JPS629741B2 - - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
- F02D41/1488—Inhibiting the regulation
- F02D41/1489—Replacing of the control value by a constant
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- 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空燃比制御装置に係り、特
に、部分リーンシステムを採用した内燃機関の空
燃比制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, and more particularly to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that employs a partial lean system.
排気ガス規制と燃費低減を満たす有効な手法と
して、三元触媒とO2センサを用いて排気ガス中
の3成分であるCO、HC、NOocを同時に酸化還
元反応させ、排気ガスを浄化する方式が用いられ
ている。かかる排気ガス中の3成分に対し同時に
高い浄化率で働かせるためには、常に理論空燃比
の近傍でエンジンを運転しなければならない。こ
のためにO2センサの出力信号を燃料供給系にフ
イードバツク信号としてかけ、所定の空燃比領域
内に収まるようにしている。 An effective method to meet exhaust gas regulations and reduce fuel consumption is to use a three-way catalyst and an O 2 sensor to simultaneously oxidize and reduce the three components of exhaust gas, CO, HC, and NOOC, to purify the exhaust gas. It is used. In order to simultaneously work on the three components in the exhaust gas at a high purification rate, the engine must always be operated near the stoichiometric air-fuel ratio. For this purpose, the output signal of the O 2 sensor is applied to the fuel supply system as a feedback signal to keep the air-fuel ratio within a predetermined range.
ところで、エンジンの全運転領域でフイードバ
ツク制御を行つた場合、燃費が悪化する領域が生
じる。そこで、軽負荷領域においては、リーン側
に空燃比を移すと共に該領域でのフイードバツク
制御を停止し、オープンループ制御を行う所謂部
分リーンシステムが採用されている。この場合の
制御としては、例えば、吸気管負圧(または相当
出力)の変化、具体的には第1図の如くに吸気管
負圧にほぼ比例する基本噴射時間Tpにほぼ比例
して空燃比をリーン側にするものである。 By the way, when feedback control is performed over the entire operating range of the engine, there will be a range where fuel efficiency deteriorates. Therefore, in the light load region, a so-called partial lean system is adopted in which the air-fuel ratio is shifted to the lean side, feedback control in this region is stopped, and open loop control is performed. In this case, control may be performed, for example, by changing the intake pipe negative pressure (or equivalent output), specifically, as shown in Fig . This makes the fuel ratio leaner.
ところで、このような部分リーンシステムでは
部品のばらつき等のためにオープンループ域の空
燃域(A/F)がばらつき、その結果エミツシヨ
ン、燃費、ドライバビリテイ等の悪化を招く恐れ
がある。これを解決するために学習制御を用いる
手法が考えられるが、かかる学習制御は、現状で
はフイードバツク制御域からしか行なえず、現在
はフイードバツク域の学習結果を用いてオープン
ループ域を推定している。しかし、精度が悪いと
いう欠点がある。 By the way, in such a partial lean system, the air/fuel range (A/F) in the open loop region varies due to variations in parts, etc., which may lead to deterioration in emissions, fuel efficiency, drivability, etc. A method using learning control may be considered to solve this problem, but such learning control can currently only be performed from the feedback control area, and the open loop area is currently estimated using the learning results of the feedback area. However, it has the disadvantage of poor accuracy.
本発明の目的は、オープンループ制御域におけ
る空燃比のばらつきを低減し、上記した従来の欠
点を解消した内燃機関の空燃比制御装置を提供す
るにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that reduces variations in air-fuel ratio in an open loop control region and eliminates the above-described conventional drawbacks.
本発明は上記目的を達成すべく、リーンにする
負荷領域の前後にフイードバツク領域を設けるこ
とにより、学習制御の精度を高め、オープンルー
プ制御における空燃比のばらつきを解消しようと
するものである。 In order to achieve the above object, the present invention aims to improve the accuracy of learning control and eliminate variations in air-fuel ratio in open loop control by providing feedback regions before and after a lean load region.
