JPS6098142A - 空燃比制御装置 - Google Patents
空燃比制御装置Info
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- JPS6098142A JPS6098142A JP20711783A JP20711783A JPS6098142A JP S6098142 A JPS6098142 A JP S6098142A JP 20711783 A JP20711783 A JP 20711783A JP 20711783 A JP20711783 A JP 20711783A JP S6098142 A JPS6098142 A JP S6098142A
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- Japan
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- fuel ratio
- air
- current
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- oxygen sensor
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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
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
- F02D41/1488—Inhibiting the regulation
- F02D41/1489—Replacing of the control value by a constant
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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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はエンジンの空燃比制御装置、詳しくは流し込み
電流の値に応じた空燃比で出力電圧の急変する酸素セン
サを用いた空燃比のフィ４、々ツク制御装置に関する。
電流の値に応じた空燃比で出力電圧の急変する酸素セン
サを用いた空燃比のフィ４、々ツク制御装置に関する。
近時、エンジンの吸入混合気のを燃比を精度よく目標値
に制御するために、排気系に酸素センサを設けて空燃比
と相関関係をもつ排気中の酸素濃度に応じて燃料供給量
をフィートノ々ツク制御している。
に制御するために、排気系に酸素センサを設けて空燃比
と相関関係をもつ排気中の酸素濃度に応じて燃料供給量
をフィートノ々ツク制御している。
また、最近では省エネルギーの観点から燃費の向上を図
るために、エンジンを希Ｒ１７混合気燃焼させるような
空燃比のフィートノぐツク制御が試みられており、その
ため理論空燃比より希薄な空燃比（以下、リーン空燃比
と（・う）を検出できる酸素センサが開発されている。
るために、エンジンを希Ｒ１７混合気燃焼させるような
空燃比のフィートノぐツク制御が試みられており、その
ため理論空燃比より希薄な空燃比（以下、リーン空燃比
と（・う）を検出できる酸素センサが開発されている。
従来のこの種の酸素センサとしては、例えば特開昭５６
−８９０５１号公報に記載されたものがある。そして、
このような酸素センサを用いて空燃比を制御するものと
しては、例えば本出願人が先に出願した［空燃比ｆｌＩ
Ｕ御装置」（特願昭５８−７９０３２）があり、第１図
のように示すことができる。
−８９０５１号公報に記載されたものがある。そして、
このような酸素センサを用いて空燃比を制御するものと
しては、例えば本出願人が先に出願した［空燃比ｆｌＩ
Ｕ御装置」（特願昭５８−７９０３２）があり、第１図
のように示すことができる。
第１図にお（・て、１は酸素センサであり、酸素センサ
１は酸素濃度に応じて起電力を発生ずる一種の濃淡電池
の原理を応用したもので、起電力を表わす電源ｅと内部
抵抗Ｒｓにより示される。この酸素センサ１は第２図に
詳細を示すように構成されている。すなわち、第２図に
お（・て、２はアルミナ基板であり、アルミナ基板２上
には内側電極（基７ｖ“電極）３が設けられてし・る。
１は酸素濃度に応じて起電力を発生ずる一種の濃淡電池
の原理を応用したもので、起電力を表わす電源ｅと内部
抵抗Ｒｓにより示される。この酸素センサ１は第２図に
詳細を示すように構成されている。すなわち、第２図に
お（・て、２はアルミナ基板であり、アルミナ基板２上
には内側電極（基７ｖ“電極）３が設けられてし・る。
内側電極３は酸素イオン伝導性の固体’ｌ′Ｎ、解質４
で包持されており、この固体電解質４を挾んで内側電極
３と対向する位置に外側電極（酸素測定電極）５が積層
されている。そして、これらアルミナ基板２、内側電極
３、固体電解質４および外側電極５は多孔質保護層６に
よって被覆されており、アルミナ基板２内には固体電解
質４の活性を保つように適温に加熱するヒータ７が内蔵
されている。内側’ｆＲ軸３ Ｋは彼達する電流供給回
