JPS59119052A - ガス機関の空燃比制御装置 - Google Patents
ガス機関の空燃比制御装置Info
- Publication number
- JPS59119052A JPS59119052A JP57226525A JP22652582A JPS59119052A JP S59119052 A JPS59119052 A JP S59119052A JP 57226525 A JP57226525 A JP 57226525A JP 22652582 A JP22652582 A JP 22652582A JP S59119052 A JPS59119052 A JP S59119052A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- sensor
- gas
- fuel ratio
- gas engine
- 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.)
- Pending
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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
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス燃料を使用しているガス機関の空燃比制御
装置に関するものである。
装置に関するものである。
ガスを燃料としているガス機関において、三元触媒等を
用いて排気ガス対策を行なうためには、触媒人１」にお
ける空燃比が２＝１であることを必要とするが、このた
めの従来技術としては、ラムダ形の０２センサーを用い
、その信号に基き別途ミキサ一部等にガスインジェクタ
ーで燃料を追加し、その追加量を加減することで目的を
達成している。
用いて排気ガス対策を行なうためには、触媒人１」にお
ける空燃比が２＝１であることを必要とするが、このた
めの従来技術としては、ラムダ形の０２センサーを用い
、その信号に基き別途ミキサ一部等にガスインジェクタ
ーで燃料を追加し、その追加量を加減することで目的を
達成している。
また、従来技術にあっては、前記追加量の変更を０２セ
ンサー出力の変化に同期して行なう点に特徴があり、そ
の方式を第１図に基づき説明すると以下の通りである。
ンサー出力の変化に同期して行なう点に特徴があり、そ
の方式を第１図に基づき説明すると以下の通りである。
まず、第１図の■は、０２センサ一近辺のλ値であり、
それをラムダ形の０２センサーで受け、信号電圧を一定
のスレッショルドレベルで弁別することにより、信号１
１が得られる。
それをラムダ形の０２センサーで受け、信号電圧を一定
のスレッショルドレベルで弁別することにより、信号１
１が得られる。
ガスインジェクターは、一般にパルス幅変調出力により
ガスを噴出せしめるものであるが、信号■は、そのパル
ス幅変調出力のチューティを示しており、制御は＋１の
信号に同期して行なわれ、例えばポイン） （１）でＨ
からＬに変ったのに同期して、信号■のデユーティ−を
減少させる０ この時、信号■は実際のλ値、信号Ｉの変化に比べてタ
イムラグａのおくれを持つため、この分を補う等の理由
により、信号■の切換時にギャップｂの段差を設けるこ
とが一般的である。
ガスを噴出せしめるものであるが、信号■は、そのパル
ス幅変調出力のチューティを示しており、制御は＋１の
信号に同期して行なわれ、例えばポイン） （１）でＨ
からＬに変ったのに同期して、信号■のデユーティ−を
減少させる０ この時、信号■は実際のλ値、信号Ｉの変化に比べてタ
イムラグａのおくれを持つため、この分を補う等の理由
により、信号■の切換時にギャップｂの段差を設けるこ
とが一般的である。
以上の制御によ一す、λ値はほぼ１近辺に制御されるも
のである。
のである。
以上のごとく、従来技術では、タイムラグａの補正をギ
ャップｂの段差を使うことで行ない、全体としてウィン
ド区間内にλ値が入るチャンスの増大をはかつている。
ャップｂの段差を使うことで行ない、全体としてウィン
ド区間内にλ値が入るチャンスの増大をはかつている。
このためには、アクチュエータとしてガスインジェクタ
ーのように極めて高速応答性のよいものの使用が前提と
される。
ーのように極めて高速応答性のよいものの使用が前提と
される。
しかしながら、大容量のガス機関においては、その必要
量を満たすガスインジェクターの設計は困難であり、バ
ルスモ・−タ、電動モータ駆動等により駆動される絞り
弁等、低速アクチュエータの使用が求められる。
量を満たすガスインジェクターの設計は困難であり、バ
ルスモ・−タ、電動モータ駆動等により駆動される絞り