すなわち吸気管負圧に応じて第2図の如くにリ
ーン(Lean)領域の上下域にフイードバツク領
域(F/B)を設け、これを学習制御に用いるも
のである(なお、VLは全負荷域を示す)。ここに
言う学習制御はO2センサの出力信号を利用し、
ストイキからの偏差を求めてベースを補正するこ
とである。かかる学習制御はO2センサの出力を
用いるものであるから、フイードバツク制御が実
行されているときでなければ行うことができな
い。部分リーンの場合には、リーン領域での補正
をいかに行うかが問題となり、一般にはフイード
バツク領域で学習し、他の領域では推定のみとな
る。従つて、従来においては第3図の如くフイー
ドバツク領域で学習し、リーン領域で推定を行つ
ていた。しかしリーン領域が広いために推定量が
増え、精度が悪くなる。これに対し、本発明は第
4図の如く従来のリーン領域に適当な幅のフイー
ドバツク領域を設けて学習を行うことにより推定
に伴う精度を上げることができる。 In other words, as shown in Figure 2, a feedback area (F/B) is provided above and below the lean area according to the intake pipe negative pressure, and this is used for learning control (note that VL is the full load area). ). The learning control referred to here uses the output signal of the O 2 sensor,
This is to calculate the deviation from stoichiometry and correct the base. Since such learning control uses the output of the O 2 sensor, it can only be performed when feedback control is being executed. In the case of partial lean, the problem is how to perform correction in the lean region, and generally learning is performed in the feedback region, and only estimation is performed in other regions. Therefore, in the past, learning was performed in the feedback region and estimation was performed in the lean region as shown in FIG. However, since the lean region is wide, the amount of estimation increases and the accuracy deteriorates. In contrast, the present invention can improve the accuracy associated with estimation by providing a feedback area of an appropriate width in the conventional lean area and performing learning as shown in FIG.
次に、具体的に実施例を示し本発明を説明す
る。第5図は本発明の実施例の概略を示す構成図
である。 Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples. FIG. 5 is a block diagram schematically showing an embodiment of the present invention.
第5図において、1はエンジン、2はエアクリ
ーナ、3は吸気管、4はスロツトルバルブ、5は
インジエクタ、6は排気マニホールド、7は排気
管、8は吸気量を検出するエアフローメータに内
蔵されたポテンシヨメータ式の吸気量センサ、9
は内気温度を検出する吸気温センサ、10はエン
ジン冷却水温を検出する水温センサ、11はエン
ジン1のクランク軸の回転速度に応じた周波数の
パルス信号を出力する回転速度センサ、12は
O2センサ、13は三元触媒装置、20は制御装
置である。 In Fig. 5, 1 is an engine, 2 is an air cleaner, 3 is an intake pipe, 4 is a throttle valve, 5 is an injector, 6 is an exhaust manifold, 7 is an exhaust pipe, and 8 is a built-in air flow meter that detects the amount of intake air. potentiometer type intake air flow sensor, 9
10 is a water temperature sensor that detects the engine cooling water temperature; 11 is a rotational speed sensor that outputs a pulse signal with a frequency corresponding to the rotational speed of the crankshaft of the engine 1;
An O 2 sensor, 13 a three-way catalyst device, and 20 a control device.
空気はエアクリーナ2を介して吸気管3に該吸
気管3内の負圧によつて取込まれる。吸入空気量
はスロツトルバルブ4によつてコントロールさ
れ、所定量がインジエクタ5より噴射される燃料
と混合され、エンジン1の燃焼室に送られる。燃
焼した排気ガスは排気管7に設けられた三元触媒
13によつて浄化される。インジエクタ5より噴
射される燃料量は、インジエクタに設けられた電
磁弁(図示せず)を制御回路20によつて制御す
ることにより行われる。この制御を行うための情
報は、吸気量センサ8、吸気温センサ9、水温セ
ンサ10、回転速度センサ11およびO2センサ
12の各センサの出力信号である。制御回路20
としてはデスクリートに構成することもできる
が、空燃比制御以外の他の処理も行える利点を考
えるとマイクロコンピユータを用いるのが有利で
ある。 Air is taken into the intake pipe 3 via the air cleaner 2 by the negative pressure within the intake pipe 3. The amount of intake air is controlled by a throttle valve 4, and a predetermined amount is mixed with fuel injected from an injector 5 and sent to the combustion chamber of the engine 1. The combusted exhaust gas is purified by a three-way catalyst 13 provided in the exhaust pipe 7. The amount of fuel injected by the injector 5 is controlled by a control circuit 20 controlling a solenoid valve (not shown) provided in the injector. Information for performing this control is the output signal of each sensor: intake air amount sensor 8, intake temperature sensor 9, water temperature sensor 10, rotational speed sensor 11, and O 2 sensor 12. Control circuit 20
Although it can be configured discretely, it is advantageous to use a microcomputer, considering the advantage of being able to perform other processes besides air-fuel ratio control.
第6図は制御回路20にマイクロコンピユータ
を用いた場合の詳細ブロツク図である。 FIG. 6 is a detailed block diagram when a microcomputer is used for the control circuit 20.
制御回路20は、中央処理装置(CPU)10
0にバス150を介して回転数カウンタ101、
割込み制御部102、デジタル入力ポート10
3、アナログ入力ポート104、タイマー10
5、RAM(ランダムアクセスメモリ)106お
よびROM(リードオンリーメモリ)107の入
力関係とメモリ部が接続されると共に、カウンタ
108および電力増幅部109の各々が接続され
る。各回路に対しては電源回路110より所要の
電圧が供給されている。回転数カウンタ101は
エンジン回転数を出力する回転速度センサ11よ
りのパルス数をカウントすると共に、エンジン回
転に同期して割込み制御部102に割込み指令信
号を出力する。割込み制御部102は割込み指冷
信号を受けるとバス150を介してCPU100
に割込み信号を出力する。すなわち、エンジンの
1回転に1回エンジン回転数を測定し、その測定
の終了時に割込み制御部102に割込み指令信号
を供給し、これを受けて割込み制御部102は割
込み信号を発生し、CPU100に燃料噴射量の
演算を行う割込み処理ルーチンを実行させる。デ
ジタル入力ポート103はスタータ(図示せず)
の作動をオン・オフするスタータスイツチ14か
らのスタータ信号等のデジタル信号をCPU10
0に伝送し、また、アナログ入力ポート104は
アナログマルチプレクサとA/D変換器とより構
成されて、吸気量センサ8、吸気温センサ9、冷
却水温センサ10、O2センサ12からの各信号
をA/D変換し順次CPU100に読み込ませる
機能を有している。ROM107はプログラムお
よび各種の定数等を記憶している読出し専用メモ
リである。カウンタ108はレジスタを備えた燃
料噴射時間制御用カウンタであつて、ダウンカウ
ンタとしての機能を有し、図示の各種のセンサ出
力に基づいてCPU100で演算されたインジエ
クタ5の開弁時間、すなわち燃料噴射量を表わす
デジタル信号を実際のインジエクタ5の開弁時間
を与えるパルス時間のパルス信号に変換するもの
である。電力増幅部109はカウンタ108の出
力信号に基づいてインジエクタを駆動する機能を
有する。なお、タイマ105は経過時間を測定し
てCPU100に伝達するものであり、電源回路
110への電源供給はキースイツチ15を介して
バツテリ16よりなされる。 The control circuit 20 includes a central processing unit (CPU) 10
0 via the bus 150 to the revolution counter 101;
Interrupt control unit 102, digital input port 10
3. Analog input port 104, timer 10
5. The input relationships of RAM (Random Access Memory) 106 and ROM (Read Only Memory) 107 are connected to the memory section, and each of the counter 108 and power amplification section 109 is connected. A required voltage is supplied to each circuit from a power supply circuit 110. The rotational speed counter 101 counts the number of pulses from the rotational speed sensor 11 that outputs the engine rotational speed, and outputs an interrupt command signal to the interrupt control section 102 in synchronization with the engine rotation. When the interrupt control unit 102 receives the interrupt request signal, the interrupt control unit 102 sends the interrupt request signal to the CPU 100 via the bus 150.
Outputs an interrupt signal to That is, the engine speed is measured once per revolution of the engine, and when the measurement is finished, an interrupt command signal is supplied to the interrupt control unit 102. In response, the interrupt control unit 102 generates an interrupt signal and sends an interrupt command signal to the CPU 100. An interrupt processing routine for calculating the fuel injection amount is executed. Digital input port 103 is a starter (not shown)
Digital signals such as a starter signal from the starter switch 14 that turns on and off the operation of the CPU 10
The analog input port 104 is composed of an analog multiplexer and an A/D converter, and transmits each signal from the intake air amount sensor 8, intake air temperature sensor 9, cooling water temperature sensor 10, and O 2 sensor 12. It has a function of A/D conversion and sequential reading into the CPU 100. The ROM 107 is a read-only memory that stores programs and various constants. The counter 108 is a fuel injection time control counter equipped with a register, and has a function as a down counter. It converts a digital signal representing the amount into a pulse signal with a pulse time giving the actual valve opening time of the injector 5. Power amplification section 109 has a function of driving an injector based on the output signal of counter 108. Note that the timer 105 measures the elapsed time and transmits it to the CPU 100, and power is supplied to the power supply circuit 110 from the battery 16 via the key switch 15.
吸入空気量Qは吸気量センサ8により、またエ
ンジン回転数Nは回転速度センサ11によつて検
出されるから、基本噴射時間TpはCPU100に
より随時演算される。従つて、第2図より明らか
な如く、V∠―F/B―LEAN―F/B―LEAN
―F/Bのどの領域に現在あるのかを判定するこ
とができる。そこで予め設定したフイードバツク
領域に到達するごとに、CPU100は他の制御
モードからフイードバツク制御モードに切替え、
学習制御を行う。 Since the intake air amount Q is detected by the intake air amount sensor 8 and the engine rotation speed N is detected by the rotation speed sensor 11, the basic injection time T p is calculated by the CPU 100 at any time. Therefore, as is clear from Figure 2, V∠-F/B-LEAN-F/B-LEAN
- You can determine which area of F/B you are currently in. Therefore, each time a preset feedback area is reached, the CPU 100 switches from another control mode to the feedback control mode.
Perform learning control.
以上の説明では第2図に示す如く、LEAN領域
を2ブロツクに分けた例を示したが、更に複数ゾ
ーンに分けることも、また1ゾーンのみとするこ
とも必要に応じ任意に選択することができる。
LEAN領域を第7図の如く1ゾーンとした場合の
制御回路20による処理フローチヤートを示した
のが第8図である。 In the above explanation, as shown in Fig. 2, an example was shown in which the LEAN area was divided into two blocks, but it can be further divided into multiple zones or only one zone, which can be selected as needed. can.
FIG. 8 shows a processing flowchart by the control circuit 20 when the LEAN area is one zone as shown in FIG.
ステツプ61によりスロツトル全開状態、すな
わち基本噴射時間Tpが全負荷域を示すTpoにあ
るか否かを判定する。ここでTp≧Tpoであれば
全負荷域であるとしVL領域における制御を実行
し、Tp≧Tpoが不成立であればステツプ63に
移る。ステツプ63ではF/B領域にあるか否
かを設定値Tpo〜Tp〓の間に基本噴射時間Tpが
存在するか否かにより判定する。すなわち、(Tp
<Tpo)および(Tp≧Tp〓)が共に成立すれば
F/B領域にあると判定し、O2センサ出力に
よるフイードバツク制御をステツプ64で実行す
る。また、(Tp<Tp〓)であるときには、VL領
域でもF/B領域でも無い(すなわちLEAN領
域またはF/B領域)ものとし、ステツプ65
に移る。ステツプ65は基本噴射時間Tpが
LEAN領域側にあるかF/B領域側にあるかを
判定するもので、Tp〓は2領域の境界に設定さ
れる。(Tp≧Tp〓)であれば第7図より明らか
な如く、LEAN領域にあるのでリーン制御をステ
ツプ66で実行し、(Tp<Tp〓)であればF/
B領域であるのでフイードバツク制御をステツ
プ64で実行する。各モードによる演算結果に基
づいてステツプ67で補正量のセツトを行い、す
べての処理を終了する。 In step 61, it is determined whether the throttle is fully open, that is, whether the basic injection time T p is at T po indicating the full load range. Here, if T p ≧T po , it is assumed that the load is in the full load range, and control in the VL region is executed, and if T p ≧T po does not hold, the process moves to step 63. In step 63, it is determined whether or not the fuel injection is in the F/B region based on whether or not there is a basic injection time T p between the set values T po and T p . That is, (T p
< Tpo ) and ( Tp ≧ Tp〓 ) are both satisfied, it is determined that the current is in the F/B region, and feedback control based on the O 2 sensor output is executed in step 64. Furthermore, when (T p < T p 〓), it is assumed that the area is neither the VL area nor the F/B area (that is, the LEAN area or the F/B area), and step 65
Move to. In step 65, the basic injection time T p is
This is to determine whether it is on the LEAN area side or the F/B area side, and T p 〓 is set at the boundary between the two areas. If ( T p ≧ T p 〓), as is clear from FIG.
Since this is area B, feedback control is executed in step 64. Based on the calculation results in each mode, the correction amount is set in step 67, and all processing ends.
以上は第7図の制御態様を例に説明したが、第
2図の場合の処理であれば、Tp〓とTp〓との間
に第3のF/B領域を判定するための設定点を追
加し、これに伴うステツプをフローチヤートに加
えることで処理を行うことができる。 The above has been explained using the control mode shown in FIG. 7 as an example, but in the case of the process shown in FIG. 2, the setting for determining the third F/B area between T p 〓 and T p This can be done by adding points and corresponding steps to the flowchart.
以上より明らかな如く本発明によれば、オープ
ンループ制御域における部品ばらつき等に基づく
空燃比制御のばらつきを低減することができるの
で、エミツシヨン、燃費、ドライバビリテイ等の
ばらつきを低減することができる。また、電子燃
料噴射装置を構成する部品のコスト低減も可能と
なる。 As is clear from the above, according to the present invention, it is possible to reduce variations in air-fuel ratio control based on component variations in the open loop control region, and therefore it is possible to reduce variations in emissions, fuel efficiency, drivability, etc. . Furthermore, it is also possible to reduce the cost of parts that make up the electronic fuel injection device.
第1図はエンジン回転数と基本噴射時間による
吸気管圧力特性図、第2図は本発明の制御原理を
示す説明図、第3図は従来の制御原理を示す説明
図、第4図は本発明に係る学習制御を示す説明
図、第5図は本発明の実施例の概略を示す構成
図、第6図は第5図に示した制御回路20の詳細
ブロツク図、第7図は本発明の一処理例の前提と
なる制御モード図、第8図は本発明の処理の一例
を示すフローチヤートである。
1……エンジン、5……インジエクタ、11…
…回転速度センサ、12……O2センサ、13…
…三元触媒装置、20……制御回路、100……
中央処理装置(CPU)、101……回転数カウン
タ、102……割込み制御部、106……
RAM、107……ROM、108……カウンタ、
109……電力増幅部、150……バス。
Fig. 1 is an intake pipe pressure characteristic diagram depending on engine speed and basic injection time, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the control principle of the present invention, Fig. 3 is an explanatory diagram showing the conventional control principle, and Fig. 4 is an explanatory diagram showing the control principle of the present invention. An explanatory diagram showing learning control according to the invention, FIG. 5 is a configuration diagram showing an outline of an embodiment of the invention, FIG. 6 is a detailed block diagram of the control circuit 20 shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the embodiment of the invention. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the process of the present invention. 1...Engine, 5...Injector, 11...
...Rotation speed sensor, 12...O 2 sensor, 13...
... Three-way catalyst device, 20 ... Control circuit, 100 ...
Central processing unit (CPU), 101... Rotation counter, 102... Interrupt control unit, 106...
RAM, 107...ROM, 108...Counter,
109...power amplification section, 150...bus.
Claims (1)
インドウ内に空燃比をフイードバツク制御すると
共に、予め考慮した負荷領域では前記フイードバ
ツク制御を中止し空燃比をリーン領域で制御する
部分リーンシステムを採用した内燃機関の空燃比
制御装置において、前記リーン領域の両側の隣接
領域に所定幅のフイードバツク領域を設けること
を特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。1 A partial lean system is adopted in which the oxygen concentration in exhaust gas is detected and the air-fuel ratio is feedback controlled within the window of the three-way catalyst, and in a pre-considered load range, the feedback control is stopped and the air-fuel ratio is controlled in the lean range. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine characterized in that a feedback region of a predetermined width is provided in adjacent regions on both sides of the lean region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15776781A JPS5859333A (en) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | Air-fuel ratio control device in internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15776781A JPS5859333A (en) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | Air-fuel ratio control device in internal-combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5859333A JPS5859333A (en) | 1983-04-08 |
JPS629741B2 true JPS629741B2 (en) | 1987-03-02 |
Family
ID=15656861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15776781A Granted JPS5859333A (en) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | Air-fuel ratio control device in internal-combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5859333A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6435107U (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-03 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61185631A (en) * | 1985-02-12 | 1986-08-19 | Mazda Motor Corp | Control unit for engine |
JP2638793B2 (en) * | 1987-01-14 | 1997-08-06 | 日産自動車株式会社 | Air-fuel ratio control device |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP15776781A patent/JPS5859333A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6435107U (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-03 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5859333A (en) | 1983-04-08 |
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