JPS6098141A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
- Publication number
- JPS6098141A JPS6098141A JP20622083A JP20622083A JPS6098141A JP S6098141 A JPS6098141 A JP S6098141A JP 20622083 A JP20622083 A JP 20622083A JP 20622083 A JP20622083 A JP 20622083A JP S6098141 A JPS6098141 A JP S6098141A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- current
- oxygen sensor
- output
- Prior art date
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- Pending
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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
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
- F02D41/1476—Biasing of the sensor
-
- 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
Landscapes
- 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
(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、機関の空燃比制御装置、詳しくは、流し込み
電流の値に応じて出力電圧の急変する空燃比が変化する
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。
電流の値に応じて出力電圧の急変する空燃比が変化する
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。
近時、機関の吸入混合気の空燃比を精度よく目標値に制
御するために、排気系に酸素センサを設けて、空燃比と
相関関係をもつ排気中の酸素濃度に応じて燃料供給量を
フィートノ々ツク制御して℃・る。
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
フィートノ々ツク制御して℃・る。
このような酸素センサとしては、例えば、本出願人が先
に特許出願した「空燃比検出方法」（％開昭５６−８９
０５１号）に示されるようなものがあり、これを用いて
構成した空燃比制御装置としては第１図に示すようなも
のがある。第１図において、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する一種の
酸素濃淡電池の原理を応用したもので、起電力を表わす
電源ｅと内部抵抗Ｒｓにより示される。すなわち、酸素
センサ１は、酸素イオン伝導性の固体電解質を挾んで、
一方に基準電極、他方に酸素電極を有して（・る。基準
電極には電流供給手段２かも流し込み電流Ｉｓが供給さ
れており、この流し込株電流Ｉｓは基準電極に基準酸素
分圧Ｐａを発生させる。一方、酸素電極における酸素分
圧Ｐ ｌ）は被測定ガスの有する酸素分圧であり、これ
らの酸素分圧Ｐａ、ＰＬ＋に基づ（・て両電極間に、 １ｆｆ＝（ＲＴ／ ４ Ｆ ） ・Ｉｎ （Ｐａ／Ｐｂ
）・−（１）但し、■＝気体定数、Ｔ：絶対温度、 １パ：ファラデイ定数 なるネルンストの式（１）によって表わされる起電力１
シが発生する。そして、この起電力Ｅは、所定の空燃比
を境として希薄側から過濃側に切り換ったとき、プラス
側へ大きく急変化し、その切り換り空燃比は前記ＭｃＬ
、、込み電流ＩｓＯ値により変化する。また、酸素セン
サ１は内部抵抗Ｒｓを有しており、この内部抵抗Ｒｓは
酸素センサ１の活性状態に応じて変化する。したがって
、酸素センサ１は電源ｅと内部抵抗Ｒｓにより示され、
その出力Ｖｓは比較器３のプラス端子に入力されている
。比較器３のマイナス端子には抵抗４．５により分圧さ
れた比較基準値Ｓ／Ｌが入力されており、比較基準値Ｓ
／Ｌは、通常、理論空燃比にお（・て、酸素センサ１の
出力Ｖｓが急変する値の上限と下限の中間の電圧値に設
定されている。したがって、比較器３は■Ｓ＞Ｓ／Ｌの
とき過濃（リッチ）信号ＳＲを、Ｖｓ（Ｓ／Ｌのとき希
薄（リーン）信号ＳＬをフィードバック制御回路６に出