弁等、低速アクチュエータの使用が求められる。
そこで、従来技術にあっては、アクチュエータの方向切
換が０２センサー出力の変化に同期して行なわれるため
、制御シーケンスを、たとえばストアードプログラム方
式で構成するに際し、常時こまかいサンプリングピッチ
で０２センサー出力をチェックする必要がある等の制約
が大きいという問題がある。
換が０２センサー出力の変化に同期して行なわれるため
、制御シーケンスを、たとえばストアードプログラム方
式で構成するに際し、常時こまかいサンプリングピッチ
で０２センサー出力をチェックする必要がある等の制約
が大きいという問題がある。
そこで、本発明は前記従来技術における問題点を解消す
るためになされたものであり、アクチュエータと−して
パルスモータ及び電動弁駆動等比較的応答性のおそいも
のが使用でき、かつ大容量のものも任意に構成できると
共に、そのアクチュエータの操作が０２センサー出力の
切換点と非同期となり、制御プログラムの構成が容易な
ガス機関の空燃比制御装置を提供することを目的とした
ものである。
るためになされたものであり、アクチュエータと−して
パルスモータ及び電動弁駆動等比較的応答性のおそいも
のが使用でき、かつ大容量のものも任意に構成できると
共に、そのアクチュエータの操作が０２センサー出力の
切換点と非同期となり、制御プログラムの構成が容易な
ガス機関の空燃比制御装置を提供することを目的とした
ものである。
即ち、本発明のガス機関の空燃比制御装置は、機関排気
口に０□センサーを有し、かつその部所での空燃比をほ
ぼ」近傍に制御するようにしたガス機関において、ミキ
サーのガス流入口管路上に電気的に操作可能なガス量調
整弁を設けると共に、そのガス量調整弁を制御駆動する
回路部に、該０２センサーの出力に基き空燃比がλ値で
１以下と、１以上の時間比率を算出する手段、該ガス量
調整弁の開度の時間変化を所定周期の三角波状にさせう
る出力手段、更に上記時間比率−に応じて三角波の平均
１１μを増減させて」；記時間比率をほぼ５対５に保ち
うる演算、制御、出力手段を設けたことを特徴としたも
のである。
口に０□センサーを有し、かつその部所での空燃比をほ
ぼ」近傍に制御するようにしたガス機関において、ミキ
サーのガス流入口管路上に電気的に操作可能なガス量調
整弁を設けると共に、そのガス量調整弁を制御駆動する
回路部に、該０２センサーの出力に基き空燃比がλ値で
１以下と、１以上の時間比率を算出する手段、該ガス量
調整弁の開度の時間変化を所定周期の三角波状にさせう
る出力手段、更に上記時間比率−に応じて三角波の平均
１１μを増減させて」；記時間比率をほぼ５対５に保ち
うる演算、制御、出力手段を設けたことを特徴としたも
のである。
以下図面を参照して本発明の実施例におけるガス機関の
空燃比制御装置を説明するが、第２図は本発明の実施例
における空燃比制御装置の構成概念図、第３図は第２図
の空燃比制御装置の制御を説明するための概念図、第４
図は第１図の空燃比制御装置の制御のシ・−ケンスフロ
ーチャートである。
空燃比制御装置を説明するが、第２図は本発明の実施例
における空燃比制御装置の構成概念図、第３図は第２図
の空燃比制御装置の制御を説明するための概念図、第４
図は第１図の空燃比制御装置の制御のシ・−ケンスフロ
ーチャートである。
まず、第２図中、５はガス機関の機関燃焼室であり、吸
気管２上にミキサー８が設けられているが、その内の燃
料ガス供給管１上に電気的に操作１げ能なガス量調整弁
７を１役はている。
気管２上にミキサー８が設けられているが、その内の燃
料ガス供給管１上に電気的に操作１げ能なガス量調整弁
７を１役はている。
図中６は排気管であり、この部分にラムダ形の０２セン
サー４を設け、コントローラ６にみちびかれる。
サー４を設け、コントローラ６にみちびかれる。
以」二の構成からなる本発明の空燃比制御装置は、第３
図に示ずごとく制御することを特徴としたものである。
図に示ずごとく制御することを特徴としたものである。
即ち、第３図において、Ｉは電気的なガス量調整弁７の
全開（ＲＩＣＨ）と全閉（ＬＥＡＮ ）との絞り開度を
示し、１１は０２センサー４の検出値出力を空燃比λ−
１を中心にＬ （ＲＩＣＨ）とＨ（ＬＥＡＮ ） トｌ
ｃ 弁別＋：ｊＪ 能ｔ（レベルでスレッショルドをか
けたものである。
全開（ＲＩＣＨ）と全閉（ＬＥＡＮ ）との絞り開度を
示し、１１は０２センサー４の検出値出力を空燃比λ−
１を中心にＬ （ＲＩＣＨ）とＨ（ＬＥＡＮ ） トｌ
ｃ 弁別＋：ｊＪ 能ｔ（レベルでスレッショルドをか
けたものである。
本実施例にあっては、ガス量調整弁７の開度は、０２セ
ンサー４の値とは別に、常に三角波状に開度をスイング
させる点に特徴があり、また０２センサー４の出力値は
