JPS589265B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
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- JPS589265B2 JPS589265B2 JP51156581A JP15658176A JPS589265B2 JP S589265 B2 JPS589265 B2 JP S589265B2 JP 51156581 A JP51156581 A JP 51156581A JP 15658176 A JP15658176 A JP 15658176A JP S589265 B2 JPS589265 B2 JP S589265B2
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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関するものである
。
。
最近、自動車の有害排気ガスを減少させるための一方法
として、エンジンの排気ガス成分に関す?情報によって
空燃比を制御するフィードバック方式の空燃比制御装置
が提案されている。
として、エンジンの排気ガス成分に関す?情報によって
空燃比を制御するフィードバック方式の空燃比制御装置
が提案されている。
この方式は、例えば第1図に示すごとく、エンジン1の
排気ガス成分(例えば02,CO,CO,l1C,NO
x等)の濃度を排気管2に設けた排気センサ3で検出し
、該排気センサ3の出力と基準値■s(例えば設定空燃
比に対応した値)との偏差を偏差検出回路4(差動増幅
器、比較器等)で検出し、制御回路5によって上記偏差
に応じた制御信号(例えば偏差に比例する比例分信号、
又偏差を積分した積分分信号、もしくはこれら両信号を
加算した信号等)を作り、その制御信号に基づいて燃料
調量装置6(気化器、燃料噴射装置等)の燃料供給量や
空気供給量を付加的に制御(燃料調量装置は運転者がス
ロットル弁を操作する事等の他の要素によっても当然制
御される)することにより、エンジン1に供給する混合
気の空燃比を設定空燃比に維持するように構成されてい
る。
排気ガス成分(例えば02,CO,CO,l1C,NO
x等)の濃度を排気管2に設けた排気センサ3で検出し
、該排気センサ3の出力と基準値■s(例えば設定空燃
比に対応した値)との偏差を偏差検出回路4(差動増幅
器、比較器等)で検出し、制御回路5によって上記偏差
に応じた制御信号(例えば偏差に比例する比例分信号、
又偏差を積分した積分分信号、もしくはこれら両信号を
加算した信号等)を作り、その制御信号に基づいて燃料
調量装置6(気化器、燃料噴射装置等)の燃料供給量や
空気供給量を付加的に制御(燃料調量装置は運転者がス
ロットル弁を操作する事等の他の要素によっても当然制
御される)することにより、エンジン1に供給する混合
気の空燃比を設定空燃比に維持するように構成されてい
る。
そしてこの設定空燃比を、例えば排気浄化装置7(触媒
装置、リアクタ装置等)の最適動作点に設定すれば、各
種の運転状態において排気ガス中の有害成分を効率よく
減少させることが出来る。
装置、リアクタ装置等)の最適動作点に設定すれば、各
種の運転状態において排気ガス中の有害成分を効率よく
減少させることが出来る。
例えば、排気浄化装置としてCO及びHCの酸化とNO
xの還元とを同時に行なう三元触媒装置を用いる場合に
は、設定空燃比を理論空燃比近傍の値に設定する。
xの還元とを同時に行なう三元触媒装置を用いる場合に
は、設定空燃比を理論空燃比近傍の値に設定する。
上記のごとき空燃比制御装置に用いる排気センサ3は、
一般に温度の影響を受けやすい。
一般に温度の影響を受けやすい。
例えば、排気センサとして通常用いられるジルコニア酸
素計の出力特性は、第2図に示すごときものであるが、
低温時には内部インピーダンスが極めて大きくなるので
外部に取り出せる電圧は非常に低くなり、そのため低温
時には正常なフィードバック制御をすることが困難にな
る。
素計の出力特性は、第2図に示すごときものであるが、
低温時には内部インピーダンスが極めて大きくなるので
外部に取り出せる電圧は非常に低くなり、そのため低温
時には正常なフィードバック制御をすることが困難にな
る。
上記の問題を解決するため、偏差検出回路4又は排気セ
ンサ3の出力状態から正常なフィードバック制御が可能
か否かを判別する制御停止・開始判別回路8を設け、正
常な制御が不能なときには制御停止・開始判別回路8か
ら制御停止信号を制御回路5へ送ってフィードバック制
御を停止させるように構成している。
ンサ3の出力状態から正常なフィードバック制御が可能
か否かを判別する制御停止・開始判別回路8を設け、正
常な制御が不能なときには制御停止・開始判別回路8か
ら制御停止信号を制御回路5へ送ってフィードバック制
御を停止させるように構成している。
本発明は上記の制御停止・開始判別回路の新規な構成に
関するものであり、排気センサ出力の変動幅極大値と極
小値の差が所定値以下になるとフイードバツク制御を停
止させ、所定の条件でフィードバック制御を開始させる
ように構成することにより、フィードバック制御が可能
か否かの判断を正確に行なうことの出来る空燃比制御装
置を提供することを目的とする。
関するものであり、排気センサ出力の変動幅極大値と極
小値の差が所定値以下になるとフイードバツク制御を停
止させ、所定の条件でフィードバック制御を開始させる
ように構成することにより、フィードバック制御が可能
か否かの判断を正確に行なうことの出来る空燃比制御装
置を提供することを目的とする。
以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
まず本発明の原理について説明する。
排気センサ出力の極大値eMAX及び極小値eMIN