力し、フィートノζツク制御回路６は比較器３からの信
号に基づ（・て図示しない燃料供給手段（例えば、イン
ジェクタ）の供給する燃料噴射１社を制御して空燃比を
目標空燃比に制御して（・る。そして、フィードバック
制御回路６は運転状態に応じて目標空燃比を設定し、こ
の目標空燃比にお（・て酸素センサ１の出力Ｖｓが急変
化するように流し込み電流Ｉｓを変化させる信号Ｓ１を
電流供給手段２に出力して℃・る。電流供給手段２はこ
のフィー１〕ぐツク制御回路６からの信号Ｓｌに基づい
て流し込み電流Ｉｓの大きさを制御している。
に特許出願した「空燃比検出方法」（％開昭５６−８９
０５１号）に示されるようなものがあり、これを用いて
構成した空燃比制御装置としては第１図に示すようなも
のがある。第１図において、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する一種の
酸素濃淡電池の原理を応用したもので、起電力を表わす
電源ｅと内部抵抗Ｒｓにより示される。すなわち、酸素
センサ１は、酸素イオン伝導性の固体電解質を挾んで、
一方に基準電極、他方に酸素電極を有して（・る。基準
電極には電流供給手段２かも流し込み電流Ｉｓが供給さ
れており、この流し込株電流Ｉｓは基準電極に基準酸素
分圧Ｐａを発生させる。一方、酸素電極における酸素分
圧Ｐ ｌ）は被測定ガスの有する酸素分圧であり、これ
らの酸素分圧Ｐａ、ＰＬ＋に基づ（・て両電極間に、 １ｆｆ＝（ＲＴ／ ４ Ｆ ） ・Ｉｎ （Ｐａ／Ｐｂ
）・−（１）但し、■＝気体定数、Ｔ：絶対温度、 １パ：ファラデイ定数 なるネルンストの式（１）によって表わされる起電力１
シが発生する。そして、この起電力Ｅは、所定の空燃比
を境として希薄側から過濃側に切り換ったとき、プラス
側へ大きく急変化し、その切り換り空燃比は前記ＭｃＬ
、、込み電流ＩｓＯ値により変化する。また、酸素セン
サ１は内部抵抗Ｒｓを有しており、この内部抵抗Ｒｓは
酸素センサ１の活性状態に応じて変化する。したがって
、酸素センサ１は電源ｅと内部抵抗Ｒｓにより示され、
その出力Ｖｓは比較器３のプラス端子に入力されている
。比較器３のマイナス端子には抵抗４．５により分圧さ
れた比較基準値Ｓ／Ｌが入力されており、比較基準値Ｓ
／Ｌは、通常、理論空燃比にお（・て、酸素センサ１の
出力Ｖｓが急変する値の上限と下限の中間の電圧値に設
定されている。したがって、比較器３は■Ｓ＞Ｓ／Ｌの
とき過濃（リッチ）信号ＳＲを、Ｖｓ（Ｓ／Ｌのとき希
薄（リーン）信号ＳＬをフィードバック制御回路６に出
力し、フィートノζツク制御回路６は比較器３からの信
号に基づ（・て図示しない燃料供給手段（例えば、イン
ジェクタ）の供給する燃料噴射１社を制御して空燃比を
目標空燃比に制御して（・る。そして、フィードバック
制御回路６は運転状態に応じて目標空燃比を設定し、こ
の目標空燃比にお（・て酸素センサ１の出力Ｖｓが急変
化するように流し込み電流Ｉｓを変化させる信号Ｓ１を
電流供給手段２に出力して℃・る。電流供給手段２はこ
のフィー１〕ぐツク制御回路６からの信号Ｓｌに基づい
て流し込み電流Ｉｓの大きさを制御している。
したがって、流し込み電流Ｉｓ を変化させることによ
り、目標空燃比で酸素センサ１の出力Ｖｓが急変化し、
この出力Ｖｓの急変化に基づ（・て空燃比を目標空燃比
に制御することができる。
り、目標空燃比で酸素センサ１の出力Ｖｓが急変化し、
この出力Ｖｓの急変化に基づ（・て空燃比を目標空燃比
に制御することができる。
しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては、目標空燃比で急変化する酸素センサの出力と固定
の比較基準値とを比較して、目標￥燃比より過濃（リッ
チ）か希薄（リーン）かを判断し、空燃比か目標空燃比
となるよう制御して１６す、また、目標空燃比で酸素セ
ンサの出力が急変化するように酸素センサに流し込み７
Ｊｉ ｌＡｔを供給する構成となっていたため、酸素セ
ンサの出力は内部抵抗と流し込み電流を剰じた分の電圧
か純起電力（流し込み電流が零のときの酸素センサ出力
）Ｋ加算されたものとなり、酸素センサの出力は流し込
み電流の太きさと内部抵抗の大きさにより変化すること
となる。また、内部抵抗は酸素センサの活性状態により
変化する。したがって、流し込み電流と内部抵抗の大き
さにより変化する酸素センサ出力と固定の比較基準値と
を比較して行う空燃比判断は不正確となり、空燃比制御
を高（・精度で行うことができな（・と（・う問題点が
あった。
ては、目標空燃比で急変化する酸素センサの出力と固定
の比較基準値とを比較して、目標￥燃比より過濃（リッ
チ）か希薄（リーン）かを判断し、空燃比か目標空燃比
