JPH037268B2 - - Google Patents
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- JPH037268B2 JPH037268B2 JP58113778A JP11377883A JPH037268B2 JP H037268 B2 JPH037268 B2 JP H037268B2 JP 58113778 A JP58113778 A JP 58113778A JP 11377883 A JP11377883 A JP 11377883A JP H037268 B2 JPH037268 B2 JP H037268B2
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- Japan
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- air
- fuel ratio
- engine
- pump
- electromotive force
- Prior art date
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-
- 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
-
- 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
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
- F02D41/185—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a vortex flow sensor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は自動車用機関の空燃比制御装置に係
り、特に平板状の固体電解質酸素センサと固体電
解質酸素ポンプを微小間〓を介して対向配置し、
この間〓内に機関の排気ガスを導入するように構
成するとともに、上記酸素センサが発生する起電
力を所定値に保つのに必要な上記酸素ポンプのポ
ンプ電流に対応した出力信号により上記機関の空
燃比を検知するようにした空燃比センサと、上記
所定値に保たれた酸素センサの起電力を機関の運
転状態に応じて変更する手段を備え、上記機関の
運転空燃比を任意の値にフイードバツク制御する
ことができる機関の空燃比制御装置を提供するも
のである。
り、特に平板状の固体電解質酸素センサと固体電
解質酸素ポンプを微小間〓を介して対向配置し、
この間〓内に機関の排気ガスを導入するように構
成するとともに、上記酸素センサが発生する起電
力を所定値に保つのに必要な上記酸素ポンプのポ
ンプ電流に対応した出力信号により上記機関の空
燃比を検知するようにした空燃比センサと、上記
所定値に保たれた酸素センサの起電力を機関の運
転状態に応じて変更する手段を備え、上記機関の
運転空燃比を任意の値にフイードバツク制御する
ことができる機関の空燃比制御装置を提供するも
のである。
従来より、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14.7である時は大きな変化出力
が得られるが他の空燃比域での変化がほとんどな
く理論空燃比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で
きないという問題があつた。この発明は理論空燃
比以外の空燃比で運転する場合でも、空燃比セン
サによるフイードバツク制御が可能な機関の空燃
比制御装置を提供するものである。
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14.7である時は大きな変化出力
が得られるが他の空燃比域での変化がほとんどな
く理論空燃比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で
きないという問題があつた。この発明は理論空燃
比以外の空燃比で運転する場合でも、空燃比セン
サによるフイードバツク制御が可能な機関の空燃
比制御装置を提供するものである。
以下図に示すこの発明の一実施例について説明
する。第１図はこの発明の一実施例を示す構成図
であり、図中１は機関、２は該機関１の吸気管、
３はスロツトル弁、４は上記機関１に吸入される
吸入空気量を検出する吸入空気量検出装置、５は
上記スロツトル弁３の上流側に設けられた燃料供
給弁、６は上記吸入空気検出装置４の上流側に配
設されているエアクリーナ、７は上記機関１の排
気管、８は該排気管７に取付けられた空燃比セン
サ、９は空燃比検知電子装置、１０は上記機関１
の回転数検出器、１１は該回転数検出器１０およ
び上記吸入空気量検出装置４、空燃比検知電子装
置９の出力信号を入力し、これらの入力情報に対
応して上記燃料供給弁５を駆動し、上記機関１に
供給する燃料量を制御する電子制御装置である。
この電子制御装置１１は上記空燃比検知電子装置
９の基準電圧VRを上記入力情報に応じて変更す
る機能をも備えている。第２図は上記空燃比セン
