JPS58198752A - 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

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JPS58198752A
JPS58198752A JP57080716A JP8071682A JPS58198752A JP S58198752 A JPS58198752 A JP S58198752A JP 57080716 A JP57080716 A JP 57080716A JP 8071682 A JP8071682 A JP 8071682A JP S58198752 A JPS58198752 A JP S58198752A
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Toshio Yamada
敏生 山田
Kenichiro Shindo
進藤 健一郎
Soichi Matsushita
宗一 松下
Kenji Kato
健治 加藤
Tokuta Inoue
井上 悳太
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Toyota Motor Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4065Circuit arrangements specially adapted therefor

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、内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に、燃
料噴射式エンジンを備えた自動車等の車両用内燃機関に
用いるに好適な内燃機関の空燃比制御装置に関する。
安定化ジルコニア素子を備え排気ガス中の酸素濃度を検
出する酸素センサ(以下0.センサという。)と、混合
気の空燃比を制御する空燃比制御装置を用い、0.セン
サの出力に基づいて混合気の空燃比が理論空燃比近傍と
なるよう、空燃比制御装置を帰還制御する方法が提案さ
れている。しかして従来のOtセンサに於ける測定方式
は限界電流方式と呼ばれるものであって、素子に電圧を
印加せずに行なうものである。
ところがこの方式に於いては第1図に示されるように排
気ガス中の空燃比が理論空燃比よシ濃い(リッチ)場合
は電圧を発生し、薄い(リーン)場合は電圧を発生しな
いいわゆるON、OFF出力特性を有するため、O冨セ
ンサに基づいて理論空燃比およびその近傍の極めて狭い
空燃比を制御することができるものの、その他の領域で
は出力が変化しないため、例えば、燃料が薄くなるリー
ンな空燃比では採用できない。
これを解消するものとして、電圧印加方式のものがある
。これは素子に電源電圧を印加するものであって、第1
図に示される如く、空燃比がIJ −ンになるに従って
出力電圧が増大する特性を示す。
ところがこの電圧印加方式の測定方法に於いては、初期
ばらつきあるいは経時変化によって第2図に示されるよ
うに出力変化が生じる。尚この出力変化は各空燃比に於
ける変化量が等しい平行的なものである。
本発明の目的は、電圧印加方式を採用した場合に於ける
このようなセンサの出力電圧のばらつきを補正すること
ができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにあ
る。
本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、排気ガス中の酸
素濃度に応じて起電力が変化する酸素センサに外部から
一定電圧を印加したときのセンサ1 、l   電流に対応した出力値Xに基づいて空燃比を
理論空燃比から希薄空燃比領域の範囲の目標値となるよ
う制御する方法に於いて、所定の走行条件時、酸素セン
サによって理論空燃比にフィードバック制御し、次に前
記フィードバックを中断すると共に酸素センサに一定電
圧を印加することによって、酸素センサ電流に対応した
出力値x8を求め、該出力値XBと理論空燃比に於ける
該センサの設計出力値aとの差(xs−’)を求めて記
憶し、前記センサ出力値Xから前記記憶値(xs−a)
を減じて該センサ出力値Xを補正するようにしたことを
特徴とするものである。
以下図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。第3
図は本発明が適用される自動車の電子制御燃料噴射式内
燃機関のシステム図である。
エアクリーナ1から吸入された空気はエアフロメータ2
、絞シ弁3、サージタンク4、吸気ボート5、および吸
気弁6を含む吸気通路12を介して機関本体7の燃焼室
8へ送られる。絞シ弁6は運転室の加速ペダル13に連
動する。燃焼室8はシリンダヘッド9°Jシリンダブロ
ツク101およ    ゛びピストン11によって区画
