JPH01232138A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
- Publication number
- JPH01232138A JPH01232138A JP63056783A JP5678388A JPH01232138A JP H01232138 A JPH01232138 A JP H01232138A JP 63056783 A JP63056783 A JP 63056783A JP 5678388 A JP5678388 A JP 5678388A JP H01232138 A JPH01232138 A JP H01232138A
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- JP
- Japan
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- air
- fuel ratio
- temperature
- control
- oxygen concentration
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は内燃機関の空燃比制御装置に関するものであ
る。
る。
内燃機関、特に三元触媒を用いて排ガス浄化対策が施さ
れた車両用エンジンにおいては、排気ガスの空燃比を厳
密に理論空燃比に保持する必要があり、現在では理論空
燃比で急激に出力が変化する空燃比センサを用いて空燃
比が理論空燃比の近傍になるようフィードバック制御す
る空燃比制御装置が実用化されている。
れた車両用エンジンにおいては、排気ガスの空燃比を厳
密に理論空燃比に保持する必要があり、現在では理論空
燃比で急激に出力が変化する空燃比センサを用いて空燃
比が理論空燃比の近傍になるようフィードバック制御す
る空燃比制御装置が実用化されている。
しかし、上記した空燃比制御装置では、空燃比センサが
理論空燃比しか測定できないため制御の幅が狭いという
欠点があった。そこで、理論空燃比だけでなく、排気ガ
スの特定成分に応じて空燃比をリーン側からリッチ側ま
で連続的に測定できる空燃比センサを用いて空燃比制御
を行うことが試みられている。この空燃比センサは、イ
オン伝導性固体電解質で構成された酸素濃度検出素子と
該素子を活性化させるヒータを備えている。
理論空燃比しか測定できないため制御の幅が狭いという
欠点があった。そこで、理論空燃比だけでなく、排気ガ
スの特定成分に応じて空燃比をリーン側からリッチ側ま
で連続的に測定できる空燃比センサを用いて空燃比制御
を行うことが試みられている。この空燃比センサは、イ
オン伝導性固体電解質で構成された酸素濃度検出素子と
該素子を活性化させるヒータを備えている。
上記した空燃比制御装置においては、空燃比センサの酸
素濃度検出素子をヒータにより加熱して所定温度に維持
しないと空燃比センサが正常に作動しない。第６図は酸
素濃度検出素子の温度と空燃比センサの出力誤差との関
係を示し、酸素濃度検出素子の温度が所定値より太き（
でも小さくても空燃比センサの出力に誤差を生じた。
素濃度検出素子をヒータにより加熱して所定温度に維持
しないと空燃比センサが正常に作動しない。第６図は酸
素濃度検出素子の温度と空燃比センサの出力誤差との関
係を示し、酸素濃度検出素子の温度が所定値より太き（
でも小さくても空燃比センサの出力に誤差を生じた。
このため、従来では、機関始動時にヒータ通電後期定時
間経過したか否かを判定し、経過していれば酸素濃度検
出素子が活性化したと判定して空燃比フィードバック制
御を開始するようにしていた。又、ヒータの電源電圧を
検出し、該電圧が所定値を下回った場合に不活性と判定
してフィードバック制御を停止することも行われていた
。
間経過したか否かを判定し、経過していれば酸素濃度検
出素子が活性化したと判定して空燃比フィードバック制
御を開始するようにしていた。又、ヒータの電源電圧を
検出し、該電圧が所定値を下回った場合に不活性と判定
してフィードバック制御を停止することも行われていた
。
しかしながら、上記した従来装置においては、機関始動
後一定時間は空燃比のフィードバック制御を行うことが
できず、制御精度燃費、排ガスが悪化するという課題が
あった。又、ヒータの電源電圧が低下した場合でも、機
関が高負荷の場合には高温の排気ガスに加熱されて素子
温度が活性化温度になる場合があり、このような場合に
は空燃比のフィードバック制御が不必要に停止されると
いう［１題があった。
後一定時間は空燃比のフィードバック制御を行うことが
できず、制御精度燃費、排ガスが悪化するという課題が
あった。又、ヒータの電源電圧が低下した場合でも、機
関が高負荷の場合には高温の排気ガスに加熱されて素子
温度が活性化温度になる場合があり、このような場合に
は空燃比のフィードバック制御が不必要に停止されると
いう［１題があった。