となるよう制御して１６す、また、目標空燃比で酸素セ
ンサの出力が急変化するように酸素センサに流し込み７
Ｊｉ ｌＡｔを供給する構成となっていたため、酸素セ
ンサの出力は内部抵抗と流し込み電流を剰じた分の電圧
か純起電力（流し込み電流が零のときの酸素センサ出力
）Ｋ加算されたものとなり、酸素センサの出力は流し込
み電流の太きさと内部抵抗の大きさにより変化すること
となる。また、内部抵抗は酸素センサの活性状態により
変化する。したがって、流し込み電流と内部抵抗の大き
さにより変化する酸素センサ出力と固定の比較基準値と
を比較して行う空燃比判断は不正確となり、空燃比制御
を高（・精度で行うことができな（・と（・う問題点が
あった。
そこで、本発明は、流し込み電流と内部抵抗の値に応じ
て比較基準値も変化させることにより、比較基準値を常
に酸素センサの上限と下限の間の所定値に調整し、空燃
比判断を正確なものとして空燃比制御の精度を向上させ
ることを目的としている。
て比較基準値も変化させることにより、比較基準値を常
に酸素センサの上限と下限の間の所定値に調整し、空燃
比判断を正確なものとして空燃比制御の精度を向上させ
ることを目的としている。
本発明の空燃比制御装置は、機関の排気中の酸素濃度を
検出し、流し込み電流の値に対応した空燃比にお（・て
出力電圧の急変する酸素センサと、機関の運転状態に基
づいて目標空燃比を設定し、該目標空燃比において酸素
センサ出力が急変するように流し込み電流を供給する電
流供給手段と、酸素センサ出力を比較基準値と比較して
空燃比か目標空燃比よりリッチかり一ンかを判断する比
較手段と、流し込み電流の値を検出する電流値検出手段
と、酸素センサの内部抵抗の値を検出する抵抗値検出手
段と、流し込み電流と内部抵抗の値に基づ（・て前記比
較基準値を設定する基準値設定手段と、前記比較手段の
出力に基づいて空燃比を目標空燃比に制御する制御手段
と、をイＪｉｉ＋えたものとすることにより、流し込み
電流と内部抵抗の大きさに応じて比較基準値を変化させ
るものである。
検出し、流し込み電流の値に対応した空燃比にお（・て
出力電圧の急変する酸素センサと、機関の運転状態に基
づいて目標空燃比を設定し、該目標空燃比において酸素
センサ出力が急変するように流し込み電流を供給する電
流供給手段と、酸素センサ出力を比較基準値と比較して
空燃比か目標空燃比よりリッチかり一ンかを判断する比
較手段と、流し込み電流の値を検出する電流値検出手段
と、酸素センサの内部抵抗の値を検出する抵抗値検出手
段と、流し込み電流と内部抵抗の値に基づ（・て前記比
較基準値を設定する基準値設定手段と、前記比較手段の
出力に基づいて空燃比を目標空燃比に制御する制御手段
と、をイＪｉｉ＋えたものとすることにより、流し込み
電流と内部抵抗の大きさに応じて比較基準値を変化させ
るものである。
以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。
第２〜５図は、本発明の第１実施例を示す図である。
まず、構成を説明すると、第２図にお（・て、１１は機
関の排気中の酸素濃度を検出する酸素センサであり、酸
素センサ１１は従来の酸素センサと同様のものである。
関の排気中の酸素濃度を検出する酸素センサであり、酸
素センサ１１は従来の酸素センサと同様のものである。
すなわち、酸素センサ１１は電源ｅと内部抵抗Ｒｓによ
り示され、その出力Ｖｓは、第３図に示すように、流し
込み電流Ｉｓの大きさに対応した空燃比にお（・て、急
変する。なお、酸素センサ出力Ｖｓ の上限と下限の中
間値を急変点Ｐ１〜Ｐ、といい、急変点Ｐ１〜Ｐ５にお
ける空燃比を急変点空燃比、急変点Ｐ、−Ｐ５における
出力Ｖｓを急変点出力Ｖｓｐという。そして、この流し
込み電流ＩＳは電流供給手段１２かも供給されており、
電流供給手段１２は電流値設定手段１３と電流値制御手
段１４より構成されて〜・る。電流値設定手段１３は機
関の運転状態に基づいて目標空燃比を設定し、この目標
空燃比においてＶ素センザ出力Ｖｓが急変する流し込み
電流ＩＳの値を電流値側（ｆ１１１手段１４に出力して
いる。電流値制御手段１４は電流値設定手段１３の設定
した値の流し込み電流Ｉｓを酸素センサ１１に供給して
（・る。
り示され、その出力Ｖｓは、第３図に示すように、流し
込み電流Ｉｓの大きさに対応した空燃比にお（・て、急
変する。なお、酸素センサ出力Ｖｓ の上限と下限の中
間値を急変点Ｐ１〜Ｐ、といい、急変点Ｐ１〜Ｐ５にお
ける空燃比を急変点空燃比、急変点Ｐ、−Ｐ５における
出力Ｖｓを急変点出力Ｖｓｐという。そして、この流し
込み電流ＩＳは電流供給手段１２かも供給されており、
電流供給手段１２は電流値設定手段１３と電流値制御手
段１４より構成されて〜・る。電流値設定手段１３は機
