JPS5934432A - Air-fuel ratio controller of internal-combustion engine - Google Patents
Air-fuel ratio controller of internal-combustion engineInfo
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- JPS5934432A JPS5934432A JP14600582A JP14600582A JPS5934432A JP S5934432 A JPS5934432 A JP S5934432A JP 14600582 A JP14600582 A JP 14600582A JP 14600582 A JP14600582 A JP 14600582A JP S5934432 A JPS5934432 A JP S5934432A
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Abstract
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、電
子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジンに用いる
のに好適な、排気ガスのり一ン空燃比域で、排気ガス中
の酸素濃度にほぼ比例した出力信号を発生するリーンセ
ンサと、エンジン燃焼室内に供給される混合気の空燃比
を制御するための吸気空燃比制御手段と、前記リーンセ
ンサ出力から求められる排気空燃比に応じて、空燃比が
目標値となるよう前記吸気空燃比制御手段をフィードバ
ック制御する電子制御装置とを有する内燃機関の空燃比
制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, and in particular, to an air-fuel ratio control device for an exhaust gas in an air-fuel ratio range suitable for use in an automobile engine equipped with an electronically controlled fuel injection device. , a lean sensor that generates an output signal substantially proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas, an intake air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine combustion chamber, and a lean sensor that generates an output signal that is approximately proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas; The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, including an electronic control device that performs feedback control of the intake air-fuel ratio control means so that the air-fuel ratio becomes a target value in accordance with an exhaust air-fuel ratio.
内燃機関、特に、三元触媒を用いて排気ガス浄化対策が
施された自動軍用エンジンにおいては、排気ガスの空燃
比(排気空燃比と称する)を厳密に理論空燃比近傍に保
持する必要があり、そのため、例えば、排気ガス中の酸
素濃度から4ノド気空燃比を検知する酸素濃度センサと
、燃料噴射量を制御することによって、エンジン燃焼室
内に供給埒れる混合気の空燃比を制御する′電子制御燃
料噴射装置からなる吸気空燃比制御手段と、前記酸素濃
度出力から求められるJJト気空燃比に応じて、空燃比
が理論空燃比近傍となるよう前記電子制御燃料噴射装置
の燃料噴射量をフィードバック制御する電子制御装置と
を有する空燃比制御装置が実用化されている。In internal combustion engines, especially automatic military engines that use three-way catalysts to purify exhaust gas, the air-fuel ratio of the exhaust gas (referred to as the exhaust air-fuel ratio) must be kept strictly close to the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, for example, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine combustion chamber is controlled by using an oxygen concentration sensor that detects the air-fuel ratio from the oxygen concentration in the exhaust gas and by controlling the fuel injection amount. An intake air-fuel ratio control means consisting of an electronically controlled fuel injection device, and a fuel injection amount of the electronically controlled fuel injection device so that the air-fuel ratio becomes near the stoichiometric air-fuel ratio according to the JJ air-fuel ratio determined from the oxygen concentration output. An air-fuel ratio control device having an electronic control device that performs feedback control has been put into practical use.
このような空燃比制御装置によれば、空燃比を理論空燃
比近傍となるようにフィードバック制御することができ
、従って、排気系に配役てれる三元触媒における排気ガ
ス浄化性能を十分に而めることかできるという特徴を有
する・ しかしながら・前記のよりな空燃比制御装置に
おいては、排気ガス浄化性能は高めることができるもの
の、常に空燃比を理論空燃比近傍に制御するようにして
いるため、リ−〉′空燃比でも常用上差支えない運転状
態においても、理@空燃比が級長され、燃費性能を十分
向上で@ない場合かを)つた。According to such an air-fuel ratio control device, the air-fuel ratio can be feedback-controlled so as to be close to the stoichiometric air-fuel ratio, and therefore the exhaust gas purification performance of the three-way catalyst arranged in the exhaust system can be sufficiently controlled. However, although the above-mentioned advanced air-fuel ratio control device can improve exhaust gas purification performance, it always controls the air-fuel ratio to be close to the stoichiometric air-fuel ratio. Even in operating conditions where the air-fuel ratio is acceptable for regular use, we investigated the cases in which the air-fuel ratio is increased and the fuel efficiency is not sufficiently improved.
