JPH01232143A - 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
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- JPH01232143A JPH01232143A JP5678588A JP5678588A JPH01232143A JP H01232143 A JPH01232143 A JP H01232143A JP 5678588 A JP5678588 A JP 5678588A JP 5678588 A JP5678588 A JP 5678588A JP H01232143 A JPH01232143 A JP H01232143A
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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。
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。
しかしながら、上記した従来装置において、ヒータ（コ
ネクタ、電線等を含む。）に断線や短絡等の異常が発生
することがあり、このような場合にヒータ異常を検出す
る手段をもたなかった。このため、安全性に欠けるとと
もに、短絡が発生した場合には電力浪費が大きかった。
ネクタ、電線等を含む。）に断線や短絡等の異常が発生
することがあり、このような場合にヒータ異常を検出す
る手段をもたなかった。このため、安全性に欠けるとと
もに、短絡が発生した場合には電力浪費が大きかった。
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、消費電力の低減とシステムの安全性の向上
を図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、消費電力の低減とシステムの安全性の向上
を図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、空燃比セ
ンサの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ヒータ通電後所定時間経
過後に所定温度以上に達しないことによりヒータ異常を
検出するヒータ異常検出手段と、ヒータ異常の際にヒー
タへの通電を停止するヒータ通電停止手段を設けたもの
である。
ンサの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ヒータ通電後所定時間経
過後に所定温度以上に達しないことによりヒータ異常を
検出するヒータ異常検出手段と、ヒータ異常の際にヒー
タへの通電を停止するヒータ通電停止手段を設けたもの
である。
この発明における温度検出手段は、空燃比センサの酸素
濃度検出素子の温度を検出する。ヒータ異常検出手段は
、素子温度がヒータ通電後所定時間経過しても所定温度
以上にならない場合にヒータ異常を検出する。ヒータ通
電停止手段は、ヒータ異常の際にヒータへの通電を停止
する。
濃度検出素子の温度を検出する。ヒータ異常検出手段は
、素子温度がヒータ通電後所定時間経過しても所定温度
以上にならない場合にヒータ異常を検出する。ヒータ通
電停止手段は、ヒータ異常の際にヒータへの通電を停止
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Ｂ（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Ｂ（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、１７はプログラ
ムが内蔵されているＲＯＭ、１日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、３０はＩ１０器１５の出力を受け、運転者にヒータ
異常を伝えるインジケータランプである。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日の出力は
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はバッテリ電源１１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。インジケータランプ
３０もＩ１０器１５からの出力を受けてヒータ異常を表
示する。
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、１日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、３０はＩ１０器１５の出力を受け、運転者にヒータ
異常を伝えるインジケータランプである。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日の出力は
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はバッテリ電源１１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。インジケータランプ
３０もＩ１０器１５からの出力を受けてヒータ異常を表
示する。
第１回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、酸素濃淡電池部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、酸素濃淡電池部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ＩＦ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ＩＦが酸素ポンプ部２
２に供給される。
このポンプ電流１．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６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６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
力からの冷却水温と吸気温センサ９の出力からの吸気温
を読み込む。ステップ１０３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、ステップ１
０４ではこれを水温と吸気温により補正する。ステップ
１０５ではヒータ２４に通電が開始されたか否かを判定
する。開始されてない場合にはステップ１０６でカウン
タＴにカウンタ値Ｔ０をセットする。このカウンタ値Ｔ
０は一定時間毎に実行される第５図のルーチンで１つづ
つ減算される。ヒータ２４に通電が開始されているとス
テップ１０７へ進む。ステップ１０７ではカウント値が
０か否かを判定し、０の場合には通電時間が所定時間経
過したのであるからステップ１０８で温度センサ２６の
出力からヒータ温度ｔＭを読み込み、ステップ１０９で
はヒータ温度ｔ、Ｉが所定温度ｔ１１より低いか否かを
判定する。小さい場合にはヒータ２４が異常であると判
定し、ステップ１１０でヒータ２４をオフし、ステップ
１１１ではインジケータランプ３０をオンする。ステッ
プ１１２ではステップ１０４で得られた燃料噴射パルス
幅でインジェクタ４をオープンループで駆動する。又、
ステップ１０７でカウンタＴがＯでない場合にも、ステ
ップ１１２でステップ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。これは、ヒー
タ２４の通電時間が所定時間に達していないので、空燃
比センサ８の酸素濃度検出素子が充分に加熱されていな
いと判断するからである。ステップ１０９でヒータ温度
１．が所定値１．以上に達した場合にはヒータ２４が正
常であると判定し、ステップ１１３では空燃比センサ８
の出力を読み込み、ステップ１１４では機関の運転状態
に応じた目標空燃比を算出する。ステップ１１５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
の補正係数を算出し、ステップ１１６ではこの補正係数
によってパルス幅を補正し、ステップ１１２では補正し
たパルス幅によりインジェクタ４をフィードバック制御
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
