JPS6287846A - 内燃機関制御装置 - Google Patents
内燃機関制御装置Info
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- JPS6287846A JPS6287846A JP60226779A JP22677985A JPS6287846A JP S6287846 A JPS6287846 A JP S6287846A JP 60226779 A JP60226779 A JP 60226779A JP 22677985 A JP22677985 A JP 22677985A JP S6287846 A JPS6287846 A JP S6287846A
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- JP
- Japan
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- air
- fuel ratio
- sensor
- output
- fuel
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、内燃機関制御装置に係り、特に、ワイドレン
ジの空燃比センサを用いて内燃機関の空燃比を制御する
に好適な装置に関する。
ジの空燃比センサを用いて内燃機関の空燃比を制御する
に好適な装置に関する。
従来、内燃機関の制御に用いられている空燃比センサは
、理論空燃比を検出するものである。しかし、その後、
特開［５２−６９６９０号公報（米国特許出願６３７９
９８号）に記載のように、リーン領域の空燃比を測定す
るものや、特開昭５３−６６２９２号公報（米国特許４
１５８１６６号）に記載のように、リッチ領域の空燃比
を測定するものが研究・開発されている。さらに、最近
は、上述のようなリーン又はリッチ領域のいずれか一方
のみを測定するもののみならず、リーンからリッチまで
のワイドレンジの空燃比を検出する方式が提案されてい
る（特願昭６０−１９９８２号）。
、理論空燃比を検出するものである。しかし、その後、
特開［５２−６９６９０号公報（米国特許出願６３７９
９８号）に記載のように、リーン領域の空燃比を測定す
るものや、特開昭５３−６６２９２号公報（米国特許４
１５８１６６号）に記載のように、リッチ領域の空燃比
を測定するものが研究・開発されている。さらに、最近
は、上述のようなリーン又はリッチ領域のいずれか一方
のみを測定するもののみならず、リーンからリッチまで
のワイドレンジの空燃比を検出する方式が提案されてい
る（特願昭６０−１９９８２号）。
これらの空燃比センサにおいて、問題となるのは、排気
ガス中成分の付着による経時変化である。
ガス中成分の付着による経時変化である。
この対策としては、特開昭５８−５７０５０号公報に記
載のように、大気中の酸素を基準として、この時の空燃
比センサの出力に基づいて較正する案がある。しかしな
がら、このような大気較正法は、上述のようなワイドレ
ンジの空燃比センサに直ちに適用できない、なぜならば
、リーン領域では排気ガス中の酸素濃度を測定するのに
対し、リッチ領域では排気ガス中の可燃物（例えば−酸
化炭素。
載のように、大気中の酸素を基準として、この時の空燃
比センサの出力に基づいて較正する案がある。しかしな
がら、このような大気較正法は、上述のようなワイドレ
ンジの空燃比センサに直ちに適用できない、なぜならば
、リーン領域では排気ガス中の酸素濃度を測定するのに
対し、リッチ領域では排気ガス中の可燃物（例えば−酸
化炭素。
水素など）の濃度を測定するため、リーン領域における
空燃比センサの出力を変化率と、リッチ領域におけるセ
ンサの出力の変化率が異るからである。
空燃比センサの出力を変化率と、リッチ領域におけるセ
ンサの出力の変化率が異るからである。
（発明の要点〕
