JPH11237360A - 空燃比測定装置とその校正方法 - Google Patents
空燃比測定装置とその校正方法Info
- Publication number
- JPH11237360A JPH11237360A JP10056049A JP5604998A JPH11237360A JP H11237360 A JPH11237360 A JP H11237360A JP 10056049 A JP10056049 A JP 10056049A JP 5604998 A JP5604998 A JP 5604998A JP H11237360 A JPH11237360 A JP H11237360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- measuring device
- oxygen concentration
- engine
- 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
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000009838 combustion analysis Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度で空燃比を測定することができる空燃
比測定装置を提供すること。 【解決手段】 エンジン１からの排気ガスを空燃比セン
サ４で測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるよ
うにした空燃比測定装置において、校正ガスとしてエン
ジン１に吸引される空気を用い、空燃比センサ４の出力
を、吸入空気の酸素濃度を基準として校正し、排気ガス
中の酸素濃度と吸入空気の酸素濃度との比を求め、この
比を用いて空燃比を計算するようにした。
比測定装置を提供すること。 【解決手段】 エンジン１からの排気ガスを空燃比セン
サ４で測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるよ
うにした空燃比測定装置において、校正ガスとしてエン
ジン１に吸引される空気を用い、空燃比センサ４の出力
を、吸入空気の酸素濃度を基準として校正し、排気ガス
中の酸素濃度と吸入空気の酸素濃度との比を求め、この
比を用いて空燃比を計算するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、空燃比センサで
測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるようにし
た空燃比測定装置とその校正方法に関する。
測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるようにし
た空燃比測定装置とその校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】空燃比測定装置は、例えば自動車のエン
ジンの燃料供給系統の調整や空燃比制御精度の試験や燃
焼解析などを行う場合に不可欠の装置であり、一般的に
は、図１および図２に示すように構成されている。すな
わち、図１において、１はエンジン、２はその排気管、
３は排気マニホールドで、この排気マニホールド３に直
挿型の空燃比センサ４が取り付けられている。５，６は
空燃比センサ４よりも下流側の排気管２に設けられる触
媒ケース、マフラーである。
ジンの燃料供給系統の調整や空燃比制御精度の試験や燃
焼解析などを行う場合に不可欠の装置であり、一般的に
は、図１および図２に示すように構成されている。すな
わち、図１において、１はエンジン、２はその排気管、
３は排気マニホールドで、この排気マニホールド３に直
挿型の空燃比センサ４が取り付けられている。５，６は
空燃比センサ４よりも下流側の排気管２に設けられる触
媒ケース、マフラーである。
【０００３】そして、７は空燃比センサ４からの信号を
処理する測定装置本体で、空燃比センサ４に付設された
コネクタ付き信号線８ａおよび測定装置本体７に接続さ
れたコネクタ付き信号線８ｂを介して空燃比センサ４と
着脱自在に接続されている。この測定装置本体７は、図
２に示すように、信号変換回路９、ＡＤ変換回路１０、
演算処理部１１、演算結果を表示する表示装置１２およ
び入力装置１３などよりなり、空燃比センサ４からの出
力を演算処理したり、演算結果を表示あるいは記憶する
ものである。なお、演算処理部１１は、ＣＰＵ、各種制
御プログラムを収容したＲＯＭ、演算結果など各種のデ
ータを記憶するＲＡＭなどのメモリを備えている。
処理する測定装置本体で、空燃比センサ４に付設された
コネクタ付き信号線８ａおよび測定装置本体７に接続さ
れたコネクタ付き信号線８ｂを介して空燃比センサ４と
