JPS6212381B2 - - Google Patents

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JPS6212381B2
JPS6212381B2 JP13076481A JP13076481A JPS6212381B2 JP S6212381 B2 JPS6212381 B2 JP S6212381B2 JP 13076481 A JP13076481 A JP 13076481A JP 13076481 A JP13076481 A JP 13076481A JP S6212381 B2 JPS6212381 B2 JP S6212381B2
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JP
Japan
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output
air
fuel ratio
value
internal combustion
Prior art date
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JP13076481A
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English (en)
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JPS5832944A (ja
Inventor
Yoshiaki Sugano
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS5832944A publication Critical patent/JPS5832944A/ja
Publication of JPS6212381B2 publication Critical patent/JPS6212381B2/ja
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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
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1482Integrator, i.e. variable slope

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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の排気ガス成分により空燃
比を検出し、この検出信号により内燃機関に供給
する混合気の空燃比を所定の値になる様にフイー
ドバツク制御する空燃比制御方法に関するもので
ある。
内燃機関の排気ガス成分により空燃比を検出す
る手段として通常酸素センサが使用され、この酸
素センサの出力を所定の電圧レベルと比較し、こ
の比較結果に基づき積分器の積分方向を反転さ
せ、この積分器の出力に比例して内燃機関へ供給
する燃料量を変化させることにより空燃比を制御
する方法が一般的である。ここで、酸素センサが
故障したり、断線したりすると空燃比の変化に配
素センサの出力が対応しなくなり、上記積分器が
一方向に積分し続け、その結果空燃比が極端にリ
ーン又はリツチとなり内燃機関を停止させる恐れ
がある。これを防ぐには、積分器の変化幅(フイ
ードバツク制御幅)を制限することが考えられる
がこの場合、内燃機関の各種パラメータに基づい
てオープンループにより設定される空燃比は機関
毎にばらつき、もしこの時の空燃比がリーン側に
ずれていたとすると、リツチ側にフイードバツク
制御する幅が狭くなりすぎ制御性が悪くなる。こ
れを改善するために上記積分器の出力を平均化
し、この平均化した値を中心にして所定の幅で積
分器の出力を平均化し、この平均化した値により
積分器の出力による空燃比の制御幅を制御した場
合、平均化した値を安定にするためには、平均化
を行う間隔を充分長くする必要がある。しかし、
平均化の間隔を長くした場合、内燃機関の始動後
から、上記フイードバツク制御を行い、平均化し
た値を得るまでは、フイードバツク制御する幅が
狭く制段性が悪い。
本発明は、上記の様な点を解決するためになさ
れたもので、内燃機関の始動直後は、平均化の間
隔を短くし、一度平均化した後は充分長い間隔で
平均化することにより、始動後の初期からフイー
ドバツクの制御性を良くしようとするものであ
る。
以下本発明を図に示す一実施例について説明す
る。
第1図は、本発明の構成図で、1はカルマン渦