本発明の目的は、ワイドレンジの空燃比センサの経時変
化の較正のできる内燃轡関制御装置を提供するにある。
化の較正のできる内燃轡関制御装置を提供するにある。
本発明は、ワイドレンジ空燃比センサの出力と空燃比の
関係を多項式近似し、大気状態におけるセンサ出力に基
づいて他の空燃比におけるセンサ出力を演算し、この演
算出力と理論空燃比におけるセンサ出力によりセンサ出
力を較正するものである。
関係を多項式近似し、大気状態におけるセンサ出力に基
づいて他の空燃比におけるセンサ出力を演算し、この演
算出力と理論空燃比におけるセンサ出力によりセンサ出
力を較正するものである。
以下１本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。
る。
第１図は１本発明の全体システムの概念図である。自動
車用の内燃機関１０は、吸気管１２および排気管１４を
有している。電気制御された燃料噴射弁２４のような燃
料供給袋Ｗ１１６が吸気管に設けられている。触媒コン
バータ１８が排気管１４に設けられている。燃料供給手
段１６をフィードバック制御するため、排気管１４に空
燃比センサ２０が設けられ、排ガス中の空燃比が検出さ
れる。電子制御側回路２２は、空燃比センサ２０の出力
を受け、制御すべき空燃比と検出空燃比の偏差に基づい
て、燃料供給装置１６に制御信号を出力する。尚、燃料
供給装置に変えて、電子スロットルのような供給空気制
御手段を用いることもできる。
車用の内燃機関１０は、吸気管１２および排気管１４を
有している。電気制御された燃料噴射弁２４のような燃
料供給袋Ｗ１１６が吸気管に設けられている。触媒コン
バータ１８が排気管１４に設けられている。燃料供給手
段１６をフィードバック制御するため、排気管１４に空
燃比センサ２０が設けられ、排ガス中の空燃比が検出さ
れる。電子制御側回路２２は、空燃比センサ２０の出力
を受け、制御すべき空燃比と検出空燃比の偏差に基づい
て、燃料供給装置１６に制御信号を出力する。尚、燃料
供給装置に変えて、電子スロットルのような供給空気制
御手段を用いることもできる。
次に第２図を用いてワイドレンジなトライステート方式
空燃比センサ２０の原理を説明する。
空燃比センサ２０の原理を説明する。
３１はイツトリア等で安定化したジルコニア固体電解質
、３２は大気側白金電極、３３は排気側白金電極、３４
はガス拡散を律速する多孔層の拡散律速抵抗層で、これ
らが空燃比検出用の素子部を示す、Ｒはスパン抵抗、ｖ
＋！は前記両電極間の励起電圧値を示し、０．４５Ｖ程
度に設定する。トライステート方式の駆動回路は、基本
的には、両端子間に発生する電圧Ｖｓを前記励起電圧値
ＶＥになるよう演算増巾器３５で負帰還し制御するもの
である。従って、λ〉１のリーン状態では排気中の酸素
が電極３３へ拡散し、その濃度に比例した酸素イオンが
流れ、電流Ｉｐが流れる。λ□く１のリッチ状態では、
排気中のＣ（’）、Ｈ！等未然ガス成分を燃焼（酸化）
するのに必要な酸素が、大気側の電極３２から電極３３
へ供給され、λ〉１の場合と逆方向に電流Ｉｐが流れる
。λ＝１ではポンプ電流Ｉｐは零である。第３図はこの
時のＶ−Ｉ特性を示したもので、λ〉１でＩｐ＞Ｏ，λ
＝１でＩｐ＝Ｏ，λく１でＩｐ＜Ｏとなる。上述の動作
をバッテリ電源１個で行なわせるために排気電極３３に
ポテンシャルグランド、つまりバイアス電位Ｖｐを与え
ている。なお励起電圧の与え方としては、常に一定の値
とする定電気方式と、ポンプ電流Ｉｐに応じて印加電圧
を変化させる可変励起方式の２つが考えられるが、後者
の方が安定した性能が得られる。
、３２は大気側白金電極、３３は排気側白金電極、３４
はガス拡散を律速する多孔層の拡散律速抵抗層で、これ
らが空燃比検出用の素子部を示す、Ｒはスパン抵抗、ｖ
＋！は前記両電極間の励起電圧値を示し、０．４５Ｖ程
度に設定する。トライステート方式の駆動回路は、基本