サ８および空燃比検知電子装置９の詳細構成図で
あり、第３図は第２図の−線に沿う断面図で
ある。図中、空燃比センサ８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）１３の両側面にそれぞれ白金電極１４およ
び１５を設けて構成された固体電解質酸素ポンプ
１６と、該酸素ポンプ１６と同じように平板状の
イオン伝導性固体電解質１７の両側面にそれぞれ
白金電極１８および１９を設けて構成された固体
電解質酸素センサ２０と、上記酸素ポンプ１６と
上記酸素センサ２０を0.1mm程度の微小間〓ｄを
介して対向配置するための支持台２１で構成され
ている。また、空燃比検知電子装置９は上記酸素
センサ２０が電極１８，１９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、上記演算増幅器Ａの非反転入力端子
に印加されている基準電圧VR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１６
の電極１４，１５間に流すポンプ電流Pを制御
する機能を備えている。すなわち、上記起電力ｅ
を一定値VRに保つのに必要な上記ポンプ電流P
を供給する作用をする。また、上記基準電圧VR
は上記機関１の運転状態に応じて上記電子制御装
置１１により所定値に変更される。そして直流電
源Ｂから供給される上記ポンプ電流Pに対応し
た出力信号を得るための抵抗ROを備えている。
この抵抗ROは上記直流電源Ｂと対応して上記ポ
ンプ電流P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はコンデンサである。第４
図は上記第２図に示した空燃比センサ８を国産乗
用車用2000c.c.のガソリン機関に装着して試験し得
られた特性図である。過大なポンプ電流Pが流
れると上記酸素ポンプ１６が破壊するので上記ポ
ンプ電流Pは100mA以上流れないように上記直
流電源Ｂにより制限している。上記基準電圧VR
を変えて上記起電力ｅを200mV、100mV、
80mV、60mVにそれぞれ保ち上記機関の空燃比
（Ａ／Ｆ）を変えた時の上記ポンプ電流Pの変化
を示したものである。起電力ｅを200mVに保つ
た場合は理論空燃比14.7でポンプ電流Pは急激
に変化する。上記起電力ｅを小さくすると理論空
燃比より小さい空燃比域で上記ポンプ電流Pは
空燃比に比例して変化している。この発明は上記
試験により得られた第４図に示す特性を利用した
ものであり、以下、この発明装置の動作について
説明する。
する。第１図はこの発明の一実施例を示す構成図
であり、図中１は機関、２は該機関１の吸気管、
３はスロツトル弁、４は上記機関１に吸入される
吸入空気量を検出する吸入空気量検出装置、５は
上記スロツトル弁３の上流側に設けられた燃料供
給弁、６は上記吸入空気検出装置４の上流側に配
設されているエアクリーナ、７は上記機関１の排
気管、８は該排気管７に取付けられた空燃比セン
サ、９は空燃比検知電子装置、１０は上記機関１
の回転数検出器、１１は該回転数検出器１０およ
び上記吸入空気量検出装置４、空燃比検知電子装
置９の出力信号を入力し、これらの入力情報に対
応して上記燃料供給弁５を駆動し、上記機関１に
供給する燃料量を制御する電子制御装置である。
この電子制御装置１１は上記空燃比検知電子装置
９の基準電圧VRを上記入力情報に応じて変更す
る機能をも備えている。第２図は上記空燃比セン
サ８および空燃比検知電子装置９の詳細構成図で
あり、第３図は第２図の−線に沿う断面図で
ある。図中、空燃比センサ８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）１３の両側面にそれぞれ白金電極１４およ
び１５を設けて構成された固体電解質酸素ポンプ
１６と、該酸素ポンプ１６と同じように平板状の
イオン伝導性固体電解質１７の両側面にそれぞれ
白金電極１８および１９を設けて構成された固体
電解質酸素センサ２０と、上記酸素ポンプ１６と
上記酸素センサ２０を0.1mm程度の微小間〓ｄを
介して対向配置するための支持台２１で構成され
ている。また、空燃比検知電子装置９は上記酸素
センサ２０が電極１８，１９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、上記演算増幅器Ａの非反転入力端子
に印加されている基準電圧VR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１６
の電極１４，１５間に流すポンプ電流Pを制御
する機能を備えている。すなわち、上記起電力ｅ
を一定値VRに保つのに必要な上記ポンプ電流P
を供給する作用をする。また、上記基準電圧VR
は上記機関１の運転状態に応じて上記電子制御装
置１１により所定値に変更される。そして直流電
源Ｂから供給される上記ポンプ電流Pに対応し
た出力信号を得るための抵抗ROを備えている。
この抵抗ROは上記直流電源Ｂと対応して上記ポ
ンプ電流P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はコンデンサである。第４
図は上記第２図に示した空燃比センサ８を国産乗
