JPS6017348A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
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- JPS6017348A JPS6017348A JP58125248A JP12524883A JPS6017348A JP S6017348 A JPS6017348 A JP S6017348A JP 58125248 A JP58125248 A JP 58125248A JP 12524883 A JP12524883 A JP 12524883A JP S6017348 A JPS6017348 A JP S6017348A
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- air
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- voltage
- oxygen sensor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1477—Introducing 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)
- F02D41/1479—Using a comparator with variable reference
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1496—Measurement of the conductivity of a sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
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- Immunology (AREA)
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明はエンジンの排気中の酸素濃度を）金山する酸素
センサの出力に基づいてエンジンに供給する燃料量をフ
ィードバック制御する空燃比制御装置に関する。
センサの出力に基づいてエンジンに供給する燃料量をフ
ィードバック制御する空燃比制御装置に関する。
（従来技術）
従来の空燃比制御装置としては、例えば［ＮＡＰＳ・三
元触媒方式・１９７８年技術解説書」 （昭和５３年８
月日産自動車株式会社発行）１１〜１６頁に記載された
ものが知られており、第１図のように示すことができる
。第１図において、１はエンジンの排気中の酸素濃度を
検出する酸素センサであり、理論空燃比で起電力Ｅが急
変し過濃混合気側で起電力Ｅが高く希薄混合気側で起電
力Ｅが低くなる特性を有する。この酸素センサ１は内部
抵抗Ｒｓを有し、その出力信号Ｖｓばバイアス電圧２を
介して比較器３のプラス端子に入力されている。比較器
３０）マイナス端子には所定の基準電圧Ｖｅが入力され
ており、この基準電圧Ｖｅは抵抗Ｒｘ、■？）・により
分圧され酸素センサ１の出力電圧変動の１中間の電圧に
設定されている。したがって、比較器３は、Ｖｓ＞Ｖｅ
のとき、すなわぢ混合気が理論空燃比より濃いとき、Ｉ
］倍信号ハイレベル信号＞ヲコントロールユニット４に
出力し、Ｖ Ｓ ＜ Ｖ ｅのとき、すなわち混合気が
理論空燃比より薄いとき、Ｌ信号（ローレベル信号）を
コントロールユニット４に出力する。コントロールユニ
ット４は、この比較器３からの信号に基づいてエンジン
に供給する燃料量を増量あるいは減量補正し、この増量
あるいは減量補正の割合は一定である。したがって、こ
の空燃比制御装置は、バッファアンプ２、比較器３およ
びコントロールユニット４で構成されるフィードバック
制御回路５が酸素センサ１の出力に基づいてエンジンに
供給する燃料量を一定割合で増９補正あるいは減量補正
