JPH0315979B2 - - Google Patents
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- JPH0315979B2 JPH0315979B2 JP58137115A JP13711583A JPH0315979B2 JP H0315979 B2 JPH0315979 B2 JP H0315979B2 JP 58137115 A JP58137115 A JP 58137115A JP 13711583 A JP13711583 A JP 13711583A JP H0315979 B2 JPH0315979 B2 JP H0315979B2
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- air
- engine
- pump
- sensor
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- 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
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
- F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
- F02D41/1476—Biasing of the sensor
-
- 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
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、内燃機関等の排気ガス中の酸素濃
度を測定して空燃比を制御する装置に関するもの
であり、特にイオン伝導性固体電解質で構成され
た酸素ポンプ式の空燃比センサを用いた機関の空
燃比制御装置に関するものである。
度を測定して空燃比を制御する装置に関するもの
であり、特にイオン伝導性固体電解質で構成され
た酸素ポンプ式の空燃比センサを用いた機関の空
燃比制御装置に関するものである。
従来、イオン伝導性固体電解質（例えば安定化
ジルコニア）で構成された酸素センサを用い、排
気ガスの酸素分圧と空気の酸素分圧との差によつ
て生じる起電力の変化によつて理論空燃比での燃
焼状態を検知することにより、例えば自動車の機
関を理論空燃比で運転するように制御することは
衆知の通りである。ところで、上記酸素センサは
空気と燃料との重量比率である空燃比（Ａ／Ｆ）
が理論空燃比（Ａ／Ｆ）T＝14.7である時は大きな
変化出力が得られるが、他の運転空燃比域では出
力変化がほとんどなく、理論空燃比（Ａ／Ｆ）T以
外の空燃比で機関を運転する場合には、上記酸素
センサの出力を利用することが出来ない。
ジルコニア）で構成された酸素センサを用い、排
気ガスの酸素分圧と空気の酸素分圧との差によつ
て生じる起電力の変化によつて理論空燃比での燃
焼状態を検知することにより、例えば自動車の機
関を理論空燃比で運転するように制御することは
衆知の通りである。ところで、上記酸素センサは
空気と燃料との重量比率である空燃比（Ａ／Ｆ）
が理論空燃比（Ａ／Ｆ）T＝14.7である時は大きな
変化出力が得られるが、他の運転空燃比域では出
力変化がほとんどなく、理論空燃比（Ａ／Ｆ）T以
外の空燃比で機関を運転する場合には、上記酸素
センサの出力を利用することが出来ない。
しかし、特開昭56−130649号で提案されている
ような固体電解質要素ポンプ式の酸素濃度測定装
置を用いることにより、理論空燃比（Ａ／Ｆ）T以
外の空燃比（Ａ／Ｆ）をも検知することが出来る
空燃比センサが先に発明された。
ような固体電解質要素ポンプ式の酸素濃度測定装
置を用いることにより、理論空燃比（Ａ／Ｆ）T以
外の空燃比（Ａ／Ｆ）をも検知することが出来る
空燃比センサが先に発明された。
第１図はこの空燃比センサ一実施例を示す構成
図である。
図である。
図において、１は機関の排気管、２は上記排気
管１内に配設された空燃比センサである。空燃比
