JP2005171924A - Air-fuel ratio control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムに関するものである。 The present invention relates to an air-fuel ratio control system for controlling an air-fuel ratio of an air-fuel mixture based on a measured value of an air-fuel ratio sensor.
従来より、例えば、GHP(Gas Heat Pump)等の動力であるエンジンの負荷、回転数に応じて、空燃比センサの出力(即ち、IP値とは、空燃比センサの出力電流値のことであり、計測値である)を予めECU(Electronic Control Unit)内部に記憶される目標IP値となるように燃料制御弁を操作することによって、空燃比制御を行う空燃比制御システムがある。
このような空燃比制御システムにおいて、ECUが上記空燃比センサの出力に応じて燃料制御弁の開度調節する場合における、弁の動作速度はいつも同じ速度で制御される。
例えば、空燃比センサの出力によって、酸素濃度が高いと判断された場合は混合気をリッチ(濃く)にするために燃料制御弁を開く動作を行い、他方、酸素濃度が低いと判断された場合は混合気をリーン(薄く)にするために燃料制御弁を閉める動作を行う。
このような空燃比制御システムに関する技術の一例としては、下記特許文献1に示すようなものがある。
Conventionally, for example, the output of the air-fuel ratio sensor (that is, the IP value is the output current value of the air-fuel ratio sensor) according to the engine load, such as GHP (Gas Heat Pump), and the rotational speed. There is an air-fuel ratio control system that performs air-fuel ratio control by operating a fuel control valve so that a measured IP value becomes a target IP value stored in advance in an ECU (Electronic Control Unit).
In such an air-fuel ratio control system, when the ECU adjusts the opening of the fuel control valve according to the output of the air-fuel ratio sensor, the valve operating speed is always controlled at the same speed.
For example, when the oxygen concentration is determined to be high by the output of the air-fuel ratio sensor, the fuel control valve is opened to make the air-fuel mixture rich, while the oxygen concentration is determined to be low Performs the operation of closing the fuel control valve to make the mixture lean.
As an example of a technique related to such an air-fuel ratio control system, there is one as shown in Patent Document 1 below.
ところで、例えば、エンジンの始動時等において、エンジンの始動制御から通常運転時の空燃比制御に制御態様等が変化する場合がある。
例えば、エンジンの始動制御時等においては始動を確実に行うため空燃比はリッチ寄りに制御されているため、通常運転の空燃比制御に切り替わる場合には、NOx等の排出を抑制するように空燃比を下げる。
この場合、具体的には、燃料制御弁を開いた状態から閉める処理を行うことになる。
しかしながら、このようにエンジン始動直後等においては、一般的にエンジンが不安定であることと、制御態様を変化させることによる不安定性とによって、上述のように燃料制御弁を閉める動作を行うと、空燃比がリーンになりすぎて失火を起こして停止する場合がある。
これは、燃料制御弁の閉動作の速度が速すぎるため、エンジンの失火を防止するための失火回避制御が働く前に空燃比がリーンになるためであり、このようなケースを回避することができなかった。
また、何らかの原因で空燃比センサの計測値が変動した場合等において、空燃比センサに異常が発生したことよるものか否かを検証する術がないため、結果として失火やエンストが発生したり、空燃比センサを安定的に活性化させることができないため、誤計測による失火やエンストが発生するケースがあった。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジン始動時における不安定性と、制御態様を変更することによる不安定性とを加味した制御を行うことによって、失火やエンストの発生を防止できる空燃比制御システムを提供することである。
また、空燃比センサの計測値や回転数等の状態から空燃比センサに異常が発生していないかを検証することによって、失火やエンストの発生を防止し、空燃比センサが安定的に活性化させることを可能にする空燃比制御システムを提供する。
By the way, for example, when the engine is started, the control mode may change from engine start control to air-fuel ratio control during normal operation.
For example, at the time of engine start control or the like, the air-fuel ratio is controlled to be richer in order to surely start the engine. Therefore, when switching to air-fuel ratio control of normal operation, the exhaust of NOx or the like is suppressed so as to be suppressed. Reduce the fuel ratio.
In this case, specifically, a process of closing the fuel control valve from the opened state is performed.
However, immediately after starting the engine as described above, generally, when the operation of closing the fuel control valve as described above is performed due to the instability of the engine and instability by changing the control mode, Sometimes the air-fuel ratio becomes too lean, causing a misfire and stopping.
This is because the speed of the closing operation of the fuel control valve is too fast, and the air-fuel ratio becomes lean before the misfire avoidance control for preventing the misfire of the engine is activated, and this case can be avoided. could not.
In addition, when the measured value of the air-fuel ratio sensor fluctuates for some reason, there is no way to verify whether or not an abnormality has occurred in the air-fuel ratio sensor, resulting in misfire or engine stall, Since the air-fuel ratio sensor cannot be stably activated, there have been cases where misfires and engine stalls occur due to erroneous measurement.
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to perform control that takes into account instability at engine startup and instability by changing the control mode. To provide an air-fuel ratio control system capable of preventing misfire and engine stall.
In addition, by verifying that the air-fuel ratio sensor is not abnormal based on the measured values and rotation speed of the air-fuel ratio sensor, misfires and engine stalls are prevented and the air-fuel ratio sensor is stably activated. An air-fuel ratio control system is provided.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
請求項1においては、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
上記空燃比センサが計測可能となってから予め定められる所定の時間内に空燃比制御を開始する場合に、
燃料制御弁の動作速度を遅くすることを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
In claim 1, in the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When air-fuel ratio control is started within a predetermined time after the air-fuel ratio sensor becomes measurable,
The air-fuel ratio control system is characterized in that the operating speed of the fuel control valve is reduced.
請求項2においては、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
上記空燃比センサが計測可能となってから予め定められる所定の時間経過後に空燃比制御を開始する場合に、
燃料制御弁の閉動作における閉動作速度を遅くすることを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
According to
When air-fuel ratio control is started after a predetermined time has elapsed since the air-fuel ratio sensor can be measured,
The air-fuel ratio control system is configured to slow down the closing operation speed in the closing operation of the fuel control valve.
請求項3においては、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
上記空燃比センサが計測可能となってから予め定められる所定の時間経過後に空燃比制御を開始する場合に、
燃料制御弁の開動作における開動作速度を速くすることを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
According to claim 3, in the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When air-fuel ratio control is started after a predetermined time has elapsed since the air-fuel ratio sensor can be measured,
The air-fuel ratio control system is characterized in that the opening operation speed in the opening operation of the fuel control valve is increased.
