JPS61247957A - 酸素濃度検出装置 - Google Patents
酸素濃度検出装置Info
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- JPS61247957A JPS61247957A JP60089647A JP8964785A JPS61247957A JP S61247957 A JPS61247957 A JP S61247957A JP 60089647 A JP60089647 A JP 60089647A JP 8964785 A JP8964785 A JP 8964785A JP S61247957 A JPS61247957 A JP S61247957A
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- fuel ratio
- supplied
- air
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- 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
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
-
- 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
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
本発明は自動車排気ガス等の気体中の酸素濃度を検出す
る酸素濃度検出装置に関する。
る酸素濃度検出装置に関する。
背景技術
内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等を目的として
、排気ガス中の酸素濃度を検出し、この検出結果に応じ
てエンジンへの供給混合気の空燃比を目標空燃比にフィ
ードバック制御する空燃比制御装置がある。
、排気ガス中の酸素濃度を検出し、この検出結果に応じ
てエンジンへの供給混合気の空燃比を目標空燃比にフィ
ードバック制御する空燃比制御装置がある。
このような空燃比制御装置に用いられる酸素濃度検出装
置として被測定気体中の酸素濃度に比例した出力を発生
するものがある（特開昭５８−１５３１５５号）。かか
る酸素濃度検出装置ておいては、一対の平板状の酸素イ
オン伝導性固体電解質材を有する酸素濃度センナが設け
られている。その固体電解質材は被測定気体中に配設さ
れるようになされ、固体電解質材の各表裏面には電極が
各々形成されかつ固体電解質材が所定の間隙部を介して
対向するように平行に配置されている。固体電解質材の
一方が酸素ポンプ素子として、他方が酸素濃度比測定用
電池素子として作用するようＫなっている。被測定気体
中において間隙部側電極が負極になるように酸素ポンプ
素子の電極間に電流を供給すると、酸素ポンプ素子の負
極面側にて間隙部内気体中の酸素ガスがイオン化して酸
素ポンプ素子内を正極面側に移動し正極面から酸素ガス
として放出される。このとき、間隙部内の酸素ガスの減
少により間隙部内の気体と電池素子外側の気体との間に
酸素濃度差が生ずるので電池素子の電極間に電圧が発生
する。この電圧を一定値にするように酸素ポンプ素子に
供給する電流値を変化させると、定温においてその電流
値が被測定気体中の酸素濃度にほぼ直線的に比例するこ
とになるＯ 第１図は従来の酸素濃度比例型の酸素濃度検出装置を示
している。本装置においては、酸素濃度センサ１の電池
素子２の電極板２６．２ｂ間に発生する電圧が差動アン
プ４に供給される。差動アンプ４は電池素子２の発生電
圧と予め定められた基準電圧Ｖｒ（例えば、４０ ｍＶ
）との差に応じた電圧を出力する。差動アンプ４の出
力端にはＶ／Ｉコンバータ５が接続され、ｖ／エコンバ
ータ５は差動アンプ４の出力電圧に応じた値の電流を酸
素濃度センサ１の酸素ポンプ素子３の電極板３ａ。
置として被測定気体中の酸素濃度に比例した出力を発生
するものがある（特開昭５８−１５３１５５号）。かか
る酸素濃度検出装置ておいては、一対の平板状の酸素イ
オン伝導性固体電解質材を有する酸素濃度センナが設け
られている。その固体電解質材は被測定気体中に配設さ
れるようになされ、固体電解質材の各表裏面には電極が
各々形成されかつ固体電解質材が所定の間隙部を介して
対向するように平行に配置されている。固体電解質材の
一方が酸素ポンプ素子として、他方が酸素濃度比測定用
電池素子として作用するようＫなっている。被測定気体
中において間隙部側電極が負極になるように酸素ポンプ
素子の電極間に電流を供給すると、酸素ポンプ素子の負
極面側にて間隙部内気体中の酸素ガスがイオン化して酸
素ポンプ素子内を正極面側に移動し正極面から酸素ガス
として放出される。このとき、間隙部内の酸素ガスの減
少により間隙部内の気体と電池素子外側の気体との間に
酸素濃度差が生ずるので電池素子の電極間に電圧が発生
する。この電圧を一定値にするように酸素ポンプ素子に
供給する電流値を変化させると、定温においてその電流
値が被測定気体中の酸素濃度にほぼ直線的に比例するこ
とになるＯ 第１図は従来の酸素濃度比例型の酸素濃度検出装置を示
している。本装置においては、酸素濃度センサ１の電池
素子２の電極板２６．２ｂ間に発生する電圧が差動アン
プ４に供給される。差動アンプ４は電池素子２の発生電
圧と予め定められた基準電圧Ｖｒ（例えば、４０ ｍＶ
）との差に応じた電圧を出力する。差動アンプ４の出