センサ２は厚さが約0.5mmの平板状のイオン伝導
性固体電解質（安定化ジルコニア）３の両側面に
それぞれ白金電極４，５を設けて構成された固体
電解質酸素ポンプ６と、この酸素ポンプ６と同じ
ように平板状のイオン伝導性固体電解質７の両側
面にそれぞれ白金電極８および９を設けて構成さ
れた固体電解質酸素センサ１０と、上記酸素ポン
プ６と上記酸素センサ１０を0.1mm程度の微小間
隙ｄを介して対向配置するための支持台１１で構
成されている。１２は電子制御装置であり、上記
酸素センサ１０が電極８，９間に発生する起電力
ｅを抵抗R1を介して演算増幅器Ａの反転入力端
子（−）に印加し、一方、その非反転入力端子
（＋）に印加されている基準電圧V1と上記起電力
ｅの差異に比例した上記演算増幅器Ａの出力によ
りトランジスタTRを駆動して上記酸素ポンプ６
の電極４，５に流すポンプ電流IPを制御する機能
を備えている。すなわち、該電子制御装置１２は
上記起電力ｅを上記基準電圧である所定値V1に
保つのに必要な上記ポンプ電流IPをその供給手段
である直流電源Ｂから供給されるように構成さ
れ、また該ポンプ電流IPに対応した出力信号OS
を出力端子O1，O2の間に得る為の抵抗R0が備え
られている。この抵抗R0は上記直流電源Ｂと対
応して上記ポンプ電流IPが過大に流れないような
所望の抵抗値が選ばれている。Ｃはコンデンサ、
Ｓは上記基準電圧V1，V2を切り換えるたの切換
装置である。
管１内に配設された空燃比センサである。空燃比
センサ２は厚さが約0.5mmの平板状のイオン伝導
性固体電解質（安定化ジルコニア）３の両側面に
それぞれ白金電極４，５を設けて構成された固体
電解質酸素ポンプ６と、この酸素ポンプ６と同じ
ように平板状のイオン伝導性固体電解質７の両側
面にそれぞれ白金電極８および９を設けて構成さ
れた固体電解質酸素センサ１０と、上記酸素ポン
プ６と上記酸素センサ１０を0.1mm程度の微小間
隙ｄを介して対向配置するための支持台１１で構
成されている。１２は電子制御装置であり、上記
酸素センサ１０が電極８，９間に発生する起電力
ｅを抵抗R1を介して演算増幅器Ａの反転入力端
子（−）に印加し、一方、その非反転入力端子
（＋）に印加されている基準電圧V1と上記起電力
ｅの差異に比例した上記演算増幅器Ａの出力によ
りトランジスタTRを駆動して上記酸素ポンプ６
の電極４，５に流すポンプ電流IPを制御する機能
を備えている。すなわち、該電子制御装置１２は
上記起電力ｅを上記基準電圧である所定値V1に
保つのに必要な上記ポンプ電流IPをその供給手段
である直流電源Ｂから供給されるように構成さ
れ、また該ポンプ電流IPに対応した出力信号OS
を出力端子O1，O2の間に得る為の抵抗R0が備え
られている。この抵抗R0は上記直流電源Ｂと対
応して上記ポンプ電流IPが過大に流れないような
所望の抵抗値が選ばれている。Ｃはコンデンサ、
Ｓは上記基準電圧V1，V2を切り換えるたの切換
装置である。
以上の構成において、空燃比センサ２の酸素セ
ンサ１０は電極８，９間に発生する起電力ｅを演
算増幅器Ａに入力し、これにより上記起電力ｅと
基準電圧V1との差異に比例した出力がトランジ
スタTRのベースに印加され、酸素ポンプ６の電
極４，５間に流れるポンプ電流IPは所定範囲値内
に制御され、該ポンプ電流IPに対応した出力信号
OSが出力端子O1，O2より、出力されて後述の如
く、機関のインジエクターを制御して空燃比を変
える制御手段に入力される。
ンサ１０は電極８，９間に発生する起電力ｅを演
算増幅器Ａに入力し、これにより上記起電力ｅと
基準電圧V1との差異に比例した出力がトランジ
スタTRのベースに印加され、酸素ポンプ６の電
極４，５間に流れるポンプ電流IPは所定範囲値内
に制御され、該ポンプ電流IPに対応した出力信号
OSが出力端子O1，O2より、出力されて後述の如
く、機関のインジエクターを制御して空燃比を変
える制御手段に入力される。
第３図は、上記空燃比センサ２を国産乗用車
2000c.c.のガソリン機関に装着して試験した結果を
示す空燃比（Ａ／Ｆ）とポンプ電流IR特性図であ