され、混合気の燃焼によって生成された排気ガスは排気
弁15、排気ボート16、排気多岐管17、および排気
管18を介して大気へ放出される。バイパス通路21は
絞り弁3の上流とサージタンク4とを接続し、バイパス
流量制御弁22はバイパス通路21の流通断面積を制御
してアイドリンク時の機関回転速度を一定に維持する。
窒素酸化物の発生を抑制するために排気ガスを吸気系へ
導く排気ガス再循環(FtGR)通路23は、排気多岐
管17とサージタンク4とを接続し、オンオフ弁形式の
排気ガス再循3J(1nGR)制御弁24は電気パルス
に応動してEGR通路23を開閉する。吸気温センサ2
8はエアフロメータ2内に設けられて吸気温を検出し、
スロットル位置センサ29は、絞り弁3の開度を検出す
る。水温センサ30はシリンダブロック10に取付けら
れて冷却水温度を検出し、0.センサ31は排気多岐管
17の集合部分に取付けられて集合部分に於ける酸素濃
度を検出し、クランク角センサ32は、機関本体7のク
ランク軸(図示せず)に結合する配電器33の軸34の
回転からクランク軸のクランク角を検出する。車速セン
サ35は変速機36の出力軸の回転速度を検出する。4
5はクランク軸回転数検出センサである。
これらのセンサ2.28.29.30.31,32゜3
5.45の出力、および蓄電池37の電圧は電子制御部
40へ送られる。また0、センサ31には制御部40よ
シミ源電圧が印加可能とされている。燃料噴射弁41は
各気筒に対応して各吸気ボート5の近傍にそれぞれ設け
られ、ポンプ42は燃料タンク43からの燃料通路44
を介して燃料噴射弁41へ送る。電子制御部40は各セ
ンサからの入力信号をパラメータとして燃料噴射量を計
算し、計算した燃料噴射量に対応したパルス幅の電気パ
ルスを燃料噴射弁41へ送る。該弁41は該パルス幅に
応じて開弁し燃料を噴射する。電子制御部40はまた、
バイパス流量制御弁22、EGR制御弁24、および点
火コイル46を制御する。点火コイル46の二次側は配
電路33へ接続されている。
第4図は、08屈ンサ31への電源電圧を印加すると共
に出力値を得るための回路図である。0!センサ3!の
端子71,72はそれぞれA/D変換器60(第5図)
に接続されており、その途中に切換えスイッチ7B、7
4が設けられ、電源75が抵抗76を介してスイッチ7
3.74切シ換え時のみに0!センサ31へ通電可能に
接続されている。図中実線は電圧印加時を示し、点線は
電圧QUIP時の接続である。即ち、実線の如くに切換
えスイッチ73.74を接続すればO,センサ31には
電源75から電圧が印加され、出力値は抵抗76の降下
値として取り出される。また点線の如くに切換えスイッ
チ73.74を接続すれば0゜センサ31への電源75
からの電圧印加はなく、0、センサ31の出力値は端子
71,72から直接A/D変換器60へ伝えられる。尚
第4図Aで囲まれる部分は、第3図の電子制御部40の
Aで示される部分に設けられている。
第5図社電子制御部40の詳細を示すブロック図でおる
。電子制御部40は、マイクロプロセッサから成り演算
ならびに制御を行なうCPU(中央処理装置)56、後
述する補正処理プログラムおよびその他のK()R制御
処理等を行なうためのプログラムが格納されるROM 
(リードオンリメモIJ)57、データを一時的に記憶
す−RAM(ランダムアクセスメモリ)58、機関停止
時にも補助電源よシ給電を受け、必須のデータの記憶を
保持する不揮発性記憶素子としての第2のRAM59、
A/D(7ナログ/デジタル)変換器60゜およびT、
10(入力/出力)器61はバス62を介して互いに接
続されている。エアフロメータ2、吸気温センサ28、
水温センサ30.空燃比センサ31、および蓄電池37
の出力はA / D変換器60へ送られる。また、スロ
ットル位置センサ29、クランク角センサ32およびク
ランク軸回転数センサ45の出力はI10器61へ送ら
れ、バイパス流量制御弁22、EGR制御弁24、燃料
噴射弁41、および点火コイル46はI / O器61
を介してCPU56から入力を受ける。
以上の構成を用いてO,センサ31の出力値の補正を行
なう例を次に説明する。尚この処理のためのプログラム
はROM 57に格納されている。
第6図はこの補正を行なうフローチャートである。
ステップ101に於いて理論空燃比のエンジン条件であ
るか否かを判断し、ymsと判別きれる場合にはステッ
プ102に進み0.センサ31への電源電圧印加を0I
PIFとした後ステップ103に進む。0.センサ31
への電圧印加がOFFとされたことで、O!センサ31
は第1図に示す限界電流方式の特性を示すようになって
おり、空燃比を精密に理論空燃比とすることが可能にな
る。ff17ちそ □テップ103に於いて、この限界
電流方式となった0、センサ31の出力値が理論空燃比
のものであるかどうかを判断しくこれは、例えば立ち上
り域に於ける電圧値でおるかどうかを判断することによ