力端にはＶ／Ｉコンバータ５が接続され、ｖ／エコンバ
ータ５は差動アンプ４の出力電圧に応じた値の電流を酸
素濃度センサ１の酸素ポンプ素子３の電極板３ａ。
３ｂ間に供給する。Ｖ／Ｉコンバータ５から酸素ポンプ
素子３に供給される電流値が電流検出回路６によって検
出され、電流検出回路６の検出電流値が酸素濃度検出出
力となる。
素子３に供給される電流値が電流検出回路６によって検
出され、電流検出回路６の検出電流値が酸素濃度検出出
力となる。
かかる従来の酸素濃度検出装置においては、電池素子２
の発生電圧が基準電圧に等しくなるようにＶ／Ｉコンバ
ータ５から酸素ポンプ素子３に電流ＩＰが供給されるの
でその電流値を検出することによシ第２図に示すように
被測定気体中の酸素濃度に比例した出力を得ることがで
きる〇しかしながら、かかる従来の酸素濃度検出装置に
おいては、酸素濃度に比例した出力を得るためには酸素
濃度センサ１の他に、差動アンプ４、Ｖ／Ｉコンパレー
タ５及び電流検出回路６が必要であるので複雑な構成に
なるという問題点があった。また空燃比制御装置に用い
られる場合には更に電流検出回路の出力レベルと目標空
燃比に対応するレベルとを比較する比較手段が必要にな
るのであった。
の発生電圧が基準電圧に等しくなるようにＶ／Ｉコンバ
ータ５から酸素ポンプ素子３に電流ＩＰが供給されるの
でその電流値を検出することによシ第２図に示すように
被測定気体中の酸素濃度に比例した出力を得ることがで
きる〇しかしながら、かかる従来の酸素濃度検出装置に
おいては、酸素濃度に比例した出力を得るためには酸素
濃度センサ１の他に、差動アンプ４、Ｖ／Ｉコンパレー
タ５及び電流検出回路６が必要であるので複雑な構成に
なるという問題点があった。また空燃比制御装置に用い
られる場合には更に電流検出回路の出力レベルと目標空
燃比に対応するレベルとを比較する比較手段が必要にな
るのであった。
発明の概要
そこで、本発明の目的は簡単な構成で供給混合気の空燃
比と目標空燃比との比較出力を得ることができる酸素濃
度比例型の酸素濃度検出装置を提供することである。
比と目標空燃比との比較出力を得ることができる酸素濃
度比例型の酸素濃度検出装置を提供することである。
本発明の酸素濃度検出装置は酸素ポンプ素子の電極間に
定電流を供給する電流供給手段と、電池素子の電極間に
生ずる電圧と基準電圧とを比較してその比較結果を出力
する比較手段とを有することを特徴としている。
定電流を供給する電流供給手段と、電池素子の電極間に
生ずる電圧と基準電圧とを比較してその比較結果を出力
する比較手段とを有することを特徴としている。
実施例
以下、本発明の実施例を第３図を参照しつつ説明する。
第３図に示した本発明の一実施例たる酸素濃度検出装置
においては、酸素ポンプ素子３の電極板３α、３ｂ間に
は定電流供給回路７から定電流が供給される。定電流値
は目標空燃比疋応じて設定される。電池素子２の電極板
２α、２ｂに発生する電圧ＶＯ２は比較器８の一方の入
力端に供給される。比較器８の他方の入力端には基準電
圧Ｖデが供給され、比較器８の出力信号が本装置の出力
となっている。
においては、酸素ポンプ素子３の電極板３α、３ｂ間に
は定電流供給回路７から定電流が供給される。定電流値
は目標空燃比疋応じて設定される。電池素子２の電極板
２α、２ｂに発生する電圧ＶＯ２は比較器８の一方の入
力端に供給される。比較器８の他方の入力端には基準電
圧Ｖデが供給され、比較器８の出力信号が本装置の出力
となっている。
かかる本発明圧よる酸素濃度検出装置においては、定電
流供給回路７から定電流が酸素ポンプ素子３の電極板３
α、３６間に供給されるので電池素子２の電極板２ｃＬ
、２６間に発生する電圧ＶＯ２が間隙部９内の気体と電
池素子２外側の気体との酸素濃度差を表わす。すなわち
、エンジンの排気ガス中の酸素濃度に比例した電圧ＶＯ
２が得られ、この電圧ＶＯ２は供給混合気の空燃比がリ
ッチになるに従って大となる。電圧ＶＯ２が目標空燃比
に対応した基準電圧Ｖデよシ大ならば、比較器８の出力
レベルは高レベルとなって空燃比が目標空燃比よシリッ
チであることを表わし、電圧ＶＯ２が基準電圧Ｖｒよシ
小ならば、比較器８の出力レベルは低レベルとなって空
燃比が目標空燃比よりリーンであることを表わすのであ
る。定電流供給回路７から酸素ポンプ素子３に供給され
る定電流値が目標空燃比に応じて設定され、基準電圧Ｖ
ｒは目原空燃比が変化しても常に一定値されて比較器８
においては目標空燃比を表わすのである。
流供給回路７から定電流が酸素ポンプ素子３の電極板３
α、３６間に供給されるので電池素子２の電極板２ｃＬ
、２６間に発生する電圧ＶＯ２が間隙部９内の気体と電
池素子２外側の気体との酸素濃度差を表わす。すなわち
、エンジンの排気ガス中の酸素濃度に比例した電圧ＶＯ
２が得られ、この電圧ＶＯ２は供給混合気の空燃比がリ
ッチになるに従って大となる。電圧ＶＯ２が目標空燃比
に対応した基準電圧Ｖデよシ大ならば、比較器８の出力
レベルは高レベルとなって空燃比が目標空燃比よシリッ
チであることを表わし、電圧ＶＯ２が基準電圧Ｖｒよシ
小ならば、比較器８の出力レベルは低レベルとなって空
燃比が目標空燃比よりリーンであることを表わすのであ
る。定電流供給回路７から酸素ポンプ素子３に供給され
る定電流値が目標空燃比に応じて設定され、基準電圧Ｖ
ｒは目原空燃比が変化しても常に一定値されて比較器８
においては目標空燃比を表わすのである。
第４図及び第５図は本発明による酸素濃度検出装置を適
用した吸気２次空気供給方式の空燃比制御装置を示して
