JPH02154141A - 空燃比測定装置 - Google Patents
空燃比測定装置Info
- Publication number
- JPH02154141A JPH02154141A JP63307836A JP30783688A JPH02154141A JP H02154141 A JPH02154141 A JP H02154141A JP 63307836 A JP63307836 A JP 63307836A JP 30783688 A JP30783688 A JP 30783688A JP H02154141 A JPH02154141 A JP H02154141A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- control
- heater
- air
- air fuel
- 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.)
- Pending
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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〕
本発明は空燃比測定装置に係り、特に自動車燃焼ガス成
分から空燃比を検出するのに好適な空燃比測定装置に関
する。
分から空燃比を検出するのに好適な空燃比測定装置に関
する。
従来の装置は、特開昭６２−２６７６５７号に記載のよ
うに、空燃比センサを１つの抵抗と見なし、制御すべき
抵抗を本センサとブリッジ回路に構成し、回路の平衡条
件より内蔵ヒータをオン・オフ乱動して検出部の温度を
一定に制御するとなっていた。
うに、空燃比センサを１つの抵抗と見なし、制御すべき
抵抗を本センサとブリッジ回路に構成し、回路の平衡条
件より内蔵ヒータをオン・オフ乱動して検出部の温度を
一定に制御するとなっていた。
上記従来技術は、理論空燃比点近傍においてボンピング
電流が微小となるため、センサ温度を検出できずヒータ
の制御が不能となる点について配慮がされておらず、理
論空燃比点近傍において温調不良となる問題があった。
電流が微小となるため、センサ温度を検出できずヒータ
の制御が不能となる点について配慮がされておらず、理
論空燃比点近傍において温調不良となる問題があった。
本発明の目的は、燃料リンチ域とリーン域はセンサ電極
間の極間電圧とポンピング電流から抵抗を算出し該抵抗
値より温度を検出しヒータをフィードバック制御し、前
記制御が不可能となる理論空燃比点近傍では運転条件に
見合ったデユーティ制御を行い空燃比全域におけるセン
サ温度を一定に制御し測定精度の向上をはかることにあ
る。
間の極間電圧とポンピング電流から抵抗を算出し該抵抗
値より温度を検出しヒータをフィードバック制御し、前
記制御が不可能となる理論空燃比点近傍では運転条件に
見合ったデユーティ制御を行い空燃比全域におけるセン
サ温度を一定に制御し測定精度の向上をはかることにあ
る。
上記目的は、（１）ポンピング電流が極めて小さくなる
理論空燃比域（０，９５≦λ≦１．０５）をセンサ出力
から検出し、ヒータのデユーティ制御方式に切り替える
。すなわち、（２）ヒータ制御デユーティ比を一定に設
定する。（３）あるいは、エンジン回転数、負圧、水温
から運転条件をマイコンにて判断しヒータ制御デユーテ
ィ比を適当な値に補正することにより達成される。
理論空燃比域（０，９５≦λ≦１．０５）をセンサ出力
から検出し、ヒータのデユーティ制御方式に切り替える
。すなわち、（２）ヒータ制御デユーティ比を一定に設
定する。（３）あるいは、エンジン回転数、負圧、水温
から運転条件をマイコンにて判断しヒータ制御デユーテ
ィ比を適当な値に補正することにより達成される。
ボンピング電流Ｉｐが微小となり検出素子の温度検出不
可となる理論空燃比点近傍に限すヒータをデユーティ制
御し、従来方式で温調可能な範囲は従来のフィードバッ
ク方式としており燃料リッチ域、理論空燃比域、燃料リ
ーン域の全域にわたり温調不良を発生することなく動作
する。デユーティ制御とフィードバック制御の切替は切
替回路を設けているので両者が干渉して誤動作すること
がない。
可となる理論空燃比点近傍に限すヒータをデユーティ制
御し、従来方式で温調可能な範囲は従来のフィードバッ
ク方式としており燃料リッチ域、理論空燃比域、燃料リ
ーン域の全域にわたり温調不良を発生することなく動作
する。デユーティ制御とフィードバック制御の切替は切
