JPS59226251A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

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JPS59226251A
JPS59226251A JP58101454A JP10145483A JPS59226251A JP S59226251 A JPS59226251 A JP S59226251A JP 58101454 A JP58101454 A JP 58101454A JP 10145483 A JP10145483 A JP 10145483A JP S59226251 A JPS59226251 A JP S59226251A
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fuel ratio
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air
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JP58101454A
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JPH0355661B2 (ja
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Takeshi Kitahara
剛 北原
Kimitake Sone
曽根 公毅
Hatsuo Nagaishi
初雄 永石
Yoshiji Shimaoka
嶋岡 義二
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor 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)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (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】 C技術分野〕 本発明は、エンジンの空燃比制御装置、詳しくは、酸素
セン号を用いた空燃比のフィードバック制御装置に関す
る。
C従来技術〕 近時、エンジンの吸入混合気の空燃比を精度よく目標値
に制御するために、排気系に酸素センサを設けて、空燃
比と相関関係をもつ排気中の酸素濃度に応じて燃料供給
量をフィードバック制御している。
このような空燃比制御装置としては、例えば、本出願人
が先に特許出願したU空燃比検出方法」 (特開昭56
−89051号)があり、第1図のように示すことがで
きる。第1図において、■は酸素センサであり、酸素セ
ンサIは酸素濃度に応じて起電力を発生する一種の酸素
電池の原理を応用したもので、起電力を表わす電源2と
内部抵抗3により示される。ずなわち、酵素センサエは
、酸素イオン伝導性の固体電解質を挾んで、一方に基準
電極、他方に酸素電極を有している。基準電極には電流
供給手段4から流し込み電流Isが供給されており、こ
の流し込み電流Isは内側電極に基準酸素分圧paを発
生させる。一方、酸素電極における酸素分圧Pbは被測
定ガスの有する酸素分圧であり、これらの酸素分圧Pa
、Pbに基づいて両電極間に、E= (RT/4F) 
 ・in (Pa/Pb)但し、R:気体定数、T:絶
対温度、 F;ファラディ定数なるネルンストの式によって表わさ
れる起電力Eが発生する。そして、この起電力Eは、所
定の空燃比を境として希薄側から過濃側に切り換ったと
き、プラス側へ大きく急変化し、その切り換り空燃比は
前記流し込み電流Isの値により変化する。また、酸素
センサ1は内部抵抗3を有しており、この内部抵抗3は
酸素センサ1の活性状態に応して変化する。したがって
、酸素センサ1は電源2と内部抵抗3により示され、そ
の出力Vsは比較器5のプラス端子に入力されている。
比較器5のマイナス端子には抵抗6.7により分圧され
た比較基準値SLが入力されており、比較基準値S■7
は、通常5、理論空燃比において、酸素センサ1の出力
Vsが急変する値の上限と下限の中間の電圧値に設定さ
れている。したがって、比較器5はVs>SLのとき過
濃信号sRを、Vs<SLのとき希薄信号SLをフィー
ドバック制御回路8に出力し、フィードバック制御回路
8は比較器5からの信号に基づいて図示しない燃料供給
手段(例えば、インジェクタ)の供給する燃料噴射量を
制御して空燃比を目標空燃比に制御している。そして、
フィードバック制御回路8は運転状態に応じて目標空燃
比を設定し、この目標空燃比において酸素センサ1の出
力VSが急変化するように流し込み電流Isを変化させ
る信号s1を電流供給手段4に出力している。電流供給
手段4はこのフィードハック制御回路8からの信号Ss
に基づいて流し込み電流Isの大きさを制御している。
したがって、流し込み電流Isを変化させることにより
、目標空燃比で酸素センサ1の出力Vsが急変化し、こ
の出力Vsの急変化に基づいて空燃比を目標空燃比に制
御することができる。
しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては、目標空燃比で急変化する酸素センサの出力と固定
の比較基準値とを比較して、目標空燃比より過濃か希薄
かを判断し7、空燃比が目標空燃比となるよう制御して
