JPS59224433A - 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

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JPS59224433A
JPS59224433A JP9908583A JP9908583A JPS59224433A JP S59224433 A JPS59224433 A JP S59224433A JP 9908583 A JP9908583 A JP 9908583A JP 9908583 A JP9908583 A JP 9908583A JP S59224433 A JPS59224433 A JP S59224433A
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JP
Japan
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amount
fuel
valve
air
fuel ratio
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Pending
Application number
JP9908583A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Tanaka
田中 満男
Isao Azuma
東 功
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Priority to JP9908583A priority Critical patent/JPS59224433A/ja
Publication of JPS59224433A publication Critical patent/JPS59224433A/ja
Pending 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
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2496Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories the memory being part of a closed loop

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • 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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気管内の酸素濃度に応じて燃料追加量を増
減するととKよシ空燃比を所定の値に制御するようにし
たガス機関の空燃比制御装置の改良に関するものである
例えば、三元触媒などを用いて排気ガス対策を行なう場
合には、触媒入口において空燃比がλ=1であることを
要するため、第1図に示すような燃料追加量調整弁(1
)を用いて空燃比を制御することが一般に行なわれてい
る。この燃料追加量調整弁〔1)は、ニードルテーパ弁
(2)をステップモータなどの電気的アクチュエータ(
3)Kよって駆動して弁開度を調整するものであシ、定
期的に排気管内の酸素濃度を02センサで検出し1、こ
の検出結果をフィードバックしてニードルテーバ弁(2
)のリフト量をm整することKよって空燃比を制御して
いる。
このような制御における二〜ドルテーバ弁(2)のリフ
ト量と、これに対応した燃料追加m、の変化パターンの
一例を示すと、それぞれ第2図の(a)及び(b)のよ
うになる。”すなわち、リフト量をUあるいはDのよう
に直線的に変化させても、燃料追加量はU′あるいはD
′のように曲線的に変化する。
また0!センサの検出信号により、X点でリーン(LE
AN)からリッチ(RICH)fc、 Y点でリッチか
らリーンにそれぞれ切換ったと判定された場合に、制御
系の時間遅れを修正し、極力λ=1近傍のクインド区聞
に合致する時間を確保するために、S□あるいはS、の
ようにステップ状にリフトmを一定量だけ変化させると
、S′1あるいu:s′2のように時間遅れの修正が不
足あるいは過剰となるのである。
このように、燃料追加量の変化パターンがニードルテー
バ弁(2)の位置の変化、すなわぢリフト量の変化パタ
ーンに対して歪を生ずるのは、第3図に示すように両者
の間に非線形的な関係があって、実際の燃料量が弁位置
の変化に対して比例しないためであり、この結果、クイ
ンド区間に合致する運転時間が少なくなシ、結果として
エミッションの悪化をまねくという問題点があった。
本発明はこの点に着目し、弁位置と燃料追加量の実際値
との間の非線形的な関係を補正し、燃料追加量の増減を
適正に行なうことのできるガス機関の空燃比制御装置を
提供することを目的としてなされたものであシ、電気的
アクチュエータによって弁位置を操作される燃料追加量
増減手段と、燃料追加量増減手段の弁位置と燃料追加量
の実際値との同の非線形的なりJ係を補正データとして
記憶する記憶手段と、02センサの検出信号に基づいて
燃料追加量を算出し、算出結果を燃料追加量増減手段の
弁位置及び記憶手段に記憶された補正データに基づいて
補正した弁操作信号を出力する演算手段と、演算手段の
弁操作信号に応じて燃料追加量増減手段の電気的アクチ
ュエータを駆動する出力制御手段とを備えたことをIF
!J−欲としている〇すなわち、本発明においては、演
算手段から出力される弁操作信号は弁位置と燃料追加量
との非線形的な関係が補正されたものとなっているので
、例えばニードルテーバ弁を有する燃)ト追加蛍調整弁
のように、比較的大8几のアクチュエータとして適して
いる反曲、極端な非線形出力特性を持つものを燃料jB
加加増増減手段して用いても、なお広範囲Qてわたって
良好な制御特性を得ることが可能となシ、用いられる燃
料追加量調整弁の種類などに対する制約をなくすことが
できるのである。
以下、図示の一実施例により本発明を具体的に説すjす
る。
第4図は本天施例の概念系統図であり、(5)は根囲燃
焼室、(6)は吸気管、(7)は排気管を示す。吸気管
(6)のライン上には、ミキサー(8)及びスロットル
(9)が設けられ、更にミキサー(8)をバイパスする
形で第1図に示した構造の燃料追加量調整弁(1)が設
けられておす、寸だ排気管(7)のライン上には、ラム