替回路を設けているので両者が干渉して誤動作すること
がない。
以下、本発明の一実施例を図により説明する。
第１図は本発明にかかわる空燃比測定装置の回路構成の
概略を示す図である。検出素子１１は袋管形の一部を示
すもので、酸素イオン固体導伝体であるジルコニア固体
電解質１１ｂの対向する面に、それぞれ白金の無電解メ
ツキ等により形成した検出型ｔｉｌｌｃ、基準電極１１
ａを設け、検出電極周辺にはガス拡散を律速する拡散抵
抗層ｌｉｄが設けられている。時分割発生源２は、ポン
プ電流検出時間信号ｔｐと起電力検出時間信号ｔｅを時
分割的に交互に繰返し、ｔｐ連動スイッチ８ａとｔｅ連
動スイッチ８ｂを制御することで、検出素子１１の温調
回路とセンサ出力回路を分離している。スイッチ８ａを
閉じ、スイッチ８ｂを開くとセンサ出力回路となる。基
準電圧発生源１ａは、検出電極１１ｃの電位を回路グラ
ンドより高い電位に設定しており、理論空燃比点を境に
両極性を持つポンプ電流Ｉｐを単一電源で検出可能とし
ている。励起電圧発生源１ｂは基準電極１１ａ、検出電
極１１ｃ間に励起電圧を印加し空燃比に対応したポンプ
電流を発生させている。増幅器７ａは発生したポンプ電
流を電圧出力に変換している。
概略を示す図である。検出素子１１は袋管形の一部を示
すもので、酸素イオン固体導伝体であるジルコニア固体
電解質１１ｂの対向する面に、それぞれ白金の無電解メ
ツキ等により形成した検出型ｔｉｌｌｃ、基準電極１１
ａを設け、検出電極周辺にはガス拡散を律速する拡散抵
抗層ｌｉｄが設けられている。時分割発生源２は、ポン
プ電流検出時間信号ｔｐと起電力検出時間信号ｔｅを時
分割的に交互に繰返し、ｔｐ連動スイッチ８ａとｔｅ連
動スイッチ８ｂを制御することで、検出素子１１の温調
回路とセンサ出力回路を分離している。スイッチ８ａを
閉じ、スイッチ８ｂを開くとセンサ出力回路となる。基
準電圧発生源１ａは、検出電極１１ｃの電位を回路グラ
ンドより高い電位に設定しており、理論空燃比点を境に
両極性を持つポンプ電流Ｉｐを単一電源で検出可能とし
ている。励起電圧発生源１ｂは基準電極１１ａ、検出電
極１１ｃ間に励起電圧を印加し空燃比に対応したポンプ
電流を発生させている。増幅器７ａは発生したポンプ電
流を電圧出力に変換している。
出力スパン調整回路３は、増幅器７ａにて変換された電
圧出力のスパンを調整し個々のセンサ出力電圧Ｖｏｕｔ
のばらつきを補正している。
圧出力のスパンを調整し個々のセンサ出力電圧Ｖｏｕｔ
のばらつきを補正している。
スイッチ８ａを開き、スイッチ８ｂを閉じると温調回路
となる。増幅器７ｂは、検出素子１１の起電力相当の電
圧を供給しブリッジ回路を構成している。比較器１２ａ
、１２ｂは検出素子１１の温度変化から発生する内部抵
抗変化を検出している。比較器１２ｃ、１２ｄは空燃比
の燃料リッチと燃料リーンを検出しており、燃料リッチ
域は比較器１２ａ、１２ｃ、燃料リーン域は比較器１２
ｂ、１２ｄのＡＮＤ信号にてトランジスタ１０を制御す
ることでヒータ９をフィードバック制御している。セン
サ出力電圧ＶｏｕｔはＡ／Ｄ（アナログ／デジタル変換
器）５を通りＭＰＵ４にて理論空燃比近傍かの判定を行
い、理論空燃比近傍の場合ＰＩＡを通して温調制御切替
信号Ｓｃを出し、スイッチ８ｃを開くことでフィードバ
ック回路を開きデユーティ制御信号を発しトランジスタ
１０を通しヒータ９を制御している。エンジン回転信号
ＳＲ，負圧信号Ｓｖ、水温信号ＳＴはＡ／Ｄ５を通じＭ
ＰＵに入力されエンジンの運転状態信号に処理されデユ
ーティ比を補正している。
となる。増幅器７ｂは、検出素子１１の起電力相当の電
圧を供給しブリッジ回路を構成している。比較器１２ａ
、１２ｂは検出素子１１の温度変化から発生する内部抵
抗変化を検出している。比較器１２ｃ、１２ｄは空燃比
の燃料リッチと燃料リーンを検出しており、燃料リッチ
域は比較器１２ａ、１２ｃ、燃料リーン域は比較器１２
ｂ、１２ｄのＡＮＤ信号にてトランジスタ１０を制御す
ることでヒータ９をフィードバック制御している。セン
サ出力電圧ＶｏｕｔはＡ／Ｄ（アナログ／デジタル変換
器）５を通りＭＰＵ４にて理論空燃比近傍かの判定を行
い、理論空燃比近傍の場合ＰＩＡを通して温調制御切替
信号Ｓｃを出し、スイッチ８ｃを開くことでフィードバ
ック回路を開きデユーティ制御信号を発しトランジスタ
１０を通しヒータ９を制御している。エンジン回転信号
ＳＲ，負圧信号Ｓｖ、水温信号ＳＴはＡ／Ｄ５を通じＭ
ＰＵに入力されエンジンの運転状態信号に処理されデユ
ーティ比を補正している。
第２図は空燃比に対するセンサ出力特性である。
