JPS6118016B2 - - Google Patents
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- JPS6118016B2 JPS6118016B2 JP53017771A JP1777178A JPS6118016B2 JP S6118016 B2 JPS6118016 B2 JP S6118016B2 JP 53017771 A JP53017771 A JP 53017771A JP 1777178 A JP1777178 A JP 1777178A JP S6118016 B2 JPS6118016 B2 JP S6118016B2
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- ratio sensor
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 93
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
-
- 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
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1455—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor resistivity varying with oxygen concentration
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンジン排気ガス中の酸素濃度により
空燃比を検出し、この空燃比信号に応じて空燃比
を帰還制御する空燃比制御装置に関する。
空燃比を検出し、この空燃比信号に応じて空燃比
を帰還制御する空燃比制御装置に関する。
排気ガス中の酸素濃度により空燃比を検出する
空燃比センサとして、所定空燃比（理論空燃比：
λ＝１）を境として第１図の如くステツプ的に抵
抗値が変化するTiO2を主体とした空燃比センサ
が知られている。
空燃比センサとして、所定空燃比（理論空燃比：
λ＝１）を境として第１図の如くステツプ的に抵
抗値が変化するTiO2を主体とした空燃比センサ
が知られている。
従来の空燃比制御装置ではこの空燃比センサに
バイアス電流を供給し空燃比センサの抵抗変化に
応じた電圧変化を得、この電圧と所定空燃比に対
応して設定した設定レベルとを比較回路により比
較し、空燃比が所定空燃比以下どうかを判別して
いた。
バイアス電流を供給し空燃比センサの抵抗変化に
応じた電圧変化を得、この電圧と所定空燃比に対
応して設定した設定レベルとを比較回路により比
較し、空燃比が所定空燃比以下どうかを判別して
いた。
しかしながらこの空燃比センサはその特性が経
年変化したり、特に第１図の知く温度（排気ガス
温）に応じて著しく抵抗が変化するものであり、
例えば温度800℃では1KΩ〜100KΩの間で変化
するのに対し、200℃では1MΩ〜100MΩの間で
変する。このため所定空燃比以上か否かを判別す
る前記比較回路の設定レベルを排気ガス温に応じ
て変化させる必要があつた。
年変化したり、特に第１図の知く温度（排気ガス
温）に応じて著しく抵抗が変化するものであり、
例えば温度800℃では1KΩ〜100KΩの間で変化
するのに対し、200℃では1MΩ〜100MΩの間で
変する。このため所定空燃比以上か否かを判別す
る前記比較回路の設定レベルを排気ガス温に応じ
て変化させる必要があつた。
本発明は上記空燃比センサの特性に鑑み、温度
に応じて空燃比センサの内部抵抗が著しく変動し
た場合にもその抵抗変化分を十分補償でき、しか
も従来のように比較手段の設定レベルを変化させ
ずとも確実に空燃比状態を検出できる空燃比制御
装置を提供することを目的とする。
に応じて空燃比センサの内部抵抗が著しく変動し
た場合にもその抵抗変化分を十分補償でき、しか
も従来のように比較手段の設定レベルを変化させ
ずとも確実に空燃比状態を検出できる空燃比制御
装置を提供することを目的とする。
そのため本発明では、エンジン排気ガス中の酸
素濃度により所定空燃料比を境としてステツプ的
の抵抗値が変化する空燃比センサと、所定空燃比
以上か以下のいずれか一方のときにおけるこの空
燃比センサの端子電圧が第１の設定値となるよう
この空燃比センサに供給するバイアス電流の大き
さを制御する電流制御手段と、前記空燃比センサ
の端子電圧値と前記所定空燃比に対応して設定し
