JPS589262B2 - 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
- Publication number
- JPS589262B2 JPS589262B2 JP51131528A JP13152876A JPS589262B2 JP S589262 B2 JPS589262 B2 JP S589262B2 JP 51131528 A JP51131528 A JP 51131528A JP 13152876 A JP13152876 A JP 13152876A JP S589262 B2 JPS589262 B2 JP S589262B2
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- Japan
- Prior art keywords
- fuel ratio
- air
- exhaust gas
- gas
- internal combustion
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- Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (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、内燃機関に供給する混合ガスの空燃比を目
標値に維持するための空燃比制御装置に関する。
標値に維持するための空燃比制御装置に関する。
一般に、通常の内燃機関では、供給した混合ガスの空燃
比とそれに由来する排出ガスの酸素濃度又は一酸化炭素
濃度との関係は、混合ガス中の燃料と酸素とが十分に反
応した場合は第１図に破線で示すようになる。
比とそれに由来する排出ガスの酸素濃度又は一酸化炭素
濃度との関係は、混合ガス中の燃料と酸素とが十分に反
応した場合は第１図に破線で示すようになる。
図中左側の右下り線ＣＯは一酸化炭素、右側の右上り線
０２は酸素に対応し、両濃度がともにＯである約１５の
空燃比が理論空燃比である。
０２は酸素に対応し、両濃度がともにＯである約１５の
空燃比が理論空燃比である。
しかして、理論空燃比の混合ガスが不完全燃焼したとき
由来する排出ガスの酸素濃度と一酸化炭素濃度の比は一
定と考えられる。
由来する排出ガスの酸素濃度と一酸化炭素濃度の比は一
定と考えられる。
次に、第２図に断面を示したように、酸化ジルコニウム
又は酸化すず４−１の片面に白金、４−２を塗布して白
金を塗布した側が排出ガスに反対側が大気にそれぞれ接
触するように配置し、両側の間に生ずる起電圧が、例え
ば第３図に示すように接触する排気ガスを由来した混合
ガスの空燃比により変化し、この変化が理論空燃比１５
近辺で急激におきるようにした、理論空燃比センサ４が
知られている。
又は酸化すず４−１の片面に白金、４−２を塗布して白
金を塗布した側が排出ガスに反対側が大気にそれぞれ接
触するように配置し、両側の間に生ずる起電圧が、例え
ば第３図に示すように接触する排気ガスを由来した混合
ガスの空燃比により変化し、この変化が理論空燃比１５
近辺で急激におきるようにした、理論空燃比センサ４が
知られている。
理論空燃比センサ４における上記の特性は、排出ガスを
由来した混合ガスの空燃比、従って排出ガスの酸素濃度
と一酸化ガス濃度の比に関係し、両濃度それぞれの値に
は実際上関係しないものと考えられている。
由来した混合ガスの空燃比、従って排出ガスの酸素濃度
と一酸化ガス濃度の比に関係し、両濃度それぞれの値に
は実際上関係しないものと考えられている。
第２図に示した理論空燃比センサ４に類似した構造を有
し、発生する起電力が排出ガスの酸素濃度と一酸化炭素
濃度の比、従ってそれを由来した混合ガスの空燃比の変
化に応じ除々に変るアナログ的センサが知られている。
し、発生する起電力が排出ガスの酸素濃度と一酸化炭素
濃度の比、従ってそれを由来した混合ガスの空燃比の変
化に応じ除々に変るアナログ的センサが知られている。
このものに比べ、理論空燃比センサは、大気圧変化や温
度変化の影響を受け難い点で優れているが、このまゝで
は、理論空燃比に外の空燃比を検出することができない
から、大気圧変化や温度変化に不感にすることと理論空
