JPH01232139A - 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

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JPH01232139A
JPH01232139A JP63056782A JP5678288A JPH01232139A JP H01232139 A JPH01232139 A JP H01232139A JP 63056782 A JP63056782 A JP 63056782A JP 5678288 A JP5678288 A JP 5678288A JP H01232139 A JPH01232139 A JP H01232139A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
heater
temperature
sensor
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Pending
Application number
JP63056782A
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English (en)
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Toshihisa Takahashi
高橋 敏久
Masanobu Uchinami
打浪 正信
Ryoji Nishiyama
亮治 西山
Masaya Kominami
小南 正哉
Shinichi Nishida
真一 西田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493Details
    • F02D41/1494Control of sensor heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
    • F02D41/1488Inhibiting the regulation
    • F02D41/1491Replacing of the control value by a mean value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (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。

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升するものであ
る。
〔従来の技術〕
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。
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。
〔発明が解決しようとする課題〕
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5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、酸門濃度検出素子の温度が所定値より大きく
ても小さくても空燃比センサの出力に誤差を生した。
一方、機関の運転状態に応じて排気ガスの温度が変化し
、排気管に設けられた空燃比センサの温度も変化する。
このため、従来では機関の負荷と回転数に応じてヒータ
発熱量を制御することが行われていた。しかし、排気ガ
ス温度は段間の運転状態に即応するが、空燃比センサの
温度は即応せず、負荷と回転の変化をそのままヒータ制
御に用いたのでは酸素濃度検出素子の温度を所定値に維
持することができなかった。このため、空燃比センサの
出力に誤差を生じ、高精度な空燃比制御を行うことがで
きなかった。
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、空燃比センサの酸素濃度検出素子の温度を
所定値に保持し、高精度な空燃比制御を行うことができ
る内燃機関の空燃比制御装置を得ることを目的とする。
(課題を解決するための手段〕 この発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、空燃比セ
ンサのヒータの印加電力を機関回転数と機関負荷とに応
じたデユーティ比の所定時間前からの平均値によりデユ
ーティ制御する手段を設けたものである。
〔作 用〕
この発明における空燃比センサの酸素濃度検出素子は、
運転状態に応じて温度が変る排気ガスにより加熱される
とともに、運転状態に応じたデユーティ比によりデユー
ティ制御されるヒータにより加熱される。しかも、この
デユーティ比は所定時間前からの平均値をとっているの
で、酸素濃度検出素子が運転状態の変化の際にヒータに
よりゃ。
加熱されることはない。
〔実施例〕
第1図において、1はエンジン、2はエンジンl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(燃料供給袋
W)、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4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n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1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、燃料噴射時間パルス時間が決定される
第2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。
17はプログラムが内蔵されているROM、18はデー
タを一時的に記憶するRAM、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への
バッテリ電源11からの電力供給をオンオフするスイッ
チ回路、15はI10器(入出力器)、20は各構成部
を接続するパスラインである。水温センサ2、圧力セン
サ6、バッテリ電源11、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12に入力され、クランク角センサ3の出力は
I10器15へ送られる。インジェクタ4はI10器1
5を介してCPU16から人力を受ける。スイッチ回路
