JPH1030479A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH1030479A JPH1030479A JP18956196A JP18956196A JPH1030479A JP H1030479 A JPH1030479 A JP H1030479A JP 18956196 A JP18956196 A JP 18956196A JP 18956196 A JP18956196 A JP 18956196A JP H1030479 A JPH1030479 A JP H1030479A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】広域型空燃比センサの応答遅れによる空燃比の
ずれを補正する。 【解決手段】機関の各種状態量を入力し (Ｓ１) 、機関
回転速度Ｎｅと基本燃料噴射量ＴP から目標空燃比ＴＧ
ＬＭＤを設定し (Ｓ２) 、吸入空気流量の変化量ΔＱと
絞り弁開度の変化量ΔＴＶＯと空燃比検出値の変化量Δ
Ａ／Ｆとを算出し (Ｓ３) 、空燃比センサの検出値が目
標空燃比変化に対して変化を開始するまでの０次遅れを
算出し (Ｓ４) 、同じく検出値が変化を開始してから変
化後の目標空燃比ＴＧＬＭＤになるまでの１次遅れを算
出し (Ｓ５) 、０次遅れから比例分Ｐを補正し (Ｓ６)
、１次遅れから積分分Ｉを補正する (Ｓ７) 。
ずれを補正する。 【解決手段】機関の各種状態量を入力し (Ｓ１) 、機関
回転速度Ｎｅと基本燃料噴射量ＴP から目標空燃比ＴＧ
ＬＭＤを設定し (Ｓ２) 、吸入空気流量の変化量ΔＱと
絞り弁開度の変化量ΔＴＶＯと空燃比検出値の変化量Δ
Ａ／Ｆとを算出し (Ｓ３) 、空燃比センサの検出値が目
標空燃比変化に対して変化を開始するまでの０次遅れを
算出し (Ｓ４) 、同じく検出値が変化を開始してから変
化後の目標空燃比ＴＧＬＭＤになるまでの１次遅れを算
出し (Ｓ５) 、０次遅れから比例分Ｐを補正し (Ｓ６)
、１次遅れから積分分Ｉを補正する (Ｓ７) 。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置に関し、特に、空燃比を検出して目標空燃比に
フィードバック制御するものの制御精度向上を図った技
術に関する。
制御装置に関し、特に、空燃比を検出して目標空燃比に
フィードバック制御するものの制御精度向上を図った技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関の空燃比制御装置として
は例えば特開昭６０−２４０８４０号公報に示されるよ
うなものがある。このものの概要を説明すると、機関の
吸入空気流量Ｑａ及び回転速度Ｎを検出してシリンダに
吸入される空気量に対応する基本燃料供給量ＴP （＝Ｋ
・Ｑａ／Ｎ；Ｋは分）を演算し、この基本燃料供給量Ｔ
P を機関温度等により補正したものを排気中酸素濃度の
検出によって混合気の空燃比を検出する空燃比センサ
（酸素センサ）からの信号によってフィードバック補正
を施し、バッテリ電圧による補正等をも行って最終的に
燃料供給量ＴI を設定する。
は例えば特開昭６０−２４０８４０号公報に示されるよ
うなものがある。このものの概要を説明すると、機関の
吸入空気流量Ｑａ及び回転速度Ｎを検出してシリンダに
吸入される空気量に対応する基本燃料供給量ＴP （＝Ｋ
・Ｑａ／Ｎ；Ｋは分）を演算し、この基本燃料供給量Ｔ
P を機関温度等により補正したものを排気中酸素濃度の
検出によって混合気の空燃比を検出する空燃比センサ
（酸素センサ）からの信号によってフィードバック補正
を施し、バッテリ電圧による補正等をも行って最終的に
燃料供給量ＴI を設定する。
【０００３】そして、このようにして設定された燃料供
給量ＴI に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タ
イミングで出力することにより、機関に所定量の燃料を
噴射供給するようにしている。ところで、近年では空燃
比を大幅にリーン化制御して排気浄化性能及び燃費を改
善することが試みられており、そのために目標空燃比を