、変化のポイント自体よりも１定区間内での旧ＣＨ，Ｌ
ＥＡＮの時間比率の形で処理したものを使用する。
ンサー４の値とは別に、常に三角波状に開度をスイング
させる点に特徴があり、また０２センサー４の出力値は
、変化のポイント自体よりも１定区間内での旧ＣＨ，Ｌ
ＥＡＮの時間比率の形で処理したものを使用する。
なお、第３図のポイン） （Ｃ） 、 （Ｃ’）・・は
ブログラ入処理のインターバルポイントを示し、またタ
イムラグａはおくれ時間を示している。
ブログラ入処理のインターバルポイントを示し、またタ
イムラグａはおくれ時間を示している。
まず−例として、極端にＬＥＡＮの状態から制御が開始
されたとすると、ポイント（Ｃ）を起点として次の処理
が行なわれる。
されたとすると、ポイント（Ｃ）を起点として次の処理
が行なわれる。
すなわち、基本的には、このポイン） （Ｃ’ｌからガ
ス量調整弁７の開度は一定量Ａだけ開方向に一定速度で
動かし、次に同じ量Ａだけ閉方向に動かすことで次のポ
イン） （Ｃ）に至るはずであるが、それ以前の０２セ
ンサー４のＲＩＣＨ／ＬＥＡＮの（時間比がＬＥＡＮ
１００ ％であるため、Ａ十αだけ開方向、その後Ａ−
αだけ減方向へ操作する。
ス量調整弁７の開度は一定量Ａだけ開方向に一定速度で
動かし、次に同じ量Ａだけ閉方向に動かすことで次のポ
イン） （Ｃ）に至るはずであるが、それ以前の０２セ
ンサー４のＲＩＣＨ／ＬＥＡＮの（時間比がＬＥＡＮ
１００ ％であるため、Ａ十αだけ開方向、その後Ａ−
αだけ減方向へ操作する。
このためポイント（Ｃうでは、ポイント（Ω）よりθだ
け三角波の平均開度が開側にずれるものであるが、これ
と同時に区間ｄの間で新たに０２センサーの時間比を算
出し、次の制御区間ｄ′での制御におけるα決定へのデ
ータとする。
け三角波の平均開度が開側にずれるものであるが、これ
と同時に区間ｄの間で新たに０２センサーの時間比を算
出し、次の制御区間ｄ′での制御におけるα決定へのデ
ータとする。
かかる制御をくり返していくと、やがてｏ２センサ一時
間比率が５０チ程度の所へ到達することは第３図から明
らかであり、それをこえると、今度は逆にＡ−αだけ開
方向、Ａ＋αだけ閉方向へスイングするべく制御するこ
とで、常に時間比率が５０チ近辺に制御されうるちので
ある。
間比率が５０チ程度の所へ到達することは第３図から明
らかであり、それをこえると、今度は逆にＡ−αだけ開
方向、Ａ＋αだけ閉方向へスイングするべく制御するこ
とで、常に時間比率が５０チ近辺に制御されうるちので
ある。
こうすることにより。空燃比λ−１近辺への制御が達成
されるが、第４図は上記制御のフローチャートを例示し
たものである。
されるが、第４図は上記制御のフローチャートを例示し
たものである。
なお、第２図におけるコントローラ６の内、６１は０２
センサー４の入力の前処理回路、６２は中央処理回路、
６６は出力増幅器である。
センサー４の入力の前処理回路、６２は中央処理回路、
６６は出力増幅器である。
また、ガス量調整弁７は、電動モータ方式可変絞り弁な
いしは、パルスモータＦＥ ｕＪ弁など公知技術が任意
に使用できる。
いしは、パルスモータＦＥ ｕＪ弁など公知技術が任意
に使用できる。
更に、中央処理回路６２には、例えばマイクロコンピュ
ータの使用が可能であり、前記０２センサー４の出力を
受けて、時間比率を算出する部分は、ハードウェアロジ
ックとしてｏ２センサー４の人口の前処理回路６１に含
めるか、デたはソ、１ フトロシックとして中央処理回路６２に含めるが□ は任意である。
ータの使用が可能であり、前記０２センサー４の出力を
受けて、時間比率を算出する部分は、ハードウェアロジ
ックとしてｏ２センサー４の人口の前処理回路６１に含
めるか、デたはソ、１ フトロシックとして中央処理回路６２に含めるが□ は任意である。
なお、′□αの決定ロジックは、時間比率が５０％を境
にして固定値を使い、ＯＮ ／ ＯＦＦ制御的に接近さ
せるか、または５０チからの偏差量とαに対応をもたせ
比例制御的に接近させるかは任意である。
にして固定値を使い、ＯＮ ／ ＯＦＦ制御的に接近さ
せるか、または５０チからの偏差量とαに対応をもたせ
比例制御的に接近させるかは任意である。
従って、本発明の空燃比制御装置を、ガスを燃料として
使用しているガス機関に適用すれば、アクチュエータと
してパルスモータ、電動弁駆動など比較的応答性のおそ
いものが使用でき、大容量のものも任意に構成できると
いう利点があり、更にアクチュエータの操作が０２セン
サー出力の切換点と非同期となるため、制御プログラム
の構成が容易になるという効果がある。
使用しているガス機関に適用すれば、アクチュエータと
してパルスモータ、電動弁駆動など比較的応答性のおそ