式のエアーフローセンサで、内燃機関3の吸入空
気が通過する。エアフローセンサ1内に設けられ
た渦発生体11の下流には渦が発生し、超音波発
信子21より発生した超音波は、上記渦が発生す
る毎に周波数変調を受け、超音波受信子22に到
達する。渦検出装置2は、超音波受信子21に上
記超音波を発生させる信号を出力すると共に、超
音波受信子22で検出した信号を内蔵した図示し
ないFM信号復調器で復調し、渦発生体11の下
流部に発生したカルマン渦の周波数に対応した周
波数のパルス列を出力する。このパルス列の周波
数は、エアフローセンサ1を通過する空気量つま
り内燃機関3の吸入する空気量に比例する。3は
例えば自動車に使用される内燃機関であり、吸入
管36を経て吸入される空気と、スロツトルバル
ブ32の上流に設けられた燃料供給弁31より供
給される燃料との混合気を吸入して動作する。3
2はスロツトルバルブで、内燃機関3に吸入され
る空気量を調節する。燃料供給弁31には図示し
ない燃料ポンプ及び燃料圧力レギユレータが接続
され、吸入管36の圧力と燃料供給弁31に供給
される燃料圧力との差圧が一定にされる。34
は、内燃機関3の冷却水温を検出する水温センサ
で、例えば温度が低いほど抵抗が大きくなるサー
ミスタの様なものである。35は、排気管37の
排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出し、空燃
比が理論空燃比より小さい(リツチ)と1V程
度、理論空燃比より大きい(リーン)と0.1V程
度の電圧を出力する酸素センサである。4は、渦
検出装置、冷却水温センサ34、酸素センサ35
等を入力とし、内燃機関3の運転状態に対応して
燃料供給弁31の開弁時間を制御することにより
内燃機関3への燃料供給量を制御する制御装置で
ある。
第2図は、制御装置4の構成を示す図である。
42は時間巾演算装置で渦検出装置2、冷却水温
センサ34等の信号を基に燃料供給弁31を開弁
する時間を演算し、この時間に対応するデイジタ
ル数値をタイマーTMへ出力する。OSC1は発振
器で、該発振器の出力は分周器DIVにより分周さ
れタイマーTMへ入力される。分周器DIVの分周
比は、フイードバツク制御装置41により酸素セ
ンサ35の出力に応じて制御される。また、渦検
出装置2の出力はフリツプフロツプFFで1/2分周
されタイマーTMへトリガ信号を出力する。タイ
マーTMは、上昇トリガ信号が入力されると、出
力を「H」とし時間巾演算装置42の出力する数
値をロードし、分周器DIVの出力パルスのカウン
トを開始し、上記数値だけカウントした後、出力
を「L」とする。ドライバーDRはタイマーTM
の出力が「H」の期間燃料供給弁31を駆動す
る。ここで、渦検出装置2の出力周波数は内燃機
関3の吸入空気量に比例するため、この吸入空気
量が増すとタイマーTMへ入力される上記トリガ
信号の回数が増加し、従つて燃料供給弁31の開
弁回数が増加することになる。タイマーTMの出
力パルス幅が一定であれば、上記吸入空気量に対
し常にほぼ一定の割合の燃料量が内燃機関3へ供
給される。また、時間巾演算装置42は、例えば
冷却水の温度を冷却水温サーミスタ34で検出
し、タイマーTMへ出力するデイジタル数値を変
更することにより、内燃機関3の冷態時には、タ
イマーTMの出力パルス幅を長くし、内燃機関3
への燃料供給量を増加させる。フイードバツク制
御装置41は、酸素センサ35により検出した内
燃機関3の排気ガス中の酸素濃度より、該機関の
空燃比を判定し、分周器DIVへの設定値を変化さ
せることにより、タイマーTMへ供給する基本ク
ロツクの周期を変化させる。こゝで、発振器
OSC1の出力パルス周期をT、フイードバツク
制御装置41により分周器DIVに設定される数値
をM、時間幅演算装置42によりタイマーTMに
設定される数値をNとすると、タイマーTMに上
記トリガ信号が入力された時の該タイマーの出力
パス幅はT×M×Nとなり、演算装置42と酸素
センサ35の出力に対応して制御される。なお、
分周器DIVは、ダウンカウンタで構成され、発振
器OSC1の出力をカウントしカウント値が零に
なつた時にフイードバツク制御装置41の出力数
値を上記ダウンカウンタにプリセツトし、再びダ
ウンカウンタを開始する様なものである。
第3図は、フイドバツク制御装置41の構成を
示す図である。発振器OSC2は、一定周期のパ
ルスをカウンターCT1へ出力する。コンパレー
タCPは、酸素センサ35の出力電圧を設定電圧
と比較し、例えば0.5Vより高ければ「H」を、
低くければ「L」の信号を出力する。カウンター
CT1は、8ビツトのアツプダウンカウンターで
内燃機関3の停止時には数値128にプリセツトさ
れ始動完了後は、コンパレータCPの出力が
「H」であればダウンカウントし、「L」であれば
アツプカウントする。ここで、内燃機関3の停止
の検出は、例えば内燃機関3の点火周期を検出
し、所定周期以上であれば停止と判定する。始動
完了の判定も同様に点火周期で行う。ADDは、
コンパレータCPの出力が反転する毎にこの時の
カウンターCT1のカウント値を加算する12ビツ
トの加算器である。CT2は4ビツトのカウンタ
ーでコンパレータCPの反転回数をカウントし、
コンパレータCPが16回反転する毎に零になる。
但し、制御装置4の電源投入時には、数値4に
プリセツトされ、始動後のみコンパレータCPが
4回反転して零になる。TD1はコンパレータCP
の出力を遅延させるデイレーで、単安定マルチバ
イブレータOSをトリガする。
単安定マルチバイブレータOSはデイレーの出
力変化(「H」から「L」および「L」から
「H」の変化)で所定の巾のパルスを出力する。
ゲートGはカウンターCT2が零で上記パルスが
入力される期間「H」の信号を出力しそれ以外の
場合は「L」である。REGは8ビツトのレジス
タで、ゲートGの出力が「L」から「H」に変化
しフリツプフロツプDFが「H」の時加算器ADD
の加算結果の上位8ビツトを記憶する。ここで、
加算器ADDの12ビツトの加算結果の上位8ビツ
トをレジスタREGへ記憶することは、上記加算
結果を1/16にすることを意味する。また、上記レ
ジスタは、ゲートGの出力が「L」から「H」に
変化した時、フリツプフロツプDFが「L」であ
れば加算器ADDの加算結果の最下位ビツトから
みて3ビツト目からの8ビツト(加算器ADD)
の出力が001101010010であれば11010100)のデー
タを記憶する。これは上記加算結果を1/4にする
ことを意味する。フリツプフロツプDFは、制御
装置4の電源投入時に「L」にされる。
また、ゲートGの出力はデイレーTD2により
遅延され、加算器ADDのクリヤ端子へ入力さ
れ、レジスタREGが加算器ADDの結果を記憶し
た後、加算器の結果を零にすると共に、フリツプ
フロツプDFを「H」にする。
従つて、レジスタREGへは、制御装置4への
電源投入直後は、コンパレータCPが反転する毎
のカウンターCT1のカウント値の4回の平均値
が記憶され、それ以後は、上記カウント値の16回
の平均値が記憶される。レジスタREGの記憶結
果は、リミツターLM1,LM2に入力される。
リミツターLM1は、レジスターREGの結果に所
定の数値を加算し、その結果つまり上限値をデイ
ジタルコンパレータMC1に出力する。リミツタ
ーLM2は、レジスターREGの結果から所定の数
値を減算し、その結果つまり下限値をデイジタル
コンパレータMC1に出力する。デイジタルコン
パレータMC1は、カウンターCT1の出力と上
記上限値を比較し、カウンターCT1の方が大で
あれば、「H」を他の場合は「L」の信号をデー
タセレクタDSへ出力する。デイジタルコンパレ
ータMC2は、カウンターCT1の出力と上記下
限値を比較し、カウンターCT1の方が小であれ
ば、「H」をを他の場合は「L」の信号をデータ
セレタクDSへ出力する。データセレタクDSは、
カウンターCT1、リミツターLM1,LM2の出
力値を入力とし、デイジタルコンパレータMC
1,MC2の出力により上記三つの出力値のいず
れかを選択し、出力する。つまり、デイジタルコ
ンパレータMC1が「H」の場合はリミツター
LM1の出力を、デイジタルコンパレータMC2
が「H」の場合はリミツターLM2の出力を、デ
イジタルコンパレータMC1,MC2が共に
「L」の場合は、カウンターCT1の出力を選択
し、分周器DIVへ出力する。
よつて、発振器OSC1の出力は、データセレ
クタDSの出力値に従い、分周器DIVで分周さ
れ、この出力の周期はデータセレクタDSの出力
値が大きい程長くなる。
第4図は、制御装置4の動作を示すタイミング
チヤートである。同図において、aはコンパレー
タCPの出力で、内燃機関3の空燃比がリーンで
あれば「L」、リツチであれば「H」となる。C
1はカウンターCT1の内燃機関3の停止時の初
期値であり、C2はレジスタREGの出力値、つ
まりカウンターCT1のコンパレータCPが反転す
る毎に加算した値の平均値である。L1は上記上
限値で前記平均値C2よりW大きく、L2は上記
下限値で前記平均値C2よりW小さい。分周器DIV
の設定値は、コンパレータCPの出力に対応した
データセレクタDSの出力、Aに応じて変化し、
この出力Aに応じて分周器DIVの出力の周期は変
化する。従つて、タイマーTMの出力パルス幅
は、出力Aの様に変化し、コンパレータCPの出
力が「L」つまり内燃機関3の空燃比がリーンで
あれば徐々に燃料供給弁31の開弁時間を長く
し、またコンパレータCPの出力が「H」つまり
空燃比がリツチであれば徐々に燃料供給弁31の
開弁時間を短くすることにより、内燃機関3の空
燃比をフイードバツク制御し、その平均的な値が
理論空燃比になる様にする。もし、何らかの原因
で、コンパレータCPの出力が「H」のままとな
つたとしても、出力Aの値は上記下限値L2でク
リツプされ、つまり、分周器DIVへの設定の下限
がクリツプされそれ以上燃料供給弁31の開弁時
間を短くしない様にする。従つて、内燃機関の空
燃比制御が異常にリーンになるのを防ぐ。また、
コンパレータCPの出力が「L」になりつぱなし
の場合も同様に上記上限値L1でクリツプされ、
空燃比を極端にリツチになるのを防ぐ。もし、こ
こで分周器DIVへの設定値の上限を固定値にする
と、例えば初期値C1よりWだけ大きい上限値L
3の様になり、燃料供給弁31の開弁時間は出力
Bの様にL3でクリツプされるため、空燃比の制
御幅がこれだけ狭くなり制御性が悪くなる。
尚ここでは、燃料の供給量を制御することによ
り空燃比をフイードバツク制御したが、燃料供給
量を理論空燃比よりもリツチ側になる様に設定
し、スロツトルバルブ32の下流ヘエアフローセ
ンサ1を介さずに供給する空気量をコンパレータ
CPの出力が「H」の場合には徐々に増加する様
に、「L」の場合には徐々に減少する様にしても
良い。また、平均化の回数を4と16回としたが他
の回数でも良い。また、平均化は他の方法でも良
く例えばカウンターCT1の4回又は16回平均し
た値とそれまでにレジスタREGへ記憶されてい
る値をさらに平均化し、レジスタREGへ記憶す
る様にしても良い。
以上の説明で明らかな様に本発明によれば、内
燃機関の空燃比のフイードバツクの積分値の平均
値によつて空燃比制御量を制御するようにしたの
で、フイードバツクの積分値を所望の制御状態を
呈するように制御でき、制御性を損うことなく良
好に空燃比制御を行うことができる。
さらに、最初の平均化の回数を短くしているの
で、平均化の応答性が良くなり、フイードバツク
制御の初期には早急にフイードバツク積分値の平
均化を行うことができその積分値出力を速かに正
常な制御値に制御し、応答性よく、しかも安定な
空燃比の制御が可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の構成図、第2図
は第1図の制御装置の構成図、第3図は第2図の
フイードバツク制御装置の構成図、第4図は第2
図制御装置のタイミングチヤートである。 1……エアーフローセンサ、2……渦検出装
置、3……内燃機関、4……制御装置、31……
燃料供給弁、32……スロツトルバルブ、35…
…酸素センサ、41……フイードバツク制御装
置、42……時間巾演算装置、OSC1,OSC2
……発振器、DIV……分周器、TM……タイマ
ー、DR……ドライバー、CP……コンパレータ、
CT1,CT2……カウンター、TD1,TD2……
デイレー、ADD……レジスター、LM1,LM2
……リミツター、MC1,MC2……デイジタル
コンパレータ、DS……データセレクタ、尚、各
図中同一符号は同一部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の排気ガス成分により機関の吸入混合気
    の空燃比を検出する排気センサの出力信号を積分
    処理し、この積分処理した結果に応じて機関の吸
    入混合気の空燃比を制御し、更に上記積分処理し
    た結果を平均化しこの平均化された値に応じて、
    空燃比制御量を制御し、上記機関の運転状態によ
    り上記平均化の間隔を変えることを特徴とする空
    燃比制御方法。
JP13076481A 1981-08-19 1981-08-19 空燃比制御方法 Granted JPS5832944A (ja)

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JPS60120935A (ja) * 1983-12-02 1985-06-28 日東電工株式会社 茶害虫防除方法
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IT1187647B (it) * 1985-03-25 1987-12-23 Donegani Guido Ist Dispositivo ad azione attraente e tossica per la lotta agli insetti
JP2806501B2 (ja) * 1987-03-23 1998-09-30 富士重工業株式会社 エンジンの空燃比制御装置

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