JPS6282249A - 機関の空燃比制御装置 - Google Patents

機関の空燃比制御装置

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JPS6282249A
JPS6282249A JP22333985A JP22333985A JPS6282249A JP S6282249 A JPS6282249 A JP S6282249A JP 22333985 A JP22333985 A JP 22333985A JP 22333985 A JP22333985 A JP 22333985A JP S6282249 A JPS6282249 A JP S6282249A
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JP
Japan
Prior art keywords
engine
control
air
fuel ratio
constant
Prior art date
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Pending
Application number
JP22333985A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Tamura
英之 田村
Mitsuru Kasatsugu
笠次 充
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP22333985A priority Critical patent/JPS6282249A/ja
Publication of JPS6282249A publication Critical patent/JPS6282249A/ja
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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】 (産業上の利用分野) この発明は、機関の空燃比制御装置、特にフィードバッ
ク制御を行うものの改良に関する。
(従来の技術) 徘′Aifス中の酸素濃度を検出する酸素センサがらの
検出信号を用いて空燃比補正値(制御定数)を算出し、
この補正値にて機関への燃料供給量を補正rることによ
り、機関の空燃比を目標値に制御する空燃比のフィード
バック制御装置はよく知られている。
こうしたVC置を第8図に示すと、コントロールユニッ
ト6では、酸素センサ1がらの43号にてフィードバン
ク制御定数αが算出され、このαにて基本噴射量1’ 
u t−補正した噴射量゛l″p×αが燃料噴射弁7が
ら機関に供給される。なお、T 11はエア70−メー
タ2.クランク角センサ3にてそれぞれ検出される吸入
空気量Q、Iff閃回転数Nに応じて算出される。
この場合、αは酸素センサlの出力電圧Vと基準値Vs
との比較により求められ、たとえば■がVsよりら大き
い場合は混合気がIjlj論空燃比よりも過濃であると
判別されるので、aく1なるαが求められ、このαによ
り噴射量が減量補正される。
逆にVsよりも小さい場合はa〉1なるαが求められる
こうしたフィードバック制御の制御方法に比例積分制御
があり、この比例積分制御では、目標値と実際値との偏
差の比例分(P分)と積分分く1分)とをm畳して得ら
れるIJ I分が制[iとして用いられる。
ここに、P分及び1分が固定値であると、すべ′Cの運
転状態にマツチングした制御が困難となるので、水温セ
ンサ4とアイドルスイッチ5がらの45号により暖機状
態であるが否かを判別し、水温センサ4がOFFとなる
所定温度以上にあり、かつアイドルスイッチ5がOF’
 Fとなる暖気完了後と、水温センサ4がONとなる所
定温度以下あるいはアイドルスイッチ5がONとなる暖
機中とでP分、1分の値を変化させることにより、暖機
状態に応じた制御の応答性を得てエミッション浄化特性
と運転特性の向上を図っている(特開昭58−2784
8号参照)。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、こうした装置では暖機状態についての考慮が
払われているものの、1暖磯後にはα(P分、I分)が
同一の値(固定値)であることから、暖8!後の運転状
態(機関負荷や機関回転数)に応じた最適なP分、1分
の値が得られず、同じ問題を招く。
このため、運転状態に応じてP分、1分の値をIi丁変
にした装置が提案されているが(特開昭58−1353
44 号11i!t)、機関負荷トvi閃回転数が同一
