JPS5928046A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

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JPS5928046A
JPS5928046A JP12689082A JP12689082A JPS5928046A JP S5928046 A JPS5928046 A JP S5928046A JP 12689082 A JP12689082 A JP 12689082A JP 12689082 A JP12689082 A JP 12689082A JP S5928046 A JPS5928046 A JP S5928046A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
heater
control
bias voltage
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Application number
JP12689082A
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JPS6227258B2 (ja
Inventor
Takeshi Kitahara
剛 北原
Kimitake Sone
曾根 公毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5928046A publication Critical patent/JPS5928046A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493Details
    • F02D41/1495Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system

Landscapes

  • 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)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、(1関に供給りるifd合気の空燃比を制鶴
11する装面に関する。
(1関に供給りる11を合気の空燃比(、−粕+、ct
 J、<I I l?j:舶である111(論空燃比に
制御づるために、IJI気系にM素しンリをt々(ノC
,空燃比ど畜jヰなイ++ 11111!I +tsを
をもつ排気中の酸素d)9爪に応じて燃石供給帛を一ノ
イードバック制till !Jル装置i’、fが9Jl
 ラ*t−(イル、。
この空燃比制御に用いられる醇Aルンリは、例えば第1
図に示で)J、うに4111成され(いる(1、″を聞
昭54−−l 64191用公報参照)。
これは耐索淵度に応じ°C起rh力を発1I−Jる一杯
のM素電池のljハ1111を応用したしの−(・あっ
て、アルミナ基板1には酸素イAン伝l!r性の固14
\yh¥1!〆:C![りがBr)状に固着され、この
固体°電解VT 5の両面に内側?tjl船J3と外側
電極4が積層されく)。
そして、これらを外側から包み込むようにしで、排気ガ
スを通過さUる保ム(を多孔体6か設cツノ3れる。1
なお、アルミナ基板1の内部には、固体’rLi解質5
の活↑(1化のため、これを加熱°づるニクC+7!1
 $ijl <hどのヒーター2がJlめ込まれる一方
、前記電極4(3L端子S、Ii″i1じく電極3(3
L端子E、またヒーター2は端子11どE間にそれぞれ
結線される。
このにうな1駿素レンザを、排気管の内部に配置すると
、1)1気ガスは保護多孔体6を通過して固体電解?!
15の表面に到達する。固体電解質5はその両面の酸素
818度差にもとづいて起電力を発生ずるb O) ”
C”、この起電力は電極3と4間の電イずl差としC取
り出Jことができる。
第2図にも示゛りが、理論空燃比にリ−し稀薄leT混
合気の燃焼にbどづぎ排気中に余剰酸素が含まれていた
どりるど、この酸素はまず固体電解質5の表面(外側電
極4)に到達し、次いで固体電解質5をM ltiイA
ンどして内側へど伝う〃シ、ある時間遅れをもって裏面
(内側電極3)へと到達する。
したがって、固体電FJ¥ fft[5の両面に酸素淵
瓜差を生じている間、その内部を酸素イオンが移動し、
電極3ど4との間に起電力による電位斧が発生りる。
この起電力は固体電解質5の両面のM素濃度差がなくな