力からの冷却水温と吸気温センサ９の出力からの吸気温
を読み込む。ステップ１０３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、ステップ１
０４ではこれを水温と吸気温により補正する。ステップ
１０５ではヒータ２４に通電が開始されたか否かを判定
する。開始されてない場合にはステップ１０６でカウン
タＴにカウンタ値Ｔ０をセットする。このカウンタ値Ｔ
０は一定時間毎に実行される第５図のルーチンで１つづ
つ減算される。ヒータ２４に通電が開始されているとス
テップ１０７へ進む。ステップ１０７ではカウント値が
０か否かを判定し、０の場合には通電時間が所定時間経
過したのであるからステップ１０８で温度センサ２６の
出力からヒータ温度ｔＭを読み込み、ステップ１０９で
はヒータ温度ｔ、Ｉが所定温度ｔ１１より低いか否かを
判定する。小さい場合にはヒータ２４が異常であると判
定し、ステップ１１０でヒータ２４をオフし、ステップ
１１１ではインジケータランプ３０をオンする。ステッ
プ１１２ではステップ１０４で得られた燃料噴射パルス
幅でインジェクタ４をオープンループで駆動する。又、
ステップ１０７でカウンタＴがＯでない場合にも、ステ
ップ１１２でステップ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。これは、ヒー
タ２４の通電時間が所定時間に達していないので、空燃
比センサ８の酸素濃度検出素子が充分に加熱されていな
いと判断するからである。ステップ１０９でヒータ温度
１．が所定値１．以上に達した場合にはヒータ２４が正
常であると判定し、ステップ１１３では空燃比センサ８
の出力を読み込み、ステップ１１４では機関の運転状態
に応じた目標空燃比を算出する。ステップ１１５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
の補正係数を算出し、ステップ１１６ではこの補正係数
によってパルス幅を補正し、ステップ１１２では補正し
たパルス幅によりインジェクタ４をフィードバック制御
する。
〔発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、ヒータに通電して所定
時間経過後に酸素濃度検出素子の温度が所定時間以上に
ならないことによりヒータの異常を検出してヒータへの
通電を停止するようにしており、安全性を向上すること
ができるとともに、短絡などの場合に消費電力を低減す
ることができる。
時間経過後に酸素濃度検出素子の温度が所定時間以上に
ならないことによりヒータの異常を検出してヒータへの
通電を停止するようにしており、安全性を向上すること
ができるとともに、短絡などの場合に消費電力を低減す
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図はこの発明
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図及び第５図はこの発明装置の動作を示す
フローチャート、第６図は空燃比センサの出力特性図で
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、１３・・・空燃
比センサ制御回路、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−又は相当部分を示す。
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図及び第５図はこの発明装置の動作を示す
フローチャート、第６図は空燃比センサの出力特性図で
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、１３・・・空燃
比センサ制御回路、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−又は相当部分を示す。
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ヒータ通電後所定
時間経過後に所定温度以上にならないことによりヒータ
異常を検出するヒータ異常検出手段と、ヒータ異常の際
にヒータへの通電を停止するヒータ通電停止手段を設け
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 |
|---|---|---|---|
| JP5678588A JPH01232143A (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 |
|---|---|---|---|
| JP5678588A JPH01232143A (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 |
|---|---|
| JPH01232143A true JPH01232143A (ja) | 1989-09-18 |
Family
ID=13037072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5678588A Pending JPH01232143A (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) | JPH01232143A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5291673A (en) * | 1992-12-21 | 1994-03-08 | Ford Motor Company | Oxygen sensor system with signal correction |
| US5709198A (en) * | 1995-03-31 | 1998-01-20 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detecting apparatus |
| US6681563B2 (en) * | 2000-12-07 | 2004-01-27 | Ford Global Technologies, Llc | Exhaust gas oxygen sensor temperature control for a variable displacement engine |
| JP2009085649A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサの制御装置 |
| US20160061691A1 (en) * | 2014-09-01 | 2016-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for diagnosing the function of an exhaust gas sensor |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP5678588A patent/JPH01232143A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5291673A (en) * | 1992-12-21 | 1994-03-08 | Ford Motor Company | Oxygen sensor system with signal correction |
| US5709198A (en) * | 1995-03-31 | 1998-01-20 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detecting apparatus |
| US6009866A (en) * | 1995-03-31 | 2000-01-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detecting apparatus |
| US6314790B1 (en) | 1995-03-31 | 2001-11-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Oxygen concentration detecting apparatus |
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