JPS588246A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

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JPS588246A
JPS588246A JP10680481A JP10680481A JPS588246A JP S588246 A JPS588246 A JP S588246A JP 10680481 A JP10680481 A JP 10680481A JP 10680481 A JP10680481 A JP 10680481A JP S588246 A JPS588246 A JP S588246A
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JP
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air
fuel ratio
oxygen concentration
sensor
reference voltage
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JP10680481A
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JPS6354127B2 (ja
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Nobutoshi Maruyama
丸山 信敏
Masahiro Watanabe
雅弘 渡辺
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1479Using a comparator with variable reference

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  • 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】 本発明は酸素濃度センサ(以後o2センサと言う)を用
い自動車用エンジンの空燃比を制御する空燃比制御方式
に関し、02センサの活性化の判定が正確に行なえる空
燃比制御方式を提供するもので娶る。
第1図は自動車用エンジンの空燃比制御方式の一例の概
略を示している。第1図において、Aはエンジン、Bは
エンジンAのシリンダ内に吸入される空気量と燃料量と
の重量比(以後空燃比と言う)を制御する空燃比制御装
置、CはエンジンAの排気ガス中の酸素濃度を検出し、
酸素濃度に応じた起電力を発生する02センサであり、
リッチ状態(燃料の割合が大きい状態)ではo2センサ
Cの起電力は小さく、リーン状態(燃料の割合が小さい
状態)では02センサCの起電力は大きくなる。第2図
に空燃比と02センサ起電力との関係を示す。第1図に
おいて、Dはo2センサCの起電力をディジタル信号に
変換するアナログ・ディジタル変換器(以後A/Dコン
バータと言う)、E FiA/DコンバータDからの信
号を入力し空燃比を理論空燃比にするだめの信号を出力
するマイクロコンピュータ、Fはディジタル・アナログ
変換器(以後D/A変換器と言う)であり、このD/A
変換変換器比力によって空燃比制御装置Bが制御される
第2図に示す02センサ起電力と空燃比との関係は、0
2センサCが活性状態に達した後のものであり、02セ
ンサCが活性状態になる前、すなわちo22センサ温が
一定値以下の時には、第3図に示すように、02センサ
起電力は低く、また応答性も悪い。
従って正常な空燃比制御を行うためには、02センサが
一定温度に達したか否か、即ち活性化したか否かの判定
を行い、活性化したと判断した場合において、はじめて
理論空燃比となるように帰還制御を開始するように構成
し、又未活性のときは、活性時と異なった制御を行うよ
う装置を構成する必要がある。
ここでo2センサの内部抵抗は第4図に示す如く温度に
大きく依存し、02センサ温度が低い場合にはその内部
抵抗は大きい。
従来02センサが活性化したか否かの判定は、上記02
センサの内部抵抗の温度依存性を利用し、例えば第6図
に示す回路を用いて行なっていた。
第6図において、マイクロコンピュータ2でスイッチS
をONすることにより抵抗R1とo2センサ1の内部抵
抗R0及び02センサの起電力V。
で決まる電流を02セ/すに流し、この電流によって発