燃比以外の空燃比制御とを両立させることが困難であっ
たが、前記の優れた性質を有する理論空燃比センサを利
用して、理論空燃比以外の空燃比制御が可能な空燃比制
御装置を実現するものとして、内燃機関において、排気
マニホールドに側路として排出ガスを導く排出ガス通路
を設けてこれに理論空燃比センサ４を設けるとともに、
排出ガス通路において理論空燃比センサの上流に、そこ
を流れる排出ガスの流量に対して一定の比率で酸素、一
酸化炭素、ないしこれらを既知の濃度で含むガスを配合
する配合装置を設けて、目標値の空燃比を有する混合ガ
スに由来する排出ガスの場合に配合装置の下流のガスの
酸素濃度と一酸化炭素濃度の比を理論空燃比の混合ガス
に由来する排出ガスのそれと合致させ、内燃機関に混合
ガスを供給する混合気供給装置に混合ガスの空燃比を調
節する調節装置を設け、更に、前記理論空燃比センサの
信号に対応して前記調節装置を駆動させ、混合ガスの空
燃比を前記目標値に戻す制御回路部を設けた、内燃機関
の空燃比制御装置が提案された。
度変化の影響を受け難い点で優れているが、このまゝで
は、理論空燃比に外の空燃比を検出することができない
から、大気圧変化や温度変化に不感にすることと理論空
燃比以外の空燃比制御とを両立させることが困難であっ
たが、前記の優れた性質を有する理論空燃比センサを利
用して、理論空燃比以外の空燃比制御が可能な空燃比制
御装置を実現するものとして、内燃機関において、排気
マニホールドに側路として排出ガスを導く排出ガス通路
を設けてこれに理論空燃比センサ４を設けるとともに、
排出ガス通路において理論空燃比センサの上流に、そこ
を流れる排出ガスの流量に対して一定の比率で酸素、一
酸化炭素、ないしこれらを既知の濃度で含むガスを配合
する配合装置を設けて、目標値の空燃比を有する混合ガ
スに由来する排出ガスの場合に配合装置の下流のガスの
酸素濃度と一酸化炭素濃度の比を理論空燃比の混合ガス
に由来する排出ガスのそれと合致させ、内燃機関に混合
ガスを供給する混合気供給装置に混合ガスの空燃比を調
節する調節装置を設け、更に、前記理論空燃比センサの
信号に対応して前記調節装置を駆動させ、混合ガスの空
燃比を前記目標値に戻す制御回路部を設けた、内燃機関
の空燃比制御装置が提案された。
この発明は、前記配合装置の具体的構造に関するもので
次にこれを実施例に基づいて説明する。
次にこれを実施例に基づいて説明する。
第４図に全体、第５図に部分
を示した実施例は、内燃機関１の排気マニホールド２に
側路として排出ガスを導く排出ガス通路３を設け、排出
ガス通路３を通るガスに接触する位置に前記理論空燃比
センサ４を設け、排出ガス通路３において理論空燃比セ
ンサ４の上流にベンチュリ５を設けてある。
を示した実施例は、内燃機関１の排気マニホールド２に
側路として排出ガスを導く排出ガス通路３を設け、排出
ガス通路３を通るガスに接触する位置に前記理論空燃比
センサ４を設け、排出ガス通路３において理論空燃比セ
ンサ４の上流にベンチュリ５を設けてある。
６は、酸素、一酸化炭素又はこれを一定比率で含むガス
を加圧して充填したボンベ又はこれらの気体を圧送する
ポンプ等の配合ガス源で、これらのガスは減圧弁７で減
圧され、配合ガス通路８、調節絞り９を通ってベンチュ
リ５に連通している。
を加圧して充填したボンベ又はこれらの気体を圧送する
ポンプ等の配合ガス源で、これらのガスは減圧弁７で減
圧され、配合ガス通路８、調節絞り９を通ってベンチュ
リ５に連通している。
減圧弁７において、ダイヤフラム１０の下面は減圧され
た前記ガスの圧力を受け上面は導圧路１１を介して排気
マニホールド２における排出ガス通路３より上流の部分
１２の圧力を受け、上下両面の圧力差によりベルクラン
ク１３を介して弁体１４を駆動して、弁坐１５との間の
通路面積を加減し、配合ガス通路３での圧力を前記上流
１２での圧力に応動して変化させ、その結果、ベンチュ
リ５への排出ガスの流入量と、調節絞り９を通る混入ガ
スの流入量との比が所定値に保たれる。
た前記ガスの圧力を受け上面は導圧路１１を介して排気
マニホールド２における排出ガス通路３より上流の部分
１２の圧力を受け、上下両面の圧力差によりベルクラン
ク１３を介して弁体１４を駆動して、弁坐１５との間の
通路面積を加減し、配合ガス通路３での圧力を前記上流