り行なわれる。)、判別の結果が「小さい」場合にはス
テップ104に進み空燃比を少し濃くし、再びステップ
tOSに帰還する。判別の結果が1大きい」場合にはス
テップ105に進み、空燃比を少し薄くシ、再びステッ
プ103に帰還する。これらの帰還を経て、または経ず
して、0.センサ31の出力値が理論空燃比のものと力
る場合にはステップ106に進み、0.センサ31への
電源電圧印加をONとする。これにより再びO,センサ
31は電圧印加方式のものとなるので、ステップ107
に進み、出力電圧x8を読み込む。次いでステップ10
8に進み、電圧印加方式に於ける、o鵞センサ31の理
論空燃比の設計出力電圧aとの差(”5−a)をRAM
58のメモリに記憶しておく。空燃比制御を行なう場合
には電圧印加方式の0.センサ31の出力値゛Xからこ
の(Xs−a)□ 値を減じ、(”−(Xs−a))(
tiに基づいて制御を行なう。
尚上記実施例はいわゆるL−J方式のものであって、エ
アフロメータ2によって吸気量を検出し、これとエンジ
ン回転数に基づいて基本噴射パルスを決定し空燃比を制
御するようKしているが、本発明はいわゆるD−,7方
式、即ち、吸気通路12に負圧検出センサを設け、これ
に基づいて基本噴射パルスを決定し空燃比を制御する←
トに部製0ようにしても良い。
以上説明したように、本発明によれば、電圧印加力式に
よるO、センサ作動時の出力値を正確に補正することが
でき、エンジン運転空燃比の目標値からのずれを小さく
することができる。そのため、自動車の運転性が快適な
ものになると共に、エミッションも適正なものとするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は0.センサの特性を示すグラフ、第2図は01
センサの出力値の変化を示すグラフ、第3図は電子制御
燃料噴射内燃機関のシステム図、第4図は0.センサへ
電圧を印加するための回路図、第5図は電子制御部40
の詳細を示すブロック図、第6図は0!センサ出力値補
正のためのフローチャートである。 2・・・エアフロメータ、  4・・・サージタンク、
8・・・燃焼室、      11・・・ピストン、1
6・・・排気ボート、21・・・バイパス通路、22・
・・バイパス流量制御弁1 .1  23・・・BGR通路、   28・・・吸気
温センサ、30・・・水温センサ、   31・・・0
.センサ°、32・・・クランク角センサ、 40・・・電子制御部、56・・・CPU5 7′ R
OM、        5 8、59・・・RAM。 60・・・A / D変換器、  61・・・I10器
、62 ・―・ ノく ス フ3.74・・・切換えスイッチ。 代理人  鵜  沼  辰  之 (ほか2名) 第5図 第6図 251−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排気ガス中の酸素濃度に応じて起電力が変化する酸素セ
    ンサに外部から一定電圧を印加したときのセンナ電流に
    対応した出力値Xに基づいて空燃比を理論空燃比から希
    薄空燃比領域の範囲の目標値となるよう制御する方法に
    於いて、所定の走行条件時、酸素センサによって理論空
    燃比にフィードバック制御し、次に前記フィードバック
    を中断すると共に酸素センサに一定電圧を印加すること
    によって、酸素センサ電流に対応した出力値x8を求め
    、該出力値x8と理論空燃比に於ける該センサの設計出
    力値aとの差(Xs−IL)を求めて記憶し、前記セン
    サ出力値Xから前記記憶値(xEl−a)を減じて該セ
    ンサ出力値Xを補正するよう圧したことを特徴とする内
    燃機関の空燃比制御装置。
JP57080716A 1982-05-13 1982-05-13 内燃機関の空燃比制御装置 Granted JPS58198752A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62128138U (ja) * 1986-02-04 1987-08-13
JPS6336140A (ja) * 1986-07-30 1988-02-16 Mitsubishi Motors Corp 空燃比検出装置
JP2005326388A (ja) * 2004-04-16 2005-11-24 Denso Corp ガス濃度検出装置
US7776194B2 (en) 2004-04-16 2010-08-17 Denso Corporation Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error
JP2011027756A (ja) * 2004-04-16 2011-02-10 Denso Corp ガス濃度検出装置

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