た、前記第１の設定値とは異なるレベルの第２の
設定値とを比較判別する比較手段とを備え、この
比較手段の判別結果に応じてエンジンの空燃比状
態を制御することを特徴とする。
素濃度により所定空燃料比を境としてステツプ的
の抵抗値が変化する空燃比センサと、所定空燃比
以上か以下のいずれか一方のときにおけるこの空
燃比センサの端子電圧が第１の設定値となるよう
この空燃比センサに供給するバイアス電流の大き
さを制御する電流制御手段と、前記空燃比センサ
の端子電圧値と前記所定空燃比に対応して設定し
た、前記第１の設定値とは異なるレベルの第２の
設定値とを比較判別する比較手段とを備え、この
比較手段の判別結果に応じてエンジンの空燃比状
態を制御することを特徴とする。
以下本発明を図に示す一実施例につき説明す
る。第２図は構成を示すもので、１は第１図の如
く、エンジン排気ガス中の酸素濃度により所定空
燃比（空気過剰率λ＝１）を境としてステツプ的
に抵抗値が変化するTiO2を主体とした空燃比セ
ンサ、２はこの空燃比センサ１に供給するバイア
ス電流を制御する電流制御回路、３は空燃比セン
サ１の抵抗値つまり端子電圧を前記所定空燃比に
対応する設定レベルと比較し、空燃比が所定空燃
比以下（λ＜１）か否（λ＞１）かを判別する比
較回路である。４はこの比較回路３の空燃比判別
出力に基き燃料噴射量を制御して空燃比を所定空
燃比に調整する空燃比制御手段で種々の文献で公
知であり詳細説明は省略する。この空燃比制御手
段４としては他に気化器から供給する燃料或いは
空気の量を制御するもので、更にはエンジン排気
管に供給する二次空気の量を制御するもの等の公
知の手段も適用できる。
る。第２図は構成を示すもので、１は第１図の如
く、エンジン排気ガス中の酸素濃度により所定空
燃比（空気過剰率λ＝１）を境としてステツプ的
に抵抗値が変化するTiO2を主体とした空燃比セ
ンサ、２はこの空燃比センサ１に供給するバイア
ス電流を制御する電流制御回路、３は空燃比セン
サ１の抵抗値つまり端子電圧を前記所定空燃比に
対応する設定レベルと比較し、空燃比が所定空燃
比以下（λ＜１）か否（λ＞１）かを判別する比
較回路である。４はこの比較回路３の空燃比判別
出力に基き燃料噴射量を制御して空燃比を所定空
燃比に調整する空燃比制御手段で種々の文献で公
知であり詳細説明は省略する。この空燃比制御手
段４としては他に気化器から供給する燃料或いは
空気の量を制御するもので、更にはエンジン排気
管に供給する二次空気の量を制御するもの等の公
知の手段も適用できる。
第３図は第２図の詳細な電気回路を示すもの
で、この実施例では電流制御回路２は空燃比が所
定空燃比以下（λ＜１）つまり濃いときにおける
空燃比センサ１の端子電圧を略一定値となるよう
制御する構成としたものである。比較回路３は入
力抵抗３０１、所定空燃比に対応した設定レベル
ＶR2を与える抵抗３０２，３０３、比較器３０４
からなる。電流制御回路２は空燃比がλ＜１にお
けるときの空燃比センサ１の端子電圧が所定の一
定値以下か否かを判別する判別回路２０と、この
判別回路２０の判別出力に基き空燃比センサ１に
供給するバイアス電流の大きさを制御する電流供
給回路２５とよりなる。判別回路２０は抵抗２０
１，２０２，２０３、比較器２０４とからなり、
抵抗２０２，２０３は空燃比センサ１の端子電圧
が所定の一定値かどうかの比較レベルＶR1を与え
るもので、この比較レベルＶR1は前記比較回路３
の設定レベルＶR2よりも小さな値に例えば1Vと
なるよう設定してある。電流供給回路２５はコン
デンサ２５１、演算増幅器２５２よりなる積分器
２５３と、積分入力の大きさの切換りつまり判別
回路２０の出力の切換りにより積分時定数を切換
える機能をもつダイオード２５４並びに二つの抵
抗２５５，２５６と、積分器２５３の設定レベル
を与える抵抗２５７，２５８と、判別回路２０の
出力をバイアスするための抵抗２５９，２６０並
びにダイオード２６１と、積分器２５３の出力に
より空燃比センサ１に供給するバイアス電流の大
きさを制御するトランジスタ２６２、抵抗２６
３，２６４，２６５よりなるバイアス回路２６６
とからなる。
で、この実施例では電流制御回路２は空燃比が所
定空燃比以下（λ＜１）つまり濃いときにおける
空燃比センサ１の端子電圧を略一定値となるよう
制御する構成としたものである。比較回路３は入
力抵抗３０１、所定空燃比に対応した設定レベル
ＶR2を与える抵抗３０２，３０３、比較器３０４
からなる。電流制御回路２は空燃比がλ＜１にお
けるときの空燃比センサ１の端子電圧が所定の一
定値以下か否かを判別する判別回路２０と、この
判別回路２０の判別出力に基き空燃比センサ１に
供給するバイアス電流の大きさを制御する電流供
給回路２５とよりなる。判別回路２０は抵抗２０
１，２０２，２０３、比較器２０４とからなり、
抵抗２０２，２０３は空燃比センサ１の端子電圧
が所定の一定値かどうかの比較レベルＶR1を与え
るもので、この比較レベルＶR1は前記比較回路３
の設定レベルＶR2よりも小さな値に例えば1Vと
なるよう設定してある。電流供給回路２５はコン
デンサ２５１、演算増幅器２５２よりなる積分器
２５３と、積分入力の大きさの切換りつまり判別
回路２０の出力の切換りにより積分時定数を切換
える機能をもつダイオード２５４並びに二つの抵
抗２５５，２５６と、積分器２５３の設定レベル
を与える抵抗２５７，２５８と、判別回路２０の
出力をバイアスするための抵抗２５９，２６０並
びにダイオード２６１と、積分器２５３の出力に
より空燃比センサ１に供給するバイアス電流の大
きさを制御するトランジスタ２６２、抵抗２６
３，２６４，２６５よりなるバイアス回路２６６
とからなる。
次に上記構成装置の作動を第４図により説明す
ると、空燃比が第４図ａの如く所定空燃比より大
きいときつまりλ＞１のときは判別回路２０の出
力は第４図ｂの如く「Low」レベルとなり、電流
供給回路２５の抵抗２５５，２６０の分岐点Ｃの
電位が「Low」レベルとなり、積分器２５３は抵
抗値の大きな抵抗２５６のみを介してコンデンサ
２５１が放電されるため積分出力が緩い傾斜で上
昇し、このためバイアス回路２６６は徐々に空燃
比センサ１に供給するバイアス電流を小さくす
る。このため空燃比センサ１の端子Ａの電圧は第
４図Ａの如くやや減少していく。空燃比が所定空
燃比以下つまりλ＜１になると判別回路２０は第
４図ｂの如く反転して「High」レベルとなり、
電流供給回路２５の前記分岐点Ｃの電位も高くな
り、積分器２５３はダイオード２５４が導通する
ため抵抗値の小さな抵抗２５５を介してコンデン
サ２５１が比較的素早く充電されて積分出力が比
較的素早く下降して、バイアス回路２６６から空
燃比センサ１に供給するバイアス電流を上昇さ
せ、空燃比センサ１の端子Ａの電圧を第４図Ａの
如く比較的素早く判別回路２０の比較レベルＴR1
（この実施例では1V）に近づける。電流制御回路
２はこのようにしてλ＜１においては空燃比セン
サ１の端子電圧をこの比較レベルＶR1となるよう
に帰還制御する。従つて空燃比センサ１の端子電
圧はλ＜１においては、空燃比センサ１の温度に
よる抵抗値の変化分とは関係なく略この判別回路
２０の比較レベルＶR1に対応する一定値に保たれ
るため、また空燃比が所定空燃比以上（λ＞１）
か否（λ＜１）かを比較判別する比較回路３の設
定レベルＶR2を判別回路２０の比較レベルより高
く設定しているため、比較回路３の設定レベルＶ
R2を固定していても空燃比の比較判別は確実に行
なえる。しかして比較回路３は空燃比が所定空燃
比より小さい（λ＜１）のときは出力か「Low」
レベルとなつて、空燃比制御手段によつて空燃比
所定空燃比になる方向に帰還制御し、λ＞１のと
きは出力が「High」レベルとなつて、同様に所
定空燃比となるよう帰還制御する。
ると、空燃比が第４図ａの如く所定空燃比より大
きいときつまりλ＞１のときは判別回路２０の出
力は第４図ｂの如く「Low」レベルとなり、電流
供給回路２５の抵抗２５５，２６０の分岐点Ｃの
電位が「Low」レベルとなり、積分器２５３は抵
抗値の大きな抵抗２５６のみを介してコンデンサ
２５１が放電されるため積分出力が緩い傾斜で上
昇し、このためバイアス回路２６６は徐々に空燃
比センサ１に供給するバイアス電流を小さくす
る。このため空燃比センサ１の端子Ａの電圧は第
４図Ａの如くやや減少していく。空燃比が所定空
燃比以下つまりλ＜１になると判別回路２０は第
４図ｂの如く反転して「High」レベルとなり、
電流供給回路２５の前記分岐点Ｃの電位も高くな
り、積分器２５３はダイオード２５４が導通する
ため抵抗値の小さな抵抗２５５を介してコンデン
サ２５１が比較的素早く充電されて積分出力が比
較的素早く下降して、バイアス回路２６６から空
燃比センサ１に供給するバイアス電流を上昇さ
せ、空燃比センサ１の端子Ａの電圧を第４図Ａの
如く比較的素早く判別回路２０の比較レベルＴR1
（この実施例では1V）に近づける。電流制御回路
２はこのようにしてλ＜１においては空燃比セン
サ１の端子電圧をこの比較レベルＶR1となるよう
に帰還制御する。従つて空燃比センサ１の端子電
圧はλ＜１においては、空燃比センサ１の温度に
よる抵抗値の変化分とは関係なく略この判別回路
２０の比較レベルＶR1に対応する一定値に保たれ
るため、また空燃比が所定空燃比以上（λ＞１）
か否（λ＜１）かを比較判別する比較回路３の設
定レベルＶR2を判別回路２０の比較レベルより高
く設定しているため、比較回路３の設定レベルＶ
R2を固定していても空燃比の比較判別は確実に行
なえる。しかして比較回路３は空燃比が所定空燃
比より小さい（λ＜１）のときは出力か「Low」
レベルとなつて、空燃比制御手段によつて空燃比
所定空燃比になる方向に帰還制御し、λ＞１のと
きは出力が「High」レベルとなつて、同様に所
定空燃比となるよう帰還制御する。
なお、上記実施例では空燃比が所定空燃比以下
（λ＜１）におけるときの空燃比センサ１の端子
電圧を一定値になるよう制御する構成のものであ
つたが、λ＞１におけるときの空燃比センサ１の
端子電圧を一定値となるよう制御することも可能
である。また比較回路３の出力を公知の如く積分
回路で処理し空燃比制御手段４を制御することも
可能である。
（λ＜１）におけるときの空燃比センサ１の端子
電圧を一定値になるよう制御する構成のものであ
つたが、λ＞１におけるときの空燃比センサ１の
端子電圧を一定値となるよう制御することも可能
である。また比較回路３の出力を公知の如く積分
回路で処理し空燃比制御手段４を制御することも
可能である。
所定空燃比状態における空燃比センサの端子電
圧が、そのセンサの内部抵抗が温度に応じて著し
く変動した場合にも、第１の設定値に良好に設定
されるようにしているから、温度による空燃比セ
ンサの抵抗変化分を十分補償でき、しかも第１の
設定値とは異なるレベルの第２の設定値を用いて
空燃比センサの端子電圧値を比較判別しているか
ら、従来のように比較手段の設定レベルを変化さ
せずとも確実に空燃比状態を検出できる。
圧が、そのセンサの内部抵抗が温度に応じて著し
く変動した場合にも、第１の設定値に良好に設定
されるようにしているから、温度による空燃比セ
ンサの抵抗変化分を十分補償でき、しかも第１の
設定値とは異なるレベルの第２の設定値を用いて
空燃比センサの端子電圧値を比較判別しているか
ら、従来のように比較手段の設定レベルを変化さ
せずとも確実に空燃比状態を検出できる。
第１図は本発明装置に用いる空燃比センサの出
力特性図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図、第３図は第２図の電気回路図、第４図は
本発明の作動説明のための出力特性図である。 １……空燃比センサ、２……電流制御回路、３
……比較回路。
力特性図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図、第３図は第２図の電気回路図、第４図は
本発明の作動説明のための出力特性図である。 １……空燃比センサ、２……電流制御回路、３
……比較回路。
Claims (1)
- １ エンジン排気ガス中の酸素濃度により所定空
燃比を境としてステツプ的に抵抗値が変化する空
燃比センサと、所定空燃比以上か以下のいずれか
一方のときにおけるこの空燃比センサの端子電圧
が第１の設定値となるようこの空燃比センサに供
給するバイアス電流の大きさを制御する電流制御
手段と、前記空燃比センサの端子電圧値と前記所
定空燃比に対応して設定した、前記第１の設定値
とは異なるレベルの第２の設定値とを比較判別す
る比較手段とを備え、この比較手段の判別結果に
応じてエンジンの空燃比状態を制御することを特
徴とする空燃比制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1777178A JPS54109523A (en) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | Air fuel ratio controller |
| US05/964,962 US4266519A (en) | 1978-02-17 | 1978-11-30 | System for controlling an oxygen concentration in exhaust gases |
| FR7835858A FR2417638A1 (fr) | 1978-02-17 | 1978-12-20 | Dispositif de controle de la concentration en oxygene de gaz d'echappement |
| GB7903509A GB2014762B (en) | 1978-02-17 | 1979-02-01 | Apparatus for controlling the oxygen content of exhaust gases |
| DE19792906018 DE2906018A1 (de) | 1978-02-17 | 1979-02-16 | System zur steuerung der sauerstoffkonzentration der auspuffgase einer brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1777178A JPS54109523A (en) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | Air fuel ratio controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54109523A JPS54109523A (en) | 1979-08-28 |
| JPS6118016B2 true JPS6118016B2 (ja) | 1986-05-10 |
Family
ID=11952970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1777178A Granted JPS54109523A (en) | 1978-02-17 | 1978-02-17 | Air fuel ratio controller |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4266519A (ja) |
| JP (1) | JPS54109523A (ja) |
| DE (1) | DE2906018A1 (ja) |
| FR (1) | FR2417638A1 (ja) |
| GB (1) | GB2014762B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608328B2 (ja) * | 1979-05-31 | 1985-03-02 | 日産自動車株式会社 | 空燃比帰還制御装置 |
| JPS5642132A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Nippon Soken Inc | Detecting device for air-fuel ratio |
| JPS6042368Y2 (ja) * | 1979-10-25 | 1985-12-26 | 日産自動車株式会社 | 空燃比制御装置 |
| JPS56138437A (en) * | 1980-03-28 | 1981-10-29 | Nippon Denso Co Ltd | Air-fuel ratio controller |
| DE4040329C2 (de) * | 1990-12-17 | 2000-06-29 | Itvi Inttech Venture Investa | Verfahren und Sensor zur Detektion von NOx in komplexen Gasgemischen |
| EP0488102A3 (en) * | 1990-11-24 | 1993-10-06 | E.T.R. Elektronik Technologie Rump Gmbh | Method and apparatus for measuring gas |
| US9157391B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-10-13 | EMIT Technologies, Inc. | Systems and methods for controlling a combustion engine |
| US10161899B2 (en) * | 2014-09-30 | 2018-12-25 | Rosemount Inc. | Oxygen sensor with electrochemical protection mode |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1376769A (en) * | 1971-11-15 | 1974-12-11 | Ford Motor Co | Air-fuel ration sensing system |
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