JPS58172443A - 空燃比制御方法 - Google Patents

空燃比制御方法

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Publication number
JPS58172443A
JPS58172443A JP57056365A JP5636582A JPS58172443A JP S58172443 A JPS58172443 A JP S58172443A JP 57056365 A JP57056365 A JP 57056365A JP 5636582 A JP5636582 A JP 5636582A JP S58172443 A JPS58172443 A JP S58172443A
Authority
JP
Japan
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output current
oxygen concentration
applied voltage
voltage
current value
Prior art date
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Pending
Application number
JP57056365A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigenori Sakurai
桜井 茂徳
Takashi Kamo
加茂 尚
Shiro Kimura
木村 史郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Priority to US06/477,845 priority patent/US4553424A/en
Priority to DE19833310336 priority patent/DE3310336A1/de
Publication of JPS58172443A publication Critical patent/JPS58172443A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F02D41/1476Biasing of the sensor

Landscapes

  • 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)

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】 本発明は機関の空燃比制御方法に関し、さらに詳しくは
、機関の運転状1IIKよって予め目標空燃比を設定し
ておき、この設定値と、機関の運転によシ生ずる被測定
ガス中の酸素濃度とを比較し、これにより得られる比較
信号で燃料供給量を調節し、空燃比を制御する方法KI
Iする。
従来より、被測定ガス中の酸素濃度を検出するための限
界電流型酸素センサは知られている。
この限界電流型酸素セ/すは、酸素イオン透過性固体電
解質で素子基板を形成し、この素子基板の両面に極板を
設け、一方の極板C陰極)を他方の極板(陽極)より厚
く多孔性セラミック層で被覆してなるものである。
この限界電流型酸素上/lを、その素子部が被測定ガス
に接するように所定位置に取付け、素子の両極板KII
C圧を印加すると、普測定ガス中の酸素a度に応じて、
素子に限界電流が流れるので、素子の出力電流を測定す
ることにより、被測定ガス中の酸素濃度を績出すること
ができる。
この従来から行なわれている酸素濃度検出方法を、第1
図を用いてさらに眸しく説明する。
第1図は酸素センサにおける印加電圧と出力電流の関係
を示すグラフで、図中1は、被測定ガス中のfII素濃
[1%、2は酸素濃度5嘩、3は酸素濃度10−のとき
のそれぞれの電圧−電流特性曲線を示す。
前記構成の限界電流型酸素セ/すの両極板に電圧を印加
すると、被測定ガス中の酸素が陰極でイオン化され、こ
の酸素イオンが陽極へ向かって透過する。セッサ印加電
圧を上げるとこれに比例して出力電流が増加する(図中
、1a。
2a、3aはそれぞれ各酸素濃度における特性曲線の第
1の立上り部分を示す)。印加電圧がある一定値以上に
なると、素子の陰極は多孔性セラミックで被覆されてい
るた嶋酸素イオン透過量が制限されて、印加電圧を増加
しても出力電流がほぼ一定となる、いわゆる限界電流を
発生する(図中、1b、2b、lはそれぞれ各酸素濃度
における特性曲線のフラット部を示す)。この限界電流
値は各酸素濃度に比例して異なシ、また限界電流値を発
生する範囲の印加電圧値も各酸素濃度により異なる。印
加電圧を所定範囲よりさらに増加すると、印加電圧の増
加に伴なって出力電流が増加しはじめ、特性−線1.2
゜3は第2の立上シ部1c、2c、5cを示す、したが
って、限界電流型酸素センナに印加する電圧を、各酸素
濃度における、特性曲線のフラット部1.2b、3bの
範囲内のある一定値となるように選択し、これを印加す
れば、素子は酸素濃度に比例、した限界電流を出力する
ので、この出力電流を測定して被測定ガス中の酸素sI
度を検出し、これによシ機関への燃料供給量を制御する
ことができる。
しかしながら、上観恢来法は印加電圧を同定している走
約、次のよ5な欠点が6っ九。
各酸素−IfKおけゐ電圧−電流特性曲線のフラット部
1b、2b、5bを形成する電圧範囲は、酸素濃度によ
って少しずつずれてお)、全く同じではない。このため
、例えば酸素上/すに印加する電圧をvl(図中、2点
鎖線で示す)とすると、#素濃度isr特性曲線1)と
5%(特性曲線2)の場合には、電圧vIは各特性曲線
1と2のフラット部1mと2aの範囲内にあるので、正
確な限界電流値AIs ANを検出できるが、酸素濃度
10−c%性曲線5)の場合には、電圧V、が特性曲線
3のフラット部3bから外れるので、正確な限界電流値
A3より低い電流値As′を出力することになる。また
、印加電圧・を電圧V、 (図中、1点鎖線で示す)と
すると、特性曲線1の場合には、七/すからは限界電流
値AIよ)高い電流値A、/が出力される。
センサから出力される電流値が上述のように不正確であ
ると、出力電流−酸素濃度変換線を求め念とき、例えば
第2図■及び証に示すようにその変換線の直線性が損な
われる。図中、IC2点鎖線)は印加電圧v1のときの
出力電流−酸素濃度変換線であるが、酸素高濃度側で出
力電流が低くなる。また、11(1点鎖線)は印加電圧
V!のときの出力電流−酸素濃度変換線であるが、酸素
低濃度側で出力電流が高くなってぃる。このように1出
力電流−酸素濃変変換線の直線性が損なわれると、この
変換線からの酸素濃度検出が不正確になる。特に、被測
定ガス中の酸素濃[K比例した出力電流を検出し、この
出力電流により燃料供給装置へ制御信号を送り、これに
よって機関の空燃比を制御するシステムにおいては、出
力電流が不正確であると空燃比を正確に制御できないと
いう問題がある。
上記従来技術の有する問題点を解決するには、第1図に
示す特性曲線のフラット部を広くすることが考えられる
が、弾状の技術では因離である。
本発明は上述の限界電流mat素センナを用いて機関の
空燃比制御を正確に行なうことができる方法に関するも
ので、目標とする空燃比(以下、目標空燃比という)を
設定し、この空燃比に応じてセ/す素子部印加電圧を適
宜変動させ、得られるセンサ素子部出力電−と前記目標
空燃比における電流(参照電流)との比較により歯科供
給量を調節する空燃比制御方法を提供す畢ものである。
本発明方法は、上記した印加電圧−出力電流特性曲線で
表わされる性質を有する限界電流型酸素セ/すを用い、 各酸素濃度における印加電圧が前記特性曲線の各フラッ
ト部を形成する所定範囲内となるように印加電圧と出力
電流を変数とする傾斜直線を求め、 該傾斜直線と前記特性曲線フラット部との交点と、該交
点における出力電流値とから酸素濃度−出力電流変換直
線を求め、 前記被測定ガス排出機関の運転状態から予め被測定ガス
中の目標酸素濃度を設定し、前記酸素濃度−出力電流変
換直線と前記軸斜直線とから、前記目標酸素濃度におけ
るセッサ印加電圧と参照電流値を決定し、 決定され九印加電圧を前記酸素セ/すに印加し、 前記酸素センサ素子部からの出力電流値と前記参照電流
値とを比較し、得られた比較信号により燃料供給量を調
節することからなる、ことを特徴とする本のである。
以下、本発明空燃比制御方法を91図及び第2図に基づ
いて説明する。
第1図中1.2.5は、前述し九番酸素#1度における
センサの電圧−電流特性曲線である。この特性曲線1.
2.5から、セ/す印加電圧が各特性曲線のフラット部
i、2b、5bK対応する所定範囲内の値になるように
印加電圧と出力電流を変数とする傾斜直線Xを求める。
この傾斜直線Xの傾きは、特性111纏の立上りs1鳳
、2鳳。
3aと同じ傾きとなるようにすることが好ましい。傾斜
直線Xは、あらかじめコントローラ(図示せず)内メモ
リにイ、フラットされ、必要に応じて使用される。
傾斜@MXと特性曲線1.2.5とから、第2図に示す
出力電流−酸素濃度変換直線厘を求める。変換ill線
上、前記傾斜直線Xが特性−線1、2. Sと交差する
点における酸素一度−出力電流値との関係を示すもので
、傾斜直線XK沿ってセ/す印加電圧を変動させた場合
、この変換直線膳に基づいてセ/すから出力された電流
値を対応する酸素濃度に変換することができる。
このようK、印加電圧を必ず各特性曲線のフラット部の
範囲内を満足するように設定しであるので、変換直線膳
は広い酸素濃度範囲内にわたって直線性を確保すること