いる。本装置においては、エンジン１０の気化器絞シ弁
１９下流の吸気マニホールド１１とエアクリーナ１２の
空気吐出口近傍とは吸気２次空気供給通路１３によって
連通されている。吸気２次空気供給通路１３には電磁開
閉弁１４が設けられている。電磁開閉弁１４はそのソレ
ノイド１４αへの通電によシ開弁するようになっている
。
用した吸気２次空気供給方式の空燃比制御装置を示して
いる。本装置においては、エンジン１０の気化器絞シ弁
１９下流の吸気マニホールド１１とエアクリーナ１２の
空気吐出口近傍とは吸気２次空気供給通路１３によって
連通されている。吸気２次空気供給通路１３には電磁開
閉弁１４が設けられている。電磁開閉弁１４はそのソレ
ノイド１４αへの通電によシ開弁するようになっている
。
一方、１５は吸気マニホールド１１に設けられ吸気マニ
ホールド１１内の絶対圧に応じたレベルの出力を発生す
る絶対圧センサ、１６はエンジン１０のクランクシャフ
ト（図示せず）の回転に応じてパルスを発生するクラン
ク角センサ、１７はエンジン１０の冷却水温に応じたレ
ベルの出力を発生する冷却水温センサである。酸素濃度
センサ１はエンジン１０の排気マニホールド２０に設け
られている。酸素濃度センサ１の配設位置よシ下流の排
気マニホールド２０には排気ガス中の有害成分の低減を
促進させるために触媒コンバータ４４が設けられている
。電磁開閉弁１４、絶対圧センサ１５、クランク角セン
サ１６、水温センサ１７及び酸素濃度センサ１は制御回
路２１に接続されている。制御回路２１には更に車両の
速度に応じたレベルの出力を発生する車速センサ２２が
接続されている。
ホールド１１内の絶対圧に応じたレベルの出力を発生す
る絶対圧センサ、１６はエンジン１０のクランクシャフ
ト（図示せず）の回転に応じてパルスを発生するクラン
ク角センサ、１７はエンジン１０の冷却水温に応じたレ
ベルの出力を発生する冷却水温センサである。酸素濃度
センサ１はエンジン１０の排気マニホールド２０に設け
られている。酸素濃度センサ１の配設位置よシ下流の排
気マニホールド２０には排気ガス中の有害成分の低減を
促進させるために触媒コンバータ４４が設けられている
。電磁開閉弁１４、絶対圧センサ１５、クランク角セン
サ１６、水温センサ１７及び酸素濃度センサ１は制御回
路２１に接続されている。制御回路２１には更に車両の
速度に応じたレベルの出力を発生する車速センサ２２が
接続されている。
制御回路２０は第５図に示すように絶対圧センサ１５、
水温センサ１７、酸素濃度センサ１及び車速センサ２２
の各出力レベルを変換するレベル変換回路３１と、レベ
ル変換回路３１を経た各センサ出力の１つを選択的に出
力するマルチプレクサ３２と、このマルチプレクサ３２
から出力される信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器３３と、クランク角センサ１６の出力信号を波形
整形する波形整形回路３４と、波形整形回路３４からパ
ルスとして出力されるＴＤＣ信号の発生間隔を計測する
カウンタ３５と、電磁開閉弁１４を開弁駆動する駆動回
路３６と、プログラムに従ってディジタル演算を行なう
ＣＰＵ（中央演算回路）３７と、各種の処理プログラム
及びデータが予め書き込まれたＲ、０Ｍ３８と、ＲＡＭ
３９及び出力ラッチ４０とからなっている。マルチプレ
クサ３２、ス４１によって互いに接続されている。
水温センサ１７、酸素濃度センサ１及び車速センサ２２
の各出力レベルを変換するレベル変換回路３１と、レベ
ル変換回路３１を経た各センサ出力の１つを選択的に出
力するマルチプレクサ３２と、このマルチプレクサ３２
から出力される信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器３３と、クランク角センサ１６の出力信号を波形
整形する波形整形回路３４と、波形整形回路３４からパ
ルスとして出力されるＴＤＣ信号の発生間隔を計測する
カウンタ３５と、電磁開閉弁１４を開弁駆動する駆動回
路３６と、プログラムに従ってディジタル演算を行なう
ＣＰＵ（中央演算回路）３７と、各種の処理プログラム
及びデータが予め書き込まれたＲ、０Ｍ３８と、ＲＡＭ
３９及び出力ラッチ４０とからなっている。マルチプレ
クサ３２、ス４１によって互いに接続されている。
出力ラッチ４０には定電流供給回路４１が接続されてい
る。定電流供給回路４１は出力ラッチ４０に保持された
ディジタル信号に応じた定電流を酸素濃度センサ１の酸
素ポンプ素子に供給する。
る。定電流供給回路４１は出力ラッチ４０に保持された
ディジタル信号に応じた定電流を酸素濃度センサ１の酸
素ポンプ素子に供給する。
かかる構成においては、Ａ／Ｄ変換器３３から吸気マニ
ホールド１１内の絶対圧、冷却水温、排気ガス中の酸素
濃度及び車速の情報が択一的に、またカウンタ３５から
エンジン回転数を表わす情報がＣＰＵ３７に入出力バス
４１を介して各々供給される。ＣＰＵ３７は１デユ一テ
イ周期Ｔ８０Ｉ。
ホールド１１内の絶対圧、冷却水温、排気ガス中の酸素
濃度及び車速の情報が択一的に、またカウンタ３５から
エンジン回転数を表わす情報がＣＰＵ３７に入出力バス
４１を介して各々供給される。ＣＰＵ３７は１デユ一テ
イ周期Ｔ８０Ｉ。
（例えば、１００ｍ５ｅｃ）毎に内部割込信号を発生す
るようにされており、この割込信号に応じて後述の如く
吸気２次空気供給をデユーティ制御するだめの動作を行
なう。
るようにされており、この割込信号に応じて後述の如く
吸気２次空気供給をデユーティ制御するだめの動作を行