前記のような欠点を解消するべ(、空燃比を理論空燃比
よりもリーン側として、いわゆるリーン燃焼を行い、エ
ンジンの燃費性能を高める試みがなでれている。このよ
うな空燃比制御装置においては、排気ガスのリーン空燃
比域で、排気ガス中の酸素濃度と空燃比がよい相関性が
あり、す[気酸素濃度を測定することにより、排気空燃
比を検出することができることを利用している。このよ
うな排気酸素濃度を測定するセンサ(リーンセンサと称
する)の一つに、被測定排気ガスを導入できる通気性測
定電極、既知の酸素濃度を有する基準ガス(例えば大気
)を導入できる通気性対電極及び両電極間の固体電解質
(例えば安定化ジルコニア)からなる有底筒状素子のセ
ンサがある。このセンサにおいて、前記両電極間に電流
を流すと、電解質を通じて、酸素を一方向に移動式せる
ことかできるが、通気性測定電極の酸素送出能力よりも
少量の酸素を送入する微細孔の拡散抵抗層で、通気性測
定電極を被覆することにより、ある印加電圧域では、そ
の電流値を一定の値に維持できる。In order to eliminate the above-mentioned drawbacks, attempts are being made to improve the fuel efficiency of the engine by setting the air-fuel ratio to a leaner side than the stoichiometric air-fuel ratio, so-called lean combustion. In the exhaust gas lean air-fuel ratio range, there is a good correlation between the oxygen concentration in the exhaust gas and the air-fuel ratio. One type of sensor that measures exhaust oxygen concentration (referred to as a lean sensor) is a gas permeability measurement electrode into which the exhaust gas to be measured can be introduced, and a reference gas (e.g., atmospheric air) with a known oxygen concentration. There is a sensor with a bottomed cylindrical element consisting of an air-permeable counter electrode that can be introduced and a solid electrolyte (for example, stabilized zirconia) between the two electrodes. In this sensor, when a current is passed between the two electrodes, oxygen is released through the electrolyte. Although it can be moved in one direction, it can be moved within a certain applied voltage range by covering the air permeability measuring electrode with a microporous diffusion resistance layer that introduces a smaller amount of oxygen than the oxygen delivery capacity of the air permeability measuring electrode. Then, the current value can be maintained at a constant value.
この一定電流値が限界電流値工!であり′、この工!は
、酸素濃度に比例してほぼ直線的に変化するため、限界
電流値工!の変化から酸素濃度を連続的に検出すること
ができる。This constant current value is the limit current value! So, this work! changes almost linearly in proportion to the oxygen concentration, so the limiting current value is Oxygen concentration can be continuously detected from changes in .
一般に、このタイプのリーンセンサを、内燃機関の排気
空燃比フィードバック制御用として使用する場合、90
0℃程度の高温雰囲気下においても、空燃比出力は常に
安定でなければならない。Generally, when this type of lean sensor is used for exhaust air-fuel ratio feedback control of an internal combustion engine, 90
The air-fuel ratio output must always be stable even in a high-temperature atmosphere of about 0°C.
そのため、リーンセンサ素子の拡散抵抗層の材質は、耐
熱性のある多孔質セラミック材、例えば、スピネル、ア
ルミナが使用され、又、有底筒状素子の通気性測定電極
上に拡散抵抗層として、そのセラミック材を被覆するの
に、プラズマ噴霧製法が用いられる□ところで、リーン
センサ全景産して、内燃機関等に使用するためには、一
定な雰囲気下で、その拡散電流値は、個体差な(、一定
の値を出力する必要がある。そのためには、該り一ンセ
ンサを製造する上で、拡散抵抗層の微細孔構造(例えば
、細孔径、気孔率、厚さ等)を常に一定にする必要があ
る。しかし、プラズマ噴霧製法で、その微細孔構造を一
定にする為には、その製造管理を、高精度且つ、高頻度
に行っても、限界があり、結果として、リーンセンサの
個体差を生じることになる。従って、個体差のあるリー
ンセンサ出力信号に基づいて、空燃比フィードバック制
御を行った場合、目標空燃比に正確に制御できな(なる
と共に、リーンセンサ出力信号が基準特性より小さい場
合には、目標空燃比よりリーンに制御されてしまい、機
関運転性能、燃費性能が悪化してしまう。逆にリーンセ
ンサ出力信号が基準特性より大きい場合には、目標空燃
比よりリッチに制御され、燃費性能が悪化し、排気ガス
中の有害成分の濃度が増大する恐れがあった。Therefore, the material of the diffusion resistance layer of the lean sensor element is a heat-resistant porous ceramic material such as spinel or alumina. Plasma spray manufacturing method is used to coat the ceramic material. By the way, in order to fully produce lean sensors and use them in internal combustion engines, etc., the diffusion current value must be determined by individual differences under a constant atmosphere. (It is necessary to output a constant value. For this purpose, in manufacturing the sensor, the micropore structure (e.g., pore diameter, porosity, thickness, etc.) of the diffusion resistance layer must always be kept constant. However, in order to maintain a constant micropore structure using the plasma spray manufacturing method, there is a limit even if the manufacturing control is performed with high precision and frequency, and as a result, the lean sensor Therefore, if air-fuel ratio feedback control is performed based on the lean sensor output signal, which has individual differences, it will not be possible to accurately control the target air-fuel ratio (and the lean sensor output signal will not match the standard). If the lean sensor output signal is larger than the standard characteristic, the air-fuel ratio will be controlled to be leaner than the target air-fuel ratio, resulting in deterioration of engine operating performance and fuel efficiency.On the other hand, if the lean sensor output signal is larger than the standard characteristic, the air-fuel ratio will be controlled to be leaner than the target air-fuel ratio. There was a risk that fuel efficiency would deteriorate and the concentration of harmful components in exhaust gas would increase.
