JPS6132488B2 - - Google Patents
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- JPS6132488B2 JPS6132488B2 JP52042500A JP4250077A JPS6132488B2 JP S6132488 B2 JPS6132488 B2 JP S6132488B2 JP 52042500 A JP52042500 A JP 52042500A JP 4250077 A JP4250077 A JP 4250077A JP S6132488 B2 JPS6132488 B2 JP S6132488B2
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- Japan
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- air
- fuel ratio
- amount
- fuel
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
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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
- 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
- F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
- F02D41/1487—Correcting the instantaneous control value
-
- 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
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
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】
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関し、更
に詳述すればエアフローメータの過渡特性補正回
路を備えた空燃比制御装置に関する。
に詳述すればエアフローメータの過渡特性補正回
路を備えた空燃比制御装置に関する。
空燃比制御装置例えば電子制御燃料噴射装置に
おいては、吸入空気量、エンジン回転速度及びそ
の他のエンジンパラメータ（気温，冷却水温等）
に基づいて燃料噴射量を算出し、運転条件に応じ
て適切な空燃比の混合気をエンジンに供給してい
る。また最近、自動車の有害排気ガスを減少させ
るための一方法として吸入空気量、エンジン回転
速度に基づいて基本的な燃料噴射制御をおこない
さらに、エンジンの排気ガス成分に関する情報に
よつて燃料噴射量を補正するフイードバツク方式
の空燃比制御装置が提案されている。
おいては、吸入空気量、エンジン回転速度及びそ
の他のエンジンパラメータ（気温，冷却水温等）
に基づいて燃料噴射量を算出し、運転条件に応じ
て適切な空燃比の混合気をエンジンに供給してい
る。また最近、自動車の有害排気ガスを減少させ
るための一方法として吸入空気量、エンジン回転
速度に基づいて基本的な燃料噴射制御をおこない
さらに、エンジンの排気ガス成分に関する情報に
よつて燃料噴射量を補正するフイードバツク方式
の空燃比制御装置が提案されている。
この方式は、例えば第１図に示すごとく、エン
ジンの排気ガス成分（例えばO2，CO，CO2，
HC，NOx等）の濃度を排気管に設けた排気セ
ンサで検出し、該排気センサの出力と基準値
Ｖs（例えば設定空燃比に対応した値）との偏差
を偏差検出回路（差動増幅器，比較器等）で検
出し、制御回路によつて上記偏差に応じた制御
信号（例えば偏差に比例する比例分信号，又は偏
差を積分した積分分信号，もしくはこれら両信号
を加算した信号等）を作り、その制御信号に基づ
いて燃料噴射装置（燃料噴射装置は基本的には
吸入空気量，エンジン回転速度に基づいて制御さ
れている）の燃料噴射量をフイードバツク制御す
ることにより、エンジンに供給する混合気の空
燃比を設定空燃比に維持するように構成されてい
る。
ジンの排気ガス成分（例えばO2，CO，CO2，
HC，NOx等）の濃度を排気管に設けた排気セ
ンサで検出し、該排気センサの出力と基準値
Ｖs（例えば設定空燃比に対応した値）との偏差
を偏差検出回路（差動増幅器，比較器等）で検
出し、制御回路によつて上記偏差に応じた制御
信号（例えば偏差に比例する比例分信号，又は偏
差を積分した積分分信号，もしくはこれら両信号
を加算した信号等）を作り、その制御信号に基づ
