JPS6355342A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

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JPS6355342A
JPS6355342A JP19956286A JP19956286A JPS6355342A JP S6355342 A JPS6355342 A JP S6355342A JP 19956286 A JP19956286 A JP 19956286A JP 19956286 A JP19956286 A JP 19956286A JP S6355342 A JPS6355342 A JP S6355342A
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西浦 清隆
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英人 森
Masakazu Ninomiya
正和 二宮
Shinji Shirasaki
白崎 慎二
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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〕 本発明はエンジンの空燃比制御装置に関し、特に空燃比
センサの流し込み電流の値(つまり空燃比)に応じて空
燃比のフィードバック制御を行う装置に関する。
〔従来の技術〕
今日、エンジンの吸入混合気の空燃比を精度良く目標値
に制御するために、排気系に空燃比センサを設けて、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
給量をフィードバック制御している。また、最近では省
エネルギーの観点からエンジンを希薄混合気で燃焼させ
て燃費の向上を図るように空燃比のフィードバック制御
を行うことが試られており(例えば特開昭58−593
30号公報参照)、そのため理論空燃比より希薄な空燃
比(リーン空燃比)を検出できる空燃比センサが開発さ
れている(例えば特開昭57−48648号公報参照)
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、空燃比センサへの流し込み電流の値から
排気の空燃比を検出してフィードバック制御する構成で
あるため、空燃比センサ個体間における構造上のばらつ
き(例えば多孔質保護層の厚さや気孔率のばらつきなど
)や耐久変化等がある場合、流し込み電流■3と空燃比
(A/F)との関係に、例えば第4図中の特性(イ)、
(ロ)の如くばらつきが生じる。従って、同一電流I。
の値に対して検出される空燃比の値が異なり、正確な空
燃比判断が困難となることがある。
そこで、改善策の一例として、特開昭60−14465
7号公報によれば、センサ側に出力調整抵抗を含む出力
補正手段を設け、工場等からの製品出荷時にセンサ本体
側の出力調整を行うことが示されている。
しかしながら、この場合にも制御ユニット自体のばらつ
き(例えば電源回路の構成素子のばらつきなど)が存在
しており、調整済みのセンサ本体とこの制御ユニットと
を任意に組合せて使用する場合、この制御ユニット側の
ばらつきが検出電流値の中に含まれてしまい、高精度な
空燃比判断ができない。
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、空燃比セ
ンサ及び空燃比制御手段の個々のばらつきを効果的に吸
収でき、かつ互換性を高めて両者の任意な組合せの場合
にも常に高精度な空燃比検出、制御を実現できる空燃比
制御装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで本発明は、所望の電圧が印加され、エンジン排気
中の空燃比に応じた流し込み電流を発生する空燃比セン
サと、 この空燃比センサ側に設けられ、排気が所定空燃比に維
持されているときの流し込み電流の値が所定基準値に等
しくなるように・前記空燃比センサの出力を補正する出
力補正手段と、 前記流し込み電流に応じた値をA/D変換するA/D変
換手段と、 このA/D変換手段の変換値に基づいて空燃比をフィー
ドバック制御する空燃比制御手段と、この空燃比制御手
段側に設けられ、排気が所定空燃比に維持されていると
きの前記流し込み電流値のA/D変換値が所定基準値に
等しくなるように、前記A/D変換手段の変換値もしく
はこのA/D変換手段への入力を値正するA/D人力補
正手段とを備えたことを特徴とする。
〔実施例〕
°以下、本発明の実施例について説明する。
まず第3図には空燃比制御システムの全体概略が示され
、エンジン11の排気管1中に空燃比センサ本体2が設
けられ、排気中の空燃比(この場合酸素濃度など)に応
じた出力を、リード線3〜6及びコネクタ7.8を介し
て空燃比制御装置9側に送り、燃料供給装置10を制御
してエンジンへの燃料供給量等を制御する構成である。
そして図示してないが空燃比センサ本体2側にはセンサ
側のばらつきを解消するための出力補正手段が設けられ
、また空燃比制御装置9側には装置側のばらつきを解消
するためのA/D人力補正手段が設けられている。
また、第4図には空燃比センサの流し込み電流Isと空
燃比との関係が示される。図中の特性(イ)がばらつき
調整済みの出力特性を示し、流し込み電流値I、がら空
燃比を判断できる。
さて、第1図は本発明の第1実施例を示す。空燃比セン
サ本体2は、排気中の酸素濃度(つまり空燃比)に応じ
た流し込み電流(この場合限界電流とも呼ぶ)を発生し
リーン空燃比を検出可能な空燃比センサ101及び出力
調整用抵抗102(出力補正手段)を含む。
また、空燃比制御装置9は、図示していない各種センサ
からの出力を受けて種々の演算制御を行うマイクロコン
ピュータ201.入出力回路202、A/D変換器20
3、及び電源回路204を含み、さらに空燃比センサ1
01に対し排気中の空燃比に応じた流し込み電流I、を
発生させるべく、所定電圧V、(図中のa点の電圧)を
印加するための出力トランジスタ205.演算増巾器2
06、目標印加電圧指令回路207.及びA/D人力調
整用抵抗208,209 (A/D入力補正手段)を含
む。
また、301〜303はコネクタで、コネクタ301.
