋは定数） ステップ２では、水温センサ17によって検出された冷却
水温度Ｔｗ等に基づいて各種補正係数ＣＯＥＦを設定す
る。
【００１６】ステップ３では、後述するフィードバック
補正係数設定ルーチンにより空燃比センサ19からの信号
に基づいて設定されたフィードバック補正係数ＡＬＰＨ
Ａを読み込む。ステップ４では、バッテリ電圧値に基づ
いて電圧補正分ＴS を設定する。これは、バッテリ電圧
変動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するため
のものである。
補正係数設定ルーチンにより空燃比センサ19からの信号
に基づいて設定されたフィードバック補正係数ＡＬＰＨ
Ａを読み込む。ステップ４では、バッテリ電圧値に基づ
いて電圧補正分ＴS を設定する。これは、バッテリ電圧
変動による燃料噴射弁15の噴射流量変化を補正するため
のものである。
【００１７】ステップ５では、最終的な燃料噴射量ＴI
を次式に従って演算する。 ＴI ＝ＴP ×ＣＯＥＦ×ＡＬＰＨＡ＋ＴS ステップ６では、演算された燃料噴射弁ＴI を出力用レ
ジスタにセットする。これにより、予め定められた機関
回転同期の燃料噴射タイミングになると、演算した燃料
噴射量ＴI のパルス巾をもつ駆動パルス信号が燃料噴射
弁15に与えられて燃料噴射が行われる。
を次式に従って演算する。 ＴI ＝ＴP ×ＣＯＥＦ×ＡＬＰＨＡ＋ＴS ステップ６では、演算された燃料噴射弁ＴI を出力用レ
ジスタにセットする。これにより、予め定められた機関
回転同期の燃料噴射タイミングになると、演算した燃料
噴射量ＴI のパルス巾をもつ駆動パルス信号が燃料噴射
弁15に与えられて燃料噴射が行われる。
【００１８】次に、本発明に係るフィードバック補正係
数設定ルーチンを図４に従って説明する。ステップ11で
は、空燃比のフィードバック制御を行う運転条件である
か否かを判定する。運転条件を満たしていないときに
は、このルーチンを終了する。この場合、ステップ19へ
進んで、フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡは全開のフ
ィードバック制御終了時の値若しくは一定の基準値 (例
えば１) にクランプされ、フィードバック制御は停止さ
れる。
数設定ルーチンを図４に従って説明する。ステップ11で
は、空燃比のフィードバック制御を行う運転条件である
か否かを判定する。運転条件を満たしていないときに
は、このルーチンを終了する。この場合、ステップ19へ
進んで、フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡは全開のフ
ィードバック制御終了時の値若しくは一定の基準値 (例
えば１) にクランプされ、フィードバック制御は停止さ
れる。
【００１９】ステップ12では、空燃比センサ19からの信
号電圧ＶO2を入力する。ステップ13では、ステップ12で
入力した信号電圧ＶO2を空燃比相当値ＬＭＤに置き換え
る。ステップ14では、ステップ13で求められた空燃比Ｌ
ＭＤの目標空燃比ＴＧＬＭＤに対するエラー量ＥＲＬＭ
Ｄを次式のようにして算出する。
号電圧ＶO2を入力する。ステップ13では、ステップ12で
入力した信号電圧ＶO2を空燃比相当値ＬＭＤに置き換え
る。ステップ14では、ステップ13で求められた空燃比Ｌ
ＭＤの目標空燃比ＴＧＬＭＤに対するエラー量ＥＲＬＭ
Ｄを次式のようにして算出する。
【００２０】ＥＲＬＭＤ＝ＬＭＤ−ＴＧＬＭＤ ステップ15では、後述する比例分, 積分分に使用する吸
入空気流量相当値ＱＬＭＤ及びその二乗値を算出する。
前記吸入空気流量相当値ＱＬＭＤと、その二乗値を求め
る２つの例を図５及び図６に基づいて説明する。
入空気流量相当値ＱＬＭＤ及びその二乗値を算出する。
前記吸入空気流量相当値ＱＬＭＤと、その二乗値を求め
る２つの例を図５及び図６に基づいて説明する。
【００２１】図５は、エアフローメータによる検出値を
用いて求めるサブルーチンを示し、ステップ21ではエア
フローメータの出力値ＱA を読み込み、ステップ22で前
回の値との加重平均演算処理を次式に示すように行う。 ＱＬＭＤ＝｛ＱＬＭＤOLD × (ａ−１) ＋Ｑ｝／ａ ステップ23では、ＱＬＭＤを二乗した値をＱ２ＬＭＤと
して求める。
用いて求めるサブルーチンを示し、ステップ21ではエア
フローメータの出力値ＱA を読み込み、ステップ22で前
回の値との加重平均演算処理を次式に示すように行う。 ＱＬＭＤ＝｛ＱＬＭＤOLD × (ａ−１) ＋Ｑ｝／ａ ステップ23では、ＱＬＭＤを二乗した値をＱ２ＬＭＤと
して求める。