この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、空燃比のフィードバック制御の不必要な遅
れや停止を防止して、高精度で燃費や排ガスの悪化を防
止することができる内燃機関の空燃比制御装置を得るこ
とを目的とする。
ものであり、空燃比のフィードバック制御の不必要な遅
れや停止を防止して、高精度で燃費や排ガスの悪化を防
止することができる内燃機関の空燃比制御装置を得るこ
とを目的とする。
この発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、酸素濃度
検出素子の温度を検出する温度検出手段と、該温度が所
定値以下のときに空燃比のフィードバック制御を停止し
てオープンループ制御を行う制御手段を設けたものであ
る。
検出素子の温度を検出する温度検出手段と、該温度が所
定値以下のときに空燃比のフィードバック制御を停止し
てオープンループ制御を行う制御手段を設けたものであ
る。
この発明における温度検出手段は、酸素濃度検出手段の
温度を検出する。又、制御手段は素子温度が所定値以下
の際に、フィードバック制御を停止してオープンループ
制御とする。
温度を検出する。又、制御手段は素子温度が所定値以下
の際に、フィードバック制御を停止してオープンループ
制御とする。
第２図において、１はエンジン、２はエンジン１の冷却
水温を検出する水温センサ、３はエンジン回転数を検出
するクランク角センサ、４はインジェクタ（燃料供給装
置）、５はスロットル弁、６は吸気系の絶対圧を測定す
る圧力センサである。
水温を検出する水温センサ、３はエンジン回転数を検出
するクランク角センサ、４はインジェクタ（燃料供給装
置）、５はスロットル弁、６は吸気系の絶対圧を測定す
る圧力センサである。
８は排気管７に配置され、排気ガス中の特定成分により
空燃比を検出する空燃比センサで、酸素濃度検出素子と
該素子を所定値に加熱するヒータを備えている。９は吸
入空気温度を測定する吸気温センサ、１０は各センサ２
，３，６，８．９の出力を゛入力され、インジェクタ４
を制御する制御回路で、マイクロコンピュータにより構
成されている。１１は電源（バッテリ）である。
空燃比を検出する空燃比センサで、酸素濃度検出素子と
該素子を所定値に加熱するヒータを備えている。９は吸
入空気温度を測定する吸気温センサ、１０は各センサ２
，３，６，８．９の出力を゛入力され、インジェクタ４
を制御する制御回路で、マイクロコンピュータにより構
成されている。１１は電源（バッテリ）である。
第２図に示す装置はいわゆるＤ−Ｊ方式の装置であり、
少くとも圧力センサ６の出力値とクランク角センサ３か
ら得られる回転数情報に基づき基本噴射パルス時間を演
算し、水温センサ２と吸気温センサ９の出力による補正
、過渡補正並びに空燃比センサ８によるフィードバック
補正などを行い、燃料噴射パルス時間が決定される。
少くとも圧力センサ６の出力値とクランク角センサ３か
ら得られる回転数情報に基づき基本噴射パルス時間を演
算し、水温センサ２と吸気温センサ９の出力による補正
、過渡補正並びに空燃比センサ８によるフィードバック
補正などを行い、燃料噴射パルス時間が決定される。
第３図は制御回路１０の詳細を示すブロック図であり、
１６は演算ならびに制御を行うＣＰＵ。
１６は演算ならびに制御を行うＣＰＵ。
１７はプログラムが内蔵されているＲＯＭ、１Ｂはデー
タを一時的に記憶するＲ’ＡＭ、１９は常時通電され、
データを記憶するＲＡＭ、１２はＡ／Ｄ変換器、１３は
空燃比に比例した出力が得られるよう空燃比センサ８の
出力を制御する空燃比センサ制御回路、１４は空燃比セ
ンサ８に内蔵されている酸素濃度センサ加熱用ヒータに
一定電圧を供給する定電圧回路、１５はＩ１０器（入出
力器）、２０は各構成部を接続するパスライン、２１は
空燃比センサ８の酸素濃度検出素子の温度を検出する温
度センサの増幅器である。水温センサ２、圧力センサ６
、増幅器２１、吸気温センサ９及び空燃比センサ制御回
路１３を介した空燃比センサ８の出力はＡ／Ｄ変換器１
２に入力され、クランク角センサ３の出力はＩ１０器１
５へ送られる。インジェクタ４はＩ１０器１５を介して
ＣＰＵ１６から入力を受ける。又、定電圧回路１４はバ
ッテリ電′ａ１１からの出力を受け、空燃比センサ８の
ヒータ等に出力する。
タを一時的に記憶するＲ’ＡＭ、１９は常時通電され、
データを記憶するＲＡＭ、１２はＡ／Ｄ変換器、１３は
空燃比に比例した出力が得られるよう空燃比センサ８の
出力を制御する空燃比センサ制御回路、１４は空燃比セ
ンサ８に内蔵されている酸素濃度センサ加熱用ヒータに
一定電圧を供給する定電圧回路、１５はＩ１０器（入出
力器）、２０は各構成部を接続するパスライン、２１は
空燃比センサ８の酸素濃度検出素子の温度を検出する温
度センサの増幅器である。水温センサ２、圧力センサ６
、増幅器２１、吸気温センサ９及び空燃比センサ制御回
路１３を介した空燃比センサ８の出力はＡ／Ｄ変換器１
２に入力され、クランク角センサ３の出力はＩ１０器１
５へ送られる。インジェクタ４はＩ１０器１５を介して
ＣＰＵ１６から入力を受ける。又、定電圧回路１４はバ
ッテリ電′ａ１１からの出力を受け、空燃比センサ８の
ヒータ等に出力する。
第１図はこの発明装置の要部の具体的構成図であり、空
燃比センサ８は、排気ガスの拡散律速部２２ａを有する
酸素ポンプ部２２と、酸素濃淡電地部２３と、酸素ポン
プ部２２及び酸素濃淡電池部２３からなる酸素濃度検出
素子を加熱するヒータ２４と、酸素濃度検出素子の温度
を測定する温度センサ２６と、これらを排気管７の管壁
に支持するセンサケース２５から構成される。温度セン
サ２６は熱電対をセラミックの中に埋め込んで形成され
る。空燃比センサ制御回路１３は、演算増幅器２７、電
圧電流変換器２８及び電流電圧変換器２９などにより構
成される。
燃比センサ８は、排気ガスの拡散律速部２２ａを有する
酸素ポンプ部２２と、酸素濃淡電地部２３と、酸素ポン
プ部２２及び酸素濃淡電池部２３からなる酸素濃度検出
素子を加熱するヒータ２４と、酸素濃度検出素子の温度
を測定する温度センサ２６と、これらを排気管７の管壁
に支持するセンサケース２５から構成される。温度セン
サ２６は熱電対をセラミックの中に埋め込んで形成され
る。空燃比センサ制御回路１３は、演算増幅器２７、電
圧電流変換器２８及び電流電圧変換器２９などにより構
成される。
次に、第１図及び第３図に示した構成の動作について説
明する。酸素濃淡電池部２３は大気と排気ガスとの酸素
濃度の差に応じた起電力を発生し、この起電力は演算増
幅器２７で基準電圧と比較され、その差に応じて電圧電
流変換器２８を介してポンプ電流Ｉ、が酸素ポンプ部２
２に供給される。
明する。酸素濃淡電池部２３は大気と排気ガスとの酸素
濃度の差に応じた起電力を発生し、この起電力は演算増
幅器２７で基準電圧と比較され、その差に応じて電圧電
流変換器２８を介してポンプ電流Ｉ、が酸素ポンプ部２
２に供給される。
このポンプ電流Ｉ、は電流電圧変換器２９により電圧に
変換され、空燃比信号としてＡ／Ｄコンバータ１２に出
力される。その出力特性を第５図に示す。又、酸素濃度
検出素子の温度は温度センサ２６により測定され、増幅
器２１を介してＡ／Ｄコンバータ１２に入力される。
変換され、空燃比信号としてＡ／Ｄコンバータ１２に出
力される。その出力特性を第５図に示す。又、酸素濃度
検出素子の温度は温度センサ２６により測定され、増幅
器２１を介してＡ／Ｄコンバータ１２に入力される。
第４図はＲＯＭ１７に格納されたプログラムに従って実
行される処理のフローチャートを示し、ステップ１００
ではクランク角センサ３の出力から機関回転数を読み込
み、ステップ１０１では圧力センサ６の出力から吸気管
圧力を読み込み、ステップ１０２では水温センサ２の出
力から冷却水温を読み込み、ステップ１０３では吸気温
センサ９の出力から吸気温を読み込む。ステップ１０４
では、機関回転数と吸気管圧力とから基本燃料噴射パル
ス幅を算出し、これを水温と吸気温により補正する。ス
テップ１０５では温度センサ２６の出力から素子温度を
読み込み、ステップ１０６では素子温度が所定値以上か
否かを判定し、所定値以上の場合には素子が活性化して
空燃比センサ８が正常な空燃比信号を発生していると判
定する。
行される処理のフローチャートを示し、ステップ１００
ではクランク角センサ３の出力から機関回転数を読み込
み、ステップ１０１では圧力センサ６の出力から吸気管
圧力を読み込み、ステップ１０２では水温センサ２の出
力から冷却水温を読み込み、ステップ１０３では吸気温
センサ９の出力から吸気温を読み込む。ステップ１０４
では、機関回転数と吸気管圧力とから基本燃料噴射パル
ス幅を算出し、これを水温と吸気温により補正する。ス
テップ１０５では温度センサ２６の出力から素子温度を
読み込み、ステップ１０６では素子温度が所定値以上か
否かを判定し、所定値以上の場合には素子が活性化して
空燃比センサ８が正常な空燃比信号を発生していると判
定する。
ステップ１０７では制御回路１３を介して空燃比センサ
８の出力を読み込み、ステップ１０８では目標空燃比と
実空燃比との偏差に基づいて燃料噴射パルス幅を補正し
、ステップ１０９ではこのパルス幅でインジェクタ４を
駆動する。ステ・ンプ１０６で素子温度が所定値以下の
場合には、酸素濃度検出素子の活性化が行われていない
と判定し、空燃比センサ８の出力は正常ではないと判定
する。
８の出力を読み込み、ステップ１０８では目標空燃比と
実空燃比との偏差に基づいて燃料噴射パルス幅を補正し
、ステップ１０９ではこのパルス幅でインジェクタ４を
駆動する。ステ・ンプ１０６で素子温度が所定値以下の
場合には、酸素濃度検出素子の活性化が行われていない
と判定し、空燃比センサ８の出力は正常ではないと判定
する。
この場合にはステップ１０９へ進み、ステップ１０４で
得られたパルス幅でインジェクタ４をオープンループで