なう。
次に、かかる吸気２次空気供給方式の空燃比制御装置の
動作を第６図ないし第８図に示したＣＰＵ３７の動作フ
ロー図に従って説明する。
動作を第６図ないし第８図に示したＣＰＵ３７の動作フ
ロー図に従って説明する。
ＣＰＵ３７においては、先ず、割込信号発生毎に第６図
に示したメインルーチンの実行を開始するので電磁開閉
弁１４を開弁させるべく駆動回路３６に対して開弁駆動
停止指令が発生される（ステップ５１）。これはＣＰＵ
３７の演算動作中の電磁開閉弁１４の誤動作を防止する
ためである。
に示したメインルーチンの実行を開始するので電磁開閉
弁１４を開弁させるべく駆動回路３６に対して開弁駆動
停止指令が発生される（ステップ５１）。これはＣＰＵ
３７の演算動作中の電磁開閉弁１４の誤動作を防止する
ためである。
次に、電磁開閉弁１４の閉弁時間ＴＡＦが１デユ一テイ
周期Ｔ８０Ｌに等しくされ（ステップ５２）、そして電
磁開閉弁１４の開弁時間Ｔ ＯＵＴを算出するために第
７図に示したＡ／Ｆルーチンが実行される（ステップ５
３）。
周期Ｔ８０Ｌに等しくされ（ステップ５２）、そして電
磁開閉弁１４の開弁時間Ｔ ＯＵＴを算出するために第
７図に示したＡ／Ｆルーチンが実行される（ステップ５
３）。
Ａ／Ｆルーチンでは先ず、車両の運転状態（エンジンの
運転状態を含む）が空燃比フィードバック（Ｆ／Ｂ）制
御条件を充足しているか否かが判別される（ステップ５
３１）。この判別は吸気マ二ホールド内絶対圧、冷却水
温、車速及びエンジン回転数から決定され、例えば、低
車速時、低冷却水温時、変速機のシフト位置が第１速、
第２速及びニュートラル位置にあるときには空燃比フィ
ードバック制御条件が充足されていないとされる。
運転状態を含む）が空燃比フィードバック（Ｆ／Ｂ）制
御条件を充足しているか否かが判別される（ステップ５
３１）。この判別は吸気マ二ホールド内絶対圧、冷却水
温、車速及びエンジン回転数から決定され、例えば、低
車速時、低冷却水温時、変速機のシフト位置が第１速、
第２速及びニュートラル位置にあるときには空燃比フィ
ードバック制御条件が充足されていないとされる。
ここで、空燃比フィードバック制御条件を充足しないと
判別されたならば、空燃比フィードバック制御を停止す
べく開弁時間ＴＯＵＴが“０”とされる（ステップ５３
２）。一方、空燃比フィードバック制御条件を充足した
と判別されたならば、１デユ一テイ周期Ｔ８０Ｌに対す
る２次空気供給、すなわち電磁開閉弁１４の開弁の基準
デー−ティ比（期間） ＤＢＡ８１Ｎが設定される（ス
テップ５３３）。
判別されたならば、空燃比フィードバック制御を停止す
べく開弁時間ＴＯＵＴが“０”とされる（ステップ５３
２）。一方、空燃比フィードバック制御条件を充足した
と判別されたならば、１デユ一テイ周期Ｔ８０Ｌに対す
る２次空気供給、すなわち電磁開閉弁１４の開弁の基準
デー−ティ比（期間） ＤＢＡ８１Ｎが設定される（ス
テップ５３３）。
Ｒ，０Ｍ３８には第９図に示すように吸気マニホールド
内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎ、とから定まる基準
デユーティ比ＤＢＡｓＢがＤＢＡ８１！データマツプと
して予め書き込まれているので、ＣＰＵ３７は絶対圧Ｐ
ＢＡとエンジン回転数Ｎ、とを読み込み、読み込んだ６
値に対応する基準デユーティ比ＤｎＡｓｇをＤＢＡ８ｇ
データマツプから検索する。次に、ＣＰＵ３７の内部タ
イムカウンタＡ（図示せず）の計数時間が所定時間Δｔ
ｉだけ経過したか否かが判別される（ステップ５３４）
。所定時間Δｔ１は吸気２次空気を供給してからその結
果が排気ガス中の酸素濃度の変化として酸素濃度センサ
ｌによりて検出されるまでの応答遅れ時間に相当する。
内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎ、とから定まる基準
デユーティ比ＤＢＡｓＢがＤＢＡ８１！データマツプと
して予め書き込まれているので、ＣＰＵ３７は絶対圧Ｐ
ＢＡとエンジン回転数Ｎ、とを読み込み、読み込んだ６
値に対応する基準デユーティ比ＤｎＡｓｇをＤＢＡ８ｇ
データマツプから検索する。次に、ＣＰＵ３７の内部タ
イムカウンタＡ（図示せず）の計数時間が所定時間Δｔ
ｉだけ経過したか否かが判別される（ステップ５３４）
。所定時間Δｔ１は吸気２次空気を供給してからその結
果が排気ガス中の酸素濃度の変化として酸素濃度センサ
ｌによりて検出されるまでの応答遅れ時間に相当する。
このタイムカウンタＡがリセットされて計数を開始した
時点から所定時間Δｔ１が経過したならば、タイムカウ
ンタＡがリセットされかつ初期値から計数が開始される
（ステップ５３５）。すなわち、ステップ５３５の実行
によりタイムカウンタＡが初期値よシ計数を開始した後
、所定時間Δｔｌが経過したか否かの判別がステップ５
３４において行なわれているのである。こうしてタイム
カウンタＡによる所定時間Δｔ１の計数が開始されると
、目標空燃比を設定するために第８図に示した目標空燃
比設定サブルーチンが実行される（ステップ５３６）。
時点から所定時間Δｔ１が経過したならば、タイムカウ
ンタＡがリセットされかつ初期値から計数が開始される
（ステップ５３５）。すなわち、ステップ５３５の実行
によりタイムカウンタＡが初期値よシ計数を開始した後
、所定時間Δｔｌが経過したか否かの判別がステップ５
３４において行なわれているのである。こうしてタイム
カウンタＡによる所定時間Δｔ１の計数が開始されると
、目標空燃比を設定するために第８図に示した目標空燃
比設定サブルーチンが実行される（ステップ５３６）。
目標空燃比設定サブルーチンでは先ず、エンジン回転数
Ｎｇ及び絶対圧ＰＢＡが読み込まれ（ステップ３６１）
、読み込まれたエンジン回転数Ｎｇ及び絶対圧ＰＢ＾か
ら定まる目標空燃比λＴがＡ／Ｆデータマツプから検索
される（ステップ３６２）。
Ｎｇ及び絶対圧ＰＢＡが読み込まれ（ステップ３６１）
、読み込まれたエンジン回転数Ｎｇ及び絶対圧ＰＢ＾か
ら定まる目標空燃比λＴがＡ／Ｆデータマツプから検索
される（ステップ３６２）。
ＲＯＭ３８にはＤｎＡｓｇデータマツプと同様にエンジ
ン回転数Ｎｇと絶対圧ＰＢＡとから定まる目標空燃比λ
ＴがＡ／ＦデータマツプとしてＤｎＡｓｇデータマツプ
とは別に予め書き込まれている。目標空燃比λＴが検索
されると、車両の５段変速機のシフト位置が第３速であ
るか否かが判別される（ステップ３６３）。シフト位置
が第３速ならば、検索された目標空燃比λ丁が保持され
、シフト位置が第３速でないならば、変速機のシフト位
置が第４速であるか否かが判別される（ステップ３６４
）。シフト位置が第４速カらは、検索された目標空燃比
λ↑に０．４が加算されてその算出４ａが新たな目標空
燃比λ丁とされ（ステップ３６５）、シフト位置が第４
速でないならば、変速機のシフト位置が第５速であるか
否かが判別される（ステップ３６６）。
ン回転数Ｎｇと絶対圧ＰＢＡとから定まる目標空燃比λ
ＴがＡ／ＦデータマツプとしてＤｎＡｓｇデータマツプ
とは別に予め書き込まれている。目標空燃比λＴが検索
されると、車両の５段変速機のシフト位置が第３速であ
るか否かが判別される（ステップ３６３）。シフト位置
が第３速ならば、検索された目標空燃比λ丁が保持され
、シフト位置が第３速でないならば、変速機のシフト位
置が第４速であるか否かが判別される（ステップ３６４
）。シフト位置が第４速カらは、検索された目標空燃比
λ↑に０．４が加算されてその算出４ａが新たな目標空
燃比λ丁とされ（ステップ３６５）、シフト位置が第４
速でないならば、変速機のシフト位置が第５速であるか
否かが判別される（ステップ３６６）。
シフト位置が第５速ならば、検索された目標空燃比λ７
に０．６が加算されてその算出値が新たな目標空燃比λ
丁とされ（ステップ３６７）、シフト位置が第５速でな
いならば、シフト位置は第１速、第２速又はニュートラ
ル位置であるのでＡ／Ｆルーチンの実行が終了されたと
されてＣＰＵ３７はメインルーチンの実行に戻る。目標
空燃比λ丁が設定されると、その目標空燃比λ丁が出力
ラッチ４０に供給される（ステップ３６８）。出力ラッ
テ４０は目標空燃比λＴをディジタル値として保持出力
するので目標空燃比λＴに応じた定電流が定電流供給回
路４１から酸素濃度センサ１の酸素ポンプ素子に供給さ
れる。なお、シフト位置が第１速、第２速又はニュート
ラル位置にある場合にはステップ５３１において空燃比
フィードバック制御条件を充足していないと判別される
のでステップ３６６の判別は省略しても良い。また、変
速機のシフト位置は第１ないし第５速毎に車速ｖＨとエ
ンジン回転数Ｎｇとから定まる領域が異なるので車速ｖ
Ｈとエンジン回転数Ｎｅから検出される。
に０．６が加算されてその算出値が新たな目標空燃比λ
丁とされ（ステップ３６７）、シフト位置が第５速でな
いならば、シフト位置は第１速、第２速又はニュートラ
ル位置であるのでＡ／Ｆルーチンの実行が終了されたと
されてＣＰＵ３７はメインルーチンの実行に戻る。目標
空燃比λ丁が設定されると、その目標空燃比λ丁が出力
ラッチ４０に供給される（ステップ３６８）。出力ラッ
テ４０は目標空燃比λＴをディジタル値として保持出力
するので目標空燃比λＴに応じた定電流が定電流供給回
路４１から酸素濃度センサ１の酸素ポンプ素子に供給さ
れる。なお、シフト位置が第１速、第２速又はニュート
ラル位置にある場合にはステップ５３１において空燃比
フィードバック制御条件を充足していないと判別される
のでステップ３６６の判別は省略しても良い。また、変
速機のシフト位置は第１ないし第５速毎に車速ｖＨとエ
ンジン回転数Ｎｇとから定まる領域が異なるので車速ｖ
Ｈとエンジン回転数Ｎｅから検出される。
ステップ３６８の実行が終了すると、酸素濃度の情報か
ら酸素濃度センサ１の電池素子の発生電圧Ｖｏｌ＋が基
準電圧ｖ７よシ小であるか否かが判別される（ステップ
５３７）。
ら酸素濃度センサ１の電池素子の発生電圧Ｖｏｌ＋が基
準電圧ｖ７よシ小であるか否かが判別される（ステップ
５３７）。
すなわち、エンジン１０への供給混合気の空燃比が目標
空燃比よ、Ｄ ＩＪ−ンであるか否かが判別されるので
ある。ＶＯ，＜Ｖｒならば、空燃比が目標空燃比よシリ
ーンであるので減算値Ｉ、が算出される（ステップ５３
８）。減算値ＩＬは定数Ｋ１１工ンジン回転数Ｎｇ及び
絶対圧ＰＢＡを互いに乗算（Ｋｌ・Ｎｔ・ＰＢＡ）する
ことによシ得られ、エンジン１０の吸入空気量に依存す
るようになっている。減算値ＩＬの算出後、とのＡ／Ｆ
ルーチンの実行によって既に算出されている補正値ｌ０
ＵＴがＲＡＭ３９の記憶位置αｌから読み出され、読み
出された補正値工０υＴから減算値ＩＬが差し引かれて
その算出値が新たな補正値ｌ０ＵＴとされかつＲＡＭ３
９の記憶位置αｌに書き込まれる（ステップ５３９）。
空燃比よ、Ｄ ＩＪ−ンであるか否かが判別されるので
ある。ＶＯ，＜Ｖｒならば、空燃比が目標空燃比よシリ
ーンであるので減算値Ｉ、が算出される（ステップ５３
８）。減算値ＩＬは定数Ｋ１１工ンジン回転数Ｎｇ及び
絶対圧ＰＢＡを互いに乗算（Ｋｌ・Ｎｔ・ＰＢＡ）する
ことによシ得られ、エンジン１０の吸入空気量に依存す
るようになっている。減算値ＩＬの算出後、とのＡ／Ｆ
ルーチンの実行によって既に算出されている補正値ｌ０
ＵＴがＲＡＭ３９の記憶位置αｌから読み出され、読み
出された補正値工０υＴから減算値ＩＬが差し引かれて
その算出値が新たな補正値ｌ０ＵＴとされかつＲＡＭ３
９の記憶位置αｌに書き込まれる（ステップ５３９）。
一方、ステップ５３７においてｖｏｓ≧ｖｒならば、空
燃比が目標空燃比よシリッチであるので加算値工８が算
出される（ステップ５３１０）ｏ加算値１．は定数Ｋｇ
（”ｉ−Ｋｌ）、エンジン回転数Ｎｇ及び絶対圧ＰＢ
Ａを互いに乗算（Ｋｓ・Ｎｇ−ＰｎＡ）スることによシ
得られ、エンジン１０の吸入空気量に依存するようにな
っている。加算値ＩＲの算出後、Ａ／Ｆルーチンの実行
によって既に算出されている補正値工０υＴがＲＡＭ３
９の記憶位置α１から読み出され、読み出された補正値
ｌ０ＵＴに加算値ＩＲが加算されその算出値が新たな補
正値ｌ０ＵＴとされかつＲＡＭ３９の記憶位置α１に書
き込まれる（ステップ５３１１）。こうして補正値ｌ０
ＵＴがステップ５３９又は５３１１において算出される
と、その補正値ｌ０ＵＴとステップ５３３において設定
された基準デユーティ比ＤＢＡ８ｇとが加算されてその
加算結果が開弁時間Ｔｏυ↑とされる（ステップ５３１
２）。
燃比が目標空燃比よシリッチであるので加算値工８が算
出される（ステップ５３１０）ｏ加算値１．は定数Ｋｇ
（”ｉ−Ｋｌ）、エンジン回転数Ｎｇ及び絶対圧ＰＢ
Ａを互いに乗算（Ｋｓ・Ｎｇ−ＰｎＡ）スることによシ
得られ、エンジン１０の吸入空気量に依存するようにな
っている。加算値ＩＲの算出後、Ａ／Ｆルーチンの実行
によって既に算出されている補正値工０υＴがＲＡＭ３
９の記憶位置α１から読み出され、読み出された補正値
ｌ０ＵＴに加算値ＩＲが加算されその算出値が新たな補
正値ｌ０ＵＴとされかつＲＡＭ３９の記憶位置α１に書
き込まれる（ステップ５３１１）。こうして補正値ｌ０
ＵＴがステップ５３９又は５３１１において算出される
と、その補正値ｌ０ＵＴとステップ５３３において設定
された基準デユーティ比ＤＢＡ８ｇとが加算されてその
加算結果が開弁時間Ｔｏυ↑とされる（ステップ５３１
２）。
なお、タイムカウンタＡがステップ５３５においてリセ
ットされて初期値からの計数が開始された後、所定時間
Δｔ１が経過していないとステップ５３４において判別
されたならば、直ちにステップ５３１２が実行され、こ
の場合、前回までのＡ／Ｆルーチンの実行によって得ら
れた補正値ｌ０ＵＴが読み出される。
ットされて初期値からの計数が開始された後、所定時間
Δｔ１が経過していないとステップ５３４において判別
されたならば、直ちにステップ５３１２が実行され、こ
の場合、前回までのＡ／Ｆルーチンの実行によって得ら
れた補正値ｌ０ＵＴが読み出される。
Ａ／Ｆルーチンの実行が終了すると、１デユ一テイ周期
Ｔ８０Ｌから開弁時間ＴＯＵＴを差し引くことによシ閉
弁時間ＴＡＰが求められる（ステップ５４）。
Ｔ８０Ｌから開弁時間ＴＯＵＴを差し引くことによシ閉
弁時間ＴＡＰが求められる（ステップ５４）。
次に、その閉弁時間ＴＡＰに応じた値がＣＰＵ３７の内
部タイムカウンタＢ（図示せず）にセットされ、タイム
カウンタＢのダウン計数が開始される（ステップ５５）
０そしてタイムカウンタＢの計数値が”０”に達したか
否かが判別され（ステップ５６）、タイムカウンタＢの
計数値が”０”に達したならば、駆動回路３６に対して
開弁駆動指令が発生される（ステップ５７）。この開弁
駆動指令に応じて駆動回路３６が電磁開閉弁１４を開弁
駆動し、この開弁駆動状態は次にステップ５１が実行さ
れるまで継続される。ステップ５６においてタイムカウ
ンタＢの計数値が”０”に達しないならば、ステップ５
６が繰シ返し実行される。
部タイムカウンタＢ（図示せず）にセットされ、タイム
カウンタＢのダウン計数が開始される（ステップ５５）
０そしてタイムカウンタＢの計数値が”０”に達したか
否かが判別され（ステップ５６）、タイムカウンタＢの
計数値が”０”に達したならば、駆動回路３６に対して
開弁駆動指令が発生される（ステップ５７）。この開弁
駆動指令に応じて駆動回路３６が電磁開閉弁１４を開弁
駆動し、この開弁駆動状態は次にステップ５１が実行さ
れるまで継続される。ステップ５６においてタイムカウ
ンタＢの計数値が”０”に達しないならば、ステップ５
６が繰シ返し実行される。
よりて、かかる吸気２次空気供給方式の空燃比制御装置
においては、第１０図に示すように割込信号ＩＮＴの発
生に応じて直ちに電磁開閉弁１４が閉弁されてエンジン
１０への吸気２次空気の供給が停止される。また１デユ
一テイ周期Ｔｌｌ０Ｌにおける電磁開閉弁１４の閉弁時
間ＴＡＦが算出され割込信号の発生時点から閉弁時間Ｔ
ＡＦが経過すると、電磁開閉弁１４が開弁されてエンジ
ン１０へ吸気２次空気が吸気２次空気供給通路１３を介
して供給される。この動作が繰シ返される故に吸気２次
空気がデユーティ制御されるのである。このように吸気
２次空気をデユーティ制御することによジエンジン１０
への供給混合気の空燃比は目標空燃比に制御されるので
ある。
においては、第１０図に示すように割込信号ＩＮＴの発
生に応じて直ちに電磁開閉弁１４が閉弁されてエンジン
１０への吸気２次空気の供給が停止される。また１デユ
一テイ周期Ｔｌｌ０Ｌにおける電磁開閉弁１４の閉弁時