生する電圧と02センサ起電力v0の和の電圧V。2を
、一定電圧VB を抵抗R2,R3で分圧して得られる
基準電圧vsとコンパレータ3で比較し、vs>vo2
となりコンパレータ3の・出力がIt I、”−“H”
になったとき02センサは、活性化したと判定するもの
であった。また上記従来例でば空燃比のリーン、リッチ
を判定する回路を別途接続しなければならないものであ
った。
この従来の方式では、空燃比がリーンの場合とリッチの
場合で02センサ起電力が異なることも無視して活性、
未活性の判定を行なっているため、正確な判定が行なえ
ず、空燃比がリッチの場合に比ベリーンの場合の方が0
2センサ内部抵抗が高いときに、いいかえると02セン
サ温度が低いとき、活性化と判定してしまう欠点があっ
た。
本発明は上記従来の欠点を除去するものであり、以下に
本発明の一実施例について図面とともに説明する。
第6図は本発明の一実施例を示している。第6図におい
て、1はジルコニア焼結体に多孔質電極を設けてなるo
2センサ、2は、空燃比制御装置の中心をなすマイクロ
コンピュータ、5は1.一定電圧VBを抵抗R4,R6
によって分圧して基準電圧vsを出力抵抗R6を介して
出力する基準電圧発生回路であシ、上記o2センサ1は
この基準電圧発生回路5に並列に接続されている。4は
、02センサ出力端子電圧ViNをディジタル変換し、
マイクロコンピュータ2に入力するアナログ・ディジタ
ル変換器(以後A/Dコンバータと云う)である。
第7図は第6図の中の基準電圧発生回路5および02セ
ンサ1の等何回路を示す。但し02センサは内部抵抗R
8,起電力v0とする。又抵抗RRの抵抗値は抵抗R6
に比べて実質的に無4’   5 視できるほど小さく、又、A/Dコンバータ入力抵抗は
、R6,Roに比べて無視できるほど大きいとする。
第7図において、A/Dコンバータ4へノ入力となる。
ここでR6を、02センサが未活性から活性に到達した
ときのo2センサ内部抵抗値付近の値とすると、(1)
式において、 oRo〉〉R6の場合(即ち02センサ温度が低く未活
性の時) viN=−vs    ・・・・・・・・・・・・・・
喚)oRo申R6の場合(未活性状態から活性状態に到
達したとき) ORo<<R6の場合(02センサが完全に活性状態の
場合) vi N”O・・・・・・・・・・・・・・・(褐とな
る。
従って基準電圧vs を02センサ活性化後のり一ン、
リッチ判定レベル(約0.4V)付近に設定した場合の
上記(2)I (3)、 (4)式に示すA/Dコンバ
ータ4への入力電圧viNとo22センサ温の関係は第
8図の如くなる。
第8図において、02センサ温度が活性化温度(第8図
のT a ; 02センサが活性とみなせる最低温度)
に達した時点のViN即ちリッチ時においては(vs十
Δv2)、リーン時においては(v、3−Δ■1)を越
えた場合(viN>vs+ΔV2又ハViN<vs−Δ
■1・・・・・・・・・(5))02センサが活性化し
たと判定し、(V3−Δv2)<ViN<(VS+Δv
1)・・・・・・・・・(6)のときのOセンサは、未
活性と判定すればよいことが判る。そして外来雑音等に
よる誤判定を防止するためには、ViNのレベルが一定
期間以上継続して<6)9 (6)式を満足したときは
じめて上記判定を行う方がよい。又活性化後のり一ン、
リッチの判定レベルは、前記レベル(0,4V )とし
てもよいし、又適当なΔvイ、Δv6を選定し、viN
=vs+Δv6をリーンからリッチの判定レベルとし、
ViN” 0 vs−Δ■1′  をリッチからり一ンの判定レベルと
することもできる。又、Δv1=Δv1′\Δv2−Δ
写あるいは、Δv1−Δv1′−Δv2=Δ■dとして
もよい。
又第6図の構成例においては、viNをA/Dコンバー
タ4に入力し、vIN>vs+Δ■2.v、N<Vs−
Δv1等の判定はマイクロコンビ二−タ2で行っている
が、これに変えて(vs+Δv2)、(vs−Δ■1)
を各々比較基準レベルとする2つの比較器に入力し、前
記比較器出力をマイクロコンピュータに入力してもよい
ことは云うまでもない。又この場合0 センサ活性化後
のo2センサによる空燃比のリーン、リッチ判定レベル
は、リーンからリッチ時(■s+Δ■2)、リッチから
り一ン時(vs−Δv1)とすれば、前記、活性、未活
性判定用のコンパレータ出力がそのままリーン、リッチ
判定用に使えることになり、新たに比較器を付加する必
要がなく有利である。
以上の如く、本発明によるo2センサ活性化判定の方式
は、従来方式の如く活性化判定のための02センサに電
流を流し判定後はその電流を遮断11 する等の面倒な操作を行う必要はなく、活性化したと判
定した時の02センサの温度かり一ン時とリッチ時とで
異なる等の欠点を除去することができるものであり、自
動車エンジン用空燃比制御には有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は空燃比制御方式の概略図、第2図は空燃比と0
2センサ起電力との関係を示す図、第3図はo22セン
サ温と02センサ起電力および02センサ応答時間との
関係を示す図、第4図は02センサ温度と0□センサの
内部抵抗との関係を示す図、第6図は従来の空燃比制御
方式9要部の電気回路図、第6図は本発明の一実施例に
おける空燃比制御方式の要部の電気回路図、第7図は第
6図の一部の等価回路図、第8図は本発明方式における
特性を示す図である。 1・・・・・・酸素濃度センサ(02センサ)、2・・
・・・・・マイクロコンピュータ、6・・・・・・基準
電圧発生回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
121 槙2図 第3図 第4図 第5図 箆6図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出し酸素濃
    度に応じて起電力を発生する酸素濃度センサを用いて上
    記エンジンの空燃比を制御する空燃比制御方式において
    、基準電圧vsを発生する基準電圧発生回路に並列に上
    記酸素濃度センサを接続し、上記基準電圧発生回路と上
    記酸素濃度センサとの接続点の電圧値を検出し、この電
    圧値によって上記酸素濃度センサの活性化を判定するこ
    とを特徴とする空燃比制御方式。 (2、特許請求の範囲第1項記載の空燃比制御方式にお
    いて、基準電圧発生回路と酸素濃度センサとの接続点の
    電圧値が、上記基準電圧発生回路の基準電圧vsを誉め
    た規定の範囲(vs−Δ■1)〜(vs+Δv2)、(
    ただしΔv1.Δv2  は規定値)内にある場合、上
    記酸素濃度センサが不活性状態にあると判定することを
    特徴とする空燃比制御方式。 (3)特許請求の範囲第2項記載の空燃比制御方式にお
    いて、基準電圧発生回路と酸素濃度センサとの接続点の
    電圧値が、上記基準電圧発生回路の基準電圧vsを含め
    た規定の範囲(vs−Δv、)〜(VS+Δ■2)を越
    えた状態が一定時間継続した場合に上記酸素濃度センサ
    が活性化したと判定することを特徴とする空燃比制御方
    式。 (4)特許請求の範囲第2項記載の空燃比制御方式にお
    いて、酸素濃度センサが活性化した後、基準電圧発生回
    路と上記酸素濃度センサとの接続点の電圧値が、一定時
    間継続して上記基準電圧発生回路の基準電圧VSを含め
    た規定の範囲(VB−ΔV1)〜(VS+Δv2)杓に
    ある場合、不活性状態と判定することを特徴とする空燃
    比制御方式。 (6)特許請求の範囲第1項記載の空燃比制御方式にお
    いて、酸素濃度センサ活性時の酸素濃度センサによる空
    燃比のリーン、リッチ判定レベルを基準電圧発生回路の
    基準電圧vsとすることを特徴とする空燃比制御方式。 (6)特許請求の範囲第2」、♂3項、または第4ft
    =13 項記載の空燃比制御方式において、酸素濃度センサ活性
    時の酸素濃度センサによる空燃比のリーン。 リッチ判定レベルを、リーンからリッチ時においては(
    VS+Δv2)とし、リッチからり一ン時においては(
    Vs−Δv1)とすることを特徴とする空燃記載の空燃
    比制御方式において、酸素濃度センサ活性時の酸素濃度
    センサによる空燃比のリーン。 リッチ判定レベルを、リーンからリッチ時においては(
    vs+ΔVイ)(ただしΔvd緘Δv2)とし、リッチ
    からり一ン時においては(VS−Δv1′)(ただしΔ
    v1′\Δv1)とすることを特徴とする空燃比制御方
    式。
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JPS6354127B2 JPS6354127B2 (ja) 1988-10-26

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