本発明は、前記従来の欠点を解消するべ(なざれたもの
で、リーンセンサの個体差に拘らず、容易に、を燃比を
目標値に正確に制御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を目的とする。The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, and is an air-fuel ratio control for an internal combustion engine that can easily and accurately control the fuel ratio to a target value regardless of individual differences in lean sensors. The purpose is to provide equipment.
本発明は、排気ガスのり一ン空燃比域で、排気ガス中の
酸素濃度にほぼ比例した出力信号を発生するリーンセン
サと、エンジン燃焼室内に供給ぜれる混合気の空燃比を
制御するための吸気空燃比制御手段と、前記リーンセン
サ出力から求められる排気空燃比に応じて、空燃比が目
標値となるよう前記吸気空燃比制御手段をフィードバッ
ク制御する電子制御装置とを有する内燃機関の空燃比制
御装置において、前記電子制御装置に、前記IJ −ン
センサの個体差に応じてリーンセンサ出力信号を基準特
性に較正するためのリーンセッサ出力特性較正手段を設
けることによって、前記目的を達成したものである。The present invention provides a lean sensor that generates an output signal that is approximately proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust gas No. 1 air-fuel ratio range, and a lean sensor that generates an output signal that is approximately proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas, and a lean sensor for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine combustion chamber. An air-fuel ratio of an internal combustion engine comprising an intake air-fuel ratio control means and an electronic control device that performs feedback control of the intake air-fuel ratio control means so that the air-fuel ratio becomes a target value according to an exhaust air-fuel ratio determined from the output of the lean sensor. In the control device, the above object is achieved by providing the electronic control device with a lean sensor output characteristic calibrating means for calibrating the lean sensor output signal to a reference characteristic according to individual differences of the IJ-sensor. .
又、前記リーンセンサの個体差を、大気酸素濃度下での
リーンセンサ出力値と基準値との比較により求めるよう
にして、リーンセンサの個体差が、容易に、且つ、正確
に求められるようにし7jものである。Further, the individual differences in the lean sensors are determined by comparing the lean sensor output value under atmospheric oxygen concentration with a reference value, so that the individual differences in the lean sensors can be easily and accurately determined. 7j thing.
更に、前記リーンセッサ出力特性較正手段を、前記電子
制御装置内に設けられた、前記リーンセンサの出力信号
を増幅するための、増幅率可変の増幅器と、前記電子制
御装置に外付けされた、前記増幅器の増幅率を調整する
ことによって、リーンセンサの出力特性を較正するため
のポテンショメータダイヤルから構成したものである。Furthermore, the lean sensor output characteristic calibrating means includes an amplifier with a variable amplification rate provided in the electronic control unit for amplifying the output signal of the lean sensor, and an amplifier externally attached to the electronic control unit. It consists of a potentiometer dial for calibrating the output characteristics of the lean sensor by adjusting the amplification factor of the amplifier.
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
本実施例は、第1図に示すような、エアクリーナ(図示
省略)により取り入れられた吸入空気の流量を制御する
ための、スロットルボディ12に配設され、運転席に配
設されたアクセルペダル(図示省略)と連動して開閉す
るようにされたスロットル弁14と、吸気干渉を防止す
るためのサージタンク16と、該サージタンク16内の
圧力から吸気管圧力を検出する几めの吸気管圧力センサ
18と、吸気マニホルド20に配設された、エンジン1
0の吸気ポートに回げて燃料を噴射するためのインジェ
クタ22と、エンジン燃焼室10a内に導入された混合
気に着火するための点火プラグ24と、排気マニホルド
26に配設された、排気ガスのり一ン空燃比域で、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例した出力信号を発生するリ
ーンセンサ28と、例えばデストリピユータ(図示省略
)に内蔵された、デストリピユータ軸の回転等に応じて
エンジン回転速度信号を出力する回転速度セ求められる
エンジン回転速度に応じてマツプから求められる基本噴
射量に、前記リーンセンサ28出力から求められる排気
空燃比に応じたフィードバック補正等を加えて実行噴射
量を決定し、前記インジェクタ22に開弁時間信号を出
力する電子制御装置32とを備えた自動車用エンジン1
0の吸気管圧力感知式電子制御燃料噴射装置において、
前記電子制御装置32に、前記リーンセンサ28の個体
差に応じてリーンセンサ出力信号を基準信号に較正する
ためのリーンセンサ出力特性較正手段を設けたものであ
る。In this embodiment, as shown in FIG. 1, an accelerator pedal ( (not shown); a surge tank 16 for preventing intake interference; and a precise intake pipe pressure for detecting intake pipe pressure from the pressure inside the surge tank 16. The sensor 18 and the engine 1 disposed in the intake manifold 20
An injector 22 for injecting fuel by turning to the intake port 0, a spark plug 24 for igniting the air-fuel mixture introduced into the engine combustion chamber 10a, and an exhaust gas disposed in an exhaust manifold 26. A lean sensor 28 generates an output signal that is approximately proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas in the air-fuel ratio range of 1000 yen, and the engine rotational speed is determined based on the rotation of the detripulator shaft, which is built in, for example, the detripulator (not shown). The rotation speed unit that outputs the signal determines the actual injection amount by adding feedback correction, etc. according to the exhaust air-fuel ratio obtained from the output of the lean sensor 28 to the basic injection amount obtained from the map according to the engine rotation speed obtained. , and an electronic control device 32 that outputs a valve opening time signal to the injector 22.
