JPS6059414B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

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JPS6059414B2
JPS6059414B2 JP57011214A JP1121482A JPS6059414B2 JP S6059414 B2 JPS6059414 B2 JP S6059414B2 JP 57011214 A JP57011214 A JP 57011214A JP 1121482 A JP1121482 A JP 1121482A JP S6059414 B2 JPS6059414 B2 JP S6059414B2
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fuel
fuel ratio
air
oxygen concentration
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JP57011214A
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秀明 乗松
昭雄 小林
重則 北島
明 益田
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/1481Using a delaying circuit

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子式燃料噴射制御装置等の燃料調量装置の
燃料供給量の調量にエンジン排気管に設けられた酸素濃
度検出器の検出信号を用い、帰還制御することにより空
燃比を一定とする空燃比制御装置に関するものである。
従来周知の燃料調量装置として例えば電子式燃料噴射
装置にあつては、吸入空気流量計によつて得られたエン
ジンの吸入空気量に見合つた燃料が計算されて燃料噴射
が行なわれており、しかも空燃比をきびしく一定に保つ
ために酸素濃度検出器の検出信号により帰還制御を施し
ていた。 このような装置においては、機関アイドリン
グ時には排気系温度が低下し酸素濃度検出器の出力が低
下するといつた理由やアイドリング時には空燃比制御が
安定しないといつた理由から帰還制御を停止することが
好ましい。
本発明ではアイドリング中に空燃比の帰還制御を停止
する際にアイドリングを検出してから所定時間経過後に
帰還制御を停止する構成とすることにより誤動作等を確
実に防止することを目的としたものである。
以下本発明を図に示す一実施例につき説明する。
第1図の空燃比帰還式燃料噴射制御系を示すブロック線
図において、1は内燃機関であるエンジン本体、2は吸
気管、3は排気管、4はスロットルバルブで、このスロ
ットルバルブ4の全閉を検出する検出スイッチ4aが配
設してある。5は吸気管2の前部に取付けられ機関の吸
入する空気量を計測する吸入空気流量計、6は酸化ジル
コン等の固体電解質よりなる酸素濃度検出器て、排気管
3に配設して排気ガス中の酸素濃度を検出するものであ
り、排気ガスの温度が450℃〜600℃の許容温度以
上になると前記酸素濃度に応答して正常作動し、濃度検
出信号を発生するものである。
7はサーミスタよりなる温度検出器で、排気ガスの温度
を検出するものである。
8はサーミスタよりなり機関温度を知るための水温検出
器、9は燃料を吸気管2内に噴射する噴射弁で、後述す
る燃料噴射制御装置から出力する燃料噴射パルス信号に
より開弁作動するものである。
10はエアクリーナ、11は触媒て、特に3way触媒
であつてNOO.HC,.COの3成分の浄化率の高い
空燃比を空気過剰率λ=1附近にもつものであり、酸素
濃度検出器6の出力との関係を第6図に示す。
12は電子式燃料噴射制御装置で、前記吸気管2の前部
に取付けられた吸入空気流量計5の出力に見合つた燃料
量を前記噴射弁9より供給するため、この噴射弁9を開
弁作動させる所定時間巾の燃料噴射パルス信号を発生す
る。
13は排気管3に配設した前記酸素濃度検出器6より出
力する濃度検出信号に応じて前記電子式燃料噴射制御装
置12による燃料噴射量を帰還補正する帰還制御回路で
、この帰還制御回路13の出力が電源電圧■8の半分で
ある基準電圧VB/2の出力を有するとき、この基準電
圧VB/2に保持して帰還制御系の補正量を零とし基本
の予め設定した要求燃料を噴射するようにしてある。
従つて、帰還制御回路13は出力として基準電圧VB/
2より低い電圧のとき燃料噴射パルスの時間巾を小さく
するようにし、他方、基準電圧VB/2より高い電圧の
とき燃料噴射パルスの時間巾を長くするようにして燃料
噴射量を補正するものである。
従つて、帰還制御回路13の出力を基準電圧■B/2に
固定したいとき、即ち帰還制御をしたくないとき、又は
できないとき、具体的には排気管.3中の温度が低くて
酸素濃度検出器6が動作しない時や、エンジン本体1の
暖機中濃い燃料が必要であるとき、又は燃料カット時や
アイドリング時等の帰還制御を必要としない時は、機関