着脱自在に接続されている。この測定装置本体７は、図
２に示すように、信号変換回路９、ＡＤ変換回路１０、
演算処理部１１、演算結果を表示する表示装置１２およ
び入力装置１３などよりなり、空燃比センサ４からの出
力を演算処理したり、演算結果を表示あるいは記憶する
ものである。なお、演算処理部１１は、ＣＰＵ、各種制
御プログラムを収容したＲＯＭ、演算結果など各種のデ
ータを記憶するＲＡＭなどのメモリを備えている。
【０００４】そして、上記のように構成された空燃比測
定装置において、空燃比センサ４の出力から燃料がリー
ン域（燃料の完全燃焼に必要な化学当量より空気が多い
燃焼状態）における空燃比Ａ／Ｆは、次のようにして求
められる。
定装置において、空燃比センサ４の出力から燃料がリー
ン域（燃料の完全燃焼に必要な化学当量より空気が多い
燃焼状態）における空燃比Ａ／Ｆは、次のようにして求
められる。
【０００５】すなわち、上記燃料（ＣＨm Ｏn ）がリー
ン域における空気過剰率λは、下記式（１）で表され
る。 λ＝１＋｛ＣO2／（２０．９−ＣO2）｝・〔１＋｛（ｍ／４＋ｎ／２）／ （１＋ｍ／４−ｎ／２）｝・０．２０９〕 ………（１） ここで、ＣO2は％で表した排気ガス中の酸素濃度、ｍは
燃料における水素と炭素との原子数比（Ｈ／Ｃ）、ｎは
燃料における酸素と炭素との原子数比（Ｏ／Ｃ）であ
る。
ン域における空気過剰率λは、下記式（１）で表され
る。 λ＝１＋｛ＣO2／（２０．９−ＣO2）｝・〔１＋｛（ｍ／４＋ｎ／２）／ （１＋ｍ／４−ｎ／２）｝・０．２０９〕 ………（１） ここで、ＣO2は％で表した排気ガス中の酸素濃度、ｍは
燃料における水素と炭素との原子数比（Ｈ／Ｃ）、ｎは
燃料における酸素と炭素との原子数比（Ｏ／Ｃ）であ
る。
【０００６】また、理論空燃比Ａ／Ｆo は、下記式
（２）で表される。 Ａ／Ｆo ＝２８．９６・（１＋ｍ／４−ｎ／２）／ （１２．０１１＋１．００８・ｍ＋１６・ｎ）・０．２０９ ………（２）
（２）で表される。 Ａ／Ｆo ＝２８．９６・（１＋ｍ／４−ｎ／２）／ （１２．０１１＋１．００８・ｍ＋１６・ｎ）・０．２０９ ………（２）
【０００７】そして、空燃比は、燃焼に使用される空気
と燃料の質量比であるから、空燃比Ａ／Ｆは、下記式
（３）で与えられる。 Ａ／Ｆ＝（Ａ／Ｆo ）・λ ………（３）
と燃料の質量比であるから、空燃比Ａ／Ｆは、下記式
（３）で与えられる。 Ａ／Ｆ＝（Ａ／Ｆo ）・λ ………（３）
【０００８】従来の空燃比測定装置においては、校正ガ
スに対する空燃比センサ４の出力信号と既知の校正ガス
の酸素濃度から空燃比センサ４の出力と酸素濃度の関係
を求めて測定装置本体７の演算処理部１１に記憶し、排
気ガスを測定した空燃比センサ４の出力から未知の酸素
濃度を求め、上記式（１）から空気過剰率λを求めてい
た。
スに対する空燃比センサ４の出力信号と既知の校正ガス
の酸素濃度から空燃比センサ４の出力と酸素濃度の関係
を求めて測定装置本体７の演算処理部１１に記憶し、排
気ガスを測定した空燃比センサ４の出力から未知の酸素
濃度を求め、上記式（１）から空気過剰率λを求めてい
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ここで、正確な空燃比
Ａ／Ｆを測定するためには、正確な酸素濃度の測定が必
要であり、このため正確な濃度が既知である高価な標準
ガスを使って空燃比センサ４の校正が行われていた。こ
の場合でも、空燃比測定の誤差は、再現性や直線性など
の空燃比センサ４固有の誤差要因のほかに、校正ガスの
濃度の誤差が加わるのが避けられない。
Ａ／Ｆを測定するためには、正確な酸素濃度の測定が必
要であり、このため正確な濃度が既知である高価な標準
ガスを使って空燃比センサ４の校正が行われていた。こ
の場合でも、空燃比測定の誤差は、再現性や直線性など
の空燃比センサ４固有の誤差要因のほかに、校正ガスの
濃度の誤差が加わるのが避けられない。
【００１０】また、従来の空燃比測定装置における計算
式は、前記式（１）で示すように、吸入空気（燃焼に供
せられる空気）の酸素濃度を例えば２０．９％というよ
うに定数として固定されていることが多かったが、エン
ジン１に吸入される空気の酸素濃度は、大気の湿度など
によって変化するため、測定の都度、吸入空気中の酸素
濃度を正確に求め、これを計算式に組み込む必要があっ
た。
式は、前記式（１）で示すように、吸入空気（燃焼に供
せられる空気）の酸素濃度を例えば２０．９％というよ
うに定数として固定されていることが多かったが、エン
ジン１に吸入される空気の酸素濃度は、大気の湿度など
によって変化するため、測定の都度、吸入空気中の酸素
濃度を正確に求め、これを計算式に組み込む必要があっ
た。
【００１１】上述のように、従来の空燃比測定装置にお
いては、精度よく空燃比を測定するために、大変煩わし
い作業を行う必要があった。
いては、精度よく空燃比を測定するために、大変煩わし