関の運転状態に基づいて目標空燃比を設定し、この目標
空燃比においてＶ素センザ出力Ｖｓが急変する流し込み
電流ＩＳの値を電流値側（ｆ１１１手段１４に出力して
いる。電流値制御手段１４は電流値設定手段１３の設定
した値の流し込み電流Ｉｓを酸素センサ１１に供給して
（・る。
そして、この流し込み電流Ｉｓ の値は電流値検出手段
１５により検出される。電流イ１ａ検出手段１５は抵抗
ＲｘとオペアンプＯＰ１により構成されており、抵抗Ｒ
ｘによる電圧降下により流し込み電流Ｉｓの値を検出し
て流し込み電流Ｉｓ Ｋ比例する電圧Ｖｉ （Ｖｉ ＝
Ｇ、 Ｘ Ｉｓ 、 Ｇ。
１５により検出される。電流イ１ａ検出手段１５は抵抗
ＲｘとオペアンプＯＰ１により構成されており、抵抗Ｒ
ｘによる電圧降下により流し込み電流Ｉｓの値を検出し
て流し込み電流Ｉｓ Ｋ比例する電圧Ｖｉ （Ｖｉ ＝
Ｇ、 Ｘ Ｉｓ 、 Ｇ。
は定数）を出力する。さらに、酸素センサ１１には、所
定周波数ｆで振幅±Δ■の矩形波電流Ｉｆが交流電流供
給手段１６から供給されている。したがって、酸素セン
サ１１がらは、空燃比変化に基づし・て変化する低周波
成分Ｖｓと、矩形波電流■ｆの周波数に基づいて変化す
る高周波成分Ｖｆと、が出力され、バッファアンプＢ
Ａを介してローパスフィルタＬＦおよびパントノミスフ
ィルタＢ Ｉ！”に入力されている。ローパスフィルタ
ＬＰはオペアンプＯＰ２、抵抗Ｉｔ、 、 Ｒ２、ｉｔ
３、＋ｔ４およびコンデンサＣ１、Ｃ２で構成されてお
り、酸素センサ１１からの低周波成分Ｖｓのみを比較器
１７に出力している。比較器１７は酸素センサ１１から
の低周波成分Ｖｓを比較基準値Ｓ／Ｌ と比較し、Ｖｓ
）Ｓ／Ｌのときリッチ信号ＳＲを、Ｖｓ（Ｓ／Ｌのとき
り一ン信号ｓＬを制御手段１８に出力する。
定周波数ｆで振幅±Δ■の矩形波電流Ｉｆが交流電流供
給手段１６から供給されている。したがって、酸素セン
サ１１がらは、空燃比変化に基づし・て変化する低周波
成分Ｖｓと、矩形波電流■ｆの周波数に基づいて変化す
る高周波成分Ｖｆと、が出力され、バッファアンプＢ
Ａを介してローパスフィルタＬＦおよびパントノミスフ
ィルタＢ Ｉ！”に入力されている。ローパスフィルタ
ＬＰはオペアンプＯＰ２、抵抗Ｉｔ、 、 Ｒ２、ｉｔ
３、＋ｔ４およびコンデンサＣ１、Ｃ２で構成されてお
り、酸素センサ１１からの低周波成分Ｖｓのみを比較器
１７に出力している。比較器１７は酸素センサ１１から
の低周波成分Ｖｓを比較基準値Ｓ／Ｌ と比較し、Ｖｓ
）Ｓ／Ｌのときリッチ信号ＳＲを、Ｖｓ（Ｓ／Ｌのとき
り一ン信号ｓＬを制御手段１８に出力する。
一方、バンドパスフィルタ１３ ＦはオペアンプＯＰ３
、抵抗■ｔ５、■（６、几７、■も、 、Ｒ，およびコ
ンデンサＣ３により構成されており、酸素センサ１１か
もの所定周波数成分■ｆのみを振幅検出手段１９に出力
する。振幅検出手段１９はオペアンプＯＰ４．抵抗Ｒ，
ｏ、Ｉｔ、 、 、 Ｒ，、、、コンデンサＣ４、Ｃ５
、Ｃ６およびダイオードＤ、 、ｌ）２により構成され
ており、所定周波数成分■ｆの振幅Δ■（Δ■＝２Δ■
×１′Ｌｓ×（１２，６２はパントノミスフィルタＢ
１”のゲイン）を検出して乗′！Ａ−器２０に出力して
（・る。上記交流電流供給手段１６、）々ンドパスフィ
ルタＢ Ｉｉ”および振幅検出手段１９は酸素センサ１
１の内部抵抗几Ｓの値を検出する抵抗値検出手段２１を
構成している。
、抵抗■ｔ５、■（６、几７、■も、 、Ｒ，およびコ
ンデンサＣ３により構成されており、酸素センサ１１か
もの所定周波数成分■ｆのみを振幅検出手段１９に出力
する。振幅検出手段１９はオペアンプＯＰ４．抵抗Ｒ，
ｏ、Ｉｔ、 、 、 Ｒ，、、、コンデンサＣ４、Ｃ５
、Ｃ６およびダイオードＤ、 、ｌ）２により構成され
ており、所定周波数成分■ｆの振幅Δ■（Δ■＝２Δ■
×１′Ｌｓ×（１２，６２はパントノミスフィルタＢ
１”のゲイン）を検出して乗′！Ａ−器２０に出力して
（・る。上記交流電流供給手段１６、）々ンドパスフィ
ルタＢ Ｉｉ”および振幅検出手段１９は酸素センサ１
１の内部抵抗几Ｓの値を検出する抵抗値検出手段２１を
構成している。
乗算器２０には、さらに、電流値検出手段１５かもの信
号■１ が入力されており、乗算器２０は、この信号Ｖ
ｉ と前記振幅信号Δ■を乗算して電圧信号Ｖｃ （Ｖ
ｃ −Ｇ３Ｘ Ｖｉ ＸΔ■）を加算器２２に出力する
。そして、電圧信号ＶｃがＶｃ＝Ｒｓ・Ｉｓとなるよう
にＧ、 、 Ｇ２、Ｇ、を設定する。加算器２２はオペ
アンプＯＰ、と抵抗Ｒ１３，１”＋４ 、”＋５ 、
ＲＩ６により構成されており、基準電圧■。（急変点を
燃比が理論空燃比であるときの酸素センサ１１の急変点
出力に相当する電圧）に電圧Ｖｃを加算して比較基準値
Ｓ／Ｌ（Ｓ／Ｌ−■。＋ＶＣ二■。＋Ｒ５・Ｉｓ） と