請求項4においては、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
上記空燃比センサの計測値が予め定められた閾値よりも小さく、且つエンジンが停止した場合に、
空燃比センサの動作確認を行うことを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
In claim 4, in the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When the measured value of the air-fuel ratio sensor is smaller than a predetermined threshold value and the engine is stopped,
The air-fuel ratio control system is configured to check the operation of the air-fuel ratio sensor.
請求項5においては、前記空燃比センサの動作確認で異常と判断された場合に、
空燃比センサを用いない制御でエンジンを予め定められる所定時間運転し、再度空燃比センサの動作確認を行ってなる空燃比制御システムとして構成されている。
In claim 5, when it is determined as abnormal in the operation check of the air-fuel ratio sensor,
The engine is configured as an air-fuel ratio control system in which the engine is operated for a predetermined time by control without using the air-fuel ratio sensor and the operation of the air-fuel ratio sensor is confirmed again.
請求項6においては、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
上記空燃比センサの計測値が予め定められる閾値よりも小さく、エンジンの回転数偏差が予め定められる閾値よりも小さい場合に、
空燃比センサを用いない制御でエンジンを予め定められる所定時間運転し、再度空燃比センサの動作確認を行うことを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measurement value of the air-fuel ratio sensor,
When the measured value of the air-fuel ratio sensor is smaller than a predetermined threshold and the engine speed deviation is smaller than a predetermined threshold,
An air-fuel ratio control system is characterized in that the engine is operated for a predetermined time by control without using the air-fuel ratio sensor and the operation of the air-fuel ratio sensor is checked again.
請求項7においては、空燃比センサの計測値に基づいて混合気の空燃比を制御する空燃比制御システムにおいて、
上記空燃比センサの素子部を保護する略円筒状のプロテクタを設け、
該プロテクタの先端に直径方向に跨ぐブリッジを形成し、
該ブリッジの幅は上記空燃比センサの素子部の外形より大きく、
該ブリッジと上記空燃比センサの素子部との間に隙間を形成したことを特徴とする空燃比制御システムとして構成されている。
In claim 7, in the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
A substantially cylindrical protector for protecting the element portion of the air-fuel ratio sensor is provided,
Form a bridge across the diameter direction at the tip of the protector,
The width of the bridge is larger than the outer shape of the element portion of the air-fuel ratio sensor,
A gap is formed between the bridge and the element portion of the air-fuel ratio sensor, and the air-fuel ratio control system is configured.
請求項8においては、前記プロテクタのブリッジは排気の流れに対して直角となるように排気マニホールド等の排気路に取り付けられてなる空燃比制御システムとして構成されている。 According to an eighth aspect of the present invention, the bridge of the protector is configured as an air-fuel ratio control system that is attached to an exhaust passage such as an exhaust manifold so as to be perpendicular to the flow of exhaust.
請求項9においては、前記プロテクタの円筒側面の下端部は、空燃比センサの素子部の通気口を覆うように形成されてなる空燃比制御システムとして構成されている。 According to a ninth aspect of the present invention, the lower end portion of the cylindrical side surface of the protector is configured as an air-fuel ratio control system formed so as to cover the vent of the element portion of the air-fuel ratio sensor.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1の構成により、エンジンの始動状態から空燃比制御を開始する定常状態に運転状態が移行する過渡状態において、エンジンの失火やエンスト(エンジン停止)を防止することが可能となる。 According to the configuration of the first aspect, it is possible to prevent engine misfire or engine stall (engine stop) in a transient state in which the operating state shifts from a starting state of the engine to a steady state in which air-fuel ratio control is started.
請求項2の構成により、エンジンの始動状態から空燃比制御を開始する定常状態に運転状態が移行する過渡状態において、燃料制御弁を閉動作することによって急激に供給燃料が減少することによって、失火回避制御による処理が実行される前に失火が発生して、エンスト等を発生することを防止することが可能となる。
According to the configuration of
請求項3の構成により、エンジンの始動状態から空燃比制御を開始する定常状態に運転状態が移行する過渡状態において、燃料制御弁を開動作する必要がある場合に素早く燃料制御弁を開くことが可能となり、必要な燃料を素早く供給することが可能となるので、失火やエンスト防止することが可能となる。 According to the configuration of the third aspect, the fuel control valve can be quickly opened when the fuel control valve needs to be opened in a transient state in which the operation state shifts from the engine starting state to the steady state in which the air-fuel ratio control is started. This makes it possible to quickly supply the necessary fuel, thus preventing misfires and engine stalls.
請求項4の構成により、空燃比センサの計測結果がリッチであることを示した場合に、その結果が正しく空燃比センサ自体に異常が発生していないことや、逆に空燃比センサ50で異常が発生していること等を検証することが可能となる。
According to the configuration of the fourth aspect, when the measurement result of the air-fuel ratio sensor indicates that the result is rich, the result indicates that the air-fuel ratio sensor itself is not abnormal or the air-
請求項5の構成により、空燃比センサに何らかの異常が発生した場合であっても、単に油分が空燃比センサに付着している場合であるならば、空燃比センサを用いないで所定時間中エンジンを運転することで、空燃比センサのヒータや排気熱によって、空燃比センサに付着した油分を蒸発させたり、焼却することが可能となる。
その結果、付着した油分による空燃比センサの計測異常の原因が取り除かれ、再び空燃比センサを用いた制御を行うことが可能となる。
According to the configuration of the fifth aspect, even if some abnormality occurs in the air-fuel ratio sensor, if the oil component is simply attached to the air-fuel ratio sensor, the engine is not used for a predetermined time without using the air-fuel ratio sensor. Is operated, the oil adhering to the air-fuel ratio sensor can be evaporated or incinerated by the heater of the air-fuel ratio sensor and exhaust heat.
As a result, the cause of the measurement abnormality of the air-fuel ratio sensor due to the adhering oil is removed, and the control using the air-fuel ratio sensor can be performed again.
請求項6の構成により、空燃比センサに油分等が付着して一時的にリッチを示している場合であっても、上述の場合と同様に空燃比センサ50に付着した油分を蒸発又は焼却することによって、空燃比センサを正常な状態に戻して、再び空燃比制御を行いえるようにすることが可能となる。
つまり、換言すれば、空燃比センサに油分が付着して、一時的に空燃比センサが誤計測を行う状態であっても、エンジンの運転状態を正常な状態で運転させることが可能となる。
According to the configuration of the sixth aspect, even when oil or the like adheres to the air-fuel ratio sensor and temporarily shows richness, the oil attached to the air-
In other words, even when oil is attached to the air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio sensor temporarily performs erroneous measurement, the engine can be operated in a normal state.
請求項7の構成により、排気ガスの通風による過冷却を防止できるので、空燃比センサの保温性が高められて、安定して計測を行うことが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, since overcooling due to ventilation of exhaust gas can be prevented, the heat retention of the air-fuel ratio sensor can be improved and stable measurement can be performed.
