JPS6156413B2 - - Google Patents
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- JPS6156413B2 JPS6156413B2 JP1592178A JP1592178A JPS6156413B2 JP S6156413 B2 JPS6156413 B2 JP S6156413B2 JP 1592178 A JP1592178 A JP 1592178A JP 1592178 A JP1592178 A JP 1592178A JP S6156413 B2 JPS6156413 B2 JP S6156413B2
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- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 26
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は排気浄化装置を有する内燃機関の空燃
比制御装置に関する。内燃機関の排気系に三元触
媒（NOXの還元とCO、HCの酸化機能を併有す
る触媒）を設置した自動車排気浄化装置において
は、三元触媒の転換効率特性から明らかなよう
に、空燃比を厳密に理論空燃比に制御しないと触
媒転換効率が著しく低下してしまうので、空燃比
を厳密に制御するために、従来例えば酸化ジルコ
ニウムの筒の内外面に白金処理を施し白金を電極
とした周知の酸素センサを一面を大気に他面を排
気ガスにさらすようにして機関排気系に設け、そ
の出力を比較回路であらかじめ設定した基準電圧
と比較することにより高レベル又は低レベルの信
号に変換しその信号により燃料又は空気バルブ制
御装置（アクチユエータ）を制御し、混合気の空
燃比を理論空燃比になるようにフイードバツク制
御する内燃機関の空燃比制御装置が提案されてい
る。
比制御装置に関する。内燃機関の排気系に三元触
媒（NOXの還元とCO、HCの酸化機能を併有す
る触媒）を設置した自動車排気浄化装置において
は、三元触媒の転換効率特性から明らかなよう
に、空燃比を厳密に理論空燃比に制御しないと触
媒転換効率が著しく低下してしまうので、空燃比
を厳密に制御するために、従来例えば酸化ジルコ
ニウムの筒の内外面に白金処理を施し白金を電極
とした周知の酸素センサを一面を大気に他面を排
気ガスにさらすようにして機関排気系に設け、そ
の出力を比較回路であらかじめ設定した基準電圧
と比較することにより高レベル又は低レベルの信
号に変換しその信号により燃料又は空気バルブ制
御装置（アクチユエータ）を制御し、混合気の空
燃比を理論空燃比になるようにフイードバツク制
御する内燃機関の空燃比制御装置が提案されてい
る。
この装置において最も浄化率を良くするには、
酸素センサの出力電圧特性（第１図の実線）の上
から比較回路の基準電圧Vsetを高い値（第１図
のV1）に設定する必要があるが、酸素センサが劣
化するとその出力電圧特性は破線のように変化
し、基準電圧がV1では空燃比（Ａ／Ｆ）は理論
空燃比である○ア＝14.7から○イに変化し浄化率が大
巾に落ちてしまう。そこで現在実用上では、基準
電圧を酸素センサの特性の中で劣化があまり問題
にならないレベルV2に設定し○ウの空燃比即ち理
論空燃比よりも多少リーン側でがまんしており、
充分な浄化率を達成することができないという欠
点があつた。また、酸素センサの出力電圧の応答
速度はリツチ状態からリーン状態に変化する時の
方が、リーン状態からリツチ状態に変化する時よ
りも遅いので、該出力電圧特性の平均値は高レベ
ル側に偏位し、その結果空燃比は理論空燃比より
大きい側即ちリーン側に偏位して三元触媒の浄化
率が低下するという欠点があつた。また酸素セン
サのインピーダンスは通常走行時においても極め
て高いので、酸素センサの出力電圧つまり制御回
路の入力電圧にはイグニツシヨンノイズその他の
ノイズ成分が含まれ易く、このノイズのために空
燃比の制御が不安定になるという欠点があつた。
酸素センサの出力電圧特性（第１図の実線）の上
から比較回路の基準電圧Vsetを高い値（第１図
のV1）に設定する必要があるが、酸素センサが劣
化するとその出力電圧特性は破線のように変化
し、基準電圧がV1では空燃比（Ａ／Ｆ）は理論
空燃比である○ア＝14.7から○イに変化し浄化率が大
巾に落ちてしまう。そこで現在実用上では、基準
電圧を酸素センサの特性の中で劣化があまり問題