い作業を行う必要があった。
【００１２】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、高精度で空燃比を測定すること
ができる空燃比測定装置を提供することおよび簡便かつ
安価にセンサの校正を行うことができる空燃比測定装置
の校正方法を提供することである。
たもので、その目的は、高精度で空燃比を測定すること
ができる空燃比測定装置を提供することおよび簡便かつ
安価にセンサの校正を行うことができる空燃比測定装置
の校正方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、エンジンからの排気ガスを空燃比セ
ンサで測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるよ
うにした空燃比測定装置において、校正ガスとしてエン
ジンに吸引される空気を用い、空燃比センサの出力を、
吸入空気の酸素濃度を基準として校正し、排気ガス中の
酸素濃度と吸入空気の酸素濃度との比を求め、この比を
用いて空燃比を計算するようにしている。
め、この発明では、エンジンからの排気ガスを空燃比セ
ンサで測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるよ
うにした空燃比測定装置において、校正ガスとしてエン
ジンに吸引される空気を用い、空燃比センサの出力を、
吸入空気の酸素濃度を基準として校正し、排気ガス中の
酸素濃度と吸入空気の酸素濃度との比を求め、この比を
用いて空燃比を計算するようにしている。
【００１４】そして、この発明では、エンジンからの排
気ガスを空燃比センサで測定し、その測定値に基づいて
空燃比を求めるようにした空燃比測定装置において、校
正ガスとしてエンジンに吸引される空気を用い、計算式
に組み込まれた空気中の酸素濃度にセンサの出力を合わ
せるようにして校正を行っている。
気ガスを空燃比センサで測定し、その測定値に基づいて
空燃比を求めるようにした空燃比測定装置において、校
正ガスとしてエンジンに吸引される空気を用い、計算式
に組み込まれた空気中の酸素濃度にセンサの出力を合わ
せるようにして校正を行っている。
【００１５】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。この発明の空燃比測定装置は、その構
成は、図１および図２に示したものと変わるところがな
い。
ながら説明する。この発明の空燃比測定装置は、その構
成は、図１および図２に示したものと変わるところがな
い。
【００１６】まず、この発明の空燃比測定装置の校正方
法は、空燃比センサ４の校正ガスとして、エンジン１に
吸入される空気と同じ空気を用い、その濃度を実際の酸
素濃度ではなく、例えば２０．９％として校正し、前記
式（１）に基づいて空気過剰率λを計算するのである。
このようにすることにより、高価な標準ガスを用いるこ
となく簡便に空燃比センサ４の校正を行うことができ
る。
法は、空燃比センサ４の校正ガスとして、エンジン１に
吸入される空気と同じ空気を用い、その濃度を実際の酸
素濃度ではなく、例えば２０．９％として校正し、前記
式（１）に基づいて空気過剰率λを計算するのである。
このようにすることにより、高価な標準ガスを用いるこ
となく簡便に空燃比センサ４の校正を行うことができ
る。
【００１７】ところで、前記式（１）を詳細に調べる
と、排気ガス中の酸素濃度ＣO2と、大気の酸素濃度の相
対誤差は、空気過剰率λの計算に同程度の誤差（影響）
を与えることがわかる。これは、式（１）を変形して得
られる下記式（４）を見れば明らかである。
と、排気ガス中の酸素濃度ＣO2と、大気の酸素濃度の相
対誤差は、空気過剰率λの計算に同程度の誤差（影響）
を与えることがわかる。これは、式（１）を変形して得
られる下記式（４）を見れば明らかである。
【００１８】 λ＝１＋｛（ＰO2／ＰａO2）／（１−ＰO2／ＰａO2）｝・〔１＋｛（ｍ／４ ＋ｎ／２）／（１＋ｍ／４−ｎ／２）｝・ＰａO2〕 ………（４） ここで、ＰO2は排気ガス中の酸素の体積割合（濃度）、
ＰａO2は吸入空気中の酸素の体積割合である。
ＰａO2は吸入空気中の酸素の体積割合である。
【００１９】前記式（４）を用いて空気過剰率λを計算
する場合、排気ガス中の酸素濃度を知る必要がないこと
がわかる。つまり、排気ガス中の酸素の体積割合を酸素
濃度としてではなく、吸入空気の酸素の体積割合との比
ＰO2／ＰａO2として空燃比を計算すればよい。より具体
的には、吸入空気を測定したときの空燃比センサ４の出
力信号を測定装置本体７の演算処理部１１に記憶し、排
気ガスを測定したときの空燃比センサ４の出力信号を、
前記記憶した出力信号で割算することにより、排気ガス
中の酸素の体積割合と吸入空気中の酸素の体積割合との
比ＰO2／ＰａO2を求め、この比ＰO2／ＰａO2を前記式