請求項8の構成により、デューティ比を小さくすることが可能となり、空燃比センサの保温性を高めるとともにヒータに使用する電力量を抑制することが可能となって、安定的に空燃比センサ50を活性化して正確に計測することを可能とする。 According to the configuration of the eighth aspect, the duty ratio can be reduced, the heat retaining property of the air-fuel ratio sensor can be improved, and the amount of electric power used for the heater can be suppressed. It can be activated and accurately measured.
請求項9の構成により、空燃比センサの先端部分に排気ガス中の油分や凝縮水が付着することを防止して、空燃比センサの劣化や故障の発生を防止することが可能となる。 According to the configuration of the ninth aspect, it is possible to prevent the oil component or the condensed water in the exhaust gas from adhering to the tip portion of the air-fuel ratio sensor, and to prevent the air-fuel ratio sensor from deteriorating or malfunctioning.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図1は本発明の実施の形態に係る空燃比制御システムの概略構成図、図2は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャート、図3は空燃比制御システムが行う一連の処理の一例を示したフローチャート、図4はプロテクタ(実線部)に空燃比センサ(点線部)を取り付けた場合の外観図、図5はプロテクタの外観図、図6は空燃比センサに設けられるヒータを加熱する場合におけるデューティ比を示したグラフである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. The following best mode for carrying out the present invention is an example embodying the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
1 is a schematic configuration diagram of an air-fuel ratio control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing an example of a series of processes performed by the air-fuel ratio control system, and FIG. 3 is a series of processes performed by the air-fuel ratio control system FIG. 4 is an external view when an air-fuel ratio sensor (dotted line portion) is attached to the protector (solid line portion), FIG. 5 is an external view of the protector, and FIG. 6 is a heater provided in the air-fuel ratio sensor. It is the graph which showed the duty ratio in the case of heating.
先ず、図1を用いて、本発明を実施するための最良の形態に係る空燃比制御システムの概略構成について説明する。
また、以下で説明する空燃比制御システムは、例えば、GHP(Gas Heat Pump)等の動力であるガスエンジンであって、ガソリンエンジン等であっても良く、この場合を具体例として説明する。
先ず、エアクリーナ30より取り入れた空気(外気)と、ガス等の燃料とを混合させることによって混合気を生成するミキサ20について説明する。
ミキサ20は、主として、ベンチュリ23、燃料制御弁22、固定弁21、燃料増量弁27、及びスロットル弁25を具備して概略構成されるものである。
上記エンジン60のピストン45が下降してシリンダ(燃焼室)40内が負圧となってエアクリーナ30からベンチュリ23を介して空気は取り入れられる。
該ベンチュリ23は、空気通路を狭くし、その狭い部分に燃料供給路が連通され、空気流の流れが速くなる部分で負圧を利用して燃料供給路から燃料を吸入して、空気と燃料との混合気を生成する。
上記ベンチュリ23に供給される燃料は、燃料制御弁22によってその量が調節される。
具体的には、燃料制御弁22の弁体を駆動するアクチュエータとしてのソレノイドを、制御手段の一例であるECU10(電子制御装置)で制御することによって該燃料の量を調節している。
また、図1に示すように、ベンチュリ23に燃料を供給する系統としては、上記燃料制御弁22を通過する系統の他に固定弁21を通過する系統がある。
この固定弁21は、予め定められた量の燃料だけをベンチュリ23に供給するためのものであり、燃料の種類等により設定される。
したがって、固定弁21の弁はECU10等によって制御されることなく、ミキサ20の製造時若しくは据え付け時等のメンテナンス時に予め調整されるのみであり運用時は一定の開度で固定されるものである。
つまり、ECU10が燃料制御弁22を制御することによって、ベンチュリ23で生成される混合気中の空燃比を変化させることが可能となる。
このようにして生成された混合気は、スロットル弁25に到達し、該スロットル弁25の開度によってスロットル弁25を通過する混合気の流量が変化する。
具体的には、スロットル弁25の弁体はアクチュエータとしてのステッピングモータの駆動によりその開度が変更され、該ステッピングモータは上記ECU10によって制御され、スロットル弁25の開度が開くことによって通過する混合気の流量が増加し、他方該開度が閉じることによって通過する混合気の流量が減少する。
First, the schematic configuration of the air-fuel ratio control system according to the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIG.
Further, the air-fuel ratio control system described below may be a gas engine such as GHP (Gas Heat Pump), which may be a gasoline engine, and this case will be described as a specific example.
First, the
The
The
The
The amount of fuel supplied to the
Specifically, the amount of the fuel is adjusted by controlling a solenoid as an actuator for driving the valve body of the
As shown in FIG. 1, as a system for supplying fuel to the
The fixed
Therefore, the valve of the fixed
That is, the
The air-fuel mixture generated in this way reaches the
Specifically, the opening degree of the valve body of the
更に、スロットル弁25の下流側(エンジン60側)には、燃料増量弁27が設けられる構成であっても良い。
この燃料増量弁27の機能は、燃料制御弁22より供給される燃料のみでは混合気中に含まれる燃料が不足する場合に開くものである。
具体的には、スロットル弁25の開度(スロットル開度)が全開に近い状態である場合等において、特に混合気の空燃比をリッチ(濃く)にしたい場合に作動するものであって、燃料制御弁で補い切れない制御状態において、補完的に補助するものである。
つまり、この図1に示す燃料増量弁27は、本発明の空燃比制御システムには必ずしも必要な構成要素ではないが、図1においては燃料増量弁27を設けた場合の一例を示している。そこで、以下の説明においては燃料増量弁27が設けられてないものとして説明する。
Further, the
The function of the
Specifically, when the opening degree of the throttle valve 25 (throttle opening degree) is close to full open, etc., it operates particularly when it is desired to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rich. In a control state that cannot be completely compensated for by the control valve, supplementary assistance is provided.