的には、両端子間に発生する電圧Ｖｓを前記励起電圧値
ＶＥになるよう演算増巾器３５で負帰還し制御するもの
である。従って、λ〉１のリーン状態では排気中の酸素
が電極３３へ拡散し、その濃度に比例した酸素イオンが
流れ、電流Ｉｐが流れる。λ□く１のリッチ状態では、
排気中のＣ（’）、Ｈ！等未然ガス成分を燃焼（酸化）
するのに必要な酸素が、大気側の電極３２から電極３３
へ供給され、λ〉１の場合と逆方向に電流Ｉｐが流れる
。λ＝１ではポンプ電流Ｉｐは零である。第３図はこの
時のＶ−Ｉ特性を示したもので、λ〉１でＩｐ＞Ｏ，λ
＝１でＩｐ＝Ｏ，λく１でＩｐ＜Ｏとなる。上述の動作
をバッテリ電源１個で行なわせるために排気電極３３に
ポテンシャルグランド、つまりバイアス電位Ｖｐを与え
ている。なお励起電圧の与え方としては、常に一定の値
とする定電気方式と、ポンプ電流Ｉｐに応じて印加電圧
を変化させる可変励起方式の２つが考えられるが、後者
の方が安定した性能が得られる。
第４図は、可変励起方式のトライステート空燃比センサ
の、空気過剰率λとセンサ出力Ｖｏの関係を示すもので
、従来は、リーン域、リッチ域のそれぞれで直線的に変
化するものと考えられていたが、実験的に、λ＝ ａ
ｏＶｏ’＋ ｂ ｏＶｏ’＋ ｃ ｏＶｏ”＋ｄｏＶｏ
＋ｅｏと四次の多項式にλ＝０．７ からλ＝１．８
の領域で良く近Ｐ出来ることを見い出した。またλ＝１
ではポンプ電流Ｉｐ＝Ｏであるため、センサ出力Ｖｏは
回路で決まる定数ＶＥ＋Ｖｐ となり常に一定値を示す
、この点をＡとする。
の、空気過剰率λとセンサ出力Ｖｏの関係を示すもので
、従来は、リーン域、リッチ域のそれぞれで直線的に変
化するものと考えられていたが、実験的に、λ＝ ａ
ｏＶｏ’＋ ｂ ｏＶｏ’＋ ｃ ｏＶｏ”＋ｄｏＶｏ
＋ｅｏと四次の多項式にλ＝０．７ からλ＝１．８
の領域で良く近Ｐ出来ることを見い出した。またλ＝１
ではポンプ電流Ｉｐ＝Ｏであるため、センサ出力Ｖｏは
回路で決まる定数ＶＥ＋Ｖｐ となり常に一定値を示す
、この点をＡとする。
更にλ〉１では排気ガス中の酸素濃度〔ｏ２〕に対しλ
−ｋ（Ｏｚ）であり、λく１では未然ガスの大部分を占
める一酸化炭素濃度〔Ｃｏ１に対しく１−λ）０−Ω〔
Ｃｏ１という関係が成り立つ。
−ｋ（Ｏｚ）であり、λく１では未然ガスの大部分を占
める一酸化炭素濃度〔Ｃｏ１に対しく１−λ）０−Ω〔
Ｃｏ１という関係が成り立つ。
ここで比例定数のに、Ｑは拡散律速抵抗層４に支配され
るものであるから１次の２つの要因により変化する。
るものであるから１次の２つの要因により変化する。
１つはプラズマ溶射等による該拡散律速抵抗層の形成に
よる製造バラツキであり、他の一つはセンサの経時変化
に伴う変化である。そこでトライステート方式における
これら出力特性の調整に関して具体的に説明する。
よる製造バラツキであり、他の一つはセンサの経時変化
に伴う変化である。そこでトライステート方式における
これら出力特性の調整に関して具体的に説明する。
まずλとＶｏを関係づける標準基本式
１式％
と基準出力点Ａ（λ＝１）および大気出力ＣＯ１常用範
囲のある空燃比例えばλ＝１．５の出力Ｂ。
囲のある空燃比例えばλ＝１．５の出力Ｂ。
を最初から空燃比センサＷｔ２２に記憶させておく。
制御送置２２において、初期バラツキの調整および経時
変化の較正という出力特性の調整には、前記標準出力か
らの変化量を知るために機知の空燃比が必要であるが、
この空燃比として大気を用いることとする まず、センサの初期バラツキの調整について述べる空燃
比制御装置に記憶させておいた初期大気出力Ｃｏ、λ＝
１．５の出力Ｂｏに対して、内燃機関の駆動前や、燃料
カットし、センサの周囲が大気である時のあるセンサの
初期大気出力Ｃ１よりλ＝１．５ の出力値Ｂｉを求め
る。大王出力Ｃｉ自体は４次近似できないため、近似で
きる範囲の空燃比、例えば、λ＝１．５ の空燃比もＢ
