JPS6160970B2 - - Google Patents
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- JPS6160970B2 JPS6160970B2 JP8061679A JP8061679A JPS6160970B2 JP S6160970 B2 JPS6160970 B2 JP S6160970B2 JP 8061679 A JP8061679 A JP 8061679A JP 8061679 A JP8061679 A JP 8061679A JP S6160970 B2 JPS6160970 B2 JP S6160970B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- egr
- water vapor
- engine
- Prior art date
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンジンの排気系にガス中の水蒸気濃
度を検出する湿度センサを設けエンジンに供給す
る混合気の空燃比を制御する装置に関するもので
ある。
度を検出する湿度センサを設けエンジンに供給す
る混合気の空燃比を制御する装置に関するもので
ある。
従来の空燃比制御は理論空燃比付近で出力変化
する空燃比センサを用いて空燃比をこの理論空燃
比に帰還制御するものであつた。つまり理論空燃
比にのみしか制御できないもので、この理論空燃
比(A/FST)に混合気を制御した場合第１図の一
点鎖線からも明らかなようにエンジンのトルクが
充分引き出せない問題がある。また空燃比を小さ
く（濃く）すればトルクは上昇するが、単に小さ
くするだけでは燃費も悪化するし排気浄化の点か
らも好ましくない。
する空燃比センサを用いて空燃比をこの理論空燃
比に帰還制御するものであつた。つまり理論空燃
比にのみしか制御できないもので、この理論空燃
比(A/FST)に混合気を制御した場合第１図の一
点鎖線からも明らかなようにエンジンのトルクが
充分引き出せない問題がある。また空燃比を小さ
く（濃く）すればトルクは上昇するが、単に小さ
くするだけでは燃費も悪化するし排気浄化の点か
らも好ましくない。
本発明者らの考察によれば空燃比と排気ガス中
の水蒸気濃度とは第１図実線に示す如き関係にあ
り、理論空燃比(A/FST)よりやや小さい（濃
い）点の所定空燃比A/FO付近でこの水蒸気濃度
が最大となり、この所定空燃比A/FOではエンジ
ンのトルクも充分高くかつ燃費特性並びに排気ガ
ス特性を大きく悪化させることもないことが判つ
た。
の水蒸気濃度とは第１図実線に示す如き関係にあ
り、理論空燃比(A/FST)よりやや小さい（濃
い）点の所定空燃比A/FO付近でこの水蒸気濃度
が最大となり、この所定空燃比A/FOではエンジ
ンのトルクも充分高くかつ燃費特性並びに排気ガ
ス特性を大きく悪化させることもないことが判つ
た。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、混合
気の空燃比をこの排気ガス中の濃度が最大となる
点に空燃比を帰還制御する構成とすることによ
り、燃費特性並びに排気ガス特性を大きく悪化さ
せることなくエンジンのトルクつまりは出力を最
大限に引き出せるようにすることを主目的とした
ものである。
気の空燃比をこの排気ガス中の濃度が最大となる
点に空燃比を帰還制御する構成とすることによ
り、燃費特性並びに排気ガス特性を大きく悪化さ
せることなくエンジンのトルクつまりは出力を最
大限に引き出せるようにすることを主目的とした
ものである。
以下本発明を図に示す一実施例につき説明す
る。第２図において、１は内燃エンジン、２は混
合気の空燃比を制御する空燃比制御部で、この実
施例では気化器のエアブリードの量を電磁弁で調
整することにより空燃比を制御するようになつて
いる。３はエンジン排気ガス中の水蒸気濃度を検
出する湿度センサで、この実施例では排気管４の
うち２次空気導入式のエンジンであれば２次空気
を供給しない気筒の排気分岐管から吸気管に排気
ガスを再循環させる排気再循環（EGR）用の通
路５２に設置され、特にEGRガスを冷却する
EGRクーラ５３の下流に取付けられる。なお、
湿度センサ３としては一般的に用いられている金
属及び金属酸化物系セラミツクスよりなるものを
用いているが他に光学的なセンサ等を用いること
ができる。３ａは吸気管のうちEGR通路５２の
開口部下流側に設けた第２の湿度センサでEGR
後の吸入空気中の水蒸気濃度を検出する。３ｂは
EGR前の吸入空気つまり大気中の水蒸気濃度を
検出する第３の湿度センサで、気化器の上流側に
設けてある。５はEGR弁で負圧室５１に導かれ