おり、また、目標空燃比で酵素センサの出力が急変化す
るように酸素センサに流し込み電流を供給する構成とな
っていたため、酸素センサの出力は内部抵抗と流し込み
電流を刺した分の電圧が純起電力に加算されたものとな
り、酸素センサの出力は流し込み電流の大きさにより変
化することとなる。したがって、流し込み電流の大きさ
により変化する酸素センサ出力と固定の比較基準値とを
比較して行う空燃比判断が不正確となり、空燃比制御を
高い精度で行うことができないという問題点があった。
〔発明の目的〕
そこで、本発明は、流し込み電流に応じて比較基準値も
変化させることにより、比較基準値が常に酸素センサ出
力の上限と下限の中間の値に調整し、空燃比判断を正確
なものとして空燃比制御の精度を向上させることを目的
としている。
〔発明の構成〕
本発明の空燃比制御装置は、酸素イオン伝導性の固体電
解質を挾んで、一方に基準電極、他方に被測定ガス中の
酸素濃度に対応した酸素分圧の発生ずる酸素電極を有し
、両電極間の酸素分圧の差に応じ目標空燃比において電
圧値が急変化する信号を出力する酸素センサと、酸素セ
ンサの基準電極に基準酸素分圧を発生させ酸素センサ出
力の急変化する目標空燃比の値を決定する流し込み電流
を供給する電流供給手段と、酸素センサの出力信号値を
比較基準値と比較して空燃比が目標空燃比より希薄であ
るか過濃であるかを判断して燃料の供給量を制御すると
ともに運転状態に応じて電流供給手段の供給する流し込
み電流の大きさを決定するフィードバック制御手段と、
流し込み電流の大きさを検出し、該流し込み電流の大き
さに対応して前記比較基準値を変化させる比較基準値決
定手段と、を備えたものとすることにより、流し込み電
流に応じて比較基準値を変化させるものである。
〔実施例〕
以下図面に従って本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の一実施例を示す図であり、本実施例の
説明にあたり第1図に示した従来例と同一構成部分には
同一符号を付しその説明を省略する。
まず、構成を説明すると、第2図において、酸素センサ
1には電流供給手段4から流し込め電流Isが供給され
ており、流し込み電流Isの大きさは抵抗R1の両端電
圧がハソファアンブB ’A I 、B A2を介して
入力される電流値検出回路11により検出される。電流
値検出回路11は抵抗R2、R3、Rλおよびオペアン
プOP1により構成されており、抵抗R0の端子間電圧
に比例、すなわち流し込み電流Isの大きさに比例した
電圧Viを比較基準値決定回路I2に出力している。比
較基準値決定回路12は抵抗R9、RG、R7、R8、
R5、R6゜およびオペアンプOP2、OF2より構成
されており、抵抗R9、R8により分圧決定される基準
電圧■0に電流検出回路11から入力される電圧Viを
に倍(K:定数)した電圧を加算して比較基準値SLと
して比較器5のマイナス端子に出力している。
すなわち、比較基準値SLは次式により表わされる。
5L=Vo+KVi  (K:定数) したがって、この比較基準値SLは流し込み電流Isの
大きさに対応して変化しており、上記電流検出回路11
および比較基準値決定回路12は比較基準値決定手段1
3を構成している。そして、比較器5のプラス端子にば
バソフプアンプBA2を介して酸素センサ1の出力電圧
Vsが入力されており、比較器5は、Vs>SLのとき
過濃信号SRを、Vs<SLのとき稀薄信号SLをフィ
ードバック制御回路8に出力する。
フィードバンク制御回路8は比較器5からの信号S R
% S Lに基づいて制御信号Saを図示しない燃料供
給手段(例えば、インジェクタ)に出力することにより
制御してエンジンに供給する燃料噴射量を制御し、空燃
比が目標空燃比となるように制御している。このフィー
ドハック制御回路8は運転状態に最適な目標空燃比を設
定し、この目標空燃比において酸素センサ1の出力VS
が急変化するように流し込み電流Jsを変化させる信号
SXを電流供給手段4に出力している。電流供給手段4
ばこのフイードハ・ツク制御回路8からの信号SIに基
づいて流し込み電流Isの大きさを制御している。上記
比較器5およびフィードハック制御回路8はフィードバ
ック制御手段14を構成している。
次に作用を説明する。
フィードバック制御回路8は運転状態に最適な目標空燃
比を設定して電流供給手段4に信号Slを出力し、電流
供給手段4は信号SIに対応した値の流し込み電流IS
を酸素センサ1に供給している。そして、流し込み電流
Isを変化させた場合、酸素センサ1の出力特性は、第
3図に示すようになり、酸素センサ1の出力Vsの急変
する空燃比の値は、第4図に示すように、流し込み電流
Isの増加に伴って稀薄側へ移行する。また、酸素セン
サ1は内部抵抗3を有しているため、酸素センサ1の出
力Vsは流し込み電流Isの影響を受け、流し込み電流
Isが増加すると、第3図に示すように、出力Vsも高
くなる。したがって、酸素センサlの出力Vsの上限と
下限の中間の値(以下中間電圧という)Vnは流し込め
電流Isの増加に伴って、第5図に示すように、高くな
る。そこで、この流し込み電流ISO大きさに基づいて
、比較基準値決定手段13により比較基準値SLの値を
調整して酸素センサ1の出力Vsの急変化を確実に検出
している。すなわち、電流検出回路11により抵抗R0
の両端の電圧を比較して流し込み電流Isの値を検出し
、流し込め電流Isの値に比例した電圧Viを比較基準