して比較器１５に出力する。すなわち、比較基準値Ｓ／
Ｌ は理論空燃比のときの急変点出力■。
号■１ が入力されており、乗算器２０は、この信号Ｖ
ｉ と前記振幅信号Δ■を乗算して電圧信号Ｖｃ （Ｖ
ｃ −Ｇ３Ｘ Ｖｉ ＸΔ■）を加算器２２に出力する
。そして、電圧信号ＶｃがＶｃ＝Ｒｓ・Ｉｓとなるよう
にＧ、 、 Ｇ２、Ｇ、を設定する。加算器２２はオペ
アンプＯＰ、と抵抗Ｒ１３，１”＋４ 、”＋５ 、
ＲＩ６により構成されており、基準電圧■。（急変点を
燃比が理論空燃比であるときの酸素センサ１１の急変点
出力に相当する電圧）に電圧Ｖｃを加算して比較基準値
Ｓ／Ｌ（Ｓ／Ｌ−■。＋ＶＣ二■。＋Ｒ５・Ｉｓ） と
して比較器１５に出力する。すなわち、比較基準値Ｓ／
Ｌ は理論空燃比のときの急変点出力■。
に流し込み電ｉｔｓ と内部抵抗Ｒｓにより電圧上昇分
Ｉ（、ｓ・Ｉｓを加えた値となり、常に酸素センサ１１
の急変点出力Ｖｓｐと一致する。上記乗算器２０と加算
器２２は流し込み電流ＩＳと内部抵抗Ｒｓの値に基づ（
・て比較基準値Ｓ／Ｌを設定する基準値設定手段２３を
構成している。
Ｉ（、ｓ・Ｉｓを加えた値となり、常に酸素センサ１１
の急変点出力Ｖｓｐと一致する。上記乗算器２０と加算
器２２は流し込み電流ＩＳと内部抵抗Ｒｓの値に基づ（
・て比較基準値Ｓ／Ｌを設定する基準値設定手段２３を
構成している。
前記制御手段１８は、まず、機関の運転状態に基づ（・
て基本噴射量を演算し、次いで冷却水温やアクセル開度
等に基づく水温増量補正や始動増量補正等の各種補正を
行う。さらに、前記比較器１７からのリッチ信号ＳＲ，
！ｊ−ン信号ＳＬに基づく補正係数αを乗じて最終噴身
；１量をめ、噴射弁（例えばインジェクタ）を駆動して
最終噴射量の燃料を機関に供給する。そして、補正係数
αは比較器１７かものリツチ信号ＳＲ、リーン信号ＳＬ
に基づ（・てＰｉ（比例積分） ｆｉｉ制御により空燃
比が目標空燃比となるよ５ Ｉｌｌ ｆｉｔｌｌ 有１
している。
て基本噴射量を演算し、次いで冷却水温やアクセル開度
等に基づく水温増量補正や始動増量補正等の各種補正を
行う。さらに、前記比較器１７からのリッチ信号ＳＲ，
！ｊ−ン信号ＳＬに基づく補正係数αを乗じて最終噴身
；１量をめ、噴射弁（例えばインジェクタ）を駆動して
最終噴射量の燃料を機関に供給する。そして、補正係数
αは比較器１７かものリツチ信号ＳＲ、リーン信号ＳＬ
に基づ（・てＰｉ（比例積分） ｆｉｉ制御により空燃
比が目標空燃比となるよ５ Ｉｌｌ ｆｉｔｌｌ 有１
している。
次に作用を説明する。
酸素センサ１１の出力特性は、第３図に月モしたように
、流し込み電流Ｌｓを変イヒさせることにより変化する
。すなわち、酸素−ヒン＠Ｊ ｌｌｊ ）Ｊ’Ｖｓの急
変点空燃比は、第４図に示すように、流し込み電流ＩＳ
Ｏ増加に伴ってリーン（＋１１１に移行する。したがっ
て、目標空燃比を８ジ定し、その目標空燃比に対応する
流し込み’Ｉｌｊ流１Ｓを酸素センサ１１に供給すると
、酸素−ヒンサ出）ＪＶＳは目標空燃比を急変点空燃比
゛とする特４’Ｉ ＋Ｉｌ＋線（第３図参照）上を変化
する。この出ツノ■Ｓ０）急変を検出することにより現
空燃比７Ｊ″−目（七雲空ツ２！奇比よりリッチである
か、リーンである力・を、！Ｉ４Ｊ ＞ＪＪすることが
できる。そこで、電流供給手段１２により機関の運転状
態に基づ〜・て目標空燃比を設定するとともにこの目標
空燃比において酸素センサ出力Ｖｓ が急変するように
流し込み電流Ｉｓを酸素センサ１１に供給し、この酸素
センサ出力Ｖｓを比較器１７において比較基準値Ｓ／Ｌ
と比較してリッチ、リーンを判別している。
、流し込み電流Ｌｓを変イヒさせることにより変化する
。すなわち、酸素−ヒン＠Ｊ ｌｌｊ ）Ｊ’Ｖｓの急
変点空燃比は、第４図に示すように、流し込み電流ＩＳ
Ｏ増加に伴ってリーン（＋１１１に移行する。したがっ
て、目標空燃比を８ジ定し、その目標空燃比に対応する
流し込み’Ｉｌｊ流１Ｓを酸素センサ１１に供給すると
、酸素−ヒンサ出）ＪＶＳは目標空燃比を急変点空燃比
゛とする特４’Ｉ ＋Ｉｌ＋線（第３図参照）上を変化
する。この出ツノ■Ｓ０）急変を検出することにより現
空燃比７Ｊ″−目（七雲空ツ２！奇比よりリッチである
か、リーンである力・を、！Ｉ４Ｊ ＞ＪＪすることが
できる。そこで、電流供給手段１２により機関の運転状
態に基づ〜・て目標空燃比を設定するとともにこの目標
空燃比において酸素センサ出力Ｖｓ が急変するように
流し込み電流Ｉｓを酸素センサ１１に供給し、この酸素
センサ出力Ｖｓを比較器１７において比較基準値Ｓ／Ｌ
と比較してリッチ、リーンを判別している。
しかしながら、酸素センサ１１は内部抵抗Ｒｓを有して
いるため、流し込み電流１ ｓが増加すると、内部抵抗