は定常運転にはなく異常運転状態にあると判断して帰還
制j御を中止できるようになつているものである。
次に、本発明の要部となる帰還制御回路13の詳細構成
を第2図乃至第5図において作動と共に述べる。第2図
において、図中■。
は電源電圧■8の電源タライン、GNDは一端をアース
接続したアースラインである。101,102,103
,104,107,108,109,110,111は
抵抗で、特に抵抗101,102あるいは抵抗108,
109により電源電圧VBを抵抗分割して比較器Ql,
Q2に所定レベルの基準電圧を設定入力してある。
14は出力経路を選択するスイッチング回路で、機関の
運転状態によりスイッチ選択するものであり、酸素濃度
検出器6の出力電圧と前記所定レベルの電圧とを比較器
Q,で比較し比較器Q2に出力を与える際、端子14a
と端子14bが接続されている場合は、酸素濃度検出器
6の出力は時間遅れなく帰還制御回路13の出力端)0
2まで伝わるが、端子14aと端子14cとが接続され
ている場合には、ダイオード105を介してコンデンサ
106、抵抗107て決まる所定時間の遅れを有して出
力するのて、酸素濃度検出器6の出力が予め設定した比
較電圧とにより比較・器Q1出力を極性反転する所か中
心値即ちこの場合空気過剰率λ=1の値とならない。
つまり、第2図図示回路によれば、排気管3中に設けた
酸素濃度検出器6力げ噴射する燃料量が少ないョと判断
していて1燃料量が多いョという出力を出した”ときに
時間遅れを有するのて、出力端02の帰還出力は1燃料
量を多くせよョという出力から燃料量を減すよう変化す
る時、時間遅れを有するので、全体の排気管3中の酸素
濃度は小さくなり、噴射する燃料量を少し多い方にずら
すことができる。また、逆の指令に対して同様に時間遅
れを設ければ上述と逆の効果が期待できる。次に、16
は補正手段て、112,113,116,117,11
8,119,125,126は抵抗、115はインバー
タ、120は積分用のコンデンサ、Q3は積分器、15
は抵抗118と並列に接続され、この抵抗118との合
成抵抗値を変えて積分定数を変化させるフォトカプラ、
Trlは入力端子01より燃料噴射パルス信号入力時導
通してフォトカプラ15を作動させるためのトランジス
タてある。そこて、酸素温度検出器6の出力による比較
器Q2の出力は、積分器O及ひ積分定数決定素子等から
成る補正手段16によつて出力波形変換され、その積分
出力を出力端02に出力する。このときフォトカプラ1
5は燃料噴射パルス信号を入力端0,に受けてトランジ
タTrlを導通させ、比較器Q2の出力は抵抗118ノ
抵抗117とコンテンサ120及び積分器Q3によつて
積分出力を与えることになる。従つて、第5図に示すよ
うに燃料噴射パルス信号があるときとないときては、出
力端02の積分出力の時間的変化(積分定数)は変化し
、また、燃料噴射パルス信号の時間巾の大きさにより積
分出力の積算量は第5図中直線A,Bに示す如く時間軸
に対する勾配が変化することになる。つまり、この直線
A,Bの勾配が第4図4c或は第4図4e,4fにおけ
る積分出力波形の上り勾配に相当する。次に、第2図図
示回路の各点の積分出力波形を第3図及ひ第4図におい
て説明すると、第4図4aは排気管3中に設けた酸素濃
度検出器6の出力波形で、これは第3図に示す空気過剰
率λと出力電圧との関係において、機関の噴射燃料量を
電子式燃料噴射制御装置12が吸入空気量に応じて逐次
増減制御することによつて周期的な波形が得られるもの
である。
なお、第3図においてRichとは空気量に対して燃料
量が多い場合で、Leanとはその逆の場合を言う。第
4図4bは端子14a,14bが接続され遅延されてな
い場合の比較器Q2の出力波形、第4図4cは積分器Q
3の(+)側入力基準レベルを一定として第4図4bの
信号波形を入力した場合の積分波形である出力端02の
出力波形、第4図4dは第4図4b図示の比較器Q2の
出力波形をインバータ115により反転させ、更に積分
器Q3の基準入力電圧である抵抗112,113の分圧
レベルを抵抗114′抵抗113と抵抗112との分圧
レベルとするか、抵抗114′抵抗112と抵抗113
との分圧レベルとするかによつて得られる積分器Oの(
+)側入力波形、第4図4eは第4図4b,4dの両波
形を積分器Q3の各々両人力側に入力して積分した場合
の出力端02の出力波形であり、第4図4cに示す如き
時間Tl,T2という時間遅れがなくなり帰還制御系の
時間遅れを最小にすることができるものてある。また、
第4図4fはスイッチング回路14において端子14a
と端子14cとを接続し、コンデンサ106と抵抗10
7で決まる遅延時間Tを与えた場合の積分器Q3の出力
端02の積分出力波形を示すものであり、帰還出力が1
燃料噴射量を多くせよョという補正出力を出している時
、酸素濃度検出器6が1燃料噴射量が多過ぎるョという
信号に時間遅れTを与えたものであり、上述の如く噴射
する燃料量を少し多い方にずらすことができる。
さて、第2図において17は出力保持回路で、出力端0
2の出力信号保持用のリレー18、ダイオード121、
オペアンプQ4、抵抗145,146,147、電源電
圧■Bの分圧比で決まる基準レベル設定用の分割抵抗1
43,144から構成され、機関状態検出回路19内の
トランジスタTr2オン時リレー18の作動により、比
較器Q4の出力を積分器Oの逆相入力に接続し、出力端
02の積分出力を抵抗143,144で分割された電圧
に保持するものである。この際、機関状態検出回路19
は、スロットルバルブ4の全閉つまり機関のアイドリン
グ状態を検出する検出スイッチ4a1ギヤチェンジ等に
よる誤動作を防止するため全閉(アイドリング)信号に
遅延時間を与える(つまりアイドリングを検出してから
所定時間経過後にアイドル検出信号を与える)コンデン
サ123、抵抗122、及び抵抗124から成るスロッ
トルバルブ全閉検出回路20、及び排気管3中の排気温
度を検出する負特性のサーミスタ7、抵抗127,13
0,131,132、比較電圧を設定するための電圧分
割用の抵抗128,129、比較器Q,から成る排気温
度検出回路21、及び機関温度を検出する負特性のサー
ミスタ8、抵抗133,136,137,138、比較
電圧を設定するための電圧分割用の抵抗134,135
,比較器Q5から成る機関温度検出回路22、及び論理
和を得るためのダイオード140,141,142及び
トランジスタTr2で構成してある。そこで、上述した
ように出力保持回路17を作動させるためにはトランジ
スタTr2をオンさせればよい。このために、アイドリ
ングつまりスロットルバルブ4の全閉時、或は排気温度
が所定温度より低いときには各検出回路のいずれかの出
力に“゜r2が出てトランジスタTr2がオンしてリレ
ー18が作動し、積分器9の積分出力即ち補正出力をオ
ペアンプQ4に入力し、更にこのオペアンプQ4の出力
を積分器Q3に逆相入力し、出力端02の積分出力(補
正出力)を抵抗143,144で分割された電圧レベル
即ち補正量を零に保持”することになる。つまり、排気
温度或は機関温度が暖機運転により所定温度以上になれ
は保持作動は解除されることになる。なお、上述の実施
例ではスイッチング回路14の回路構成を具体的に詳述
してないが、一例として比較器Q1の出力端子14aと
端子14b1及び出力端子14aと端子14cの夫々の
端子間にフォトカプラから成る2個スイッチング素子を
設け、スロットルバルブ4の全閉を検出する検出スイッ
チ4aのオン●オフにより前記スイッチング素子のいず
れか一方をオン、他方をオフさせるように回路構成すれ
は機関の状態に応じて制御できる。
また、上述の実施例において、積分器Q3の(+)側入
力基準電圧レベルに設定し、更にインバータ115等に
よりこの基準電圧レベル値を変えてこの基準電圧レベル
変動を積分器Q3の積分出力に加算してこの積分出力波
形を補正しているが、基準電圧レベル変動なるこの信号
を積分器Q3の出力側に加えても同様に加算補正した積
分出力である補正出力を得ることがてきる。
以上述べたように本発明においては、アイドリング状態
を検出してから所定の遅延時間経過後のアイドリング時
に空燃比制御を中断しているからアイドリング時の空燃
比の制御が安定するという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる空燃比制御装置の全体構成を示
すブロック線図、第2図は本発明の要部となる帰還制御
回路の一実施例を示す電気結線図、第3図は酸素濃度検
出器の出力特性を示す特性図、第4図、第5図は本発明
の作動説明に供する各部電圧波形図、第6図は本発明の
作動説明に供する3way触媒浄化率及ひ酸素濃度検出
器の出力特性図てある。 4a・・・アイドリング状態を検出する検出スイッチ、
6・・・排気管3に設けた酸素濃度検出器、13帰還制
御路、Ql,Q2,Q5,Q6・・・比較器、Q3・・
・積分器、9・・・オペアンプ、14・・・スイッチン
グ回路、17・・・出力保持手段をなす出力保持回路、
18・・・リレー、19・・・機関状態検出回路、12
2,123・・・遅延回路をなす抵抗、コンデンサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を酸素濃度検出器
    により検出して、その検出出力と設定値とを比較する比
    較手段を有し、この比較信号に基づいた制御信号によつ
    て燃料調量手段を制御する空燃比制御装置において、機
    関のアイドリング状態を検出する検出手段と、この検出
    手段によつてアイドリング状態を検出してから所定時間
    経過後でかつアイドリング状態が維持しているときは前
    記制御信号による空燃比制御を中断させる手段とを備え
    たことを特徴とする空燃比制御装置。
JP57011214A 1982-01-27 1982-01-27 空燃比制御装置 Expired JPS6059414B2 (ja)

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JPS57140540A JPS57140540A (en) 1982-08-31
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