であっても定常走行11.1.と過渡運転時とでは運転
状態が大き(相違するので、−力の運転時にマツチング
されたP分、1分では、他方の運転時において最適なP
分、1分の値とならず、同じ問題を招く。
たとえば、過渡運転時のほうが機敏な応答性を聾求され
ることから過渡運転時にマツチングすると、定常点ヤテ
時に応答が過敏となり、少しの運転変数の変化があって
も制御量が大きく動くことからフィードバンクによる空
燃比の変動幅が大きくなり、三元触媒での転換効率の悪
化や運転性不良の発生を招くのである。なお、定常運転
時にマツチングするものでは、過渡運転時に敏感な応答
性が得られず、過渡時の応答性を不良にする。
この発明は過渡状態と定常状態とで最適に制御定数を設
定するようにした空燃比フィードバック制御装置を提供
することを目的とする。
(問題点をM決するための手段) @1図はこの発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。
12は排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手
段、13はこの検出値と目標値の偏差からフィードバッ
ク制御の制御定数を設定する制御定数設定手段である。
なお、目標値は運転状態検出手段11にて検出される運
転状態に応じて設定される。
空燃比フィー−バック制御手段14は、この算出した制
御定数に応じて機関に供給すべき燃料量を補正する。
こうして機関の空燃比制御装置が構成されるが、この発
明では機関の過渡状態を判別する過渡状態判別手段16
と、過渡時に前記制御定数を大きくするとともに、定常
状態になると過渡時からのL?間経過に応じて制御定数
を小さくする制御定数可変手段17とを設けた6 なお、過渡状態はたとえばスロットル弁開度検出手段1
5にて検出されるスロントル2P閏度の時間変化を所定
値と比較することにより判別される。
(作用) このように構成すると、過渡時に制御変数が定常走行時
よりも太き(され、制御の応答性が高められるので、過
渡時の運転性が向上する。また、定常走行時には制御定
数を小さく設定することができるので、制御幅が小さく
なり、三元触媒での転換効率が向上する。
(実施例) 第2図はこの発明の一実施例の機械的な構成を示す概略
図である。
図中、21はエア70−メータ、22は回転数センサと
してのクランク角センサ、23は水温センサ、24は三
元触媒28上流の排気通路に設けられる酸素センサであ
る6 26はスロットル弁25の開度を検出するスロットル弁
開度センサで、たとえばスロットル弁開度に応じて出力
値が大きくなるボテンシaメータにて構成することがで
きる。この人口y)ル弁開度の時間変化を所定値と比較
することにより、過渡状態を判別することができる。
これらのセンサ21〜24.26からの信号はマイクロ
コンピュータから構成されるコントロールユニット30
に入力され、コントロールユニット30は、過渡状態に
応じて混合気の空燃比が目標値となるように、燃料噴射
弁27からの燃料噴射量を制御する6なお、噴射方式は
気筒数に応じた噴射弁を備えるものであっても、スロッ
トル弁上流に1個の噴射弁を設けたもののいずれであっ
ても構わない。
次に、第3図〜tB5図はコントロールユニット30内
にて行なわれる動作を説明する流れ図である。この動作
は所定時間毎に実行され、あるし1は機関回転に同期し
て実行される。図中の番号は処理番号を示す。
第3図の動作は燃料噴射量制御の全体を示し、従来装置
と同様である。すなわち、37では冷却水温等の各種運
転変数から求められる補正係数C0EFと噴射弁27の
開弁遅れを補正する係数゛1゛Sと空燃比制御定数aの
3つの係数にて基本噴射量Tpを補正して最終的な噴射
量i’ i(= T pX C0EFXa+i’s)が
算出される。こうして算出されたT iをパルス幅とす
る駆動パルスが噴射弁27に出力されると、噴射#27
が1j14弁17磯関に燃料が供給される。
151図の動作は制御定数を過渡状態に応じて可変とす
る部分であり、この発明の要部となる。
実際の制御動作を説明する前に、第6tgJについて説
明すると、同図は制御定数aの大きさとWil制御定数
f1定数F゛との関係を示している。すなわち、この例
ではaの大きさが大、中、小と3段階に設定され、Fの
値によりaの大きさが選択される。
ここに、大なるαは過渡時に最適な制御応答性の得られ
る値、小なるαは定常走行時に最適な値、また巾なるα
はその+111の値が設定される。82数は必須ではな
く、もっと多いものであってもよい。
また、アイドル時には、アイドル時の制御定数I DL
Eが設定されている。