を行うことにより、混合気を理論空燃比付近に制御して
いる。
元触媒方式・１９７８年技術解説書」 （昭和５３年８
月日産自動車株式会社発行）１１〜１６頁に記載された
ものが知られており、第１図のように示すことができる
。第１図において、１はエンジンの排気中の酸素濃度を
検出する酸素センサであり、理論空燃比で起電力Ｅが急
変し過濃混合気側で起電力Ｅが高く希薄混合気側で起電
力Ｅが低くなる特性を有する。この酸素センサ１は内部
抵抗Ｒｓを有し、その出力信号Ｖｓばバイアス電圧２を
介して比較器３のプラス端子に入力されている。比較器
３０）マイナス端子には所定の基準電圧Ｖｅが入力され
ており、この基準電圧Ｖｅは抵抗Ｒｘ、■？）・により
分圧され酸素センサ１の出力電圧変動の１中間の電圧に
設定されている。したがって、比較器３は、Ｖｓ＞Ｖｅ
のとき、すなわぢ混合気が理論空燃比より濃いとき、Ｉ
］倍信号ハイレベル信号＞ヲコントロールユニット４に
出力し、Ｖ Ｓ ＜ Ｖ ｅのとき、すなわち混合気が
理論空燃比より薄いとき、Ｌ信号（ローレベル信号）を
コントロールユニット４に出力する。コントロールユニ
ット４は、この比較器３からの信号に基づいてエンジン
に供給する燃料量を増量あるいは減量補正し、この増量
あるいは減量補正の割合は一定である。したがって、こ
の空燃比制御装置は、バッファアンプ２、比較器３およ
びコントロールユニット４で構成されるフィードバック
制御回路５が酸素センサ１の出力に基づいてエンジンに
供給する燃料量を一定割合で増９補正あるいは減量補正
を行うことにより、混合気を理論空燃比付近に制御して
いる。
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、酸素センサの出力に基づいてエンジンに供給する
燃料量を一定割合で増量補正あるいは減量補正する構成
となっていたため、酸素センサの応答時間（酸素センサ
出力の５０％応答時間）が立上がり時と立下り時で異な
る場合には、フィードハ・７り制御する空燃比の制御中
心が理論空燃比からずれてしまう不具合が考えられる。
ては、酸素センサの出力に基づいてエンジンに供給する
燃料量を一定割合で増量補正あるいは減量補正する構成
となっていたため、酸素センサの応答時間（酸素センサ
出力の５０％応答時間）が立上がり時と立下り時で異な
る場合には、フィードハ・７り制御する空燃比の制御中
心が理論空燃比からずれてしまう不具合が考えられる。
すなわち、酸素センサの応答時間と温度との関係は、第
２図に示すように、立上り応答時間Ｔｒが酸素センサの
温度の低下に伴って少し長くなるのに対して、立下り応
答時間Ｔ ｆは温度の低下に伴って甚だしく長（なる。
２図に示すように、立上り応答時間Ｔｒが酸素センサの
温度の低下に伴って少し長くなるのに対して、立下り応
答時間Ｔ ｆは温度の低下に伴って甚だしく長（なる。
したがって、立下り応答時間Ｔｆは立上り応答時間Ｔｒ
に比べて温度の低下により長くなり、立下り応答時間Ｔ
ｆと立上り応答時間Ｔｒの差は温度の低下に伴って大き
くなる。その結果、例えば、第３図ａに示ずように空燃
比が変化したとすると、高温時′には酸素センサの出力
ば第３図すに示すように変化し、この出力電圧力見（準
電圧Ｖｅと交叉した時点で理論空燃比より２■いか薄い
かを判Ｗ１シているため、高温時の空燃比は第３図ｄの
ように判断される。ここで高温１．＋３の酸素センサの
立上り応答時間Ｔｒ、と立下り応答時間Ｔｆ、とはほぼ
等しく、高温時における空燃比判断は、応答時間（Ｔｒ
＃Ｔｆ）の遅れはあるが、実際の空燃比変化を忠実に表
している。
に比べて温度の低下により長くなり、立下り応答時間Ｔ
ｆと立上り応答時間Ｔｒの差は温度の低下に伴って大き
くなる。その結果、例えば、第３図ａに示ずように空燃
比が変化したとすると、高温時′には酸素センサの出力
ば第３図すに示すように変化し、この出力電圧力見（準
電圧Ｖｅと交叉した時点で理論空燃比より２■いか薄い
かを判Ｗ１シているため、高温時の空燃比は第３図ｄの
