JPS5987246A - Air-fuel ratio controller - Google Patents

Air-fuel ratio controller

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Publication number
JPS5987246A
JPS5987246A JP19848982A JP19848982A JPS5987246A JP S5987246 A JPS5987246 A JP S5987246A JP 19848982 A JP19848982 A JP 19848982A JP 19848982 A JP19848982 A JP 19848982A JP S5987246 A JPS5987246 A JP S5987246A
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JP
Japan
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signal
oxygen sensor
air
fuel ratio
amplitude
Prior art date
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Pending
Application number
JP19848982A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kitahara
剛 北原
Kimitake Sone
曽根 公毅
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5987246A publication Critical patent/JPS5987246A/en
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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
    • F02D41/1493Details
    • F02D41/1496Measurement of the conductivity of a sensor

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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

PURPOSE:To perform proper feedback control of an air-fuel ratio, by a method wherein the activating condition of an oxygen sensor is detected through measurement of internal resistance, and based on intensity of the internal resistance, feedback control is started. CONSTITUTION:In an air-fuel ratio controller which starts control when the output signal value of an oxygen sensor 1 crosses a reference value and is provided with a feedback control circuit 14 for controlling an air-fuel ratio into a desired value, the controller is provided with an external turbulence generator 13 for temporarily shifting the air-fuel ratio to the rich side or the lean side, a bias voltage generator 11 for applying a bias voltage, switching a voltage value by means of a given frequency, on the output terminal of the oxygen sensor 1, an amplitude measuring device 23 for outputting an amplitude signal through measurement of the amplitude of an output signal from the oxygen sensor provieded after a bias voltage signal is applied, and means 34 which actuates the external turbulence generator 13 through discrimination of the activating condition of the oxygen sensor 1 in response to an amplitude signal and performs feedback control.

Description

【発明の詳細な説明】 〔1〕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
センサを用いた空燃比のフィードバック制御装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [1] Technical Field The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an engine, and more particularly to an air-fuel ratio feedback control device using an oxygen sensor.

〔2〕従来技術 近時、エンジン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。
[2] Conventional technology Recently, in order to accurately control the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to a target value, an oxygen sensor is installed in the exhaust system, and a sensor is installed in the exhaust system to control the air-fuel ratio of the engine intake mixture to a target value. The amount of fuel supplied is controlled by feedback.

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「空燃比制御装置」 (特願昭57
−140099号)がある。
Such an air-fuel ratio control device includes, for example, an “air-fuel ratio control device” (patent application filed in 1983) for which the present applicant previously applied for a patent.
-140099).

この空燃比制御装置は、第1図に示す酸素センサ(特開
昭54−164191号公報参照)を用いて第3図に示
すような制御回路で空燃比制御を行っている・ まず、第1図について説明すると、1は酸素センサであ
り、酸素センサ1は酸素濃度に応じて起電力を発生ずる
一種の酸素電池の原理を応用したものである。2ばアル
ミナ基板であり、アルミナ基板2上には内側電極(基準
電極)3が設けられている。内側電極3は酸素イオン伝
導性の固体電解質4で包持されており、この固体?li
解質4を挾さんで内側電極3と対向する位置に外側電極
(酸素測定電極)5が積層されている。そして、これら
アルミナ基板2、内側電極3、固体電解質4および外側
電極5は多孔質保護層6によって被覆されており、アル
ミナ基板2内には固体電解質4の活性を保つように適温
に加熱するヒータ7が内蔵されている。この酸素センサ
1がエンジン排気管等に配置されると、被測定ガス(排
気ガス)は保護層6を透過して、まず外側電極5に到達
し、次いで固体型pH″yR4を減衰されつつ透過して
内側電極3に到達する。
This air-fuel ratio control device performs air-fuel ratio control using the oxygen sensor shown in FIG. To explain the figure, 1 is an oxygen sensor, and the oxygen sensor 1 applies the principle of a type of oxygen battery that generates an electromotive force depending on the oxygen concentration. 2 is an alumina substrate, and an inner electrode (reference electrode) 3 is provided on the alumina substrate 2. The inner electrode 3 is surrounded by a solid electrolyte 4 that conducts oxygen ions. li
An outer electrode (oxygen measurement electrode) 5 is laminated at a position facing the inner electrode 3 with the solute 4 in between. These alumina substrate 2, inner electrode 3, solid electrolyte 4, and outer electrode 5 are covered with a porous protective layer 6, and a heater is installed inside the alumina substrate 2 to heat the solid electrolyte 4 to an appropriate temperature to maintain its activity. 7 is built-in. When this oxygen sensor 1 is placed in an engine exhaust pipe or the like, the gas to be measured (exhaust gas) passes through the protective layer 6, first reaches the outer electrode 5, and then passes through the solid-state pH''yR4 while being attenuated. and reaches the inner electrode 3.

いま、空燃比を理論空燃比を境にしてステップ状に変化
させた場合の、センサ出力特性を第2図に基づいて説明
する。
Now, the sensor output characteristics when the air-fuel ratio is changed stepwise from the stoichiometric air-fuel ratio will be explained based on FIG. 2.

空燃比が第2図aに示すように、希薄側から過濃側に切
り換ったときに、外側電極5の酸素分圧PQ2 (ou
t )は、第2図すに示すように、多孔質保護層6がガ
スを良く通すため、排気ガス中の酸素濃度の変化に近い
変化を示すが、内側電極2の酸素分圧PO□(in)は
固体電解質4により減衰されるため、Po2(out)
に比較してゆっくりした変化となる。
As shown in FIG. 2a, when the air-fuel ratio switches from the lean side to the rich side, the oxygen partial pressure PQ2 (ou
As shown in FIG. 2, since the porous protective layer 6 allows gas to pass through well, t) shows a change close to the change in oxygen concentration in the exhaust gas, but the oxygen partial pressure PO□( in) is attenuated by the solid electrolyte 4, so Po2(out)
This is a slow change compared to .

この結果、固体電解質40両面に酸素濃度差が生じ、酸
素センサ1は次式(ネルンストの式)により起電力Eを
発生する。
As a result, a difference in oxygen concentration occurs on both sides of the solid electrolyte 40, and the oxygen sensor 1 generates an electromotive force E according to the following equation (Nernst's equation).

E= (RT/4F>  loge (PO2(in)
 /P(,2(out)’)       (1)ただ
し、R:気体定数、T:絶対温度 F:ファラディ一定数 これが、両電極3.5の端子間に発生ずるのであり、空
燃比が希薄から過濃に切り換わったときにプラス側へ出
力が急変化する。これらをまとめると、外側電極5には
被測定ガスとほぼ近似するガス(酸素)が存在し、内側
電極3には被測定ガスの時間的平均値としてのガス(酸
素)が存在し、これら両電極間のガス濃度比(酸素濃度
比)に応じて上記起電力Eが発生ずるのである。
E= (RT/4F> loge (PO2(in)
/P(,2(out)') (1) However, R: gas constant, T: absolute temperature F: Faraday constant number This occurs between the terminals of both electrodes 3.5, and the air-fuel ratio is When switching to overconcentration, the output suddenly changes to the positive side. To summarize these, a gas (oxygen) that is almost similar to the gas to be measured exists in the outer electrode 5, and a gas (oxygen) as a temporal average value of the gas to be measured exists in the inner electrode 3. The electromotive force E is generated depending on the gas concentration ratio (oxygen concentration ratio) between the electrodes.