【００２２】図６は、基本燃料噴射量ＴP と機関回転速
度Ｎとに基づいて求めるサブルーチンを示し、ステップ
31では、ＱＬＭＤをＴP とＮとの積として算出し、ステ
ップ32ではＱＬＭＤを二乗した値をＱ２ＬＭＤとして求
める。図４に戻って、ステップ16では、上記のようにし
て求められたＱＬＭＤを用いて、比例分Ｐが次式により
算出される。
度Ｎとに基づいて求めるサブルーチンを示し、ステップ
31では、ＱＬＭＤをＴP とＮとの積として算出し、ステ
ップ32ではＱＬＭＤを二乗した値をＱ２ＬＭＤとして求
める。図４に戻って、ステップ16では、上記のようにし
て求められたＱＬＭＤを用いて、比例分Ｐが次式により
算出される。
【００２３】 Ｐ＝ＥＲＬＭＤ×ＱＬＭＤ×ＫＰ (ＫＰは定数) ステップ17では、上記のようにして求められたＱ２ＬＭ
Ｄを用いて、積分分Ｐが次式により算出される。 Ｉ＝ＥＲＬＭＤ×Ｑ２ＬＭＤ×ＫＩ＋ＩOLD (ＫＰ
は定数, ＩOLD はＩの前回値) ステップ18では、これら比例分Ｐと積分分Ｉとに基づい
て次式によりフィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを算出
する。
Ｄを用いて、積分分Ｐが次式により算出される。 Ｉ＝ＥＲＬＭＤ×Ｑ２ＬＭＤ×ＫＩ＋ＩOLD (ＫＰ
は定数, ＩOLD はＩの前回値) ステップ18では、これら比例分Ｐと積分分Ｉとに基づい
て次式によりフィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを算出
する。
【００２４】ＡＬＰＨＡ＝Ｐ＋Ｉ＋1.0 次に、前記のようにして比例分Ｐ及び積分分Ｉを求める
理由を説明する。図６は、空燃比をステップ変化させた
場合の空燃比センサの出力値の変化を示す。図におい
て、空燃比を変化させてから空燃比センサの出力が変化
するまでの時間 (むだ時間と称する) をＬ、時定数 (出
力値の最終的な変化量Ｋの63％に到達するまでの時間)
をＴとすると、ＰＩ制御の理論式は次式のようになる。
理由を説明する。図６は、空燃比をステップ変化させた
場合の空燃比センサの出力値の変化を示す。図におい
て、空燃比を変化させてから空燃比センサの出力が変化
するまでの時間 (むだ時間と称する) をＬ、時定数 (出
力値の最終的な変化量Ｋの63％に到達するまでの時間)
をＴとすると、ＰＩ制御の理論式は次式のようになる。
【００２５】 Ｐ＝ａ・ (Ｔ／Ｋ・Ｌ) ・ｘ ・・・ Ｉ＝ｂ・ (Ｔ／Ｋ・Ｌ2)・Σｘ ・・・ 前記式，式において、Ｋは、与える外乱 (ここでは
空燃比の変化量) のレベルに比例し、むだ時間Ｌは主と
して燃料噴射弁から空燃比センサまでのガスの移動時間
が支配的であり、シリンダ内ガス滞留時間と排気弁から
空燃比センサまでの移動時間 (排気流速) が考えられる
が、吸入空気流量Ｑと略比例関係にあることが確かめら
れており、従って吸入空気流量Ｑの逆数で近似すること
ができる。また、Ｋはエラーの絶対値であり、同様の
ｘ, Σｘとの比により相対エラーを次のように決定す
る。ｘ／Ｋ＝ｙ，Σｘ／Ｋ＝Σｙ 時定数Ｔは、空燃比センサの時定数が支配的であるが、
空燃比センサの特性上ある温度以上では、略一定である
ため、固定値と考える。
空燃比の変化量) のレベルに比例し、むだ時間Ｌは主と
して燃料噴射弁から空燃比センサまでのガスの移動時間
が支配的であり、シリンダ内ガス滞留時間と排気弁から
空燃比センサまでの移動時間 (排気流速) が考えられる
が、吸入空気流量Ｑと略比例関係にあることが確かめら
れており、従って吸入空気流量Ｑの逆数で近似すること
ができる。また、Ｋはエラーの絶対値であり、同様の
ｘ, Σｘとの比により相対エラーを次のように決定す
る。ｘ／Ｋ＝ｙ，Σｘ／Ｋ＝Σｙ 時定数Ｔは、空燃比センサの時定数が支配的であるが、
空燃比センサの特性上ある温度以上では、略一定である
ため、固定値と考える。
【００２６】以上の点を考慮すると、前記式及び式
は、次式のように書き換えられる。 Ｐ＝Ａ・Ｑ・ｙ (ｙ＝ｘ／Ｋ，Ａは定数) ・・・ Ｉ＝Ｂ・Ｑ2 ・Σｙ (Σｙ＝Σｘ／Ｋ，Ｂは定数) ・・・ かかる理論式，は、夫々前記ステップ16，ステップ
17式に対応している。尚、前記図５において、ＱＬＭＤ
を加重平均処理して平滑化処理したのは、前記したよう
に加速時等では、エアフローメータで検出される吸入空
気流量の検出値が過剰な値となり誤差が大きくなるの
で、平滑化した値を用いることにより誤差を小さくする
ためである。
は、次式のように書き換えられる。 Ｐ＝Ａ・Ｑ・ｙ (ｙ＝ｘ／Ｋ，Ａは定数) ・・・ Ｉ＝Ｂ・Ｑ2 ・Σｙ (Σｙ＝Σｘ／Ｋ，Ｂは定数) ・・・ かかる理論式，は、夫々前記ステップ16，ステップ