間ＴＡＦが算出され割込信号の発生時点から閉弁時間Ｔ
ＡＦが経過すると、電磁開閉弁１４が開弁されてエンジ
ン１０へ吸気２次空気が吸気２次空気供給通路１３を介
して供給される。この動作が繰シ返される故に吸気２次
空気がデユーティ制御されるのである。このように吸気
２次空気をデユーティ制御することによジエンジン１０
への供給混合気の空燃比は目標空燃比に制御されるので
ある。
発明の効果
以上の如く、本発明の酸素濃度検出装置においては、酸
素濃度センサの酸素ポンプ素子の電極間に定電流が供給
され、電池素子の電極間に発生する電圧と基準電圧とが
比較手段によって比較されその比較結果が検出出力にな
っている。よって、簡単な構成で排気ガス中の酸素濃度
に比例した出力を得ることができる。また定電流値が目
標空燃比に応じて設定されるが、目標空燃比が変化して
も基準電圧を常に一定値にすることによシ比較手段の比
較結果を供給混合気の空燃比と目標空燃比との比較結果
として用いることができるのである。
素濃度センサの酸素ポンプ素子の電極間に定電流が供給
され、電池素子の電極間に発生する電圧と基準電圧とが
比較手段によって比較されその比較結果が検出出力にな
っている。よって、簡単な構成で排気ガス中の酸素濃度
に比例した出力を得ることができる。また定電流値が目
標空燃比に応じて設定されるが、目標空燃比が変化して
も基準電圧を常に一定値にすることによシ比較手段の比
較結果を供給混合気の空燃比と目標空燃比との比較結果
として用いることができるのである。
第１図は酸素濃度検出装置の従来例を示すブロック図、
第２図は第１図の装置の出力特性を示す図、第３図は本
発明の実施例を示すブロック図、第４図は本発明による
酸素濃度検出装置を適用した空燃比制御装置を示す概略
図、第５図は第４図の装置中の制御回路の具体的構成を
示すブロック図、第６図ないし第８図はＣＰＵの動作を
示すフロー図、第９図はＲ，ＯＭに書き込まれたデータ
マツプを示す図、第１０図は第４図の装置の動作タイミ
ングを示す図である。 主要部分の符号の説明 １・・・酸素濃度センサ ２・・・電池素子３・・・
酸素ポンプ素子 ４・・・差動アンプ１１・・・吸気
マニホールド １３・・・吸気２次空気供給通路１４・
・・電磁開閉弁 １５・・・絶対圧センサ１６・
・・クランク角センサ １７・・・冷却水温センサ２０
・・・排気マニホールド 第２図 酸素濃度 第４図 銅７図
第２図は第１図の装置の出力特性を示す図、第３図は本
発明の実施例を示すブロック図、第４図は本発明による
酸素濃度検出装置を適用した空燃比制御装置を示す概略
図、第５図は第４図の装置中の制御回路の具体的構成を
示すブロック図、第６図ないし第８図はＣＰＵの動作を
示すフロー図、第９図はＲ，ＯＭに書き込まれたデータ
マツプを示す図、第１０図は第４図の装置の動作タイミ
ングを示す図である。 主要部分の符号の説明 １・・・酸素濃度センサ ２・・・電池素子３・・・
酸素ポンプ素子 ４・・・差動アンプ１１・・・吸気
マニホールド １３・・・吸気２次空気供給通路１４・
・・電磁開閉弁 １５・・・絶対圧センサ１６・
・・クランク角センサ １７・・・冷却水温センサ２０
・・・排気マニホールド 第２図 酸素濃度 第４図 銅７図
Claims (1)
- 内燃エンジンの排気ガス中に配設される一対の平板状の
酸素イオン伝導性固体電解質材を有しその各表裏面に電
極が各々形成されかつ前記固体電解質材が所定の間隙部
を介して対向するように平行に配置され前記固体電解質
材の一方が酸素ポンプ素子として他方が酸素濃度比測定
用電池素子として各々作用する酸素濃度検出手段と、前
記酸素ポンプ素子の電極間に定電流を供給する電流供給
手段と、前記電池素子の電極間に生ずる電圧と基準電圧
とを比較してその比較結果を出力する比較手段とを有す
ることを特徴とする酸素濃度検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089647A JPS61247957A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 酸素濃度検出装置 |
| US06/843,951 US4706637A (en) | 1985-04-25 | 1986-03-25 | Oxygen concentration sensing device for an air-fuel ratio control system of an automotive internal combustion engine |
| DE19863613899 DE3613899A1 (de) | 1985-04-25 | 1986-04-24 | Sauerstoffkonzentrationssensorvorrichtung fuer eine vorrichtung zum regeln des luft-kraftstoffverhaeltnisses einer brennkraftmaschine |
| GB8610046A GB2176295B (en) | 1985-04-25 | 1986-04-24 | Oxygen concentration sensing device for an air-fuel ratio control system of an automotive internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089647A JPS61247957A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 酸素濃度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61247957A true JPS61247957A (ja) | 1986-11-05 |