センサ出力電圧Ｖ ｏｕｔは第１図におけるＡ／Ｄ５よ
り入力されＭＰＵ４にて理論空燃比近傍（今回センサ出
力電圧Ｖｏｕｔ ２．２５ ［Ｖ］以上２．７５［Ｖ］
以下と設定）かを判別し理論空燃比近傍の場合デユーテ
ィ制御それ以外はフィードバック制御と切替でいる。切
替はＰＩＡ６より温調切替信号Ｓｃを出力しスイッチ８
ｃを制御することで行っている。
り入力されＭＰＵ４にて理論空燃比近傍（今回センサ出
力電圧Ｖｏｕｔ ２．２５ ［Ｖ］以上２．７５［Ｖ］
以下と設定）かを判別し理論空燃比近傍の場合デユーテ
ィ制御それ以外はフィードバック制御と切替でいる。切
替はＰＩＡ６より温調切替信号Ｓｃを出力しスイッチ８
ｃを制御することで行っている。
第３図は、エンジン回転数とデユーティ比の関係を示し
ている。エンジン負荷一定の場合、エンジン回転数が高
くなるにつれて排気ガス温度も上昇するためエンジン回
転数が高くなるにつれデユーティ比を下げる様制御して
いる。
ている。エンジン負荷一定の場合、エンジン回転数が高
くなるにつれて排気ガス温度も上昇するためエンジン回
転数が高くなるにつれデユーティ比を下げる様制御して
いる。
第４図は負圧と第３図にて決定したデユーティ比の補正
デユーティ比の関係を示している。回転数一定の場合、
負圧が高い方から低くなるにつれエンジン負荷は増大し
排気ガス温度も上昇するので図３で決定したデユーティ
比に対し負圧が低い場合デユーティ比を下げ、反対に負
圧が高い場合デユーティ比を上げる様補正している。
デユーティ比の関係を示している。回転数一定の場合、
負圧が高い方から低くなるにつれエンジン負荷は増大し
排気ガス温度も上昇するので図３で決定したデユーティ
比に対し負圧が低い場合デユーティ比を下げ、反対に負
圧が高い場合デユーティ比を上げる様補正している。
第５図は温調制御のフローチャートである。本装置はイ
グニッションスイッチオンにて起動しイグニッションス
イッチオフにて停止する。ステップ１００では、センサ
出力電圧を監視し理論空燃比近傍の場合ステップ１０１
に、それ以外の場合ステップ１０７に進む。ステップ１
０７は第１図のスイッチ８Ｃを閉じ、フィードバック制
御回路に切替えステップ１０６へと進む。ステップ１０
１は第１図のスイッチ８ｃを開きフィードバック回路か
らデユーティ制御回路へと切替えステップ１０２へと進
む。ステップ１０２は水温信号よりエンジンの暖機状態
を検出しエンジンが冷えている場合はステップ１０８に
進み暖機時にはステップ１０３に進む、ステップ１０８
はデユーティ比を固定値（今回７０％）に設定しステッ
プ１０５へと進む。ステップ１０３は第３図で示した様
エンジン回転数よりデユーティ比を決定しステップ１０
４へと進む。ステップ１０４は、第４図で示した様、ス
テップ１０３で決定したデユーティ比に対し負圧より補
正を行いステップ１０５へと進む、ステップ１０５は、
ステップ１０４やステップ１０８によって決定されたデ
ユーティ比データを基に第１図のＰＩＡ６を通しデユー
ティ制御信号Ｓｄを出力しステップ１０６へと進む。
グニッションスイッチオンにて起動しイグニッションス
イッチオフにて停止する。ステップ１００では、センサ
出力電圧を監視し理論空燃比近傍の場合ステップ１０１
に、それ以外の場合ステップ１０７に進む。ステップ１
０７は第１図のスイッチ８Ｃを閉じ、フィードバック制
御回路に切替えステップ１０６へと進む。ステップ１０
１は第１図のスイッチ８ｃを開きフィードバック回路か
らデユーティ制御回路へと切替えステップ１０２へと進
む。ステップ１０２は水温信号よりエンジンの暖機状態
を検出しエンジンが冷えている場合はステップ１０８に
進み暖機時にはステップ１０３に進む、ステップ１０８
はデユーティ比を固定値（今回７０％）に設定しステッ
プ１０５へと進む。ステップ１０３は第３図で示した様
エンジン回転数よりデユーティ比を決定しステップ１０
４へと進む。ステップ１０４は、第４図で示した様、ス
テップ１０３で決定したデユーティ比に対し負圧より補
正を行いステップ１０５へと進む、ステップ１０５は、
ステップ１０４やステップ１０８によって決定されたデ
ユーティ比データを基に第１図のＰＩＡ６を通しデユー
ティ制御信号Ｓｄを出力しステップ１０６へと進む。
ステップ１０６はイグニッションスイッチのオン。
オフを監視しオンの場合ステップ１００へ進み、オフの
場合終了する。
場合終了する。
一方、水温がある温度筒［！ｌ１（６０〜９０℃）にあ
る場合、デユーティ比を４０ ＝ ５０％の間に一定に
固定しても制御精度に大きな低下はなく、この場合は１