にならないレベルV2に設定し○ウの空燃比即ち理
論空燃比よりも多少リーン側でがまんしており、
充分な浄化率を達成することができないという欠
点があつた。また、酸素センサの出力電圧の応答
速度はリツチ状態からリーン状態に変化する時の
方が、リーン状態からリツチ状態に変化する時よ
りも遅いので、該出力電圧特性の平均値は高レベ
ル側に偏位し、その結果空燃比は理論空燃比より
大きい側即ちリーン側に偏位して三元触媒の浄化
率が低下するという欠点があつた。また酸素セン
サのインピーダンスは通常走行時においても極め
て高いので、酸素センサの出力電圧つまり制御回
路の入力電圧にはイグニツシヨンノイズその他の
ノイズ成分が含まれ易く、このノイズのために空
燃比の制御が不安定になるという欠点があつた。
本発明は酸素センサが多少劣化しても、また酸
素センサの出力電圧の応答速度に差があつても三
元触媒の浄化率を高く保つことができるとともに
イグニツシヨンノイズが酸素センサの出力電圧に
混入しても空燃比の制御が安定に行なわれる内燃
機関の空燃比制御装置を得ることを目的とするも
ので、比較回路において、空燃比の増加に伴い出
力電圧が低下するとともにリツチ状態からリーン
状態に変化した時の応答速度がリーン状態からリ
ツチ状態に変化した時の応答速度よりもゆるやか
な特性を示す酸素センサの出力電圧をあらかじめ
設定した基準電圧と比較して、該出力電圧が基準
電圧より高いときは高レベルの信号に、低いとき
は低レベルの信号にそれぞれ変換し、この信号に
より、燃料又は空気量を制御し、空燃比を理論空
燃比に相当する所定値に制御するものにおいて、
前記高レベルの信号を遅延させる第１遅延回路と
前記低レベルの信号を遅延させる第２遅延回路と
を備え、第１遅延回路の遅延時間を第２遅延回路
の遅延時間より長く設定して前記酸素センサの応
答遅れを補正するように構成したことを特徴とす
る。
素センサの出力電圧の応答速度に差があつても三
元触媒の浄化率を高く保つことができるとともに
イグニツシヨンノイズが酸素センサの出力電圧に
混入しても空燃比の制御が安定に行なわれる内燃
機関の空燃比制御装置を得ることを目的とするも
ので、比較回路において、空燃比の増加に伴い出
力電圧が低下するとともにリツチ状態からリーン
状態に変化した時の応答速度がリーン状態からリ
ツチ状態に変化した時の応答速度よりもゆるやか
な特性を示す酸素センサの出力電圧をあらかじめ
設定した基準電圧と比較して、該出力電圧が基準
電圧より高いときは高レベルの信号に、低いとき
は低レベルの信号にそれぞれ変換し、この信号に
より、燃料又は空気量を制御し、空燃比を理論空
燃比に相当する所定値に制御するものにおいて、
前記高レベルの信号を遅延させる第１遅延回路と
前記低レベルの信号を遅延させる第２遅延回路と
を備え、第１遅延回路の遅延時間を第２遅延回路
の遅延時間より長く設定して前記酸素センサの応
答遅れを補正するように構成したことを特徴とす
る。
以下図面について本発明を詳細に説明する。第
２図は本発明の一実施例の電気回路図で、ａは比
較回路、ｂはパルス発生回路、ｃは駆動回路、
PMアクチユエータのパルスモータ、１は酸素セ
ンサである。
２図は本発明の一実施例の電気回路図で、ａは比
較回路、ｂはパルス発生回路、ｃは駆動回路、
PMアクチユエータのパルスモータ、１は酸素セ
ンサである。
比較回路ａは酸素センサ１の出力電圧V1を抵
抗２，３によつて設定した基準電圧Vsetと比較
し、V1＞Vsetのとき出力に高レベルの電圧Ｈ
を、V1＜Vsetのときは低レベルの電圧Ｌを発生
する回路で、基準電圧Vsetは、酸素センサの劣
化に影響されない電圧例えば第１図のV2に設定
する。抵抗４、コンデンサ５及び増幅器８は第１
の遅延回路を構成しこの回路は、比較回路の基準
電圧VsetをV2に設定してもあたかも良好な浄化
率が得られる高レベルのV1に設定したのと同じ
特性を得るためとイグニツシヨン等のノイズを除
去するために設けたもので、遅延時間（TR）は
例えば200ミリ秒に設定する。コンデンサ９、抵
抗１０及び増幅器１２は第２の遅延回路を構成
し、この回路は、ノイズによる誤動作を防ぐため
のもので、例えば５ミリ秒の遅延時間（TL）に
設定する。
抗２，３によつて設定した基準電圧Vsetと比較
し、V1＞Vsetのとき出力に高レベルの電圧Ｈ
を、V1＜Vsetのときは低レベルの電圧Ｌを発生
する回路で、基準電圧Vsetは、酸素センサの劣
化に影響されない電圧例えば第１図のV2に設定
する。抵抗４、コンデンサ５及び増幅器８は第１