（４）に代入すればよい。
する場合、排気ガス中の酸素濃度を知る必要がないこと
がわかる。つまり、排気ガス中の酸素の体積割合を酸素
濃度としてではなく、吸入空気の酸素の体積割合との比
ＰO2／ＰａO2として空燃比を計算すればよい。より具体
的には、吸入空気を測定したときの空燃比センサ４の出
力信号を測定装置本体７の演算処理部１１に記憶し、排
気ガスを測定したときの空燃比センサ４の出力信号を、
前記記憶した出力信号で割算することにより、排気ガス
中の酸素の体積割合と吸入空気中の酸素の体積割合との
比ＰO2／ＰａO2を求め、この比ＰO2／ＰａO2を前記式
（４）に代入すればよい。
【００２０】したがって、この発明の空燃比測定装置に
よれば、吸入空気の酸素濃度を計算式に設定しなくても
よく、従来に比べてはるかに簡単に空燃比を求めること
ができ、しかも、校正ガスの酸素濃度値の誤差が空燃比
の計算に影響を与えることがないから、空燃比を高精度
で測定することができる。
よれば、吸入空気の酸素濃度を計算式に設定しなくても
よく、従来に比べてはるかに簡単に空燃比を求めること
ができ、しかも、校正ガスの酸素濃度値の誤差が空燃比
の計算に影響を与えることがないから、空燃比を高精度
で測定することができる。
【００２１】
【発明の効果】この発明の空燃比測定装置の校正方法に
よれば、高価な標準ガスを用いることなく安価かつ簡便
に空燃比センサの校正を行うことができる。
よれば、高価な標準ガスを用いることなく安価かつ簡便
に空燃比センサの校正を行うことができる。
【００２２】そして、この発明の空燃比測定装置によれ
ば、安価かつ簡便に校正が行なえるとともに、吸入空気
の酸素濃度を計算式に設定しなくてもよく、従来に比べ
てはるかに簡単に空燃比を求めることができ、校正ガス
の酸素濃度値の誤差が空燃比の計算に影響を与えること
がないから、特にリーン域における空燃比を高精度で測
定することができる。
ば、安価かつ簡便に校正が行なえるとともに、吸入空気
の酸素濃度を計算式に設定しなくてもよく、従来に比べ
てはるかに簡単に空燃比を求めることができ、校正ガス
の酸素濃度値の誤差が空燃比の計算に影響を与えること
がないから、特にリーン域における空燃比を高精度で測
定することができる。
【図１】この発明の空燃比測定装置の空燃比センサの取
り付け状態および全体構成を概略的に示す図である。
り付け状態および全体構成を概略的に示す図である。
【図２】前記空燃比測定装置の構成を概略的に示すブロ
ック図である。
ック図である。
１…エンジン、４…空燃比センサ。
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジンからの排気ガスを空燃比センサ
で測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるように
した空燃比測定装置において、校正ガスとしてエンジン
に吸引される空気を用い、空燃比センサの出力を、吸入
空気の酸素濃度を基準として校正し、排気ガス中の酸素
濃度と吸入空気の酸素濃度との比を求め、この比を用い
て空燃比を計算するようにしたことを特徴とする空燃比
測定装置。 - 【請求項２】 エンジンからの排気ガスを空燃比センサ
で測定し、その測定値に基づいて空燃比を求めるように
した空燃比測定装置において、校正ガスとしてエンジン
に吸引される空気を用い、計算式に組み込まれた空気中
の酸素濃度にセンサの出力を合わせるようにしたことを
特徴とする空燃比測定装置の校正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10056049A JPH11237360A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 空燃比測定装置とその校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10056049A JPH11237360A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 空燃比測定装置とその校正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237360A true JPH11237360A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=13016239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10056049A Pending JPH11237360A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 