いて燃料噴射装置（燃料噴射装置は基本的には
吸入空気量，エンジン回転速度に基づいて制御さ
れている）の燃料噴射量をフイードバツク制御す
ることにより、エンジンに供給する混合気の空
燃比を設定空燃比に維持するように構成されてい
る。
そしてこの設定空燃比を、例えば排気浄化装置
（触媒装置、リアクタ装置等）の最適動作点に
設定すれば、各種の運転状態において排気ガス中
の有害成分を効率よく減少させることが出来る。
（触媒装置、リアクタ装置等）の最適動作点に
設定すれば、各種の運転状態において排気ガス中
の有害成分を効率よく減少させることが出来る。
例えば、排気浄化装置としてCO及びHCの酸化
とNOxの還元とを同時に行なう三元触媒装置を用
いる場合には、設定空燃比を理論空燃比近傍の値
に設定する。
とNOxの還元とを同時に行なう三元触媒装置を用
いる場合には、設定空燃比を理論空燃比近傍の値
に設定する。
上記のごとき空燃比制御装置において、吸入空
気量を計測する装置としては、一般に第２図に示
すごときエアフローメータが用いられている。
気量を計測する装置としては、一般に第２図に示
すごときエアフローメータが用いられている。
第２図において、１は空気流入口（エアクリー
ナ側）、２は空気流出口（スロツトルバルブ側）
である。また３はフラツプであり、フラツプ３の
前後の圧力差（P0―P1）による軸４を中心とした
回転モーメントと、図示しないリターンスプリン
グ（フラツプ３を常に閉じる方向に付勢する）の
力とが釣合つた点でフラツプ３は静止する。そし
てその時の回転角θにより、軸４と連動するポテ
ンシヨメータの値が決定し、その値から吸入空気
量を算出することが出来る。なおダンパ５及びダ
ンパ室６は、吸入空気の脈動によつてフラツプが
不要に動くのを防止するためにある。
ナ側）、２は空気流出口（スロツトルバルブ側）
である。また３はフラツプであり、フラツプ３の
前後の圧力差（P0―P1）による軸４を中心とした
回転モーメントと、図示しないリターンスプリン
グ（フラツプ３を常に閉じる方向に付勢する）の
力とが釣合つた点でフラツプ３は静止する。そし
てその時の回転角θにより、軸４と連動するポテ
ンシヨメータの値が決定し、その値から吸入空気
量を算出することが出来る。なおダンパ５及びダ
ンパ室６は、吸入空気の脈動によつてフラツプが
不要に動くのを防止するためにある。
上記のごときエアフローメータにおいては、フ
ラツプ３の開口面積をＡとすれば、吸入空気量Ｇ
（重量流量）は下記の式によつて現わすことが出
来る。
ラツプ３の開口面積をＡとすれば、吸入空気量Ｇ
（重量流量）は下記の式によつて現わすことが出
来る。
Ｇ＝kA√0（0−1） ……(1)
ただしｋは定数であり、また密度はほぼ圧力に
比例するとみなし、圧力に置き換えてある。
比例するとみなし、圧力に置き換えてある。
上記(1)式において、開口面積Ａは回転角θによ
つて定まり、圧力差（P0―P1）も回転角θによつ
て測定できるので、大気圧P0が一定であるなら
ば、回転角θをポテンシヨメータで検出すること
により吸入空気量を正確に測定することが可能で
ある。
つて定まり、圧力差（P0―P1）も回転角θによつ
て測定できるので、大気圧P0が一定であるなら
ば、回転角θをポテンシヨメータで検出すること
により吸入空気量を正確に測定することが可能で
ある。
しかし吸入空気量が急変する過渡状態時（例え
ば急加速時）には、エアフロメータの出力と実際
の吸入空気量との間に誤差が生ずるおそれがあ
る。
ば急加速時）には、エアフロメータの出力と実際
の吸入空気量との間に誤差が生ずるおそれがあ
る。
例えば第３図に示すごとく、時点t1においてス
ロツトル弁が急激に開かれた場合、実際の吸入空
気量は実線イで示すように増加する。しかしエア
フロメータの出力は、吸入空気量の急増によつて
フラツプがオーバーシユートするため、破線ロで
示すように変化し、実際の吸入空気量より大きな
値（第３図の斜線部分だけ大きい）を出力する。
そして空燃比制御装置はエアフローメータの出力
を基準として燃料供給量を算出するから上記のよ
うな場合には実際の吸入空気量に対して燃料供給
量が過剰になり、混合気が過濃になつてしまう。
又特に前記したフイードバツク方式の空燃比制御
装置においては、制御系に応答遅れがあるため、
エアフローメータの影響を受けやすく過濃にな
る。混合気が過濃になると排気ガス中の有害成分
が増加し、また排気浄化装置（三元触媒装置等）
の混合気の空燃比による最適動作点からはずれる
ので、排気浄化性能が低下するおそれがある。
ロツトル弁が急激に開かれた場合、実際の吸入空
気量は実線イで示すように増加する。しかしエア
フロメータの出力は、吸入空気量の急増によつて
フラツプがオーバーシユートするため、破線ロで
示すように変化し、実際の吸入空気量より大きな
値（第３図の斜線部分だけ大きい）を出力する。
