JPS6130136B2 - - Google Patents

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JPS6130136B2
JPS6130136B2 JP55093142A JP9314280A JPS6130136B2 JP S6130136 B2 JPS6130136 B2 JP S6130136B2 JP 55093142 A JP55093142 A JP 55093142A JP 9314280 A JP9314280 A JP 9314280A JP S6130136 B2 JPS6130136 B2 JP S6130136B2
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JP
Japan
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control signal
air
fuel ratio
engine
control
Prior art date
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Application number
JP55093142A
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English (en)
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JPS5718439A (en
Inventor
Katsuyoshi Iida
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.)
Matsuda KK
Original Assignee
Matsuda KK
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Publication date
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Priority to US06/279,214 priority patent/US4397279A/en
Publication of JPS5718439A publication Critical patent/JPS5718439A/ja
Publication of JPS6130136B2 publication Critical patent/JPS6130136B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
    • F02D41/1488Inhibiting the regulation
    • F02D41/1491Replacing of the control value by a mean value

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの空燃比制御装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
車両用エンジンにおいては、従来より、吸気通
路途中の気化器でベンチユリー負圧によつて燃料
を気化霧化して吸入混合気を生成し、これをエン
ジンに供給するという方式が広く採用されている
が、この場合混合気の空燃比はこれを運転状態の
変化に対して常に一定の設定値に維持することが
困難である。
そこで従来の車両用エンジンでは、その対策と
して、排気通路に酸素濃度センサ(排気センサ)
を設けて、吸入混合気と密接な関係にある排気ガ
ス中の酸素濃度を検出し、その濃度検出出力に応
じて空燃比をフイードバツク制御することが行な
われており、このような空燃比制御装置の1例と
しては、例えば特公昭54−25973号公報に示され
るものがある。
ところでこのような空燃比のフイードバツク制
御系においては、フイードバツク制御信号により
気化器側で空燃比を調整する一方、エンジンに供
給される実際の混合気の空燃比の状態を排気側で
酸素濃度センサで検出してこれに基づいて上記フ
イードバツク制御信号を演算作成するようにして
いるため、必然的に制御系の時間遅れが生じるこ
ととなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに従来の空燃比制御装置では、単に空燃
比をフイードバツク制御するようにしていたの
で、空燃比のばらつきが少ないエンジンの定常運
転時には制御系の時間遅れに起因してフイードバ
ツク制御信号にハンチング現象が起こり、空燃比
を最適の設定空燃比に保つことができないという
欠点があつた。
即ち、このハンチング現象によつてエンジンに
供給される混合気の空燃比は設定値に比較して濃
すぎる場合と薄すぎる場合とが交互にあらわれ、
その繰り返し周期は前記遅れ時間に依存し、又制
御利得が一定の場合には設定空燃比からのずれの
振幅、つまりハンチング振幅は遅れ時間が長いほ
ど大きくなつた。
このため、特公昭53−35219号公報に見られる
ように、上記遅れ時間がエンジン回転数と密接な
関係をもつことに着目し、エンジン回転数に応じ
てフイードバツク制御信号の制御利得を変化させ
るようにしたものが提案されているが、この種の
従来装置では、依然としてハンチング現象が残る
うえ、空燃比が設定値から大幅にずれた状態で制
御利得が大きい状態から小さい状態に切換えられ
た時空燃比が設定値にフイードバツク制御される
まで時間がかかる問題がある。
この発明は、かかる問題点に鑑み、定常運転時
において制御系の時間遅れに起因するハンチング
現象を防止して空燃比を設定値に制御できるエン
ジンの空燃比制御装置を提供せんとするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
そこでこの発明に係るエンジンの空燃比制御装
置は、 排気ガス成分の濃度を検出する排気センサと、 排気センサの濃度検出信号から空燃比の状態を
判断して増加又は減少する制御信号を出力する一
方、制御信号の上限値と下限値との平均値が2回
以上連続して同一のときは上記平均値に固定保持
した制御信号を出力する制御信号作成装置と、 この制御信号に応じて空燃比を調整する燃料調
量装置とを設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、排気センサで排気ガス成
分の濃度が検出されて濃度検出信号が出力される
と、制御信号作成装置でこの濃度検出信号が反転
したか否か、反転した場合にはその制御信号の上
限値と下限値との平均値が少なくとも2回連続し
て同一か否かが判別され、濃度検出信号が反転し
ていない場合、及び反転した場合であつても平均
値が2回連続して同一でない場合には非定常運転
時と判断されて濃度検出信号に応じて増加又は減
少する制御信号が出力され、この増加又は減少す
る制御信号に応じて燃料調量装置で空燃比が調整
され、こうして通常のフイードバツク制御が行な
われて空燃比は設定値に確実に調整される。
一方、濃度検出信号が反転した場合であつて制
御信号の平均値が2回以上連続して同一である場
合には、定常運転時と判断されて、制御信号作成
装置から上記平均値に固定保持した制御信号が出
力され、今度はこの平均値に固定保持した制御信
号に応じて燃料調量装置で空燃比が調整され、こ
うして空燃比は最適値に維持される。
〔実施例〕
以下この発明の一実施例を図を用いて説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例によるエンジンの
空燃比制御装置を示し、図において、1はエンジ
ン、2はエンジン1の吸気通路3に取付けられた
吸気負圧センサ、4はエンジン1の排気通路5に
取付けられた酸素濃度センサ、6は吸気負圧セン
サ2の検出出力と酸素濃度センサ4の検出出力と
から混合気の空燃比を制御するための制御信号を
作成する制御信号作成装置としてのコンピユー
タ、7は例えばエアブリードを開閉する電磁弁か
らなるアクチユエータ8を介して上記制御信号に
より作動され、該制御信号に応じて混合気の空燃
比を調整する燃料調量装置(気化器)である。な
お図中、9は気化器のエアクリーナ、10は排気
通路5に設けられた触媒装置である。
また第2図は第1図のコンピユータ6の内部構
成を示し、図中11は中央処理装置、12はメモ
リ、13は酸素濃度センサ4の検出出力を入力す
るための入力インタフエース回路、14はアクチ
ユエータ8に対し制御信号を出力するための出力
インタフエース回路、15は吸気負圧センサ2の
出力を入力するためのアナログマルチプレクサ、
16はアナログマルチプレクサ15の出力をAD
変換するAD変換器、17は上記各装置11,1
2,13,14,16間でアドレス信号およびデ
ータをやりとりするためのアドレス・データバ
ス、18は上記各装置11,12,13,14,
15,16間でコントロール信号をやりとりする
ためのコントロールバスである。
まず第1図の空燃比制御装置の動作の概略を説
明する。エンジン1の任意の運転状態において、
酸素濃度センサ4は排気ガス中の酸素濃度を検出
し、その濃度検出信号をコンピユータ6に送る。
また吸気負圧センサ2は吸気通路3の吸気負圧を
検出し、その吸気負圧検出信号をコンピユータ6
に送る。コンピユータ6においては、上記酸素濃
度センサ4の濃度検出信号は入力インタフエース
回路13を介して中央処理装置11に送られ、ま
た吸気負圧センサ2の吸気負圧検出信号はアナロ
グマルチプレクサ15およびAD変換器16を介
して中央処理装置11に送られる。中央処理装置
11は上記濃度検出信号から空燃比の状態が濃い
か薄いかを判断し、濃い場合にはアクチユエータ
8に出力する制御信号のデユーテイ比を大きくし
て空燃比を薄くする方向に制御せしめ、薄い場合
にはアクチユエータ8に出力する制御信号のデユ
ーテイ比を小さくして空燃比を濃くする方向に制
御せしめる。その結果制御信号のデユーテイ比は
第3図に示すような波形を持つて変化することと
なる。即ち、空燃比が濃い場合には制御信号のデ
ユーテイ比は第3図のaに示すように直線的に増
加する。そしてこれにより空燃比が薄くなつて酸
素濃度センサ4の出力が反転すると、今度は制御
信号のデユーテイ比は図のbに示すように直線的
に減少して空燃比を濃くするように働く。そして
そのため空燃比が濃くなつて酸素濃度センサ4の
出力の増減の状態が再び反転すると、今度は制御
信号のデユーテイ比は再び図のcに示すように直
線的に増加して空燃比を薄くさせるように働く。
そして次も上記と同様に図のdのように空燃比を
濃くするように働く。このような動作において制
御信号のデユーテイ比の上限値U1、U2と下限値
L1、L2の平近値U+L/2、L+U/2、U
+L/2が2回 以上継続して同じである、即ちU+L/2=L
/2 =U+L/2となると、コンピユータ6はそのこと を検出して制御信号のデユーテイ比を第3図のe
に示すようにその平均値に固定保持せしめる。
このように制御信号のデユーテイ比の上限値お
よび下限値の平均値が2回以上継続して同じにな
るのは、エンジンが定常状態にある場合である
が、本装置はこのようなエンジンの定常状態にお
いて制御信号のデユーテイ比を一定の値に固定保
持することにより、混合気の空燃比を一定の設定
空燃比に保持し、空燃比のハンチング現象を発生
しないようにしているものである。
次にコンピユータ6の動作を第4図のフローチ
ヤートを用いてより詳細に説明する。
まずコンピユータ6はその動作開始
(START)時にフラツグをリセツト(演算段階
A、以下単にAと記す)し、すべてのメモリをク
リア(B)する。そしてフラツグは立つているか否か
を判断(C)し、NOの場合は酸素濃度センサ信号を
入力(D)する。そしてこのセンサ信号が反転したか
否かを判断(E)し、YESの場合には酸素濃度セン
サ信号が反転した瞬間の制御信号のデユーテイ
比、即ちデユーテイ比の上限値または下限値d4
メモリ番地D4に書込む(F)。ここでは簡単のため
一部の動作説明を省略し、今の時点より3回前ま
での制御信号のデユーテイ比の上限値または下限
値d1、d2、d3は既にメモリ番地D1、D2、D3に書
込まれているものとしている。そして次にメモリ
番地D8の内容とメモリ番地D4の内容との平均値
をとり、その値をメモリ番地M3に書込む(G)。こ
の場合、メモリ番地M1、M2には既にメモリ番地
D1、D2、D3の内容の平均値(D1+D2)/2、(D2
+D3)/2が書込まれているものとしている。そ
してメモリ番地M1とM2の内容が等しいか否かの
判断(H)をし、YESの場合には続いてメモリ番地
M2とM3の内容が等しか否かの判断(I)をし、YES
であれば(これは制御信号のデユーテイ比の上限
値と下限値の平均値が2回継続して同じであつた
場合である)吸気負圧センサの信号を入力(J)す
る。そして吸気負圧が変化したか否かの判断(K)を
行ない、NOであれば運転状態が変化していない
ことを意味するので、制御信号のデユーテイ比を
上記平均値M1に固定(L)し、フラツグを立てる
(M)。上記判断(K)の結果がYESであれば、空燃
比のフイードバツク制御を続けなければいけない
のでフラツグをリセツト(N)し、空燃比が濃い
か否かの判断(O)をする。YESであれば空燃
比を薄くするためにデユーテイ比を大きく(P)
し、NOであれば空燃比を濃くするためにデユー
テイ比を小さく(Q)する。そして演算段階M、
P、Qの後はいずれの場合でもデユーテイ比の制
御された制御信号を出力(R)する。
以上の動作において演算段階E、H、Iの判断
結果がNOの場合はいずれの場合もフイードバツ
ク制御を続けなければならないので、演算段階N
に入り、上記で説明したのと同様の動作を行な
う。
制御信号を出力したのちは再び演算段階Cに入
り、フラツグが立つていれば制御信号を固定して
いる訳であるから、演算段階Kに入つて吸気負圧
が変化したか否か、すなわち運転状態が変化した
か否かを判断し、変化していなければ制御信号を
固定(L)しつづけ、吸気負圧が変化していれば設定
空燃比を変化させる必要があるので、フラツグを
リセツト(N)したのち演算段階O以下の空燃比
のフイードバツク制御を再び開始する。
また演算段階Cにおいてフラツグが立つていな
ければフイードバツク制御を行なつている状態で
あるので、演算段階D以下に入つて制御信号の監
視を行なう動作を繰り返す。
なお上記実施例では制御信号をデユーテイ比の
可変なデイジタル信号とし、制御信号作成装置を
デイジタル演算を行なうコンピユータにより構成
した場合について説明したが、制御信号はアナロ
グ信号とし、制御信号作成装置をアナログ回路に
より構成してもよいものである。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、排気センサ
の濃度検出信号から空燃比の状態を判断して制御
信号を増加または減少し、該制御信号の上限値と
下限値との平均値が2回以上継続して同一のとき
は制御信号を上記平均値に固定保持するようにし
たので、空燃比のフイードバツク制御を行なうと
ともに、エンジンの定常運転状態においては制御
信号のハンチングを防止して空燃比を最適の空燃
比に維持できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるエンジンの
空燃比制御装置の構成図、第2図は第1図のコン
ピユータのブロツク構成図、第3図は上記実施例
の制御信号の波形図、第4図は第1図のコンピユ
ータの動作説明のためのフローチヤート図であ
る。 4……排気センサ(酸素濃度センサ)、6……
制御信号作成装置(コンピユータ)、7……燃料
調量装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エンジンの排気ガス成分の濃度を検出し濃度
    検出信号を出力する排気センサと、 上記濃度検出信号が反転したか否かを判別し、
    反転していない場合上記濃度検出信号に応じて単
    調に増加または減少する制御信号を出力し、反転
    した場合その制御信号の上限値と下限値との平均
    値が少なくとも2回連続して同一か否かを判別
    し、同一でないとき上記濃度検出信号に応じて単
    調に増加または減少する制御信号を出力し、同一
    のとき上記平均値に固定保持された制御信号を出
    力する制御信号作成装置と、 この制御信号作成装置の制御信号に応じてエン
    ジンの空燃比を調整する燃料調量装置とを備えた
    ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
JP9314280A 1980-07-07 1980-07-07 Fuel-air ratio controller for engine Granted JPS5718439A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9314280A JPS5718439A (en) 1980-07-07 1980-07-07 Fuel-air ratio controller for engine
US06/279,214 US4397279A (en) 1980-07-07 1981-06-30 Air-fuel ratio control system for an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

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JP9314280A JPS5718439A (en) 1980-07-07 1980-07-07 Fuel-air ratio controller for engine

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Publication Number Publication Date
JPS5718439A JPS5718439A (en) 1982-01-30
JPS6130136B2 true JPS6130136B2 (ja) 1986-07-11

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ID=14074268

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