ように判断される。ここで高温１．＋３の酸素センサの
立上り応答時間Ｔｒ、と立下り応答時間Ｔｆ、とはほぼ
等しく、高温時における空燃比判断は、応答時間（Ｔｒ
＃Ｔｆ）の遅れはあるが、実際の空燃比変化を忠実に表
している。
一方、低温時には、酸素センサの立上り応答時間Ｔｒ２
はあまり変化しないが、立下り応答時間Ｔｆ２は長くな
り、酸素センサの出力は第３図Ｃに示すように変化する
。したがって、低温時の空燃比は第３図ｅのように判断
され、理論空燃比より濃いと判断している時間が実際の
空燃比の濃い時間より長くなる。そして、これらの空燃
比判断に基づいて一定割合で増量補正あるいは減量補正
を行うと、高温時には理論空燃比が空燃比の制御中心と
なるが、低温時には空燃比が濃いと判断され、空燃比の
制御中心が薄い方へずれてしまう。したがって、燃費の
増加およびエンジン出力の低下を生じることとなり、特
に三元触媒を使用している車両にあっては、三元触媒の
転化率が悪化するという不具合が生じる。
はあまり変化しないが、立下り応答時間Ｔｆ２は長くな
り、酸素センサの出力は第３図Ｃに示すように変化する
。したがって、低温時の空燃比は第３図ｅのように判断
され、理論空燃比より濃いと判断している時間が実際の
空燃比の濃い時間より長くなる。そして、これらの空燃
比判断に基づいて一定割合で増量補正あるいは減量補正
を行うと、高温時には理論空燃比が空燃比の制御中心と
なるが、低温時には空燃比が濃いと判断され、空燃比の
制御中心が薄い方へずれてしまう。したがって、燃費の
増加およびエンジン出力の低下を生じることとなり、特
に三元触媒を使用している車両にあっては、三元触媒の
転化率が悪化するという不具合が生じる。
（発明の目的）
そこで、本発明は、酸素センサの出力？Ｌ［１１Ｅと比
較して空燃比が所定の空燃比より濃いか薄いかを判断す
る基準電圧を、酸素センリ・の温度と密接な関係にある
酸素センサの内１１１１抵抗に！、（づいて変化させる
ことにより、空燃比を常に所定空燃比に制御することを
目的としている。
較して空燃比が所定の空燃比より濃いか薄いかを判断す
る基準電圧を、酸素センリ・の温度と密接な関係にある
酸素センサの内１１１１抵抗に！、（づいて変化させる
ことにより、空燃比を常に所定空燃比に制御することを
目的としている。
（発明の構成）
本発明の空燃比制御装置は、エンジンの排気中の酸素濃
度を検出し電圧信号を出力する１１ａ素センザと、酸素
センサの出力☆１１．１に所定周波数のバイアス電圧を
印加する電圧発生器と、酸素センサ出力の前記所定周波
数以外の周波数成分を検出する酸素濃度信号検出回１ｍ
と、１１（素’ｌ：Ｍ度信号検出回路からの出力電圧を
基７１Ｂ電圧と比較してエンジーンの空燃比をフィード
バック制御する制御回路と、酸素センサ出力の前記所定
１；１１波数成分の振幅を測定し、該振幅の大きさに基
づいて前記基準電圧を変化させる基ｔ（ａ”ｉＨ圧決定
回路と、を備え、基準電圧を酸素センりの温度と密接な
関係のある酸素センサの内ｈｌＥ抵抗に基ついて変化さ
せることにより、空燃比を常に所定空燃比に制御するも
のである。
度を検出し電圧信号を出力する１１ａ素センザと、酸素
センサの出力☆１１．１に所定周波数のバイアス電圧を
印加する電圧発生器と、酸素センサ出力の前記所定周波
数以外の周波数成分を検出する酸素濃度信号検出回１ｍ
と、１１（素’ｌ：Ｍ度信号検出回路からの出力電圧を
基７１Ｂ電圧と比較してエンジーンの空燃比をフィード
バック制御する制御回路と、酸素センサ出力の前記所定
１；１１波数成分の振幅を測定し、該振幅の大きさに基
づいて前記基準電圧を変化させる基ｔ（ａ”ｉＨ圧決定
回路と、を備え、基準電圧を酸素センりの温度と密接な
関係のある酸素センサの内ｈｌＥ抵抗に基ついて変化さ
せることにより、空燃比を常に所定空燃比に制御するも
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４〜６図は本発明の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明すると、第４図において１１は酸素セ