Family
ID=13976558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60089647A Pending JPS61247957A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 酸素濃度検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4706637A (ja) |
| JP (1) | JPS61247957A (ja) |
| DE (1) | DE3613899A1 (ja) |
| GB (1) | GB2176295B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857164A (en) * | 1986-10-16 | 1989-08-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Oxygen analyzer |
| US4890459A (en) * | 1988-12-08 | 1990-01-02 | Thermo King Corporation | Monitor for refrigeration system |
| DE3923193A1 (de) * | 1989-07-13 | 1991-01-24 | Max Planck Gesellschaft | Grenzstromsensor zum messen des partialdrucks eines gases |
| GB2285866A (en) * | 1994-01-21 | 1995-07-26 | Univ Middlesex Serv Ltd | Oxygen analysis apparatus |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3698384A (en) * | 1970-11-03 | 1972-10-17 | Westinghouse Electric Corp | Oxygen consumption rate monitor |
| NL7309537A (nl) * | 1973-07-09 | 1975-01-13 | Philips Nv | Gasanalyse-apparaat. |
| JPS55166040A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio detector |
| JPS6029066B2 (ja) * | 1979-07-28 | 1985-07-08 | 日産自動車株式会社 | 空燃比制御信号発生装置 |
| JPS58153155A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素センサ |
| JPS6063457A (ja) * | 1983-09-17 | 1985-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 機関の空燃比センサ |
| KR880000160B1 (ko) * | 1983-10-14 | 1988-03-12 | 미쓰비시전기 주식회사 | 기관의 공연비 제어 장치 |
| JPS60128350A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比検知方法および装置 |
| US4578172A (en) * | 1983-12-15 | 1986-03-25 | Ngk Spark Plug Co. | Air/fuel ratio detector |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP60089647A patent/JPS61247957A/ja active Pending
-
1986
- 1986-03-25 US US06/843,951 patent/US4706637A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-24 GB GB8610046A patent/GB2176295B/en not_active Expired
- 1986-04-24 DE DE19863613899 patent/DE3613899A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3613899C2 (ja) | 1988-12-29 |
| US4706637A (en) | 1987-11-17 |
| GB2176295B (en) | 1989-06-28 |
| DE3613899A1 (de) | 1986-10-30 |
| GB8610046D0 (en) | 1986-05-29 |
| GB2176295A (en) | 1986-12-17 |
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