In the intake pipe pressure sensing type electronically controlled fuel injection device of 0,
The electronic control device 32 is provided with lean sensor output characteristic calibrating means for calibrating the lean sensor output signal to a reference signal in accordance with individual differences in the lean sensor 28.
前記リーンセンサ28は、第2図に詳細に示す如(、酸
素イオン伝導性の安定化ジルコニア固体電解質からなる
有底円筒状の素子本体28aと、該素子本体28aの外
表面切欠部に設けた、被測定ガスを導入できる通気性測
定電極(陰極)28bと、既知の酸素濃度(約21%)
を有する大気を導入できる通気性対電極(陽極)28C
と、前記陰極28bを被覆するように設けた多孔質セラ
ミックの拡散抵抗層28dと、先端が素子本体28aの
底部に接近するごとく中央部に配設したヒータ28eと
、素子組立体を保護するための、被測定ガス流通孔28
gを有するルーバ28fと、素子組立体をエンジンの排
気管に取り付けるためのフランジ28hから構成されて
いる。As shown in detail in FIG. 2, the lean sensor 28 includes a bottomed cylindrical element body 28a made of a stabilized zirconia solid electrolyte with oxygen ion conductivity, and a notch on the outer surface of the element body 28a. , an air permeability measuring electrode (cathode) 28b into which the gas to be measured can be introduced, and a known oxygen concentration (approximately 21%).
Air permeable counter electrode (anode) 28C that can introduce atmosphere with
, a porous ceramic diffusion resistance layer 28d provided to cover the cathode 28b, a heater 28e disposed in the center so that its tip approaches the bottom of the element body 28a, and a heater 28e for protecting the element assembly. Gas flow hole 28 to be measured
It is composed of a louver 28f having a diameter of 1.g, and a flange 28h for attaching the element assembly to the exhaust pipe of the engine.
ここで、前記陰極28bと陽極28cは、白金1工どの
耐熱性の電子伝導体であり、又、拡散抵抗1628 a
は、アルミナ、マグネシア、スピネル等の耐熱性無機物
質からなり、陰極28bへ流入する酸素流黛を制限する
機能を有している。このような構成のリーンセンサ28
を、エンジンの排気管に敗り付けて排気ガスに接触させ
るか、或いは、大気を導入した加熱炉に取り付けて大気
に接触せしめ、陰陽両極間に直流電圧を印加すると、あ
る電圧域では、一定の電流しか流れなく1よって、いわ
ゆる限界電流特性を生じる。第3図は、この限界電流特
性を生じる電圧域の、−足電圧での限界電流値ど、排気
ガス中の酸素1a反及び大気酸素濃度(約21%)との
相関関係を示した線図である。Here, the cathode 28b and the anode 28c are made of a heat-resistant electron conductor such as platinum, and a diffusion resistor 1628a is used.
is made of a heat-resistant inorganic material such as alumina, magnesia, spinel, etc., and has the function of restricting the flow of oxygen into the cathode 28b. Lean sensor 28 with such a configuration
When a DC voltage is applied between the positive and negative poles by attaching it to the exhaust pipe of an engine and bringing it into contact with the exhaust gas, or by attaching it to a heating furnace into which atmospheric air is introduced, and applying a DC voltage between the positive and negative poles, the Only a current of 1 flows, which causes so-called limiting current characteristics. Figure 3 is a diagram showing the correlation between the limiting current value at -voltage in the voltage range that produces this limiting current characteristic, oxygen 1a in the exhaust gas, and atmospheric oxygen concentration (approximately 21%). It is.
第3図から、限界電流値は、酸素濃度が高くなるに従っ
て直線的に増大する様子が示され、これにより、限界電
流値を求めれば、排気ガス中の酸素濃度、従って、空燃
比を検出できることが明らかである。又、第3図の実線
A、B%Cは、リーンセンサの個体差による限界電流値
と酸素濃度との相関を示したものである。大気酸素濃度
で基準となる限界電流値ai高出力るリーンセンサは実
線Aのものであり、実線BとC・のリーンセンサは、そ
の大気酸素濃度での限界電流値す、cに、それぞれ個有
の値を乗することにより、任意の酸素濃度下でも、基準
となるリーンセンサの出力値(実線A)に較正すること
ができる。第4図は、その相関関係を示した線図であり
、橘)袖に、リーンセンサ個有の大気酸素濃度での限界
電流値を、縦軸に、基準リーンセンサの限界電流値aへ
の較正値を示したものである。ここで、リーンセンサ個
々の大気酸素濃度での限界電流値は、例えば、大気を導
入した加熱炉にリーンセンサを入れて計測することがで
きる。From Figure 3, it is shown that the limiting current value increases linearly as the oxygen concentration increases, and from this, if the limiting current value is determined, the oxygen concentration in the exhaust gas, and therefore the air-fuel ratio, can be detected. is clear. Further, solid lines A and B%C in FIG. 3 indicate the correlation between the limiting current value and the oxygen concentration due to individual differences in lean sensors. The lean sensor with a high output limit current value ai, which is the standard at atmospheric oxygen concentration, is shown by solid line A, and the lean sensors shown by solid lines B and C have individual limit current values (a) and (c) at that atmospheric oxygen concentration, respectively. By multiplying the value by a value of 0, it is possible to calibrate to the reference lean sensor output value (solid line A) even under any oxygen concentration. Figure 4 is a diagram showing the correlation, and the vertical axis shows the limit current value of the lean sensor at atmospheric oxygen concentration on the sleeve, and the limit current value a of the reference lean sensor on the vertical axis. This shows the calibration value. Here, the limiting current value of each lean sensor at atmospheric oxygen concentration can be measured, for example, by placing the lean sensor in a heating furnace into which air is introduced.