用車用2000c.c.のガソリン機関に装着して試験し得
られた特性図である。過大なポンプ電流Pが流
れると上記酸素ポンプ１６が破壊するので上記ポ
ンプ電流Pは100mA以上流れないように上記直
流電源Ｂにより制限している。上記基準電圧VR
を変えて上記起電力ｅを200mV、100mV、
80mV、60mVにそれぞれ保ち上記機関の空燃比
（Ａ／Ｆ）を変えた時の上記ポンプ電流Pの変化
を示したものである。起電力ｅを200mVに保つ
た場合は理論空燃比14.7でポンプ電流Pは急激
に変化する。上記起電力ｅを小さくすると理論空
燃比より小さい空燃比域で上記ポンプ電流Pは
空燃比に比例して変化している。この発明は上記
試験により得られた第４図に示す特性を利用した
ものであり、以下、この発明装置の動作について
説明する。
機関１が始動されると該機関１に吸入される吸
入空気は大気中からエアクリーナ６内に導入され
吸入空気量検出装置４でその吸入量が検出され、
吸気管２を通り上記機関１に導入される。上記吸
入空気量検出装置４の出力信号を入力した電子制
御装置１１は燃料供給弁５を駆動し、上記吸入空
気量に対応した燃料を上記機関１に噴射供給す
る。そして、排気管７に取付けられた空燃比セン
サ８の反応による空燃比検知電子装置９の出力信
号により上記機関１を理論空燃比で運転制御する
場合は、上記電子制御装置１１により、上記空燃
比検知電子装置９の基準電圧VRを制御し、酸素
センサ２０が発生する起電力ｅを200mVに保つ。
その結果、第４図に示す特性のように上記空燃比
センサ８からの出力信号（ポンプ電流）は理論空
燃比14.7で急激に変化するので、この変化信号を
利用して従来装置と同じようにして上記機関１を
理論空燃比でフイードバツク制御する。つぎに、
上記吸入空気量検出装置４の出力信号と回転数検
出器１０の出力信号により定められた上記機関１
の運転状態において、運転空燃比を例えば12とす
る場合は上記起電力ｅを60mVに保ち、上記空燃
比センサ８のポンプ電流Pが例えば80mAとな
るように上記電子制御装置１１により燃料供給弁
５から噴射供給される燃料量を制御するのであ
る。そして、運転空燃比を14としたい場合は上記
起電力ｅを100mVに変更すればよいのである。
入空気は大気中からエアクリーナ６内に導入され
吸入空気量検出装置４でその吸入量が検出され、
吸気管２を通り上記機関１に導入される。上記吸
入空気量検出装置４の出力信号を入力した電子制
御装置１１は燃料供給弁５を駆動し、上記吸入空
気量に対応した燃料を上記機関１に噴射供給す
る。そして、排気管７に取付けられた空燃比セン
サ８の反応による空燃比検知電子装置９の出力信
号により上記機関１を理論空燃比で運転制御する
場合は、上記電子制御装置１１により、上記空燃
比検知電子装置９の基準電圧VRを制御し、酸素
センサ２０が発生する起電力ｅを200mVに保つ。
その結果、第４図に示す特性のように上記空燃比
センサ８からの出力信号（ポンプ電流）は理論空
燃比14.7で急激に変化するので、この変化信号を
利用して従来装置と同じようにして上記機関１を
理論空燃比でフイードバツク制御する。つぎに、
上記吸入空気量検出装置４の出力信号と回転数検
出器１０の出力信号により定められた上記機関１
の運転状態において、運転空燃比を例えば12とす
る場合は上記起電力ｅを60mVに保ち、上記空燃
比センサ８のポンプ電流Pが例えば80mAとな
るように上記電子制御装置１１により燃料供給弁
５から噴射供給される燃料量を制御するのであ
る。そして、運転空燃比を14としたい場合は上記
起電力ｅを100mVに変更すればよいのである。
以上のようにこの発明は平板状の固体電解質の
両側面に電極を設けて構成された固体電解質酸素
センサと固体電解質酸素ポンプ微小間〓を介して
対向配置し、この間〓に機関の排気ガスを導入す
るように構成するとともに、上記酸素センサが発
生する起電力を所定値に保つのに必要な上記酸素
ポンプのポンプ電流に対応した出力信号により上
記機関の空燃比を検知するようにした空燃比セン
サを備え、上記所定値に保たれた酸素センサの起
電力を機関の運転状態に応じて変更する手段と、
上記ポンプ電流に対応した出力信号が所望値とな
るように上記機関に供給される燃料量を制御する
手段を備えたので、理論空燃比以外の空燃比で運
転する場合でも空燃比センサによるフイードバツ
ク制御が可能な機関の空燃比制御装置が得られ、
従来のオーブン制御よりも精度よい空燃比の制御
が可能となつた。
両側面に電極を設けて構成された固体電解質酸素
センサと固体電解質酸素ポンプ微小間〓を介して
対向配置し、この間〓に機関の排気ガスを導入す
るように構成するとともに、上記酸素センサが発
生する起電力を所定値に保つのに必要な上記酸素
ポンプのポンプ電流に対応した出力信号により上
記機関の空燃比を検知するようにした空燃比セン
サを備え、上記所定値に保たれた酸素センサの起
電力を機関の運転状態に応じて変更する手段と、
上記ポンプ電流に対応した出力信号が所望値とな
るように上記機関に供給される燃料量を制御する
手段を備えたので、理論空燃比以外の空燃比で運
転する場合でも空燃比センサによるフイードバツ
ク制御が可能な機関の空燃比制御装置が得られ、
従来のオーブン制御よりも精度よい空燃比の制御
が可能となつた。
なお、上述の説明ではポンプ電流に対応した出
力信号が所望値となるように機関に供給される燃
料量を制御しているが、燃料量を制御するのでは
なく空気量を制御しても同様の効果が得られる。
力信号が所望値となるように機関に供給される燃
料量を制御しているが、燃料量を制御するのでは
なく空気量を制御しても同様の効果が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第
２図はこの発明装置に使用される空燃比センサの
一実施例を示す構成図、第３図は第２図の−
線に沿う断面図、第４図は第２図の空燃比センサ
の特性図である。 図において、１は機関、４は吸入空気量検出装
置、５は燃料供給弁、７は排気管、８は空燃比セ
ンサ、１１は電子制御装置、１６は固体電解質酸
素ポンプ、２０は固体電解質酸素センサである。
２図はこの発明装置に使用される空燃比センサの
一実施例を示す構成図、第３図は第２図の−
線に沿う断面図、第４図は第２図の空燃比センサ
の特性図である。 図において、１は機関、４は吸入空気量検出装
置、５は燃料供給弁、７は排気管、８は空燃比セ
ンサ、１１は電子制御装置、１６は固体電解質酸
素ポンプ、２０は固体電解質酸素センサである。
Claims (1)
- １ 平板状の固体電解質の両側面に電極を設けて
構成された固体電解質酸素センサおよび固体電解
質酸素ポンプ、該酸素センサと酸素ポンプを微小
間〓を介して対向配置し、該間〓に機関の排気ガ
スを導入するように構成するとともに、上記酸素
センサが発生する起電力を所定値に保つのに必要
な上記酸素ポンプのポンプ電流に対応した出力信
号により上記機関の空燃比センサを備え、予めポ
ンプ電流に対応した出力信号を所定の一定値とし
た場合に所定の空燃比と対応する酸素センサの起
電力との間の関係を求め、かかる関係を満たすよ
うに所定値に保たれた酸素センサの起電力を機関
の所定の運転状態に応じて変更し、ポンプ電流に
対応した出力信号が所定の一定値となるように機
関に供給される燃料量または空気量を制御するよ
うにしたことを特徴する機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113778A JPS606036A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58113778A JPS606036A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS606036A JPS606036A (ja) | 1985-01-12 |
| JPH037268B2 true JPH037268B2 (ja) | 1991-02-01 |
Family
ID=14620872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58113778A Granted JPS606036A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS606036A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260943A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-17 | Mazda Motor Corp | エンジンの空燃比制御装置 |
| JP2523107B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1996-08-07 | 富士通株式会社 | デイスク装置のトラツクアクセス制御方式 |
| JPH07118162B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1995-12-18 | 富士通株式会社 | デイスク装置のトラツクアクセス制御方式 |
| JPS6410474A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Fuji Electric Co Ltd | Head position control system for disk storage device |
| US8031429B2 (en) | 2007-03-30 | 2011-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multi-directional self servo-writing for a disk drive |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP58113778A patent/JPS606036A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS606036A (ja) | 1985-01-12 |
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