そして、従来このような酸素センサ1を用いて空燃比を
制御するにあたり、第3図に示すようにして、エンジン
暖131 f&に空燃比のフィードバンク制御を開始し
ていた。
Conventionally, when controlling the air-fuel ratio using such an oxygen sensor 1, feed bank control of the air-fuel ratio was started when the engine was warmed up, as shown in FIG.

第3図において、酸素センサ1は、内部抵抗Rsと、起
電力Eおよびヒータ7の抵抗R)Iで表わされ、酸素セ
ンサ1の出力端には後述するバイアス電圧が印加されて
、信号Vsがフィードバック制御回路8に入力されてい
る。フィードバック制御回路8は信号Vsを比較基準値
(スライスレベル、以下S/Lと略す)と比較して空燃
比が過濃であるか希薄であるかを判断し、過濃のときに
は補正係数である燃料減量信号αI−を、希薄のときに
は燃料増量信号α、4.をスイッチ9を介して燃料噴射
量演算回路(以下、演算回路と略す)10に出力する。
In FIG. 3, the oxygen sensor 1 is represented by an internal resistance Rs, an electromotive force E, and a resistance R)I of the heater 7. A bias voltage, which will be described later, is applied to the output terminal of the oxygen sensor 1, and a signal Vs is input to the feedback control circuit 8. The feedback control circuit 8 compares the signal Vs with a comparison reference value (slice level, hereinafter abbreviated as S/L) to determine whether the air-fuel ratio is too rich or lean, and when it is too rich, a correction coefficient is used. 4. Fuel reduction signal αI-, fuel increase signal α when lean; is output to a fuel injection amount calculation circuit (hereinafter abbreviated as calculation circuit) 10 via switch 9.

そして、燃料増量信号α1+ば1より大きい補正係数で
あり、燃料減量信号α8−は1より小さい補正係数であ
る。これらの信号αヨオ、αヨーの値は比例債分制御さ
れた補正係数であり、第4図Bに示すように、徐々に増
加又は減少する。また、フィードバック制御回路8は0
N−OFF信号であるノ\イアス切換信号S、をバイア
ス電圧発生器11に出力しており、このバイアス切換信
号SIは、空燃比が過濃のときにはON信号で、希薄の
ときにはOFF信号である。バイアス電圧発生器11は
、第4図Aに示すように、ノ\イアス切換信号SIがO
N信号であるときにはバイアス電圧” B(R)を、O
FF信号であるときにはバイアス電圧V B(L)を、
バイアス抵抗R8を介して酸素センサ1の出力に印加し
ている。すなわち、ノ\イアス電圧発生器11は入力信
号S1に同期してその電圧値が切り換わるバイアス電圧
■5(R)、V13(L)を酸素センサ1の出力端に印
加している。
The fuel increase signal α1+ is a correction coefficient larger than 1, and the fuel decrease signal α8- is a correction coefficient smaller than 1. The values of these signals αyaw and αyaw are proportionally controlled correction coefficients, which gradually increase or decrease as shown in FIG. 4B. Also, the feedback control circuit 8 is 0
A noise switching signal S, which is an N-OFF signal, is output to the bias voltage generator 11, and this bias switching signal SI is an ON signal when the air-fuel ratio is rich, and an OFF signal when the air-fuel ratio is lean. . As shown in FIG. 4A, the bias voltage generator 11 operates when the noise switching signal SI is
When the signal is N, the bias voltage “B(R) is changed to O
When it is an FF signal, the bias voltage V B (L) is
It is applied to the output of the oxygen sensor 1 via a bias resistor R8. That is, the noise voltage generator 11 applies bias voltages 5 (R) and V13 (L) whose voltage values are switched in synchronization with the input signal S1 to the output terminal of the oxygen sensor 1.

このようなバイアス電圧VB(Fl)、■、3(L)を
印加するのは、主としてセンサ1の出力のばらつきをお
さえるためであり、これによりフィードバック制御回路
8には、次式で示される信号Vsが入力される。
The reason why such bias voltages VB(Fl), ■, and 3(L) are applied is mainly to suppress variations in the output of the sensor 1, so that the feedback control circuit 8 receives a signal expressed by the following equation. Vs is input.

VB(L)のいずれかの電圧である。そして、フィード
バンク制御回路8はこの信号Vsに基づいて前述の燃料
増・原信号α、す、α1−を出力している。
The voltage is either VB(L). The feed bank control circuit 8 outputs the aforementioned fuel increase/original signals α, S, α1- based on this signal Vs.