なお、制御定数αの右横に示すPL(F)、IL(F)
は混合気の空燃比が目標値よりも薄いと判別された場合
の比例分、積分分、またPR(FLIR(F)は空燃比
が濃いとすす別された場合の比例分、積分分であり、こ
れらは以下に示すように設定される。
PL(1)≧PL(2)≧1)L(3)PR(1)≧P
R(2)≧PR(3) I L(1)≧IL(2)≧IL(3)I r((1)
≧I R(2)≧I R(3)次に、こうして設定され
るαを過渡状態に応じて選択する制御動作を14図に基
づいて説明すると、過渡時及びその直後は大なるαが選
択され、定常状態になると、過渡時からの経過時間に応
じて中なるa、さらに小なるaとaが漸減される。
具体的に述べると、41〜43は過渡時であるか否かを
判別する部分である。過渡時はスロットル弁開度’r 
v oの時間変化Δ1゛■0を所定値′「■1、TV2
(TV2<’I’V1)と比e −f ルコ、!: I
I: 、J:すtq別する。すなわち、Δ1’ V O
≧゛「■1であれば加速時であり、Δ′l″V O< 
′l’ V 2であれば減速時であるとM別され、過渡
時の経過時間を測定rるために加i+、!速タイマをク
リヤする。
46では加減速タイマの値を所定値T M L (たと
えば100 m5ec)と比較することにより、タイマ
の値≦T M Lであれば、過渡時及びその直後にある
と判別されるので、大なるαを選41くするため、47
で前述のtq定数ドをF=1とする。
48.49は定常状態になると過渡時からの経過時間1
こ応じて制御定数を小さくする部分である。
すなわち、制御周期カウンタの値Nを所定周期NC1(
たとえば1周期)、N C2(たとえば2周期)と比較
することにより、N C1≦N<NC2である間は中な
るαを選択するためF=2とし、NC2<Nになると小
なるαを選択するためF=3とする。
ここに、制御周期カウンタは加減速タイマの値が′l’
 M Lを越えたとさからの制御周期を測定するもので
あり、このため、46にてタイマの値が′1゛MLを越
えない間は47にてN=0に保持されている。
なお、41.421:オイf 1’V 2 ≦Δ’「v
 o <1’ V 1の場合は定常走行時であると判別
され、加減速タイマのクリヤは行われない。
44.45はアイドル時を考慮したもので、スロットル
弁開度TVOと所定開度′I’ I Dを比較し、1’
 V O< i” I Dであればアイドル時であると
判別して判定数ド=4とされる。
こうして、過渡状態に応じて3#′i階のαが選択され
る動作がなされたこと1こなる。
次に、f55図の動作はこのαを用いてのフィードバッ
ク制御を示す。この動作は従来例と同様である。
60.61では酸素センサ24の出力電圧■と基準電圧
V3を比較した結果と、曲回の比較の結果とから今回初
めて理論空燃比よりも薄くなったのか、引き続いて薄い
のかを判別し、今回初めて薄くなったときは混合気を濃
くするべく63にて前回求められたαに比例分PL(F
”)を加算したα+PL(F)を新たなαとする。引き
続いて薄いときは64でαに積分分IL(F)を加算す
る。なお、基準電圧Vsにはヒステリシスが設けられる
のが通常である。
ここに、7ラグFRLは前回の比較結果を示し、FRL
 = 1であれば前回理論空燃比よりも濃がったことを
、L”RL=0であればAt7回薄かったことを示す。
このため、今回初めて薄くなったときは62にてF R
L = 0としている。さらに、62では制御周期力t
ンタの値Nを1/2増加する。
66〜68は混合気が理論空燃比よりも濃いと判別され
た場合の動作を示し、62〜64と同様の演算を行う。
相違するのはαがらPR(F)、IR(F)を滅拝する
点である。これは、混合気を薄くするためである。
次に、スロットル弁25を全開しての加速を行った加速
時につき、この実施例による作用を[7図に基づいて説
明する。
図示したように、この実施例(実M)では加速時とその
1α後の間は大なるαにて制御量が変化し、定常状態に
なってからは中なるα、小なるαと徐々に小さな制御量
にて変化する。
ところが、従来例(破線)では、過渡時に関係なくぴか
一定値であるため、加速時になっても加速萌と値が変わ
らない、このため、過渡状態にマツチングしたαでは定
常状態において過剰応答により空燃比の変動幅が大きく
なりやすく(ハンチング)、三元触媒での転換効率の悪
化や運転性の不良を招き、Hlに定常状態にマツチング
したαでは加速時に応答性が不良となり、いずれにして
も、不満足な結果とならざるを得ない。
これに対し、この実施例では、過渡状態に応じてαが変
化し、過渡時には制御量が大きくなるので、応答性を向