14はCPU16により制御される。
第3図はCPU16によるスイッチ回路14のデユーテ
ィ制御のフローチャートであり、ステップ200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201では機関負荷パラメータを読み込む。機関
負荷パラメータとしては、例えば吸気管圧力、スロット
ル開度、単位回転数当りの吸気量などがある。ROM1
7には、例えば第6図に示すように、機関回転数と吸気
管負圧とに応じたデユーティ比のデータマツプが予め記
憶されており、ステップ202ではCPU16は読み込
んだ回転数、負荷に応じたデユーティ比を読み出し、補
間計算などにより基本デユーティ比、即ち第7図に示す
ようにヒータへの電力供給時間t onと供給停止時間
L off との割合を算出する。■、はバッテリ電源
11の電圧である。ステップ203では所定時間毎に算
出される基本デユーティ比の所定時間前からの平均値を
算出し、これをヒータ駆動デユーティ比とする。又、バ
ッテリ電圧■、が変化するとデユーティ比が同一でもヒ
ータへの供給電力は変化するので、ステップ204では
バッテリ電圧V、を読み込み、ステップ205ではこの
電圧vlに応じてデユーティ比を補正する。ステップ2
06では補正されたデユーティ比となるようスイッチ回
路14を駆動し、ヒータへの給電を行う。
第8図は機械負荷が変動した場合のデユーティ比の変動
及び酸素濃度検出素子の温度変化を示す。
点線は算出された基本デユーティ比及びこれに従って制
御を行った場合の酸素濃度検出素子の温度変化を示し、
該素子の温度は一定にならない。本実施例では実線で示
すようにデユーティ比の平均値に従って制御を行ってい
るので、素子温度は一定となる。
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では空燃比センサ8の出力を読み込み、ス
テップ106では目標空燃比と実空燃比の偏差に基づい
て燃料噴射パルス幅を補正し、ステップ107ではこの
パルス幅でインジェクタ4を駆動する。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、ヒータの印加電力を機
関回転数と負荷に応じたデユーティ比の所定時間前から
の平均値に従ってデユーティ制御しており、機関の運転
状態に応じて温度が変化する排気ガスによって空燃比セ
ンサが加熱されることを考慮してヒータの通電制御を行
っている。このため、どのような運転状態でも素子温度
を一定に保つことができ、しかも運転状態に応じたデユ
ーティ比の平均値に従って制御を行っているので運転状
態が象、変した際にも素子温度を一定に保つことができ
、センサ出力に誤差を生じなくなる。
このため、高精度な空燃比制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明装置の構成図、第2図はこの発明によ
る制御回路の構成図、第3図はこの発明によるデユーテ
ィ制御のフローチャート、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図は空燃比センサにおける
酸素濃度検出素子温度と出力誤差との関係図、第6図は
この発明によるデユーティ比のデータマツプ、第7図は
デユーティ制御の波形図、第8図は負荷変動に対するデ
ユーティ比及び素子温度の特性図である。 1・・・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、14・・・スイ
ッチ回路。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人    大  岩  増  雄 第1図 1 :エンジン 2:水温センサ 3 :クランク角センサ 4 :インジエクタ 6:圧力センサ 8:空燃比センサ 9:吸気温センサ 第2図 第3図 機関回転数 第4図 ン6 手続補正書(自発) 1.事件の表示  特願昭63−56782号2、発明
の名称 内燃機関の空燃比制御装置 3、補正をする者 代表者 志 岐 守 哉 4、代理人 5、補正の対象 は即応せず、」を「空燃比センサの温度は、空燃比セン
サの熱容量及びそれを取り付けている排気管の熱容量の
ため即応せず、」と補正する。 (2)同第4頁第8行の「加熱」を「加熱あるいは冷却
」と補正する。 (3)同第4頁第12〜13行の「運転状態の・・・・
・・ことはない。」を「ヒータより受ける熱量は運転状
態が変化した際も急変することはない、Jと補正する。 (4)同第5頁第2行の「所定値」を「所定温度」と補
正する。 (5) 111第5頁第10〜11行の「基本噴射パル
ス時間」を「基本噴射時間」と補正する。 (6)同第5頁第14行の「燃料噴射時間パルス時間」
を「燃料噴射時間」と補正する。 (7)同第6頁第1行の「の出力」を削除する。 (8)同第9頁第7〜8行の「加熱されること」を「加
熱あるいは冷却されること及び空燃比センサの熱容量に
よる温度変化の遅れ」と補正する。 (9)  第7図を別紙のように補正する。 7、 添付書類の目録 図  面                    1
 通以  上 第7 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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、上記ヒータの印加電力を機関回転数と機関
    負荷とに応じたデューティ比の所定時間前からの平均値
    によりデューティ制御する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。
JP63056782A 1988-03-10 1988-03-10 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPH01232139A (ja)

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JP63056782A JPH01232139A (ja) 1988-03-10 1988-03-10 内燃機関の空燃比制御装置
US07/322,339 US4911130A (en) 1988-03-10 1989-03-10 Air-fuel ratio controller of internal combustion engine

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