る負圧の大きさに応じて変位しソニツクノズル５
４を通過するEGR量を制御する。６はEGR弁５
に導く負圧の大きさを調整するオンオフ作動の電
磁弁で大気と吸気負圧の導く割合を調整して
EGR弁５の開度つまりEGR量を制御する。１１
はエンジンの冷却水温を検出する水温センサ、１
２は吸気管に設けられ、吸気負圧を検出する負圧
センサ、７はエンジンクランク軸の回転角並びに
回転数を検出する回転センサである。１００は各
センサ３，３ａ，３ｂ，７，１１，１２の信号が
入力され、空燃比制御部２並びに電磁弁６を制御
する制御回路である。
る。第２図において、１は内燃エンジン、２は混
合気の空燃比を制御する空燃比制御部で、この実
施例では気化器のエアブリードの量を電磁弁で調
整することにより空燃比を制御するようになつて
いる。３はエンジン排気ガス中の水蒸気濃度を検
出する湿度センサで、この実施例では排気管４の
うち２次空気導入式のエンジンであれば２次空気
を供給しない気筒の排気分岐管から吸気管に排気
ガスを再循環させる排気再循環（EGR）用の通
路５２に設置され、特にEGRガスを冷却する
EGRクーラ５３の下流に取付けられる。なお、
湿度センサ３としては一般的に用いられている金
属及び金属酸化物系セラミツクスよりなるものを
用いているが他に光学的なセンサ等を用いること
ができる。３ａは吸気管のうちEGR通路５２の
開口部下流側に設けた第２の湿度センサでEGR
後の吸入空気中の水蒸気濃度を検出する。３ｂは
EGR前の吸入空気つまり大気中の水蒸気濃度を
検出する第３の湿度センサで、気化器の上流側に
設けてある。５はEGR弁で負圧室５１に導かれ
る負圧の大きさに応じて変位しソニツクノズル５
４を通過するEGR量を制御する。６はEGR弁５
に導く負圧の大きさを調整するオンオフ作動の電
磁弁で大気と吸気負圧の導く割合を調整して
EGR弁５の開度つまりEGR量を制御する。１１
はエンジンの冷却水温を検出する水温センサ、１
２は吸気管に設けられ、吸気負圧を検出する負圧
センサ、７はエンジンクランク軸の回転角並びに
回転数を検出する回転センサである。１００は各
センサ３，３ａ，３ｂ，７，１１，１２の信号が
入力され、空燃比制御部２並びに電磁弁６を制御
する制御回路である。
第３図は制御回路１００の構成を示すもので、
１０１はマイクロプロセツサを用いた中央処理装
置（CPU）、１０２は読み出し専用のメモリ
（ROM）でプログラム及び固定データを格納して
ある。１０３は読み出しと書き込みが可能なメモ
リ（RAM）である。１０６はCPU１０１とROM
１０２、RAM１０３、並びに各I/Oポート１４
０，１４１，１４２，１４３，１４５，１４６と
を結ぶデータバス・アドレスバスである。１０９
は電磁ピツクアツプを用いたクランク角並びに回
転数を検出する回転センサ７の信号を波形整形す
る波形整形回路で、OPU１０１にクランク角信
号を供給する。１１０はゲートとカウンタよりな
る回転数カウンタで、CPU１０１からのクラン
ク角に対応する指令信号に基づき計数し、I/Oポ
ート１４０を介してカウント結果をCPU１０１
に供給する。１１１はマルチプレツサで水温セン
サ１１、負圧センサ１２からのマナログ信号のう
ちの一つをI/Oポート１４１を介して指令される
CPU１０１の指令信号に従つて選択する。１１
２はマルチプレツサ１１１からのアナログ信号を
デジタル信号に変換するADコンバータでI/Oポ
ート１４１を介してこのデジタル信号はCPU１
０１に読み込まれる。１１８，１１９，１２０は
それぞれ湿度検出回路である。各湿度センサ３，
３ａ，３ｂは金属酸化物系セラミツクスタイプの
センサを用いており湿度に対し容量が変化する特
徴を有しており、各湿度検出回路１１８，１１
９，１２０は発信回路（OSC）とゲートとカウ
ンタとにより構成され、湿度センサの容量変化と
しての湿度信号をデジタル信号に変換し、各I/O
ポート１４２，１４３，１４４を介してCPU１
０１に供給する。１３０はEGR用駆動回路で、
I/Oポート１４３を介してCPU１０１からのEGR
弁制御用の電磁弁６を開閉するための信号を供給
され、この信号を増幅して電磁弁６を駆動する。
１５０は空燃比用駆動回路で、主構成要素となる
５０１はI/Oポート１４６を介してCPU１０１か
らの空燃比補正量△A/Fを表わすデジタル情報が
供給されこのデジタル量をアナログ量に変換する
DAコンバータである。
１０１はマイクロプロセツサを用いた中央処理装
置（CPU）、１０２は読み出し専用のメモリ
（ROM）でプログラム及び固定データを格納して
ある。１０３は読み出しと書き込みが可能なメモ
リ（RAM）である。１０６はCPU１０１とROM
１０２、RAM１０３、並びに各I/Oポート１４