運転条件に応じて広範囲に変化させて設定しつつ空燃比
フィードバック制御を行うため、これに対処できる排気
中の酸素濃度等から空燃比をリニアに検出できるいわゆ
る広域型の空燃比センサが用いられる。
給量ＴI に相当するパルス巾の駆動パルス信号を所定タ
イミングで出力することにより、機関に所定量の燃料を
噴射供給するようにしている。ところで、近年では空燃
比を大幅にリーン化制御して排気浄化性能及び燃費を改
善することが試みられており、そのために目標空燃比を
運転条件に応じて広範囲に変化させて設定しつつ空燃比
フィードバック制御を行うため、これに対処できる排気
中の酸素濃度等から空燃比をリニアに検出できるいわゆ
る広域型の空燃比センサが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記空
燃比センサは、目標空燃比が変化してから該目標空燃比
を検出するまでの応答に遅れを生じ、該応答遅れにより
目標空燃比へのフィードバック制御、特に過渡時の制御
が良好に行われておらず、まだ、排気浄化性能や燃費改
善の面で十分効果を発揮できていない状態であった。
燃比センサは、目標空燃比が変化してから該目標空燃比
を検出するまでの応答に遅れを生じ、該応答遅れにより
目標空燃比へのフィードバック制御、特に過渡時の制御
が良好に行われておらず、まだ、排気浄化性能や燃費改
善の面で十分効果を発揮できていない状態であった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、空燃比センサの応答遅れを正確に把握
し、該応答遅れに対してフィードバック補正係数設定用
の制御定数を適切な値に設定することにより応答性が改
善されることに着目し、機関運転状態が変化する過渡時
にも適正な制御定数が設定されることにより、目標空燃
比近傍に維持することができるようにした内燃機関の空
燃比制御装置を提供することを目的とする。
なされたもので、空燃比センサの応答遅れを正確に把握
し、該応答遅れに対してフィードバック補正係数設定用
の制御定数を適切な値に設定することにより応答性が改
善されることに着目し、機関運転状態が変化する過渡時
にも適正な制御定数が設定されることにより、目標空燃
比近傍に維持することができるようにした内燃機関の空
燃比制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため請求項１に係る
発明は、図１に実線で示すように、排気通路に設けられ
排気中成分から機関に供給される混合気の空燃比を広範
囲に検出する空燃比検出手段と、該空燃比検出手段によ
る空燃比の検出値と目標空燃比とを比較しつつ制御定数
を用いて設定されるフィードバック補正係数により、空
燃比を目標空燃比に近づけるように制御する空燃比フィ
ードバック制御手段と、を含んでなる内燃機関の空燃比
制御装置において、機関の運転状態を検出する運転状態
検出手段と、目標空燃比の変化に対して、前記空燃比検
出手段の検出値が変化しはじめるまでの０次遅れを算出
する０次遅れ算出手段と、目標空燃比の変化に対して、
前記空燃比検出手段の検出値が変化しはじめてから、変
化後の目標空燃比を検出するまでの１次遅れを算出する
１次遅れ算出手段と、前記算出された空燃比検出手段の
０次遅れ及び１次遅れに基づいて、前記空燃比フィード
バック制御手段における制御定数を補正する制御定数補
正手段と、を含んで構成したことを特徴とする。
発明は、図１に実線で示すように、排気通路に設けられ
排気中成分から機関に供給される混合気の空燃比を広範
囲に検出する空燃比検出手段と、該空燃比検出手段によ
る空燃比の検出値と目標空燃比とを比較しつつ制御定数
を用いて設定されるフィードバック補正係数により、空
燃比を目標空燃比に近づけるように制御する空燃比フィ
ードバック制御手段と、を含んでなる内燃機関の空燃比
制御装置において、機関の運転状態を検出する運転状態
検出手段と、目標空燃比の変化に対して、前記空燃比検
出手段の検出値が変化しはじめるまでの０次遅れを算出
する０次遅れ算出手段と、目標空燃比の変化に対して、
前記空燃比検出手段の検出値が変化しはじめてから、変
化後の目標空燃比を検出するまでの１次遅れを算出する