That is, the
更に、スロットル弁25を通過した混合気は、エンジン60のシリンダ40内に吸入弁41を介して吸入され、吸入弁41及び排気弁42が閉じた状態でピストン45によって圧縮されて点火プラグ43による点火によって爆発する。
そして、このピストン45の昇降によりクランク軸が回転され、その回転角及び回転数が回転数センサ44により検知され、ECU10に入力される。
上記爆発後の排気ガスは排気弁42を介して排出される。
このとき排気ガス中の空燃比(一般的に酸素)を計測するのが空燃比センサ50であり、排気マニホールド等の排気路に設けられ、ECU10は、上記空燃比センサ50の検出結果に基づいて、シリンダ40に吸入される混合気の空燃比を算出することを可能にしている。
具体的には、空燃比センサ50が計測した結果である計測値(出力)は、電流の大きさ(以下、単に「IP値」とする)として出力されるものであり、このIP値がECU10に入力されることになる。
更に、ここで説明する空燃比センサ50は、排気ガス中に含まれる酸素量が多いほどIPを大きな値として出力し、他方、排気ガス中に含まれる酸素量が少ないほどIP値が小さな値として出力される特性を有しているものとする。
つまり、IP値と混合気の実際の空燃比とは比例する関係にある。
そこで、ECU10は、混合気の実際の空燃比を目標空燃比とするべく、空燃比センサ50で計測された結果であるIP値が、予めECU10に記憶される目標IP値となるように燃料制御弁22やスロットル弁25を制御している。
また、この目標IP値は、回転数センサ44で検出されるエンジンの回転数や負荷と対応付けられてECU10の記憶手段(例えばROM)に予めマップとして記憶されるものである。
また、上記空燃比センサ50は、計測を開始する場合は素子自体の温度をある一定の温度にして活性化させる必要があるため、該温度となるようにヒータ等で暖められる。
この場合の温度もECU10等によって制御される構成となっている。
Further, the air-fuel mixture that has passed through the
The crankshaft is rotated by the raising and lowering of the
The exhaust gas after the explosion is discharged through the
At this time, the air-
Specifically, a measured value (output) that is a result of measurement by the air-
Further, the air-
That is, the IP value is proportional to the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture.
Therefore, the
The target IP value is stored in advance as a map in the storage means (for example, ROM) of the
In addition, since the air-
The temperature in this case is also controlled by the
次に、上述のように構成された空燃比制御システムが行う一連の処理について、図2を用いて説明する。
先ず、ECU10は、エンジン60が起動(S10)し、空燃比センサ50が計測可能となるように活性化させるためヒータを通電して暖機する(S20)。
そして、ECU10は、該暖機によって空燃比センサが計測可能な状態となってから、予め定められる所定の時間(ここでは、例えば10秒)以上経過したか否かを判断する(S30)。
このステップS30において、上記所定の時間が経過していない(即ち、該所定の時間内)に、空燃比センサ50の計測結果を利用して通常の空燃比制御を開始する場合には、燃料制御弁22の動作速度を遅くするべく、制御定数を小さくして(S51)、上述の処理を繰り返す。
即ち、上記ステップS51においては、具体的には、燃料制御弁22を動作させるためのステッピングモータの制御定数を小さくする。
例えば、通常の空燃比制御を行う場合における定格の制御定数が仮にP=0.01である場合においては、この制御定数を例えばP=0.001等の小さな値に変更する。
このような処理によって、エンジンの始動状態から空燃比制御を開始する定常状態に運転状態が移行する過渡状態において、始動直後に生じ易い空燃比センサの異常によるIP値の異常の影響を小さくして、エンジンの失火やエンスト(エンジン停止)を防止することが可能となる。
この空燃比センサの異常とその症状の具体例としては、例えば、空燃比センサの素子部の亀裂により出力が大きくなったり、空燃比センサの素子部に潤滑油等が付着して出力が小さくなったり、空燃比センサの通気口の目詰まりにより出力が小さくなったり、空燃比センサの劣化により出力が小さくなったりすることである。
Next, a series of processes performed by the air-fuel ratio control system configured as described above will be described with reference to FIG.
First, the
Then, the
In step S30, when normal air-fuel ratio control is started using the measurement result of the air-
That is, in step S51, specifically, the control constant of the stepping motor for operating the
For example, if the rated control constant when performing normal air-fuel ratio control is P = 0.01, the control constant is changed to a small value such as P = 0.001.
By such processing, in the transient state where the operating state shifts from the engine starting state to the steady state where the air-fuel ratio control is started, the influence of the abnormality of the IP value due to the abnormality of the air-fuel ratio sensor that is likely to occur immediately after the starting is reduced. Engine misfire and engine stall (engine stop) can be prevented.
As a specific example of the abnormality of the air-fuel ratio sensor and the symptom thereof, for example, the output increases due to cracks in the element portion of the air-fuel ratio sensor, or the output decreases due to adhesion of lubricating oil or the like to the element portion of the air-fuel ratio sensor. The output of the air-fuel ratio sensor is clogged, or the output is reduced due to deterioration of the air-fuel ratio sensor.
次に、上記ステップS30において上記所定の時間が経過後に、空燃比センサ50の計測結果を利用して通常の空燃比制御を開始して、燃料制御弁22(図1中においては「GVM」と表記)が閉動作する場合には(S40)、ECU10は、燃料制御弁22の閉動作速度を遅くするべく、制御定数を小さくする(S52)。
このステップS52の場合は、上記ステップS51の場合と若干異なり、燃料制御弁22を閉動作させる場合における制御定数を小さくする。
この場合、例えば、通常の空燃比制御を行う場合における定格の制御定数が仮にP=0.01である場合においては、この制御定数を例えばP=0.005等の小さな値に変更する。
このような処理によって、エンジンの始動状態から空燃比制御を開始する定常状態に運転状態が移行する過渡状態において、燃料制御弁22を閉動作することによって急激に供給燃料が減少することによって、失火回避制御による処理が実行される前に失火が発生して、エンスト等を発生することを防止することが可能となる。
続いて、ECU10は、回転数センサ44よりクランク軸の回転数を取得することによって、エンジン60の回転数を計測し、予めECU10に記憶される目標回転数との回転数偏差を算出する(S60)。
そして、ECU10は、上記ステップS60において算出された回転数偏差が予めECU10に記憶される閾値以上か否かを判断する(S70)。
ステップS70の判断で回転数偏差(特定時間における回転数の最大値と最小値の差)が閾値以上と判断された場合は、エンジン60の状態が依然不安定であるので、再度上述の処理を繰り返す(図2のS70の「Y」の経路を通る)。
他方、ステップS70の判断で回転数偏差が閾値以上でないと判断された場合は、過去からの制御の蓄積である積分に係る制御定数をリセットする等の処理を行って、制御定数を適正化して(S80)、上述の処理を繰り返す。
Next, after the predetermined time has elapsed in step S30, normal air-fuel ratio control is started using the measurement result of the air-
In the case of this step S52, the control constant in the case of closing the
In this case, for example, when the rated control constant in the case of performing normal air-fuel ratio control is P = 0.01, the control constant is changed to a small value such as P = 0.005.
By such a process, in the transient state where the operating state shifts from the engine starting state to the steady state where the air-fuel ratio control is started, the fuel supply valve abruptly decreases by closing the
Subsequently, the
Then,
If it is determined in step S70 that the rotational speed deviation (difference between the maximum value and the minimum value of the rotational speed at a specific time) is greater than or equal to the threshold value, the state of the
On the other hand, if it is determined in step S70 that the rotational speed deviation is not greater than or equal to the threshold value, processing such as resetting the control constant related to integration, which is the accumulation of control from the past, is performed to optimize the control constant. (S80), the above process is repeated.
次に、上記ステップS40の処理において燃料制御弁22が開動作する場合には、ECU10は、燃料制御弁22の開動作速度を速くするべく、制御定数を大きくする(S53)。
この場合、例えば、通常の空燃比制御を行う場合における定格の制御定数が仮にP=0.01である場合においては、この制御定数を例えばP=0.025等の大きな値に変更する。
このような処理によって、エンジンの始動状態から空燃比制御を開始する定常状態に運転状態が移行する過渡状態において、燃料制御弁22を開動作する必要がある場合に素早く燃料制御弁22を開くことが可能となり、必要な燃料を素早く供給することが可能となるので、失火やエンスト防止することが可能となる。例えば、負荷が大きくなって燃料を多く供給する場合等である。
Next, when the
In this case, for example, when the rated control constant in the case of performing normal air-fuel ratio control is P = 0.01, the control constant is changed to a large value such as P = 0.025.
By such processing, the
ところで、排気ガス中には油分成分が含まれており、このような油分が空燃比センサ50に一時的に付着した場合に、空燃比センサ50の計測値に基づいて混合気がリッチであると誤って判断する場合がある。
このような場合には、油分が空燃比センサ50に付着しても、ある一定時間運転することで、ヒータの熱や排気熱によって該付着した油分が蒸発したり、焼却されてなくなることで、再度空燃比センサ50が正常に計測を開始することが知られている。
しかしながら、従来においては、油分等が付着することよって、空燃比センサ50が誤った計測値を示した場合に、即リッチ回避空燃比制御等の制御を行ってしまうため、混合気がリーンになり過ぎて、結果的に失火を発生してエンストに至る場合があった。
そこで、以下では、空燃比センサ50がリッチであることを示した場合に、その原因が油分の付着によるものであっても正常に空燃比制御システムを稼動させ、原因を検証する一連の処理の一例について図3を用いて説明する。
ECU10は、エンジン60が起動(S110)し、空燃比センサ50が計測可能となるように活性化させるためヒータを通電して暖機する(S120)。
そして、ECU10は、空燃比センサ50の計測値であるIP値が予め定められる値以下か否かを判断することによって、混合気の空燃比の濃度を判定する(S125)。
このステップS125においては、具体的に空燃比の計測値であるIP値が0.1mAよりも小さい値か否かを判断する。
尚、上述の場合、IP値が所定値(例えば0.1mA)のときに、空燃比は理想的な状態にあることを前提としているので、上記ステップS125では空燃比がリッチ又はリーンのいずれであるかを判定している。
この場合、IP値が0.1mAよりも小さな値になってしまった場合は、空燃比がリッチであり、他方、IP値が0.1mAよりも大きい値である場合は、空燃比がリーンであると判断する。
この判断で、空燃比がリーンであると判断された場合は上述の処理を繰り返し行う。
他方、上記判断で、空燃比がリッチであると判断された場合は、ECU10は、空燃比がリッチである状態を回避するためのリッチ回避空燃比制御を開始して(S130)、燃料制御弁22を閉めるように閉動作を実行する(S140)。
更に、ECU10は、回転数センサ44の計測結果よりエンジン60の回転数を計測し、予めECU10に記憶される目標回転数との回転数偏差を算出し、その回転数偏差が予めECU10に記憶される閾値以上であるか否かを判断する(S145)。
尚、この閾値はマップとして記憶手段に記憶されている。
このステップS145の判断において、(1)回転数偏差が閾値以上でない場合は処理がステップS230へ移行し、(2)回転数偏差が閾値以上である場合は処理がステップS150へ移行し、(3)エンジン60が停止して回転していない場合は処理がステップS210へ移行する。
By the way, the exhaust gas contains an oil component, and when such an oil component temporarily adheres to the air-
In such a case, even if the oil component adheres to the air-
However, conventionally, when the air-
Therefore, in the following, when it is shown that the air-
The
Then, the
In step S125, it is determined whether or not the IP value that is the measured value of the air-fuel ratio is a value smaller than 0.1 mA.
In the above case, it is assumed that the air-fuel ratio is in an ideal state when the IP value is a predetermined value (for example, 0.1 mA). Therefore, in step S125, the air-fuel ratio is either rich or lean. Judging whether there is.
In this case, if the IP value is smaller than 0.1 mA, the air-fuel ratio is rich. On the other hand, if the IP value is larger than 0.1 mA, the air-fuel ratio is lean. Judge that there is.
If it is determined by this determination that the air-fuel ratio is lean, the above process is repeated.
On the other hand, if it is determined in the above determination that the air-fuel ratio is rich, the
Further, the
This threshold value is stored in the storage means as a map.
In the determination of step S145, (1) if the rotational speed deviation is not greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S230. (2) If the rotational speed deviation is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S150. ) If the
上記(3)の場合について説明する。
ECU10は、空燃比センサ50の計測値が予め定められた閾値よりも小さく(上記ステップS125の結果)、且つエンジンが停止(上記ステップS145の結果)した場合に、空燃比センサの動作確認を行うモードとなる(S210)。
このステップS210における動作確認は、具体的には、エンジン60に混合気を供給しない状態で、セルモータ等を用いてエンジン60を単に空回しした場合における、空燃比センサ50の出力を計測する。
そして、上記ステップS210における計測の結果、エンジン60が起動していない状態で空燃比センサ50が計測するものは、本来ならば、地上における一般的な大気の酸素濃度(約20%)である。
しかし、このとき、空燃比センサ50に油分等が付着していた場合は、該大気の酸素濃度を正確に計測することができない特性を利用して動作確認を行っている(S220)。
このステップS220においては、具体的には、空燃比センサ50の計測値(IP値)が0.7(一般的な大気の酸素濃度を計測した場合の正常値)以上であれば、空燃比センサ50が正常に作動するにも拘わらずエンジン60が停止する事態が発生したため、空燃比センサ50以外の部分が故障していないかを確認する処理(ステップS160以降)へ移行する。
他方、上記ステップS220において、IP値が0.7以下であれば、空燃比センサ50が正常に作動しておらず異常であると判断できるので、故障しているか又は油分が空燃比センサ50に付着して正常に計測を行い得ない状況にあるかを判断する処理(ステップS230以降)へ移行する。
この処理によって、上記ステップS125において、空燃比センサ50の計測結果がリッチであることを示した場合に、その結果が正しく空燃比センサ50自体に異常が発生していないことや、逆に空燃比センサ50で異常が発生していること等を検証することが可能となる。
The case (3) will be described.
The
Specifically, in the operation confirmation in step S210, the output of the air-
As a result of the measurement in step S210, what is measured by the air-
However, at this time, if oil or the like is attached to the air-
Specifically, in this step S220, if the measured value (IP value) of the air-
On the other hand, in step S220, if the IP value is 0.7 or less, it can be determined that the air-
By this processing, when the measurement result of the air-
ここで、上記ステップS220において、処理がステップS230へ移行した場合について説明する。
以下では、上述の処理によって空燃比センサ50は異常な状態にあると判断された場合に、空燃比センサ50を用いない制御でエンジン60を予め定められる所定の時間運転し、再度空燃比センサ50の動作確認を行う処理について説明する。
上記ステップS220の判断によって、空燃比センサ50に異常が発生していると判断された場合に、ECU10は、空燃比センサ50の計測値を用いずに行う制御モードでエンジン60を制御する(S230)。
具体的には、予めECU10等に記憶されるエンジン60の回転数、負荷の大きさ、スロットル弁25の開度等のデータに基づいて、空燃比センサ50を用いることなくエンジン60を運転する。
上記ステップS230のような処理を行うエンジン60の制御を予めECU10に記憶される所定の時間の間行う。
そして、ECUは、再度上記ステップS210及びS220と同様の処理を実行して、空燃比センサ50の動作確認を行う(S240(S210と同様)・S250(S220と同様))。
そして、ステップS250の処理でIP値が0.7よりも大きい値でないと判断された場合は処理がステップS230へ移行し、他方、IP値が0.7よりも大きい値であると判断された場合は、処理がステップS260へ移行する。
処理がステップS260へ移行した場合は、空燃比センサ50が正常であると判断された場合であるので、ECU10は、空燃比センサ50の計測値を用いて空燃比制御を行うモードになる。
即ち、上述においては、上記ステップS210・S220にて空燃比センサ50に何らかの異常が発生した場合であっても、単に油分が空燃比センサ50に付着している場合であるならば、ステップS230・S240の処理に示すように、空燃比センサ50を用いないで所定時間中エンジンを運転することで、空燃比センサ50のヒータや排気熱によって、空燃比センサ50に付着した油分を蒸発させたり、焼却することが可能となる。
その結果、付着した油分による空燃比センサ50の計測異常の原因が取り除かれ、再び空燃比センサ50を用いた制御を行うことが可能となる。
Here, a case where the process proceeds to step S230 in step S220 will be described.
Hereinafter, when it is determined that the air-
If it is determined in step S220 that an abnormality has occurred in the air-
Specifically, the
Control of the
Then, the ECU executes the same processing as in steps S210 and S220 again to check the operation of the air-fuel ratio sensor 50 (S240 (similar to S210) and S250 (similar to S220)).
If it is determined in step S250 that the IP value is not greater than 0.7, the process proceeds to step S230. On the other hand, the IP value is determined to be greater than 0.7. In the case, the process proceeds to step S260.
When the process proceeds to step S260, since it is determined that the air-
That is, in the above description, even if some abnormality occurs in the air-
As a result, the cause of the measurement abnormality of the air-
また、上述のステップS145の判断にて上記(1)の場合に該当する場合にも、処理が上記ステップS230へ移行する。
この上記(1)に場合に該当する場合は、空燃比センサ50の計測値が予め定められる閾値よりも小さく、エンジンの回転数偏差が予め定められる閾値よりも小さい場合に、空燃比センサ50を用いない制御でエンジン60を予め定められる所定の時間運転し、再度空燃比センサ50の動作確認を行う処理を行う。
具体的には、ステップS125で既に空燃比センサ50の計測値に基づいてリッチであると判断(即ち、計測値が予め定められる閾値よりも小さいと判断)され、更にリッチ回避空燃比制御が行われて、回転数偏差が閾値以内(即ち、予め定められる閾値よりも小さい)であって、エンジン60が正常に目標回転数近傍にて運転できている状態と言える。
即ち、この場合は、空燃比センサ50に油分等が付着して一時的にリッチを示しているものと解して、上記ステップS230・S240・S250・S260等の処理を順次行って、上述の場合と同様に空燃比センサ50に付着した油分を蒸発又は焼却することによって、空燃比センサ50を正常な状態に戻して、再び空燃比制御を行いえるようにすることが可能となる。
つまり、換言すれば、空燃比センサ50に油分が付着して、一時的に空燃比センサ50が誤計測を行う状態であっても、エンジン60の運転状態を正常な状態で運転させることが可能となる。
Further, when the determination in step S145 described above corresponds to the case (1), the process proceeds to step S230.
When the case (1) is true, the air-
Specifically, it is determined in step S125 that the vehicle is already rich based on the measured value of the air-fuel ratio sensor 50 (that is, it is determined that the measured value is smaller than a predetermined threshold value), and further rich avoidance air-fuel ratio control is performed. In other words, it can be said that the rotational speed deviation is within a threshold value (that is, smaller than a predetermined threshold value) and the
That is, in this case, it is understood that oil or the like is attached to the air-
That is, in other words, even when oil is attached to the air-
また、上述のステップS145の判断にて上記(2)の場合に該当する場合にも、処理が上記ステップS150へ移行する。
この場合、ECU10は、燃料制御弁22が全閉の状態であるか否かを判断する(S150)。
このステップS150の判断において、燃料制御弁22が全閉であると判断された場合には、ECU10は、空燃比制御システムにおいて異常が発生していると判断し(S160)、エンジン60の運転を停止する(S170)。
このステップS170のときにエンジン60の運転を停止させた場合に、その旨を警報等として、音、光等の発することによって外部に発報するようにしても良い。
このように処理がステップS150→S160→S170と移行する場合は、上記ステップS125において空燃比センサ50の計測によってリッチあると判断されたにも拘わらず、燃料制御弁22が全閉である(S150)という矛盾した計測結果を得る。
そこで、ECU10は、このような矛盾した計測が得られる状態においては、空燃比制御システム全体において何らかの異常があるものと判断して、上記ステップS170においてエンジン60を停止させる。
Further, when the determination in step S145 described above corresponds to the case of (2) above, the process proceeds to step S150.