路８から抵抗１１．Ｂを介して流し込み電流Ｉｓが供給
されており、この流し込み電流ＩＳは内側電極３に基準
１１り素分圧Ｐａを発生させる。一方、外側電極５にお
ける酸素分圧Ｐｂは被測定ガスの有する酸素分圧であ・
す、これらの酸素分圧Ｐａ、ＰｂＫ基づいて両電極間に ＩＬＴＩノ。
で包持されており、この固体電解質４を挾んで内側電極
３と対向する位置に外側電極（酸素測定電極）５が積層
されている。そして、これらアルミナ基板２、内側電極
３、固体電解質４および外側電極５は多孔質保護層６に
よって被覆されており、アルミナ基板２内には固体電解
質４の活性を保つように適温に加熱するヒータ７が内蔵
されている。内側’ｆＲ軸３ Ｋは彼達する電流供給回
路８から抵抗１１．Ｂを介して流し込み電流Ｉｓが供給
されており、この流し込み電流ＩＳは内側電極３に基準
１１り素分圧Ｐａを発生させる。一方、外側電極５にお
ける酸素分圧Ｐｂは被測定ガスの有する酸素分圧であ・
す、これらの酸素分圧Ｐａ、ＰｂＫ基づいて両電極間に ＩＬＴＩノ。
Ｅ二□・１１］□ ・・・・・・・・・■４に’ Ｐｂ
但し、１Ｌ＝気体定数、 ′１゛：絶対温度■°゛：フ
ァラデイ定婆文 なるネルンストの式により表わされる起電力１弓が発生
ずる。そして、この起？ｊｊ力１・］は所定の空燃比を
境として希薄側から過濃側に切り換ったとき、プラス側
へ大きく急変化し、そのリノり換り空燃比は前記流し込
み電流ＩＳＯ値により変化する。また、酸素センサ１は
内部抵抗ＩＬｓを有しており、この内部抵抗Ｉ（、ｓは
酸素センサ１の活性状態に応じて変化する。
ァラデイ定婆文 なるネルンストの式により表わされる起電力１弓が発生
ずる。そして、この起？ｊｊ力１・］は所定の空燃比を
境として希薄側から過濃側に切り換ったとき、プラス側
へ大きく急変化し、そのリノり換り空燃比は前記流し込
み電流ＩＳＯ値により変化する。また、酸素センサ１は
内部抵抗ＩＬｓを有しており、この内部抵抗Ｉ（、ｓは
酸素センサ１の活性状態に応じて変化する。
再び第１図に′１６いて、酸素センサ１の起電力ｅは内
部抵抗ＪＡＳを通して酸素センサ出力Ｖｓとして外部に
取り出されており、この出力Ｖｓが切り換り空燃比で急
変するときの上限と下限の中間の１Ｌ圧値（以下、急変
点出力Ｖｓｐという）は流し込み電流ＩｓＯ値に比例し
て高くなる。これはｌｙ素セセンエが内部抵抗Ｒｓを有
しており、この内部抵抗几Ｓによる電圧上昇分Ｒ，ｓ・
■Ｓが加わるからである。すなわち、流し込み電流Ｉｓ
が供給されているときの急変点出力Ｖｓｐは次式■に
より示される。
部抵抗ＪＡＳを通して酸素センサ出力Ｖｓとして外部に
取り出されており、この出力Ｖｓが切り換り空燃比で急
変するときの上限と下限の中間の１Ｌ圧値（以下、急変
点出力Ｖｓｐという）は流し込み電流ＩｓＯ値に比例し
て高くなる。これはｌｙ素セセンエが内部抵抗Ｒｓを有
しており、この内部抵抗几Ｓによる電圧上昇分Ｒ，ｓ・
■Ｓが加わるからである。すなわち、流し込み電流Ｉｓ
が供給されているときの急変点出力Ｖｓｐは次式■に
より示される。
Ｖｓ ｌ） ＝ Ｖ（、＋ Ｒ５−１，ｓ −−−−・
−−−−■但し、Ｖｏ：流し込み電流が零のとき の急変点出力 したがって、例えば取素センサ１にセンサ出力Ｖｓ が
常に名、変点出力■Ｓｐとなるように流し込み電流Ｉｓ
を供給すると、この流し込み電流【Ｓの値は切り換り空
燃比に対応した大きさとなる。すなわち、流し込み電流
ＩＳと切り換り空燃比（言い換えれば、排気中の酸素濃
度）とは第３図に示すよ５に１：Ｉの関係で表わされ、
流し込み電流Ｉｓ の値を検出することにより現空燃比
を検出することができる。
−−−−■但し、Ｖｏ：流し込み電流が零のとき の急変点出力 したがって、例えば取素センサ１にセンサ出力Ｖｓ が
常に名、変点出力■Ｓｐとなるように流し込み電流Ｉｓ
を供給すると、この流し込み電流【Ｓの値は切り換り空
燃比に対応した大きさとなる。すなわち、流し込み電流
ＩＳと切り換り空燃比（言い換えれば、排気中の酸素濃
度）とは第３図に示すよ５に１：Ｉの関係で表わされ、
流し込み電流Ｉｓ の値を検出することにより現空燃比
を検出することができる。
そこで、現空燃比に対応する急変点出力Ｖｓｐを目標電
圧Ｖａとして設定しくＶａ二ＶＳＩ）とし）、センサ出
力ｖＳ がこの目標電圧Ｖａ となるように流し込み電
流Ｉｓ を供給して、その′亀１５ｔｔ値を検出するこ
とにより、現空燃比を検出して℃・る。
圧Ｖａとして設定しくＶａ二ＶＳＩ）とし）、センサ出
力ｖＳ がこの目標電圧Ｖａ となるように流し込み電
流Ｉｓ を供給して、その′亀１５ｔｔ値を検出するこ
とにより、現空燃比を検出して℃・る。
すなわち、流し込み電θｉｊ ｌ ｓの値は抵抗１（、
Ｂの両端間の電圧降下として電θ１し値検出回路９によ
り検出されており、電流値検出回路９はオペアンプＯＰ
Ｉ、（ＪＰ２および抵抗Ｊｔｌ、Ｉも２．１も３．１も
４より構成されている。この電０１仁値検出回路９は流
し込み電流Ｉｓの値を抵抗Ｉ＋、、の両舊１．１間の′
、Ｉ。
Ｂの両端間の電圧降下として電θ１し値検出回路９によ
り検出されており、電流値検出回路９はオペアンプＯＰ
Ｉ、（ＪＰ２および抵抗Ｊｔｌ、Ｉも２．１も３．１も
４より構成されている。この電０１仁値検出回路９は流
し込み電流Ｉｓの値を抵抗Ｉ＋、、の両舊１．１間の′
、Ｉ。
圧降下として測定し電圧信号■１ を出力している。電
流供給回路８はオペアンプＯＰ３、（月）４、ＯＦ２お
よび抵抗Ｒ５、Ｉも６、Ｉも７、Ｉも８．１も９．１も
１０より構成されており、酸素センサ出力Ｖｓか次式■
で与えられる目標電圧Ｖａとなるように流し込み電流Ｉ
ｓを供給して℃・る。
流供給回路８はオペアンプＯＰ３、（月）４、ＯＦ２お
よび抵抗Ｒ５、Ｉも６、Ｉも７、Ｉも８．１も９．１も
１０より構成されており、酸素センサ出力Ｖｓか次式■
で与えられる目標電圧Ｖａとなるように流し込み電流Ｉ
ｓを供給して℃・る。
Ｖａ ＝■ｏ’＋ ｋ Ｖｉ・・・・・・・・・■但し
、ｋ：定数 ｖｏ二流し込み電流Ｉｓが零のと きの電流値検出回路９の出 力■１ すなわち、電流供給回路８は電蝕電圧１５Ｖを抵抗Ｒ５
，１モロで分圧して」二記■式中の■。に和尚する基準
電圧Ｖ。を設定するとともに、この基準電圧Ｖ。Ｋ電流
値検出回路９の出力Ｖｉを定数１（倍した電圧を加算す
ることにより目標電圧Ｖａを決定し、オペアンプＯＰ５
により酸素センサ出力Ｖｓが目標電圧Ｖａ と一致する
ように流し込み％ａ Ｉ Ｓを制御している。なお、定
数Ｉ（（」内部抵抗Ｉｔ、 ｓによる電圧上昇分Ｒ，ｓ
・Ｉｓの」−乗せを補償するため、次式〇が成立する値
に設定される。
、ｋ：定数 ｖｏ二流し込み電流Ｉｓが零のと きの電流値検出回路９の出 力■１ すなわち、電流供給回路８は電蝕電圧１５Ｖを抵抗Ｒ５
，１モロで分圧して」二記■式中の■。に和尚する基準
電圧Ｖ。を設定するとともに、この基準電圧Ｖ。Ｋ電流
値検出回路９の出力Ｖｉを定数１（倍した電圧を加算す
ることにより目標電圧Ｖａを決定し、オペアンプＯＰ５
により酸素センサ出力Ｖｓが目標電圧Ｖａ と一致する
ように流し込み％ａ Ｉ Ｓを制御している。なお、定
数Ｉ（（」内部抵抗Ｉｔ、 ｓによる電圧上昇分Ｒ，ｓ
・Ｉｓの」−乗せを補償するため、次式〇が成立する値
に設定される。
Ｖａ＝Ｖｏ＋ｋ Ｖｉ ＝Ｖｏ十Ｒｓ・ＩＳ・・・・・
・■一方、エンジンへの燃料の供給は空燃比制御手段１
０により行われており、空燃比制御手段１０は運転条件
に応じて目標空燃比を設定するとともに、電流値検出回
路９の出力Ｖｉに基づいて図示しない燃料供給手段（例
えば、インジェクタ）の供給する燃料噴射量を制御して
空燃比を目標空燃比に制御している。この場合、前述し
たようにｊＭ ｂｆｔ、値検出回路９の出力Ｖｉ＋ま流
し込み型溝ＩＳの値に対応しており、流し込み電流ＩＳ
Ｏ値は酸素センサ１の切り換り空燃比に対応している。
・■一方、エンジンへの燃料の供給は空燃比制御手段１
０により行われており、空燃比制御手段１０は運転条件
に応じて目標空燃比を設定するとともに、電流値検出回
路９の出力Ｖｉに基づいて図示しない燃料供給手段（例
えば、インジェクタ）の供給する燃料噴射量を制御して
空燃比を目標空燃比に制御している。この場合、前述し
たようにｊＭ ｂｆｔ、値検出回路９の出力Ｖｉ＋ま流
し込み型溝ＩＳの値に対応しており、流し込み電流ＩＳ
Ｏ値は酸素センサ１の切り換り空燃比に対応している。
そして、この切り換り空燃比は流し込み７１１４流ＩＳ
Ｏ増加に伴って理論仝５比よりリーン側に移行する。し
たかつて、現空燃比（例えば、リーン望燃比）に対応す
る急変点出力Ｖｓｐを目標電圧■；鬼 として設定し、
−ヒンサ出力Ｖｓが目標市、圧Ｖａ とｉＡ７るように
流し込み電流Ｉｓを供給する。この流し込些電流Ｉｓは
現空燃比に応じた値となり、その値を検出することによ
り、現空燃比が検出される。そして、空燃比制御手段１
０が電流値検出回路９０出力■１に基づいて現空燃比の
目標空燃比からσ）ずれの大きさを判断し、このずれθ
つ大ぎさにＩ、ｉ；じて燃料供給量を適切に制御するこ
とにより、空燃比が目標空燃比に制御される。
Ｏ増加に伴って理論仝５比よりリーン側に移行する。し
たかつて、現空燃比（例えば、リーン望燃比）に対応す
る急変点出力Ｖｓｐを目標電圧■；鬼 として設定し、
−ヒンサ出力Ｖｓが目標市、圧Ｖａ とｉＡ７るように
流し込み電流Ｉｓを供給する。この流し込些電流Ｉｓは
現空燃比に応じた値となり、その値を検出することによ
り、現空燃比が検出される。そして、空燃比制御手段１
０が電流値検出回路９０出力■１に基づいて現空燃比の
目標空燃比からσ）ずれの大きさを判断し、このずれθ
つ大ぎさにＩ、ｉ；じて燃料供給量を適切に制御するこ
とにより、空燃比が目標空燃比に制御される。
しかしながら、このような先願の空燃比制御装置にあっ
ては、現望燃比に対応する急変点出力Ｖ Ｓ Ｉ）を目
標電圧Ｖａ として設定し、センサ出力Ｖｓがこの目標
電圧Ｖａとなるように流し込み電流Ｉｓを供給するとと
もに、この電流値を検出している電ｏＩＣ値検出回路９
の出力■１に基づいて空燃比を制御する構成と７Ｚって
いたため、例えば第４図に示すように排気熱や経時変化
により酸素センサ１の多孔質保強層６がところどころ剥
離した場合、あるいは酸素センサ１のリード線１１やヒ
ータ線１２が断線した場合には」１記出力■１が現空燃
比に正確に対応しなくなり、空燃比の判１ｆｌｉを誤る
おそれが、しる。
ては、現望燃比に対応する急変点出力Ｖ Ｓ Ｉ）を目
標電圧Ｖａ として設定し、センサ出力Ｖｓがこの目標
電圧Ｖａとなるように流し込み電流Ｉｓを供給するとと
もに、この電流値を検出している電ｏＩＣ値検出回路９
の出力■１に基づいて空燃比を制御する構成と７Ｚって
いたため、例えば第４図に示すように排気熱や経時変化
により酸素センサ１の多孔質保強層６がところどころ剥
離した場合、あるいは酸素センサ１のリード線１１やヒ
ータ線１２が断線した場合には」１記出力■１が現空燃
比に正確に対応しなくなり、空燃比の判１ｆｌｉを誤る
おそれが、しる。
その結果、空燃比を目標空燃比に開側１することか内角
１ｔとなり、エン・ジンの運転性が態化するおそれがあ
る。例えば、空燃比がよりリッチ側に制御されると排気
ミッションの増加や燃費の増ナシ招くへ一方−よりリー
ン側に制御されると、燃焼が不安定となり極端な場合に
（まエンスト１−る。
１ｔとなり、エン・ジンの運転性が態化するおそれがあ
る。例えば、空燃比がよりリッチ側に制御されると排気
ミッションの増加や燃費の増ナシ招くへ一方−よりリー
ン側に制御されると、燃焼が不安定となり極端な場合に
（まエンスト１−る。
そこで本発明は、流し込み’ｆ１１．θ１ｒθつ（ｉＩ
をＩツ［定基準値と比較して酸素〜ヒンサカ・異”であ
る力・占かを判別するとともに、異常であると４１１１
″Ａ１］シたときには空桝比のフィー１：′ノぐツク制
ｊ１１１１を弓コ」」−シて所定空燃比にクランプする
ことによＩ９．１）俊素センサの異常に伴う空燃比制御
σ）悪イヒをＩＩｈ １）−Ｌエンジンの運転性を向上
させることをｆｆ１ｌ （Ｖ−Ｊとしている。
をＩツ［定基準値と比較して酸素〜ヒンサカ・異”であ
る力・占かを判別するとともに、異常であると４１１１
″Ａ１］シたときには空桝比のフィー１：′ノぐツク制
ｊ１１１１を弓コ」」−シて所定空燃比にクランプする
ことによＩ９．１）俊素センサの異常に伴う空燃比制御
σ）悪イヒをＩＩｈ １）−Ｌエンジンの運転性を向上
させることをｆｆ１ｌ （Ｖ−Ｊとしている。
本発明による空燃比制匝１］装置＋Ｕ、エンジンの排気
中の酸素濃度を検出しθし込み’Ｆｌｉ、’ Ｍｔσ）
％−に応じた空燃比で出力電圧の泡散するｒｌり素セ
ンサと、該酸素センサ出力が所定（ｊＱと）’ＣＺ）−
’Ｅ うに流し込み電びＬを供給する電ｊｉｂ ｊ’ｉ
’：給千１父と、ｆＡｆ Ｌ込み電流の値を検出する電
ｂＩＣ値検１：ｌ”−＝ ｓ役と、８亥電流値検出手段
の出力に基づ見・て架炉≦１ヒを目にｌｉ４空燃比にフ
ィートノζツク制御するとともに、９．亥フィードバッ
ク制御の中止が指令されたとき空燃比を所定空燃比に維
持する空燃比制御手段と、流し込み電流の値を所定基準
値と比較して酸素センサが異常であるか否かを判別する
とともに、異常であると判別したとき前記フィードバッ
ク制御の中止を指令する中止指令手段と、運転条件に応
じて前記所定基準値を設定する基準値設定手段と、を備
えており、酸素センサが異常であると判別したとキ柴燃
比のフィードバック制御を中止して、空燃比を所定空燃
比にクランプするものである。
中の酸素濃度を検出しθし込み’Ｆｌｉ、’ Ｍｔσ）
％−に応じた空燃比で出力電圧の泡散するｒｌり素セ
ンサと、該酸素センサ出力が所定（ｊＱと）’ＣＺ）−
’Ｅ うに流し込み電びＬを供給する電ｊｉｂ ｊ’ｉ
’：給千１父と、ｆＡｆ Ｌ込み電流の値を検出する電
ｂＩＣ値検１：ｌ”−＝ ｓ役と、８亥電流値検出手段
の出力に基づ見・て架炉≦１ヒを目にｌｉ４空燃比にフ
ィートノζツク制御するとともに、９．亥フィードバッ
ク制御の中止が指令されたとき空燃比を所定空燃比に維
持する空燃比制御手段と、流し込み電流の値を所定基準
値と比較して酸素センサが異常であるか否かを判別する
とともに、異常であると判別したとき前記フィードバッ
ク制御の中止を指令する中止指令手段と、運転条件に応
じて前記所定基準値を設定する基準値設定手段と、を備
えており、酸素センサが異常であると判別したとキ柴燃
比のフィードバック制御を中止して、空燃比を所定空燃
比にクランプするものである。
以下、本発明を図ｕｋｊＫ基づいて説明する。
第５．６図は本発明の一実施例を示す図であり、この実
施例の説明にあたり、先願例と同一構成部分には同−才
１号を附してその説明を省１’＆する。
施例の説明にあたり、先願例と同一構成部分には同−才
１号を附してその説明を省１’＆する。
まず、構成を説明すると、第５図において、酸素センサ
１は第２図に示した従来例と同様のもので、電源Ｃ１内
部抵抗Ｒ・Ｓおよびヒータ抵抗ＲＨより示され、出力電
圧■ｓを出力する。なお、酸素センサ１の電極とヒータ
のアース線は共用して外部に取り出されて（・る。酸素
センサ１のヒータにはヒータ制御回路２１からヒータ電
流Ｌ Ｈが供給されており、ヒータはヒータ電流ｉＨに
より発熱して酸素センサ１を適切に活性化している。ま
た、酸素センサ１にＴ−］電流供給回路（電流供給手段
）８から流し込み％流］Ｓが供給されており、この流し
込ミ電流Ｊｓの値は電流値検出回路（電流値検出手段）
９により検出される。すなわち、電流値検出回路９−流
し込み電流ＩｓＯ値を検出し、該電θ１仁１５に比例し
た電圧４８号Ｖｉを出力してし・る。電ｂ゛（１値検出
回路９０出力■１はローパスフィルタ２２を介して中止
指令手段２３に人力されており、中止指令手段２３は比
較器２／Ｉ、２５、オア回路２６およびソリツブフロッ
プ回路２７により構成されて（・る。ローパスフィルタ
２２は出力■１の低周波成分のみを通過させており、こ
のローパスフィルタ２２の出力は比較器２４．２５に入
力されて（・る。したがって、比較器２４．２５には流
し込み電流Ｉｓの値に対応した電圧信号のみが入力され
、雑音信号（主に高周波成分）は入力されない。比較器
２４．２５には、さらに基準値設定手段２８から上限値
（ＪＬおよび下限値Ｌ Ｉ、がそれぞれ入力されている
。ここで、上限値Ｕ Ｌは、例えば酸素センサ１の多孔
質保護層が剥離したときの流し込み電流１． ｓの値（
このとき、電流値は非常に大きくなる）よりさらに大き
い所定１１区に設定され、流し込み電流Ｉｓ かこの上
限値Ｕ Ｌを越えると、酸素センサ］が異常であると判
別される値である。一方、１限（ｉ＋Ｊ Ｌ ｌ、ｋＪ
、例えば酸素センサ１の多孔質保Ｄｉ Ｉν・七が目詰
りを起こしたときの流し込み電流Ｉｓの値（このとき、
電流値は通常より小さくなる）よりさらに小さい所定値
に設定され、流し込み電流１． ｓがこの下限値り、Ｌ
未満になると、やはり酸素センサ１が異常であると判別
される値である。
１は第２図に示した従来例と同様のもので、電源Ｃ１内
部抵抗Ｒ・Ｓおよびヒータ抵抗ＲＨより示され、出力電
圧■ｓを出力する。なお、酸素センサ１の電極とヒータ
のアース線は共用して外部に取り出されて（・る。酸素
センサ１のヒータにはヒータ制御回路２１からヒータ電
流Ｌ Ｈが供給されており、ヒータはヒータ電流ｉＨに
より発熱して酸素センサ１を適切に活性化している。ま
た、酸素センサ１にＴ−］電流供給回路（電流供給手段
）８から流し込み％流］Ｓが供給されており、この流し
込ミ電流Ｊｓの値は電流値検出回路（電流値検出手段）
９により検出される。すなわち、電流値検出回路９−流
し込み電流ＩｓＯ値を検出し、該電θ１仁１５に比例し
た電圧４８号Ｖｉを出力してし・る。電ｂ゛（１値検出
回路９０出力■１はローパスフィルタ２２を介して中止
指令手段２３に人力されており、中止指令手段２３は比
較器２／Ｉ、２５、オア回路２６およびソリツブフロッ
プ回路２７により構成されて（・る。ローパスフィルタ
２２は出力■１の低周波成分のみを通過させており、こ
のローパスフィルタ２２の出力は比較器２４．２５に入
力されて（・る。したがって、比較器２４．２５には流
し込み電流Ｉｓの値に対応した電圧信号のみが入力され
、雑音信号（主に高周波成分）は入力されない。比較器
２４．２５には、さらに基準値設定手段２８から上限値
（ＪＬおよび下限値Ｌ Ｉ、がそれぞれ入力されている
。ここで、上限値Ｕ Ｌは、例えば酸素センサ１の多孔
質保護層が剥離したときの流し込み電流１． ｓの値（
このとき、電流値は非常に大きくなる）よりさらに大き
い所定１１区に設定され、流し込み電流Ｉｓ かこの上
限値Ｕ Ｌを越えると、酸素センサ］が異常であると判
別される値である。一方、１限（ｉ＋Ｊ Ｌ ｌ、ｋＪ
、例えば酸素センサ１の多孔質保Ｄｉ Ｉν・七が目詰
りを起こしたときの流し込み電流Ｉｓの値（このとき、
電流値は通常より小さくなる）よりさらに小さい所定値
に設定され、流し込み電流１． ｓがこの下限値り、Ｌ
未満になると、やはり酸素センサ１が異常であると判別
される値である。
したがって、比較器２４はＶ ｉ ） Ｕ Ｌのと２Ｊ
ＩＣＨ）となる信号Ｓ１を、 また比較器２５はＶｉ（
ＬＬのとき〔Ｉ（〕となる侶信号２をオア回路２６にそ
れぞれ出力し、オア回路２６はＶ ｉ （Ｌ Ｌ 、
Ｕ Ｌ 〈Ｖ ｉのとき［１−１’：ｌとなる信号Ｓ３
をソリツブフロップ回路２７に出力する。
ＩＣＨ）となる信号Ｓ１を、 また比較器２５はＶｉ（
ＬＬのとき〔Ｉ（〕となる侶信号２をオア回路２６にそ
れぞれ出力し、オア回路２６はＶ ｉ （Ｌ Ｌ 、
Ｕ Ｌ 〈Ｖ ｉのとき［１−１’：ｌとなる信号Ｓ３
をソリツブフロップ回路２７に出力する。
フリツプフロツプ回路２７け〔１１〕信号が入力された
とき方ソトされ、以後〔１１〕に保持される中止指令信
号Ｓ４を出力する。すなわち、中止指令手段２３は流し
込み電流１Ｓの値が所定基準範囲Ｌ Ｌ −Ｕ Ｌ内に
あるときには酸素センサ１が正常であると判別し、一方
所定シ、（阜範囲外になると、酸素センサ１が異常であ
ると判別して後述するように空燃比のフィードバック制
御の中止を指令する中止指令信号Ｓ、を出力する。
とき方ソトされ、以後〔１１〕に保持される中止指令信
号Ｓ４を出力する。すなわち、中止指令手段２３は流し
込み電流１Ｓの値が所定基準範囲Ｌ Ｌ −Ｕ Ｌ内に
あるときには酸素センサ１が正常であると判別し、一方
所定シ、（阜範囲外になると、酸素センサ１が異常であ
ると判別して後述するように空燃比のフィードバック制
御の中止を指令する中止指令信号Ｓ、を出力する。
上記上限値Ｕ Ｌおよび下限値１，１１は、基準値設定
手段２８によりツユニルカット時とカット時以外の２段
階の値にそれぞれ設定される。
手段２８によりツユニルカット時とカット時以外の２段
階の値にそれぞれ設定される。
すなわち、２９はツユニルカット回路であり、ツユニル
カット回路２９にはエンジン回転信号Ｎ、車速信号Ｓｐ
およびアクセル開度信号Ａｃが入力されている。そして
、ツユニルカット回路２９はこれらの信号Ｎ、Ｓｐ、Ａ
ｃに基づいてツユニルカットするか否かを判断し、ツユ
ニルカットすると判断したとき（例えば、減速時）には
ツユニルカット信号Ｓ、を基準値設定手段２８に出力す
る。基準値設定手段２８はツユニルカットされていない
ときには上限値ＵＬをＵＬｌに、下限値ＬＬをＬＬｌに
それぞれ設定し、ツユニルカット時には上限値ＵＬをＵ
ｌ、２（但し、Ｕｌ、、、＜：’Ｕｌ、、）に、下限値
ＬＬをＬＪ、２（但し、１月’２＞Ｌ’ｌ）にそれぞれ
設定する。
カット回路２９にはエンジン回転信号Ｎ、車速信号Ｓｐ
およびアクセル開度信号Ａｃが入力されている。そして
、ツユニルカット回路２９はこれらの信号Ｎ、Ｓｐ、Ａ
ｃに基づいてツユニルカットするか否かを判断し、ツユ
ニルカットすると判断したとき（例えば、減速時）には
ツユニルカット信号Ｓ、を基準値設定手段２８に出力す
る。基準値設定手段２８はツユニルカットされていない
ときには上限値ＵＬをＵＬｌに、下限値ＬＬをＬＬｌに
それぞれ設定し、ツユニルカット時には上限値ＵＬをＵ
ｌ、２（但し、Ｕｌ、、、＜：’Ｕｌ、、）に、下限値
ＬＬをＬＪ、２（但し、１月’２＞Ｌ’ｌ）にそれぞれ
設定する。
エンジンの燃料の供給は空燃比制御手段３０により行わ
れており、空燃比制御手段３０は補正係数演算回路３１
および噴射量制御回路３２により構成されている。補正
係数演算回路３１には電流値検出回路９の出力Ｖｉ が
入力されるとともに、酸素センサ１が異常であると判別
さｌしたとき前記中止指令信号Ｓ４が入力される。
れており、空燃比制御手段３０は補正係数演算回路３１
および噴射量制御回路３２により構成されている。補正
係数演算回路３１には電流値検出回路９の出力Ｖｉ が
入力されるとともに、酸素センサ１が異常であると判別
さｌしたとき前記中止指令信号Ｓ４が入力される。
そして、補正係数演算回路３１は上記出力■１に基づい
て空燃比を目標空燃比に補正する補正係数αを演算する
とともに、酸素センサ１の異常時には、この補正係数α
を所定値α。にクランプする。この場合、所定値α。は
空燃比を所定空燃比、例えば理論空燃比に補正する値で
ある。噴射量制御回路３２はエンジンの運転状態に基づ
いて基本噴射量を演算するとともに、この基本噴射量に
補正係数αを乗じて最終噴射量を決定して図示しないイ
ンジェクタの供給する燃料噴射量を制御する。また、ツ
ユニルカット回路２９かもツユニルカット信号Ｓ、が入
力されたとき（ツユニルカット時）には、エンジンへの
燃料の供給を停止する。したがって、免燃比制御手段３
０は通常は空燃比を目標空燃比に制御し、酸素センサ１
の異？’ｌ； ＩＩ、’７にはフィードバック制御を中
止して空燃比を所定空燃比に維持する。
て空燃比を目標空燃比に補正する補正係数αを演算する
とともに、酸素センサ１の異常時には、この補正係数α
を所定値α。にクランプする。この場合、所定値α。は
空燃比を所定空燃比、例えば理論空燃比に補正する値で
ある。噴射量制御回路３２はエンジンの運転状態に基づ
いて基本噴射量を演算するとともに、この基本噴射量に
補正係数αを乗じて最終噴射量を決定して図示しないイ
ンジェクタの供給する燃料噴射量を制御する。また、ツ
ユニルカット回路２９かもツユニルカット信号Ｓ、が入
力されたとき（ツユニルカット時）には、エンジンへの
燃料の供給を停止する。したがって、免燃比制御手段３
０は通常は空燃比を目標空燃比に制御し、酸素センサ１
の異？’ｌ； ＩＩ、’７にはフィードバック制御を中
止して空燃比を所定空燃比に維持する。
次に、第６図を参照して作用を説明する。
■通常運転時（ツユニルカット時以外）酸素セン？１の
異常を判別する基準植は上限値がＵＬ、に、下限値がＬ
Ｌ、にそれぞれ設定される。このとき、酸素センサ１が
正常であれば電流値検出回路９の出力Ｖｉ（以下、単に
出力Ｖｉという）は第６図実線１で示すような変化とな
り、この出力Ｖｉの変化に基づいて空燃比が目標空燃比
に制御される。一方、酸素センサ１に劣化か生じたとき
には、その劣化程度に応じて出力Ｖｉ の大きさが実線
Ａと異なる。
異常を判別する基準植は上限値がＵＬ、に、下限値がＬ
Ｌ、にそれぞれ設定される。このとき、酸素センサ１が
正常であれば電流値検出回路９の出力Ｖｉ（以下、単に
出力Ｖｉという）は第６図実線１で示すような変化とな
り、この出力Ｖｉの変化に基づいて空燃比が目標空燃比
に制御される。一方、酸素センサ１に劣化か生じたとき
には、その劣化程度に応じて出力Ｖｉ の大きさが実線
Ａと異なる。
例えば、酸素センサ１の多孔質保峻層が部分的に剥離し
たときには出力Ｖｉが第６図実線１で示すような変化と
なり、空燃比が実際よりリーンな値に判断される。その
結果、空燃比が目標よりもリンチ側に制（ｉｌ［される
。また、酸素センサ１の多孔質保ｆｔ’Ａｉ層が目詰り
を起こしたときには出力■１ が第６図実線１で示すよ
うな変化となり、空燃比が実際よりリッチな値に判断さ
れる。その結果、空燃比が目標よりもリーン側に制御さ
れる。ところで、このような軽度の劣化を通常運転時に