１次遅れ算出手段と、前記算出された空燃比検出手段の
０次遅れ及び１次遅れに基づいて、前記空燃比フィード
バック制御手段における制御定数を補正する制御定数補
正手段と、を含んで構成したことを特徴とする。
【０００７】該請求項１に係る発明の作用・効果は以下
のとおりである。目標空燃比ＴＧＬＭＤが変化して制御
空燃比が変化すると、図４に示すように、空燃比検出手
段はすぐには変化せず、変化しはじめるまでに０次の遅
れがある。そこで、０次遅れ算出手段は、運転状態検出
手段によって検出された運転状態に基づいて該０次の遅
れを算出する。
のとおりである。目標空燃比ＴＧＬＭＤが変化して制御
空燃比が変化すると、図４に示すように、空燃比検出手
段はすぐには変化せず、変化しはじめるまでに０次の遅
れがある。そこで、０次遅れ算出手段は、運転状態検出
手段によって検出された運転状態に基づいて該０次の遅
れを算出する。
【０００８】また、図４に示すように、空燃比検出手段
の検出値が変化しはじめてから、目標空燃比に対応した
検出値となるまでに１次の遅れがある。そこで、１次遅
れ算出手段は、運転状態検出手段によって検出された運
転状態に基づいて該１次の遅れを算出する。このように
して算出された空燃比検出手段の０次の遅れと１次の遅
れとに基づいて、制御定数補正手段が空燃比フィードバ
ック制御手段における制御定数を補正する。
の検出値が変化しはじめてから、目標空燃比に対応した
検出値となるまでに１次の遅れがある。そこで、１次遅
れ算出手段は、運転状態検出手段によって検出された運
転状態に基づいて該１次の遅れを算出する。このように
して算出された空燃比検出手段の０次の遅れと１次の遅
れとに基づいて、制御定数補正手段が空燃比フィードバ
ック制御手段における制御定数を補正する。
【０００９】このようにすれば、空燃比検出手段の応答
遅れを０次遅れと１次遅れとに分けて算出し、それらに
基づいて制御定数を補正するようにしたので、応答遅れ
に対する空燃比のずれを良好に補正して、過渡時にも良
好な空燃比フィードバック制御を行うことができる。ま
た、請求項２に係る発明は、図１に一点鎖線で示すよう
に、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、車
速を検出する車速検出手段と、を備え、前記０次遅れ算
出手段は、前記検出された機関の運転状態を含む条件に
基づいて、前記０次遅れを算出し、前記１次遅れ算出手
段は、前記検出された機関の運転状態と前記検出された
車速とを含む条件に基づいて、前記１次遅れを算出する
ことを特徴とする。
遅れを０次遅れと１次遅れとに分けて算出し、それらに
基づいて制御定数を補正するようにしたので、応答遅れ
に対する空燃比のずれを良好に補正して、過渡時にも良
好な空燃比フィードバック制御を行うことができる。ま
た、請求項２に係る発明は、図１に一点鎖線で示すよう
に、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、車
速を検出する車速検出手段と、を備え、前記０次遅れ算
出手段は、前記検出された機関の運転状態を含む条件に
基づいて、前記０次遅れを算出し、前記１次遅れ算出手
段は、前記検出された機関の運転状態と前記検出された
車速とを含む条件に基づいて、前記１次遅れを算出する
ことを特徴とする。
【００１０】該請求項２に係る発明の作用・効果は以下
のとおりである。前記空燃比検出手段の０次の遅れは、
空燃比が変化した排気が空燃比検出手段に到達するまで
の遅れの他、吸入空気流量，スロットル弁開度変化量，
機関冷却水温度や吸入空気温度等の機関運転状態によっ
て決定される。そこで、前記０次遅れ算出手段は、運転
状態検出手段によって検出された前記各種の機関運転状
態を含む条件に基づいて０次遅れを精度良く算出するこ
とができる。
のとおりである。前記空燃比検出手段の０次の遅れは、
空燃比が変化した排気が空燃比検出手段に到達するまで
の遅れの他、吸入空気流量，スロットル弁開度変化量，
機関冷却水温度や吸入空気温度等の機関運転状態によっ
て決定される。そこで、前記０次遅れ算出手段は、運転
状態検出手段によって検出された前記各種の機関運転状