ンサであり、酸素センサ１１４；を酸素敲度に応じて起
電力Ｅを発生ずる一種の酸素電池の原理を応用したもの
で、理論空燃比で起電力が急変し過ａ混合気側で起電力
が高く希薄混合気側で起電力が低くなる特性を有してい
る。酸素センサ１１は温度と一定の相関をもって変化す
る内部抵抗’Ｒｓを有しており、内部抵抗Ｒｓと起電力
Ｅで決定される電圧信号Ｖｓを出力している。この出力
端にはバイアス電圧発ηミ器１２から所定周期（周波数
数１１ｚ〜数百Ｉｌｚ ）で電圧値がＶＢ＋１−１）と
’／８（Ｌ）に切りかわるバイアス電圧Ｖｌ１１（Ｖｓ
ｔ＋）＞ Ｖｔ５（Ｌ＞ ）が抵抗Ｒｅを介して印加さ
れており、この印加後の電圧信号Ｖｏがバッファアンプ
１３を介して酸素濃度信号検出回路１４および基準電圧
決定回路１５に入力されている。
ンサであり、酸素センサ１１４；を酸素敲度に応じて起
電力Ｅを発生ずる一種の酸素電池の原理を応用したもの
で、理論空燃比で起電力が急変し過ａ混合気側で起電力
が高く希薄混合気側で起電力が低くなる特性を有してい
る。酸素センサ１１は温度と一定の相関をもって変化す
る内部抵抗’Ｒｓを有しており、内部抵抗Ｒｓと起電力
Ｅで決定される電圧信号Ｖｓを出力している。この出力
端にはバイアス電圧発ηミ器１２から所定周期（周波数
数１１ｚ〜数百Ｉｌｚ ）で電圧値がＶＢ＋１−１）と
’／８（Ｌ）に切りかわるバイアス電圧Ｖｌ１１（Ｖｓ
ｔ＋）＞ Ｖｔ５（Ｌ＞ ）が抵抗Ｒｅを介して印加さ
れており、この印加後の電圧信号Ｖｏがバッファアンプ
１３を介して酸素濃度信号検出回路１４および基準電圧
決定回路１５に入力されている。
酸素濃度信号検出回路１４は、オペアンプＯＰ８、抵抗
Ｒ５、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ−４およびコンデンサＣ，、Ｃ２
により構成されたローパスフィルターであり、酸素濃度
信号検出回路１４は入力信号Ｖｏから酸素センサ１１の
出力信号（酸素濃度に対応する信号）Ｖｓを取り出して
比較器１６のプラス端子に出力する。
Ｒ５、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ−４およびコンデンサＣ，、Ｃ２
により構成されたローパスフィルターであり、酸素濃度
信号検出回路１４は入力信号Ｖｏから酸素センサ１１の
出力信号（酸素濃度に対応する信号）Ｖｓを取り出して
比較器１６のプラス端子に出力する。
基準電圧決定回路１５は、バンドパスフィルタ１７、ア
ッパピークホールド回路（以下ＵＰ回路）】８、ロアピ
ークホールド回路（以下ＬＰ回路）１９、減算回路２０
および演算回路２Ｉより構成されている。バンドパスフ
ィルタ１７ばオペアンプＯＰ２、抵抗Ｒｓ 、Ｒａ 、
Ｒ’？ 、ＲｓおよびコンデンサＣ３より構成され、入
力信号Ｖｏのうら所定周波数（バイアス電圧発生器１２
の出方信号ＶＢ と同一に設定される）の信号成分■５
のみを取り出してＵＰ回路１８およびＬＰ回路１９に出
力する。ＵＰ回路１８はオペアンプＯＰ、、’？Ｅ−１
ｒ−ドＤ３、抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ−４により構
成され、入力信号■５ のアッパピーク電圧Ｖｕｐ を
ホールドして減算回路２ｏに出力する。Ｌ Ｐ回路１９
はオペアンプｏｐ２ 、ダイオードＤ２、抵抗Ｒいおよ
びコンデンサＣ６により構成され、入力信号ＶＲのロア
ピーク電圧■しＰ をホールドして減算回路２０に出力
する。減算回路２０はオペアンプＯＰ５および抵抗Ｒ１
いＲ１２、Ｒ１う、ＲＩ今により構成され、アッパピー
ク電圧ＶＬＪＰ からロアピーク電圧ＶＬＰ を減算し
て振幅電圧Ｖ ｐ （Ｖ ｐ ＝ ＶＬＩＰ −ＶＬＰ
）を演算回路２１に出力する。演算回路２１はオペア
ンプＯＰｃ、ＯＰり、抵抗Ｒ１５、Ｒ１シ、Ｒ１１、Ｒ