値決定回路12に出力している。比較基準値決定回路1
2は、抵抗R,,R8により分圧決定される電圧■0に
KViを加算した電圧を比較基準値SLとして比較器5
に出力しており、定数にはKVi=I sRsとなるよ
・)に設定する。したがって、電圧Voを流し込み電流
Isが零の場合の酸素センサ出力Vsの中間電圧Vnに
設定すると、比較基準値SLは流し込み電流1sが変化
しても、常に、酸素センサ出力Vsの中間電圧Vnとな
り、目標空燃比における酸素センサ出力VSの急変化を
比較器5により確実に判別することができる。その結果
、空燃比が目標空燃比より稀薄であるか過濃であるかを
広範囲にわたって正確に¥IIJ断することができ、空
燃比を目標空燃比に精度よく制御することができるとと
もに運転状態に応じて目標空燃比を広範囲に設定するこ
とができる。
(効果) 本発明によれば、酸素センサの出力の急変化する目標空
燃比を決定する酸素センサへの流し込み電流の大きさに
応して、酸素センサ出力と比較する比較基準値を調整す
ることができるので、目標空燃比における酸素センサ出
力の急変化を確実に判別することができる。したがって
、空燃比が流し込み電流を変化させることにより変化す
る目標空燃比より稀薄であるが過濃であるかを正確に判
別することができ、空燃比を目標空燃比に精度よく制御
することができるとともに運転状態に応じて目標空燃比
を広範囲に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の空燃比制御装置を示す回路図、第2〜5
図は本発明の空燃比制御装置の一実施例を示す図であり
、第2図はその回路図、第3図はその流し込み電流を変
化させた場合の酸素センサの出力特性を示す図、第4図
はその酸素センサの出力急変する空燃比と流し込み電流
の関係を示す図、第5図はその酸素センサの出力の中間
電圧と流し込み電流の関係を示す図である。 ■−〜−−−−酸素センサ、 4−−−−−一電流供給手段、 13−−一一−比較基準値決定手段、 14−−−フィードハ・ツク制御手段。 特許出願人      日産自動車株式会社代理人弁理
士 有我軍一部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸素イオン伝導性の固体電解質を挾んで、一方に基準電
    極、他方に被測定ガス中の酸素濃度に対応した酸素分圧
    の発生する酸素電極を有し、両電極間の酸素分圧の差に
    応じ目標空燃比において電圧値が急変化する信号を出力
    する酸素センサと、酸素センサの基準電極に基準酸素分
    圧を発生させ酸素センサ出力の急変化する目標空燃比の
    値を決定する流し込み電流を供給する電流供給手段と、
    酸素センサの出力信号値を比較基準値と比較して空燃比
    が目標空燃比より希薄であるが過濃であるかを判断して
    燃料の供給量を制御するとともに、運転状態に応じて電
    流供給手段の供給する流し込み電流の大きさを決定する
    フィードバック制御手段と、流し込み電流の大きさを検
    出し、該流し込み電流の太きさに対応して前記比較基準
    値を変化させる比較基準値決定手段と、を備えたことを
    特徴とする空燃比制御装置。
JP58101454A 1983-06-07 1983-06-07 空燃比制御装置 Granted JPS59226251A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58101454A JPS59226251A (ja) 1983-06-07 1983-06-07 空燃比制御装置

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JP58101454A JPS59226251A (ja) 1983-06-07 1983-06-07 空燃比制御装置

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JPS59226251A true JPS59226251A (ja) 1984-12-19
JPH0355661B2 JPH0355661B2 (ja) 1991-08-26

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JP58101454A Granted JPS59226251A (ja) 1983-06-07 1983-06-07 空燃比制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10234418B2 (en) 2013-09-27 2019-03-19 Denso Corporation Gas sensor control device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10234418B2 (en) 2013-09-27 2019-03-19 Denso Corporation Gas sensor control device

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JPH0355661B2 (ja) 1991-08-26

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