＋ が必Ｏ 係から算出されることが確認された。ｍの値は初期も経
時後もほぼ一定とみなすことが出来ることを実験の結果
確認した。
変化の較正という出力特性の調整には、前記標準出力か
らの変化量を知るために機知の空燃比が必要であるが、
この空燃比として大気を用いることとする まず、センサの初期バラツキの調整について述べる空燃
比制御装置に記憶させておいた初期大気出力Ｃｏ、λ＝
１．５の出力Ｂｏに対して、内燃機関の駆動前や、燃料
カットし、センサの周囲が大気である時のあるセンサの
初期大気出力Ｃ１よりλ＝１．５ の出力値Ｂｉを求め
る。大王出力Ｃｉ自体は４次近似できないため、近似で
きる範囲の空燃比、例えば、λ＝１．５ の空燃比もＢ
＋ が必Ｏ 係から算出されることが確認された。ｍの値は初期も経
時後もほぼ一定とみなすことが出来ることを実験の結果
確認した。
次にＡ点を通りＸ軸に平行な直線と、λ＝１．５を通る
Ｙ軸に平行な直線との交点をＸとして、ＬＢｔＡＸ＝０
１を求め、初期値θｏ （ＬＢｏＡＸ）との差θ＝６
１−００だけ基準点Ａを中心にして回転する操作を行い
初期バラツキ調整式λ” ａ ｉ Ｖｏ’ ＋ｂ＊Ｖｏ
ＩＩ＋ｃｔＶｏ”＋ｄｔＶｏ＋ｅｔ を求め、空燃比
制御装置の標準基本式を前記＋？ｌ［式に書きかえる。
Ｙ軸に平行な直線との交点をＸとして、ＬＢｔＡＸ＝０
１を求め、初期値θｏ （ＬＢｏＡＸ）との差θ＝６
１−００だけ基準点Ａを中心にして回転する操作を行い
初期バラツキ調整式λ” ａ ｉ Ｖｏ’ ＋ｂ＊Ｖｏ
ＩＩ＋ｃｔＶｏ”＋ｄｔＶｏ＋ｅｔ を求め、空燃比
制御装置の標準基本式を前記＋？ｌ［式に書きかえる。
またＧｏをＣ１にＢｏを８１に書きかえ記憶せしめる。
この調整によりリッチでの出力、例えばλ＝０．８ の
出力はＤｏからＤｒ に減少するが、この値は実験値と
良く一致した。４次式の５ケの未知数を求めるには、５
点のデータが必要であるが、極座標系を使うことにより
２点のデータで可能である。
出力はＤｏからＤｒ に減少するが、この値は実験値と
良く一致した。４次式の５ケの未知数を求めるには、５
点のデータが必要であるが、極座標系を使うことにより
２点のデータで可能である。
次にセンサの経時変化に対する調整であるが。
この場合の初期条件はλとｖＯの関係式としてλ＝ａｔ
Ｖｏ’ ＋ｂｔＶｏ”＋ｃｔＶｏ”＋ｄｔＶｏ＋ａｔで
あり、大気出力はＣ１，λ＝１．５の出力はＢｔとなり
、初期バラツキの調整と同様にして行う。
Ｖｏ’ ＋ｂｔＶｏ”＋ｃｔＶｏ”＋ｄｔＶｏ＋ａｔで
あり、大気出力はＣ１，λ＝１．５の出力はＢｔとなり
、初期バラツキの調整と同様にして行う。
以上述べたｍ整により、常用範囲の空燃比（λ＝０．７
〜１．８）でのセンサ出力の調整は、実験の結果１％以
下であり実用上の９整粘度が高いことを確認した。
〜１．８）でのセンサ出力の調整は、実験の結果１％以
下であり実用上の９整粘度が高いことを確認した。
一方従来のリーンセンサで行われている大気出力の変化
を比較し補正係数を求め、各空燃比で一律に同補正係数
を適用する方法では、リニア補正となる結果、５〜１０
％という大きなＷＲ整誤差を生ずる。
を比較し補正係数を求め、各空燃比で一律に同補正係数
を適用する方法では、リニア補正となる結果、５〜１０
％という大きなＷＲ整誤差を生ずる。
本発明によれば、トライステート方式空燃比センサの初
期バラツキと経時変化を高精度に調整できるので、空燃
比制御精度が向上する。
期バラツキと経時変化を高精度に調整できるので、空燃
比制御精度が向上する。
第１図は、本発明の一実施例の概念図であり、第２図は
、本発明の一実施例に用いるトライステート方式空燃比
センサの原理図であり、第３図は、そのＶ−Ｉ特性図で
あり、第４図は、本発明の一実施例による較正法を示す
概略図である。 １６・・・燃料供給装置、２０・・・空燃比センサ、２
２・・・制御装置。
、本発明の一実施例に用いるトライステート方式空燃比