几Ｓによる電圧上昇分几Ｓ・Ｉｓも増加し、酸素センサ
１１の急変点出力Ｖ ｓ ｐは、第５図に示すように、
流し込み電流Ｉｓの増加に伴って高くなる。また、酸素
センサＩＪの内部抵抗几Ｓは、酸素センサ１１の活性状
態により変化する。そこで、本発明は流し込み電流Ｉｓ
の値と内部抵抗Ｒｓの値を検出し、これらの値に基づい
て比較基準値Ｓ／Ｌ が常に酸素センサ１１の急変点出
力Ｖｓｐとなるように調整している。すなわち、流し込
み電流１ｓの値は電流値検出手段１５により電圧Ｖｉと
して検出し、内部抵抗Ｒｓは抵抗値検出手段２１により
電圧Δ■として検出する。そして、基準値設定手段２３
において電圧上昇分１ｔＳ−１Ｓを演算した後、これと
基準電圧Ｖ。により比較基準値Ｓ／ＬをＳ／Ｌ＝Ｖｏ＋
Ｒ５−＋５として演算出力し、比較基準値Ｓ／Ｌが、常
に、急変点出力Ｖｓｐとなるように調整している。した
がって、比較器１７において、酸素センサ出力Ｖｓが、
急変点出力Ｖｓｐと交差したか否かにより、リッチ・り
一層を判別することができる。その結果、空燃比をより
一層正確に判別することができ、空燃比制御の精度を向
上させることができる。
いるため、流し込み電流１ ｓが増加すると、内部抵抗
几Ｓによる電圧上昇分几Ｓ・Ｉｓも増加し、酸素センサ
１１の急変点出力Ｖ ｓ ｐは、第５図に示すように、
流し込み電流Ｉｓの増加に伴って高くなる。また、酸素
センサＩＪの内部抵抗几Ｓは、酸素センサ１１の活性状
態により変化する。そこで、本発明は流し込み電流Ｉｓ
の値と内部抵抗Ｒｓの値を検出し、これらの値に基づい
て比較基準値Ｓ／Ｌ が常に酸素センサ１１の急変点出
力Ｖｓｐとなるように調整している。すなわち、流し込
み電流１ｓの値は電流値検出手段１５により電圧Ｖｉと
して検出し、内部抵抗Ｒｓは抵抗値検出手段２１により
電圧Δ■として検出する。そして、基準値設定手段２３
において電圧上昇分１ｔＳ−１Ｓを演算した後、これと
基準電圧Ｖ。により比較基準値Ｓ／ＬをＳ／Ｌ＝Ｖｏ＋
Ｒ５−＋５として演算出力し、比較基準値Ｓ／Ｌが、常
に、急変点出力Ｖｓｐとなるように調整している。した
がって、比較器１７において、酸素センサ出力Ｖｓが、
急変点出力Ｖｓｐと交差したか否かにより、リッチ・り
一層を判別することができる。その結果、空燃比をより
一層正確に判別することができ、空燃比制御の精度を向
上させることができる。
第６．７図は本発明の第２実施例を示す図であり、本実
施例は空燃比検出用と内部抵抗検出用の２つの酸素セン
サを用いたものである。
施例は空燃比検出用と内部抵抗検出用の２つの酸素セン
サを用いたものである。
第６図は本実施例の酸素センサを示す図である。第６図
にお（・て、３１は酸素イオン伝導性の固体電解質であ
り、固体電解質３１の一面には、第１基準電極３２と第
２基準電極３３が並列に設けられている。固体電解質３
１を挾んで、第１基準電極３２と対向する位置に第１酸
素電極３４が設けられ、第２基準電極３３と対向する位
置に第２酸素電極３５が設けられて〜・る。そして、こ
れら第１基準電極３２、第２基準電極３３、第１酸素電
極３４および第２酸素電極３５はそれぞれ多孔質保護層
３６．３７．３８．３９により覆われている。上記固体
電解質３１、第１基準電極３２、第１酸素電極３４、お
よび多孔質保護層３６．３８は第１酸素七ンサ４０を構
成し、上記固体ｉ１４ ′Ｎ（質３１、第２基準電極３
３、第２酸素電極３５および多孔質保護層３７．３９は
第２酸素センサ４１を構成している。そして、これら第
１酸素センサ４０および第２酸素センサ４１はその特性
が同一であり、第７図に示すように、それぞれ電源ｅ、
、ｅ。
にお（・て、３１は酸素イオン伝導性の固体電解質であ
り、固体電解質３１の一面には、第１基準電極３２と第
２基準電極３３が並列に設けられている。固体電解質３
１を挾んで、第１基準電極３２と対向する位置に第１酸
素電極３４が設けられ、第２基準電極３３と対向する位
置に第２酸素電極３５が設けられて〜・る。そして、こ
れら第１基準電極３２、第２基準電極３３、第１酸素電
極３４および第２酸素電極３５はそれぞれ多孔質保護層
３６．３７．３８．３９により覆われている。上記固体
電解質３１、第１基準電極３２、第１酸素電極３４、お
よび多孔質保護層３６．３８は第１酸素七ンサ４０を構
成し、上記固体ｉ１４ ′Ｎ（質３１、第２基準電極３
３、第２酸素電極３５および多孔質保護層３７．３９は
第２酸素センサ４１を構成している。そして、これら第
１酸素センサ４０および第２酸素センサ４１はその特性
が同一であり、第７図に示すように、それぞれ電源ｅ、
、ｅ。
と内部抵抗Ｒｓ、、Ｒｓ２で表わすと、ｅ、−ｅ２、Ｒ
ｓ 、−几Ｓ２である。これら第１酸素センサ４０およ
び第２酸素センサ４２を使用した空燃比制御は、第７図
に示す装置により行なわれ、第７図の説明において、第
２図に示した第１実施例と同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。
ｓ 、−几Ｓ２である。これら第１酸素センサ４０およ
び第２酸素センサ４２を使用した空燃比制御は、第７図
に示す装置により行なわれ、第７図の説明において、第
２図に示した第１実施例と同一構成部分には同一符号を
付してその説明を省略する。
第７図において、第１酸素センサ４０には電流供給手段
１２から流し込み電流Ｉｓが供給されており、第１酸素
七ンサ４０はこの流し込み電流Ｉｓの大きさに対応する
空燃比にお℃・てその出力Ｖｓ を急変する。この出力
Ｖｓを比較器１７で比較基準値Ｓ／Ｌと比較して空燃比
が目標空燃比より、リッチか、リーンか、を判断してリ
ッチ信号ＳＲ１たはり−７信号ＳＬを制御手段１８に出
力する。そして、この比較基準値Ｓ／Ｌは第１酸素セン
サ４０に供給される流し込み電流１ｓの値と第２酸素セ
ンサ４１の内部抵抗Ｒｓ 、の値に基づいて基準値設定
手段２３により急変点出力Ｖｓｐと一致するように設定
される。すなわち、流し込み電流ＩｓＯ値は電流値検出
手段１５により検出され、内部抵抗Ｒｓ２の値は抵抗値
検出手段４２により検出される。抵抗値検出手段４２は
交流電流供給手段１６と振幅検出手段１９により構成さ
れ、第１実施例のように、パンＰ）ξスフイルタＢＦを
必要としない。これは酸素センサを２個設け、第１酸素
センサ４０は空燃比検出用に、第２酸素センサ４１は内
部抵抗検出用として区別したためである。したがって、
第１酸素センサ４０の出力■、には高周波成分が含まれ
ていないので、第１実施例のローノξスフィルタＬＦも
不要である。その結果、装置の回路構成を簡単なものと
することができる。また、第７図中ＢＡＩ、Ｂｉ２はノ
ぐツファアンプである。
１２から流し込み電流Ｉｓが供給されており、第１酸素
七ンサ４０はこの流し込み電流Ｉｓの大きさに対応する
空燃比にお℃・てその出力Ｖｓ を急変する。この出力
Ｖｓを比較器１７で比較基準値Ｓ／Ｌと比較して空燃比
が目標空燃比より、リッチか、リーンか、を判断してリ
ッチ信号ＳＲ１たはり−７信号ＳＬを制御手段１８に出
力する。そして、この比較基準値Ｓ／Ｌは第１酸素セン
サ４０に供給される流し込み電流１ｓの値と第２酸素セ
ンサ４１の内部抵抗Ｒｓ 、の値に基づいて基準値設定
手段２３により急変点出力Ｖｓｐと一致するように設定
される。すなわち、流し込み電流ＩｓＯ値は電流値検出
手段１５により検出され、内部抵抗Ｒｓ２の値は抵抗値
検出手段４２により検出される。抵抗値検出手段４２は
交流電流供給手段１６と振幅検出手段１９により構成さ
れ、第１実施例のように、パンＰ）ξスフイルタＢＦを
必要としない。これは酸素センサを２個設け、第１酸素
センサ４０は空燃比検出用に、第２酸素センサ４１は内
部抵抗検出用として区別したためである。したがって、
第１酸素センサ４０の出力■、には高周波成分が含まれ
ていないので、第１実施例のローノξスフィルタＬＦも
不要である。その結果、装置の回路構成を簡単なものと
することができる。また、第７図中ＢＡＩ、Ｂｉ２はノ
ぐツファアンプである。
なお、上記各実施例においては、比較基準値が常に、急
変点出力に一致するようにしているが、比較基準値は急
変点出力に一致させなくても、酸素センサ出力の急変を
確実に検出できる所定の値でよい。
変点出力に一致するようにしているが、比較基準値は急
変点出力に一致させなくても、酸素センサ出力の急変を
確実に検出できる所定の値でよい。
本発明によれば、酸素センサ出力と比較して空燃比判断
を行う比較基準値を、酸素センサに供給される流し込み
電流と内部抵抗に基づいて、常に、酸素センサ出力の所
定値に設定することができるので、空燃比判断をより一
層正確に行うことができる。したがって、空燃比制御の
精度を向上させることができる。
を行う比較基準値を、酸素センサに供給される流し込み
電流と内部抵抗に基づいて、常に、酸素センサ出力の所
定値に設定することができるので、空燃比判断をより一
層正確に行うことができる。したがって、空燃比制御の
精度を向上させることができる。
また、第２実施例にあっては、内部抵抗検出用の酸素セ
ンサを別に設けたため、回路構成を簡単なものとするこ
とができる。
ンサを別に設けたため、回路構成を簡単なものとするこ
とができる。
第１図は従来の空燃比制御装置を示す概略構成図、第２
〜５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２図はその全体構成図、第３図はその流し込
み電流を変化させた場合の酸素センサ出力の特性図、第
４図はその流し込みｍ Ｍｔと急変点空燃比との関係を