前記演算回路10は吸入空気量とエンジン回転数に基づ
いて基本噴射量を演算し、これに冷却水温補正やアイド
ル後増量補正等を行うとともにスイッチ9を介して選択
的に入力される前記フィードバンク制御回路8からの燃
料増・威信号α、オ、αヨーとオープンループ制御回路
12がらの制御信号α2および外乱発生器13からの外
乱信号α3により補正を加えて最終燃料噴射量を演算し
ている。そして、この信号に基づいて燃料噴射弁駆動回
路を介して燃料噴射弁(共に図示せず)が駆動され、機
関に最適量の燃料が供給される。オープンループ制御回
路12はフィードバック制御回路8の出力信号αl+、
αヨーの値(すなわち、補正係数)が1であるときに相
当する制御信号α2を出力しており、外乱発生器13は
空燃比を一時的に過濃または希薄にする外乱信号α3を
所定時間(微少時間)だけ出力する。したがって、演算
回路10ば、スイッチ9によりオープンループ制御回路
12に接続されているときは、基本噴射量と冷却水温補
正等によりオープンループ制御時最終噴射量Voを演算
し、スイッチ9により外乱発生器13に接続されている
ときは、オープンループ制御時最終噴射量Voを外乱信
号α、により増加あるいは減少補正1した外乱時最終噴
射量■にを演算する。また、演算回路10は、スイッチ
9によりフィードバック制御回路8に接続されていると
きは、基本噴射量Voを燃料増量信号α、+または燃料
減量信号α、−により増量または減量補正されたフィー
ドバック制御時最終噴射量vF を演算しており、この
フィードハック制御回路8と燃料噴射量演算回路10は
フィードバンク制御手段14を構成している。そして、
スイッチ9は切換回路15からの信号により作動し、オ
ープンループ制御回路12から外乱発生器13へ、そし
て、所定時間経過後、フィードバック制御回路8へと接
続を切り換える。切換回路15にはエンジンの暖機状態
を検出するセンサ、例えばエンジンの冷却水温を検出す
る水温センサ、からの信号が入力されており、切換回路
15は、センサからエンジンの暖機が完了したことを示
す信号が入力されると、スイッチ9の作動を開始する信
号を出力する。したがって、切換回路15から作動開始
信号が出力されてスイッチ9が作動すると、外乱信号α
3が出力された後フィードバック制御に入るが、フィー
ドバック制御回路8は、フィードバック制御を開始する
前は、入力信号Vsの上下に2つの比較基準値(スライ
スレベル)S/ L(H)、S / L(L)を設定し
ている。その後、外乱が発生され、V s > S /
 L(s)となると、フィードバンク制御回路8ば空燃
比が過濃であると判断して前述のS/上としてS / 
L(H)を採用し、V S < S / L(L)とな
ると、空燃比が希薄であると判断してS/上としてS/
上(H)を採用してフィードバック制御に入る。そして
、フィードバック制御開始後のS/上はVsに応じて変
化するように設定される。これらv s 、 S /、
 L(1−1)、S/上とL〕およびVs>S/上(H
)のときのS/上の関係を図示すると第4図Cのように
なる。また、前述のように、フィードバンク制御に入り
、VsがS/上と交叉すると、フィードバンク制御回路
8は、第4図Bに示す燃料増・原信号α、+、αヨーを
切り換えて出力するとともにバイアス切換信号S、を出
力し、演算回路10の燃料噴射量を増加又は減少させる
とともにバイアス電圧発生器11のバイアス電圧V 8
 (RJとバイアス電圧V B(L)の切り換えを行わ
せる。
The arithmetic circuit 10 calculates the basic injection amount based on the intake air amount and the engine speed, and performs corrections on the cooling water temperature, post-idle increase, etc. on the basic injection amount, and also inputs the feed bank selectively through the switch 9. The final fuel injection amount is calculated by adding correction using the fuel increase/intensity signals α, O, α Yaw from the control circuit 8, the control signal α2 from the open loop control circuit 12, and the disturbance signal α3 from the disturbance generator 13. There is. Based on this signal, a fuel injection valve (both not shown) is driven via a fuel injection valve drive circuit, and an optimum amount of fuel is supplied to the engine. The open loop control circuit 12 receives the output signal αl+ of the feedback control circuit 8,
A control signal α2 corresponding to when the value of αyaw (i.e., correction coefficient) is 1 is output, and the disturbance generator 13 outputs a disturbance signal α3 that temporarily makes the air-fuel ratio rich or lean for a predetermined period of time. Output for only a minute time. Therefore, when the arithmetic circuit 10 is connected to the open loop control circuit 12 by the switch 9, the final injection amount Vo during open loop control is calculated based on the basic injection amount and cooling water temperature correction, and the disturbance generator is connected to the open loop control circuit 12 by the switch 9. 13, the final injection amount Vo during open-loop control is increased or decreased by 1 based on the disturbance signal α to calculate the final injection amount during disturbance ■. Further, when the arithmetic circuit 10 is connected to the feedback control circuit 8 by the switch 9, the basic injection amount Vo is subjected to feedback control in which the basic injection amount Vo is increased or decreased by the fuel increase signal α, + or the fuel decrease signal α, −. The final injection amount vF is calculated, and the feed hack control circuit 8 and the fuel injection amount calculation circuit 10 constitute a feed bank control means 14. and,
The switch 9 is actuated by a signal from the switching circuit 15, and switches the connection from the open loop control circuit 12 to the disturbance generator 13, and then, after a predetermined period of time, to the feedback control circuit 8. The switching circuit 15 receives a signal from a sensor that detects the warm-up state of the engine, such as a water temperature sensor that detects the engine cooling water temperature, and the switching circuit 15 receives a signal from the sensor that indicates that the engine has warmed up. When a signal indicating this is input, a signal to start operating the switch 9 is output. Therefore, when an operation start signal is output from the switching circuit 15 and the switch 9 is activated, the disturbance signal α
However, before starting feedback control, the feedback control circuit 8 sets two comparison reference values (slice levels) S/L(H) and S/L(H) above and below the input signal Vs. L (L) is set. After that, a disturbance is generated and V s > S /
When L(s) is reached, the feed bank control circuit 8 determines that the air-fuel ratio is too rich and changes S/ to S/ as described above.
If L(H) is adopted and V S < S / L(L), it is determined that the air-fuel ratio is lean and S/ is set as above.
Adopt the above (H) and enter feedback control. Then, S/up after starting the feedback control is set to change according to Vs. These vs, S/,
L(1-1), S/up and L] and Vs>S/up(H
), the relationship on S/ is shown in Figure 4C. Further, as described above, when feed bank control is entered and Vs crosses S/up, the feed bank control circuit 8 switches the fuel increase/original signals α, +, α yaw shown in FIG. 4B and outputs At the same time, it outputs a bias switching signal S, which increases or decreases the fuel injection amount of the arithmetic circuit 10, and also changes the bias voltage V8 of the bias voltage generator 11.
(Switching between RJ and bias voltage VB(L) is performed.

ところで、このように、外乱発生器13により一時的に
空燃比を過濃あるいは希薄なものとするのは、次の理由
による。すなわち、酸素セン力°1は内側電極3と外側
電極5との間に酸素濃度差を生じたときに正または負の
電圧を出力し、酸素濃度差のないときには出力がゼロに
なる。そして、フィードバック制御回路8ば、前述のよ
うに比較基準値S/Lを入力信号Vsが交叉することに
より過濃か希薄かを判断しており、酸素センサ1の出力
がこのようにゼロの状態では、過濃か希薄かの判断がで
きない。したがって、外乱発生器13により一時的に空
燃比を過濃あるいはN片シなものとすることにより比較
基準値S/Lと入力信号Vsを交叉させて適切なフィー
ドバンク制御を開始させている。そして、酸素センサ■
の起電力が小さく、第4図りに示すように、入力信号V
sが比較基準値S/Lと交叉しないときにはオープンル
ープ制御が接続される。
By the way, the reason why the air-fuel ratio is temporarily made rich or lean by the disturbance generator 13 is as follows. That is, the oxygen sensor force °1 outputs a positive or negative voltage when there is an oxygen concentration difference between the inner electrode 3 and the outer electrode 5, and the output becomes zero when there is no oxygen concentration difference. As described above, the feedback control circuit 8 determines whether the input signal Vs crosses the comparison reference value S/L to determine whether it is rich or lean, and the output of the oxygen sensor 1 is in this zero state. Therefore, it is not possible to judge whether it is over-concentrated or diluted. Therefore, the disturbance generator 13 temporarily makes the air-fuel ratio rich or N-rich, thereby causing the comparison reference value S/L and the input signal Vs to intersect, thereby starting appropriate feedbank control. And oxygen sensor■
Since the electromotive force of V is small, as shown in the fourth diagram, the input signal V
When s does not cross the comparison reference value S/L, open loop control is connected.

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、機関の暖機状態に基づいて、外乱を発生させるこ
とにより、オープンループ制御からフィードハック制御
に移行する構成となっていたため、酸素センサの活性状
態とは無関係にフィードバンク制御に移行されたり、フ
ィードバック制御に移行できなかったりした。
However, such conventional air-fuel ratio control devices are configured to shift from open-loop control to feedhack control by generating a disturbance based on the warm-up state of the engine. It was possible to shift to feedbank control or not to feedback control, regardless of the activation state.

すなわち、酸素センサが十分活性化されていなくても機
関が暖機されると、外乱が発生され、フィードバンク制
御回路に入力される信号が比較基準値と交叉するとフィ
ードハック制御が開始され、入力信号が比較基準値と交
叉しないとオープンループ制御が継続される。したがっ
て、酸素センサが十分活性化されない状態でフィードバ
ック制御に入るときには空燃比の判断を誤り、適切なフ
ィードバック制御を行うことができないという不具合が
あった。また、オープンループ制御が継続されるときに
は、その後酸素センサが十分活性化されても、何らかの
運転状態の変化により空燃比が変化して入力信号が比較
基準値と交叉するまでフィードバンク制御が行われず、
フィードバック制御が十分活用されないという不具合が
あった。
In other words, when the engine is warmed up even if the oxygen sensor is not activated sufficiently, a disturbance is generated, and when the signal input to the feed bank control circuit crosses the comparison reference value, feed hack control is started and the input Open loop control continues if the signal does not cross the comparison reference value. Therefore, when feedback control is entered in a state where the oxygen sensor is not sufficiently activated, there is a problem in that the air-fuel ratio is misjudged and appropriate feedback control cannot be performed. Furthermore, when open-loop control is continued, even if the oxygen sensor is subsequently activated sufficiently, feedbank control will not be performed until the air-fuel ratio changes due to some change in operating conditions and the input signal crosses the comparison reference value. ,
There was a problem that feedback control was not fully utilized.

〔3〕発明の目的 そこで、本発明は酸素センサの活性状態をその内部抵抗
を測定して検出し、この内部抵抗の大きさに基づいてフ
ィードバンク制御を開始させることにより、空燃比のフ
ィードバック制御を適切に行うことを目的としている。
[3] Purpose of the Invention Therefore, the present invention provides feedback control of the air-fuel ratio by detecting the active state of the oxygen sensor by measuring its internal resistance and starting feed bank control based on the magnitude of this internal resistance. The purpose is to do so appropriately.

〔4〕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、他方に酸素測定電極を
有し、両電極間の酸素濃度差に応じた電圧値の46号を
出力する酸素センサと、該酸素センサの出力信号値が所
定の基準値と交叉すると制御開始し、該酸素センサの出
力信号値に基づいて空燃比を目標値にフィードバック制
御するフィードバック制御手段と、を備えた空燃比制御
装置において、空燃比を一時的に過濃側または希薄側に
移行させる信号を出力する外乱発生器と、前記酸素セン
サの出力端に所定周波数で電圧値が切り換わるノ\イア
ス電圧を印加するバイアス電圧発生器と、バイアス電圧
信号印加後の酸素センサ出力信号の振幅を測定して振幅
信号を出力する振幅測定器と、振幅信号により酸素セン
サの活性状態を判別して外乱発生器を作動させるととも
に、前記フィードバンク制御手段を作動させるフィード
パ・ツク制御開始手段と、を備えたものとすることによ
り、酸素センサの活性状態に基づいて空燃比のフィード
バック制御を開始する空燃比制御装置である。
[4] Structure of the Invention The air-fuel ratio control device of the present invention has a reference electrode on one side and an oxygen measuring electrode on the other side with an oxygen ion conductive solid electrolyte sandwiched between the two electrodes, and the air-fuel ratio control device has a reference electrode on one side and an oxygen measuring electrode on the other side. When the oxygen sensor outputs the voltage value No. 46 and the output signal value of the oxygen sensor crosses a predetermined reference value, the control starts, and the air-fuel ratio is feedback-controlled to the target value based on the output signal value of the oxygen sensor. Feedback control means, a disturbance generator that outputs a signal to temporarily shift the air-fuel ratio to the rich side or the lean side, and a voltage value at a predetermined frequency at the output end of the oxygen sensor. a bias voltage generator that applies a negative voltage that changes the bias voltage, an amplitude measuring device that measures the amplitude of the oxygen sensor output signal after applying the bias voltage signal and outputs an amplitude signal, and an amplitude signal that determines the activation state of the oxygen sensor. and feed pack control starting means for determining the disturbance generator and operating the feedbank control means, thereby controlling the air-fuel ratio in feedback based on the activation state of the oxygen sensor. This is an air-fuel ratio control device that starts the operation.

〔5〕実施例 以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。[5] Examples Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第5〜7図は本発明の第1実施例を示す図であり、本実
施例の説明にあたり、第1〜4図に示した従来例と同−
構成部分には同一符号のみを付してその説明を省略する
。第5図において、21はオープンループ制御回路であ
り、オープンループ制御回路21は前記制御信号α2を
スイソチ9を介して演算回路10に出力するとともに所
定周期(周波数が数lO〜数10011z)で切り換わ
る0N−OFF信号であるバイアス切換信号S2を第2
スイツチ22を介してバイアス電圧発生器11に出力し
ている。バイアス電圧発生器11には、さらに、第2ス
イツチ22を介してフィードバンク制御回路8から、前
記バイアス切換14号S、が入力されており、第2スイ
ツチ22はオープンループ制御回路21からのバイアス
切換信号S2とフィードバンク制御回路8からのバイア
ス切換信号Slとを選択的に切り換えてバイアス電圧発
生器11に出力している。従って、バイアス電圧発生器
11は、第6図Aに示すように、バイアス切換信号SI
またはバイアス切換信号S2と同期して電圧値が■[3
(R)とVB(L)に切り換わるバイアス電圧V、を酸
素センサ1の出力端に印加している。このバイアス電圧
■。
5 to 7 are diagrams showing a first embodiment of the present invention, and in explaining this embodiment, the same as the conventional example shown in FIGS. 1 to 4.
Only the same reference numerals are given to the constituent parts, and the explanation thereof will be omitted. In FIG. 5, 21 is an open loop control circuit, and the open loop control circuit 21 outputs the control signal α2 to the arithmetic circuit 10 via the switch 9 and cuts it at a predetermined period (frequency is from several lO to several 10011z). The bias switching signal S2, which is a 0N-OFF signal, is switched to the second
It is output to the bias voltage generator 11 via the switch 22. The bias voltage generator 11 is further supplied with the bias switching No. 14 S from the feed bank control circuit 8 via a second switch 22, and the second switch 22 receives the bias voltage from the open loop control circuit 21. The switching signal S2 and the bias switching signal Sl from the feed bank control circuit 8 are selectively switched and outputted to the bias voltage generator 11. Therefore, the bias voltage generator 11 outputs the bias switching signal SI as shown in FIG. 6A.
Or, the voltage value changes to ■[3] in synchronization with the bias switching signal S2.
A bias voltage V that switches between (R) and VB(L) is applied to the output end of the oxygen sensor 1. This bias voltage■.