そして空燃比制御装置はエアフローメータの出力
を基準として燃料供給量を算出するから上記のよ
うな場合には実際の吸入空気量に対して燃料供給
量が過剰になり、混合気が過濃になつてしまう。
又特に前記したフイードバツク方式の空燃比制御
装置においては、制御系に応答遅れがあるため、
エアフローメータの影響を受けやすく過濃にな
る。混合気が過濃になると排気ガス中の有害成分
が増加し、また排気浄化装置（三元触媒装置等）
の混合気の空燃比による最適動作点からはずれる
ので、排気浄化性能が低下するおそれがある。
上記のごときエアフローメータのオーバーシユ
ートは、エアフローメータのダンピング機構を精
密に設計，調整することによつてほとんど無視出
来る程度まで減少させることも不可能ではないが
構造が複雑になり、かつ調整工数が増加するので
コストがかなり高くなるという欠点がある。
ートは、エアフローメータのダンピング機構を精
密に設計，調整することによつてほとんど無視出
来る程度まで減少させることも不可能ではないが
構造が複雑になり、かつ調整工数が増加するので
コストがかなり高くなるという欠点がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、エアフローメータの過渡特性を電気回路で補
正することにより過渡状態時に空燃比が異常に偏
るのを防止した空燃比制御装置を提供することを
目的とする。
り、エアフローメータの過渡特性を電気回路で補
正することにより過渡状態時に空燃比が異常に偏
るのを防止した空燃比制御装置を提供することを
目的とする。
以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
まず第４図はスロツトル弁開度の変化速度を検
出するスロツトルセンサの一例図である。
出するスロツトルセンサの一例図である。
第４図イにおいて、９は半円状に配置された複
数個の電極片である。また１０はスロツトル弁と
連動するブラシであり、スロツトル弁が開くとき
には時計方向、閉じるときには反時計方向に回転
し、電極片９と摺動する。そしてブラシ１０と各
電極片９とが接したときパルスが発生するように
構成されている。
数個の電極片である。また１０はスロツトル弁と
連動するブラシであり、スロツトル弁が開くとき
には時計方向、閉じるときには反時計方向に回転
し、電極片９と摺動する。そしてブラシ１０と各
電極片９とが接したときパルスが発生するように
構成されている。
したがつて上記スロツトルセンサの出力パルス
は、スロツトル弁開度の変化速度が大（急加速
時）のときには第４図ロのＥに示すごとく、パル
スの密度が大きくなり、変化速度が小のときには
Ｆに示すごとく密度が小さくなる。
は、スロツトル弁開度の変化速度が大（急加速
時）のときには第４図ロのＥに示すごとく、パル
スの密度が大きくなり、変化速度が小のときには
Ｆに示すごとく密度が小さくなる。
次に第５図は上記のスロツトルセンサを用いた
補正回路の実施例であり、第６図は第５図の回路
の信号波形図である。
補正回路の実施例であり、第６図は第５図の回路
の信号波形図である。
第５図において、入力端子１１には上記第４図
のスロツトルセンサの出力パルス（第６図Ｇ）が
与えられる。
のスロツトルセンサの出力パルス（第６図Ｇ）が
与えられる。
また演算増幅器１４とコンデンサC2は積分回
路を構成し、スイツチング回路SW2がオフのあい
だ入力端子１１から与えられたパルスを積分す
る。また単安定マルチバイブレータ１３は入力パ
ルスの最初のパルスでトリガされ、所定時間（第
６図Ｈのτ１）のあいだスイツチング回路SW2を
オフにする。
路を構成し、スイツチング回路SW2がオフのあい
だ入力端子１１から与えられたパルスを積分す
る。また単安定マルチバイブレータ１３は入力パ
ルスの最初のパルスでトリガされ、所定時間（第
６図Ｈのτ１）のあいだスイツチング回路SW2を
オフにする。
したがつて該積分回路の出力又は該出力を演算
増幅器１５で反転した信号Ｉは、入力パルスＧの
密度すなわちスロツトル弁開度の変化速度に比例
した値となる。この信号Ｉを出力端子１２から送
出し、電子制御燃料噴射装置の演算部又は排気セ
ンサを用いたフイードバツク制御装置の演算部に
与え、空燃比制御信号に加算して希薄側に移動
（第６図Ｊでは信号Ｉを反転して加算した波形に
なつている）させれば、加速の程度に応じて空燃
比制御信号を変化させることが出来るので、エア
フローメータのオーバーシユートによる空燃比の
偏りをより精密に補正することが出来る。
増幅器１５で反転した信号Ｉは、入力パルスＧの
密度すなわちスロツトル弁開度の変化速度に比例
した値となる。この信号Ｉを出力端子１２から送
出し、電子制御燃料噴射装置の演算部又は排気セ
ンサを用いたフイードバツク制御装置の演算部に
与え、空燃比制御信号に加算して希薄側に移動
（第６図Ｊでは信号Ｉを反転して加算した波形に
なつている）させれば、加速の程度に応じて空燃
比制御信号を変化させることが出来るので、エア
フローメータのオーバーシユートによる空燃比の
偏りをより精密に補正することが出来る。
なお第４図のスロツトルセンサの具体的構成は
例えば第７図に示すようになつている。すなわち
第７図において、電極片１６（第４図の９に相
当）は電源に接続されている。またこれと摺動
するブラシ１７（第４図の１０に相当）と接点１
８とは、ブラシ１７が図の左方向（スロツトル弁
の開方向）に移動するときだけ接触し、図の右方
向（スロツトル弁の閉方向）に移動するときには
接触しない。したがつてブラシ１７と電極片１６
とが接したときに出力されるパルスＫは、スロツ
トル弁が開く場合（加速時）にだけ出力される。
このパルスＫを微分回路１９に与えて得られる微
分パルスＬのプラス側パルスによつて単安定マル
チバイブレータ２０をトリガすれば、スロツトル
弁の変化速度に比例した密度のパルスＭ（パルス
幅は一定）が加速時にのみ出力されることにな
る。このパルスＭを第５図の回路の入力として用
いればよい。
例えば第７図に示すようになつている。すなわち
第７図において、電極片１６（第４図の９に相
当）は電源に接続されている。またこれと摺動
するブラシ１７（第４図の１０に相当）と接点１
８とは、ブラシ１７が図の左方向（スロツトル弁
の開方向）に移動するときだけ接触し、図の右方
向（スロツトル弁の閉方向）に移動するときには
接触しない。したがつてブラシ１７と電極片１６
とが接したときに出力されるパルスＫは、スロツ
トル弁が開く場合（加速時）にだけ出力される。
このパルスＫを微分回路１９に与えて得られる微
分パルスＬのプラス側パルスによつて単安定マル
チバイブレータ２０をトリガすれば、スロツトル
弁の変化速度に比例した密度のパルスＭ（パルス
幅は一定）が加速時にのみ出力されることにな
る。このパルスＭを第５図の回路の入力として用
いればよい。
またスロツトルセンサとしては第８図に示すご
ときものを用いることも出来る。
ときものを用いることも出来る。
第８図において、２１は抵抗線であり、２２は
スロツトル弁と連動し上記抵抗線と摺動するブラ
シであり、また２３は電源、２４は出力端子であ
る。この出力端子の出力電圧Ｎは、抵抗線２１上
のブラシ２２の位置によつて定まる。したがつて
スロツトル弁開度が変化すれば（時点t3）出力電
圧Ｎも急激に変化するから、出力電圧Ｎの微分信
号Ｐ（微分回路は図示省略）も大きくなる。この
微分信号Ｐを前記と同様に空燃比制御信号Ｑに加
算すれば、エアフローメータのオーバーシユート
による空燃比の偏りを補正することが出来る。な
おスロツトル弁開度の変化速度が小さいときは出
力電圧N′の変化も緩慢になり、その微分信号は
小さくなる。
スロツトル弁と連動し上記抵抗線と摺動するブラ
シであり、また２３は電源、２４は出力端子であ
る。この出力端子の出力電圧Ｎは、抵抗線２１上
のブラシ２２の位置によつて定まる。したがつて
スロツトル弁開度が変化すれば（時点t3）出力電
圧Ｎも急激に変化するから、出力電圧Ｎの微分信
号Ｐ（微分回路は図示省略）も大きくなる。この
微分信号Ｐを前記と同様に空燃比制御信号Ｑに加
算すれば、エアフローメータのオーバーシユート
による空燃比の偏りを補正することが出来る。な
おスロツトル弁開度の変化速度が小さいときは出
力電圧N′の変化も緩慢になり、その微分信号は
小さくなる。
また第９図に示すごとく、エアフローメータの
ポテンシヨメータ２５と出力端子２７との間に平
滑回路２６を接続し、エアフローメータのダンピ
ング特性を電気回路的に補正することも出来る。
この場合には平滑回路２６の抵抗R2とコンデン
サC3を調節することによつてダンピング特性を
容易に調整することが出来るので、エアフローメ
ータの機械的ダンピング特性を調整するのに比し
て生産時の調整工数を格段に少なくすることが出
来る。
ポテンシヨメータ２５と出力端子２７との間に平
滑回路２６を接続し、エアフローメータのダンピ
ング特性を電気回路的に補正することも出来る。
この場合には平滑回路２６の抵抗R2とコンデン
サC3を調節することによつてダンピング特性を
容易に調整することが出来るので、エアフローメ
ータの機械的ダンピング特性を調整するのに比し
て生産時の調整工数を格段に少なくすることが出
来る。
以上説明したごとく本発明によれば、エアフロ
ーメータのオバーシユートによる空燃比の偏りを
電気的に補正することが出来るので、低コストで
急加速時における排気浄化性能を向上させること
が出来る。
ーメータのオバーシユートによる空燃比の偏りを
電気的に補正することが出来るので、低コストで
急加速時における排気浄化性能を向上させること
が出来る。
第１図は空燃比制御装置の一例のブロツク図、