(第2図のVMAX、VMINはそれぞれ高温時の極大
値、極小値を示す)は、温度の変化に応じて第3図A又
はBのように変化する。
(第2図のVMAX、VMINはそれぞれ高温時の極大
値、極小値を示す)は、温度の変化に応じて第3図A又
はBのように変化する。
なお第3図AとBの相違は排気センサの種類による特性
の相違である。
の相違である。
第3図から判るように、温度の低下につれて極大値eM
AXと極小値eMINとの差が小さくなるが、この差が
あまり小さくなり又極犬値eMAXの値が小さくなると
、その値が極大値なのか極小値なのか、すなわちその時
の空燃比が設定空燃比より希薄なのか過濃なのかを判別
することが困難となり、正常なフィードバック制御が期
待出来なくなる。
AXと極小値eMINとの差が小さくなるが、この差が
あまり小さくなり又極犬値eMAXの値が小さくなると
、その値が極大値なのか極小値なのか、すなわちその時
の空燃比が設定空燃比より希薄なのか過濃なのかを判別
することが困難となり、正常なフィードバック制御が期
待出来なくなる。
換言すれば、極大値と極小値とを明確に区別できれば正
常なフィードバック制御を行なうことが出来るわけであ
る。
常なフィードバック制御を行なうことが出来るわけであ
る。
本発明は上記の原理を応用したものであり、極大値と極
小値との差、すなわち排気センサ出力の変動幅が所定値
以下になると正常なフィードバック制御が不可能になっ
たものと判断してフィードバック制御を停止させるよう
に構成している。
小値との差、すなわち排気センサ出力の変動幅が所定値
以下になると正常なフィードバック制御が不可能になっ
たものと判断してフィードバック制御を停止させるよう
に構成している。
次に、第4図は本発明の一実施例図であり、第1図の制
御停止・開始判別回路8の部分を示す。
御停止・開始判別回路8の部分を示す。
第4図において、入力端子9には排気センサの出力信号
eF(又は排気センサ出力を必要に応じて適宜増幅した
信号)が与えられる。
eF(又は排気センサ出力を必要に応じて適宜増幅した
信号)が与えられる。
この信号eFはダイオードD1及びD2を介して極小値
保持用のコンデンサC1及び極大値保持用のコンデンサ
C2を充放電させる。
保持用のコンデンサC1及び極大値保持用のコンデンサ
C2を充放電させる。
なお■は回路電源のプラス側端子(例えば電源電圧Vc
c)、eは同じくマイナス側端子(例えば接地)である
。
c)、eは同じくマイナス側端子(例えば接地)である
。
これによってコンデンサC1にはeFの極小値eMIN
が、コンデンサC2には極大値eMAXがそれぞれ保持
される。
が、コンデンサC2には極大値eMAXがそれぞれ保持
される。
なおコンデンサC1及びC2に保持された極小値eMI
N及び極大値eMAXに対応した電荷は抵抗R。
N及び極大値eMAXに対応した電荷は抵抗R。
を通して放電され入力信号の変動に応じて常に新しい極
小値、極大値が保持される。
小値、極大値が保持される。
次に上記の極大値eMAXと極小値eMINとは差動増
幅器11に与えられ、差動増幅器11は極大値eMAX
と極小値eMINとの差に対応した信号eGを出力する
。
幅器11に与えられ、差動増幅器11は極大値eMAX
と極小値eMINとの差に対応した信号eGを出力する
。
そして比較器12は上記の信号eGと所定の比較基準値
■Aとの大小を判別し、■A>eGのとき低レベルにな
ると信号■Mを出力する。
■Aとの大小を判別し、■A>eGのとき低レベルにな
ると信号■Mを出力する。
すなわち信号■Mは排気センサ出力eFの極大値と極小
値との差eGが所定値以下になると低レベルになる。
値との差eGが所定値以下になると低レベルになる。
したがってこの信号■Mを制御停止信号として用い、出
力端子10から図示しない制御回路5へ送って信号■M
が低レベルになったらフィードバック制御を停止(クロ
ーズドループからオープンループに切換える)させるよ
うに構成する。
力端子10から図示しない制御回路5へ送って信号■M
が低レベルになったらフィードバック制御を停止(クロ
ーズドループからオープンループに切換える)させるよ
うに構成する。
なおフィードバック制御を停止させる方法としては、例
えば、制御回路5内の積分回路の積分用コンデンサと並
列にスイッチング回路を設け、信号■Mが低レベルにな
ると上記スイッチング回路をオンにして積分用コンデン
サを短絡し、積分回路の出力が一定値になるようにする
か又は制御回路をフィードバック制御系から切離し、該
制御回路の代りに別の回路から所定の制御信号を燃料調
量装置(第1図)等に与えばよい。
えば、制御回路5内の積分回路の積分用コンデンサと並
列にスイッチング回路を設け、信号■Mが低レベルにな
ると上記スイッチング回路をオンにして積分用コンデン
サを短絡し、積分回路の出力が一定値になるようにする
か又は制御回路をフィードバック制御系から切離し、該
制御回路の代りに別の回路から所定の制御信号を燃料調
量装置(第1図)等に与えばよい。
なお第4図の回路においては、ダイオードD1,D2の
電圧降下のため、コンデンサC1,C2の電位は厳密に
は極小値、極大値と一致しない。
電圧降下のため、コンデンサC1,C2の電位は厳密に
は極小値、極大値と一致しない。
しかし、ダイオードD1,D2の影響は互いに逆方向に
作用するので、同一特性を有するダイオードを用いれば
電圧降下による影響を相殺することが出来る。
作用するので、同一特性を有するダイオードを用いれば
電圧降下による影響を相殺することが出来る。
上記の影響を相殺し、極小値および極大値の信号の出力
インピーダンスを下げるには第5図のような回路を用い
ればよい。
インピーダンスを下げるには第5図のような回路を用い
ればよい。
以下この回路の動作を説明する。
なお第5図において第4図と同符号は同一物を示す。