前記電子制御装置32は、第5図に詳細に示す如(、各
種演算処理を行う7tめの、例えばマイクロプロセッサ
からなる中央処理装置(M P、 Uと称する)40と
、バッファ42を介して入力きれる前記吸気管圧力セン
サ18出力の吸気管圧力信号をデジタル信号に変換する
ためのアナログ−デジタル変換器(A/D変換器と称す
る)44と、電流電圧変換器46を介して入力される前
記リーンセンサ28出力の空燃比信号をデジタル信号に
変換するためのA/D変換器48と、前記A/D変換器
44.48の出力及びバッファ50を介して前記回転速
度センサ30から入力される回転速度信号を取り込むた
めの入力ボート52と、制御プログラムや各種定数等を
記憶するためのリードオンリーメモリ(ROMと称する
)54と、前記MPU40における演算データ等を一時
的に記憶するためのランダムアクセスメモリ(RAMと
称する)56と、各種クロック信号を発生するためのク
ロック発生回路58と、前記MPU40における演算結
果に応じて、インジェクタ22を作動するためのデータ
を出力する出力ポートロ0と、該出力ポートロ0から出
力されるデータに応じて、出力ポートロ0かも送り込ま
れたデータのダウンカウントを前記クロック発生回路5
8出力のクロック信号によって開始し、カウント値が0
になるとカウントを完了して出力端子にカウント完了信
号を発生するダウンカウンタ62と、該ダウンカウンタ
62の出力によりリセットされ、前記クロック発生回路
58の出力によりセットされるS−Rフリップフロッグ
64と、該S−Rフリッグフロップ64の出力に応じて
、前記ダウンカウンタ62がダウンカウントしている間
、前記インジェクタ22を付勢するための電力増幅器6
6と、この電子制御装置32内の前記電流電圧変換器4
6とA/D変換器48の間に設げられた、電流電圧変換
器46を介して入力でれる前記リーンセンサ28の出力
を増幅するための、固定抵抗R2と可変抵抗I6を含む
、増幅率可変の非反転増幅器70、及び、この電子制御
装置32に外付けされた、前記可変抵抗R2の抵抗値を
変えることによって前記非反転増幅器70の増幅率を調
整し、これによってリーンセンサ28の出力特性を較正
するためのポテンショメータダイヤル72かうなるリー
ンセンサ出力特性較正手段と、前記各構成機器間を接続
するための双方向バス74とから構成されている。As shown in detail in FIG. 5, the electronic control unit 32 is connected to a 7th central processing unit (referred to as M P, U) 40 which performs various arithmetic processing, for example, a microprocessor, and a buffer 42 . The input signal is input via an analog-to-digital converter (referred to as an A/D converter) 44 for converting the intake pipe pressure signal output from the intake pipe pressure sensor 18 into a digital signal, and a current-voltage converter 46. An A/D converter 48 for converting the air-fuel ratio signal output from the lean sensor 28 into a digital signal; an input board 52 for taking in rotational speed signals, a read-only memory (referred to as ROM) 54 for storing control programs and various constants, and a random memory for temporarily storing calculation data, etc. in the MPU 40. an access memory (referred to as RAM) 56, a clock generation circuit 58 for generating various clock signals, an output port 0 for outputting data for operating the injector 22 according to the calculation results in the MPU 40; According to the data output from the output port 0, the output port 0 also counts down the sent data to the clock generation circuit 5.
Starts with the clock signal of 8 outputs, and the count value is 0.
a down counter 62 that completes counting and generates a count completion signal at an output terminal when the clock signal reaches the clock signal, and an S-R flip-flop 64 that is reset by the output of the down counter 62 and set by the output of the clock generation circuit 58; a power amplifier 6 for energizing the injector 22 while the down counter 62 is counting down according to the output of the S-R flip-flop 64;
6, and the current-voltage converter 4 in this electronic control device 32.
6 and the A/D converter 48, and includes a fixed resistor R2 and a variable resistor I6 for amplifying the output of the lean sensor 28 that is input via the current-voltage converter 46. The amplification factor of the non-inverting amplifier 70 is adjusted by changing the resistance value of the non-inverting amplifier 70 with a variable ratio and the variable resistor R2 externally connected to this electronic control device 32. It is comprised of a lean sensor output characteristic calibrating means such as a potentiometer dial 72 for calibrating the output characteristics, and a bidirectional bus 74 for connecting the respective component devices.
前記ROM54には、前出第3図に示した基準リーンセ
ンサの実線Aで示す関係が予め記憶されているが、この
場合、第3図の縦軸が電圧■として表わされ、従って、
ROM54内には、第3図の実線Aで示す電圧Vと酸素
濃度Pとの関係が、データテーブル或いは関数の形で記
憶されている。The ROM 54 stores in advance the relationship shown by the solid line A of the reference lean sensor shown in FIG. 3 above, but in this case, the vertical axis in FIG.
In the ROM 54, the relationship between the voltage V and the oxygen concentration P shown by the solid line A in FIG. 3 is stored in the form of a data table or function.
以下作用を説明する。The action will be explained below.
本実施例においては、まず当該リーンセンサ28の出力
特性に応じて、前記ポテンショメータダイヤル72を操
作することによって、当該り一ンセンサ28の出力特性
を、前出第3図に実線Aで示す基準リーンセンサの出力
特性(基準特性)に合わせる。具体的には、例えば、大
気を導入した加熱炉からなるリーンセンサ検査器により
測定した、基準リーンセンサの出力電圧に対する当該リ
ーンセンサ28の出力電圧のずれに対応して、前記ポテ
ンショメータダイヤル72を回転し、当該リーンセンサ
28の出力電圧の増幅率を変えることにより、当該リー
ンセンサ28の出力特性を基準リーンセンサの出力特性
に合致させる。In this embodiment, by first operating the potentiometer dial 72 in accordance with the output characteristics of the lean sensor 28, the output characteristics of the lean sensor 28 are adjusted to the standard lean shown by the solid line A in FIG. Match the output characteristics (standard characteristics) of the sensor. Specifically, for example, the potentiometer dial 72 is rotated in response to a deviation in the output voltage of the lean sensor 28 with respect to the output voltage of the reference lean sensor, which is measured by a lean sensor tester consisting of a heating furnace into which atmospheric air is introduced. However, by changing the amplification factor of the output voltage of the lean sensor 28, the output characteristics of the lean sensor 28 are made to match the output characteristics of the reference lean sensor.
このようにして出力特性が較正された当該リーンセンサ
28による空燃比フィードバック制御は、第6図に示す
ような時間割込みルーチンに従って実行される。即ち、
まずステップ101で、前記度センサ30出力のエンジ
ン回転速度から求められるエンジン運転領域に応じて、
予めROM54内に記憶されている目標空燃比(例えば
リーン空燃比)を設定する。次いで、ステップ102に
進み、前出第3図に実線Aで示した関係から、リーンセ
ンサ28の目標出力電圧値V。を計算′する。次いで、
ステップ103に進み、基本噴射時間τ。Air-fuel ratio feedback control by the lean sensor 28 whose output characteristics have been calibrated in this manner is executed according to a time interrupt routine as shown in FIG. That is,
First, in step 101, depending on the engine operating range determined from the engine rotational speed output from the degree sensor 30,
A target air-fuel ratio (for example, a lean air-fuel ratio) stored in the ROM 54 in advance is set. Next, the process proceeds to step 102, where the target output voltage value V of the lean sensor 28 is determined from the relationship shown by the solid line A in FIG. Calculate. Then,
Proceeding to step 103, the basic injection time τ is determined.
をit算する。更に、ステップ104に進み、リーンセ
ンサ28の現在の出力電圧値Vが目標出力電圧値V。以
上であるか否かを判定する。判定結果が正である、場合
には、ステップ105に進み、次式に示す如(、現在の
空燃比フィードバック補正係数fに一部値αを加算した
結果を新たな空燃比フィードバック補正係数fとする。Calculate it. Furthermore, the process proceeds to step 104, where the current output voltage value V of the lean sensor 28 is the target output voltage value V. It is determined whether or not the value is greater than or equal to the value. If the determination result is positive, the process proceeds to step 105, where the result of adding a partial value α to the current air-fuel ratio feedback correction coefficient f is calculated as a new air-fuel ratio feedback correction coefficient f, as shown in the following equation. do.
f+−f+α ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(1)一方、前出ステップ104における判定結果が否
である場合には、ステップ106に進み、次式に示す如
(、現在の空燃比フィードバック補正係数fかも一部値
βを減算した結果を新たな空燃比フィードバック補正係
数j“とする。f+-f+α ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(1) On the other hand, if the judgment result in step 104 is negative, the process proceeds to step 106, and the result of subtracting the current air-fuel ratio feedback correction coefficient f or the partial value β is calculated as shown in the following equation. Let it be a new air-fuel ratio feedback correction coefficient j''.
f(、−f−β・・・・・・・・・・・・・・・・(2
)ステソノ106或いは105終了後、ステップ107
に進み、前出ステップ103で求められた基本噴射時間
τ。に、次式に示す如く、空燃比フィードバック補正係
数fを乗算することによって実行噴射時間τを求めて、
この時間割込みルーチンを終了する。f(, −f−β・・・・・・・・・・・・・(2
) After completing Stesono 106 or 105, step 107
Then, the basic injection time τ obtained in step 103 is determined. As shown in the following equation, the effective injection time τ is determined by multiplying by the air-fuel ratio feedback correction coefficient f,
End this time interrupt routine.