態を含む条件に基づいて０次遅れを精度良く算出するこ
とができる。
【００１１】また、前記空燃比検出手段の１次の遅れ
は、吸入空気流量の他、該吸入空気流量の変化量、空燃
比の変化量、機関冷却水温度や吸入空気温度、車速等に
よって決定される。そこで、前記１次遅れ算出手段は、
運転状態検出手段によって検出された前記各種の機関運
転状態と車速検出手段によって検出された車速とを含む
条件に基づいて１次遅れを精度良く算出することができ
る。
は、吸入空気流量の他、該吸入空気流量の変化量、空燃
比の変化量、機関冷却水温度や吸入空気温度、車速等に
よって決定される。そこで、前記１次遅れ算出手段は、
運転状態検出手段によって検出された前記各種の機関運
転状態と車速検出手段によって検出された車速とを含む
条件に基づいて１次遅れを精度良く算出することができ
る。
【００１２】また、請求項３に係る発明は、前記空燃比
フィードバック制御手段は、制御定数として比例分と積
分分とを含んでフィードバック補正係数を設定し、前記
制御定数補正手段は、前記０次遅れ算出手段によって算
出された０次遅れに応じて前記比例分を補正し、前記１
次遅れ算出手段によって算出された１次遅れに応じて前
記積分分を補正することを特徴とする。
フィードバック制御手段は、制御定数として比例分と積
分分とを含んでフィードバック補正係数を設定し、前記
制御定数補正手段は、前記０次遅れ算出手段によって算
出された０次遅れに応じて前記比例分を補正し、前記１
次遅れ算出手段によって算出された１次遅れに応じて前
記積分分を補正することを特徴とする。
【００１３】該請求項３に係る発明の作用・効果は以下
のとおりである。０次遅れに応じて比例分を補正し、１
次遅れに応じて積分分を補正することで、それぞれの遅
れに見合った補正がなされ、過渡時の空燃比フィードバ
ック制御を可及的に良好に行うことができる。
のとおりである。０次遅れに応じて比例分を補正し、１
次遅れに応じて積分分を補正することで、それぞれの遅
れに見合った補正がなされ、過渡時の空燃比フィードバ
ック制御を可及的に良好に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。一実施形態におけるシステム構成を
示す図２において、機関11の吸気通路12には吸入空気流
量Ｑａを検出するエアフローメータ13及びアクセルペダ
ルと連動して吸入空気流量Ｑａを制御する絞り弁14が設
けられ、下流のマニホールド部分には気筒毎に燃料供給
手段としての電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。
基づいて説明する。一実施形態におけるシステム構成を
示す図２において、機関11の吸気通路12には吸入空気流
量Ｑａを検出するエアフローメータ13及びアクセルペダ
ルと連動して吸入空気流量Ｑａを制御する絞り弁14が設
けられ、下流のマニホールド部分には気筒毎に燃料供給
手段としての電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。
【００１５】燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17、吸入空気
温度ＴAIR を検出する吸入空気温度センサ31、前記絞り
弁14の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ32が設け
られると共に、排気通路18の排気中酸素濃度を検出する
ことによって吸入混合気の空燃比を検出する広域型の空
燃比センサ19が設けられ、更に下流側の排気中のＣＯ，
ＨＣの酸化とＮＯX の還元を行って浄化する三元触媒20
が設けられる。
内蔵したコントロールユニット16からの噴射パルス信号
によって開弁駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送さ
れてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御され
た燃料を噴射供給する。更に、機関11の冷却ジャケット
内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17、吸入空気