前述のようにコンデンサC1の電位は極小値であるが、
厳密にはダイオードD1の順方向電圧降下VDだけ高い
値になっている。
厳密にはダイオードD1の順方向電圧降下VDだけ高い
値になっている。
しかしnpn トランジスタQ1のエミツタフオロワ回
路を通して得られる極小値はQ1のベース・エミック間
の電圧降下VBEだけ低くなる。
路を通して得られる極小値はQ1のベース・エミック間
の電圧降下VBEだけ低くなる。
■oとVBEは一般に近い値であるのでeMINは実際
の極小値にかなり近いものとなる。
の極小値にかなり近いものとなる。
同様にしてダイオードD2による電圧降下がpnp ト
ランジスタQ2によって補償されて極大値eMAXが得
られる。
ランジスタQ2によって補償されて極大値eMAXが得
られる。
なお第4?の放電抵抗R。
の代りに放電抵抗R1,R2を図のように接続してもよ
い。
い。
次に第6図は、ダイオードD1,D2の影響をさらに正
確に補償できる回路である。
確に補償できる回路である。
以下、第6図の回路の動作を説明する。
なお第6図において第5図と同一符号は同一物を示す。
前述のようにコンデンサC1の電位は極小値より■9だ
け高くなっている。
け高くなっている。
演算増幅器13のマイナス入力端子にはダイオードD3
を通してフィードバックがかかり、マイナス入力端子は
コンデンサCの電位に等しい。
を通してフィードバックがかかり、マイナス入力端子は
コンデンサCの電位に等しい。
一方、演算増幅器13の出力はマイナス入力端子よりダ
イオードD3の順方向電圧降下■。
イオードD3の順方向電圧降下■。
′だけ低くなっている。D1とD3に特性の等しいダイ
オードを用いて、R5をR1に等しくしておけばダイオ
ードD1に流れる電流とダイオードD3に流れる電流は
等しいので■D′はVDに等しくなり、eMINは極小
値に正確に等しくなる。
オードを用いて、R5をR1に等しくしておけばダイオ
ードD1に流れる電流とダイオードD3に流れる電流は
等しいので■D′はVDに等しくなり、eMINは極小
値に正確に等しくなる。
同様にしてeMAXは極大値に正確に等しくなる。
このように第6図の回路は極小値と極大値を非常に正確
に検出できるので、極大値、極小値の差によって排気セ
ンサによるフィードバック制御を停止したり、開始した
りする場合に大変有利である。
に検出できるので、極大値、極小値の差によって排気セ
ンサによるフィードバック制御を停止したり、開始した
りする場合に大変有利である。
なおこの回路の出力インピーダンスも非常に小さい。
次に、第7図は本発明の他の実施例図であり、別な方法
によって排気センサ出力の変動幅を検出する回路を示す
。
によって排気センサ出力の変動幅を検出する回路を示す
。
第7図において、コンデンサC3と抵抗R7はハイパス
・フィルタを構成し、排気センサ出力信号eFの交流分
すなわち変動幅に応じた信号eHを出力する。
・フィルタを構成し、排気センサ出力信号eFの交流分
すなわち変動幅に応じた信号eHを出力する。
そしてこの信号eHはダイオードD5で整流され、コン
デンサC4と抵抗R8との平滑回路で平滑されて直流の
信号eJとなる。
デンサC4と抵抗R8との平滑回路で平滑されて直流の
信号eJとなる。
この信号eJは排気センサ信号epの変動幅に対応した
値をもつから、以下第4図の回路と同様の操作によつて
制御停止信号VMを得ることが出来る。
値をもつから、以下第4図の回路と同様の操作によつて
制御停止信号VMを得ることが出来る。
なお、第7図の回路においては、回路が簡単になり商品
化が有利になるがノイズや直流分のリツプルのため回路
が誤動作するおそれがある。
化が有利になるがノイズや直流分のリツプルのため回路
が誤動作するおそれがある。
上記の誤動作を防ぐには、制御停止信号vMが一定時間
以上低レベルを継続した場合にフィードバック制御を停
止させるように構成すればよい。
以上低レベルを継続した場合にフィードバック制御を停
止させるように構成すればよい。
すなわち第8図に示すごとく、比較器12から出力され
る信号VMをコンデンサC5と抵抗R9で構成される平
均化回路に与えると、コンデンサC5の端子電圧eKは
信号■Mが低レベルを継続すると次第に低下する。
る信号VMをコンデンサC5と抵抗R9で構成される平
均化回路に与えると、コンデンサC5の端子電圧eKは
信号■Mが低レベルを継続すると次第に低下する。
この信号eKと所定の比較電圧VBとを比較器15で比
較し、VB>eKのとき低レベルとなる信号■M′を制
御停止信号として用いれば、■Mが所定時間継続したと
き始めてフィードバック制御を停止することになり、ノ
イズやリツプル等による誤動作を防止することが出来る
。
較し、VB>eKのとき低レベルとなる信号■M′を制
御停止信号として用いれば、■Mが所定時間継続したと
き始めてフィードバック制御を停止することになり、ノ
イズやリツプル等による誤動作を防止することが出来る
。
上記第8図の回路は信号■Mの平均値によって制御停止
を判断するので、ノイズ等による誤動作防止には有効で
ある。
を判断するので、ノイズ等による誤動作防止には有効で
ある。
しかし、排気センサ出力信号epの変動幅が大きくなっ
たり小さくなったり?て変動している場合に信号■Mが
一定時間以上継続したか否かを判断するのにはあまり適
さない。
たり小さくなったり?て変動している場合に信号■Mが
一定時間以上継続したか否かを判断するのにはあまり適
さない。
上記のような場合に好適の回路を第9図に示す。
第9図において、抵抗RIOの値は抵抗R1より十分小
さな値とする。
さな値とする。
比較器12の容量が大きく出力電流を十分大きくするこ
とが出来る場合にはR,。
とが出来る場合にはR,。
=0でもよい。そのため比較器12の出力■Mが短時間
でも高レベル(排気センサ出力の変動幅が基準より大き
い)になるとコンデンサC6は直ちに充電され、その端
子電圧eLは高レベルになる。
でも高レベル(排気センサ出力の変動幅が基準より大き
い)になるとコンデンサC6は直ちに充電され、その端
子電圧eLは高レベルになる。
排気センサ出力epの変動幅が小さくなって信号vMが
低レベルになると、ダイオードD。
低レベルになると、ダイオードD。
が逆バイアスのため、コンデンサC6の電荷は大きな抵
抗R11を通ってゆっくり放電し、eLは次第に低下す
る。
抗R11を通ってゆっくり放電し、eLは次第に低下す
る。
そして比較器15はVB>eLになると低レベルの制御
停止信号■M′を出力する。
停止信号■M′を出力する。
そしてコンデンサC6の放電中に一瞬でも信号■Mが高
レベルになるとeLは直ちに高レベルに復帰するから、
信号vMが完全に所定時間のあいだ低レベルを継続した
ときにのみ制御停止信号■M′が出力されることになる
。
レベルになるとeLは直ちに高レベルに復帰するから、
信号vMが完全に所定時間のあいだ低レベルを継続した
ときにのみ制御停止信号■M′が出力されることになる
。
なお第8図及び第9図において第7図と同符号は同一物
を示す。
を示す。
また第8図又は第9図の■Mから■M′を作る回路は、
第4図〜第6図の回路にも付加して同様の効果を挙げる
ことが出来る。
第4図〜第6図の回路にも付加して同様の効果を挙げる
ことが出来る。
以上第4図から第9図まで、排気センサ出力の変動幅が
所定値以下になるとフィードバック制御を停止させる実
施例について説明したが、次にフィードバック制御を開
始させる方について説明する。
所定値以下になるとフィードバック制御を停止させる実
施例について説明したが、次にフィードバック制御を開
始させる方について説明する。
第4図から第9図までの回路においては、制御停止信号
■M又はVM′が低レベルになると、すなわち排気セン
サ出力の変動幅が所定値以下になるとフィードバック制
御を停止している。
■M又はVM′が低レベルになると、すなわち排気セン
サ出力の変動幅が所定値以下になるとフィードバック制
御を停止している。
したがって上記第4図〜第9図の回路をそのまま用い、
排気センサ出力の変動幅が所定値以上になって制御停止
信号■M又は■M′が高レベルになったらフィードバッ
ク制御を開始させる方式がまず考えられる。
排気センサ出力の変動幅が所定値以上になって制御停止
信号■M又は■M′が高レベルになったらフィードバッ
ク制御を開始させる方式がまず考えられる。
しかし実際のエンジンにおいては、フイードバツク制御
を停止(すなわちクローズドルーブ制御からオープンル
ープ制御に切換える)したとき、空燃比が急激に変化す
ることがあり、その時には排気センサの出力eFも大幅
に変動する。
を停止(すなわちクローズドルーブ制御からオープンル
ープ制御に切換える)したとき、空燃比が急激に変化す
ることがあり、その時には排気センサの出力eFも大幅
に変動する。
そのためepの変動幅が一時的に所定値以上になり、上
記のごとく単に変動幅が所定値以上か以下かで制御の停
止と開始の両方を判断する方式では、停止と開始を交互
に繰返すという現象が発生し、制御が不安定になってし
まうことがある。
記のごとく単に変動幅が所定値以上か以下かで制御の停
止と開始の両方を判断する方式では、停止と開始を交互
に繰返すという現象が発生し、制御が不安定になってし
まうことがある。
このような場合には変動幅が所定値以上か以下かを判別
する比較器(第4図〜第9図の比較器12)の比較基準
電圧VAにヒステリシス特性を持たせればよい。
する比較器(第4図〜第9図の比較器12)の比較基準
電圧VAにヒステリシス特性を持たせればよい。
第10図はこのヒステリシス特性を持たせた回路の一実
施例図であり、第4図及び第9図と同符号は同一物を示
す。
施例図であり、第4図及び第9図と同符号は同一物を示
す。
第10図において、抵抗R12〜R15は全て同一?抗
値の抵抗であり、また比較器16のプラス入力端子電圧
をV+,マイナス入力端子電圧をV−とすると、V+=
( eMAx)、■− = 2 (eM I N十
■A′)となり、比較器16は両者の大小、すなわちe
MAX eMINと■A′との大小を比較する。
値の抵抗であり、また比較器16のプラス入力端子電圧
をV+,マイナス入力端子電圧をV−とすると、V+=
( eMAx)、■− = 2 (eM I N十
■A′)となり、比較器16は両者の大小、すなわちe
MAX eMINと■A′との大小を比較する。
抵抗R16〜R18を抵抗R1〜R15に比して十分小
さい値の抵抗とすれば、■い′はeMINによる影響を
ほとんど受けず抵抗R16〜R18によって定まる。
さい値の抵抗とすれば、■い′はeMINによる影響を
ほとんど受けず抵抗R16〜R18によって定まる。
比較器15の出力vM′が高レベルでインバータ18の
出力が低レベル(例えば゛0■)のときには、ダイオー
ドD7を介して電流が流れ込まないため、 となる。
出力が低レベル(例えば゛0■)のときには、ダイオー
ドD7を介して電流が流れ込まないため、 となる。
ただし、VOOは電源電圧である。
次に、変動幅eMAX eMINが(1)式のVA/
より小さくなると、信号■Mが低レベルになり、その状
態が一定時間継続すると、前記第9図の場合と同様にV
B> e I,となり、■M′が低レベルになってフ
ィードバック制御が停止する。
より小さくなると、信号■Mが低レベルになり、その状
態が一定時間継続すると、前記第9図の場合と同様にV
B> e I,となり、■M′が低レベルになってフ
ィードバック制御が停止する。
VM’が低レベルになるとインバータ18の出力は高レ
ベル(例えばVcc)になるが、このときダイオードD
7の電圧降下を無視すれば、となる。
ベル(例えばVcc)になるが、このときダイオードD
7の電圧降下を無視すれば、となる。
(1)式と(2)式を比較すると、
?で(2)式の■A′の方が高くなる。
すなわちフィードバック停止後は比較基準値■A′が高
くなってヒステリシスが付くことになり、変動幅が停止
条件より高い開始条件以上にならなければフィードバッ
ク制御が開始されないことになるので、フィードバック
制御を停止した時に空燃比が急激に変化するような性質
を有する制御系の場合、停止・開始の制御が不安定にな
るおそれがなくなる。
くなってヒステリシスが付くことになり、変動幅が停止
条件より高い開始条件以上にならなければフィードバッ
ク制御が開始されないことになるので、フィードバック
制御を停止した時に空燃比が急激に変化するような性質
を有する制御系の場合、停止・開始の制御が不安定にな
るおそれがなくなる。
なお第10図の回路においてはコンデンサC1及びC2
の電荷は抵抗R1〜R15を介して放電するので第4図
の回路の抵抗R。
の電荷は抵抗R1〜R15を介して放電するので第4図
の回路の抵抗R。
は省略してもよい。また上記のようにフィードバック制
御停止直後に排気センサ出力が変動するのは、排気セン
サの温度があまり低くなくまだ出力を出せるのに、何ら
かの原因で混合気の空燃比の変動幅が小さくなってしま
ったために、排気センサ出力の変動幅が小さくなり、そ
のためフィードバック制御が停止し、このとき空燃比が
変化するために生ずる。
御停止直後に排気センサ出力が変動するのは、排気セン
サの温度があまり低くなくまだ出力を出せるのに、何ら
かの原因で混合気の空燃比の変動幅が小さくなってしま
ったために、排気センサ出力の変動幅が小さくなり、そ
のためフィードバック制御が停止し、このとき空燃比が
変化するために生ずる。
したがって排気センサが本当に低温になったか否かを検
出するには、空燃比の変動幅を多少大きくしてみればよ
い。
出するには、空燃比の変動幅を多少大きくしてみればよ
い。
通常、排気センサが低温になるのはアイドリング運転が
長時間継続時である。
長時間継続時である。
したがってアイドリング時に空燃比の変動幅を多少大き
くし、この状態で排気センサ出力の変動幅を検出すれば
良い。
くし、この状態で排気センサ出力の変動幅を検出すれば
良い。
空燃比の制御は通常、比例制御と積分制御とを行なうの
で、変動幅を大きくするには、比例分又は積分分を大き
くすれば良い。
で、変動幅を大きくするには、比例分又は積分分を大き
くすれば良い。
しかし積分分を大きくすると一般に制御が不安定になり
やすいので比例分を大きくする方が望ましい。
やすいので比例分を大きくする方が望ましい。
第11図はアイドリング時に比例分を大きくする装置の
一実施例図であり、第1図の制御回路5の一部を示す。
一実施例図であり、第1図の制御回路5の一部を示す。
第11図において、V■は積分分信号、VPは比例分信
号であり、この■1とVPとを抵抗R19とR20とで
抵抗加算したものが制御信号■wとなるものとする。
号であり、この■1とVPとを抵抗R19とR20とで
抵抗加算したものが制御信号■wとなるものとする。
またSW1はアイドリング検出スイッチであり、アイド
リング時にオンになるスイッチ(例えばスロットル開度
に連動し、スロットル全閉時にオンになるスイッチ又は
エンジン回転センサをさらに設けエンジン回転が所定値
以下で、スロットルが全閑の時オンになるスイッチ等)
である。
リング時にオンになるスイッチ(例えばスロットル開度
に連動し、スロットル全閉時にオンになるスイッチ又は
エンジン回転センサをさらに設けエンジン回転が所定値
以下で、スロットルが全閑の時オンになるスイッチ等)
である。
またスイッチング回路SW2は電圧■ccが印加される
と、すなわちアイドリング検出スイッチSW1がオンに
なるとオンになる回路である。
と、すなわちアイドリング検出スイッチSW1がオンに
なるとオンになる回路である。
第11図の回路において、まずアイドリング時以外のと
きは、スイッチング回路SW2がオフになっているので
、 となり、■w中の比例分出力の割合は となる。
きは、スイッチング回路SW2がオフになっているので
、 となり、■w中の比例分出力の割合は となる。
次にアイドリング時にはスイッチング回路SW2がオン
になるので、 となり、■w中の比例分の割合は となる。
になるので、 となり、■w中の比例分の割合は となる。
(3)式と(4)式を比較すると、
な
ので(4)式の方が大きくなり、比例分が大きくなるこ
とが判る。
とが判る。
なお比例分を増す方法としては、演算増幅器を用いた加
算回路の利得を抵抗値を切換えることによって変化させ
る方法を用いてもよい。
算回路の利得を抵抗値を切換えることによって変化させ
る方法を用いてもよい。
またアイドリング状態を検出する方法としては、前記エ
ンジン回転速度、スロットル開度の他に、変速機の変速
位置、アクセルペダル位置等によって開閉するスイッチ
又はこれらを適宜に組合せて開閉するスイッチ等を用い
ることも出来る。
ンジン回転速度、スロットル開度の他に、変速機の変速
位置、アクセルペダル位置等によって開閉するスイッチ
又はこれらを適宜に組合せて開閉するスイッチ等を用い
ることも出来る。
次に、第12図は本発明の他の実施例図である。
前記第4図〜第10図の回路は、フィードバック制御の
停止・開始の両方を排気センサ出力の変動幅によって判
別するものであったが、第12図の回路は、停止の判断
は変動幅によって判別し、開始の判断は他の連両の特定
の運転変数によって判別するものである。
停止・開始の両方を排気センサ出力の変動幅によって判
別するものであったが、第12図の回路は、停止の判断
は変動幅によって判別し、開始の判断は他の連両の特定
の運転変数によって判別するものである。
例えば、冷間始動時においては、エンジン排気温度は比
較的上昇しやすく、かつ排気センサの熱容量も少さいの
で、排気センサの温度は上昇しやすい。
較的上昇しやすく、かつ排気センサの熱容量も少さいの
で、排気センサの温度は上昇しやすい。
しかしエンジンは熱容量が大きいので温度の上昇が遅い
。
。
そして暖機運転中はエンジン回転を安定させるため、混
合気を通常より濃くしてやることが望ましい。
合気を通常より濃くしてやることが望ましい。
そのため暖機運転中は、排気センサが使用可能になって
もエンジン温度が十分上昇するまでフィードバック制御
を停止した方が好ましい場合がある。
もエンジン温度が十分上昇するまでフィードバック制御
を停止した方が好ましい場合がある。
第12図の回路は、上記のように開始の判断を排気セン
サ出力の変動幅以外の条件によって行なう回路である。
サ出力の変動幅以外の条件によって行なう回路である。
第12図において、入力端子17には、第4図〜第10
図の信号■M又はVM′が与えられる。
図の信号■M又はVM′が与えられる。
したがって排気センサ出力の変動幅が所定値以下になっ
てVM又は■M′が低レベルになると、コンデンサC8
と抵抗R26との微分回路から微分パルスPMが出力さ
れ、フリツプフロツプ20(セット端子又はリセット端
子に入力する信号が低レベルの時セット又はリセットさ
れる)がリセットされるので、フリツプフロツプ20の
Q出力すなわち■M“は低レベルになる。
てVM又は■M′が低レベルになると、コンデンサC8
と抵抗R26との微分回路から微分パルスPMが出力さ
れ、フリツプフロツプ20(セット端子又はリセット端
子に入力する信号が低レベルの時セット又はリセットさ
れる)がリセットされるので、フリツプフロツプ20の
Q出力すなわち■M“は低レベルになる。
一方、エンジンの冷却水温を測定するサーミスタ18は
、エンジン温度が上昇すると抵抗値が小さくなり、その
ため比較器19のプラス入力端子の電圧は低下する。
、エンジン温度が上昇すると抵抗値が小さくなり、その
ため比較器19のプラス入力端子の電圧は低下する。
そしてその値がマイナス入力端子の電圧以下になると、
比較器19の出力は低レベルに反転し、コンデンサC7
と抵抗R25との微分回路から微分パルスPNが出力さ
れ、フリツプフロツプ20がセットされるので、フリツ
プフロツプ20の出力■M“は高レベルになる。
比較器19の出力は低レベルに反転し、コンデンサC7
と抵抗R25との微分回路から微分パルスPNが出力さ
れ、フリツプフロツプ20がセットされるので、フリツ
プフロツプ20の出力■M“は高レベルになる。
すなわち信号■M“は排気センサ出力の変動幅が所定値
以下になると低レベルになり、エンジン温度が所定値以
上になると高レベルになる。
以下になると低レベルになり、エンジン温度が所定値以
上になると高レベルになる。
したがってこの信号■M“を制御停止・開始判別信号と
して用いれば良い。
して用いれば良い。
なおエンジン温度を測定するには、上記のサーミスタの
他に、バイメタルや感温磁性体(サーマル・フエライト
)等を用いた温度スイッチを用いてもよい。
他に、バイメタルや感温磁性体(サーマル・フエライト
)等を用いた温度スイッチを用いてもよい。
また、エンジン温度以外にも、車速が所定値以上になっ
た場合、排気温度が所定値以上になった場合、始動後一
定時間を経過した場合等に開始信号を出力させるように
してもよい。
た場合、排気温度が所定値以上になった場合、始動後一
定時間を経過した場合等に開始信号を出力させるように
してもよい。
またアイドリング検出スイッチの信号とエンジン回転速
度信号とのように二種以上の信号の論理判断によって開
始信号を出力させるように構成してもよい。
度信号とのように二種以上の信号の論理判断によって開
始信号を出力させるように構成してもよい。
次に、第13図及び第14図は、本発明の他の実施例図
であり、排気センサ出力の変動幅と、車両の特定の運転
変数との論理判断によって制御停止信号を出力する場合
を示す。
であり、排気センサ出力の変動幅と、車両の特定の運転
変数との論理判断によって制御停止信号を出力する場合
を示す。
第13図及び第14図において第9図と同符号は同一物
を示す。
を示す。
まず第13図において、加速検出スイッチSW3は例え
ばアクセルペダルに連動するスイッチであり、加速時に
オンになる。
ばアクセルペダルに連動するスイッチであり、加速時に
オンになる。
この加速検出スイッチSW3がオンになると、コンデン
サC6の電荷は直ちに放電され、eLが低レベルになる
ので比較器15の出力■M′は低レベルになり、フィー
ドバック制御は停止する。
サC6の電荷は直ちに放電され、eLが低レベルになる
ので比較器15の出力■M′は低レベルになり、フィー
ドバック制御は停止する。
すなわち第13図の回路は、排気センナ出力の変動幅が
所定値以下になる条件と加速時という条件との論理和(
オア)が停止条件となる。
所定値以下になる条件と加速時という条件との論理和(
オア)が停止条件となる。
次に第14図において、アイドリング検出スイッチSW
4は、アイドリング時にオフ、通常運転時にオンになる
。
4は、アイドリング時にオフ、通常運転時にオンになる
。
したがって通常運転時においては、アイドリング検出ス
イッチSW4がオンになるためコンデンサC6は常時充
電され、eLは常に高レヘルニ保たれ、信号■M′は常
に高レベルになっている。
イッチSW4がオンになるためコンデンサC6は常時充
電され、eLは常に高レヘルニ保たれ、信号■M′は常
に高レベルになっている。
そのため通常運転時には排気センサ出力の変動幅が所定
値以下になってもフィードバック制御は停止されない。
値以下になってもフィードバック制御は停止されない。
すなわち第14図の回路は、排気センサ出力の変動幅が
所定値以下になる条件とアイドリング時という条件との
論理積(アンド)が停止条件となる。
所定値以下になる条件とアイドリング時という条件との
論理積(アンド)が停止条件となる。
上記のように排気センサ出力の変動幅と他の条件との論
理判断によってフィードバック制御停止の判別を行なう
ことにより、エンジンの動作状態により一層適応した精
密な制御を行なうことが出来る。
理判断によってフィードバック制御停止の判別を行なう
ことにより、エンジンの動作状態により一層適応した精
密な制御を行なうことが出来る。
以上説明したごとく本発明によれば、排気センサ出力の
変動幅及びそれと他の条件との組合せによってフィード
バック制御の停止・開始を制御することにより、従来よ
り一層精密な空燃比制御を行なうことが可能となり、排
気浄化性能、運転性等を向上させることが出来る。
変動幅及びそれと他の条件との組合せによってフィード
バック制御の停止・開始を制御することにより、従来よ
り一層精密な空燃比制御を行なうことが可能となり、排
気浄化性能、運転性等を向上させることが出来る。
第1図は本発明を適用する空燃比制御装置の一例図、第
2図は排気センサの出力特性例図、第3図は排気センサ
の温度特性図、第4図〜第14図はそれぞれ本発明の実
施例図である。 符号の説明、1・・・・・・エンジン、2・・・・・・
排気管、3・・・・・・排気センサ、4・・・・・・偏
差検出回路、5・・・・・・制御回路、6・・・・・・
燃料調量装置、7・・・・・・排気浄化装置、8・・・
・・・制御停止・開始判別回路、9・・・・・・入力端
子、10・・・・・・出力端子、11・・・・・・差動
増幅器、12・・・・・・比較器、13.14・・・・
・・演算増幅器、15,16・・・・・・比較器、17
・・・・・・入力端子。
2図は排気センサの出力特性例図、第3図は排気センサ
の温度特性図、第4図〜第14図はそれぞれ本発明の実
施例図である。 符号の説明、1・・・・・・エンジン、2・・・・・・
排気管、3・・・・・・排気センサ、4・・・・・・偏
差検出回路、5・・・・・・制御回路、6・・・・・・
燃料調量装置、7・・・・・・排気浄化装置、8・・・
・・・制御停止・開始判別回路、9・・・・・・入力端
子、10・・・・・・出力端子、11・・・・・・差動
増幅器、12・・・・・・比較器、13.14・・・・
・・演算増幅器、15,16・・・・・・比較器、17
・・・・・・入力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 エンジンの排気ガス成分濃度を検出する排気センサ
の出力と基準値との偏差に対応した制御信号に基づいて
エンジンに供給する混合気の空燃比をフィードバック制
御する空燃比制御装置において、上記排気センサ出力の
極大値と極小値との差を検出する第1の手段と、上記極
大値と極小値との差が所定値以下になるとフィードバッ
ク制御を停止させ、かつ所定の条件でフィードバック制
御を開始させる第2の手段とを備えた空燃比制御装置。 2 上記第2の手段を、上記極大値と極小値との差が第
1の所定値以下になるとフィードバック制御を停止させ
、かつ上記の差が第2の所定値以上になるとフィードバ
ック制御を開始させるように構成した特許請求の範囲第
1項記載の空燃比制御装置。 3 上記第2の手段として、上記排気センサ出力の極大
値と極小値との差が所定値以上か以下かを判別する第1
の比較器と、該第1の比較器の比較基準値を該第1の比
較器自身の出力又は該第1の比較器の出力を平均化する
充放電回路の出力が所定値以上か以下かを判別する第2
の比較器の出力に応じて変化させる回路とを用いたこと
を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の空燃比制御装
置。 4 上記第2の手段を、上記極大値と極小値との差が所
定値以下になるとフィードバック制御を停止させ、かつ
エンジンの特定の運転変数が所定値に達するとフィード
バック制御を開始させるように構成した特許請求の範囲
第1項記載の空燃比制御装置。 5 上記第2の手段の特定の運転変数として、エンジン
温度、排気温度、車速及びエンジン始動後の経過時間の
うちの少なくとも一つを用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第4項記載の空燃比制御装置。 6 上記第1の手段として、上記排気センサ出力の交流
分を整流して得られる直流分を検出する回路を用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項のいず
れかに記載の空燃比制御装置。 7 上記第2の手段を、上記排気センサ出力の極大値と
極小値との差が所定値以下の値を所定時間以上継続した
場合にフィードバック制御を停止させるように構成した
特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載の空
燃比制御装置。 8 上記第2の手段において、上記極大値と極小値との
差が所定値以上の値を継続している時間を判定する手段
として、上記の差が所定値以上か以下かを判別する比較
器の出力を平均化する充放電回路と、該充放電回路の出
力が所定値以上か以下かを判別する比較器とを用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の空燃比制御
装置。 9 上記充放電回路の充電時定数と放電時定数とを異な
った値にしたことを特徴とする特許請求の範囲第8項記
載の空燃比制御装置。 10 エンジンの排気ガス成分濃度を検出する排気セ
ンサと、該排気センサ出力と基準値との偏差信号を出力
する偏差検出回路と、上記偏差信号に比例する比例分信
号を少なくとも含む制御信号を出力する制御回路とを備
え、上記制御信号に基づいてエンジンに供給する混合気
の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置にお
