JPH0117101B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0117101B2 JPH0117101B2 JP55107528A JP10752880A JPH0117101B2 JP H0117101 B2 JPH0117101 B2 JP H0117101B2 JP 55107528 A JP55107528 A JP 55107528A JP 10752880 A JP10752880 A JP 10752880A JP H0117101 B2 JPH0117101 B2 JP H0117101B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen sensor
- voltage
- comparator
- output
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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
- G01N27/26—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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は内燃機関の排気ガス流中の酸素を検
出する酸素センサの出力検出回路に関するもので
ある。
出する酸素センサの出力検出回路に関するもので
ある。
内燃機関に対して吸入される空気・燃料混合気
の混合比を予め定められた値（理論空燃比）に制
御するために排気ガス流中に酸素センサを配設
し、この酸素センサ出力を比較電圧に対する大小
判別によりスイツチング出力に変換し、このスイ
ツチング出力を積分処理してこの積分出力により
混合比を閉ループ補正する閉ループ制御系が実現
されている。
の混合比を予め定められた値（理論空燃比）に制
御するために排気ガス流中に酸素センサを配設
し、この酸素センサ出力を比較電圧に対する大小
判別によりスイツチング出力に変換し、このスイ
ツチング出力を積分処理してこの積分出力により
混合比を閉ループ補正する閉ループ制御系が実現
されている。
第１図、第２図はこの閉ループ制御系に使用さ
れる酸素センサの出力をレベル判別検出する回路
とその動作説明図を示すものであり、酸素センサ
１はエンジンの排気ガス流中に配設され、その作
動温度以上においては第２図Ａで示す如く理論空
燃比（空気過剰率λ＝１）を境にして最大・最小
終値間でレベル反転する出力電圧を発生する。
れる酸素センサの出力をレベル判別検出する回路
とその動作説明図を示すものであり、酸素センサ
１はエンジンの排気ガス流中に配設され、その作
動温度以上においては第２図Ａで示す如く理論空
燃比（空気過剰率λ＝１）を境にして最大・最小
終値間でレベル反転する出力電圧を発生する。
この酸素センサ１の出力電圧（Vs）は比較器
２において所定の比較電圧（Vref）と大小比較
されスイツチング（Ｈ・Ｌレベル）出力に変換さ
れる。ここで酸素センサ１は作動温度以上の高温
時には第２図Ａで示す如くλ＝１で急峻にレベル
変化する出力を発生するため比較電圧（Vref）
と比較したとき比較器２の反転動作点はλ＝１に
対応するが、排気ガス温度の低下により酸素セン
サ１の内部抵抗γが増大して比較器２の入力バイ
アス電流（iB）による電圧降下（iB・γ）が増大
し、しかも酸素センサ１自身の起電力も低下する
ことから酸素センサ１の出力電圧（Vs）は第２
図Ｂに示す如き特性を呈する。このため比較器２
の比較電圧（Vref）は酸素センサ１の内部抵抗
γの変化とその起電力の変化とを共に考慮して設
定する必要があることからその設定は極めて困難
であり、加えて、酸素センサ１の出力電圧特性は
低温になるほど、λ＝１付近における電圧レベル
変化（傾き）はλが１以上の方向（リーン側）へ
延びて緩かになる傾向があることから、例えば機
関アイドル時等の排気ガス温度が低下した時の混
合比制御において制御中心がリーンサイドにシフ
トして希薄混合気によつてエンジンに回転ムラが
生じる等の問題があつた。
２において所定の比較電圧（Vref）と大小比較
されスイツチング（Ｈ・Ｌレベル）出力に変換さ
れる。ここで酸素センサ１は作動温度以上の高温
時には第２図Ａで示す如くλ＝１で急峻にレベル
変化する出力を発生するため比較電圧（Vref）
と比較したとき比較器２の反転動作点はλ＝１に
対応するが、排気ガス温度の低下により酸素セン
サ１の内部抵抗γが増大して比較器２の入力バイ
アス電流（iB）による電圧降下（iB・γ）が増大
し、しかも酸素センサ１自身の起電力も低下する
ことから酸素センサ１の出力電圧（Vs）は第２
図Ｂに示す如き特性を呈する。このため比較器２
の比較電圧（Vref）は酸素センサ１の内部抵抗
γの変化とその起電力の変化とを共に考慮して設
定する必要があることからその設定は極めて困難
であり、加えて、酸素センサ１の出力電圧特性は
低温になるほど、λ＝１付近における電圧レベル
変化（傾き）はλが１以上の方向（リーン側）へ
延びて緩かになる傾向があることから、例えば機
関アイドル時等の排気ガス温度が低下した時の混
合比制御において制御中心がリーンサイドにシフ
トして希薄混合気によつてエンジンに回転ムラが
生じる等の問題があつた。
この発明は上記実情に対処すべくなされたもの
であつて、酸素センサ出力と比較電圧とを比較す
る比較器の比較電圧を酸素センサ出力に対応して
制御することにより酸素センサの温度に対する影
響を改善して所定の空燃比付近を検出し得、厳密
な比較電圧管理を不要とし得る酸素センサ出力検
出回路を提供しようとするものである。
であつて、酸素センサ出力と比較電圧とを比較す
る比較器の比較電圧を酸素センサ出力に対応して
制御することにより酸素センサの温度に対する影
響を改善して所定の空燃比付近を検出し得、厳密
な比較電圧管理を不要とし得る酸素センサ出力検
出回路を提供しようとするものである。
以下第３図第４図について説明する。先ず第３
図において、３は抵抗４，５と共に電圧増幅器を
構成し酸素センサ１の出力電圧（Vs）を電圧増
幅する演算増幅器でその出力電圧（Vs1）は比較
器２の一方の入力端子に与えられている。
図において、３は抵抗４，５と共に電圧増幅器を
構成し酸素センサ１の出力電圧（Vs）を電圧増
幅する演算増幅器でその出力電圧（Vs1）は比較
器２の一方の入力端子に与えられている。
６，７は互いに直列接続されて上記出力電圧
（Vs1）が印加されるダイオードとコンデンサで
あり、該コンデンサ７は上記出力電圧（Vs1）に
よりその最大終値からダイオード６の電圧降下
（VD）だけ低い電圧値に充電されその値を記憶保
持する。８は放電抵抗であり上記コンデンサ７の
放電時間が、上述の閉ループ空燃比制御の際の酸
素センサ１のリーン・リツチサイクル周期（0.1
〜2sec）より充分長くかつ酸素センサ１の温度変
化（数10sec〜数分）には追従できる程度（数
10sec）に選定されており、上記コンデンサ７の
電圧が比較器２の比較電圧（Vref）となつてい
る。
（Vs1）が印加されるダイオードとコンデンサで
あり、該コンデンサ７は上記出力電圧（Vs1）に
よりその最大終値からダイオード６の電圧降下
（VD）だけ低い電圧値に充電されその値を記憶保
持する。８は放電抵抗であり上記コンデンサ７の
放電時間が、上述の閉ループ空燃比制御の際の酸
素センサ１のリーン・リツチサイクル周期（0.1
〜2sec）より充分長くかつ酸素センサ１の温度変
化（数10sec〜数分）には追従できる程度（数
10sec）に選定されており、上記コンデンサ７の
電圧が比較器２の比較電圧（Vref）となつてい
る。
次にこの様に構成された実施例の動作について
説明する。
説明する。
酸素センサ１の出力電圧（Vs）は演算増幅器
３抵抗４，５から成る増幅器によつて電圧増幅さ
れこの増幅出力電圧（Vs1）は比較器２の一方の
入力端子に与えられる。ここで上記増幅出力電圧
（Vs1）は酸素センサ１の温度が所定値以上の状
態では第４図A1で示す如くλ＝１を境として最
大・最小終値間を急峻にレベル変化するが、その
温度低下により、第４図Ｂで示す如く酸素センサ
１の起電力が低下し内部抵抗が増大することか
ら、最大終値が低下し最小終値が上昇して最大・
最小終値間のレベル差が縮小し、かつ両終値間の
レベル変化が緩かになる。一方、この増幅出力電
圧（Vs1）はダイオード６を介してコンデンサ７
を充電し、上述の如く比較的長い時定数をもつて
抵抗８へ放電することから、コンデンサ７の端子
電圧（Vref）は、λ＜｜のときに増幅出力電圧
（Vs1）が最大値にあるときダイオード６の一定
電圧降下（VD）だけ（Vs1）から減算された電圧
（Vs1−VD）に充電され、λ＞｜のとき最小終値
にあるときはその電圧（Vs1−VD）を所定時間は
記憶保持するため、上述の閉ループ空燃比制御に
おいては、実質的に上記比較電圧（Vs1−VD）を
与えることになる。このため酸素センサ１の温度
が変化して増幅出力電圧（Vs1）が変動しても、
比較器２の比較電圧（Vref）は第４図点線で示
す如く、常に増幅出力電圧（Vs1）の最大終値か
らダイオード電圧（VD）だけ小さい値に追従し
従来装置の如き厳密な比較電圧の管理が不要で比
較器２の反転動作点は常にλ＝１に近いところと
なり、例えば機関アイドル時等の酸素センサ１の
温度が低いところでも良好な空燃比の制御が可能
となる。
３抵抗４，５から成る増幅器によつて電圧増幅さ
れこの増幅出力電圧（Vs1）は比較器２の一方の
入力端子に与えられる。ここで上記増幅出力電圧
（Vs1）は酸素センサ１の温度が所定値以上の状
態では第４図A1で示す如くλ＝１を境として最
大・最小終値間を急峻にレベル変化するが、その
温度低下により、第４図Ｂで示す如く酸素センサ
１の起電力が低下し内部抵抗が増大することか
ら、最大終値が低下し最小終値が上昇して最大・
最小終値間のレベル差が縮小し、かつ両終値間の
レベル変化が緩かになる。一方、この増幅出力電
圧（Vs1）はダイオード６を介してコンデンサ７
を充電し、上述の如く比較的長い時定数をもつて
抵抗８へ放電することから、コンデンサ７の端子
電圧（Vref）は、λ＜｜のときに増幅出力電圧
（Vs1）が最大値にあるときダイオード６の一定
電圧降下（VD）だけ（Vs1）から減算された電圧
（Vs1−VD）に充電され、λ＞｜のとき最小終値
にあるときはその電圧（Vs1−VD）を所定時間は
記憶保持するため、上述の閉ループ空燃比制御に
おいては、実質的に上記比較電圧（Vs1−VD）を
与えることになる。このため酸素センサ１の温度
が変化して増幅出力電圧（Vs1）が変動しても、