．０３，１０４のステップが省略され、デユーティ設定
が簡単化出来る。
る場合、デユーティ比を４０ ＝ ５０％の間に一定に
固定しても制御精度に大きな低下はなく、この場合は１
．０３，１０４のステップが省略され、デユーティ設定
が簡単化出来る。
本発明によれば、理論空燃比点近傍においても正確な温
調制御ができるので、精度の向上が計れる。
調制御ができるので、精度の向上が計れる。
また検出素子のオーバーヒートやオーバークールがなく
なるので信頼性の面でも効果がある。
なるので信頼性の面でも効果がある。
第１図は空燃比測定装置の回路構成の概略図、第２図は
空燃比に対するセンサ出力特性図、第３図はエンジン回
転数とデユーティ比の関係図、第４図は負圧と補正デユ
ーティ比の関係図、第５図は温調制御のフローチャート
である。 １ａ・・・基準電圧発生源、１ｂ・・・励起電圧発生源
。 ２・・・時分割信号発生源、３・・・出力スパン調整回
路、９・・・ヒータ、１１・・・検出素子、ｌｌａ・・
・基準電極、１１ｂ・・・ジルコニア固体電解質、１１
ｃ・・・検出電第 図 、ζ 第 図 第 図 α？Ｇ １゜部 窒気皿刺辛 入 第 図
空燃比に対するセンサ出力特性図、第３図はエンジン回
転数とデユーティ比の関係図、第４図は負圧と補正デユ
ーティ比の関係図、第５図は温調制御のフローチャート
である。 １ａ・・・基準電圧発生源、１ｂ・・・励起電圧発生源
。 ２・・・時分割信号発生源、３・・・出力スパン調整回
路、９・・・ヒータ、１１・・・検出素子、ｌｌａ・・
・基準電極、１１ｂ・・・ジルコニア固体電解質、１１
ｃ・・・検出電第 図 、ζ 第 図 第 図 α？Ｇ １゜部 窒気皿刺辛 入 第 図
Claims (3)
- １． ジルコニア固体電解質と、該電解質の対向する面
に基準極及び検出極を有し、該検出極周辺にガス拡散を
律速する部材を設けた検出素子と、前記検出素子を一定
温度に保つためのヒータと、前記両極間に電圧を印加し
双方向に酸素イオンをポンピングして限界電流を検出す
る駆動回路と、前記両極をブリツジ回路の一辺に配置し
、両極間に発生した起電力とポンピング電流より検出素
子の内部抵抗を検出し、前記ブリツジ回路の平衡条件が
成立する様ヒータをフイードバツク制御する温調回路と
から、燃料ガスの空燃比を燃料リツチ、理論空燃比、燃
料リーンの全域にわたり、連続した出力として測定する
空燃比測定装置において、センサ出力がポンプ電流が小
さくなる理論空燃比点近傍の空燃比領域を示すとき、ヒ
ータの制御をデユーテイー比一定制御に切換えることを
特徴とする空燃比測定装置。 - ２． 第１項記載の理論空燃比点近傍を示すポンプ電流
の値として−１ｍＡ以上＋１ｍＡ以下としたことを特徴
とする空燃比測定装置。 - ３． 第１項記載の理論空燃比点近傍におけるヒータ制
御デユーテイ比を、運転条件に対し補正可能としたこと
を特徴とする空燃比測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63307836A JPH02154141A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 空燃比測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63307836A JPH02154141A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 空燃比測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02154141A true JPH02154141A (ja) | 1990-06-13 |
Family
ID=17973786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63307836A Pending JPH02154141A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 空燃比測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02154141A (ja) |
-
1988
- 1988-12-07 JP JP63307836A patent/JPH02154141A/ja active Pending
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