駆動する。
得られたパルス幅でインジェクタ４をオープンループで
駆動する。
以上のようにこの発明によれば、空燃比センサの酸素濃
度検出素子の温度を検出しており、該素子の活性化を正
確に検出することができる。このため、該素子の不活性
時に空燃比フィードバック制御を行うことにより精度の
低い空燃比制御が行われることが防止される。又、上記
素子が活性化した場合には、即座にこれを検出すること
ができ、フィードバック制御を早期に開始することがで
きる。従って、これによっても制御精度を高めることが
でき、燃費や排気ガスの悪化を防止することができる。
度検出素子の温度を検出しており、該素子の活性化を正
確に検出することができる。このため、該素子の不活性
時に空燃比フィードバック制御を行うことにより精度の
低い空燃比制御が行われることが防止される。又、上記
素子が活性化した場合には、即座にこれを検出すること
ができ、フィードバック制御を早期に開始することがで
きる。従って、これによっても制御精度を高めることが
でき、燃費や排気ガスの悪化を防止することができる。
第１図はこの発明装置の要部構成図、第２＠はこの発明
装置の全体構成図、第３図はこの発明による制御回路の
構成図、第４図はこの発明装置の動作を示すフローチャ
ート、第５図は空燃比センサの出力特性図、第６図は空
燃比センサにおける酸素濃度検出素子温度と出力誤差と
の関係図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・水温センサ、３・・・クラ
ンク角センサ、４・・・インジェクタ、６・・・圧力セ
ンサ、８・・・空燃比センサ、９・・・吸気温センサ、
１０・・・制御回路、１１・・・電源、１３・・・空燃
比センサ制御回路、１４・・・定電圧回路、２２′・・
・酸素ポンプ部、２３・・・酸素濃淡電池部、２４・・
・ヒータ、２６・・・温度センサ。 なお、図中同一符号は同−又は相当蔀分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 Ｉ°エンジン 第３図 第４図
装置の全体構成図、第３図はこの発明による制御回路の
構成図、第４図はこの発明装置の動作を示すフローチャ
ート、第５図は空燃比センサの出力特性図、第６図は空
燃比センサにおける酸素濃度検出素子温度と出力誤差と
の関係図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・水温センサ、３・・・クラ
ンク角センサ、４・・・インジェクタ、６・・・圧力セ
ンサ、８・・・空燃比センサ、９・・・吸気温センサ、
１０・・・制御回路、１１・・・電源、１３・・・空燃
比センサ制御回路、１４・・・定電圧回路、２２′・・
・酸素ポンプ部、２３・・・酸素濃淡電池部、２４・・
・ヒータ、２６・・・温度センサ。 なお、図中同一符号は同−又は相当蔀分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 Ｉ°エンジン 第３図 第４図
Claims (1)
- 酸素濃度検出素子と該素子を所定温度に加熱するヒータ
を有する空燃比センサにより排気ガス中の特定成分に応
じて空燃比を検出し、所定の空燃比となるよう燃料供給
装置をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装
置において、酸素濃度検出素子の温度を検出する温度検
出手段と、酸素濃度検出素子の温度が所定値以下の場合
に空燃比のフィードバック制御を停止してオープンルー
プ制御を行う制御手段を設けた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 |
|---|---|---|---|
| JP63056783A JPH01232138A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63056783A JPH01232138A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232138A true JPH01232138A (ja) | 1989-09-18 |
Family
ID=13037024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63056783A Pending JPH01232138A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01232138A (ja) |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP63056783A patent/JPH01232138A/ja active Pending
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