１２での圧力に応動して変化させ、その結果、ベンチュ
リ５への排出ガスの流入量と、調節絞り９を通る混入ガ
スの流入量との比が所定値に保たれる。
従って、側路３、ベンチュリ５、配合ガス源６，減圧弁
１１、配合ガス通路８、調節絞り９等は、排気マニホー
ルド２を流れる排出ガスの流量に対して所定の比率で、
酸素又は一酸化炭素ないしこれらを高濃度で含むガスを
配合する配合装置１６を構成する。
１１、配合ガス通路８、調節絞り９等は、排気マニホー
ルド２を流れる排出ガスの流量に対して所定の比率で、
酸素又は一酸化炭素ないしこれらを高濃度で含むガスを
配合する配合装置１６を構成する。
そして、内燃機関１に供給される混合ガスの空燃比の目
標値を定め、混合ガスの空燃比がこの目標値である場合
にそれに由来する排出ガスに配合装置１６による一定比
率で、配合ガスを配合した場合に、その結果生じたガス
の酸素濃度と一酸化ガス濃度の比を、理論空燃比の混合
ガスに由来する排出ガスのそれと合致せしめてある。
標値を定め、混合ガスの空燃比がこの目標値である場合
にそれに由来する排出ガスに配合装置１６による一定比
率で、配合ガスを配合した場合に、その結果生じたガス
の酸素濃度と一酸化ガス濃度の比を、理論空燃比の混合
ガスに由来する排出ガスのそれと合致せしめてある。
このため、この装置において、理論空燃比センサ４は、
内燃機関１に供給される混合ガスの空燃比が目標値を通
って変化する時に信号を発する。
内燃機関１に供給される混合ガスの空燃比が目標値を通
って変化する時に信号を発する。
次に、内燃機関１に混合ガスを供給する混合気制御装置
としての気化器１７に、混合ガスの空燃比を調節する調
節装置として、主エアブリーダの空気の流通遮断を支配
する常閉時の電磁弁１８を設けてある。
としての気化器１７に、混合ガスの空燃比を調節する調
節装置として、主エアブリーダの空気の流通遮断を支配
する常閉時の電磁弁１８を設けてある。
１９は、第６図に示す回路を有する制御回路部で、前記
電磁弁１８を反覆時に、第７図に示すように、一定の作
動周期Ｔにおいて時間ｔの間のみ通電して空気を通し、
従って空気流量が、デューテイ比（ｔ／Ｔ）に比例する
ようにしてある。
電磁弁１８を反覆時に、第７図に示すように、一定の作
動周期Ｔにおいて時間ｔの間のみ通電して空気を通し、
従って空気流量が、デューテイ比（ｔ／Ｔ）に比例する
ようにしてある。
そしてデューテイ比（ｔ／Ｔ）がＯ〜１００％の範囲で
変化した場合、空燃比が第８図に示す通りに変化するよ
う、気化器１７における主エアブリードを定めてある。
変化した場合、空燃比が第８図に示す通りに変化するよ
う、気化器１７における主エアブリードを定めてある。
第６図の回路は、抵抗器４０１〜４１４、コンデンサ４
１５〜４１７、ダイオード４１８〜４１９、演算増幅器
４２０〜４２２、デューテイ比変換器４２３、発振器４
２４、トランジスタ４２５〜４２６により構成され、理
論空燃比センサ４の第９図の線図ａで示す信号を演算増
幅器４２０によりインピーダンス変換を行い、演算増幅
器４２１で低域濾波と増幅とを行い、演算増幅器４２２
、抵抗器４０８、コンデンサ４１７よりなる積分器で積
分してデューテイ比変換器４２３に入れ、その信号をト
ランジスタ４２５ ，４２６にてスイッチングさせ、調
節装置としての電磁弁１８をして調節させるものである
。
１５〜４１７、ダイオード４１８〜４１９、演算増幅器
４２０〜４２２、デューテイ比変換器４２３、発振器４
２４、トランジスタ４２５〜４２６により構成され、理
論空燃比センサ４の第９図の線図ａで示す信号を演算増
幅器４２０によりインピーダンス変換を行い、演算増幅
器４２１で低域濾波と増幅とを行い、演算増幅器４２２
、抵抗器４０８、コンデンサ４１７よりなる積分器で積
分してデューテイ比変換器４２３に入れ、その信号をト
ランジスタ４２５ ，４２６にてスイッチングさせ、調
節装置としての電磁弁１８をして調節させるものである
。
この制御回路部１９によると、内燃機関１に供給される
混合ガスの空燃比が目標値より低い、即ち混合ガスの燃
料濃度が高過ぎると、理論空燃比センサ４の信号電圧が
高く、第９図の線図ｂに示すように、積分器４２２，４
０８，４１７の出力電圧が次第に上昇し第９図の線図Ｃ
に示すようにデューテイ比（ｔ／Ｔ）は次第に大きくな