の遅延回路を構成しこの回路は、比較回路の基準
電圧VsetをV2に設定してもあたかも良好な浄化
率が得られる高レベルのV1に設定したのと同じ
特性を得るためとイグニツシヨン等のノイズを除
去するために設けたもので、遅延時間（TR）は
例えば200ミリ秒に設定する。コンデンサ９、抵
抗１０及び増幅器１２は第２の遅延回路を構成
し、この回路は、ノイズによる誤動作を防ぐため
のもので、例えば５ミリ秒の遅延時間（TL）に
設定する。
コンデンサ１３、抵抗１４及びコンデンサ１
５、抵抗１６はそれぞれ微分回路で第１及び第２
の遅延回路の出力を微分しフリツプフロツプ１７
を付勢するパルス電圧をうる。１８，１９は負パ
ルス消去用ダイオード、Ｃは駆動回路で例えば図
示のようにＤフリツプフロツプ、排他的オアゲー
ト、インバータ、及びトランジスタ等より成り、
端子tRLにＨ又はＬの電圧を、同時に端子tpにパ
ルス電圧を印加するとパルスモータPMが正又は
逆方向に回転するように接続されている。次にそ
の作用について説明すると、今、排気ガスの空燃
比が小（リツチ）になり、酸素センサ１の出力が
基準電圧Vset＝V2より高くなると、比較回路ａ
の出力はＨになり前記した所定時間（TR）遅れ
てイ点にＨ出力を生じ微分回路を経てRSフリツ
プフロツプ１７のセツト入力端子Ｓにパルス電圧
が印加されるので、フリツプフロツプ１７のＱ出
力はＨになり、駆動回路Ｃの端子tRLにリーン命
令信号を印加する。同時に、駆動回路Ｃの端子tp
には、パルス発生回路ｂよりパルスが供給されて
いるから、パルスモータPMはリーン方向に回転
しアクチユエータにより燃料又は空気バルブを混
合気の空燃比が増大する方向に制御する。
５、抵抗１６はそれぞれ微分回路で第１及び第２
の遅延回路の出力を微分しフリツプフロツプ１７
を付勢するパルス電圧をうる。１８，１９は負パ
ルス消去用ダイオード、Ｃは駆動回路で例えば図
示のようにＤフリツプフロツプ、排他的オアゲー
ト、インバータ、及びトランジスタ等より成り、
端子tRLにＨ又はＬの電圧を、同時に端子tpにパ
ルス電圧を印加するとパルスモータPMが正又は
逆方向に回転するように接続されている。次にそ
の作用について説明すると、今、排気ガスの空燃
比が小（リツチ）になり、酸素センサ１の出力が
基準電圧Vset＝V2より高くなると、比較回路ａ
の出力はＨになり前記した所定時間（TR）遅れ
てイ点にＨ出力を生じ微分回路を経てRSフリツ
プフロツプ１７のセツト入力端子Ｓにパルス電圧
が印加されるので、フリツプフロツプ１７のＱ出
力はＨになり、駆動回路Ｃの端子tRLにリーン命
令信号を印加する。同時に、駆動回路Ｃの端子tp
には、パルス発生回路ｂよりパルスが供給されて
いるから、パルスモータPMはリーン方向に回転
しアクチユエータにより燃料又は空気バルブを混
合気の空燃比が増大する方向に制御する。
第３図Ａの波形は酸素センサの出力電圧を示
し、電圧V2からV1に変化する時間をTaとし、フ
リツプフロツプ１７の出力がＬからＨに変化する
時間を第の遅延回路によりTR＝Taだけ遅延させ
ると、第３図Ｂに示すように出力電圧の立上りに
おいてはあたかも比較回路ａの基準電圧Vsetを
V1に設定したように作動させることができる。
しかし立下りについては、時間Tbの遅れがある
ので前記第１の遅延回路の時定数TRを第３図Ｃ
のようにTaより大きく設定する方が浄化率が上
ることが実験上確認されている。排気ガスの空燃
比が今度は大（リーン）になり、酸素センサ１の
出力電圧V1が基準電圧Vset＝V2より小さくなる
と、比較回路の出力はＬになり、コンデンサ９、
抵抗１０及び増幅器１２より成る第２の遅延回路
を経てハ点にTL例えば５ミリ秒遅延して電圧Ｈ
を生じフリツプフロツプ１７のリセツト入力端子
Ｒにパルス電圧が印加されるので、フリツプフロ
ツプ１７のＱ端子からＬが出力し、駆動回路Ｃの
端子tRLにリツチ命令が印加される。同時に、駆
動回路の端子tpには、パルス発生回路ｂよりパル
スが印加されているから、パルスモータPMはリ
ツチ方向に回転し、アクチユエータにより燃料又
は空気バルブを混合気の空燃比が減少する方向に
制御する。次に、酸素センサの出力電圧にイグニ
ツシヨンノイズが乗つたときの本装置の作用を第
４図のタイムチヤートで説明する。
し、電圧V2からV1に変化する時間をTaとし、フ
リツプフロツプ１７の出力がＬからＨに変化する
時間を第の遅延回路によりTR＝Taだけ遅延させ
ると、第３図Ｂに示すように出力電圧の立上りに
おいてはあたかも比較回路ａの基準電圧Vsetを