Ｉ９、Ｒ１９、コンデンサＣｃおよび定電圧電源２２に
より構成され、振幅電圧Ｖｐは抵抗Ｒ２５とコンデンサ
ＣＧにより平滑され、バッファアンプＯＰＧおよび抵抗
Ｒ＋ｂを介してオペアンプＯＰ７のプラス端子に入力さ
れている。そして、このオペアンプＯＰ７のプラス端子
には定電圧電源２２から所定の基本基準電圧ＶＯが抵抗
１石１を介して入力されている。したがって、オペアン
プｏＰ７は次式で示される基準電圧ＶｃをＩＬ転器１Ｇ
に出力する。
ッパピークホールド回路（以下ＵＰ回路）】８、ロアピ
ークホールド回路（以下ＬＰ回路）１９、減算回路２０
および演算回路２Ｉより構成されている。バンドパスフ
ィルタ１７ばオペアンプＯＰ２、抵抗Ｒｓ 、Ｒａ 、
Ｒ’？ 、ＲｓおよびコンデンサＣ３より構成され、入
力信号Ｖｏのうら所定周波数（バイアス電圧発生器１２
の出方信号ＶＢ と同一に設定される）の信号成分■５
のみを取り出してＵＰ回路１８およびＬＰ回路１９に出
力する。ＵＰ回路１８はオペアンプＯＰ、、’？Ｅ−１
ｒ−ドＤ３、抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ−４により構
成され、入力信号■５ のアッパピーク電圧Ｖｕｐ を
ホールドして減算回路２ｏに出力する。Ｌ Ｐ回路１９
はオペアンプｏｐ２ 、ダイオードＤ２、抵抗Ｒいおよ
びコンデンサＣ６により構成され、入力信号ＶＲのロア
ピーク電圧■しＰ をホールドして減算回路２０に出力
する。減算回路２０はオペアンプＯＰ５および抵抗Ｒ１
いＲ１２、Ｒ１う、ＲＩ今により構成され、アッパピー
ク電圧ＶＬＪＰ からロアピーク電圧ＶＬＰ を減算し
て振幅電圧Ｖ ｐ （Ｖ ｐ ＝ ＶＬＩＰ −ＶＬＰ
）を演算回路２１に出力する。演算回路２１はオペア
ンプＯＰｃ、ＯＰり、抵抗Ｒ１５、Ｒ１シ、Ｒ１１、Ｒ
Ｉ９、Ｒ１９、コンデンサＣｃおよび定電圧電源２２に
より構成され、振幅電圧Ｖｐは抵抗Ｒ２５とコンデンサ
ＣＧにより平滑され、バッファアンプＯＰＧおよび抵抗
Ｒ＋ｂを介してオペアンプＯＰ７のプラス端子に入力さ
れている。そして、このオペアンプＯＰ７のプラス端子
には定電圧電源２２から所定の基本基準電圧ＶＯが抵抗
１石１を介して入力されている。したがって、オペアン
プｏＰ７は次式で示される基準電圧ＶｃをＩＬ転器１Ｇ
に出力する。
Ｖｅ＝Ｖｏ＋ＫＶｐ −（ｆ）
但し、Ｋ；定数
比較器１６は Ｖｓ＞ＶｃのときＨ信−」（ハイレヘル
信’Ｍ−）ヲコントロールユニット２；３乙こ出力し、
Ｖｓ＜Ｖｅのとき１、信号（１：ｌ−レ・＼ル信号）を
コントロールユニット２３に出力する。１１ントロール
ユニット２３は比較器１６からの他−に基づいてエンジ
ンに供給する燃料掛を増）、！あ（）いは減量補正Ｌ７
てエンジンの空燃比をフィー１バツク制御している。」
１記比較器１にとご１ン１臼１−ルユニット２３ば制御
回路２４を構成し°ζいる。
信’Ｍ−）ヲコントロールユニット２；３乙こ出力し、
Ｖｓ＜Ｖｅのとき１、信号（１：ｌ−レ・＼ル信号）を
コントロールユニット２３に出力する。１１ントロール
ユニット２３は比較器１６からの他−に基づいてエンジ
ンに供給する燃料掛を増）、！あ（）いは減量補正Ｌ７
てエンジンの空燃比をフィー１バツク制御している。」
１記比較器１にとご１ン１臼１−ルユニット２３ば制御
回路２４を構成し°ζいる。
次に作用を説明する。
酸素セン−ＩＪ−１１の出力信号Ｖｓにバイアス電圧Ｖ
ｅ が印加された信号Ｖｏは、 Ｒｓ−Ｖし ＋Ｒら ・Ｂ −−−（２１０＋ −−□ Ｒ５＋ＲＢ でボされ、バイアス電圧■？が所定周期でＶｅ（Ｈ）と
ＶＥＩ（りに切り換わると、（２）式は次式で示される
。
ｅ が印加された信号Ｖｏは、 Ｒｓ−Ｖし ＋Ｒら ・Ｂ −−−（２１０＋ −−□ Ｒ５＋ＲＢ でボされ、バイアス電圧■？が所定周期でＶｅ（Ｈ）と
ＶＥＩ（りに切り換わると、（２）式は次式で示される
。
Ｒ５−Ｖｅｏｎ ＋ ＲＥＩ −Ｅ −−−−−−（３
）Ｖｏ（Ｈ）＝ Ｒｓ＋Ｒら Ｒｓ −ＶｅｃＬ＞ ＋Ｒｔｂ ・Ｅ −−−一−１４
）Ｖｏ（Ｌ）− Ｒ３＋ＲＢ （３）、（４）式よりＲｓをめると、 ΔＶＯ・Ｒｂ −−−−ｆ５） ９− ΔＶ９ −ΔＶ。
）Ｖｏ（Ｈ）＝ Ｒｓ＋Ｒら Ｒｓ −ＶｅｃＬ＞ ＋Ｒｔｂ ・Ｅ −−−一−１４
）Ｖｏ（Ｌ）− Ｒ３＋ＲＢ （３）、（４）式よりＲｓをめると、 ΔＶＯ・Ｒｂ −−−−ｆ５） ９− ΔＶ９ −ΔＶ。
但し、ΔＶｅ ＝ ＶＢ（Ｈ） −ＶｂｔＬ）、ΔＶｏ
＝Ｖ ａｓＨ）−Ｖ ０（Ｌ）となる。ココテ、ΔＶｓ
”ｂ ΔＶ。
＝Ｖ ａｓＨ）−Ｖ ０（Ｌ）となる。ココテ、ΔＶｓ
”ｂ ΔＶ。
となるように、ＲＢ＞Ｒ５に設定すると、（５）式は近
似的に、Ｒ３ｃＣΔＶＯとなりΔＶｏはＲｓと略比例す
る。すなわち、信号■０のうち所定周波数で切り換わる
信号成分Ｖ、！ｒ のみがバンドパスフィルタ１７を通
過し、この信号成分Ｖｉｒが（３）式、（４）式で示さ
れる電圧値に切り換わる。そして、この信号成分Ｖ−ｐ
のアッパピーク電月−■、ＪＰ、すなわち信号ＶＯ（
＋−１）のピーク電圧を［川）回路】８がホールドし、
信号Ｖ＆のロアピーク電圧ＶＬＰ 、ずなわち信号Ｖｏ
（し）のピーク電圧をＬＰ回路１９がボールドする。ご
のアソバピ−り電圧Ｖｕｐ とｏ７ピーク電圧ＶＩ−Ｐ
ｏ）差Ｖｐ、すなわちΔＶｏを減算回路２ｏでめており
、ごの信号Ｖｐが酸素センサ１１の内部抵抗Ｒｓの大き
さを示すこととなる。振幅信号Ｖｐから演算回路２１に
おいて（１）式に従って基準電圧Ｖｅが決定され、この
基準電圧Ｖｅは振幅信号Ｖｐの変化、すなわち酸素セン
サ１１の内部抵抗Ｒｓの変化に応じて変化する。そして
、酸素センサ１１の内部抵抗Ｒβは酸素センサＩＩの温
度と密接な相関関係を肴しており、内部抵抗Ｒｓの大き
さに基づいて基準電圧Ｖｅを調整することは、酸素セン
サ１１の温度に基づいて基準電圧Ｖｅを調整することと
なる。すなわち、内部抵抗Ｒｓは酸素センサ１１の温度
の上昇とともに小さくなり、温度が低くなると大きくな
る。した力（つて、（１）式から明らかなように、内部
抵抗Ｒｓが大きくなると、すなわち、温度が低くなると
、基準電圧■ｅは高くなり、内部抵抗Ｒｓが小さくなる
と、すなわち、温度が高くなると、基準電圧Ｖｅは低く
なる。例えば、第５図ａに示すように空燃比が変化した
場合、酸素センサ１１の出力信％ Ｖ ’Ｓは、高温時
では、第５図すに示すように、立上り応答時間Ｔｒと立
下り応答時間Ｔｆは等しく、低温時では、第５図Ｃに示
すように、立上り応答時間Ｔｒよりも立下り応答時間Ｔ
ｆの方が長くなる。そして、高温時の基準電圧Ｖｅは酸
素センサ１１の出力変動の中間の値であるため、実際の
空燃比変化から酸素センサ１１の出力信号Ｖｓが基準電
圧Ｖｅと交叉するまでの時間、すなわち、みかけの立上
りおよび立下り応答時間Ｔｒｏ、Ｔｆｏと立上りおよび
立下り応答時間Ｔｒ、Ｔｆとは、第５図すに示すように
、等しいが、低温時においては、第５図Ｃに示すように
、基準電圧Ｖｅが高くなるため、みかけの応答時間Ｔｒ
ｏＳＴｆｏと応答時間］゛ｒ、′Ｉ゛「ば違ったものと
なる。しかし、みかりの立上り応答時間Ｔｒｏとみかけ
の立下り応答時間゛１゛「０とは等しくなる。すなわち
、みかりの立−１−υ）応答時間Ｔｒｏとみ力」ノの立
下り応答時間１’ ｆＯとは酸素センサ１１の温度変化
に対して、第６図に示すように、はとんど等しくなる。
似的に、Ｒ３ｃＣΔＶＯとなりΔＶｏはＲｓと略比例す
る。すなわち、信号■０のうち所定周波数で切り換わる
信号成分Ｖ、！ｒ のみがバンドパスフィルタ１７を通
過し、この信号成分Ｖｉｒが（３）式、（４）式で示さ
れる電圧値に切り換わる。そして、この信号成分Ｖ−ｐ
のアッパピーク電月−■、ＪＰ、すなわち信号ＶＯ（
＋−１）のピーク電圧を［川）回路】８がホールドし、
信号Ｖ＆のロアピーク電圧ＶＬＰ 、ずなわち信号Ｖｏ
（し）のピーク電圧をＬＰ回路１９がボールドする。ご
のアソバピ−り電圧Ｖｕｐ とｏ７ピーク電圧ＶＩ−Ｐ
ｏ）差Ｖｐ、すなわちΔＶｏを減算回路２ｏでめており
、ごの信号Ｖｐが酸素センサ１１の内部抵抗Ｒｓの大き
さを示すこととなる。振幅信号Ｖｐから演算回路２１に
おいて（１）式に従って基準電圧Ｖｅが決定され、この
基準電圧Ｖｅは振幅信号Ｖｐの変化、すなわち酸素セン
サ１１の内部抵抗Ｒｓの変化に応じて変化する。そして
、酸素センサ１１の内部抵抗Ｒβは酸素センサＩＩの温
度と密接な相関関係を肴しており、内部抵抗Ｒｓの大き
さに基づいて基準電圧Ｖｅを調整することは、酸素セン
サ１１の温度に基づいて基準電圧Ｖｅを調整することと
なる。すなわち、内部抵抗Ｒｓは酸素センサ１１の温度
の上昇とともに小さくなり、温度が低くなると大きくな
る。した力（つて、（１）式から明らかなように、内部
抵抗Ｒｓが大きくなると、すなわち、温度が低くなると
、基準電圧■ｅは高くなり、内部抵抗Ｒｓが小さくなる
と、すなわち、温度が高くなると、基準電圧Ｖｅは低く
なる。例えば、第５図ａに示すように空燃比が変化した
場合、酸素センサ１１の出力信％ Ｖ ’Ｓは、高温時
では、第５図すに示すように、立上り応答時間Ｔｒと立
下り応答時間Ｔｆは等しく、低温時では、第５図Ｃに示
すように、立上り応答時間Ｔｒよりも立下り応答時間Ｔ
ｆの方が長くなる。そして、高温時の基準電圧Ｖｅは酸
素センサ１１の出力変動の中間の値であるため、実際の
空燃比変化から酸素センサ１１の出力信号Ｖｓが基準電
圧Ｖｅと交叉するまでの時間、すなわち、みかけの立上
りおよび立下り応答時間Ｔｒｏ、Ｔｆｏと立上りおよび
立下り応答時間Ｔｒ、Ｔｆとは、第５図すに示すように
、等しいが、低温時においては、第５図Ｃに示すように
、基準電圧Ｖｅが高くなるため、みかけの応答時間Ｔｒ
ｏＳＴｆｏと応答時間］゛ｒ、′Ｉ゛「ば違ったものと
なる。しかし、みかりの立上り応答時間Ｔｒｏとみかけ
の立下り応答時間゛１゛「０とは等しくなる。すなわち
、みかりの立−１−υ）応答時間Ｔｒｏとみ力」ノの立
下り応答時間１’ ｆＯとは酸素センサ１１の温度変化
に対して、第６図に示すように、はとんど等しくなる。
したがって、低温時においても、実際の空燃比変化を正
確に判断し、希薄側あるいは過濃側にずれて判断するこ
とはない。その結果、空燃比の制御中心を、常に理論空
燃比とすることができ、ｋｈ費を節約することができる
とともにエンジン出力を向上させることができる。特に
、三元ｔｉ＋Ｊｒ媒を使用している車両においては、三
元触媒の転化率を向上させることができる。
確に判断し、希薄側あるいは過濃側にずれて判断するこ
とはない。その結果、空燃比の制御中心を、常に理論空
燃比とすることができ、ｋｈ費を節約することができる
とともにエンジン出力を向上させることができる。特に
、三元ｔｉ＋Ｊｒ媒を使用している車両においては、三
元触媒の転化率を向上させることができる。
なお、上記実施例では、酸素センサを理ａ晶空燃比でそ
の出力信号が急変化するものを使用したが、例えば流し
込み電流を与え、この電流値の大きさで出力信号の急変
化する空燃比の値を所定の空燃比に設定できるものを使
用してもよく、この場合、目標とする所定空燃比に常に
ネ１ｉ度よく制御することができる。
の出力信号が急変化するものを使用したが、例えば流し
込み電流を与え、この電流値の大きさで出力信号の急変
化する空燃比の値を所定の空燃比に設定できるものを使
用してもよく、この場合、目標とする所定空燃比に常に
ネ１ｉ度よく制御することができる。
（すＪ果）
本発明によれば、酸素センサの出力電圧と比較して空燃
比が所定空燃比より濃いか薄いかを判断する基準電圧を
、酸素センサの温度と密接な相関関係のある酸素センサ
の内部抵抗に基づいて変化させることができるので、空
燃比を精度よく常に所定空燃比に制御することができる
。
比が所定空燃比より濃いか薄いかを判断する基準電圧を
、酸素センサの温度と密接な相関関係のある酸素センサ
の内部抵抗に基づいて変化させることができるので、空
燃比を精度よく常に所定空燃比に制御することができる
。
第１〜３図は従来の空燃比制御装置を示す図であり、第
