JPH11241629A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JPH11241629A
JPH11241629A JP4486198A JP4486198A JPH11241629A JP H11241629 A JPH11241629 A JP H11241629A JP 4486198 A JP4486198 A JP 4486198A JP 4486198 A JP4486198 A JP 4486198A JP H11241629 A JPH11241629 A JP H11241629A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
target
amount
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP4486198A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Nakagawa
慎二 中川
Takeshi Atago
武士 阿田子
Toshio Hori
堀  俊雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】空燃比によって異なる燃焼効率,ポンプ損失等
を補正する空燃比補正項の定常誤差をアイドル時に検
知,記憶し、空燃比切替時に当該記憶値に基づいてアイ
ドルフィードバック操作量を補正することでアイドル時
の回転変動を抑制する。 【解決手段】Ea,Ebを記憶しておき目標空燃比がλ
aからλbに切替時に切替前のアイドルフィードバック
操作量から相対的誤差eを引いた値を切替後のフィード
バック操作量とする。これにより空燃比補正項の相対的
誤差分eが切り替わり時にステップ的に補正されるので
フィードバック制御の応答遅れがなくなり回転変動が抑
制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの制御装置
に関し、特に広範囲の空燃比で燃焼を行うリーンバーン
エンジンにおいてアイドル運転中の空燃比切替時に発生
するトルク段差を抑制する制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】広域の空燃比で燃焼を行うリーンバーン
エンジンでは、空燃比とトルクの二つの状態量を同時に
制御するために空気量,燃料噴射量の各操作量を適正な
値に制御する必要がある。目標空燃比は燃費,排気およ
び運転条件など複数の要求から決まり、目標トルクは主
にアクセル開度とエンジン回転数から決まり、目標トル
クを実現する空気量あるいは燃料噴射量の演算法として
理論空燃比下の関係から求める場合、空燃比によって燃
焼効率,ポンプ損失等が異なるので、目標空燃比に応じ
た空燃比補正項を別途設けることで空気量,燃料噴射量
を調節しアクセル開度とトルクの関係が空燃比によって
変化しないようにする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような制御法では
実トルクを検知する手段を備えないのが一般的でありト
ルク制御はフィードフォワードで行われる。したがって
必ずしもエンジンの実トルクが目標トルクに一致してい
るとは限らず両者には定常誤差が存在することがある。
さらに定常誤差は制御システムの個体差と経時変化の影
響も受ける。空燃比補正項の定常誤差は空燃比切替前後
でトルク段差の発生原因となるが、特に回転数を一定に
保つことが目的のアイドル時では、定常誤差が大きくな
ると空燃比切替前後で回転変動が起きアイドル安定性の
悪化につながる。
【0004】一般にアイドル制御は図1に示すように目
標回転数維持分をフィードフォワード操作量として演算
するが、さらにエンジン回転数と目標回転数との誤差に
よるフィードバック制御で空気量,燃料噴射量を調整し
不明負荷による回転変動に対処するとともに定常状態で
はフィードフォワード制御誤差を吸収する。しかし図2
に示すようにフィードバック制御の応答性はそれほど速
くないため上述の空燃比切替時の回転変動を完全に抑制
することはできない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、アイドル制御
時のフィードバック操作量分はフィードフォワード制御
の誤差分を表すことを利用して、フィードバック操作量
分を各空燃比毎に検知,記憶し、空燃比をλaからλb
に切り替える時にはλaとλbの当該記憶値の差に基づ
く値をフィードバック操作量分に加減することで個体
差,経時変化を原因とする空燃比補正項の制御誤差によ
る空燃比切替時のトルク段差の発生を抑制することを特
徴とする。
【0006】すなわちアイドル運転中の定常状態かつ同
負荷条件で例えば目標空燃比λaにおけるフィードバッ
ク操作量分Eaと目標空燃比λbにおけるフィードバッ
ク操作量分Ebとすると、Ea,Ebはフィードフォワ
ードによる操作量の誤差を表すので
【0007】
【数1】e=Ea−Eb は空燃比補正分の相対誤差を表すことになる。つまり相
対誤差eの分だけ空燃比切替時にトルク段差が発生する
ことになる。
【0008】そこでEa,Ebを記憶しておき、目標空
燃比をλaからλbに切り替える要求が発生した場合、
切替と同時にそのときのフィードバック操作量分からe
=Ea−Ebだけ引いた値を新たにフィードバック操作
量分とする。
【0009】この結果、図3に示すように目標空燃比切
替時に空燃比補正項の相対的誤差分eがステップ的に補
正されるのでフィードバック分の応答遅れがなくなり回
転変動が抑制される。また請求項2,請求項3に示すよ
うに相対誤差分eをフィードバック操作量分に反映する
のではなく、目標空気量あるいは目標燃料噴射量に反映
する方法もある。この場合、相対的誤差eを次のように
それぞれ空気量あるいは燃料噴射量の単位に変換して反
映する必要がある。
【0010】
【数2】Ca=f1(e) Cf=f2(e) Ca:空気補正項 Cf:燃料噴射量補正項 f1,f2は相対的誤差eをそれぞれ空気量あるいは燃
料噴射量の単位に変換する関数を表すが例えば単位変換
ゲイン,単位変換テーブル等が考えられる。
【0011】また負荷条件が異なる状態でEa,Ebを
検知し記憶すると、空燃比補正項以外のフィードフォワ
ード操作量の誤差が含まれることになる。したがって請
求項4に示すように同一の負荷で目標空燃比のみが異な
る条件でEa,Ebを検知し記憶することが精度を悪化
させない意味で望ましい。請求項5では例えばギア位置
毎に検知,記憶する。請求項6ではエアコンON,OF
Fそれぞれで検知,記憶することを示している。
【0012】
【発明の実施の形態】図4は本発明の一実施例のシステ
ム図である。燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射エン
ジン1において吸気管2の入り口に取り付けられた吸入
空気量を検知するエアフロセンサ3と、同吸気管2に取
り付けられた空気量をスロットル弁開度で制御する電子
スロットル4と、燃料噴射を高圧で行うための燃料ポン
プ5と、燃料管6に取り付けられた燃圧センサ7,燃焼
室内に直接燃料噴射を行う燃料噴射弁8,排気還流量を
電子制御するEGR弁9,点火プラグ10,排気管11
の出口で排気浄化を行う触媒12,排気の酸素濃度を検
出するO2 センサ13,水温センサ14,クランク軸か
らエンジン回転数を検出する回転数センサ15,アクセ
ルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ16,コント
ロールユニット17から構成される。
【0013】コントロールユニット17においてはアク
セル踏み込み量に基づいて運転者の要求するトルクと各
センサ出力値に基づいたそのときの運転条件における最
適な空燃比を実現するための、目標空気量,目標燃料噴
射時期及び噴射量,目標EGR量,目標点火時期が演算さ
れ、制御信号である目標スロットル開度と燃料噴射パル
ス幅とEGR弁開度と点火時期をそれぞれ電子スロット
ル4,燃料噴射弁8,EGR弁開度9,点火プラグ10
に送る機能が備わっている。
【0014】排気管11に取り付けられたO2 センサ1
3は理論空燃比に対して濃淡のみを検出する2値センサ
であり、エンジンの目標空燃比が理論空燃比であるとき
コントロールユニット17においてセンサ出力値に基づ
いて空気量あるいは燃料噴射量による空燃比フィードバ
ック制御を行う機能が備わっている。目標空燃比が理論
空燃比以外のときはフィードフォワード制御となる。
【0015】またアクセルが踏み込まれない時はエンジ
ン回転数を目標回転数に維持するアイドル制御が行われ
る。本実施例を含んだ形でのアイドル制御の構成は図5
に示される。アイドル時は例えば水温などの運転条件に
よって決まる目標回転数を実現するように予め決められ
た操作量を演算するフィードフォワード分演算手段と、
フィードフォワード分の誤差を吸収するためと不明負荷
に対処するため実回転数に基づいて操作量を演算するフ
ィードバック分演算手段とで構成される。
【0016】フィードバック制御は例えば目標回転数と
実回転数の誤差に基づいて操作量を演算するPID制御
などが考えられる。フィードフォワード分とフィードバ
ック分の和はアイドル制御操作量として目標空気量演算
手段あるいは目標燃料噴射量演算手段に送られる。また
目標空燃比演算手段はアクセル踏み込み量,エンジン回
転数,水温などのエンジンの運転条件に応じて最適な空
燃比を演算する。また空燃比補正項演算手段においては
燃焼効率,ポンプ損失の影響でアクセルと出力トルクの
関係が空燃比によって変化しないよう補正する値を演算
する。
【0017】本システムではトルクと空燃比の二つの状
態量を主に空気量と燃料噴射量を用いて制御するが処理
の順序として次の二つの形を取り得る。一つ目はまず目
標空気量を決定して電子スロットル開度が決まりエアフ
ロセンサ3で検出される空気量と目標空燃比から目標燃
料噴射量を決める方法。二つ目はまず目標燃料噴射量を
決定して目標燃料噴射量と目標空燃比から目標空気量を
決める方法である。前者を空気先行型,後者を燃料先行
型という。空気先行型ではアイドル制御操作量は目標空
気量演算手段に送られ、燃料先行型では目標燃料噴射量
演算手段に送られる。
【0018】次に本発明の処理について説明する。本制
御は空燃比補正項誤差検出および記憶ルーチンと補正値
演算ルーチンで構成される。図6は空燃比補正項誤差検
出および記憶ルーチンを図7は補正値演算ルーチンを示
している。前述したように空燃比補正項の相対誤差は目
標空燃比λaとλbそれぞれにおけるアイドルフィード
バック操作量分の差によって表される。したがって本ル
ーチンは目標空燃比λa,λbそれぞれでアイドルフィ
ードバック分の検出および記憶の処理を行う。a1では
アイドルフィードバック制御中であるかを判定する。
【0019】アイドルフィードバック制御中であればa
2において検出条件が成立しているかを判定する。検出
条件としては暖機後であること、エンジンの運転状態が
十分に安定していることとする。暖機後であることは水
温センサ14の出力値がある値以上であれば暖機後と判
断する。十分に安定していることは回転数センサ15の
出力値に基づいてΔ回転数がある値以内に一定期間収ま
っているかで判断する。
【0020】a1,a2がともに成立していればa3で
は目標空燃比演算手段で得られる目標空燃比がλaであ
るかを判定する。a1,a2,a3全ての条件が成立し
た場合、a4でアイドルフィードバック分操作量をN回
サンプリングしその平均値Eaを演算する。ただしサン
プリング回数がN回に達しない内にa1,a2,a3の
いずれかが不成立となったときはサンプリングを中止し
サンプリング回数も0回にリセットする。
【0021】a5では平均値Eaをメモリ領域Aに記憶
する。a3において目標空燃比がλaでないとき、a6
で目標空燃比がλbであるかどうかを判定する。a1,
a2,a4全ての条件が成立した場合、a7でアイドル
フィードバック分操作量をN回サンプリングしその平均
値Ebを演算する。ただしサンプリング回数がN回に達
しない内にa1,a2,a4のいずれかが不成立となっ
たときはサンプリングを中止しサンプリング回数を0回
にリセットする。a7では平均値Ebをメモリ領域Bに
記憶する。以上が空燃比補正項誤差検出および記憶ルー
チンである。
【0022】次に補正値演算ルーチンを図bにしたがっ
て説明する。b1でアイドルフィードバック制御中であ
るかを判定する。アイドルフィードバック制御中であれ
ば、b2で目標空燃比λa,λbそれぞれでのフィード
バック分の平均値Ea,Ebの演算がともに終了し、メ
モリ領域A,Bに記憶済みであるかを判定する。
【0023】Ea,Ebの演算および記憶がともに終了
していればb3で目標空燃比がλaからλbに切り替え
るタイミングを検出する。もし切替時であれば空燃比補
正項相対誤差E=Ea−Ebを求め、切替と同時にアイ
ドルフィードバック分からEだけ引いた値を新たにフィ
ードバック分とする。空燃比補正項相対誤差Eが十分に
小さくなるまで空燃比補正項誤差検出および記憶ルーチ
ンと補正値演算ルーチンの処理は繰り返す。
【0024】
【発明の効果】本発明によって目標空燃比がλaからλ
bまで切り替わると同時にアイドルフィードバック分が
空燃比補正項の相対誤差分だけステップ的に変化しλa
とλbの間の空燃比補正項相対誤差を吸収するのでフィ
ードバック制御の遅れを解消され切替時の回転変動が抑
制されアイドル時の安定性の悪化を防ぐことが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般のリーンバーンエンジンにおけるアイドル
制御の構成図。
【図2】従来のアイドル時の空燃比切替時に発生する回
転変動を示す特性図。
【図3】本発明の回転変動が抑制される効果を示す特性
図。
【図4】本発明の実施例におけるエンジン制御装置のシ
ステム構成図。
【図5】本発明を備えたアイドル制御の構成を示す図。
【図6】本発明の空燃比補正項誤差検出および記憶処理
のフローチャート。
【図7】本発明の補正値演算処理のフローチャート。
【符号の説明】
1…エンジン、2…吸気管、3…エアフロセンサ、4…
電子スロットル、5…高圧燃料ポンプ、6…燃料管、7
…燃圧センサ、8…燃料噴射弁、9…EGRバルブ、1
0…点火プラグ、11…排気管、12…触媒、13…排
気O2 センサ、14…水温センサ、15…エンジン回転
数センサ、16…アクセル踏み込み量センサ、17…コ
ントロールユニット。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アイドル時に所定の回転数になるようエン
    ジン制御量をフィードバック制御する手段と広域の空燃
    比で燃焼を行う手段を備えるエンジンの制御装置におい
    て、目標空燃比λaにおけるアイドルフィードバック操
    作量分Eaと目標空燃比λbにおけるアイドルフィード
    バック操作量分Ebを記憶しておき、目標空燃比をλa
    からλbに切り替える要求が発生した場合、切替時に切
    替直前のフィードバック操作量分からe=Ea−Ebだ
    け引いた値を切替直後のフィードバック操作量分とし、
    目標空燃比切替時にeをステップ的に補正することを特
    徴とするエンジンの制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、空燃比切替時にeを目
    標空気量の単位に変換して目標空気量に反映する方法と
    し、装置を電子スロットルあるいは大容量空気バルブと
    したことを特徴とするエンジンの制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、空燃比切替時にeを目
    標燃料噴射量の単位に変換して目標燃料噴射量に反映す
    る方法とし、装置を燃料噴射弁としたことを特徴とする
    エンジンの制御装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、アイドル時のフィード
    バック分をエンジンの各負荷の種類に応じて検知,記憶
    することを特徴とするエンジンの制御装置。
  5. 【請求項5】請求項4において、アイドル時のフィード
    バック分を駆動装置のギア位置毎に検知,記憶すること
    を特徴とするエンジンの制御装置。
  6. 【請求項6】請求項4において、アイドル時のフィード
    バック分をエアコンONとOFFでそれぞれに検知,記
    憶することを特徴とするエンジンの制御装置。
JP4486198A 1998-02-26 1998-02-26 エンジンの制御装置 Pending JPH11241629A (ja)

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JP4486198A JPH11241629A (ja) 1998-02-26 1998-02-26 エンジンの制御装置

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JP4486198A JPH11241629A (ja) 1998-02-26 1998-02-26 エンジンの制御装置

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JPH11241629A true JPH11241629A (ja) 1999-09-07

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JP4486198A Pending JPH11241629A (ja) 1998-02-26 1998-02-26 エンジンの制御装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002081888A1 (fr) * 2001-04-03 2002-10-17 Hitachi, Ltd. Unite de commande de combustion interne
JP2017198152A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社豊田自動織機 Dpf手動再生制御装置

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WO2002081888A1 (fr) * 2001-04-03 2002-10-17 Hitachi, Ltd. Unite de commande de combustion interne
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