示す特性図、第５図はその流し込み電流と急変点出力と
の関係を示す特性図、第６．７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６図はその酸素セ
ンサの正面断面図、第７図はその全体構成図である。 １１．４０．４１・・−・・・酸素センサ、１２・・・
・・・電流供給手段、 １５・・・・・・電流値検出手段、 １７・・・・・・比較手段、 １８・・・・・・制御手段、 ２１．４２・・・・・・抵抗値検出手段、２３・・・・
・・基準値設定手段。 特許出願人 日産自動車株・式会社 代理人弁理士 有我軍一部 第４図 第５図
〜５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２図はその全体構成図、第３図はその流し込
み電流を変化させた場合の酸素センサ出力の特性図、第
４図はその流し込みｍ Ｍｔと急変点空燃比との関係を
示す特性図、第５図はその流し込み電流と急変点出力と
の関係を示す特性図、第６．７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６図はその酸素セ
ンサの正面断面図、第７図はその全体構成図である。 １１．４０．４１・・−・・・酸素センサ、１２・・・
・・・電流供給手段、 １５・・・・・・電流値検出手段、 １７・・・・・・比較手段、 １８・・・・・・制御手段、 ２１．４２・・・・・・抵抗値検出手段、２３・・・・
・・基準値設定手段。 特許出願人 日産自動車株・式会社 代理人弁理士 有我軍一部 第４図 第５図
Claims (1)
- 機関の排気中の酸素濃度を検出し、流し込み電流の値に
対応した空燃比において出力電圧の急変する酸素センサ
と、機関の運転状態に基づ（・て目標空燃比を設定し、
該目標空燃比において酸素センサ出力が急変するように
流し込み電流を供給する電流供給手段と、酸素センサ出
力を比較基準値と比較して空燃比が目標空燃比よりリッ
チかり一ンかを判断する比較手段と、流し込み電流の値
を検出する電流値検出手段と、酸素センサの内部抵抗の
値を検出する抵抗値検出手段と、流し込み電流と内部抵
抗の値に基づ（・て前記比較基準値を設定する基準値設
定手段と、前記比較手段の出力に基づ（・て空燃比を目
標空燃比に制御する制御手段と、を備えたことを特徴と
する空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20622083A JPS6098141A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20622083A JPS6098141A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098141A true JPS6098141A (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=16519750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20622083A Pending JPS6098141A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6098141A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9890725B2 (en) | 2013-06-04 | 2018-02-13 | Denso Corporation | Gas sensor control device |
| US10234418B2 (en) | 2013-09-27 | 2019-03-19 | Denso Corporation | Gas sensor control device |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP20622083A patent/JPS6098141A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9890725B2 (en) | 2013-06-04 | 2018-02-13 | Denso Corporation | Gas sensor control device |
| US10234418B2 (en) | 2013-09-27 | 2019-03-19 | Denso Corporation | Gas sensor control device |
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