り電磁弁１８の空気流量が次第に増加し空燃比を復帰さ
せる。
混合ガスの空燃比が目標値より低い、即ち混合ガスの燃
料濃度が高過ぎると、理論空燃比センサ４の信号電圧が
高く、第９図の線図ｂに示すように、積分器４２２，４
０８，４１７の出力電圧が次第に上昇し第９図の線図Ｃ
に示すようにデューテイ比（ｔ／Ｔ）は次第に大きくな
り電磁弁１８の空気流量が次第に増加し空燃比を復帰さ
せる。
空燃比が目標値より高い、即ち混合ガスの燃料濃度が低
過ぎると理論空燃比センサ４の信号電圧が低く、第９図
の線図ｂで示すように積分器４２２ ，４０８ ，４１
７の出力電圧は次第に下降し、第９図の線図Ｃに示す
ようにデューティ比（ｔ／Ｔ）は次第に小さくなり、電
磁弁１８の空気流量が次第に減少し空燃比を復帰させる
。
過ぎると理論空燃比センサ４の信号電圧が低く、第９図
の線図ｂで示すように積分器４２２ ，４０８ ，４１
７の出力電圧は次第に下降し、第９図の線図Ｃに示す
ようにデューティ比（ｔ／Ｔ）は次第に小さくなり、電
磁弁１８の空気流量が次第に減少し空燃比を復帰させる
。
このようにして、内燃機関１に供給する混合ガスの空燃
比が目標値を通って変化する時理論空燃比センサ４が発
する信号を受けて、制御回路部１９が、調節装置として
の電磁弁１８を駆動し、主エアブリードの空気流量を調
節して混合ガスの空燃比を目標値に戻す。
比が目標値を通って変化する時理論空燃比センサ４が発
する信号を受けて、制御回路部１９が、調節装置として
の電磁弁１８を駆動し、主エアブリードの空気流量を調
節して混合ガスの空燃比を目標値に戻す。
この実施例において、配合装置１６により、排出ガスの
０、１倍の空気を混入した場合と、０．２倍の一酸化炭
素を混入した場合との、混合ガスの空燃比に対する理論
空燃比センサ４の起電圧特性は、第３図にそれぞれ、実
線及びさ線で示した通り、目標空燃比をそれぞれ１３．
５及び、１６．５とした場合に相当する。
０、１倍の空気を混入した場合と、０．２倍の一酸化炭
素を混入した場合との、混合ガスの空燃比に対する理論
空燃比センサ４の起電圧特性は、第３図にそれぞれ、実
線及びさ線で示した通り、目標空燃比をそれぞれ１３．
５及び、１６．５とした場合に相当する。
この発明によると、理論空燃比センサ４を使用したから
、排出ガスの温度や大気圧等の外部条件に影響されず従
って補償装置が不要であるし、配合装置１６を使用した
から、理論空燃比以外の空燃比を目標値とする空燃比制
御装置を実現することができしかも構造が簡単である。
、排出ガスの温度や大気圧等の外部条件に影響されず従
って補償装置が不要であるし、配合装置１６を使用した
から、理論空燃比以外の空燃比を目標値とする空燃比制
御装置を実現することができしかも構造が簡単である。
第１図は内燃機関に供給する混合ガスの空燃比とそれに
由来する排出ガスの酸素濃度や一酸化ガス濃度との関係
を示す線図、第２図は理論空燃比センサの一実施例の断
面図、第３図は理論空燃比センサとこの発明の装置の空
燃比に対する起電圧を示す線図、第４図はこの発明の全
体的原理図、第５図は配合装置の原理図、第６図は制御
回路部の回路図、第７図は制御回路部による主エアブリ
ード用常閉電磁弁の作動周期Ｔと開弁時間ｔとの関係を
示す線図、第８図はデューテイ比（ ｔ／Ｔ）と空燃比
との関係を示す線図、第９図は制御回路部の作動説明線
図である。 １・・・・・・内燃機関、２・・・・・・排気マニホー
ルド、３・・・・・・排出ガス通路、４・・・・・・理
論空燃比センサ、５・・・・・・ベンチュリ、７・・・
・・・減圧弁、９・・・・・・絞り、１６・・・・・・
配合装置、１７・・・・・・混合ガス供給装置、１８・
・・・・・調節装置、１９・・・・・・制御回路部。
由来する排出ガスの酸素濃度や一酸化ガス濃度との関係
を示す線図、第２図は理論空燃比センサの一実施例の断
面図、第３図は理論空燃比センサとこの発明の装置の空
燃比に対する起電圧を示す線図、第４図はこの発明の全
体的原理図、第５図は配合装置の原理図、第６図は制御
回路部の回路図、第７図は制御回路部による主エアブリ
ード用常閉電磁弁の作動周期Ｔと開弁時間ｔとの関係を
示す線図、第８図はデューテイ比（ ｔ／Ｔ）と空燃比
との関係を示す線図、第９図は制御回路部の作動説明線
