JPS6347894B2 - - Google Patents

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JPS6347894B2
JPS6347894B2 JP54162072A JP16207279A JPS6347894B2 JP S6347894 B2 JPS6347894 B2 JP S6347894B2 JP 54162072 A JP54162072 A JP 54162072A JP 16207279 A JP16207279 A JP 16207279A JP S6347894 B2 JPS6347894 B2 JP S6347894B2
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JP
Japan
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circuit
air
proportional
fuel ratio
control
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JP54162072A
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JPS5685540A (en
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Tatsuji Kataoka
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Subaru Corp
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Fuji Jukogyo KK
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    • 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
    • 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
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen

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  • 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】 【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの排気系に排気ガス浄化用
三元触媒を具備するものにおいて、吸入混合気の
空燃比を三元触媒が最も有効に働く理論空燃比付
近に常に保つように制御する空燃比制御装置に関
し、特に、加速、減速時においてそのスロツトル
開度変化に応じた最適空燃比に制御することがで
きる空燃比制御装置に関するものである。
【従来の技術と問題点】
従来この種の空燃比制御装置は、排気系にO2
センサを設けてこれにより排気ガス中の酸素濃度
を検出して空燃比を知り、このO2センサからの
信号により空燃比が理論空燃比に対して濃いか薄
いかを判定して電磁弁を開閉し、気化器に所定の
空気量を補給してフイードバツク制御するもの
で、非線形リレー制御系であつた。このフイード
バツク制御において、制御回路は比例回路と積分
回路を内蔵し比例、積分制御を行つているが、こ
の比例定数、積分定数は三元触媒の浄化効率、運
転性などから決定する。その場合に定常走行時の
ようにエンジン入口の空燃比レベルが一定の場合
と、加速、減速時のようにエンジン入口の空燃比
レベルが変動する場合とでは、比例定数、積分定
数の最適値が異なるものである。一般的傾向から
は、加速、減速時には定常走行時よりも比例、積
分定数が大きい方が良く、加速度、減速度が大き
い程比例、積分定数を大きくした方が良好であ
る。 なお、特開昭52−77933号公報において、スロ
ツトルが閉状態から開状態に移つた時に、所定時
間、制御回路の制御利得を開状態時における値よ
りさらに大きくすることが示されている。すなわ
ちアイドリング状態から加速する時に、加速の度
合に関係なく一定時間、比例定数、積分定数の回
路抵抗、コンデンサで設定される所定の大きさに
するので、実際の加速変化に応じた制御が行なわ
れず、さらに加速後の理輪空燃比への収束がおそ
いという問題点がある。 また、特開昭52−53141号公報において、スロ
ツトルが全開状態になつた時点から所定時間経過
後に比例定数および積分定数のいずれか一方また
は両方を変化させることが示されている。すなわ
ち減速状態にあるにもかかわらずアイドリング状
態に移行してから比例定数および積分定数を変化
させるので、減速変化に応じた制御が行なわれな
いので、やはり理論空燃比への収束性がおそいと
いう問題点がある。 本発明は、上述の点に鑑み、制御回路内にスロ