グ形の02センサ(1りと三元触媒(12)が設けられ
てbる。(l萄は燃料追加五F#、!lI整弁(1)の
弁位置を検出する位置中ンサである。(15)はコント
ローラであって、伝えばマイクロコンピュータが用いら
れており、マイクロコンピュータlrJ、 CPU Q
6ン、ROM (+7)、RAM Q8)、コンパレー
タやA/D変換器等からなる入力インター7エース(+
9)、パワートランジスタ等からなる出力インターフェ
ースいJ)などを備えている。0.センサ(1すと位置
センサθ3)の検出信号はそれぞれ入力インターフェー
スQ9)を経てコントローラ0荀に入力され、CPU 
(18)による演算結果は弁操作信号として出力インタ
ーフェース(イ)を経て出力され、燃料追加:f′!、
調整弁(1)の電気的アクチュエータ(3)を駆動し、
ニードルテーバ弁(2)のリフト量を制御するのである
。(24はガス燃料、瞥は空気、(24)は排気ガスを
示す0 次に、上記構成の装@傾おける制御について、第5図に
示す制御フローチャートとともに説明する。寸ず、ステ
ップ1において0□センサ01)の検出信号を適当なサ
ンプリング間隔で入力し、検出結果に応じて02センサ
(Il)の近傍における空燃比をλ=1妊するだめの燃
料迫th量を算出する。この算出結果を図示すると、第
2図の(a)に示したようなパターンとなる。図中のX
点およびY点は、0゜センサ(1すの検出出力が一定の
基準値に対して大または小となり、リッチあるいはり−
ンへの状態反転があったと判断される点であり、この時
点で燃拐追加J■(の増減方向が反転する0 従来は、この算出結果をそのまま弁操作信号として出力
していたのであるが、本装置においては次のような手段
で補正が行なわれる。すなわち、燃料追加量調整弁(4
)の持つ非線形特性、つまりニードルデーパ弁(2)の
位置と実際の燃料追加量との関係を、第6図に示すよう
に使用領域を対象としていくつかの区間、例えばA、B
、Cの三つの区間に分割し、それぞれの区間ごとの補正
定数を求め、数表の形でROM07)に記憶してあシ、
ステップ2において位置センサ03)の検1」」信号を
適当なラーンプリング間隔で入力し、区間に応じた補正
定数をステップ1での算出結果に乗する演算が行なわれ
る。この補正演算の結果は第2図の(C)に示すような
パターンとなっており、これをステップ3で弁操作信号
として出力し、ステップ4で電気的アクチュエータ(3
)を駆動して弁位置を調整することにより、第2図の(
a)に対応した第2図の(d)のような実際の燃料追加
量のパターンが得られ、非線形特性が補正されて適正な
制御が行なわ九るのである。
従って、この実施例の場合には、比較的大容量のアクチ
ュエータとして適しており、しかも非線形出力特性を持
つニードルテーバ弁式の燃料・追加量調整弁を支障なく
使用することができるので、主として中、大容量のガス
機関に適した02センサツイ一ドバツク式の空燃比制御
装置が容易に得られるのである。
力お、燃料追加量増減手段としては、上記以外の他の形
式のi=弁を使用することも可能でありそれぞれの調整
弁の特性に応じて求められた第6図に対応する補正デー
タを用いて、補正演算を行なえばよい。また、実施例に
示した位誼セン+/″0萄は、電気的アクチュエータ(
3)としてパルスモータを使用した場合には省略するこ
とができる。これは、コントローラ(+5)において、
パルスモークに対して出力するパルス列の数を正逆の回
転方向をも含めて増減カクントすることにより、弁位E
を演算推定できるからである。しかし、アクチュエータ
としては例えば単なる電動モータ弁、あるいはサーボソ
レノイド弁等の使用も可能であり、このような場合には
、位置センサθ(6)によって弁位置を検出することが
必要である0 上述の実施例からも明らかなように、本発明は燃料追加
量増減手段の弁位置と燃料追加量の実際値との同の非線
形的な関係を補正する補正演算を行ない、補正された弁
操作信り・によって燃料追加量を制御するようにしてお
り、燃料追加量増減手段として非線形な特性を有するS
lを整弁を用いて空燃比を適正に制御することが可能と
なるのである0
【図面の簡単な説明】
@1図は燃料追加二バト調整弁の一例の概略断面図、第
2図は弁のリフトfttと燃料追加量の変化パターンの
一例を示す図で、(a) (b)は従来例、(cXd)
は本発明の一実施例である。第3図は弁位置と燃料追加
量の非線形な関係の一例を示す図、第4図は本発明の一
実施例の概念系統図、第5図は同上の制御フローチャー
ト、第6図は補正データとして用いる弁位置と燃料追加
量の関係を示す図であるO +1+・・・燃料追加量調整弁、(2)・・・ニードル
テーバ弁、(3)・・・電気的アクチュエータ、(5)
・・・機関燃焼室、(6)・・・吸気管、(7)・・・
排気管、(8)・・・ミキサー、(lす・・・02セン
サ、03)・・・位置センサ、θ〜・・・コントローラ
、(+6)・・・CPU 、 (+7)・・・ROM 
、 (19)・・・入力インターフェース、(財)・・
・出力インターフェース。 特許出願人  ヤンマーディーゼル株式会社代理人 ブ
ト理士篠 1) 實 第2図 第3図 →イヤ イ弘寥1 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)機関の排気管内の酸素濃度を0□センサにより検
    出し、この検出信号をフィードバックして燃量追加量を
    増減すること忙よシ、空燃比を所定の値に制御するよう
    に構成されたガス機関の空燃比制御装置において、 電気的アクチュエータによって弁位置を掃作される燃料
    追加量増減手段と、 燃料追加量増減手段の弁位置と燃料・追加量、の実際値
    との間の非線形的な関係を補正データとして記憶する記
    憶手段と、 02センサの検出信号に基づいて燃料追加量を算出し、
    算出結果を燃料追加量増減手段の弁位置及び記憶手段に
    記憶された補正データに基づいて補正した弁操作信号を
    出力する演算手段と、 演算手段の弁操作信号に応じて燃料追加量増減手段の電
    気的アクチュエータを駆動する出力制御手段 とを備えたことを特徴とするガス機関の空燃比制御装置
JP9908583A 1983-06-02 1983-06-02 ガス機関の空燃比制御装置 Pending JPS59224433A (ja)

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