302の並列接続構成により、コネクタ接触抵抗の経時
変化の影響を低減させると共に、コネクタ外れに対する
安全性を向上させている。
なお、出力調整用抵抗102.A/D人力調整用抵抗2
09は、例えば回転又はスライド型の可変抵抗、あるい
はレーザートリミング等により抵抗値を可変できるもの
、あるいは抵抗値を容易に切換選択できるものでよい。
また、20は出力調整時に接続される診断装置である。
そこで上記構成によると、A/D変換器203は、マイ
クロコンピュータ201の指令に従って図中a、b点の
電圧V、、V、をそれぞれA/D変換しマイクロコンピ
ュータ201に出力する。そこでマイクロコンピュータ
201において、第1図(B)の如くタイマー処理等に
よって電圧va。
Vbの偏差ΔVに応じて流し込み電流I、を求め、この
I、に応じて、第4図中特性(イ)を記憶したマツプを
用いて現時点の排気中の空燃比A/Fを検出する(ステ
ップ51.52)。そして、この検出空燃比が運転状態
によって定まる目標空燃比と一致するように、エンジン
への供給燃料量のフィードバック制御が行われ(ステッ
プ53)、燃料供給装置10が制御される。
さて、次に本発明の特徴となる空燃比センサ本体2(セ
ンサユニット)及び空燃比制御装置9(制御ユニット)
のそれぞれに対する出力特性の調整方法について説明す
る。この調整は、これらのユニットが工場等において住
産され出荷される前に実施される。
まず第1図(C)に示される如く、所定モデルガス下に
おける流し込み電流I、が所定値■3゜となるマスクセ
ンサ(つまりこれはR,一定で、排気が所定空燃比に維
持されているときの流し込み電流が所定基準値となる予
め調整済みのセンサ)を用意し、このマスタセンサを制
御ユニット9に接続すると共に診断装置20を接続する
。そしてマスタセンサを所定モデルガス下におく。
続いて、制御ユニット9を起動させ、マイクロコンピュ
ータ201内のメモリに予め記憶された調整用プログラ
ムを動作させて、図中a、b点の電圧V@、V、をA/
D変換させると共に、両電圧の偏差値ΔV=V、−V、
を求めて診断装置20に表示させる。そこでこの偏差値
Δ■がこのシステム制御上決められている所定値K(つ
まり第4図の出力特性が正規に得られると見なされる値
)に一致するようにA/D入力調整用抵抗209の抵抗
値R2を調整する。
この調整装置によって、制御ユニット9例の回路素子等
のばらつき(特に電源回路204による安定化電圧■c
Cのばらつきなど)を解消できる。
次に、第1図(D)に示される如(この調整済みの制御
ユニット9のうち1台をマスク制御ユニットとし、未調
整のセンサユニット2とを接続する。続いて、制御ユニ
ットを起動させ、上記と同様にマイクロコンピュータ2
01内のメモリに予め記憶された調整用プログラムを動
作させて、図中a、b点の電圧V、、V、をA/D変換
させると共に、両電圧の偏差値ΔV=Vb−V、を求め
て診断装置20に表示させる。そこでこの偏差値Δ■が
上記所定値Kに一致するように出力調整用抵抗102の
抵抗(J Rlを調整する。
この調整によって、センサユニット2側のばらつきを解
消できる。従って、第1図(C)、  (D)で示した
ようにマスク制御ユニットに対しセンサユニットを、又
マスタセンサユニットに対して制御ユニットを各々調整
することにより、調整後は、各ユニットを任意に組合せ
た場合にも同一の運転条件においては常に一定の出力特
性が得られるようになり、組合せを変更した場合の出力
特性のばらつきを確実に解消できる。
次に本発明の第2実施例を第2図に示す。第2図(A)
の中で第1図(A)と異なる点は、空燃比制御装置9(
制御ユニット)側において、A/D入力調整用抵抗20
8A、  209A (A/D入力補正手段の要部)を
、空燃比センサ本体2 (センサユニット)への電流通
路中に挿入して調整することをせずに、計測したA/D
変換値をあとで補正することによって間接的にばらつき
を解消する点である。そのため、両抵抗208A、20
9Aは分圧回路を構成して適当に調整された分圧電圧V
 c @ A / D変換器203に与えるように構成
している。またA/D変換器203は出力調整用抵抗1
02の両端a、bの電圧V、、V、を直接入力している
次に上記構成とした場合の調整方法について説明する。
まずセンサユニット2についてはΔV=V、−■、=流
し込み電流1.XR,がシステム制御上決められている
所定値にとなるよう、予めセンサユニットの流し込み電
流に対する抵抗R1の値を求めておく (この時電源電
圧Vccは理想電圧値と考えておく)。
この関係を用い所定モデルガス下において測定した流し
込み電流値にもとづき、それに対応したR7に調整する
(第2図(D))。
これによりセンサユニット2のばらつきは解消される。
一方、制御ユニット9はV ccの変動によりA/D変
換値に誤差を生じる。そこでy ccが変動してもA/
D変換値を補正することで誤差を吸収出来るようにV 
ccと補正係数Cとの関係を予め求めておく。この関係
を■。と補正係数Cのマツプとして制御ユニット9内の
メモリに持っておき、vcを事前に測定することにより
°、それに対応する補正係数Cを選択するためR3を調
整しA/D変換にてその値■。を検出する(第2図(C
))。
この結果各ユニット2,9を任意に組合せた場合にも第
2図(B)のごとく第゛1実施例と同様の効果が期待で
きる。
〔発明の効果〕
以上述べた如く本発明においては、空燃比センサ本体側
に、出力補正手段を設け、空燃比制御ユニット側にA/
D入力補正手段を設けているから、次の利点がある。す
なわち、特性の設定は、単一体として組み立てられる空
燃比センサ本体及び空燃比側’4’iQaニットに対し
て個別に調整することによって行え、工場等からの出荷
前に予め調整するのみで良くな゛る。しかも、センサ本
体及び制御ユニットは個別に調整されるため、両者の互
換性が格段に向上し、いずれの組み合せによるシステム
においても高精度な空燃比検出、及び制御を実現できる
ようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、  (B)、  (C)、  (D)は
本発明の第1実施例を示し、(A)は全体回路図、(B
)、  (C)、  (D)は本発明の作動説明図、第
2図(A)、  (B)、  (C)、  (D)は本
発明の第2実施例を示し、(A)は全体回路図、(B)
。 (C)、  (D)は本発明の作動説明図、第3回は本
発明の全体構成を示す構成図、第4図は空燃比センサの
流し込み電流■、と空燃比との関係を示す特性図である
。 2・・・空燃比センサ本体(センサユニット)、9・・
・空燃比制御装置(制御ユニッ))、10・・・燃料供
給装置、20・・・診断装置、101・・・空燃比セン
サ、102・・・出力調整用抵抗、201・・・マイク
ロコンピュータ、202・・・入出力回路、203・・
・A/D変換器、204・・・電源回路、208,20
9.208A、209A・・・A/D入力場整用抵抗。 301〜303・・・コネクタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 所望の電圧が印加され、エンジン排気中の空燃比に応じ
    た流し込み電流を発生する空燃比センサと、 この空燃比センサ側に設けられ、排気が所定空燃比に維
    持されているときの流し込み電流の値が所定基準値に等
    しくなるように前記空燃比センサの出力を補正する出力
    補正手段と、 前記流し込み電流に応じた値をA/D変換するA/D変
    換手段と、 このA/D変換手段の変換値に基づいて空燃比をフィー
    ドバック制御する空燃比制御手段と、この空燃比制御手
    段側に設けられ、排気が所定空燃比に維持されていると
    きの前記流し込み電流値のA/D変換値が所定基準値に
    等しくなるように、前記A/D変換手段の変換値もしく
    はA/D変換手段への入力を補正するこのA/D入力補
    正手段と、 を備えたことを特徴とする空燃比制御装置。
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