17式に対応している。尚、前記図５において、ＱＬＭＤ
を加重平均処理して平滑化処理したのは、前記したよう
に加速時等では、エアフローメータで検出される吸入空
気流量の検出値が過剰な値となり誤差が大きくなるの
で、平滑化した値を用いることにより誤差を小さくする
ためである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、空燃比のフィードバック補正係数を設定するための
比例分と積分分とを夫々吸入空気流量相当値及びその二
乗値で補正して設定する構成としたため、空燃比センサ
の特性に対応した高精度な設定を行うことができ、延い
ては空燃比フィードバック制御精度を可及的に高めるこ
とができる。
ば、空燃比のフィードバック補正係数を設定するための
比例分と積分分とを夫々吸入空気流量相当値及びその二
乗値で補正して設定する構成としたため、空燃比センサ
の特性に対応した高精度な設定を行うことができ、延い
ては空燃比フィードバック制御精度を可及的に高めるこ
とができる。
【００２８】また、吸入空気流量相当値として吸入空気
流量の検出値を平滑化した値を用いることにより、加速
時等過渡時の吸入空気流量の検出誤差にも対処した良好
な空燃比フィードバック制御が行える。
流量の検出値を平滑化した値を用いることにより、加速
時等過渡時の吸入空気流量の検出誤差にも対処した良好
な空燃比フィードバック制御が行える。
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例の構成を示す図。
【図３】同上実施例の燃料噴射量設定ルーチンを示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図４】同じく、空燃比フローチャート補正係数設定ル
ーチンを示すフローチャート。
ーチンを示すフローチャート。
【図５】エアフローメータを用いた吸入空気流量相当値
及びその二乗値の算出ルーチンを示すフローチャート。
及びその二乗値の算出ルーチンを示すフローチャート。
【図６】同じく基本燃料噴射量ＴP と機関回転速度Ｎを
用いた吸入空気流量相当値及びその二乗値の算出ルーチ
ンを示すフローチャート。
用いた吸入空気流量相当値及びその二乗値の算出ルーチ
ンを示すフローチャート。
【図７】空燃比をステップ変化させた場合の空燃比セン
サの出力値の変化を示すタイムチャート。
サの出力値の変化を示すタイムチャート。
11 内燃機関 13 エアフローメータ 16 コントロールユニット 19 空燃比センサ
Claims (2)
- 【請求項１】機関に供給される混合気の空燃比によって
変化する排気中気体成分の濃度比に感応して出力値が変
化する空燃比センサを内燃機関の排気系に備え、前記空
燃比センサの出力値と目標空燃比相当の基準値とを比較
しつつ比例積分制御により設定されるフィードバック補
正係数を用いて空燃比を目標空燃比に近づけるように制
御する空燃比フィードバック制御手段を含んでなる内燃
機関の空燃比制御装置において、前記フイードバック補
正係数設定用の比例分を吸入空気流量相当値に比例する
値で補正して設定する比例分設定手段と、前記フイード
バック補正係数設定用の積分分を吸入空気流量相当値の
二乗に比例する値で補正して設定する積分分設定手段
と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の空燃
比制御装置。 - 【請求項２】前記吸入空気流量相当値は、吸入空気流量
の検出値を平滑化した値を使用してなる請求項１に記載
の内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21800092A JP3168355B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US08/106,757 US5394856A (en) | 1992-08-17 | 1993-08-16 | System for and method of controlling air-fuel ratio in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21800092A JP3168355B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06108901A true JPH06108901A (ja) | 1994-04-19 |