ツトル開度の変動を微分する微分回路を設け、微
分回路の微分出力を比例回路と積分回路に入力
し、微分値に比例して比例定数、積分定数を補正
し、加速、減速時に最適な空燃比制御が可能な空
燃比制御装置を提供するものである。
【問題点を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、排気ガス
中の酸素濃度により空燃比を検出するO2センサ、
スロツトル弁の開度状態を検出するスロツトルセ
ンサ、上記各センサからの信号を入力して制御信
号を出力する制御回路、気化器の空気補正通路に
設けられて上記制御回路からの信号により開閉す
る電磁弁を備え、上記制御回路に上記O2センサ
からの出力と設定値とを比較する偏差検出回路、
上記偏差検出回路の出力を比例あるいは積分する
比例回路と積分回路、上記比例回路と上記積分回
路の両出力信号を加算する加算回路を備えてなる
空燃比制御装置において、上記制御回路に、上記
スロツトル弁の開度変化による加減速時に上記ス
ロツトルセンサからのスロツトル弁開度信号を微
分する微分回路を備え、上記微分回路からの微分
値出力を上記積分回路と上記比例回路とへ入力
し、加減速時における積分定数と比例定数とを変
動させ、加減速時における空燃比制御の制御信号
を補正するように構成されている。
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体
的に説明する。 第1図において本発明の装置の概略を説明する
と、符号1はエンジン本体2の上流側に連設され
る気化器であり、この気化器1のフロートチヤン
バ3からベンチユリー4のノズル5に至るメイン
燃料通路6の途中のエアブリード7に空気補正通
路8が連通している。また、メイン燃料通路6か
ら分岐してスロツトル弁9の付近に開口するスロ
ーポート10に至るスロー燃料通路11の途中の
エアブリード12にも空気補正通路13が連通し
ている。そしてこれらの各空気補正通路8,13
に開閉用の電磁弁14,15が設けられ、この電
磁弁14,15の吸入側がエアクリーナ16を介
して大気に連通している。次いでエンジン本体2
下流側の排気管17には排気ガス浄化用三元触媒
のコンバータ18が介設され、それよりエンジン
本体2側にO2センサ19が排気ガス中の酸素濃
度により空燃比を検出すべく設けられている。 一方、スロツトル弁9にはその弁開度を検出す
るスロツトルセンサ20が設けられ、これらのセ
ンサ19,20の信号が制御回路21に入力さ
れ、この制御回路21から出力する信号で電磁弁
14,15をあるデユーテイ比で開閉すること
で、空気補正通路8,13、エアブリード7,1
2を介して燃料系に多量の空気を補給して混合気
の空燃比をリーンにしたり、その空気補給量を減
じて空燃比をリツチにするようになつている。 制御回路21の内部は第2図に示される構成を
しており、O2センサ19と設定値22のそれぞ
れの出力は偏差検出回路23に入力しており、偏
差検出回路23による偏差出力は積分回路24と
比例回路25に入力している。積分回路24と比
例回路25の両出力は加算回路26によつて加算
されており、加算回路26の出力は駆動回路27
に入力している。駆動回路27の制御出力は制御
回路21の外部にある電磁弁14,15に入力し
ている。また、制御回路21内には微分回路28
が設けてあり、この微分回路28の微分値出力は
積分回路24と比例回路25にそれぞれ入力して
おり、この微分回路28には前記スロツトルセン
サ20の出力が入力している。 次に、本実施例の作用を第2図とともに説明す
る。 排気系に設けられたO2センサ19は排気ガス
中に含まれる酸素濃度を電気信号に変換して検出
し、この検出信号を偏差検出回路23に出力す
る。偏差検出回路23には理論空燃比である設定
値22からの設定信号が入力しており、偏差検出
回路23では設定値22とO2センサ19からの
信号を比較してO2センサ19の信号が設定値2
2より高いか低いかを判断し、その偏差出力を積
分回路24と比例回路25に出力している。積分
回路24と比例回路25はこの偏差信号を分析し
て偏差信号に応じた出力をし、その出力信号は加
算回路26に入力されて合成される。このとき、
積分回路24、比例回路25は予め設定されてい
る積分定数、比例定数で作動している。加算回路
26により合成された比例、積分の両制御信号は
駆動回路27に入力し、制御信号に応じて電磁弁
14,15を駆動させ、気化器1の吸入される補
正空気量を調節し、空燃比を理論空燃比に収束さ
せるように作動する。上述の動作はエンジンの回
転数が変動しない定常走行やアイドリングなどの
場合である。 次に、スロツトル弁9を急激に動作させて加速
或いは減速させた場合について説明する。 スロツトル弁9を動作させると、スロツトル弁
9の開角度はスロツトルセンサ20によつて検知
され、制御回路21中の微分回路28に入力す
る。今、スロツトル弁9を動作させ、加速と減速
を行つた場合、スロツトル弁9の開度θの変化は
第3図中Aのように示される。この開度θの変動
は微分回路28に入力することでその変動した時
にのみ微分され、微分回路28の微分値出力は第
3図Bで示す変化になる。この微分回路28の微
分値出力は積分回路24と比例回路25に伝えら
れ、積分回路24における積分定数を減少させ、
比例回路25における比例定数を増加させる。 この定数を変化させる手断として、積分回路2
4および比例回路25には、発光ダイオードとホ
トトランジスタとが組込まれ、微分回路28の出
力信号が各発光ダイオードへ出力するように構成
されている。かかる発光ダイオードとホトトラン
ジスタとの組合せは従来公知である。そして微分
回路28からの微分値出力の変化に応じてホトト
ランジスタの抵抗が変化することにより、積分定
数と比例定数が変化する。したがつて、各定数の
変化量は微分回路28からの微分信号Bに比例し
て変化する。この比例定数と積分定数の変動によ
る加算回路26の出力は第3図Cで示す波形とな
る。すなわち、加減速時の出力信号はDで示すよ
うに比例制御信号部分の幅は大きく、積分制御信
号部分の傾斜角度は鋭くなつており、Eで示す定
常走行時と比べて比例定数は大きくなり積分定数
は小さくなつている。このとき、D,E部分の周
期は同一であり、定常走行時、加減速時のいずれ
においても電磁弁14,15を駆動させる周期は
定常的に行われる。しかし、加減速時における比
例定数、積分定数は微分値に基づいて定常走行時
に比べ比例定数は大きくなり積分定数は小さくな
つており、しかも徐々に小さくなるので、空燃比
の収束性は速くなり、エンジンの空燃比レベルが
大きく変動しても速く理論空燃比に収束させるこ
とになる。 なお、第3図のA,B,Cそれぞれの波形は、
第2図の構成図でA,B,Cの符号で表わした個
所に対応するものである。
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、 制御回路に、スロツトル弁の開閉変化による加
減速時にスロツトルセンサからのスロツトル弁開
度変動信号を微分する微分回路を備えたので、微
分値に比例した定数補正を行なうことができ、ス
ロツトル弁の開度変化、すなわち加減速の大きさ
に応じた制御が可能となる。 さらに、微分回路からの微分値出力を積分回路
と比例回路とへ入力し、加減速時における積分定
数と比例定数とを変動させ、加減速時における空
燃比制御の制御信号を補正するようにしたので、
加減速時には、微分値出力に基づいて積分定数は
小さくなり、比例定数は大きくなり、その後微分
値出力に対応して徐々に積分定数は大きくなり、
比例定数は小さくなつて理論空燃比に速く収束す
ることができる。 さらにまた、理論空燃比への収束性が速いの
で、三元触媒のコンバータを効率よく動作させる
ことができ、排気浄化が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置の概略を示す構成
図、第2図は制御回路のブロツク線図、第3図は
各部の動作を示す波形図である。 1……気化器、2……エンジン本体、3……フ
ロートチヤンバ、4……ベンチユリー、5……ノ
ズル、6……メイン燃料通路、7,12……エア
ブリード、8,13……空気補正通路、9……ス
ロツトル弁、10……スローポート、11……ス
ロー燃料通路、14,15……電磁弁、16……
エアクリーナ、17……排気管、18……コンバ
ータ、19……O2センサ、20……スロツトル
センサ、21……制御回路、22……設定値、2
3……偏差検出回路、24……積分回路、25…
…比例回路、26……加算回路、27……駆動回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 排気ガス中の酸素濃度により空燃比を検出す
    るO2センサ、スロツトル弁の開度状態を検出す
    るスロツトルセンサ、上記各センサからの信号を
    入力して制御信号を出力する制御回路、気化器の
    空気補正通路に設けられて上記制御回路からの信
    号により開閉する電磁弁を備え、上記制御回路に
    上記O2センサからの出力と設定値とを比較する
    偏差検出回路、上記偏差検出回路の出力を比例あ
    るいは積分する比例回路と積分回路、上記比例回
    路と上記積分回路の両出力信号を加算する加算回
    路を備えてなる空燃比制御装置において、 上記制御回路に、上記スロツトル弁の開度変化
    による加減速時に上記スロツトルセンサからのス
    ロツトル弁開度信号を微分する微分回路を備え、
    上記微分回路からの微分値出力を上記積分回路と
    上記比例回路とへ入力し、加減速時における積分
    定数と比例定数とを変動させ、加減速時における
    空燃比制御の制御信号を補正するようにしたこと
    を特徴とする空燃比制御装置。
JP16207279A 1979-12-13 1979-12-13 Air-fuel ratio controlling device Granted JPS5685540A (en)

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