が印加された後の酸素センサ1の出力信号Vs(第2式
参照)がフィードバンク制御回路8および振幅測定器2
3に入力されており、フィードバック制御回路8は、前
述のようにこの入力信号Vsに基づいて、第6図Bに示
す燃料増・威信号α1÷、α1−を切り換えて出力する
とともにバイアス切換信号S、を出力する。また、振幅
測定器23は第7図に示すように構成されており、入力
信号Vsの周期がバイアス切換信号S2の周期と同一周
期の入力信号Vsの振幅ΔVsを測定している。すなわ
ち、第7図において、振幅測定器間は、アッパピークホ
ールド回路(以下UPH回路と略す)24とロアピーク
ボールド回路(以下、LPH回路と略す)25を有して
おり、入力信号Vsがバッファアンプ26を通して入力
されると、UPH回路24により入力信号■Sのアッパ
ピーク電圧■、JPがホールドされるとともにLPH回
路25により入力信号のロアピーク電圧VLPがホール
ドされる。これらのアッパピーク電圧Vupおよびロア
ピーク電圧VLPはそれぞれバッファアンプ27.28
を通して減算回路29に入力され、減算回路29におい
てアッパピーク電圧V、JPからロアピーク電圧VLP
が減じられて振幅電圧Vpが算出される。この振幅電圧
Vpは抵抗30とコンデンサ31で平滑され、さらにバ
ッファアンプ32を通して振幅信号SVPとして出力さ
れる。なお、上記UPH回路24はダイオードDI、抵
抗R1、およびコンデンサCIで構成されており、L 
P Hu回路5ばダイオードD2、抵抗R2およびコン
デンサC2で構成されている。また、減算回路29は抵
抗R3、R4、R5、Rラ およびオペアンプOPlに
より構成されている。そして、UPH回路24およびL
PH回路25はそれぞれ抵抗R1とコンデンサC8およ
び抵抗R2とコンデンサC7で決定される時定数を有し
、この時定数は入力信号■Sが前記バイアス切換信号S
2と同一周波数のときのみその入力信号Vsの各ピーク
電圧をホールドするように決定されている。したがって
、振幅測定器23は入力信号Vsの周期がバイアス切換
信号S2の周期と同一周期のときに、その入力信号Vs
の振幅ΔVsを測定して振幅信号SV、を第5図に示す
切換回路33に出力する。そして、この振幅ΔVsはバ
イアス切換信号S2と同期して切。
The output signal Vs (see the second equation) of the oxygen sensor 1 after the
3, and the feedback control circuit 8 switches and outputs the fuel increase/power signal α1÷, α1− shown in FIG. 6B based on this input signal Vs as described above, and also outputs the bias switching signal. Outputs S. Further, the amplitude measuring device 23 is configured as shown in FIG. 7, and measures the amplitude ΔVs of the input signal Vs whose period is the same as that of the bias switching signal S2. That is, in FIG. 7, an upper peak hold circuit (hereinafter abbreviated as UPH circuit) 24 and a lower peak bold circuit (hereinafter abbreviated as LPH circuit) 25 are provided between the amplitude measuring instruments, and the input signal Vs is buffered. When inputted through the amplifier 26, the UPH circuit 24 holds the upper peak voltages 2 and JP of the input signal S, and the LPH circuit 25 holds the lower peak voltage VLP of the input signal. These upper peak voltage Vup and lower peak voltage VLP are respectively buffer amplifier 27.28
is input to the subtraction circuit 29 through the subtraction circuit 29, where the lower peak voltage VLP is input from the upper peak voltage V, JP.
is subtracted to calculate the amplitude voltage Vp. This amplitude voltage Vp is smoothed by a resistor 30 and a capacitor 31, and further outputted through a buffer amplifier 32 as an amplitude signal SVP. The UPH circuit 24 is composed of a diode DI, a resistor R1, and a capacitor CI.
The P Hu circuit 5 is composed of a diode D2, a resistor R2, and a capacitor C2. Further, the subtraction circuit 29 is composed of resistors R3, R4, R5, R and an operational amplifier OPl. Then, the UPH circuit 24 and the L
Each of the PH circuits 25 has a time constant determined by a resistor R1 and a capacitor C8, and a resistor R2 and a capacitor C7.
It is determined that each peak voltage of the input signal Vs is held only when the frequency is the same as that of Vs. Therefore, when the period of the input signal Vs is the same as the period of the bias switching signal S2, the amplitude measuring device 23 detects the input signal Vs.
The amplitude ΔVs is measured and the amplitude signal SV is output to the switching circuit 33 shown in FIG. Then, this amplitude ΔVs is switched off in synchronization with the bias switching signal S2.

り換わるバイアス電圧VB がV g(I+)のときの
VstD)と、V B(L)のとき(7)VS(L)と
、ノ差テアリ、前記(2)式より、ysn>、VS(L
)およびΔVsは次式のように表される。
The difference between VstD) when the changing bias voltage VB is Vg(I+) and (7) VS(L) when the bias voltage VB is VB(L). From equation (2) above, ysn>, VS( L
) and ΔVs are expressed as follows.

ここで\ΔVB=VBuz)VB(L)いま、R13と
ΔVBは一定であるから、振幅ΔVSは酸素センサ1の
内部抵抗RSが減少するに従って、第6図Cに示すよう
に、小さくなる。従って、この振幅ΔVs を測定する
ことにより酸素センサ1の内部抵抗Rsの大きさを知る
ことができ、酸素センサ1は活性状態では内部抵抗Rs
が小さく、不活性状態では大である。その結果、振幅Δ
Vsを測定することにより酸素センサ1の活性状態を判
別することができる。そこで、振幅信号Svpの入力さ
れる切換回路33は振幅信号svPを所定基準値と比較
し、振幅信号Svpが所定基準値以下になると酸素セン
サ1が活性状態であると判断する。さらに、本実施例で
は切換回1/&33には機関の暖機状態を表す信号(例
えば、冷却水の水温を検出する水温センサからの水温信
号)が入力されており、切換回路33は水温信号が所定
値以上となり、かつ、振幅信号Svpが所定W車値以下
となると、作動信号をスイッチ9おtび第2スイツチ2
2に出力する。
Here, \ΔVB=VBuz)VB(L) Now, since R13 and ΔVB are constant, the amplitude ΔVS decreases as the internal resistance RS of the oxygen sensor 1 decreases, as shown in FIG. 6C. Therefore, by measuring this amplitude ΔVs, it is possible to know the magnitude of the internal resistance Rs of the oxygen sensor 1. In the active state, the oxygen sensor 1 has an internal resistance Rs
is small and large in the inactive state. As a result, the amplitude Δ
By measuring Vs, the activation state of the oxygen sensor 1 can be determined. Therefore, the switching circuit 33 to which the amplitude signal Svp is input compares the amplitude signal svP with a predetermined reference value, and determines that the oxygen sensor 1 is in the active state when the amplitude signal Svp becomes equal to or less than the predetermined reference value. Furthermore, in this embodiment, a signal representing the warm-up state of the engine (for example, a water temperature signal from a water temperature sensor that detects the temperature of cooling water) is input to the switching circuit 1/&33, and the switching circuit 33 receives the water temperature signal. becomes a predetermined value or more, and the amplitude signal Svp becomes a predetermined W vehicle value or less, the activation signal is transferred to the switch 9 and the second switch 2.
Output to 2.