センサの原理図であり、第３図は、そのＶ−Ｉ特性図で
あり、第４図は、本発明の一実施例による較正法を示す
概略図である。 １６・・・燃料供給装置、２０・・・空燃比センサ、２
２・・・制御装置。
Claims (1)
- １、内燃機関の排気ガスの空燃比をリーン領域からリッ
チ領域までワイドレンジで検出可能な空燃比センサと、
この空燃比センサの出力に基づいて内燃機関に供給され
る空燃比を制御する手段とを有する内燃機関制御装置に
おいて、全空燃比範囲中の所定の空燃比範囲について空
燃比と上記空燃比センサの出力の関係を多項式で近似す
るとともに、上記空燃比センサの周囲が大気である時の
上記空燃比センサの出力（Ｃｉ）に基づいて上記所定の
空燃比範囲中の所定の空燃比に対するセンサ出力（Ｂｉ
）を演算により求め、このセンサ出力（Ｂｉ）と理論空
燃比におけるセンサ出力（Ａ）に基づいて、上記空燃比
センサの出力を較正することを特徴とする内燃機関制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226779A JPH0643982B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 内燃機関制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226779A JPH0643982B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 内燃機関制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287846A true JPS6287846A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0643982B2 JPH0643982B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=16850476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60226779A Expired - Fee Related JPH0643982B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 内燃機関制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643982B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147610A (ja) * | 2005-11-23 | 2007-06-14 | Robert Bosch Gmbh | ラムダ測定信号の校正方法及び装置 |
| WO2014125661A1 (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60226779A patent/JPH0643982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147610A (ja) * | 2005-11-23 | 2007-06-14 | Robert Bosch Gmbh | ラムダ測定信号の校正方法及び装置 |
| WO2014125661A1 (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN105164525A (zh) * | 2013-02-18 | 2015-12-16 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643982B2 (ja) | 1994-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |