JPS58185957A

JPS58185957A - エンジン制御方法

Info

Publication number: JPS58185957A
Application number: JP57069385A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tanaka; 猛田中; Hisashi Kawai; 寿河合; Kiyonori Sekiguchi; 清則関口; Hiroshi Sada; 佐田　浩
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1983-10-29
Also published as: JPH0440537B2

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】本発明は酸素密度の検出を行なう装置とこの装（１）置を使って内燃機関の制御を行なう方法に関する。

内燃機関は高地等の低圧下では大気中の酸素密度の減少
のために平地での制御方法のままではさまざまな不具合
を生じており、高度補償を行なう必要があった。

従来この為の高度検出装置としてアネロイドを使った気
圧検出装置や半導体を使った圧力検出装置が知られてい
た。

この種の検出装置は、本来酸素密度を検出すべきところ
を大気圧を検出することにより代用しでいる。また真空
ベローを用いたアネロイド構造の複雑さにも問題があっ
た。

とくに自動車のための高度補償用検出装置としては検出
装置の応答性はさしたる問題ではなく、より簡素な酸素
密度検出装置が望まれていた。

本発明は前記欠点に鑑み、簡素な構造の酸素密度検出装
置とこれを使用したエンジンの制御方法に関するもので
ある。

すなわち、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど
の排気管に設置して使用している酸素濃（２）度検出装置に用いられているＺｒ０１を主成分とするセ
ラミック素子を用いる。これを小型にし、さらに電熱ヒ
ータでこの素子を加熱するとともに、素子とヒータとを
完全に石綿などの断熱材で覆い金属又は耐熱性を有する
材料で作られたケースにおさめる。さらにこれらの断熱
材、カバーの一部に外側の人気と中心の酸素重度を感知
する素子を酸素が拡散できる程度の小さい通気穴を設け
た構成の酸素密度検出装置を排気系以外の人気に設置し
、この信号により商地での酸素不足を検出し、種々の高
度補償を行なうものである。

本発明の一実施例を第１図、第２図に示す、ＥＧＲ弁１
、負圧制御弁７、バキュームポンプ８、制御回路（ｊ、
エンジン回転速度検出用電磁ビソクアソゾ４、燃料調置
用の回転軸３１に連結して回転する可変抵抗３、酸素密
度検出装置＆２を主要構成部品としている。

ディーゼルエンジンの排気管と吸気管とを導通している
ＥＧＲ管路５の途中にＥＧＲ弁１は設けである。ＥＧＲ
弁１は弁体１１、ダイヤフラム１２、（３）スプリング１３、ケーシング１４によって構成されてい
る。弁体１１はダイヤフラム１２と上下し、そのリフト
がゼロの時Ｅ　Ｇ　Ｒ管路５は遮閉される。

ケーシング１４とダイヤフラム１２とは圧力室１５を構
成し、圧力室】５にはケーシング１４に設けた開口■６
を介して負圧制御弁より負圧が供給される。この負圧に
よってダイヤフラム１２はスプリング１３に抗して弁体
１１金持ち上げる。このリフトの大きいほどＥＧＲ管路
断面は大きくなる構成である。

負圧制御弁７は弁ケーシング７０、スプール弁体１１．
スプリング７２．７２０、ダイヤフラム７３、ソレノイ
ドコイル７５、ソレノイドケーシング７４、プランジャ
７６、コアー７７より構成されている。スプール弁体７
１はダイヤフラム７３およびプランジャ７６と連動して
上下する。ダイヤフラム７３の上面及び下面にはスプリ
ング７２と７２０とが圧縮されて設けられている。弁ケ
ーソングア０に設けられたスリーブ７００には、大気に
開口する大気ボー）７０’ｌと負圧源に開口す（４）る負圧ボート７０２が設けられており、スリーブ７００
にはスプール弁体７１が談合している。スプール弁体７
１には大気ボート７０１及び負圧ボート７０２といずれ
かに連通ずる連通ロア１１が設けられており、ダイヤフ
ラム７３と弁ケーシング７０で構成された負圧室７３０
に導通している。

ソレノイドコイル７５はソレノイドコイルケーシング７
４に設けられているリブ７４２と、ソレノイドケーシン
グとに固定されており、ソレノイドコイル７５の中心に
コアー７７があり、その中心にプランジャ７６が嵌合し
“Ｃいる。ソレノイドケーシング７４とダイヤフラム７
３とにより構成された大気室７４０は、ソレノイドケー
シング７４に設けられた連通ロア４１により大気と導通
している。ソレノイドコイル７５に電流を通電するとそ
の電流の強さに応じ、２つのスプリング７２と、スプリ
ング７２０の平衡点からスプリングの抗力と電磁力のつ
りあった位置までプランジャを引きさげこれと連動する
スプール弁体７１を引き下げる。その結果スプール弁体
７１に設けた連道口（５）７１１と大気ボー１−７０１で構成される絞り弁の通路
面積を減少する構成であり、逆に同時に連通ロア１１と
負圧ボート７０２とにより構成された絞り弁の通路面積
は拡大する構成となる。

負圧ポンプ８は通常よく知られた構成のもので、この吸
入口と負圧ボート７０２とは通電管により連絡しである
。燃料噴射ポンプの燃料調量レバー３１には可変抵抗３
が設けてあり、調量レバーの回転に応じ抵抗値が変化す
る構成であり、エンジンの負萄条件を知ることができる
。

酸素密度検出装置２は、ＺｒＯうを主成分とする感濃度
素子２１とヒータ２４、熱電対２００、石綿２６ケース
２９より構成されている。コイン状の感濃度単子２１の
両面には金属の綱状の電極２２が設けである。また感濃
度素子２１のサイド面にはアルミナを主成分としたマイ
ク２３が設けである。感濃度素子２１の外側には円筒形
状のバイブ２５が設けてありバイブ２５の外周は電熱ヒ
ータ２４が設けてあり、その一端２４２は接地されてい
る。さらにその外周を石綿２６で覆いつくしく６）である。この石綿塊は円柱状のケース２９に納められて
いる。ケース２９の一部には通気孔２７が設けられてお
り、通気孔２７にはフィルタ２８が装着しである。また
パイプ２５内の壁面近傍には熱電対２００が設けである
。ケース２９にはリード線引出し端子２２１，２２２，
２４１．２４２及び熱電対引出し端子２０１，２０２が
設けてあり、２４２を除くこれらの端子は制御回路６に
接続しである。

次に、制御回路の構成例４ｃ第２図に示す。６０１はヒ
ータ制御ｌＩｉ回路で人力は端子６１６２を介して酸素
密度検出装置２の熱電対２００に接続してあり、出力は
端子６３を介してヒータ２４の接地されていない−・噛
２４１に接続しである。６０２は定電圧電源回路で端子
６４．６５及び２２１゜２２２を介して該検出装置の濃
度素子２Ｉに接続しである。６０．３は電流検出回路で
定電圧電源回路６０２と接続してあり、該１！源回路か
ら濃度素子２１へ供給される電流を検出する。６０４は
ｄｔ算回路で入力には該電流検出回路の出力及び可変（
７）抵抗３の摺動部３１及びエンジン回転速度検出器４がそ
れぞれ接続しである。６０５は制御弁駆動回路で入力は
前記計算回路の出力が接続してあり、出力は端子６６を
介して負圧制御弁７と接続しである。また端子６７及び
６８はそれぞれバッテリ１０の陽極及び陰極に接続し°
ζあり、陰極は接地しである。端子６７は定電圧電源回
路６０２に接続しである。

以上の構成の作動を以下に説明する。

ディーゼルエンジンの最適ＥＧＲ率はエンジン回転数Ｎ
と出力トルクＴによって変動する。しかし、この関係は
他の周囲条件によって変動し特にエンジンを商地のよう
な低圧の気象条件で使用した場合、回転数Ｎ、ＥＧＲ率
が一定の条件では出力トルクＴに低下が見られる。本実
施例ではこの対策として酸素密度検出装置を用いて酸素
密度を検出し酸素密度に対応してＥＧＩマ率を補正する
ことにより出力トルクの低下を防止するものである。

第１図及び第２図に従い説明する。エンジン回転数Ｎは
回転速度検出センサ４によって求められ、（８）またポンプレバー開度りは回転軸３１に接続された可変
抵抗３によって求められる。一方、酸素密度検出装置２
内の感濃度素子２１に一定の電圧を定電圧電源回路６０
２で供給すると酸素密度に対応した電流が流れるのでこ
れを電流検出回路６０３で検出する。この検出出力と前
記回転速度検出センサ４と可変抵抗３を計算回路６０４
で計算しこの出力を制御弁駆動回路６０５に入力して制
御弁７を駆動するとＥ　Ｇ　Ｒ弁１のダイヤフラムに加
わる負圧が変化したＥ、　Ｇ　Ｒ率を変動させることが
出来る。第３図は本発明の酸素密度検出装置の特性図で
ある。大気圧Ｐ　の低下に対し、酸素密度としての酸素
分圧は（Ａ）の綿の如く低下しており、これに対し本発
明のＺｒＯ２を主成分としたセラミックによる酸素密度
センサでは（Ｂ）に示す如く一定電圧のもとに低下して
おり、制御回路６はこの電流値を信号とし５てとらえて
いる。

前記ヒータ温度検出のための熱電対はサーミスタで構成
してもよい。また、簡単にはヒーターに供給している電
流を検出する方法でもよい。

（９）さらに本実施例ではＥＧＲの高度補償に適用したが、電
子制御している噴射ポンプの最大燃料量の限界制御、吸
気絞りの限界制御、噴射時期の制御、ターボチャージャ
のウエストケ−１・作動圧制御などに使えることは明ら
かである。

また酸素密度の検出方法として電流による検出法だけで
なく定電流電源を酸素密度検出装置に加えて感濃度素子
の電圧を検出する方法を用いてもよい。

また、第１の実施例ではディーゼルエンジンのＥＧＲの
制御の高度補償を行なったがディーゼルの噴射時期の制
御を高度補償用の信号にも適用できるし、ガソリンエン
ジンの空燃比高度補償や点火時期の高度補償の信号にも
適用できることは明らかである。またディーゼルの吸気
絞り制御の高度補償の信号にも通用できる。

以上述べたように酸素密度検出装置を用いているので、
大気圧の圧力減少による酸素不足を直接検出できるし、
簡単な構成の＃１本濃度検出装置により大気圧の圧力減
少を検出しているのでコスト（１０）の低い検出装置ができる。さらに、メカニカル作動をし
ないため振動に対して高い信頼性が得られる、という優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例主要部品による構成図、第２図は制御回
路のブロック図、第３図は酸素濃度検出特性図を示す。１・・・ＥＧＲ弁、２・・・酸素密度検出装置、３・・
・可変抵抗、４・・・エンジン回転速度検出用電磁ピッ
クアップ、５・・・ＥＧＲ管路、６・・・制御回路、７
・・・負圧制御弁、８・・・負圧ポンプ、１１・・・弁
体、１２・・・ダイヤフラム、１３・・・スプリング、
１５・・・圧力室。２１・・・感濃度素子、２４・・・ヒータ、２００・・
・熱電対、６０１・・・ヒータ制御回路、６０２・・・
定電圧電訪回路、６０３・・・電流検出回路、６０４・
・・計算回路、６０５・・・制御弁駆動回路、７１・・
・スプール弁Ｌ７５・・・ソレノイドコイル、７６・・
・プランジャー。７７・・・コア。代理人弁理士　岡　部　　　隆（１１）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸素密度に応動し電気特性の変動する酸素密度選
出装置をエンジンの排気系以外の大気と接触する場所に
配設し、該酸素密度検出装置からの信号によりエンジン
の燃焼室内の空気過剰率の高度補償（例えばＥＧＲの制
御）及び、燃焼時期の高度補償（例えば燃料噴射時期制
御）を行なうことを特徴とするエンジン制御方法。
（２）前記酸素密度検出装置は、酸素密度に応動し電気
特性の変動する部材（ＺｒＯ２）を主成分としたセラミ
ック）の表面に金属電極を配設し、該部材の近傍に電熱
ヒータを配設し、さらに前記部材及び電熱ヒータを断熱
部材で覆うとともに、前記部材の一部表面に断熱材を介
して外気を導いた構造の酸素密度検出装置。