温度ＴAIR を検出する吸入空気温度センサ31、前記絞り
弁14の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ32が設け
られると共に、排気通路18の排気中酸素濃度を検出する
ことによって吸入混合気の空燃比を検出する広域型の空
燃比センサ19が設けられ、更に下流側の排気中のＣＯ，
ＨＣの酸化とＮＯX の還元を行って浄化する三元触媒20
が設けられる。
【００１６】また、図示しないディストリビュータに
は、クランク角センサ21が内蔵されており、前記コント
ロールユニット16は該クランク角センサ21から機関回転
と同期して出力されるクランク単位角信号を入力して一
定時間カウントして、又は、クランク基準角信号の周期
を計測して機関回転速度Ｎｅを検出する。さらに、図示
しない変速機出力軸等に車速ＶＳＰを検出する車速セン
サ33が設けられる。
は、クランク角センサ21が内蔵されており、前記コント
ロールユニット16は該クランク角センサ21から機関回転
と同期して出力されるクランク単位角信号を入力して一
定時間カウントして、又は、クランク基準角信号の周期
を計測して機関回転速度Ｎｅを検出する。さらに、図示
しない変速機出力軸等に車速ＶＳＰを検出する車速セン
サ33が設けられる。
【００１７】そして、前記コントロールユニット16は、
機関運転状態に基づいて目標空燃比ＴＧＬＭＤを設定
し、該目標空燃比ＴＧＬＭＤが得られるように前記空燃
比センサ19からの空燃比検出値に基づいて燃料噴射弁15
からの燃料噴射量を制御することにより空燃比のフィー
ドバック制御を行うが、その際に、該空燃比センサ19の
応答遅れを算出し、該応答遅れに基づいて制御定数を補
正することにより、過渡運転時にも応答性のよい制御を
行うことができる。
機関運転状態に基づいて目標空燃比ＴＧＬＭＤを設定
し、該目標空燃比ＴＧＬＭＤが得られるように前記空燃
比センサ19からの空燃比検出値に基づいて燃料噴射弁15
からの燃料噴射量を制御することにより空燃比のフィー
ドバック制御を行うが、その際に、該空燃比センサ19の
応答遅れを算出し、該応答遅れに基づいて制御定数を補
正することにより、過渡運転時にも応答性のよい制御を
行うことができる。
【００１８】以下に、前記空燃比フィードバック制御の
ルーチンを、図３のフローチャートに基づいて説明す
る。ステップ (図ではＳと記す。以下同様) １では、前
記クランク角センサ21からの信号に基づいて機関回転速
度Ｎｅを算出すると共に、前記エアフローメータ13によ
って検出された吸入空気流量Ｑ、空燃比センサ19によっ
て検出された空燃比Ａ／Ｆ、水温センサ17によって検出
された冷却水温度 (以下水温という) Ｔｗ、吸入空気温
度センサ31によって検出された吸入空気温度ＴAIR 、ス
ロットルセンサ32によって検出された絞り弁開度ＴＶ
Ｏ、車速センサ33によって検出された車速ＶＳＰを入力
すると共に、別ルーチンで算出された前記燃料噴射弁15
からの基本燃料噴射量ＴP (＝Ｋ・Ｑ／Ｎｅ；Ｋは定
数) を入力する。
ルーチンを、図３のフローチャートに基づいて説明す
る。ステップ (図ではＳと記す。以下同様) １では、前
記クランク角センサ21からの信号に基づいて機関回転速
度Ｎｅを算出すると共に、前記エアフローメータ13によ
って検出された吸入空気流量Ｑ、空燃比センサ19によっ
て検出された空燃比Ａ／Ｆ、水温センサ17によって検出
された冷却水温度 (以下水温という) Ｔｗ、吸入空気温
度センサ31によって検出された吸入空気温度ＴAIR 、ス
ロットルセンサ32によって検出された絞り弁開度ＴＶ
Ｏ、車速センサ33によって検出された車速ＶＳＰを入力
すると共に、別ルーチンで算出された前記燃料噴射弁15
からの基本燃料噴射量ＴP (＝Ｋ・Ｑ／Ｎｅ；Ｋは定
数) を入力する。
【００１９】ステップ２では、前記機関回転速度Ｎｅと
基本燃料噴射量ＴP とに基づいて、当該運転領域に見合
った目標空燃比ＴＧＬＭＤを、マップからの検索等によ
り設定する。ステップ３では、前記吸入空気流量Ｑの単
位時間当りの変化量ΔＱ、絞り弁開度ＴＶＯの単位時間
当りの変化量ΔＴＶＯ、空燃比Ａ／Ｆの単位時間当りの