第２図はエアフローメータの一例の断面図、第３
図はエアフローメータの出力特性図、第４図は本
発明に用いるスロツトルセンサの一実施例図、第
５図は本発明の補正回路の一実施例図、第６図は
第５図の回路の信号波形図、第７図〜第９図はそ
れぞれ本発明の他の実施例図である。 符号の説明、１…空気流入口、２…空気流出
口、３…フラツプ、４…軸、５…ダンパ、６…ダ
ンパ室、９…電極片、１０…ブラシ、１１…入力
端子、１２…出力端子、１３…単安定マルチバイ
ブレータ、１４，１５…演算増幅器、１６…電極
片、１７…ブラシ、１８…接点、１９…微分回
路、２０…単安定マルチバイブレータ、２１…抵
抗線、２２…ブラシ、２３…電源、２４…出力端
子、２５…ポテンシヨメータ、２６…平滑回路、
２７…出力端子。
第２図はエアフローメータの一例の断面図、第３
図はエアフローメータの出力特性図、第４図は本
発明に用いるスロツトルセンサの一実施例図、第
５図は本発明の補正回路の一実施例図、第６図は
第５図の回路の信号波形図、第７図〜第９図はそ
れぞれ本発明の他の実施例図である。 符号の説明、１…空気流入口、２…空気流出
口、３…フラツプ、４…軸、５…ダンパ、６…ダ
ンパ室、９…電極片、１０…ブラシ、１１…入力
端子、１２…出力端子、１３…単安定マルチバイ
ブレータ、１４，１５…演算増幅器、１６…電極
片、１７…ブラシ、１８…接点、１９…微分回
路、２０…単安定マルチバイブレータ、２１…抵
抗線、２２…ブラシ、２３…電源、２４…出力端
子、２５…ポテンシヨメータ、２６…平滑回路、
２７…出力端子。
Claims (1)
- １ エンジンの吸入空気量を制御するスロツトル
弁の上流部に、前後の圧力差に応じて開閉角度の
変わるフラツプを設け、該フラツプと連動するポ
テンシヨメータからの信号と、エンジン回転速度
に対応した信号と、その他のエンジンパラメータ
に対応した信号とからエンジンに供給する燃料量
を算定し、かつエンジンの排気ガス成分濃度に応
じて混合気の空燃比を所定値に保つように燃料量
をフイードバツク制御する空燃比制御装置におい
て、加速状態を検出する手段と、該手段の出力に
応じて補正信号を出力する手段と、上記空燃比制
御装置で算定される燃料量を加速時に上記補正信
号に対応した値だけ減少させる手段とを備え、加
速時における上記フラツプのオーバーシユートに
よる過算定分を補正することを特徴とする空燃比
制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250077A JPS53127930A (en) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | Air fuel ratio control equipment |
| GB13779/78A GB1564696A (en) | 1977-04-15 | 1978-04-07 | Air-fuel ratio control system for internal combustion engine with airflow rate signal compensation circuit |
| US05/896,136 US4227507A (en) | 1977-04-15 | 1978-04-13 | Air/fuel ratio control system for internal combustion engine with airflow rate signal compensation circuit |
| DE2816257A DE2816257C2 (de) | 1977-04-15 | 1978-04-14 | Regelvorrichtung für das Luft/Brennstoff-Verhältnis von Brennkraftmaschinen mit Luftdurchsatzmessung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250077A JPS53127930A (en) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | Air fuel ratio control equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53127930A JPS53127930A (en) | 1978-11-08 |
| JPS6132488B2 true JPS6132488B2 (ja) | 1986-07-28 |
Family
ID=12637774
Family Applications (1)
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