いものが使用でき、大容量のものも任意に構成できると
いう利点があり、更にアクチュエータの操作が０２セン
サー出力の切換点と非同期となるため、制御プログラム
の構成が容易になるという効果がある。
なお、本発明は主として、０□センサーによるフィード
バック制御を要するガス機関一般に対して有効に適用す
ることができる。
バック制御を要するガス機関一般に対して有効に適用す
ることができる。
第１図は従来技術における空燃比制御方式における０２
センサーの信号電圧及びそれに対応した制御信号の波形
を示す概念図であり、第２図は本発明の実施例における
空燃比制御装置の構成概念図、第３図は第２図の空燃比
制御装置の制御を説明するための概念図、第４図は第１
図の空燃比制御装置の制御のシーケンスフローチャート
である。 １・・・燃料ガス供給管、２・・・吸気管、４・・・０
□センサー、６・・・コントローラ、７・・・ガス量調
整弁、８・ミキサー。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎下和彦
センサーの信号電圧及びそれに対応した制御信号の波形
を示す概念図であり、第２図は本発明の実施例における
空燃比制御装置の構成概念図、第３図は第２図の空燃比
制御装置の制御を説明するための概念図、第４図は第１
図の空燃比制御装置の制御のシーケンスフローチャート
である。 １・・・燃料ガス供給管、２・・・吸気管、４・・・０
□センサー、６・・・コントローラ、７・・・ガス量調
整弁、８・ミキサー。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎下和彦
Claims (1)
- 機関排気口に０２センサーを有し、かつその部所での空
燃比をほぼ１近傍に制御するようにしたガス機関におい
て、ミキサーのガス流入口管路上に電気的に操作可能な
ガス量調整弁を設けると共に、そのガス量調整弁を制御
駆動する回路部に、該０２センサーの出力に基き空燃比
が１以下と、１以上の時間比率を算出する手段、゛該ガ
ス量調整弁℃開度の時間変化を所定周期の三角波状にさ
せつる出力手段、更に上記時間比率に応じて三角波の平
均値を増減させて上記時間比率をほぼ５対５に保ちつる
演算、制御、出力手段を設けたことを特徴とするガス機
関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226525A JPS59119052A (ja) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226525A JPS59119052A (ja) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119052A true JPS59119052A (ja) | 1984-07-10 |
Family
ID=16846488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57226525A Pending JPS59119052A (ja) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119052A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5523338A (en) * | 1978-08-03 | 1980-02-19 | Nippon Denso Co Ltd | Air-fuel-ratio controller |
| JPS56126648A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-03 | Fuji Heavy Ind Ltd | Air-fuel ratio controlling apparatus |
-
1982
- 1982-12-25 JP JP57226525A patent/JPS59119052A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5523338A (en) * | 1978-08-03 | 1980-02-19 | Nippon Denso Co Ltd | Air-fuel-ratio controller |
| JPS56126648A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-03 | Fuji Heavy Ind Ltd | Air-fuel ratio controlling apparatus |
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