る。すなわち、過大なポンプ電流IPが流れると上
記酸素ポンプ６が破壊するので、上記ポンプ電流
IPは例えば100mA以上流れないように上記直流電
源Ｂにより制限され、基準電圧V1を55mVとした
場合には、第３図に示すグラフａの空燃比／ポン
プ電流特性が、また基準電圧V1を200mVとした
場合には同図に示すグラフｂの空燃比／ポンプ電
流特性がそれぞれ得られた。
2000c.c.のガソリン機関に装着して試験した結果を
示す空燃比（Ａ／Ｆ）とポンプ電流IR特性図であ
る。すなわち、過大なポンプ電流IPが流れると上
記酸素ポンプ６が破壊するので、上記ポンプ電流
IPは例えば100mA以上流れないように上記直流電
源Ｂにより制限され、基準電圧V1を55mVとした
場合には、第３図に示すグラフａの空燃比／ポン
プ電流特性が、また基準電圧V1を200mVとした
場合には同図に示すグラフｂの空燃比／ポンプ電
流特性がそれぞれ得られた。
上記特性を利用して空燃比（Ａ／Ｆ）を12〜19
の広い範囲で検知しようとすると(a)の特性では同
じポンプ電流値の空燃比点が２個所存在するの
で、上記ポンプ電流値のみで検知することができ
ない。他方(b)の特性では理論空燃比14.7以下の範
囲ではポンプ電流IPの変化がないのでこの範囲で
の空燃比を検知することはできないという欠点が
あつた。
の広い範囲で検知しようとすると(a)の特性では同
じポンプ電流値の空燃比点が２個所存在するの
で、上記ポンプ電流値のみで検知することができ
ない。他方(b)の特性では理論空燃比14.7以下の範
囲ではポンプ電流IPの変化がないのでこの範囲で
の空燃比を検知することはできないという欠点が
あつた。
この発明は上記の如き従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、所定値V1又はV2に
維持された酸素センサ起電力を機関の運転中に所
定の周期で任意に切換え変更し、この切換え前後
のポンプ電流に対応した出力信号により空燃比を
検出する手段を備えた構成により、上記切換え時
のポンプ電流の差から上記基準電圧V1の空燃
比／電流ポンプ特性が理論空燃比より濃い側にあ
るのか、或いは薄い側にあるのかを判定すること
で、機関の運転状態に応じて予め設定された空燃
比にフイードバツク制御することが出来る機関の
空燃比制御装置を提供することを目的としてい
る。
するためになされたもので、所定値V1又はV2に
維持された酸素センサ起電力を機関の運転中に所
定の周期で任意に切換え変更し、この切換え前後
のポンプ電流に対応した出力信号により空燃比を
検出する手段を備えた構成により、上記切換え時
のポンプ電流の差から上記基準電圧V1の空燃
比／電流ポンプ特性が理論空燃比より濃い側にあ
るのか、或いは薄い側にあるのかを判定すること
で、機関の運転状態に応じて予め設定された空燃
比にフイードバツク制御することが出来る機関の
空燃比制御装置を提供することを目的としてい
る。
以下、この発明の一実施例を図面に従つて説明
する。
する。
第４図はこの発明の一実施例を示す構成図であ
り、図において、２０は自動車に搭載される公知
の４サイクル火花点火式内燃機関で（以下機関と
いう）、燃焼用空気をエアクリーナ２２、吸気管
２１、スロツトルバルブ２３を経て吸入する。ま
た、燃料は上記スロツトルバルブ２３の上流側に
設けられたインジエクター２４により制御され、
図示しない燃料系から該インジエクター２４へ燃
料が供給される。また、上記スロツトルバルブ２
３の下流側には上記吸気管２１圧力を検出し電圧
に変換する圧力センサ２５が接続されている。水
温センサ２６は内燃機関１の冷却水温に対応して
抵抗値が変化するサーミスタ如きものから成り、
回転センサ２７は機関２０の回転数に応じた周波
数信号を出力する。機関２０の排気管１には前記
空燃比センサ２が配設されている。制御装置３０
は上記圧力センサ２５、水温センサ２６、回転セ
ンサ２７、空燃比センサ２の出力に基づき、イン
ジエクター２４の駆動時間を制御することにより
機関２０の空燃比（Ａ／Ｆ）を制御可能に構成さ
れる。