変化量ΔＡ／Ｆを算出する。
基本燃料噴射量ＴP とに基づいて、当該運転領域に見合
った目標空燃比ＴＧＬＭＤを、マップからの検索等によ
り設定する。ステップ３では、前記吸入空気流量Ｑの単
位時間当りの変化量ΔＱ、絞り弁開度ＴＶＯの単位時間
当りの変化量ΔＴＶＯ、空燃比Ａ／Ｆの単位時間当りの
変化量ΔＡ／Ｆを算出する。
【００２０】ステップ４では、前記空燃比センサ19の検
出値Ａ／Ｆが目標空燃比ＴＧＬＭＤ変化に対して変化し
はじめるまでの０次の遅れを、次式のように前記吸入空
気流量Ｑと、絞り弁開度ＴＶＯの単位時間当りの変化量
ΔＴＶＯと、水温Ｔｗ及び吸入空気温度ＴAIR の関数と
して算出する。このステップ４の機能が０次遅れ算出手
段に相当する。
出値Ａ／Ｆが目標空燃比ＴＧＬＭＤ変化に対して変化し
はじめるまでの０次の遅れを、次式のように前記吸入空
気流量Ｑと、絞り弁開度ＴＶＯの単位時間当りの変化量
ΔＴＶＯと、水温Ｔｗ及び吸入空気温度ＴAIR の関数と
して算出する。このステップ４の機能が０次遅れ算出手
段に相当する。
【００２１】０次遅れ＝Ｋ1 ｛ｆ1 (Ｑ) ＋ｆ2 (ΔＴ
ＶＯ) ＋ｆ3 (Ｔｗ，ＴAIR ) −ｅ1 ｝＋Ｂ1 ここで、ｅ1 は燃料の壁流分等による誤差量、Ｂ1 は空
燃比センサ19の取付位置により決定される定数である。
この０次遅れの式について説明すると、０次遅れを決定
するための運転状態パラメータとして、吸入空気流量
Ｑ，絞り弁開度ＴＶＯの単位時間当りの変化量ΔＴＶ
Ｏ，水温Ｔｗ及び吸入空気温度ＴAIR 水温Ｔｗ、吸入空
気温度ＴAIR があり、ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 は、それぞれの
(０次遅れに対する寄与率) × (各パラメータの０次遅
れへの変換係数) で決定される。
ＶＯ) ＋ｆ3 (Ｔｗ，ＴAIR ) −ｅ1 ｝＋Ｂ1 ここで、ｅ1 は燃料の壁流分等による誤差量、Ｂ1 は空
燃比センサ19の取付位置により決定される定数である。
この０次遅れの式について説明すると、０次遅れを決定
するための運転状態パラメータとして、吸入空気流量
Ｑ，絞り弁開度ＴＶＯの単位時間当りの変化量ΔＴＶ
Ｏ，水温Ｔｗ及び吸入空気温度ＴAIR 水温Ｔｗ、吸入空
気温度ＴAIR があり、ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 は、それぞれの
(０次遅れに対する寄与率) × (各パラメータの０次遅
れへの変換係数) で決定される。
【００２２】当然、Ｑ、ΔＴＶＯ、Ｔｗ、ＴAIR の中に
は、排気が空燃比センサに到達する時間に影響する流速
や温度，圧力のファクターが入っている。次にＢ1 につ
いて説明すると、これは、図５に示すように、運転状態
と０次遅れとの間に一次の相関 (直線性) がある領域で
求めた、一次直線と０次遅れを表す縦軸との交点として
求められる値であり、前記したように空燃比センサの取
付け位置で略決定される値である。即ち、実際に運転し
ていない状態では、０次遅れは０となるのであるが、エ
ンド効果 (end effect) により、各運転パラメータの値
が小さいときは、相関性は満たされない。一般的に、流
れは、層流の時は粘性項の影響を受け、影響因子 (主に
ΔＰ) に対し、非直線性となるが、乱流の時は、流れエ
ネルギーが大きくなるため、直線性が高められる。内燃
機関の排気の流れについてみると、アイドル領域では既
に乱流領域である。
は、排気が空燃比センサに到達する時間に影響する流速
や温度，圧力のファクターが入っている。次にＢ1 につ
いて説明すると、これは、図５に示すように、運転状態
と０次遅れとの間に一次の相関 (直線性) がある領域で
求めた、一次直線と０次遅れを表す縦軸との交点として
求められる値であり、前記したように空燃比センサの取
付け位置で略決定される値である。即ち、実際に運転し
ていない状態では、０次遅れは０となるのであるが、エ
ンド効果 (end effect) により、各運転パラメータの値
が小さいときは、相関性は満たされない。一般的に、流
れは、層流の時は粘性項の影響を受け、影響因子 (主に