０，１４１，１４２，１４３，１４５，１４６と
を結ぶデータバス・アドレスバスである。１０９
は電磁ピツクアツプを用いたクランク角並びに回
転数を検出する回転センサ７の信号を波形整形す
る波形整形回路で、OPU１０１にクランク角信
号を供給する。１１０はゲートとカウンタよりな
る回転数カウンタで、CPU１０１からのクラン
ク角に対応する指令信号に基づき計数し、I/Oポ
ート１４０を介してカウント結果をCPU１０１
に供給する。１１１はマルチプレツサで水温セン
サ１１、負圧センサ１２からのマナログ信号のう
ちの一つをI/Oポート１４１を介して指令される
CPU１０１の指令信号に従つて選択する。１１
２はマルチプレツサ１１１からのアナログ信号を
デジタル信号に変換するADコンバータでI/Oポ
ート１４１を介してこのデジタル信号はCPU１
０１に読み込まれる。１１８，１１９，１２０は
それぞれ湿度検出回路である。各湿度センサ３，
３ａ，３ｂは金属酸化物系セラミツクスタイプの
センサを用いており湿度に対し容量が変化する特
徴を有しており、各湿度検出回路１１８，１１
９，１２０は発信回路（OSC）とゲートとカウ
ンタとにより構成され、湿度センサの容量変化と
しての湿度信号をデジタル信号に変換し、各I/O
ポート１４２，１４３，１４４を介してCPU１
０１に供給する。１３０はEGR用駆動回路で、
I/Oポート１４３を介してCPU１０１からのEGR
弁制御用の電磁弁６を開閉するための信号を供給
され、この信号を増幅して電磁弁６を駆動する。
１５０は空燃比用駆動回路で、主構成要素となる
５０１はI/Oポート１４６を介してCPU１０１か
らの空燃比補正量△A/Fを表わすデジタル情報が
供給されこのデジタル量をアナログ量に変換する
DAコンバータである。
５０２は三角波発振器、５０３はDAコンバー
タ５０１の出力と三角波発振器５０２の出力とを
比較し、DAコンバータの値（つまり空燃比補正
量△A/F）に応じたデユーテイ比のパルス信号を
発生する比較器で、この比較器５０３の信号はト
ランジスタ５０４で増幅され空燃比制御部２（つ
まり気化器のエアブリード）の電磁弁を開閉され
る。
タ５０１の出力と三角波発振器５０２の出力とを
比較し、DAコンバータの値（つまり空燃比補正
量△A/F）に応じたデユーテイ比のパルス信号を
発生する比較器で、この比較器５０３の信号はト
ランジスタ５０４で増幅され空燃比制御部２（つ
まり気化器のエアブリード）の電磁弁を開閉され
る。
第４図は制御回路１００のCPU１０１の主な
機能を概略的に示すフローチヤートで、このフロ
ーチヤートを用いて全体の作動も説明する。エン
ジンが運転されるとプログラムが起動されCPU
１０１の演算処理が開始されステツプ1001では初
期化の処理が実施され、後述の空燃比補正量△
A/Fを０にセツトし、かつ空燃比補正方向Ｘを０
につまり補正方向がリツチ（濃さ）方向になるよ
うにセツトする。ステツプ1002では湿度センサ３
からの排気系の水蒸気濃度Ｐを取り込み、ステツ
プ1003では今回の排気系水蒸気濃度Pnと前回の
値Ｐo-1と比較し（Pn−Ｐo-1）が正か否かを判別
する。（Pn−Ｐo-1）が負のときはステツプ1004に
進み空燃比補正方向Ｘを反転つまりリツチ（濃
い）方向をリーン（薄い）方向に逆にリーン方向
ならリツチ方向に反転させ、次にステツプ1005に
進む。ステツプ1003において（Pn−Ｐo-1）が正
のときもステツプ1005に進み、このステツプ1005
では補正方向Ｘが１（つまりリーン方向）か否か
を判別する。補正方向Ｘがリーン方向のときはス
テツプ1006に進み、前回の補正量△A/Fに所定の
定数ａを加算して補正量△A/Fを大きくつまりは
空燃比がリーン側になるように修正する。反対に
補正方向Ｘがリツチ方向のときはステツプ1007に
進み前回の補正量△A/Fから定数ａを減算して補
正量△A/Fを小さくつまりは空燃比がリツチ側に
なるように修正する。ステツプ1008では、いずれ
かのステツプ1006又は1007で計算された△A/Fの
情報をI/Oポート１４６を介して空燃比用駆動回
路１５０に供給する。
機能を概略的に示すフローチヤートで、このフロ
ーチヤートを用いて全体の作動も説明する。エン
ジンが運転されるとプログラムが起動されCPU
１０１の演算処理が開始されステツプ1001では初
期化の処理が実施され、後述の空燃比補正量△
A/Fを０にセツトし、かつ空燃比補正方向Ｘを０
につまり補正方向がリツチ（濃さ）方向になるよ
うにセツトする。ステツプ1002では湿度センサ３
からの排気系の水蒸気濃度Ｐを取り込み、ステツ
プ1003では今回の排気系水蒸気濃度Pnと前回の
値Ｐo-1と比較し（Pn−Ｐo-1）が正か否かを判別
する。（Pn−Ｐo-1）が負のときはステツプ1004に
進み空燃比補正方向Ｘを反転つまりリツチ（濃
い）方向をリーン（薄い）方向に逆にリーン方向
ならリツチ方向に反転させ、次にステツプ1005に
進む。ステツプ1003において（Pn−Ｐo-1）が正
のときもステツプ1005に進み、このステツプ1005
では補正方向Ｘが１（つまりリーン方向）か否か
を判別する。補正方向Ｘがリーン方向のときはス
テツプ1006に進み、前回の補正量△A/Fに所定の
定数ａを加算して補正量△A/Fを大きくつまりは
空燃比がリーン側になるように修正する。反対に
補正方向Ｘがリツチ方向のときはステツプ1007に
進み前回の補正量△A/Fから定数ａを減算して補
正量△A/Fを小さくつまりは空燃比がリツチ側に
なるように修正する。ステツプ1008では、いずれ
かのステツプ1006又は1007で計算された△A/Fの
情報をI/Oポート１４６を介して空燃比用駆動回
路１５０に供給する。
即ち、例えば空燃比をリーン方向（補正方向Ｘ
＝１）に修正しているときにおいて今日の水蒸気
濃度Pnが前回の濃度Ｐo-1に対し第１図図示の如
く（Pn−Ｐo-1）＞０（つまり第１図の如く水蒸気
濃度が前回より上昇中のときはまだ目標とする所
定空燃比A/Foよりリツチ側側にあることにな
る）のときはステツプ1006にて△A/Fはａだけ加
算されて大きくなり、従つて空燃比を更にリーン
方向に修正して所定空燃比A/Foに近づける。
＝１）に修正しているときにおいて今日の水蒸気
濃度Pnが前回の濃度Ｐo-1に対し第１図図示の如
く（Pn−Ｐo-1）＞０（つまり第１図の如く水蒸気
濃度が前回より上昇中のときはまだ目標とする所
定空燃比A/Foよりリツチ側側にあることにな
る）のときはステツプ1006にて△A/Fはａだけ加
算されて大きくなり、従つて空燃比を更にリーン
方向に修正して所定空燃比A/Foに近づける。
ステツプ1008の処理の後はステツプ1009に進
み、目標EGR率Qrの計算を行なう。このため回
転数カウンタ１１０で計数したエンジン回転数と
負圧センサ１２からの吸気負圧とを取り込み、
ROM１０２内に格納したマツプからこの回転
数、吸気負圧に対応する目標EGR率ＱRを計算す
る。また水温センサ１１の冷却水温の情報によつ
てEGRをすべきか否かの判定を行なうようにす
ることもできる。次にステツプ1010では実際の
EGR率ＱMを計算する。このため湿度センサ３か
らの排気系の水蒸気濃度Ｐの情報、湿度センサ３
ａからのEGR下流側の吸気管内の水蒸気濃度ＰI
の情報、湿度センサ３ｂからの大気側の水蒸気濃
度ＰAの情報を取り込み、ＱM＝（ＰI−ＰA）／
（Ｐ−ＰA）から実際のEGR率ＱMを計算する。次
にステツプ1011ではこの実際のEGR率ＱMが目標
EGR率ＱRより大きいか否かを判定し、大きいと
きにはステツプ1012に進み電磁弁６をオフするた
め信号を出力し、つまりは電磁弁６を大気側に連
通させ大気をEGR弁５の負圧室５１に導いて
EGR弁５を閉じる方向に変位させ実際のEGR率
を減少させて目標値に近づける。反対に実際の
EGR率の方が小さいときはステツプ1013に進
み、電磁弁６をオンさせて吸気負圧をEGR弁５
の導いて実際のEGR率を上昇させ目標値に近づ
ける。ステツプ1012若しくは1013が終了するとス
テツプ1002に戻り、所定の周期で上述の処理をく
り返えし実行する。
み、目標EGR率Qrの計算を行なう。このため回
転数カウンタ１１０で計数したエンジン回転数と
負圧センサ１２からの吸気負圧とを取り込み、
ROM１０２内に格納したマツプからこの回転
数、吸気負圧に対応する目標EGR率ＱRを計算す
る。また水温センサ１１の冷却水温の情報によつ
てEGRをすべきか否かの判定を行なうようにす
ることもできる。次にステツプ1010では実際の
EGR率ＱMを計算する。このため湿度センサ３か
らの排気系の水蒸気濃度Ｐの情報、湿度センサ３
ａからのEGR下流側の吸気管内の水蒸気濃度ＰI
の情報、湿度センサ３ｂからの大気側の水蒸気濃
度ＰAの情報を取り込み、ＱM＝（ＰI−ＰA）／
（Ｐ−ＰA）から実際のEGR率ＱMを計算する。次
にステツプ1011ではこの実際のEGR率ＱMが目標
EGR率ＱRより大きいか否かを判定し、大きいと
きにはステツプ1012に進み電磁弁６をオフするた
め信号を出力し、つまりは電磁弁６を大気側に連
通させ大気をEGR弁５の負圧室５１に導いて
EGR弁５を閉じる方向に変位させ実際のEGR率
を減少させて目標値に近づける。反対に実際の
EGR率の方が小さいときはステツプ1013に進
み、電磁弁６をオンさせて吸気負圧をEGR弁５
の導いて実際のEGR率を上昇させ目標値に近づ
ける。ステツプ1012若しくは1013が終了するとス