１図はその概略構成図、第２図はその酸素センサの温度
と応答時間との関係を示すグラフ、第３図はその作用説
明図、第４〜６図は本発明の空燃比制御装置を示す図で
あり、第４図はその回路図、第５図はその作用説明図、
第６図はその酸素センサの温度とみかけの応答時間の関
係を示すグラフである。 １１−−−一酸素センサ、 １２−−−−バイアス電圧発生器、 １４−−−−−一酸素濃度信号検出回路、１５・−一一
一一基準電圧決定回路、 ２４−−−−一制御回路。 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
１図はその概略構成図、第２図はその酸素センサの温度
と応答時間との関係を示すグラフ、第３図はその作用説
明図、第４〜６図は本発明の空燃比制御装置を示す図で
あり、第４図はその回路図、第５図はその作用説明図、
第６図はその酸素センサの温度とみかけの応答時間の関
係を示すグラフである。 １１−−−一酸素センサ、 １２−−−−バイアス電圧発生器、 １４−−−−−一酸素濃度信号検出回路、１５・−一一
一一基準電圧決定回路、 ２４−−−−一制御回路。 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)
- エンジンの排気中の酸素濃度を検出し電圧信号を出力す
る酸素センサと、酸素センサの出力端に所定周波数のバ
イアス電圧を印加する電圧発生器と、酸素センサ出力の
前記所定周波数以外の周波数成分を検出する酸素濃度信
号検出回路と、酸素濃度信号検出回路からの出力電圧を
基準電圧と比較してエンジンの空燃比をフィードバック
制御する制御回路と、酸素センサ出力の前記所定周波数
成分の振幅を測定し、該振幅の大きさに基づいて前記基
準電圧を変化させる基準電圧決定回路と、を備えたこと
を特徴とする空燃比制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58125248A JPS6017348A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58125248A JPS6017348A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017348A true JPS6017348A (ja) | 1985-01-29 |
Family
ID=14905426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58125248A Pending JPS6017348A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017348A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0311353A2 (en) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Hitachi, Ltd. | An air-fuel ratio sensor for an internal combustion engine |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP58125248A patent/JPS6017348A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0311353A2 (en) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Hitachi, Ltd. | An air-fuel ratio sensor for an internal combustion engine |
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