り、図において、２０は自動車に搭載される公知
の４サイクル火花点火式内燃機関で（以下機関と
いう）、燃焼用空気をエアクリーナ２２、吸気管
２１、スロツトルバルブ２３を経て吸入する。ま
た、燃料は上記スロツトルバルブ２３の上流側に
設けられたインジエクター２４により制御され、
図示しない燃料系から該インジエクター２４へ燃
料が供給される。また、上記スロツトルバルブ２
３の下流側には上記吸気管２１圧力を検出し電圧
に変換する圧力センサ２５が接続されている。水
温センサ２６は内燃機関１の冷却水温に対応して
抵抗値が変化するサーミスタ如きものから成り、
回転センサ２７は機関２０の回転数に応じた周波
数信号を出力する。機関２０の排気管１には前記
空燃比センサ２が配設されている。制御装置３０
は上記圧力センサ２５、水温センサ２６、回転セ
ンサ２７、空燃比センサ２の出力に基づき、イン
ジエクター２４の駆動時間を制御することにより
機関２０の空燃比（Ａ／Ｆ）を制御可能に構成さ
れる。
前述した様に、第１図において基準電圧をV1，
V2とそれぞれに切り換えると、空燃比センサ２
のポンプ電流IPは第３図ａ，ｂの如くなり、従つ
て抵抗値R0の両端の出力端子O1，O2に発生する
出力OSは第５図のｃ，ｄの如くになる。つまり、
基準電圧をV1からV2に切換えた時の抵抗R0の電
圧の差ΔVは空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比
（Ａ／Ｆ）Tより薄い側の値ΔV1の方が濃い側の値
ΔV2よりも数倍も大きい。基準電圧がV1の時の
空燃比（Ａ／Ｆ）に対する抵抗R0の電圧をVSと
し、理論空燃比（Ａ／Ｆ）T近傍で電圧VSがVC1
の値になるとし、適当に設定するオフセツト電圧
をVC2とし、理論空燃比（Ａ／Ｆ）Tより薄い側で
は下記の(1)式で、濃い側では(2)式で抵抗R0の補
正電圧VSOを計算すると、空燃比（Ａ／Ｆ）に
対する値は第５図の破線ｅの如くなる。
V2とそれぞれに切り換えると、空燃比センサ２
のポンプ電流IPは第３図ａ，ｂの如くなり、従つ
て抵抗値R0の両端の出力端子O1，O2に発生する
出力OSは第５図のｃ，ｄの如くになる。つまり、
基準電圧をV1からV2に切換えた時の抵抗R0の電
圧の差ΔVは空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比
（Ａ／Ｆ）Tより薄い側の値ΔV1の方が濃い側の値
ΔV2よりも数倍も大きい。基準電圧がV1の時の
空燃比（Ａ／Ｆ）に対する抵抗R0の電圧をVSと
し、理論空燃比（Ａ／Ｆ）T近傍で電圧VSがVC1
の値になるとし、適当に設定するオフセツト電圧
をVC2とし、理論空燃比（Ａ／Ｆ）Tより薄い側で
は下記の(1)式で、濃い側では(2)式で抵抗R0の補
正電圧VSOを計算すると、空燃比（Ａ／Ｆ）に
対する値は第５図の破線ｅの如くなる。
VSO＝VC2−（VS−VC1） …(1)
VSO＝VC2＋（VS−VC1） …(2)
従つて、補正電圧VSOは制御装置３０で計算
され、空燃比センサ２の検出した空燃比（Ａ／
Ｆ）に対し単調増加の特性を得て空燃比（Ａ／
Ｆ）に対し１対１の対応となり、機関２０の空燃
比（Ａ／Ｆ）は所望の如く制御される。
され、空燃比センサ２の検出した空燃比（Ａ／
Ｆ）に対し単調増加の特性を得て空燃比（Ａ／
Ｆ）に対し１対１の対応となり、機関２０の空燃
比（Ａ／Ｆ）は所望の如く制御される。
第６図は第５図に示す制御装置３０の構成図で
あり、図において、圧力センサ２５はフイルター
３１で平滑され、水温センサ２６はインタフエー
ス３２を介して出力され、第１図に示す出力信号
OSは増幅器３３で増幅され、上記各出力はAD変
換器３４に入力されてデイジタル数値に変換され
た後、これらのデイジタルデータはマイクロコン
ピユータ３８に入力するように構成されている。
比較器３５は回転センサ２７の出力を波形整形
し、カウンター３６は上記比較器３５の出力の立
上りから立上りまでの周期を計測し、その出力は
マイクロコンピユータ３８の第１の割込端子IT1
に入力するように構成される。タイマー３７は