比較器２の比較電圧（Vref）は第４図点線で示
す如く、常に増幅出力電圧（Vs1）の最大終値か
らダイオード電圧（VD）だけ小さい値に追従し
従来装置の如き厳密な比較電圧の管理が不要で比
較器２の反転動作点は常にλ＝１に近いところと
なり、例えば機関アイドル時等の酸素センサ１の
温度が低いところでも良好な空燃比の制御が可能
となる。
以上の如くこの発明は排気ガス流中に設けられ
エンジンの吸入混合気の理論空燃比を境として最
大・最小終値間でレベル変化する出力電圧を発生
する酸素センサと、この酸素センサ出力に対応す
る出力と比較信号とを入力として大小比較する比
較器とを備えるものにあつて、比較器の比較信号
レベルを比較入力レベルの一方の終値から所定値
だけずれた値に制御する手段を設けたので、酸素
センサの温度変動にかかわらず、厳密な比較信号
レベルの管理設定が不要となり、かつ比較器の反
転動作を理論空燃比に近いところで行なわせるこ
とが可能となり良好な空燃比制御を可能にし得る
ものである。
エンジンの吸入混合気の理論空燃比を境として最
大・最小終値間でレベル変化する出力電圧を発生
する酸素センサと、この酸素センサ出力に対応す
る出力と比較信号とを入力として大小比較する比
較器とを備えるものにあつて、比較器の比較信号
レベルを比較入力レベルの一方の終値から所定値
だけずれた値に制御する手段を設けたので、酸素
センサの温度変動にかかわらず、厳密な比較信号
レベルの管理設定が不要となり、かつ比較器の反
転動作を理論空燃比に近いところで行なわせるこ
とが可能となり良好な空燃比制御を可能にし得る
ものである。
又、上記制御される比較レベルは、定電圧降下
素子と、これと直列なコンデンサと抵抗の並列回
路とによつて発生させるようにしたので、極めて
簡単安価に構成できるものである。
素子と、これと直列なコンデンサと抵抗の並列回
路とによつて発生させるようにしたので、極めて
簡単安価に構成できるものである。
第１図は従来回路を示す電気回路図、第２図は
第１図の動作説明用特性図、第３図はこの発明の
一実施例を示す電気回路図、第４図は第３図の動
作説明用特性図である。 図中１は酸素センサ、２は比較器、３は演算増
幅器、４，５，８は抵抗、６はダイオード、７は
コンデンサである。
第１図の動作説明用特性図、第３図はこの発明の
一実施例を示す電気回路図、第４図は第３図の動
作説明用特性図である。 図中１は酸素センサ、２は比較器、３は演算増
幅器、４，５，８は抵抗、６はダイオード、７は
コンデンサである。
Claims (1)
- １ 機関の排気ガス流中に設けられ機関の空気・
燃料混合気の空燃比が所定値を境として最大・最
小終値間でレベル変化する出力を発生する酸素セ
ンサ、この酸素センサの出力に対応した入力を第
１の入力端子に受ける比較器、この比較器の第１
の入力端子に与えられる入力電圧を定電圧降下素
子を介して受ける互いに並列なコンデンサと抵
抗、及び上記コンデンサと抵抗の並列回路の両端
電圧を上記比較器の第２の入力端子に与える接続
手段を備えて成る酸素センサ出力検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10752880A JPS5733346A (en) | 1980-08-05 | 1980-08-05 | Detecting circuit for output of oxygen sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10752880A JPS5733346A (en) | 1980-08-05 | 1980-08-05 | Detecting circuit for output of oxygen sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5733346A JPS5733346A (en) | 1982-02-23 |
| JPH0117101B2 true JPH0117101B2 (ja) | 1989-03-29 |
Family
ID=14461470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10752880A Granted JPS5733346A (en) | 1980-08-05 | 1980-08-05 | Detecting circuit for output of oxygen sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5733346A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54155889A (en) * | 1978-05-30 | 1979-12-08 | Nippon Soken | Air fuel ratio detector |
-
1980
- 1980-08-05 JP JP10752880A patent/JPS5733346A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5733346A (en) | 1982-02-23 |
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