上することができ、また定常時には制御幅が小さくなる
ので、空燃比の変動幅を小さくして三元触媒の転換効率
の向上を図ることができるのである。
なお、この実施例では、スロットル弁開度の時間変化か
ら過渡状態をfq別するようにしているが、吸入空気量
やi’ pのu;′f間変化から過渡状態をtII別す
るようにするものであっても構わない。
(発明の効果) この発明は、排気〃ス中の酸素濃度の検出値と目標値の
偏差からフィードバック制御の制御定数を設定し、この
制御定数に応じて機関に供給すべき燃料量を補正するよ
うにした機関の空燃比制御装置において、機関の過渡状
態を判別する過渡状態判別手段と、過渡時に前記制御定
数を大きくするとともに、定常状態になると過渡時から
の時間経過に応じて制御定数を小さくする制御定数Ir
丁丁子手段を設けたので、過渡状態に応じてαが変化し
、過渡時には制御量が大きくなるので、応答性を向上す
ることができ、また定常時には制御幅が小さくなるので
、空燃比の変動幅を小さくして三元触媒の転換効率の向
上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の構成を明示するための全体楕成図、
f52図はこの発明の一実施例のm械的な構成を示す概
略図、第3図〜第5図はコントロー小ユニット30内に
て行なわれる動作を説明する流れ図、第6図は制御定数
αの大きさと制御定数tq定数F′との関係を示す表面
、第7図は加速時のこの実施例による作用を説明するタ
イミングチャートである。 第8図は従来例のブロック図である。 11・・・運転状態検出手段、12・・・酸素濃度検出
手段、13・・・フィードバック制御定数設定手段、1
4・・・空燃比フィードバック制御手段、15・・・ス
ロットル弁開度検出手段、16・・・過渡状態判別手段
、17・・・制御定数可変手段、18・・・燃料噴射弁
、21・・・エア70−メータ、22・・・クランク角
センサ、23・・・水温センサ、24・・・酸素センサ
、25・・・スロットル弁、26・・・スロットル弁開
度センサ、27・・・燃料噴射弁、28・・・三元触媒
、30・・・コントロールユニット。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
    この検出値と目標値の偏差からフィードバック制御の制
    御定数を設定する制御定数設定手段と、この算出した制
    御定数に応じて機関に供給すべき燃料量を補正する空燃
    比フィードバック制御手段とを備える機関の空燃比制御
    装置において、機関の過渡状態を判別する過渡状態判別
    手段と、過渡時に前記制御定数を大きくするとともに、
    定常状態になると過渡時からの時間経過に応じて制御定
    数を小さくする制御定数可変手段とを設けたことを特徴
    とする機関の空燃比制御装置。
JP22333985A 1985-10-07 1985-10-07 機関の空燃比制御装置 Pending JPS6282249A (ja)

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JP22333985A JPS6282249A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 機関の空燃比制御装置

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JP22333985A JPS6282249A (ja) 1985-10-07 1985-10-07 機関の空燃比制御装置

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JPS6282249A true JPS6282249A (ja) 1987-04-15

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JP (1) JPS6282249A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291873A (en) * 1991-06-06 1994-03-08 Robert Bosch Gmbh Method and arrangement for determining a parameter of a lambda controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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