In this case, the
If it is determined in step S150 that the
When the operation of the
When the process proceeds from step S150 to S160 to S170 as described above, the
Therefore, the
ところで、空燃比センサ50はエンジン60の排気マニホールド等の排気路に設けられるものであって、排気ガス中の酸素濃度を計測することによって空燃比を計測するものである。
尚、ここで排気マニホールド等の排気路とは、排気マニホールドや、排気マニホールドの集合部を意味するものである。
この空燃比センサ50は、上述したとおり、正確に計測するには空燃比センサ50の素子自体の温度をある一定の温度にして活性化させる必要があり、そのためにヒータを具備する構成となっている。
しかしながら、このような構成であっても、排気マニホールド等の排気路を流れる排気ガスによって空燃比センサ50の素子部が冷却されたり、或いは、排気ガスに含まれる油分や凝縮水が空燃比センサ50に付着して正確に計測できなくなる等の問題が発生する。
そこで、図4に示すように、空燃比センサ50にプロテクタ70を設けることが行われている。
本実施例では図4に示すように、空燃比センサ50を点線で示しており、プロテクタ70を実線で示している。尚、一点鎖線は排気マニホールド等の排気路を示している。
空燃比センサ50の下部には素子部51が設けられており、該素子部51が排気マニホールド等の排気路内に設けられる部分であり、直接排気ガスと接触する部分である。
また、素子部51は、略円筒状に設けられており、その側面の軸心方向中途部には通気口53が複数設けられ、先端の中心部分にも図示しない通気口が開口され、該通気口53を介して排気ガスが素子部51内部に通気されて酸素濃度を計測する構成となっている。
空燃比センサ50において、素子部51の上部側は、排気マニホールド等の排気路の外部側へ突出し、六角ボルト部52等が設けられている。
更に、素子部51の上部側には螺子山が形成されており、後述するプロテクタ70の円筒部72の内周面に設けられる螺子山と螺合する。
したがって、空燃比センサ50とプロテクタ70とを締結する場合に、上記六角ボルト部52にスパナ等の工具を係合させることによって、該締結を容易に行うことが可能となっている。
この締結によって、プロテクタ70は空燃比センサ50の素子部51近傍に取り付けられる構成となっている。
Incidentally, the air-
Here, the exhaust passage of the exhaust manifold or the like means an exhaust manifold or a collective portion of the exhaust manifold.
As described above, the air-
However, even with such a configuration, the element part of the air-
Therefore, as shown in FIG. 4, a
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the air-
An
Further, the
In the air-
Furthermore, a screw thread is formed on the upper side of the
Therefore, when the air-
By this fastening, the
次に、上記プロテクタ70について図5を用いて説明する。
尚、図5(a)は上記図4と同じ方向から見たプロテクタ70の側面図。
図5(b)は図5(a)のプロテクタ70を矢印b方向より見た上面図。
図5(c)は図5(a)のプロテクタ70を矢印c方向より見た側面図であり、点線で空燃比センサ50を取り付けた場合を示した図。
図5(d)は図5(a)のプロテクタ70の矢印d方向より見た下面図。
上記プロテクタ70は、上部側に鍔部71が形成され、該鍔部71の下面側には空燃比センサ50の素子部51より径が大きい円筒部72が形成されている。
また、この円筒部72において、鍔部71側の上端部側は素子部51を挿入できるように開口しており、下端部側も開口して後述するブリッジ73を一体的に設けている。
したがって、空燃比センサ50にプロテクタ70を取り付けた場合に、図1に示すように、素子部51はプロテクタ70の円筒部72内収まる構成となっている。
また、この場合に、素子部51に設けられる通気口53が、図1に示すように円筒部72で覆われるように円筒部72は形成されている。
即ち、プロテクタ70の円筒部72の下端部は、空燃比センサ50の素子部の通気口53よりも下方に位置して通気口53を覆うように形成されている。
したがって、素子部51の通気口53は、図1に示すように直接的に排気マニホールド等の排気路に流れる排気ガスに触れることがなくなる。
したがって、素子部51内部が、排気ガスの通風に晒されることによって冷却されたり、或いは、排気ガス中の油分や凝縮水が付着することによって、空燃比センサ50が正確に計測できなくなる状況を回避することが可能となる。
また、通気口53が円筒部72によって覆われているので、素子部51の保温性が高められて、安定して計測を行うことが可能となる。
Next, the
5A is a side view of the
FIG.5 (b) is the top view which looked at the
FIG. 5C is a side view of the
FIG.5 (d) is the bottom view seen from the arrow d direction of the
The
Further, in the
Therefore, when the
In this case, the
That is, the lower end portion of the
Therefore, as shown in FIG. 1, the
Therefore, it is possible to avoid a situation in which the air-
In addition, since the
また、プロテクタ70の円筒部72の下端面からブリッジ73が垂設されている。
該ブリッジ73は、円筒部72の下端面の両側から下方に支持部73a・73aが延設され、該支持部73a・73aの下端側で連結部73bにより該支持部73a・73aの両者は連結されるように構成されている。
つまり、該ブリッジ73の支持部73aと支持部73aとの間隔は上記空燃比センサ50の素子部51の外形よりも大きく構成している。
このように形成したブリッジ73は、プロテクタ70の円筒部72の先端側において、該円筒部72の直径方向に跨ぐように形成されて、その内側に素子部51が位置するようにしている。
更に、空燃比センサ50にプロテクタ70を取り付けた場合に、ブリッジ73と素子部
51の先端部分との間に隙間を形成するように、支持部73a・73aの長さが決められている。
具体的には、図5(c)に示すように、素子部51の先端部分とブリッジ73の連結部73bの上面側との隙間がn[mm]ある状態となるように支持部73a・73aの長さが決められている。
この隙間のn[mm]の範囲としては、素子部51先端に開口した通気口より排気ガスが浸入可能な隙間であって、あまり大き過ぎるとブリッジ73による油分等の遮蔽効果がなくなるので、約5mm程度以内とすることが望ましい。
このように、ブリッジ73を構成することによって、素子部51の先端部分に排気ガス中の油分や凝縮水が付着することを防止して、空燃比センサ50の劣化や故障の発生を防止することが可能となる。
A
The
That is, the gap between the
The
Furthermore, when the
Specifically, as shown in FIG. 5C, the
The range of n [mm] of the gap is a gap through which exhaust gas can enter from the vent opening opened at the tip of the
In this way, by configuring the
また、例えば図4に示すように、排気マニホールド等の排気路内を流れる排気ガスの方向に対してブリッジ73が直角となるように、プロテクタ70が該排気マニホールド等の排気路に取り付けられることが望ましい。
これは、上述のようにしてプロテクタ70が排気マニホールド等の排気路に取り付けられると、空燃比センサ50のヒータに供給する電力を低く抑えることが可能となるからである。
具体的には、図6に示すように、空燃比センサ50のヒータのデューティ比が小さくなることが知られている。
このデューティ比とは、一般的に通電と遮断とを繰り返しながら電力を供給して所望の温度となるように制御する場合における、ある一定時間における通電時間の比のことである。
したがって、例えば、デューティ比が100[%]である場合には、継続的に通電が行われて遮断されることがないことを意味し、ディーティ比が50[%]であると通電時間と遮断時間とは同じ割合であるといえる。
したがって、一般的にディーティ比[%]が大きいほど使用電力量が多いといえる。
図6においては、縦軸に空燃比センサ50のヒータのデューティ比とし、横軸にブリッジの幅と取り付け方向として場合の関係を示した図である。
また、ライン110は通電電圧が14.7[V]、ライン120は通電時間が14.0[V]、ライン130は通電時間が13.1[V]、ライン140は通電時間が12.6[V]の場合におけるデューティ比をプロットした点を結んだものである。
尚、図6において、ブリッジ73を排気マニホールド等の排気路内を流れる排気ガスの方向に対して平行においた場合のラインをライン110a〜ライン140aとし、他方、ブリッジ73を排気マニホールド等の排気路内を流れる排気ガスの方向に対して直角においた場合のラインをライン110b〜ライン140bとして示す。
この図6に示すように、ライン110a〜ライン140aのラインよりも、ライン110b〜ライン140bの方が全体的にデューティ比が小さな値で良いことが分かる。
つまり、ブリッジ73を排気ガスの方向に対して直角となるように取り付けた方が、デューティ比を小さくすることが可能となり、空燃比センサ50の保温性を高めるとともにヒータに使用する電力量を抑制することが可能となって、安定的に空燃比センサ50を活性化して正確に計測することを可能とする。
また、ヒータに掛ける印加電圧が低い方がデューティ比を小さな値で抑えることが可能であり、しかもブリッジの幅を太くするほどデューティ比を小さな値で抑えることが可能となる。
上述より、総じて望ましくは、ブリッジ73を排気ガスの方向に対して直角となるようにプロテクタ70を排気マニホールド等の排気路に取り付けるとともに、ヒータの印加電圧を低く抑え、しかもブリッジ73の幅を太くすることで、デューティ比を小さな値で抑えることが可能となって、空燃比センサ50を安定的に活性化させて正確に計測することが可能となる。
For example, as shown in FIG. 4, the
This is because when the
Specifically, as shown in FIG. 6, it is known that the duty ratio of the heater of the air-
The duty ratio is a ratio of energization time over a certain period of time when power is generally supplied while repeating energization and interruption to control to a desired temperature.
Therefore, for example, when the duty ratio is 100 [%], it means that the energization is continuously performed and is not cut off, and when the duty ratio is 50 [%], the energization time and the cut-off are cut off. It can be said that time is the same ratio.
Therefore, in general, it can be said that the greater the duty ratio [%], the greater the amount of power used.
In FIG. 6, the vertical axis represents the duty ratio of the heater of the air-
The
In FIG. 6, the lines when the
As shown in FIG. 6, it can be seen that the
In other words, if the
In addition, the lower the applied voltage applied to the heater, the smaller the duty ratio can be suppressed, and the wider the bridge width, the smaller the duty ratio can be suppressed.
As described above, generally, the
10 ECU
22 燃料制御弁
25 スロットル弁25
44 回転数センサ
50 空燃比センサ
51 素子部
53 通気口
60 エンジン
70 プロテクタ
71 鍔部
72 円筒部
73 ブリッジ
73a 支持部
73b 連結部
10 ECU
22
44
Claims (9)
上記空燃比センサが計測可能となってから予め定められる所定の時間内に空燃比制御を開始する場合に、
燃料制御弁の動作速度を遅くすることを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When air-fuel ratio control is started within a predetermined time after the air-fuel ratio sensor becomes measurable,
An air-fuel ratio control system characterized by slowing the operating speed of a fuel control valve.
上記空燃比センサが計測可能となってから予め定められる所定の時間経過後に空燃比制御を開始する場合に、
燃料制御弁の閉動作における閉動作速度を遅くすることを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When air-fuel ratio control is started after a predetermined time has elapsed since the air-fuel ratio sensor can be measured,
An air-fuel ratio control system characterized by slowing a closing operation speed in a closing operation of a fuel control valve.
上記空燃比センサが計測可能となってから予め定められる所定の時間経過後に空燃比制御を開始する場合に、
燃料制御弁の開動作における開動作速度を速くすることを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When air-fuel ratio control is started after a predetermined time has elapsed since the air-fuel ratio sensor can be measured,
An air-fuel ratio control system characterized by increasing an opening operation speed in an opening operation of a fuel control valve.
上記空燃比センサの計測値が予め定められた閾値よりも小さく、且つエンジンが停止した場合に、
空燃比センサの動作確認を行うことを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When the measured value of the air-fuel ratio sensor is smaller than a predetermined threshold value and the engine is stopped,
An air-fuel ratio control system for confirming the operation of an air-fuel ratio sensor.
空燃比センサを用いない制御でエンジンを予め定められる所定時間運転し、再度空燃比センサの動作確認を行ってなる請求項4記載の空燃比制御システム。 When it is determined as abnormal in the operation check of the air-fuel ratio sensor,
The air-fuel ratio control system according to claim 4, wherein the engine is operated for a predetermined time by control without using the air-fuel ratio sensor, and the operation of the air-fuel ratio sensor is confirmed again.
上記空燃比センサの計測値が予め定められる閾値よりも小さく、エンジンの回転数偏差が予め定められる閾値よりも小さい場合に、
空燃比センサを用いない制御でエンジンを予め定められる所定時間運転し、再度空燃比センサの動作確認を行うことを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
When the measured value of the air-fuel ratio sensor is smaller than a predetermined threshold and the engine speed deviation is smaller than a predetermined threshold,
An air-fuel ratio control system comprising: operating an engine for a predetermined time by control without using an air-fuel ratio sensor; and confirming the operation of the air-fuel ratio sensor again.
上記空燃比センサの素子部を保護する略円筒状のプロテクタを設け、
該プロテクタの先端に直径方向に跨ぐブリッジを形成し、
該ブリッジの幅は上記空燃比センサの素子部の外形より大きく、
該ブリッジと上記空燃比センサの素子部との間に隙間を形成したことを特徴とする空燃比制御システム。 In the air-fuel ratio control system for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the measured value of the air-fuel ratio sensor,
A substantially cylindrical protector for protecting the element portion of the air-fuel ratio sensor is provided,
Form a bridge across the diameter direction at the tip of the protector,
The width of the bridge is larger than the outer shape of the element portion of the air-fuel ratio sensor,
An air-fuel ratio control system, wherein a gap is formed between the bridge and the element portion of the air-fuel ratio sensor.
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JP2013064604A (en) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor control apparatus and gas sensor control method |
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- 2003-12-12 JP JP2003415034A patent/JP2005171924A/en active Pending
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