ΔＰ) に対し、非直線性となるが、乱流の時は、流れエ
ネルギーが大きくなるため、直線性が高められる。内燃
機関の排気の流れについてみると、アイドル領域では既
に乱流領域である。
【００２３】ステップ５では、前記空燃比センサ19の検
出値Ａ／Ｆが目標空燃比ＴＧＬＭＤ変化に対して変化後
の目標空燃比ＴＧＬＭＤになるまでの１次の遅れを、次
式のように前記吸入空気流量の変化量ΔＱと、空燃比の
変化量ΔＡ／Ｆ、水温Ｔｗ、吸入空気温度ＴAIR 、車速
ＶＳＰの関数として算出する。このステップ５の機能が
０次遅れ算出手段に相当する。
出値Ａ／Ｆが目標空燃比ＴＧＬＭＤ変化に対して変化後
の目標空燃比ＴＧＬＭＤになるまでの１次の遅れを、次
式のように前記吸入空気流量の変化量ΔＱと、空燃比の
変化量ΔＡ／Ｆ、水温Ｔｗ、吸入空気温度ＴAIR 、車速
ＶＳＰの関数として算出する。このステップ５の機能が
０次遅れ算出手段に相当する。
【００２４】１次遅れ＝Ｋ2 ｛ｆ4 (ΔＱ) ＋ｆ5 (Δ
Ａ／Ｆ) ＋ｆ6 (Ｔｗ，ＴAIR )＋ｆ7 (ＶＳＰ) −ｅ
2 ｝＋Ｂ2 ここで、ｅ2 は誤差量、Ｂ2 は吸入空気流量Ｑ等からマ
ップ等により検索される定数である。また、ｆ7 (ＶＳ
Ｐ) は走行風より定まる車体の冷却量に相当する量であ
る。
Ａ／Ｆ) ＋ｆ6 (Ｔｗ，ＴAIR )＋ｆ7 (ＶＳＰ) −ｅ
2 ｝＋Ｂ2 ここで、ｅ2 は誤差量、Ｂ2 は吸入空気流量Ｑ等からマ
ップ等により検索される定数である。また、ｆ7 (ＶＳ
Ｐ) は走行風より定まる車体の冷却量に相当する量であ
る。
【００２５】なお、上記１次遅れの式についても、０次
遅れと同様の考え方で、設定されている。ステップ６で
は、前記０次遅れの関数ｆ (０次遅れ) 、例えば０次遅
れの定数倍の値によって比例分Ｐを次式のように補正し
て設定する。 Ｐ＝Ｐ0 ＋ｆ (０次遅れ) ここで、Ｐ0 は固定値であってもよいが、各運転領域毎
に定常運転状態に見合った定数として設定するようにし
てもよい。
遅れと同様の考え方で、設定されている。ステップ６で
は、前記０次遅れの関数ｆ (０次遅れ) 、例えば０次遅
れの定数倍の値によって比例分Ｐを次式のように補正し
て設定する。 Ｐ＝Ｐ0 ＋ｆ (０次遅れ) ここで、Ｐ0 は固定値であってもよいが、各運転領域毎
に定常運転状態に見合った定数として設定するようにし
てもよい。
【００２６】ステップ７では、前記１次遅れの関数ｆ
(１次遅れ) 、例えば１次遅れの定数倍の値によって積
分分Ｉを次式のように補正して設定する。 Ｉ＝Ｉ0 ＋ｆ (１次遅れ) ここで、Ｉ0 は固定値であってもよいが、各運転領域毎
に定常運転状態に見合った定数として設定するようにし
てもよい。
(１次遅れ) 、例えば１次遅れの定数倍の値によって積
分分Ｉを次式のように補正して設定する。 Ｉ＝Ｉ0 ＋ｆ (１次遅れ) ここで、Ｉ0 は固定値であってもよいが、各運転領域毎
に定常運転状態に見合った定数として設定するようにし
てもよい。
【００２７】ステップ６，７の機能が、制御定数補正手
段に相当する。このように、空燃比センサ19の応答遅れ
を０次遅れと１次遅れとに分けて算出し、それらに基づ
いて制御定数である比例分と積分分とを補正するように
したので、応答遅れに対する空燃比のずれを良好に補正
して、過渡時にも良好な空燃比フィードバック制御を行
うことができる。
段に相当する。このように、空燃比センサ19の応答遅れ
を０次遅れと１次遅れとに分けて算出し、それらに基づ
いて制御定数である比例分と積分分とを補正するように
したので、応答遅れに対する空燃比のずれを良好に補正
して、過渡時にも良好な空燃比フィードバック制御を行
うことができる。
【図１】請求項１及び請求項２に係る発明の構成・機能
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図２】本発明に係る実施形態のシステム構成を示す
図。
図。
【図３】本発明に係る空燃比センサの応答遅れ算出と制
御定数補正のルーチンを示すフローチャート。
御定数補正のルーチンを示すフローチャート。
【図４】空燃比センサの応答遅れを説明するためのタイ
ムチャート。
ムチャート。
【図５】運転状態と０次遅れとの関係を示す図。