V1に設定したように作動させることができる。
しかし立下りについては、時間Tbの遅れがある
ので前記第１の遅延回路の時定数TRを第３図Ｃ
のようにTaより大きく設定する方が浄化率が上
ることが実験上確認されている。排気ガスの空燃
比が今度は大（リーン）になり、酸素センサ１の
出力電圧V1が基準電圧Vset＝V2より小さくなる
と、比較回路の出力はＬになり、コンデンサ９、
抵抗１０及び増幅器１２より成る第２の遅延回路
を経てハ点にTL例えば５ミリ秒遅延して電圧Ｈ
を生じフリツプフロツプ１７のリセツト入力端子
Ｒにパルス電圧が印加されるので、フリツプフロ
ツプ１７のＱ端子からＬが出力し、駆動回路Ｃの
端子tRLにリツチ命令が印加される。同時に、駆
動回路の端子tpには、パルス発生回路ｂよりパル
スが印加されているから、パルスモータPMはリ
ツチ方向に回転し、アクチユエータにより燃料又
は空気バルブを混合気の空燃比が減少する方向に
制御する。次に、酸素センサの出力電圧にイグニ
ツシヨンノイズが乗つたときの本装置の作用を第
４図のタイムチヤートで説明する。
第４図Ａは酸素センサ１の出力電圧、第４図Ｂ
は、比較回路ａの出力電圧、第４図Ｃはイ点、第
４図Ｄはロ点、第４図Ｅはハ点、第４図Ｆはニ
点、第４図Ｇはホ点の各電圧を示す。
は、比較回路ａの出力電圧、第４図Ｃはイ点、第
４図Ｄはロ点、第４図Ｅはハ点、第４図Ｆはニ
点、第４図Ｇはホ点の各電圧を示す。
第４図Ａの右側は実際の波形で、多くのイグニ
ツシヨンノイズがセンサ１の出力電圧に乗つてい
ることを示している。
ツシヨンノイズがセンサ１の出力電圧に乗つてい
ることを示している。
このようにイグニツシヨンノイズが乗つたセン
サ１の出力電圧が比較回路ａに加わると第４図Ｂ
に示すようにその出力には高低２レベル間を振動
する出力電圧を生じ、この電圧をこのまゝ空燃比
の制御に利用すると制御が不安定になる。本装置
は第１及び第２の遅延回路を用いたことによつて
比較回路の出力電圧がＬからＨに変化したときは
時間TR、ＨからＬに変化したときは時間TL遅延
されるので、結局フリツプフロツプ１７の出力に
はイグニツシヨンノイズに影響されない第４図Ｇ
に示すような命令信号を得ることができる。
サ１の出力電圧が比較回路ａに加わると第４図Ｂ
に示すようにその出力には高低２レベル間を振動
する出力電圧を生じ、この電圧をこのまゝ空燃比
の制御に利用すると制御が不安定になる。本装置
は第１及び第２の遅延回路を用いたことによつて
比較回路の出力電圧がＬからＨに変化したときは
時間TR、ＨからＬに変化したときは時間TL遅延
されるので、結局フリツプフロツプ１７の出力に
はイグニツシヨンノイズに影響されない第４図Ｇ
に示すような命令信号を得ることができる。
尚、第１の遅延回路は酸素センサの平均出力電
圧をリツチ側に補正するのに対して第２の遅延回
路は該平均出力電圧をリーン側に移動させる方向
にあるが第１の遅延時間（TR）に比べ第２の遅
延時間（TL）はきわめて小さいので第１の遅延
回路によつてリツチ側に補正された酸素センサの
平均出力電圧をリーン側に移動させることは実質
的になく、しかも、この第２の遅延回路によつ
て、第１の遅延回路と同様に、イグニツシヨン等
によるノイズを好適に除去することになる。この
ように本発明によれば酸素センサが劣化しても浄
化率を高く保つことができると共に酸素センサの
出力電圧の応答速度差を補正することによつて空
燃比を理論空燃比に制御することができしかも酸
素センサにイグニツシヨンノイズ等のノイズが混
入してもこれに影響されないで安定に混合気の空
燃比を制御することができる等の効果を有する。
圧をリツチ側に補正するのに対して第２の遅延回
路は該平均出力電圧をリーン側に移動させる方向
にあるが第１の遅延時間（TR）に比べ第２の遅
延時間（TL）はきわめて小さいので第１の遅延
回路によつてリツチ側に補正された酸素センサの
平均出力電圧をリーン側に移動させることは実質
的になく、しかも、この第２の遅延回路によつ
て、第１の遅延回路と同様に、イグニツシヨン等
によるノイズを好適に除去することになる。この
ように本発明によれば酸素センサが劣化しても浄
化率を高く保つことができると共に酸素センサの
出力電圧の応答速度差を補正することによつて空
燃比を理論空燃比に制御することができしかも酸
素センサにイグニツシヨンノイズ等のノイズが混
入してもこれに影響されないで安定に混合気の空
燃比を制御することができる等の効果を有する。
第１図は酸素センサの出力電圧特性、第２図は