これば、酸素センサ1の活性状態の外に、エンジン側の
要求として機関暖機前はフィードバンク制御に入らせな
いように考慮したためである。
This is because, in addition to the activation state of the oxygen sensor 1, consideration was given to not allowing feedbank control to be entered before the engine warms up as a request from the engine side.

スイッチ9は、前述のように、作動信号が入力されると
、燃料噴射演算回路10を外乱発生器13に所定時間接
続した後フィードバンク制御回路8に接続する。また、
第2スイツチ22は作動信号が入力される前はバイアス
電圧発生器11をオープンループ制御回路21に接続し
ているが、作動信号が入力されると、バイアス電圧発生
器11の接続をフィードバック制御回路8に切り換える
。したがって、バイアス電圧発生器11はフィードハッ
ク制御回路8からのバイアス切換信号S、と同期してバ
イアス電圧VBをVe(b潰Vlli(L)に切り換え
る。また、演算回路10は外乱発生器I3からの外乱信
号α3により一時的に空燃比を過濃またば希薄とし、つ
いで、フィードバンク制御回路8からの燃料増・減信号
α、+、α1−によりフィードバック制御時最終燃料噴
射量vFを演算する。このとき、酸素センサ1は活性状
態にあるため、外乱信号α3により空燃比が一時的に過
濃または希薄となると、酸素センサ1の出力にバイアス
電圧VBの印加された信号Vsは比較基準値S / L
(+2.または比較基準値S / L(L)と確実に交
叉する。したがって、フィードバンク制御回路8は入力
信号VSが交叉した比較基準値S/L(R)またばS/
LCりを比較基準値S/Lとして採用しフィードハック
制御を開始する。
As described above, when the actuation signal is input, the switch 9 connects the fuel injection calculation circuit 10 to the disturbance generator 13 for a predetermined period of time, and then connects it to the feed bank control circuit 8. Also,
The second switch 22 connects the bias voltage generator 11 to the open loop control circuit 21 before the activation signal is input, but when the activation signal is input, the bias voltage generator 11 is connected to the feedback control circuit. Switch to 8. Therefore, the bias voltage generator 11 switches the bias voltage VB to Ve (b crush Vlli (L)) in synchronization with the bias switching signal S from the feed hack control circuit 8. The air-fuel ratio is temporarily made rich or lean using the disturbance signal α3, and then the final fuel injection amount vF during feedback control is calculated using the fuel increase/decrease signals α, +, α1- from the feed bank control circuit 8. At this time, since the oxygen sensor 1 is in the active state, if the air-fuel ratio temporarily becomes excessively rich or lean due to the disturbance signal α3, the signal Vs, which is the output of the oxygen sensor 1 to which the bias voltage VB is applied, becomes the comparison reference value. S/L
(+2. or the comparison reference value S/L(L). Therefore, the feed bank control circuit 8 detects the comparison reference value S/L(R) or the comparison reference value S/L(R) crossed by the input signal VS.
Feedhack control is started using LC as the comparison reference value S/L.

その結果、適切な空燃比のフィードバック制御が行うこ
とができる。このように、酸素センサlの活性状態を内
部抵抗Rsの大きさに基づいて判別してフィードバック
制御を開始させるようにしたため、フィードバンク制御
を確実に、かつ、適切に開始することができる。なお、
上記切換回路33、スイッチ9および第2スイツチ22
は、フィードハック制御開始手段34を構成している。
As a result, appropriate air-fuel ratio feedback control can be performed. In this way, since the activation state of the oxygen sensor I is determined based on the magnitude of the internal resistance Rs and the feedback control is started, the feedbank control can be started reliably and appropriately. In addition,
The switching circuit 33, switch 9 and second switch 22
constitutes the feed hack control starting means 34.

第8〜10図は本発明の第2実施例を示す図であり、本
実施例はマイクロコンピュータを使用したものである。
8 to 10 are diagrams showing a second embodiment of the present invention, and this embodiment uses a microcomputer.

第8図において、41はエンジン本体であり、42はエ
アクリーナ43を通してエンジン本体41に空気を供給
するインテークマニホールドである。
In FIG. 8, 41 is an engine body, and 42 is an intake manifold that supplies air to the engine body 41 through an air cleaner 43.

44はエンジン本体41からの排気を排出するエフジ−
ストマニホールドであり、エフジ−ストマニホールド4
4には酸素センサlが取付けられている。酸素センサ1
からの出力にはバイアス電圧発生器11からのバイアス
電圧VBが印加されており、バイアス電圧V巳印加後の
酸素センサ1の出力信号VsがA/Dコンバータ45に
人力されている。A/Dコンバーク45は信号Vsをデ
ジタル変換して入出力装置(以下I10と略す)46に
出力し、l1046はA/Dコンバークからの信号を中
央処理袋rI1.(以下C’ P Uと略す)47に入
力するとともにCPU47がらの信号をバイアス電圧発
生器11および燃料供給装置48に出力する。CPU4
7は第1実施例のオープンループ制御回路2I、外乱発
生器13、フィードハック制御回路8、振幅測定器23
、切換回路33、スイッチ9、第2スイツチ22および
燃料噴射演算回路10の作用をl1046からの信号お
よびメモリ49に記憶されているデータにもとづいて行
っており、CPU47は第9図に示すフローチャートに
従ってフィードバック制御を開始させる信号処理を行っ
ている。図中の記号の意味は以下に示すとおりである。
44 is an FG for discharging exhaust gas from the engine body 41.
F-jest manifold 4
4 is attached with an oxygen sensor l. oxygen sensor 1
The bias voltage VB from the bias voltage generator 11 is applied to the output from the oxygen sensor 1, and the output signal Vs of the oxygen sensor 1 after the application of the bias voltage V is input to the A/D converter 45. The A/D converter 45 digitally converts the signal Vs and outputs it to the input/output device (hereinafter abbreviated as I10) 46, and the I1046 converts the signal from the A/D converter into the central processing bag rI1. (hereinafter abbreviated as C'PU) 47 and also outputs a signal from the CPU 47 to the bias voltage generator 11 and the fuel supply device 48. CPU4
7 is an open loop control circuit 2I, a disturbance generator 13, a feed hack control circuit 8, and an amplitude measuring device 23 of the first embodiment.
, the switching circuit 33, the switch 9, the second switch 22, and the fuel injection calculation circuit 10 are operated based on the signal from the l1046 and the data stored in the memory 49, and the CPU 47 operates according to the flowchart shown in FIG. Performs signal processing to start feedback control. The meanings of the symbols in the figure are as shown below.