り、酸素イオンの移動が行なわれなくなこのJ、うな(
希ii9+IJ百ジーのi人態り目らンlia flJ
合気の状態へと変4つり、υ1気中に余剰酸素が含、1
.れなくイするど、固体7ii解Y′i 5を挾んで両
面の酸素1118頂は逆転し・、りな4つら内側電極J
3側に残存酸素があって、外側電(〜4側のl′l々系
は保護多孔1Δ−6を通しく’ il、it oQ消失
Mる。
このため、固イホ電解′Z95の内部を移動りる1冑糸
イΔンの移動方向がjグど<fす、?hl[3と1どの
間に発生Jる起電力0反転、つまり負側に1“14)す
る^弓 ?し1 ツノ が 光 生 1 る 。
これをあられしたのが第2図であ−>”C1娼i子1の
辻1位を基11先に覆ると、出力となるGgf子Sの’
?Iji (il(J、混合気の稀ii911、〜ど過
IHH時とでは逆ツノ向に変化りるのである。しlこが
−)て9洲子]二を1妄地Jるどイイ71:i位に(7
るため、出力となる1)0記9;:;了Sの電位はこれ
をjii IIIに正側ど負側に振れることになる。と
ころで、この出力佑エラは空燃比の制御を行くjう制御
回路へと送られるが、このJ:うな反転性11を有する
出力信号の処理は、正側、負側の出力に対応して各々止
ど負の2種類の電源が必要である。しかしく7から、自
動車イ1どで番よ、通常単一の電源しか備えていイjい
ため、これをでのまま用いた場合にt、t iT負の出
力のうノう片方のみしか取り出すことができない3゜ そこで、端字]日に対して所定飴以上の正のバ、rアス
電圧を加え、この7tf位をもって酸素温度判定の晶Q
(fft位どじ、かつこの基準電位が、ヒーターを流れ
る電流の変’lJh Eかかわらず常に一定とhるにう
に保持JることにJ、す、空燃比の稀?19側、通出側
のいずれの出力変化し適正に取り出せるようにした空燃
比制御1Piiii7が第3図である。
tlli ft’+レンリ“10は固体電解質5並びに
両電極3゜71(i?’! 1図参照)を含むレンリ部
11と、レンリ部11を加熱J°るじ一ター2どから構
成されている。 レンリ゛部11並びにヒーター2のア
ース側IU端子[ヨに、ヒーター2は端子1−1を介し
てバッテリ′■の?1λ源14の正端子に、il、たレ
ノ9部11は端子Sを介して制御回路15にそれぞれ接
続される。
前記端子「とアース間にはタイオードI 3が介装され
、端子〔の電位が少なくとしレンリ部゛11の出力(セ
ンリ出、力)の塁11(lll′Iがらの1Ilv l
l’i°+l lll′+ J:りも高くなるように、
端子1三の電(rl、 1.Lダ−1’ A−ド13の
両端にかがる電丹分だ1〕かさ上げされ、11のバイア
ス電1王が加えられている。
以十の構成に、1夕いて、ヒンリ゛出力が)12合気の
稀’t’+’r If!’lど通出側とで上下に1辰れ
ることは、第゛1図V1しびに第2図で説明しlJ通り
であるが、クーrA−ド133の7d斤電流1!j1ノ
CI、’ ;’l’! 6図の(Δ)に承り、J、うに
、タイΔ−1・i 、11.1. Il:’lノ゛i向
1!’l 、+I: 71:i j、E (例えば0゜
7V)以上ノflj 月’、がかカロど’!P ノ+j
 L、/、轡通If> +、iある範囲内<rらぽ71
:i流が多少変動しcし、宙0は[1ぽ一定レベルに(
イ: J、′jされる(同1?Iで1.1.約(’)、
r)V)ので、この電L1分だ1ノ、端子]三の電位が
相、NJ的にかさ上げされ、かっこの基lit、電位(
411、ヒーター2を流れる電流の変動にかが4つらヂ
常に一定どイする。。
したがって、山ンリ出ツノはこのh(1)ξ電位を中心
に上下に振れることになり、11シ合気ツノ(J/! 
ii’/ fll’l #す)過1農側へ変化し、これ
に伴なっ′C☆i1C1i子1の起電力が上!+1!−
電位から減少してム常に正の電圧となり、またこのIG
 1%電位は常に一定値に保たれるので、制御回路15
はこの出力変化を精度に<どらえることができる。
どころか、ヒーター2のアース線等が断線してヒーター
電流が零どイrつたよう1.r揚台、ダイオード1ご3
による!i!+ll+電位を一定に保つ作用は失われて
しまうが、このどぎでもセンリ一部11の起電力あるい
は制御回路15からの微少な電流が存在して、13す、
ダイΔ−ド′13には順方向阻止電圧以下でdつっても
ごくわずかながら電流が流れるため、端子]三の電位は
Wりど41らず、この断線を端子Eの電位から検出Jる
ことは容易ではない。
この時のレンリ°出力の様子を第4図に示1と、ヒータ
ー2のアース粉雪が[(71線した一1°11,1点以