11 内燃機関 13 エアフローメータ 15 燃料噴射弁 16 コントロールユニット 17 水温センサ 19 空燃比センサ 21 クランク角センサ 31 吸入空気温度センサ 32 スロットルセンサ 33 車速センサ
Claims (3)
- 【請求項１】排気通路に設けられ排気中成分から機関に
供給される混合気の空燃比を広範囲に検出する空燃比検
出手段と、 該空燃比検出手段による空燃比の検出値と目標空燃比と
を比較しつつ制御定数を用いて設定されるフィードバッ
ク補正係数により、空燃比を目標空燃比に近づけるよう
に制御する空燃比フィードバック制御手段と、 を含んでなる内燃機関の空燃比制御装置において、 目標空燃比の変化に対して、前記空燃比検出手段の検出
値が変化しはじめるまでの０次遅れを算出する０次遅れ
算出手段と、 目標空燃比の変化に対して、前記空燃比検出手段の検出
値が変化しはじめてから、変化後の目標空燃比を検出す
るまでの１次遅れを算出する１次遅れ算出手段と、 前記算出された空燃比検出手段の０次遅れ及び１次遅れ
に基づいて、前記空燃比フィードバック制御手段におけ
る制御定数を補正する制御定数補正手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置。 - 【請求項２】機関の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、 車速を検出する車速検出手段と、を備え、 前記０次遅れ算出手段は、前記検出された機関の運転状
態を含む条件に基づいて、前記０次遅れを算出し、 前記１次遅れ算出手段は、前記検出された機関の運転状
態と前記検出された車速とを含む条件に基づいて、前記
１次遅れを算出することを特徴とする請求項１に記載の
内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項３】前記空燃比フィードバック制御手段は、制
御定数として比例分と積分分とを含んでフィードバック
補正係数を設定し、 前記制御定数補正手段は、前記０次遅れ算出手段によっ
て算出された０次遅れに応じて前記比例分を補正し、前
記１次遅れ算出手段によって算出された１次遅れに応じ
て前記積分分を補正することを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18956196A JPH1030479A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18956196A JPH1030479A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030479A true JPH1030479A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16243400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18956196A Pending JPH1030479A (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1030479A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110748425A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-04 | 同济大学 | 一种天然气发动机瞬态空燃比控制方法 |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP18956196A patent/JPH1030479A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110748425A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-04 | 同济大学 | 一种天然气发动机瞬态空燃比控制方法 |
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