精度よく検出することは実際上困英ＩＬである。そこで
、このような軽度の劣化は次項■で述べるように７ユ工
ルカツト時に精度よく検出して（・る。さらに、酸素セ
ンサ１の劣化として出カリーｒ線か断線したときには出
力Ｖｉが零（Ｖｉ＝Ｏ）（第６図実線１）参照）となり
、またアース線が断線したときには出力Ｖｉが負の値（
Ｖｉ＜０）（第６図実線１じ参照）となる。そして、こ
のような重度の劣化であるときには第６図に示すように
Ｖ ｉ （Ｌ Ｌ、となることから、中止指令手段２３
により（ｑ′２７＜センサ１の異常が判別されて空燃比
のフィートノζツク制御が中止され、空燃比が所定墾燃
比にＡ１１Ｊ”＋される。その結果、酸素センサｌか異
′１：；醤〔あイ）にも拘らずエンジンの運転（ＩＪの
悪化をＩ）ｊ ｔｌゾ１−ることができる。
たときには出力Ｖｉが第６図実線１で示すような変化と
なり、空燃比が実際よりリーンな値に判断される。その
結果、空燃比が目標よりもリンチ側に制（ｉｌ［される
。また、酸素センサ１の多孔質保ｆｔ’Ａｉ層が目詰り
を起こしたときには出力■１ が第６図実線１で示すよ
うな変化となり、空燃比が実際よりリッチな値に判断さ
れる。その結果、空燃比が目標よりもリーン側に制御さ
れる。ところで、このような軽度の劣化を通常運転時に
精度よく検出することは実際上困英ＩＬである。そこで
、このような軽度の劣化は次項■で述べるように７ユ工
ルカツト時に精度よく検出して（・る。さらに、酸素セ
ンサ１の劣化として出カリーｒ線か断線したときには出
力Ｖｉが零（Ｖｉ＝Ｏ）（第６図実線１）参照）となり
、またアース線が断線したときには出力Ｖｉが負の値（
Ｖｉ＜０）（第６図実線１じ参照）となる。そして、こ
のような重度の劣化であるときには第６図に示すように
Ｖ ｉ （Ｌ Ｌ、となることから、中止指令手段２３
により（ｑ′２７＜センサ１の異常が判別されて空燃比
のフィートノζツク制御が中止され、空燃比が所定墾燃
比にＡ１１Ｊ”＋される。その結果、酸素センサｌか異
′１：；醤〔あイ）にも拘らずエンジンの運転（ＩＪの
悪化をＩ）ｊ ｔｌゾ１−ることができる。
■ツユニルカット時
酸素セン−シー１の異常を判別するノ１（、イ１１１−
値は上限値がＵＬ２に、下限値が１ノド２にそれぞれ設
定される。このとき、排気管内は大気で；ｉｉ”’ｉた
され、酸素濃度は大気に対して２１％の値に、また空燃
比は無限大となる。したがって、出力■１は一義的に決
定され、大気に対応した大きさとなる必要がある。そこ
で、上、下限値ＵＬ２、ＬＩＪ２に挾まれた正常判別範
囲ＬＬ２〜ＵＬ２を前項■に比して狭めることにより、
軽度の劣化を精度よく検出している。ずなわち、酸素セ
ンサ１が劣化し、例えば出力Ｖｉが第６図中実線Ｂある
いはＣのように変化すると、Ｖ ｉ ） Ｕ Ｌ２ある
いはＶ ｉ （Ｌ Ｌ２となり中止指令手段２３により
酸素センサ１が異常であると判別される。したがって、
ツユニルカットが停止され通常運転に移行した際には、
空燃比のフィードバック制御が停止される。その結果、
軽度の劣化であっても前項■の場合と同様にエンジンの
運転性の悪化を防止することができる。
値は上限値がＵＬ２に、下限値が１ノド２にそれぞれ設
定される。このとき、排気管内は大気で；ｉｉ”’ｉた
され、酸素濃度は大気に対して２１％の値に、また空燃
比は無限大となる。したがって、出力■１は一義的に決
定され、大気に対応した大きさとなる必要がある。そこ
で、上、下限値ＵＬ２、ＬＩＪ２に挾まれた正常判別範
囲ＬＬ２〜ＵＬ２を前項■に比して狭めることにより、
軽度の劣化を精度よく検出している。ずなわち、酸素セ
ンサ１が劣化し、例えば出力Ｖｉが第６図中実線Ｂある
いはＣのように変化すると、Ｖ ｉ ） Ｕ Ｌ２ある
いはＶ ｉ （Ｌ Ｌ２となり中止指令手段２３により
酸素センサ１が異常であると判別される。したがって、
ツユニルカットが停止され通常運転に移行した際には、
空燃比のフィードバック制御が停止される。その結果、
軽度の劣化であっても前項■の場合と同様にエンジンの
運転性の悪化を防止することができる。
なお、本実施例では酸素センサが異常であると判別した
ときフィードバック制御を中止して（・るが、このよう
なとき、さらに例えば異常を告げる警報を発するように
してもよい。そして、そのようにすれば運転者に注意を
促すことができ、適切な処置をとることができる。
ときフィードバック制御を中止して（・るが、このよう
なとき、さらに例えば異常を告げる警報を発するように
してもよい。そして、そのようにすれば運転者に注意を
促すことができ、適切な処置をとることができる。
また、本実施例では酸素センサの異常な判別する基準値
を２つ設定して（・るが、これは２つに限らず１つであ
ってもよいことは勿論である。
を２つ設定して（・るが、これは２つに限らず１つであ
ってもよいことは勿論である。
本発明によれば、酸素センサが異′畠であると判別した
とき空燃比のフィードバック制ｔ］１１を中止して空燃
比を所定空燃比にクランプすることができ、酸素センサ
の異常に伴う柴燃比制御の悪化を防止して、エンジンの
運転性を向」ニさせることができる。
とき空燃比のフィードバック制ｔ］１１を中止して空燃