降、ヒンリー出力が不安定どなり、この領域で1よ最早
11q索濶11差に比例した出力変化どはいえず、誤っ
た空燃比制御が行なわれるという問題があった。
本発明は、バイアス?FE ffを印+111−iJる
ダイオードにtit抗を並+lI接続し、この並列接続
によるバイアス電j1.を・比較器にJ、す、l、! 
ill、賄ど比較(きU、ハr]′ス電圧が阜)1’−
1i白J:りし11(い、グイgわメ5じ一ターのアー
ス線竹に断わ;)がある場合は、レンリ出力にJ、る空
燃比フィードバック制御を停止してΔ−ブンループ制田
1に切り換えることにJ:リト記問題貞を解決すること
を1]1的と覆る。
以下、本発明の 実施例を図面に7.! ::jい(1
ifll明りるが、第3図ど同一(111成要索にl;
L bJ −初号をイ・j(]て示R’ 第5図で10はレンリ部11どヒーター2からJ+’4
成される11!!晃レンリ、′1/1はバッテリ6I7
の電源、13はグイA−1・である、。
11(抗1Gをタイオード13ど並列に1(2わcし、
このjlf; 91+接続にJ、るバイアスtu IT
’、 (Ni1f了トの’rli 11’/ )を1[
、較器17に人力する。
比較器17は基準値(基準電圧)とバイアス電Fl:ど
を比十☆し、パイツノスフ株ノ〔が基L((f+自にす
b i!%いどぎはハtレベル信号を、バイアス電圧が
!+! )l(値よりも低いどぎはに1−レベル信号を
それぞれ出力Jる。この’A tl!i lil’、+
は、ヒーター2に電流が流れている11′Hの端子1三
の電圧11「]と流れχいない時の端子1三の電圧値と
の中間の電f「舶、例えばダイオード13と抵抗16の
並列接続ににる電圧電流性1/Iが、第6図の([3)
に示されるような特14である場合では0.6V稈度と
りればにい。
制御回路15は比較器17からの信号を入力し、比較器
]7からの(;:;3jjがハイレベルのとぎtit 
tンり部−11か1うの出力(ヒンリ出力)に!14づ
いて空燃比のノr−Fバック制御(11を行ない、比較
器17/)日らの1a号が[1−レベルの時は)「−ド
パツク制allを停止してA−プンルーブ制御に1I7
1換えるj;うにしである。
次に作用を説明−りる、。
クーfΔ−−ド1ζ3ど抵抗″JJ6の並列接続ににる
電EE電流特1(Iは第6図の(13)のようになり、
ヒーター2に電流が流れている状態(曲線のうらS′L
ら上がっている領域)では、ヒーター電流の変動にかが
4つらず安定したバイアス電圧が得られてJ5す、この
バイアス電F【−(ま3+! tl値よりも高いため、
比較器17はハイレベルの信号を出力し、制御回路15
ではけンリ出力に基づ゛さ空燃比のフィー1−バック制
り11を行な−)でいる。
この状態ぐじ一ター2のアース線費の断線にJ。
リヒーター2に電流が流れイfくなり、グー(A−ド1
3ど抵抗16の並列接続に流れ込む電流かレンリ゛部1
1 、アルイl:L制御回路15 h1+5 )微少’
rlii%jのみどなると、第0図の(1″S)に示i
J J、うイr、タイオード13ど抵抗゛16の並列接
続のむ)つ電10・h流R性にJ、す、バ、イアス、電
j1(、目、1どんと零に41−る。
このため、比◆☆器′17が、こ0月よとんど零のパイ
1ス電圧と2J tll−蛸を比較し、1]−レベル(
1じJを出力Jる。制611回路1;)はこのローレベ
ル(,4F、、j +JLルづきフィードバック制御を
やめ、Δ−ブンルーブ制衝1に切り換える。
従って、1171線にJ、る誤った空燃比制御の状態【
J回避される。
第7図は、II; 1j、&讃;17からの償)・3を
直接制御回路15に入力1′と)代わりに、端子Sと制
御211回路15の間にアナログスイッヂ18を接続し
、これに比較器17からの信号を入力し、バイアス′r
l’i圧が!i4 ’t(11自よりし高いどぎIJス
イップー1ε3をA)(こ、バイア/スミ圧がill^
値よりも低いときはオンにしてレンリ出力をアースする
J、うにした他の実h11例で、第55図と同一構成Q
r素には同一符号をイζjして示づ゛。
<3−お、制御回路15は、レンザ出力が零のどきは)
r−ドパツク制御をオーブンループ制御に切り換えるよ
うにしている。
この場合は、ヒーター2のアース線等の断線によりバイ
アス電圧が易γt1・値より6低く<Tす、比較器;1
7がスイッチ18をオンにJoると、ヒンリ出力は第E
3図のようにスイッチ18をオンされた1゛時貞からア
ースされるため零どなり、この信号に準1もづぎ制υ1
1回路15はフィードバック制tilllをA−ブンル