いて、上記排気センサ出力の極大値と極小値との差を検
出する第1の手段と、上記の差が所定値以下になるとフ
ィードバック制御を停止させ、かつ所定の条件でフィー
ドバック制御を開始させる第2の手段と、エンジンの特
定の運転状態を検出して信号を出力する第3の手段と、
該第3の手段の信号が与えられているあいだ上記制御回
路の比例分信号の割合を増加させる第4の手段とを備え
た空燃比制御装置。 11 上記第3の手段における特定の運転状態として
エンジンのアイドリング状態を用いたことを特徴とする
特許請求の範囲第10項記載の空燃比制御装置。 12 エンジンの排気ガス成分濃度を検出する排気セン
サの出力と基準値との偏差に対応した制御信号に基づい
てエンジンに供給する混合気の空燃比を制御する空燃比
制御装置において、上記排気センサ出力の極大値と極小
値との差が所定値以下になると第1の信号を出力する第
5の手段と、エンジンの特定の運転変数を検出し該運転
変数が所定値に達すると第2の信号を出力する第6の手
段と上記第1の信号と第2の信号との論理演算によって
フィードバック制御を停止させかつ所定の条件でフィー
ドバック制御を開始させる第7の手段とを備えた空燃比
制御装置。 13上記第7の手段を、上記第1の信号と第2の信号と
の両方が入力された場合にフィードバック制御を停止さ
せるように構成した特許請求の範囲第12項記載の空燃
比制御装置。 14上記第7の手段を、上記第1の信号と第2の信号の
うちの少なくとも一方の信号が入力された場合にフィー
ドバック制御を停止させるように構成した特許請求の範
囲第12項記載の空燃比制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51156581A JPS589265B2 (ja) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | 空燃比制御装置 |
| GB51753/77A GB1567284A (en) | 1976-12-27 | 1977-12-13 | Closed loop control system equipped with circuitry for temporarirly disabling the system in accordance with given engine parameters |
| US05/863,676 US4155335A (en) | 1976-12-27 | 1977-12-23 | Closed loop control system equipped with circuitry for temporarily disabling the system in accordance with given engine parameters |
| DE2758316A DE2758316C2 (de) | 1976-12-27 | 1977-12-27 | Einrichtung zur Überwachung der Betriebsbereitschaft eines Abgassensors für die Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51156581A JPS589265B2 (ja) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | 空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5381825A JPS5381825A (en) | 1978-07-19 |
| JPS589265B2 true JPS589265B2 (ja) | 1983-02-19 |
Family
ID=15630880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51156581A Expired JPS589265B2 (ja) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | 空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589265B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713246A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | Toyota Motor Corp | Method of controlling air fuel ratio of internal combustion engine |
| JP2503956B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1996-06-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213268B2 (ja) * | 1973-06-05 | 1977-04-13 | ||
| SE411784B (sv) * | 1975-04-18 | 1980-02-04 | Bosch Gmbh Robert | Sett och anordning for bestemning av varaktighet av brensletillforselpulser |
-
1976
- 1976-12-27 JP JP51156581A patent/JPS589265B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5381825A (en) | 1978-07-19 |
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