5msecの周期的な割込信号をマイクロコンピユー
タ３８の第２の割込端子IT2へ出力するようにな
つている。上記マイクロコンピユータ３８は制御
用のプログラムやデータを記憶するROM３９と
一時的にデータを記憶するRAM４０を内蔵して
いる。
あり、図において、圧力センサ２５はフイルター
３１で平滑され、水温センサ２６はインタフエー
ス３２を介して出力され、第１図に示す出力信号
OSは増幅器３３で増幅され、上記各出力はAD変
換器３４に入力されてデイジタル数値に変換され
た後、これらのデイジタルデータはマイクロコン
ピユータ３８に入力するように構成されている。
比較器３５は回転センサ２７の出力を波形整形
し、カウンター３６は上記比較器３５の出力の立
上りから立上りまでの周期を計測し、その出力は
マイクロコンピユータ３８の第１の割込端子IT1
に入力するように構成される。タイマー３７は
5msecの周期的な割込信号をマイクロコンピユー
タ３８の第２の割込端子IT2へ出力するようにな
つている。上記マイクロコンピユータ３８は制御
用のプログラムやデータを記憶するROM３９と
一時的にデータを記憶するRAM４０を内蔵して
いる。
タイマー４１はマイクロコンピユータ３８の出
力するトリガ信号と設定値により発振器４３の出
力パルスをカウントして、この設定値に対応した
パルス幅を出力し、ドライバー４２を介して上記
インジエクター２４を駆動する。ドライバー４４
はマイクロコンピユータ３８の出力により切換装
置Ｓを制御し、基準電圧をV1又はV2に切換える。
力するトリガ信号と設定値により発振器４３の出
力パルスをカウントして、この設定値に対応した
パルス幅を出力し、ドライバー４２を介して上記
インジエクター２４を駆動する。ドライバー４４
はマイクロコンピユータ３８の出力により切換装
置Ｓを制御し、基準電圧をV1又はV2に切換える。
上記構成に基づき、この発明の一実施例による
制御装置３０、特にマイクロコンピユータ３８の
制御動作をROM３９に記憶された第７図の制御
プログラムのフローチヤートと共に説明する。
制御装置３０、特にマイクロコンピユータ３８の
制御動作をROM３９に記憶された第７図の制御
プログラムのフローチヤートと共に説明する。
制御装置３０に電源が投入されると、ステツプ
１００よりスタートする。ステツプ１００でマイ
クロコンピユータ３８の出力及びRAM４０を初
期化する。
１００よりスタートする。ステツプ１００でマイ
クロコンピユータ３８の出力及びRAM４０を初
期化する。
ステツプ１０１で、第２の割込端子IT2に入力
される5msec毎の割込信号を第２の割込処理プロ
グラムによりカウントされた経過に基づき１秒毎
の判定を行ない、１秒経過していればステツプ１
０２で切換装置Ｓを現在の状態とは反対側に制御
して、基準電圧をV1からV2又はV2からV1に切換
えてステツプ１０３に移り、１秒経過していなけ
れば直接ステツプ１０３に進む。
される5msec毎の割込信号を第２の割込処理プロ
グラムによりカウントされた経過に基づき１秒毎
の判定を行ない、１秒経過していればステツプ１
０２で切換装置Ｓを現在の状態とは反対側に制御
して、基準電圧をV1からV2又はV2からV1に切換
えてステツプ１０３に移り、１秒経過していなけ
れば直接ステツプ１０３に進む。
ステツプ１０３では、フイルター３１、インタ
フエース３２、増幅器３３の出力をAD変換器３
４により順次デイジタル数値に変換し、RAM４
０に記憶する。この各データをそれぞれ圧力
（PB）、水温（WT）及び空燃比データ（DS0）
とする。
フエース３２、増幅器３３の出力をAD変換器３
４により順次デイジタル数値に変換し、RAM４
０に記憶する。この各データをそれぞれ圧力
（PB）、水温（WT）及び空燃比データ（DS0）
とする。
ステツプ１０４で切換装置Ｓが基準電圧V1方
になつていればステツプ１０５へ進み、基準電圧
V2の方になつていればステツプ１０６の処理を
行ない、ステツプ１０７に移る。
になつていればステツプ１０５へ進み、基準電圧
V2の方になつていればステツプ１０６の処理を
行ない、ステツプ１０７に移る。
ステツプ１０５では、空燃比データ（DS0）を
データ（DS1）に記憶し、ステツプ１０６では空
燃比データ（DS0）をデータ（DS2）に記憶す
る。次いで、ステツプ１０７で上記データ
（DS2）から（DS1）を減算し、その結果が所定
値αより大きければステツプ１０８で下記の(3)式
により演算し、小さければステツプ１０９で(4)式
により演算してステツプ１１０に移る。
データ（DS1）に記憶し、ステツプ１０６では空
燃比データ（DS0）をデータ（DS2）に記憶す
る。次いで、ステツプ１０７で上記データ
（DS2）から（DS1）を減算し、その結果が所定
値αより大きければステツプ１０８で下記の(3)式
により演算し、小さければステツプ１０９で(4)式
により演算してステツプ１１０に移る。
（DS3）＝C2−（（DS1）−C1） …(3)
（DS3）＝C2＋（（DS1）−C1） …(4)
ここで、データ（DS3）は上記式(1)，(2)の補正
電圧VS0に対応する値であり、定数C1，C2は
VC1，VC2に対応する値である。つまり、(3)式は
(1)式に対応し、(4)式は(2)式にそれぞれ対応し、デ
ータ（DS3）は第５図のｅと同様の特性となる。
電圧VS0に対応する値であり、定数C1，C2は
VC1，VC2に対応する値である。つまり、(3)式は
(1)式に対応し、(4)式は(2)式にそれぞれ対応し、デ
ータ（DS3）は第５図のｅと同様の特性となる。
ステツプ１１０では、切換装置Ｓが基準電圧
V1側であれば、処理はステツプ１１１へ、V2側
であればステツプ１１３へ移る。そして、ステツ
プ１１１で圧力（PB）と、カウンター３６で測
定した回転センサ２７の出力周期より計算した機
関２０の回転数（Ｎ）で予めROM３９に記憶さ
れている目標空燃比テーブルF1からデータを選
択し、RAM４０に目標空燃比データ（DS4）と
して記憶する。
V1側であれば、処理はステツプ１１１へ、V2側
であればステツプ１１３へ移る。そして、ステツ
プ１１１で圧力（PB）と、カウンター３６で測
定した回転センサ２７の出力周期より計算した機
関２０の回転数（Ｎ）で予めROM３９に記憶さ
れている目標空燃比テーブルF1からデータを選
択し、RAM４０に目標空燃比データ（DS4）と
して記憶する。
ステツプ１１２では、それまでの機関の空燃比
と目標空燃比との偏差を積分して得られた空燃比
補正係数（Ｉ）、上記データ（DS3），（DS4）を
用いて下記の(5)式により演算し、その結果を新し
い空燃比補正係数（Ｉ）とする。
と目標空燃比との偏差を積分して得られた空燃比
補正係数（Ｉ）、上記データ（DS3），（DS4）を
用いて下記の(5)式により演算し、その結果を新し
い空燃比補正係数（Ｉ）とする。
（Ｉ）＝（Ｉ）−（DS4）−（DS3）／４ …(5)
従つて、切換装置Ｓが基準電圧V1側であれば、
データ（DS3），（DS4）により空燃比補正係数
（Ｉ）を徐々に更新するが、V2側であればポンプ
電流出力は空燃比に比例した特性が得られないの
で、この更新を停止する。
データ（DS3），（DS4）により空燃比補正係数
（Ｉ）を徐々に更新するが、V2側であればポンプ
電流出力は空燃比に比例した特性が得られないの
で、この更新を停止する。
ステツプ１１３では、圧力（PB）、回転数
（Ｎ）で予めROM３９に記憶されている駆動時
間テーブルF2からデータを選択し、インジエク
ター２４の基本駆動時間（T0）としてRAM４０
に記憶する。次いで、ステツプ１１４で上記基本
駆動時間（T0）に上記空燃比補正係数（Ｉ）を
乗じて補正し、駆動時間（T1）としてRAM４０
に記憶し、ステツプ１０１へ戻る。その結果、マ
イクロコンピユータ３８の上記第２の割込端子
IT2に機関２０の回転に同期して割込信号が入る
と、上記駆動時間（T1）をタイマー４１に設定
し、トリガをかけるとこの駆動時間（T1）に対
応した時間、インジエクター２４が駆動される。
従つて、空燃比センサ２で検出された空燃比
（Ａ／Ｆ）と上記目標空燃比（Ａ／Ｆ）Tデータが
一致する様に、上記空燃比補正係数（Ｉ）により
上記基本駆動時間（T0）がフイードバツク制御