ーブ制御に切り換える。
以上のJ、うに本発明にJ:れば、バイアス電圧を印加
Jるダイオードど並列に接続する抵抗と、このiM、列
接続ににるバイアス電II−ど長壁11r1を比較Jる
比較器どを設(プ、′バイアス電圧が曇1114値にり
低い場合1;L 酸素レンリ゛による空燃比フィードバ
ック制御をΔ−プンルーブ制御に切り模λイ)J、−)
にlノたので、ヒーターのアース線等の断線による誤っ
た空燃比制御211を回1n−c・きるどどしに、比較
器がらの信用をパイ[lットランブに表示Jるなど覆る
ことにJ、す、ヒーターのJ)−スわj)笠の断線を検
出Cきるという効果が1!Iられる。
図面のl!j’l lIiな説明 第1図はハ■lンリ゛の断面図、匍j2図131その出
力特性を示づM(開国、第3図は従来の空燃比制御装置
79の回路図、:xs /I図はレンリ出力の作用に2
明図、第5図は本発明の一実施例を示づ空燃比制御装面
の回路図、第6図【よダイ、t−1”単体の場合ど抵抗
を並列接続した場合のイれぞれの電圧電流特性を示−り
図、第7図は本発明の他の実施例を示り空燃比制御”l
r fiffの回路図、418図はセンリ出力の作用説
明図である。
2・・・ヒーター、10・・・酸素レンリ、11・・・
レンリ一部、13・・・ダイオード、15・・・制御回
路、1(3・・・抵抗、17・・・比較器、18・・・
アナログスイッチ。
第1図 第2図 time  −一 第3図 第5図 電 圧    (V)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸素イオン化78 f’lの固体電解質とその両面に形
    成した電極と前記固体電解質を加熱づるヒーターとを俯
    1え固体電解質の両面の酸素濃度差に塁づいて発生ザる
    起電力を電極間から取り出づ酸素レンリ−と、この酸素
    ヒンリの出力にJ:って検出される1)1気中のM 累
    11f1度に応じて空燃比をフィードバック制till
    りる制御回路と、前記電極のうら接地側の電極に所定1
    直以」ニの正のバイアス電圧を印加づるダイオートどを
    備えた空燃比制御装置に83いて、+VJ記タイオー1
    :゛と並列に接続J°る抵抗と、この並列接わCににる
    バイアス電1■−と阜Q(lKjを比較Jる比較器どを
    設(−〕、バイアス?IJT:が1.# tl(Iil
    ′i J、リイ代い」4合は酸素しンリによる空燃比フ
    ィードバックflil制御をオーブンループ制御に切り
    換えるにうにしたことを特11夕とりる空燃圧制(;1
    1装胃。
JP12689082A 1982-07-21 1982-07-21 空燃比制御装置 Granted JPS5928046A (ja)

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JPS6227258B2 JPS6227258B2 (ja) 1987-06-13

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4724815A (en) * 1986-03-27 1988-02-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System of abnormality detection for oxygen concentration sensor
US5090387A (en) * 1989-08-30 1992-02-25 Robert Bosch Gmbh Method and arrangement for checking the operational capability of an exhaust-gas probe heater and the supply system thereof
JP2005265444A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Stanley Electric Co Ltd 光検出装置及び光検出方法

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JP2005265444A (ja) * 2004-03-16 2005-09-29 Stanley Electric Co Ltd 光検出装置及び光検出方法

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