■フラッグ F OC−m−・−オープン制御−=1゜クローズド制
御=O F Z −−−−−ハイインピーダンス=1゜ローイン
ピーダンス=0 ■カウンター HZ CΔVS<C1が続けて何回おきたかの表示 CC外乱発生のためのカウンター ■変数 Vsbift  Vsを上へ平行移動した値Vs0  
 1サイクル前のVsO値 d   空燃比補正係数 l:?Ili正なしTW  
  水温センサ信号 ■定数 Δ■Vshiftへの平行移動量 N   指数平滑法の重み c、    振幅の比較基準値 02   H7c≧02となったらセンサは活性と判断
する C3   水温の比較基準値 04C6Cq  第10図参照 第9図において50は比較基準値S/L(印、S/上(
しンを設定するフローであり、51は振幅ΔVsを所定
基準値と比較して酸素センサ1の活性状態を判断するフ
ローである。また、52は外乱信号αを発生ずるフロー
であり、53ば外乱発生からフィードバンク制御へ移行
するためのフローである。さらに54はフィードバック
制御部、すなわち第1実施例のフィードバック制御回路
8に相当する部分である。
■Flag F OC-m-・-Open control-=1゜Closed control=O F Z -------High impedance=1゜Low impedance=0 ■Counter HZ Display of how many times CΔVS<C1 has occurred in succession CC Counter for disturbance occurrence ■Variable Vsbift Value obtained by moving Vs upward in parallel Vs0
VsO value d before one cycle Air-fuel ratio correction coefficient l:? Ili no positive TW
Water temperature sensor signal ■ Constant Δ ■ Parallel shift amount N to Vshift Exponential smoothing weight c, amplitude comparison reference value 02 If H7c≧02, the sensor is judged to be active C3 Water temperature comparison reference value 04C6Cq See Figure 10 In Fig. 9, 50 is the comparison standard value S/L (marked, S/upper (
51 is a flow for determining the active state of the oxygen sensor 1 by comparing the amplitude ΔVs with a predetermined reference value. Further, 52 is a flow for generating a disturbance signal α, and 53 is a flow for transitioning from disturbance generation to feed bank control. Furthermore, 54 is a feedback control section, that is, a portion corresponding to the feedback control circuit 8 of the first embodiment.

本実施例のプログラムは例えば機関回転1回転に1度又
は定時間に1度演算され、エンジン始動時、フラッグF
OC,FZは1にセットされ、またカウンターH2C,
CCは0にクリアーされる。エンジンが始動されると、
フラッグFOCは1に設定されているから、オープンル
ープ制御と判断し、比較基準値S/Lを初期設定する。
The program of this embodiment is calculated, for example, once per engine rotation or once at a fixed time, and when the engine is started, the flag F
OC, FZ are set to 1, and counter H2C,
CC is cleared to 0. When the engine is started,
Since the flag FOC is set to 1, open loop control is determined and the comparison reference value S/L is initialized.

その後、バイアス電圧vBを切り換えてフラッグFZの
判別を行うが、今、内部抵抗Rs判別用フラッグFZが
1にセットされている。したがって、次に、Vsから1
サイクル前のVs値であるVs□ を引いた絶対値を振
幅の比較基準値C1と比較する。このとき、通常、酸素
センサ1ば活性状態になっていないため、カウンターH
Z Cを0にセントし、さらに補正係数αを1にセット
して再び上述のフローを繰り返す。ここで、補正係数α
は、前記演算回路10に入力する信号α2、C3を代表
するもので、α=1のときはC2に相当する。さらにフ
ローが流れて、1vs−vsol〈C1となると、カウ
ンターHZ Cに1を加えて、さらにフローが流れてカ
ウンターHZ Cが所定回数02以上となると酸素セン
サの内部抵抗が下がり、十分に活性化したと判断し、カ
ウンターH2CおよびフラッグFZを0にセントして、
次に水温TWを所定温度C3と比較する。TW<C3の
ときには〕「1−は再びフラッグFZの判別分板まで流
れるが、FZ=0にセントされているため繰り返しTW
:C3が判別される。そして、TW≧C3となると、信
号Vsを比較基準値S/Lo−3)と比較し、V、1.
(≧S/L(1)のときには比較基準値S / Lとし
てS/上(+−1)を採用し、α−1、F0C=0とし
てフィードバンク制御に入る。また、VsH< S /
 L(?lンのときには信号VsHを比較基準値S /
 L(L)と比較し、VS、≦S / L(L)のとき
には比較基準値S/LとしてS/上(りを採用しα=1
、FOC=Oとセットしてフィードバック制御に入る。
Thereafter, the bias voltage vB is switched to determine the flag FZ, but the internal resistance Rs determination flag FZ is now set to 1. Therefore, next, from Vs to 1
The absolute value obtained by subtracting Vs□, which is the Vs value before the cycle, is compared with the amplitude comparison reference value C1. At this time, normally, oxygen sensor 1 is not activated, so counter H
Z C is set to 0, the correction coefficient α is set to 1, and the above-described flow is repeated again. Here, the correction coefficient α
is representative of the signals α2 and C3 input to the arithmetic circuit 10, and corresponds to C2 when α=1. When the flow further flows and becomes 1 vs-vsol<C1, 1 is added to the counter HZ C, and when the flow flows further and the counter HZ C reaches the predetermined number of times 02 or more, the internal resistance of the oxygen sensor decreases and is fully activated. Deciding that it was, set counter H2C and flag FZ to 0,
Next, the water temperature TW is compared with a predetermined temperature C3. When TW < C3] "1- flows again to the discrimination plate of flag FZ, but since it is sent to FZ = 0, TW is repeated.
:C3 is determined. Then, when TW≧C3, the signal Vs is compared with the comparison reference value S/Lo-3), and V, 1.
(When ≧S/L(1), S/above (+-1) is adopted as the comparison reference value S/L, and feed bank control is entered with α-1, F0C=0. Also, when VsH<S/
When L(?l), the signal VsH is compared with the reference value S/
When comparing with L (L), when VS, ≦S / L (L), S / upper (R) is adopted as the comparison reference value S / L, and α = 1.
, set FOC=O and enter feedback control.

さらに、VSH> S / L (L)すなわちS/上
(し、<V≦H<S/上(H)であると、外乱発生回数
を検出するカウンターCCを所定回数C−+と比較し、
CG<4であると、カウント値を1増加し、さらにCC
≦C4−1、CC≦06であると補正係数αをα=l+
c7  (前記α3に相当する)に設定してリッチパル
スによる外乱を発生させる。この外乱発生ルーチンは第
10図に示すように行われる。
Further, if VSH>S/L (L), that is, S/up (H), and <V≦H<S/up (H), the counter CC that detects the number of disturbance occurrences is compared with a predetermined number of times C-+,
If CG<4, the count value is increased by 1 and further CC
≦C4-1, CC≦06, the correction coefficient α is α=l+
c7 (corresponding to α3) to generate disturbance due to rich pulses. This disturbance generation routine is performed as shown in FIG.

この外乱発生によりVs≧S / L(H)となったと
き、またはそれ以外の何らかの原因により生じた外乱に
よりVs≦S/L(L)となったとき、あるいはりソチ
パルスにる外乱発生にもかかわらず、S / L()(
)又はS/上(L)とVsがよぎらないときは、最初が
ら空燃比が過激であったとみなしフィードバック制御が
開始される。
When Vs≧S/L(H) due to the occurrence of this disturbance, or when Vs≦S/L(L) due to a disturbance caused by some other cause, or when a disturbance due to Sochi pulse occurs. Regardless, S/L()(
) or S/Up (L) and Vs do not cross, it is assumed that the air-fuel ratio was extreme from the beginning, and feedback control is started.

そして、CPU47により演算された燃料噴射量を表示
する信号が適切な噴射時期(これもCPU47内で演算
される)にl104Gを介して燃料噴射弁駆動回路48
に出力され、燃料噴射弁駆動回路48はこの信号に基づ
いて燃料噴射弁55に噴射パルスを出力する。
Then, a signal indicating the fuel injection amount calculated by the CPU 47 is transmitted to the fuel injection valve drive circuit 48 via l104G at an appropriate injection timing (this is also calculated within the CPU 47).
The fuel injection valve drive circuit 48 outputs an injection pulse to the fuel injection valve 55 based on this signal.

したがって、マイクロコンピュータを使用して、酸素セ
ンサ1の活性状態に基づいて容易にフィードバック制御
を開始させることができる。
Therefore, feedback control can be easily started based on the activation state of the oxygen sensor 1 using a microcomputer.

〔6〕効果 本発明によれば、酸素センサの活性状態に基づいてフィ
ードハック制御を開始することができるので、空燃比の
フィードパンク制御を確実に、かつ、適切に行うことが
できる。
[6] Effects According to the present invention, feed hack control can be started based on the activation state of the oxygen sensor, so feed puncture control of the air-fuel ratio can be performed reliably and appropriately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は酸素センサの断面図、第2図はその出力特性図
、第3.4図は従来の空燃比制御装置を示す図であり、
第3図はその制御回路のブロック図、第4図はその制御
動作をあられすタイミングチャート、第5〜7図は本発
明の空燃比制御装置の第1実施例を示す図であり、第5
図はその制御回路のブロック図、第6図はその制御特性
をあられすタイミングチャート、第7図はその振幅測定
回路図、第8〜10図は本発明の空燃比制御装置の第2
実施例を示す図であり、第8図はその全体概略図、第9
図はその制御動作をあられすフローチャート、第10図
はその外乱信号の特性図である。 1−−−一酸素センサ、 3−−−−−一基準電極、 4−・一固体電解質、 5−−−−−一酸素測定電極、 11−・−バイアス電圧発生器、 13−−−−−一外乱発生器、 14−−−−−−フィードバンク制御手段、23−・・
−振幅測定器、 34−−−−−−フィードバック制御開始手段。
Fig. 1 is a sectional view of the oxygen sensor, Fig. 2 is its output characteristic diagram, and Fig. 3.4 is a diagram showing a conventional air-fuel ratio control device.
FIG. 3 is a block diagram of the control circuit, FIG. 4 is a timing chart showing the control operation, and FIGS. 5 to 7 are diagrams showing the first embodiment of the air-fuel ratio control device of the present invention.
The figure is a block diagram of the control circuit, Figure 6 is a timing chart showing its control characteristics, Figure 7 is its amplitude measurement circuit diagram, and Figures 8 to 10 are the second diagram of the air-fuel ratio control device of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram of the entire embodiment, and FIG. 9 is a diagram showing an embodiment.
The figure is a flowchart showing the control operation, and FIG. 10 is a characteristic diagram of the disturbance signal. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1---One oxygen sensor, 3---One reference electrode, 4--One solid electrolyte, 5--One oxygen measurement electrode, 11--Bias voltage generator, 13----- - a disturbance generator, 14-- feed bank control means, 23-.
- Amplitude measuring device, 34 - Feedback control starting means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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、他方に酸素測定電極を有し、両電極間の酸素濃度差
に応じた電圧値の信号を出力する酸素センサと、該酸素
センサの出力信号値が所定の基準値と交叉すると制御開
始し、該酸素センサの出力信号値に基づいて空燃比を目
標値にフィードバンク制御するフィードハック制御手段
と、を備えた空燃比制御装置において、空燃比を一時的
に過濃側または希薄側に移行さ・Iる信号を出力する外
乱発生器と、前記酸素センサの出力端に所定周期で電圧
値が切り換わるバイアス電圧を印加するバイアス電圧発
生器と、バイアス電圧信号印加後の酸素センサ出力信号
の振幅を測定して振幅信号を出力する振幅測定器と、振
幅信号により酸素センサの活性状態を判別して外乱発生
器を作動させるとともに前記フィードバック制御手段を
作動させるフィードバック制御開始手段と、を備えたこ
とを特徴とする空燃比制御装置。
An oxygen sensor that has a reference electrode on one side and an oxygen measurement electrode on the other side, sandwiching an oxygen ion conductive solid electrolyte, and outputs a signal with a voltage value according to the oxygen concentration difference between the two electrodes; An air-fuel ratio control device comprising: feed hack control means that starts control when the output signal value crosses a predetermined reference value, and performs feedbank control of the air-fuel ratio to a target value based on the output signal value of the oxygen sensor, a disturbance generator that outputs a signal that temporarily shifts the air-fuel ratio to the rich side or lean side; and a bias voltage generator that applies a bias voltage whose voltage value switches at a predetermined period to the output terminal of the oxygen sensor. an amplitude measuring device that measures the amplitude of the oxygen sensor output signal after application of the bias voltage signal and outputs an amplitude signal; and an amplitude measuring device that determines the activation state of the oxygen sensor based on the amplitude signal and operates the disturbance generator and provides the feedback. An air-fuel ratio control device comprising: feedback control starting means for activating the control means.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6205989B1 (en) * 1998-05-27 2001-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for air-fuel radio sensor

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