| JP3168355B2 JP3168355B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16713055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21800092A Expired - Fee Related JP3168355B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5394856A (ja) |
| JP (1) | JP3168355B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6979233B2 (en) * | 2003-11-17 | 2005-12-27 | Tmb | Connector and cross voltage protector for entertainment lighting |
| US7082935B2 (en) * | 2004-10-14 | 2006-08-01 | General Motors Corporation | Apparatus and methods for closed loop fuel control |
| US8046153B2 (en) * | 2010-07-20 | 2011-10-25 | Ford Global Technologies, Llc | Compensation for oxygenated fuels in a diesel engine |
| US8442744B2 (en) * | 2010-07-20 | 2013-05-14 | Ford Global Technologies, Llc | Compensation for oxygenated fuel use in a diesel engine |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS5835246A (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-01 | Mazda Motor Corp | エンジンの空燃比制御装置 |
| US4528962A (en) * | 1981-12-11 | 1985-07-16 | Robert Bosch Gmbh | Method and apparatus for lambda regulation in an internal combustion engine |
| JPS60240840A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-29 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE3729635A1 (de) * | 1987-09-04 | 1989-03-16 | Bosch Gmbh Robert | Einstellsystem (steuerung- und/oder regelungssystem) fuer kraftfahrzeuge |
| JP2508180B2 (ja) * | 1988-03-23 | 1996-06-19 | 三菱電機株式会社 | 燃料制御装置 |
| DE3991305C2 (ja) * | 1988-11-01 | 1993-08-05 | Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
| US5253631A (en) * | 1992-11-16 | 1993-10-19 | Ford Motor Company | Air/fuel control system for flexible fuel vehicles |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP21800092A patent/JP3168355B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-08-16 US US08/106,757 patent/US5394856A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3168355B2 (ja) | 2001-05-21 |
| US5394856A (en) | 1995-03-07 |
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