τ−f・τ。・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
3)この時間割込みルーテンのステップ107で決定さ
れた実行噴射時間τに応じて、例えばクランク角度割込
みルーチンにより、インジェクタ22に前記実行噴射時
間τに対応する開弁時間信号が出力され、燃料がインジ
ェクタ22から噴射される。τ-f・τ.・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
3) According to the execution injection time τ determined in step 107 of this time interrupt routine, a valve opening time signal corresponding to the execution injection time τ is output to the injector 22, for example, by the crank angle interrupt routine, and the fuel is injected into the injector 22. It is injected from 22.
本実施例におけるリーンセンサ28の出力電圧と空燃比
フィードバック補正係数の関係の一例を第7図に示す。FIG. 7 shows an example of the relationship between the output voltage of the lean sensor 28 and the air-fuel ratio feedback correction coefficient in this embodiment.
第7図に示すように、リーンセンサ28の出力電圧値V
が目標出力′電圧値V。よりも大きくなると、即ち、空
燃比か目標空燃比よりも太キ(すると、空燃比フィード
バック補正係数fがαずつ増大せしめられるために、燃
料噴射量が増、太し、一方、出力電圧Vが目標電圧値V
。よりも小さくなると、空燃比フィードバック補正係数
fがβずつ減少せしめられるために、燃料噴射量が減少
する。つまり、リーンセンサ28の出力電圧値を目標出
力電圧値と比較し、その判別結果に基づいて、燃料噴射
量をフィードバック制御することにより、空燃比を目標
空燃比に正確に制御することができる。As shown in FIG. 7, the output voltage value V of the lean sensor 28
is the target output voltage value V. When the air-fuel ratio becomes larger than the target air-fuel ratio (then the air-fuel ratio feedback correction coefficient f is increased by α, the fuel injection amount increases and becomes thicker, and on the other hand, the output voltage V Target voltage value V
. When it becomes smaller than , the air-fuel ratio feedback correction coefficient f is decreased by β, and the fuel injection amount is decreased. That is, the air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio by comparing the output voltage value of the lean sensor 28 with the target output voltage value and performing feedback control on the fuel injection amount based on the determination result.
前記実施例においては、本発明が、吸気管圧力感知式の
電子制御燃料噴射装置を備えた自動車用エンジンに適用
されていたが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、
吸入空気量感知式の電子制御燃料噴射装置を備えた自動
車用エンジン、或いは、空燃比制御手段を、混合気を形
成するための燃料通路或いはエアブリード通路の有効面
積を制御することにより吸気空燃比を制御する制御電磁
弁とすることによって、電子制御燃料噴射装置を備えな
い一般の内燃徐開にも同様に適用できることは明tうか
である。In the above embodiment, the present invention was applied to an automobile engine equipped with an electronically controlled fuel injection device that senses intake pipe pressure, but the scope of application of the present invention is not limited to this.
The intake air-fuel ratio can be adjusted by controlling the effective area of the fuel passage or air bleed passage for forming an air-fuel mixture by using an automobile engine equipped with an electronically controlled fuel injection device that senses the amount of intake air, or an air-fuel ratio control means. It is obvious that by using a control solenoid valve that controls the control, it can be similarly applied to a general internal combustion gradual opening system that does not have an electronically controlled fuel injection device.
以上説明した通り、本発明によれば、リーンセンサの個
体差を容易に吸収することができ、リーンセンサの個体
差に拘らず、空燃比を目標値に正確に制御することかで
きる。従って、空燃比制御精度を大幅に同上することが
でき、特に、リーン燃焼シスデムにおいては、そのリー
ン限界に非常に近いリーン空燃比での制御が可能となり
、燃費性能が大幅に同上できると共に、 yp気気ガス
中有害成分を減少させることができるという優れた効果
を有する。As described above, according to the present invention, individual differences in lean sensors can be easily absorbed, and the air-fuel ratio can be accurately controlled to a target value regardless of individual differences in lean sensors. Therefore, the accuracy of air-fuel ratio control can be greatly improved, and in particular, in a lean combustion system, control at a lean air-fuel ratio that is very close to the lean limit is possible, and fuel efficiency can be greatly improved. It has an excellent effect of reducing harmful components in air gas.