比を所定空燃比にクランプすることができ、酸素センサ
の異常に伴う柴燃比制御の悪化を防止して、エンジンの
運転性を向」ニさせることができる。
第１〜４図は先願の空燃比制御装置を／」りす図であり
、第１図はその回路’ｌ’Ｒ成図、第２ ｊ＆Ｉはその
酸素センサの１ｊｙｉ面図、ｐｇ ：３図はそのぴ１１
−込み電ｂ１シと空燃比との関係を示す図、第１１Ｎ−
その酸素センサが劣化したときの断面図、第５．６図は
本発明による空燃比ｆｌｊｌＪ御装置の一実カロ占例を
示す図であり、第５図はその回路構成図、第６図はその
作用を説明するためにＮ ’ｆＡｔ値検出回路の出力Ｖ
ｉ と空燃比との関係を示す図である。 １・・・・・・酸素センサ、 ８・・・・・・電流供給手段、 ９・・・・電流値検出手段、 ２３・・・・・・中止指令手段、 ２８・・・・・・基準値設定手段、 ３０・・・・・・空燃比制御手段。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士有我軍一部 第２図 ら 第４図 第３図
、第１図はその回路’ｌ’Ｒ成図、第２ ｊ＆Ｉはその
酸素センサの１ｊｙｉ面図、ｐｇ ：３図はそのぴ１１
−込み電ｂ１シと空燃比との関係を示す図、第１１Ｎ−
その酸素センサが劣化したときの断面図、第５．６図は
本発明による空燃比ｆｌｊｌＪ御装置の一実カロ占例を
示す図であり、第５図はその回路構成図、第６図はその
作用を説明するためにＮ ’ｆＡｔ値検出回路の出力Ｖ
ｉ と空燃比との関係を示す図である。 １・・・・・・酸素センサ、 ８・・・・・・電流供給手段、 ９・・・・電流値検出手段、 ２３・・・・・・中止指令手段、 ２８・・・・・・基準値設定手段、 ３０・・・・・・空燃比制御手段。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士有我軍一部 第２図 ら 第４図 第３図
Claims (1)
- エンジンの排気中の酸素濃度を検出し流し込み電流の値
に応じた空燃比で出力電圧の急変する酸素センサと、該
酸素センサ出力が所定値となるように流し込み電流を供
給する電流供給手段と、流し込み電流の値を検出する電
流値検出手段と、該電流値検出手段の出力に基づいて空
燃比を目標空燃比にフィートノ々ツク制御するとともに
、該フィードバック制御の中止が指令されたとき空燃比
を所定空燃比に維持する空燃比制御手段と、流し込み電
流の値を所定基準値と比較して酸素センサが異常である
か否かを判別するとともに、異常であると判別したとき
前記フィードバック制御の中止を指令する中止指令手段
と、運転条件に応じて前記所定基準値を設定する基準値
設定手段と、を備えたことを特徴とする空燃比制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20711783A JPS6098142A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20711783A JPS6098142A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098142A true JPS6098142A (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=16534473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20711783A Pending JPS6098142A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6098142A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62157254A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US4724814A (en) * | 1986-03-27 | 1988-02-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System of abnormality detection for oxygen concentration sensor |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP20711783A patent/JPS6098142A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62157254A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US4724814A (en) * | 1986-03-27 | 1988-02-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System of abnormality detection for oxygen concentration sensor |
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