本発明の一実施例の電気回路図、第３図は本発明
の動作説明図、第４図は本発明の回路各所の電圧
のタイムチヤートを示す。 ａ……比較回路、ｂ……パルス発生回路、ｃ…
…駆動回路、１……排気ガスセンサ、１７……フ
リツプフロツプ、PM……パルスモータ。
本発明の一実施例の電気回路図、第３図は本発明
の動作説明図、第４図は本発明の回路各所の電圧
のタイムチヤートを示す。 ａ……比較回路、ｂ……パルス発生回路、ｃ…
…駆動回路、１……排気ガスセンサ、１７……フ
リツプフロツプ、PM……パルスモータ。
Claims (1)
- １ 比較回路において、空燃比の増加に伴い出力
電圧が低下するとともにリツチ状態からリーン状
態に変化した時の応答速度がリーン状態からリツ
チ状態に変化した時の応答速度よりもゆるやかな
特性を示す酸素センサの出力電圧をあらかじめ設
定した基準電圧と比較して、該出力電圧が基準電
圧より高いときは高レベルの信号に、低いときは
低レベルの信号にそれぞれ変換し、この信号によ
り、燃料又は空気量を制御し、空燃比を理論空燃
比に相当する所定値に制御するものにおいて、前
記高レベルの信号を遅延させる第１遅延回路と前
記低レベルの信号を遅延させる第２遅延回路とを
備え、第１遅延回路の遅延時間を第２遅延回路の
遅延時間より長く設定して前記酸素センサの応答
遅れを補正することを特徴とする内燃機関の空燃
比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1592178A JPS54126823A (en) | 1978-02-16 | 1978-02-16 | Air fuel ratio controller for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1592178A JPS54126823A (en) | 1978-02-16 | 1978-02-16 | Air fuel ratio controller for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54126823A JPS54126823A (en) | 1979-10-02 |
| JPS6156413B2 true JPS6156413B2 (ja) | 1986-12-02 |
Family
ID=11902237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1592178A Granted JPS54126823A (en) | 1978-02-16 | 1978-02-16 | Air fuel ratio controller for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54126823A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6363898A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-22 | 三井建設株式会社 | コンクリ−ト覆工用補強材 |
| JPH0448322U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-24 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0742589A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-10 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
-
1978
- 1978-02-16 JP JP1592178A patent/JPS54126823A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6363898A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-22 | 三井建設株式会社 | コンクリ−ト覆工用補強材 |
| JPH0448322U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54126823A (en) | 1979-10-02 |
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