空燃比測定装置とその校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11237360A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6789533B1 (en) | 2003-07-16 | 2004-09-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Engine control system |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP10056049A patent/JPH11237360A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6789533B1 (en) | 2003-07-16 | 2004-09-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Engine control system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10955398B2 (en) | Calibration method for gas analysis apparatus, gas analysis system, and pressure varying device | |
| EP1333270B1 (en) | Exhaust emissions analysis system | |
| US10132225B2 (en) | Fuel consumption calculation unit, fuel consumption measuring apparatus, and exhaust gas measuring apparatus | |
| JP7267161B2 (ja) | 排ガス分析装置、排ガス分析方法、及び補正式作成方法 | |
| JP2013036852A (ja) | ガスセンサ装置およびガスセンサを用いた濃度測定方法 | |
| CN114397395A (zh) | 基于非甲烷总烃测定用fid检测器的氧干扰修正方法及系统 | |
| JP5316143B2 (ja) | 排気ガス分析装置 | |
| WO2022211111A1 (ja) | 水素消費量測定システム | |
| EP0071474B1 (en) | Method of measuring an air to fuel ratio | |
| KR20240138482A (ko) | 피검출 가스 내에서 선택된 성분의 농도를 측정하는 방법 및 장치 | |
| JPH11237360A (ja) | 空燃比測定装置とその校正方法 | |
| JP5238094B1 (ja) | ガス成分濃度算出方法および装置 | |
| JPH11108885A (ja) | 直挿型センサを用いたガス分析計 | |
| JP7573041B2 (ja) | 排ガス分析装置、排ガス分析方法及び排ガス分析装置用プログラム記憶媒体 | |
| KR20150053829A (ko) | 능동적 자가 정도 교정이 가능한 공연비 측정기 및 그 제어방법 | |
| CN114487287A (zh) | 基于氢气传感器的氢气测量值修正方法 | |
| CN116235034B (en) | Exhaust gas analysis device, exhaust gas analysis method, and program storage medium for exhaust gas analysis device | |
| JP3058479B2 (ja) | 排ガス流量測定装置 | |
| JPH06273364A (ja) | ガス測定装置の補正演算方法 | |
| JP2024020048A (ja) | 車両搭載型の排ガス分析装置、排ガス分析方法、及び、排ガス分析装置用プログラム | |
| JPH0862099A (ja) | 空燃比測定装置 | |
| CN118294154A (zh) | 基于氧传感器实现的过量空气系数测量方法及相关硬件 | |
| CN116298096A (zh) | 氨排放测量方法、装置、测试设备及氨排放浓度修正方法 | |
| JPS60147635A (ja) | 直接排気被暴型空燃比計 | |
| WO2024135153A1 (ja) | ガス測定システム、ガス測定方法、およびガス測定プログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040401 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050825 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |