JPS61116043A - 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

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JPS61116043A
JPS61116043A JP23522584A JP23522584A JPS61116043A JP S61116043 A JPS61116043 A JP S61116043A JP 23522584 A JP23522584 A JP 23522584A JP 23522584 A JP23522584 A JP 23522584A JP S61116043 A JPS61116043 A JP S61116043A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
sensor
heater
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP23522584A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Tamura
英之 田村
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS61116043A publication Critical patent/JPS61116043A/ja
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  • 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の排気中酸素濃度を02センサによ
って検出し、空燃比を所定の運転状態で排気中酸素濃度
に基づいてフィードバック制御する装置に関し、特にo
2センサとして電気抵抗変化型のチタニアからなる検出
素子と、この検出素子を加熱して活性化するヒータとを
備えたものにおける制御に関する。
〈従来の技術〉 従来、空燃比制御装置に使用される02センサとしては
、例えば、特開昭55−137334号公報等に記載さ
れているように、検出素子としてジルコニア(酸化ジル
コニウム)を使用したものが広く知られている。
しかし、このジルコニア系のOzセンサは、排気中酸素
濃度を大気中酸素濃度との差として電圧変化により捉え
る構造であるため、大気琢人部が必要となって、小型、
計量化に限界があり、部品点数も多いこと等に加え、車
両の床下等浸水時に大気導入を行えない箇所には取り付
けできない等の不都合があった。
そこで、これらの欠点を解消するものとして酸素濃度に
応じて電気抵抗値が直接変化するチタニア(二酸化チタ
ニウム)を検出素子とした02センサも開発されている
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、これらの02センサにあっては、雰囲気温度
が低い時にはジルコニアやチタニア等からなる検出素子
の内部抵抗値が憂くて応答性が悪いため空燃比フィード
バンク制御を行うことができない。
このため、従来はO2センサの検出素子へ定電圧源から
電流を流し込み、その出力電圧レベルによって内部抵抗
値を監視し、センサが暖まって内部抵抗値が下がること
により、活性状態にはいった時点でセンサ出力に基づく
空燃比のフィードバック制御を開始するようにしていた
しかしながら、かかる従来の制御切換方式では、回路構
成が複雑となってコスト高につき、また、空燃比フィー
ドバック制御開始と共に前記検出素子の電流の流し込み
を停止に切り換える等、制御方式も複雑なものとなって
、信頼性に乏しい等の問題を生じていた。
一方、検出部を加熱するヒータを内蔵したものがあり、
この場合、ヒータの通電により検出素子の活性化が早め
られ、短時間で空燃比フィードバンク制御を開始できる
が、このものにおいても空燃比フィードバック制御の切
換は同様に行われていた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、簡易で信頼性にも優れた制御コ「方式により空燃比
フィードバック制御の開始時期を制御できるようにした
内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする
く問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は第1図に示すように、チタニアから
なる検出素子と、該検出素子を加熱して活性化するヒー
タとを備えた02センサを設け、所定の運転領域で02
センサからの排気中酸素濃度信号に基づいて空燃比をフ
ィードバック制御する手段を備えた内燃機関の空燃比制
御装置において、ヒータへの通電開始後の経過時間を計
測するタイマと、該タイマによって計測される経過時間
が所定値に達してから02センサによる空燃比フィード
バック制御を開始させる空燃比フィードバック制御開始
制御手段を設けた構成とする。
〈作用〉 このようにすれば、検出素子の活性化を判定する特別の
電源や切換回路を設けることなくヒータの通電を開始し
て所定時間経過後、検出素子が加熱されて活性化した状
態で空燃比フィードバンク制御が開始される。
〈実施例ン 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
一実施例を示す第2図において、機関の各気筒の吸気ボ
ートにはフューエルインジェクタ1が設けられ、該イン
ジェクタ1から噴射された燃料をエアクリーナ2及び絞
り弁3を経由して吸気通路4から吸入された空気と混合
し、混合気として燃焼室5内に導入して燃焼爆発させる
また、絞り弁3上流の吸気通路4に設けられたエアフロ
メータ6によって検出される吸入空気流量Q、ディスト
リビュータ等に装着されたクランク角センサ7から所定
のクランク角シフ20°/気箇数)毎に発生するREF
信号及び例えばクランク角2°毎に発生するpos信号
、冷却系統に装着された水温センサ8によって検出され
る冷却水温度T。信号、排気通路9に設けられるチタニ
ア検出素子及び検出素子加熱用のヒータを有したOzセ
ンサ10によって検出される排気中酸素濃度信号等の信
号がコントロールユニット11に人力され、該コントロ
ールユニット11に内蔵されたマイクロコンピュータに
よって後述するように演算設定された燃料噴射量に対応
するパルス巾をもつ噴射パルスがフューエルインジェク
タ1に出力されて燃料噴射制御が行われる。
第3図は、本発明に係る空燃比制御装置の回路を示す。
図において、O2センサ10はヒータ10a及び固定抵
抗10bと、これらの接続点に接続されたチタニア検出
素子10cを有し、ヒータ10a、固定抵抗10bはト
ランジスタ12のコレクタ・エミッタ間を直列に介して
バッテリ13に接続される。エアフロメータ6、水温セ
ンサ8及び前記O2センサ10のチタニア検出素子10
cからのアナログ信号はA/D変換器14に入力され、
クランク角センサ7からのデジタル信号はインターフェ
ース16に人力される。尚、チタニア検出素子10.c
の出力端子は、抵抗15を介して接地される。また、前
記トランジスタ12のヘース及びフューエルインジェク
タ1がインターフェース16からの出力によって駆動さ
れる。
17はcpuで、A/D変換器14.インターフェース
16との間でデータの受は渡し及びコントロールを行っ
て後述する空燃比制御を行う。
かかる制御回路による空燃比制御を第4図及び第5図の
フローチャートに従って説明する。
第4図は、燃料噴射量T1の設定及びT、に相応する噴
射パルスを出力するルーチンのフローチャートを示す。
このルーチンは一定時間毎または機関回転に同期して行
われる。
Slでは、エアフロメータ6の出力をA/D変換し、吸
入空気流量Qを算出する。
S2では、クランク角センサ7からのPO3信号より機
関回転速度Nを算出する。
S3では、吸入空気流量Qと回転速度Nとから燃料の基
本噴射量T、をTp =K −Q/Nとして算出する。
S4では、水温センサ8からの冷却水温度T8等に暴く
各種増量補正係数を総和したC0EF。
後述するようにして求められた空燃比フィードバック補
正係数α及びハソテリ電圧補正分子、を用いて基本噴射
量T、を次式の如く補正して燃料噴射量T、を設定する
TI”TPXCOEFXα+T。
S5では、クランク角センサ7からのREF信号に同期
して、あるいはREF信号を所定回数入力する毎にT1
に相応する時間フューエルインジェクタ1を通電駆動し
て設定量の燃料を噴射させる。
一方、第5図は前記燃料噴射量T1の設定に際し使用さ
れる空燃比フィードバック補正係数αを設定するルーチ
ンのフローチャートを示す。
このルーチンは一定時間毎あるいは機関の一定回転毎に
行われ、Sllでは、機関が回転中か否かを判定し、停
止時は312へ進み、前記トランジスタ12をOFFと
してヒータ10aへの通電を断つと共に、後述するヒー
タ通電時間判断用のフラグF及びヒータ通電時間計測用
のタイマを0にリセットした後S16へ進んで、空燃比
フィードバック補正係数α=1に固定する。
機関が回転されると313へ進み、トランジスタ12を
ONとしてヒータ10aを通電し、チタニア検出素子1
0cを加熱してその活性化を促進する。次いでS14へ
進んで、前記フラグFが1であるか否かを判定し、ヒー
タ通電時間が所定値T、に達する前はF≠1となってい
るため、S14へ進んで前記タイマによって計測される
ヒータ通電時間が所定値T、に達したか否かを判定する
ここで、T1の値は、第6図に示すように、始動等の水
温T、1の関数として設定され、水温T8が低い程T、
は大きく設定されている。
そして、ヒータ通電時間がT1に達するまでの間はS1
6へ進んでα−1に固定し、空燃比フィードバック制御
を停止する。この場合は、前記したように基本噴射量T
、を水温等によって補正して、燃料噴射量T、を設定す
ることにより空燃比をフィードフォワード制御する。
ヒータ通電時間がT、に達すると、S17へ進んで、フ
ラグFを1にセットした後、S18へ進んで、02セン
サ10からの出力■。2をスライスレベルSLと比較し
、■。2≧SLの場合は、空燃比が濃い(リッチ)と判
定し、αを比例積分制御等により減少させて空燃比λを
1に近づけるように制御する。
また、318でV。z < S Lの場合は、空燃比が
薄い(リーン)と判定し、αを増大させてλを1に近づ
けるように制御する。
このように、ヒータ10aの通電開始後の経過時間を計
測して、02センサ10のチタニア素子10Cが十分に
活性化されて正常な酸素濃度検出機能を有してがら空燃
比フィードバック制御が開始されるため、良好な空燃比
フィードバック制御が迅速に行われる。
また、チタニア素子10cの活性化を判定するための定
電圧源や制御回路等が必要なく、マイコンに内蔵された
タイマを用いてソフトウェア処理で空燃比フィードバッ
ク制御の開始時期を制御できるため、低コストに済み、
信頼性にも優れる。
特に、最近開発されたチタニア厚膜型の検出素子を使用
する場合、チタニア容量が小さいため、ヒータの加熱で
短時間で活性化するので、通電時間計測に基づいて十分
短時間で空燃比フィードバック制御を開始できる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、02センサのチ
タニア検出素子を加熱するヒータの通電開始後の時間を
計測して空燃比フィードバック制御の開始時間を制御す
るようにしたため、簡易で低コストに実施できる構成に
して、信頼性の高い制御機能が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成1機能を示すブロック図、第2図
は本発明の一実施例の構成を示す図、第3図は同じく空
燃比制御回路図、第4図は同じく燃料噴射量の設定及び
噴射パルス出力ルーチンのフローチャート、第5図は同
じく空燃比フィードバック補正係数設定ルーチンのフロ
ーチャート、第6図は同じく始動時の水温に対する空燃
比フィードバック制御への切換時間を示す線図である。 1・・・フューエルインジェクタ  10・・・02セ
ンサ  10a・・・ヒータ  10c・・・チタニア
検出素子11・・・コントロールユニット  12・・
・トランジスタ特許出願人  日卒自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島  冨二雄 第2因 第3図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関の排気中の酸素濃度を電気抵抗変化によって検
    出するチタニアからなる検出素子と、該検出素子を加熱
    して活性化するヒータとを備えたO_2センサを設け、
    所定の定常運転条件で前記O_2センサにより検出され
    る排気中酸素濃度によって求められる空燃比を目標値に
    近づけるように空燃比をフィードバック制御してなる内
    燃機関の空燃比制御装置において、前記O_2センサに
    内蔵されたヒータへの通電開始後の経過時間を計測する
    タイマと、該タイマによって計測される経過時間が設定
    値に達してから前記O_2センサによる空燃比フィード
    バック制御を開始させる空燃比フィードバック制御開始
    制御手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比
    制御装置。
JP23522584A 1984-11-09 1984-11-09 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPS61116043A (ja)

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JPS61116043A true JPS61116043A (ja) 1986-06-03

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JP23522584A Pending JPS61116043A (ja) 1984-11-09 1984-11-09 内燃機関の空燃比制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101561A (ja) * 1982-11-30 1984-06-12 Mazda Motor Corp エンジンの空燃比制御装置
JPS59190651A (ja) * 1983-04-13 1984-10-29 Toyota Motor Corp 酸素センサの加熱制御装置

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