され、機関２０の空燃比（Ａ／Ｆ）が所定の値に
制御される。
（Ｎ）で予めROM３９に記憶されている駆動時
間テーブルF2からデータを選択し、インジエク
ター２４の基本駆動時間（T0）としてRAM４０
に記憶する。次いで、ステツプ１１４で上記基本
駆動時間（T0）に上記空燃比補正係数（Ｉ）を
乗じて補正し、駆動時間（T1）としてRAM４０
に記憶し、ステツプ１０１へ戻る。その結果、マ
イクロコンピユータ３８の上記第２の割込端子
IT2に機関２０の回転に同期して割込信号が入る
と、上記駆動時間（T1）をタイマー４１に設定
し、トリガをかけるとこの駆動時間（T1）に対
応した時間、インジエクター２４が駆動される。
従つて、空燃比センサ２で検出された空燃比
（Ａ／Ｆ）と上記目標空燃比（Ａ／Ｆ）Tデータが
一致する様に、上記空燃比補正係数（Ｉ）により
上記基本駆動時間（T0）がフイードバツク制御
され、機関２０の空燃比（Ａ／Ｆ）が所定の値に
制御される。
以上の如く、本実施例では基準電圧V1とV2の
時のR0の出力電圧の偏差から、空燃比（Ａ／Ｆ）
が理論空燃比（Ａ／Ｆ）Tよりも濃いか、薄いかを
判定したが、基準電圧がV2の時に所定値以上か
以下かにより上記判定を行つても良い。
時のR0の出力電圧の偏差から、空燃比（Ａ／Ｆ）
が理論空燃比（Ａ／Ｆ）Tよりも濃いか、薄いかを
判定したが、基準電圧がV2の時に所定値以上か
以下かにより上記判定を行つても良い。
また、上記空燃比補正係数（Ｉ）を上記(5)式で
更新したが、上記データ（DS3），（DS4）の大、
小により上記係数（Ｉ）を所定値ずつ増減させて
も良く、また上記データ（DS3），（DS4）の偏差
に比例して上記駆動時間（T0）を補正しても良
い。
更新したが、上記データ（DS3），（DS4）の大、
小により上記係数（Ｉ）を所定値ずつ増減させて
も良く、また上記データ（DS3），（DS4）の偏差
に比例して上記駆動時間（T0）を補正しても良
い。
更に、上記目標空燃比データ（DS4）を上記水
温（WT）や機関２０の加減速状態に対応して補
正しても良い。
温（WT）や機関２０の加減速状態に対応して補
正しても良い。
以上説明した通り、この発明によれば所定値
V1又はV2に維持された酸素センサ起電力を機関
の運転中に所定の周期で任意に切換え変更し、こ
の切換え前後のポンプ電流に対応した出力信号に
より空燃比を検出する手段を備えた構成により、
基準電圧を所定の時間間隔で切換え、空燃比セン
サの出力が理論空燃比より濃いか薄いかを判定す
ることで、空燃比に対応した出力を演算すること
ができ、その結果機関のどのような運転状態にお
いても所定の空燃比になる様にフイードバツク制
御することが出来るという大なる実用的効果を奏
する。
V1又はV2に維持された酸素センサ起電力を機関
の運転中に所定の周期で任意に切換え変更し、こ
の切換え前後のポンプ電流に対応した出力信号に
より空燃比を検出する手段を備えた構成により、
基準電圧を所定の時間間隔で切換え、空燃比セン
サの出力が理論空燃比より濃いか薄いかを判定す
ることで、空燃比に対応した出力を演算すること
ができ、その結果機関のどのような運転状態にお
いても所定の空燃比になる様にフイードバツク制
御することが出来るという大なる実用的効果を奏
する。
第１図はこの発明の一実施例で用いられた空燃
比センサを示す構成図、第２図は第１図の−
線横断面図、第３図は第１図の空燃比センサを
2000c.c.のガソリン機関に装着して得られた試験結
果を示す特性図、第４図は、この発明の一実施例
による機関の空燃比制御装置を示す構成図、第５
図は第３図の特性を補正した特性図、第６図は第
４図に示す制御装置の部分拡大構成図、第７図は
この発明の一実施例による制御装置の動作を示す
制御プログラムのフローチヤートである。 １……排気管、２……空燃比センサ、６……固
体電解質酸素ポンプ、１０……固体電解質酸素セ
ンサ、１２……電子制御装置、２１……吸気管、
２４……インジエクター、２５……圧力センサ、
２７……回転センサ、３０……制御装置、３１…
…フイルター、３２……インタフエース、３４…
…ADコンバータ、３８……マイクロコンピユー
タ、４１……タイマー、４２，４４……ドライバ
ー、Ｓ……切換装置。なお、図中、同一符号は同
一部分又は相当部分を示す。
比センサを示す構成図、第２図は第１図の−
線横断面図、第３図は第１図の空燃比センサを
2000c.c.のガソリン機関に装着して得られた試験結
果を示す特性図、第４図は、この発明の一実施例
による機関の空燃比制御装置を示す構成図、第５
図は第３図の特性を補正した特性図、第６図は第
４図に示す制御装置の部分拡大構成図、第７図は
この発明の一実施例による制御装置の動作を示す
制御プログラムのフローチヤートである。 １……排気管、２……空燃比センサ、６……固
体電解質酸素ポンプ、１０……固体電解質酸素セ
ンサ、１２……電子制御装置、２１……吸気管、
２４……インジエクター、２５……圧力センサ、
２７……回転センサ、３０……制御装置、３１…
…フイルター、３２……インタフエース、３４…
…ADコンバータ、３８……マイクロコンピユー
タ、４１……タイマー、４２，４４……ドライバ
ー、Ｓ……切換装置。なお、図中、同一符号は同
一部分又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 機関の排気ガスを導入する間隙部と、この間
隙部内の酸素分圧を制御する固体電解質酸素ポン
プと、上記間隙部内の酸素分圧及び上記間隙部外
の排気ガス中の酸素分圧に対応した起電力を発生
する固体電解質酸素センサと、この起電力を所定
の電圧に制御する様、上記固体電解質酸素ポンプ
のポンプ電流を制御する制御手段を備え、上記起
電力を第１の電圧と第２の電圧に切換える切換手
段を備え且つ上記第１の電圧を上記ポンプ電流の
上記機関の空燃比に対する特性が理論空燃比近傍
で反転する様に設定し、上記第２の電圧を上記ポ
ンプ電流の上記機関の空燃比に対する特性が理論
空燃比近傍で急変する様に設定し、上記第１及び
第２の電圧を所定の周期で任意に切換えて得られ
る上記各ポンプ電流より演算された上記機関の空
燃比と、予め定められた目標空燃比との偏差に基
づき、上記機関の空燃比を補正する手段とを備え
たことを特徴とする機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137115A JPS6027754A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137115A JPS6027754A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027754A JPS6027754A (ja) | 1985-02-12 |
| JPH0315979B2 true JPH0315979B2 (ja) | 1991-03-04 |
Family
ID=15191178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58137115A Granted JPS6027754A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027754A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE502004004491D1 (de) * | 2003-07-03 | 2007-09-13 | Sulzer Hexis Ag | Test der Funktionstauglichkeit einer Lambdasonde |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP58137115A patent/JPS6027754A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6027754A (ja) | 1985-02-12 |
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