ができ、正確な限界電流値を出力することができる。こ
の変換直線Xもあらかじめコノトローラ内メモリにイン
プットされ、必要に応じて使用される。
次に、本発明制御方法を自動車内燃機関を例にとって、
具体的に述べる(第5図及び第4図参照)。
第3図は自動車内燃機関の要部システム構成図である。
図中、10は機関本体、12は機関冷却水温度検出のた
めの水温センサ、14は機関回転数検出のためのディス
l−’Jピユータ、24はエアフローメータである。こ
れら水温センサ12、ディストリビユータ14及びエア
フローメータ24における検出信号は、制御回路20に
伝達される。制御回路20にはさらに、インジェクタ5
0及び排気管16に取付けられた酸素セ/す56が電気
的に接続しておシ、制御回路20からの制御信号(印加
電圧信号)を酸素センサ56に伝達し、また燃料噴射量
調節信号をインジェクタ30に伝達する。なお、図中2
2はスロットルバルブ、28は点火プラグを表わす。
上記構成の内燃機関において、空燃比制御を行なうKは
、第4図のシステム図に従って行なう。
まず、自動車の運転状11に応じてエアフローメ〜り2
4によシ機関への吸入空気量が検出され、ディストリビ
ユータ14によシ機111回転数が検出される。これら
吸入空気量と機関回転数の検出信号及び水温センサ12
による機関冷却水温に関する信号が目標空燃比演算回路
に入力され、これKより目標空燃比(A/F)が設定さ
れる。同時K、前記吸入−□気量と機関回転数の検出信
号からインジェクタ30への基本噴射燃料緻が設定され
る。前記目標空燃比は目標酸素濃[K変換される。これ
は、予め目標空燃比とこれに対応する目標酸素濃度との
換算を行なう関数式をメモリにイノプツトしておき、前
記各センサからの検知信号により決定した目標空燃比信
号をこのメモリ状のAil記関数にて計算することによ
り行なわれる。
目標酸素一度が設定されると、この#度信号と前記変換
直線臘とによシ当該目標酸素濃度に対応する電流値(参
照電流値)が決定される。
この参照電流値と前もってイノプツトしたメモリ状の傾
斜直線Xから印加電圧が決定される。
決定された印加電圧値を酸素セフす36に印加する。酸
素セッサは、電圧印加圧より電流を出力する(出力電流
)。得られた出力電流値と前記参照電流値とを比較回路
で比較する。このとき、参照電流値が出力電流値より大
である場合には、噴射燃料補正指示回路から、前記で決
定された基本噴射燃、料量を減少させる補正信号が出力
される。補正された噴射燃料信号がインジェクタ60へ
伝達される。これによりインジェクタ50からの溶料供
給量が減少し、排ガス中の酸素濃度が増加する。この参
照電流値−出力電流値の比較と溶料供給量減少制御を1
サイクルとして、このサイクルを繰返すことKより、徐
々に出力電流値を参照電流値に近づけ、空燃比を目標空
燃比となるように制御する。また、参照電流値が出力電
流値より小さい場合には、前記と逆ice料供給量増加
の信号がインジェクタ30[伝達される。燃料供給量増
加及び参照電流値と出力電流値の比較とを繰返し行ない
、これにより空燃比を目標空燃比K II @する。
以上のように1本発明方法は、センナ印加電圧を目標酸
素濃度(目標空燃比)に応じて自動的に決定できるよう
にしたので、セ/す素子に限界電流のずれ等による特性
ばらつきがあっても十分く対処でき、酸素am−出力電
流変換直線の直線性を確保できる。特に、従来の印加電
圧を固定していた方法に比較して、一層広い酸素濃度範
囲にわたって、変換直線の直線性が得られる。このため
、参照電流値の信頼性が向上し、#1甑電流との比較精
度が優れるため、確実な空燃比制御を行なうことができ
る。
本発明方法は、上述の自動車内燃機関の空燃比制御だけ
ではなく、例えばボイラ、炉等の固定燃焼設備における
燃料供給1制御システムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図Fi限界電流型酸素セ/す素子における印加電圧
−出力電流特性曲線と、本発明方法で使用する印加電圧
決定用の電圧−電流傾斜直線を示すグラフ、 第2図は、前記第1図の電圧−電流傾斜@線に沿って電
圧を印加したときの素子における酸テム図である。 図中、 1、2.5・・・各#II素濃度におけるセ/す印加電
圧−出力電流特性曲線、1a、 2a、 3a・・・第
1の立上り部、To、 2b、 5b−−−−yラット
部、jc、2c。 5c・・・第2の立上り部、vIn V重・・・印加電
圧、X・・・本発明方法で用いるセンサ印加電圧−出力
電流傾斜直線 (ほか1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 被測定ガスに接触するセンサ素子部に電圧を印加して被
    測定ガス中の酸素濃度に対応する電流を出力するもので
    あって、該センナ素子部印加電圧とセンサ素子部出力電
    流との関係を表わす電圧−電流特性曲線が、前記セ/す
    印加電圧が所定範囲以下のときは印加電圧の増加にとも
    なって出力電流が増加する第1の立上り部と、前記印加
    電圧が前記所定範囲内にりっては印加電圧が増加しても
    出力電流がほぼ一定となる限界電流値を示すフラット部
    と、前記印加電圧が前記所定範囲以上のときは印加電圧
    の増加(ともなって出力電流が増加する第2の立上り部
    とからなシ、前記特性曲線の繭紀フラット部を形成する
    所定範囲の電圧値と限界電流値が被測定ガス中の各酸素
    濃度に対応してそれぞれ異なる限界電流型酸素セ/すを
    用い、 各酸素濃度における印加電圧値が前記特性曲線の各フラ
    ット部を形成する所定範囲内となるように印加電圧と出
    力電流を変数とする傾斜直線を求め、 該傾斜直線と前記特性曲線フラット部との交点と、該交
    点における出力電流値とから酸素濃度−出力電流変換直
    線を求め、 前記被測定ガス排出機関の運転状態から予め被測定ガス
    中の目標酸素濃度を設定し、前記酸素濃度−出力電流変
    換直線と前記傾斜直線とから、前記目標酸素濃度におけ
    るセンサ素子部印加電圧と参照電流値を決定し、決定さ
    れた印加電圧を前記酸素センサに印加し、 前記酸素センサ素子部からの出力電流値と前記参照電流
    値とを比較し、得られた比較信号により燃料供給量を調
    節すること、 からなる空燃比制御方法。
JP57056365A 1982-03-23 1982-04-05 空燃比制御方法 Pending JPS58172443A (ja)

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US06/477,845 US4553424A (en) 1982-03-23 1983-03-22 Method for detecting an oxygen concentration and a method for controlling an air-to-fuel ratio based on the detected oxygen concentration
DE19833310336 DE3310336A1 (de) 1982-03-23 1983-03-22 Verfahren zum messen einer sauerstoffkonzentration und verfahren zum regeln eines luft/brennstoff-verhaeltnisses aufgrund der gemessenen sauerstoffkonzentration

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60233342A (ja) * 1984-05-07 1985-11-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御用酸素センサの通電制御方法
US4644921A (en) * 1984-04-28 1987-02-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling air-fuel ratio in internal combustion engine
US4663717A (en) * 1983-10-22 1987-05-05 Nippondenso Co., Ltd. Fuel control system having sensor verification dual modes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663717A (en) * 1983-10-22 1987-05-05 Nippondenso Co., Ltd. Fuel control system having sensor verification dual modes
US4644921A (en) * 1984-04-28 1987-02-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling air-fuel ratio in internal combustion engine
JPS60233342A (ja) * 1984-05-07 1985-11-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御用酸素センサの通電制御方法

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