テツプ1002に戻り、所定の周期で上述の処理をく
り返えし実行する。
なお上記実施例では水蒸気濃度が最大になるよ
う空燃比を帰還制御するものを示したが、これと
同時に水蒸気濃度が最大になるようエンジンの点
火時期を帰還制御することもできる。
う空燃比を帰還制御するものを示したが、これと
同時に水蒸気濃度が最大になるようエンジンの点
火時期を帰還制御することもできる。
以上述べたように本発明では、エンジン排気ガ
スの水蒸気濃度が最大になる点(A/Fo)に空燃比
を帰還制御する構成であり、燃費特性並びに排気
ガス特性を悪化させることなくエンジントルク
（出力）を充分に引き出すことができ、しかも安
定な空燃比制御を行ないつつ達成できるという優
れた効果がある。
スの水蒸気濃度が最大になる点(A/Fo)に空燃比
を帰還制御する構成であり、燃費特性並びに排気
ガス特性を悪化させることなくエンジントルク
（出力）を充分に引き出すことができ、しかも安
定な空燃比制御を行ないつつ達成できるという優
れた効果がある。
第１図は本発明の説明のための特性図、第２図
は本発明の一実施例を示す全体構成図、第３図は
第２図に示す制御回路の構成図、第４図は第３図
に示すCPUのフローチヤートである。 １…エンジン、２…空燃比制御部、３…湿度セ
ンサ、４…排気管、１００…制御回路。
は本発明の一実施例を示す全体構成図、第３図は
第２図に示す制御回路の構成図、第４図は第３図
に示すCPUのフローチヤートである。 １…エンジン、２…空燃比制御部、３…湿度セ
ンサ、４…排気管、１００…制御回路。
Claims (1)
- １ エンジンの排気系に設けられ排気ガス中の水
蒸気濃度に対応する湿度を検出する湿度センサ
と、この湿度センサからの信号が入力され排気系
の水蒸気濃度を最大にする所定空燃比に空燃比を
制御する空燃比制御手段とを備えたことを特徴と
する空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8061679A JPS566041A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Air-fuel ratio controlling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8061679A JPS566041A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Air-fuel ratio controlling device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS566041A JPS566041A (en) | 1981-01-22 |
| JPS6160970B2 true JPS6160970B2 (ja) | 1986-12-23 |
Family
ID=13723264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8061679A Granted JPS566041A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Air-fuel ratio controlling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS566041A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH071933B2 (ja) * | 1991-07-22 | 1995-01-11 | キヤノン株式会社 | 画像記録装置 |
| JP6422899B2 (ja) * | 2016-01-19 | 2018-11-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| DE102018122963A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-19 | Keyou GmbH | Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Gasmotors |
-
1979
- 1979-06-26 JP JP8061679A patent/JPS566041A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS566041A (en) | 1981-01-22 |
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