第1図は、本発明に係る内1燃機関の空燃比fIIII
御装置の実施例の全体構成を示す、一部ブロック線図を
含む断面図、第2図は、前記実施例で用いられているリ
ーンセンサの構成を示す断面図、第3図は、前記リーン
センサの出力%1生の例を示す線図、第4図は、前記リ
ーンセンサの出力特性を較正するための、大気酸素濃度
における限界電流値と較正匝の関係の例を示す線図、第
5図は、前記(19)
実施例で用いられている、リーンセンサ川力特性較正手
段を含む′電子制御装置の構成を示すブロック線図、第
6図は、前記電子制御装置における、空燃比をフィード
バック制御するための時間割込みルーチンを示す流れ図
、第7図は、前記実施例におけ/’l IJ−ンセンサ
出力電圧と空燃比フィードバック補正係数の関係の一例
を示す線図である。
10・・・エンジン、18・・吸気管圧力センサ、22
・・・インジェクタ、28・・・リーンセンサ、30・
・・回転速度センサ、32・・・電子制御装置、40・
・・中央処理装置、46・・・電流電圧変換器、48・
・・アナログ−デジタル変換器、52・・・入力ボート
、54・・・リードオンリーメモリ、56・・・ランダ
ムアクセスメモリ、58・・・クロック発生器、60・
・・出力ボート、62・・・ダウンカウンタ、64・・
・S−Rフリップフロップ、66・・電力増幅器、70
・・・非反転増幅器、72・・・ポテンショメータダイ
ヤル、74・・・双方向バス。
代理人 高 矢 論
(ほか1名)
(20)
第6図
−177−
第7図FIG. 1 shows the air-fuel ratio fIII of the internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the lean sensor used in the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of the sensor output %1 raw, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the electronic control device including the lean sensor river force characteristic calibration means used in the above (19) embodiment, and FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a time interrupt routine for feedback controlling the air-fuel ratio. 10... Engine, 18... Intake pipe pressure sensor, 22
...Injector, 28...Lean sensor, 30.
...Rotational speed sensor, 32...Electronic control device, 40.
...Central processing unit, 46...Current voltage converter, 48.
...Analog-digital converter, 52...Input port, 54...Read-only memory, 56...Random access memory, 58...Clock generator, 60...
...Output boat, 62...Down counter, 64...
・S-R flip-flop, 66...Power amplifier, 70
. . . Non-inverting amplifier, 72 . . . Potentiometer dial, 74 . . . Bidirectional bus. Agent Takaya Ron (and 1 other person) (20) Figure 6-177- Figure 7
Claims (3)
濃度にほぼ比例した出力信号を発生するリーンセンサと
、エンジン燃焼室内に供給される混合気の空燃比を制御
するための吸気空燃比制御手段と、前記リーンセンサ出
力から求められる排気空燃比に応じて、空燃比が目標値
となるよう前記吸気空燃比制御手段をフィードバック制
御する電子制御装置とを有する内燃機関の空燃比制御装
置において、前記電子制御装置に、前記リーンセンサの
個体差に応じてリーンセンサ出力信号を基準特性に較正
するためのリーンセンサ出力特性較正手段を設けたこと
を特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。(1) A lean sensor that generates an output signal that is approximately proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas in the exhaust gas No. 1 air-fuel ratio range, and an intake sensor that controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine combustion chamber. Air-fuel ratio control for an internal combustion engine, comprising: an air-fuel ratio control means; and an electronic control device that performs feedback control of the intake air-fuel ratio control means so that the air-fuel ratio reaches a target value according to the exhaust air-fuel ratio determined from the lean sensor output. Air-fuel ratio control for an internal combustion engine, wherein the electronic control device is provided with lean sensor output characteristic calibration means for calibrating the lean sensor output signal to a reference characteristic according to individual differences in the lean sensor. Device.
のリーンセンサ出力値と基準値との比較により求められ
たものである特許請求の範囲第1項に記載の内燃機関の
空燃比制御装置。(2) The air-fuel ratio control for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the individual difference of the lean sensor is determined by comparing the lean sensor output value under atmospheric oxygen concentration with a reference value. Device.
制御装置内に設けられた、前記リーンセンサの出力信号
を増幅するための、増幅率可変の増幅器と、前記電子制
御装置に外付げされた、前記増幅器の増幅率t″調整す
ることによって、リーンセンサの出力特性を較正するた
めのポテンショメータダイヤルから構成されている特許
請求の範囲第1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。(3) The lean sensor output characteristic calibrating means includes an amplifier with a variable amplification rate provided in the electronic control device for amplifying the output signal of the lean sensor, and an amplifier externally attached to the electronic control device. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a potentiometer dial for calibrating the output characteristics of the lean sensor by adjusting the amplification factor t'' of the amplifier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14600582A JPS5934432A (en) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | Air-fuel ratio controller of internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14600582A JPS5934432A (en) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | Air-fuel ratio controller of internal-combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5934432A true JPS5934432A (en) | 1984-02-24 |
JPH0415386B2 JPH0415386B2 (en) | 1992-03-17 |
Family
ID=15397941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14600582A Granted JPS5934432A (en) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | Air-fuel ratio controller of internal-combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5934432A (en) |
Cited By (5)
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1982
- 1982-08-23 JP JP14600582A patent/JPS5934432A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0415386B2 (en) | 1992-03-17 |
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