図である。 １・・・・・・内燃機関、２・・・・・・排気マニホー
ルド、３・・・・・・排出ガス通路、４・・・・・・理
論空燃比センサ、５・・・・・・ベンチュリ、７・・・
・・・減圧弁、９・・・・・・絞り、１６・・・・・・
配合装置、１７・・・・・・混合ガス供給装置、１８・
・・・・・調節装置、１９・・・・・・制御回路部。
Claims (1)
- １ 内燃機関において、排気マニホールドに側路として
排出ガスを導く排出ガス通路を設けてこれに理論空燃比
センサ４を設けるとともに、排出ガス通路において理論
空燃比センサの上流に、そこを流れる排出ガスの流量に
対して一定の比率で酸素、一酸化炭素、ないしこれらを
既知の濃度で含むガスを配合する配合装置を設けて、目
標値の空燃比を有する混合ガスに由来する排出ガスの場
合に配合装置の下流のガスの酸素濃度と一酸化炭素濃度
の比を理論空燃比の混合ガスに由来する排出ガスのそれ
と合致させ、内燃機関に混合ガスを供給する混合気供給
装置に混合ガスの空燃比を調節する調節装置を設け、更
に、前記理論空燃比センサの信号に対応して前記調節装
置を駆動させ、混合ガスの空燃比を前記目標値に戻す制
御回路部を設けた、内燃機関の空燃比制御装置であって
、前記配合装置を構成するために、前記排出ガス通路に
おいて理論空燃比センサの上流にベンチュリを設け、排
気マニホールドにおいて前記排出ガス通路より上流の圧
力に応動して配合すべきガスの圧力を変化させる減圧弁
を設け、この減圧弁で減圧した配合すべきガスを絞りを
介して前記ベンチュリに流入させる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 |
|---|---|---|---|
| JP51131528A JPS589262B2 (ja) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51131528A JPS589262B2 (ja) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5356421A JPS5356421A (en) | 1978-05-22 |
| JPS589262B2 true JPS589262B2 (ja) | 1983-02-19 |
Family
ID=15060165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51131528A Expired JPS589262B2 (ja) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589262B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60108464U (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-23 | 川崎製鉄株式会社 | 溶融金属容器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5012427A (ja) * | 1973-06-05 | 1975-02-08 | ||
| DE2460066C3 (de) * | 1974-12-19 | 1981-08-06 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Brenstoff-Luftverhältnisses einer Verbrennung |
-
1976
- 1976-11-01 JP JP51131528A patent/JPS589262B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60108464U (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-23 | 川崎製鉄株式会社 | 溶融金属容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5356421A (en) | 1978-05-22 |
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