JPS5950863B2 - 空燃比の制御方法およびその装置 - Google Patents
空燃比の制御方法およびその装置Info
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- JPS5950863B2 JPS5950863B2 JP51121407A JP12140776A JPS5950863B2 JP S5950863 B2 JPS5950863 B2 JP S5950863B2 JP 51121407 A JP51121407 A JP 51121407A JP 12140776 A JP12140776 A JP 12140776A JP S5950863 B2 JPS5950863 B2 JP S5950863B2
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M7/24—Controlling flow of aerating air
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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
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/144—Sensor in intake manifold
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車等に用いられる内燃機関の空燃比制御方
法およびその装置に関する。
法およびその装置に関する。
従来、内燃機関へ吸入される混合気の空燃比の制御は例
えば米国特許第３８４７７７８号明細書等に記載されて
いるように排気系に排気センサーを設け、該センサーか
らの出力に基づいて、空燃比制御装置により機関へ吸入
される混合気の空燃比をフィードバック制御している。
えば米国特許第３８４７７７８号明細書等に記載されて
いるように排気系に排気センサーを設け、該センサーか
らの出力に基づいて、空燃比制御装置により機関へ吸入
される混合気の空燃比をフィードバック制御している。
したがって、混合気の空燃比の検出部が排気系にあるた
め、フィードバック制御に時間がかがり、効率のよい空
燃比制御ができないという欠点がある。
め、フィードバック制御に時間がかがり、効率のよい空
燃比制御ができないという欠点がある。
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、混合気の空燃
比の検出部を混合気生成部近傍の吸気系に設けてフィー
ドバック制御に要する時間を短縮し効率のよい空燃比制
御ができるとともに、構造の簡単な空燃比の制御方法お
よびその装置を得るにある。
比の検出部を混合気生成部近傍の吸気系に設けてフィー
ドバック制御に要する時間を短縮し効率のよい空燃比制
御ができるとともに、構造の簡単な空燃比の制御方法お
よびその装置を得るにある。
以下、図面に示す実施例により、本発明の詳細な説明す
る。
る。
第１図において、１は内燃機関本体で、この機関本体１
には吸気系２と、排気系３とが取付けられている。
には吸気系２と、排気系３とが取付けられている。
前記吸気系２は前記機関本体１に取付けられた吸気マニ
ホルド４と、この吸気マニホルド４に取付けられた気化
器５と、この気化器５へ清浄された空気を導びくエアク
リーナ６とから構成されている。
ホルド４と、この吸気マニホルド４に取付けられた気化
器５と、この気化器５へ清浄された空気を導びくエアク
リーナ６とから構成されている。
前記気化器５は通路７が形成された気化器本体８と、前
記通路７に備えられたベンチュリ９と、このベンチュリ
９下流の通路７に備えた絞弁１０と、フロート室１１と
、このフロート室１１にメインジェット１２を介して連
通されたメイン燃料通路１３と、このメイン燃料通路１
３に連通された前記通路７に開口されたメインノズル１
４と、前記メイン燃料通路１３に形成されたメインエア
ブリード１５と、前記メイン燃料通路１３に連通された
メイン系空気通路１６と、この空気通路１６に介挿され
た該通路１６を開閉する制御電磁弁１７と、前記メイン
燃料通路１３に連通されたスロー燃料通路１８と、この
スロー燃料通路１８に形成されたスローエアブリード１
９と、前記スロー燃料通路１８に連通されたスロー系空
気通路２０と、このスロー系空気通路２０に介挿された
制御電磁弁２１とから構成されている。
記通路７に備えられたベンチュリ９と、このベンチュリ
９下流の通路７に備えた絞弁１０と、フロート室１１と
、このフロート室１１にメインジェット１２を介して連
通されたメイン燃料通路１３と、このメイン燃料通路１
３に連通された前記通路７に開口されたメインノズル１
４と、前記メイン燃料通路１３に形成されたメインエア
ブリード１５と、前記メイン燃料通路１３に連通された
メイン系空気通路１６と、この空気通路１６に介挿され
た該通路１６を開閉する制御電磁弁１７と、前記メイン
燃料通路１３に連通されたスロー燃料通路１８と、この
スロー燃料通路１８に形成されたスローエアブリード１
９と、前記スロー燃料通路１８に連通されたスロー系空
気通路２０と、このスロー系空気通路２０に介挿された
制御電磁弁２１とから構成されている。
２２は前記吸気マニホルド４ （本実施例ではライザー
に取付けであるが、燃料と空気の良く混合する場所例え
ばマニホルドの特定ブランチ部でもよい。
に取付けであるが、燃料と空気の良く混合する場所例え
ばマニホルドの特定ブランチ部でもよい。
）に取付けられた該マニホルド４内の混合気の空燃比を
検出する酸素濃淡電池を検出素子とする空燃比センサー
である。
検出する酸素濃淡電池を検出素子とする空燃比センサー
である。
２３は前記空燃比センサー２２に切換装置２４を介して
接続された電源である。
接続された電源である。
２５は前記空燃比センサー２２で発生した電圧が前記切
換装置２４を介して導かれ、前記制御電磁弁１７，２１
を開閉して機関へ吸入される混合気を所定の空燃比に制
御する制御装置である。
換装置２４を介して導かれ、前記制御電磁弁１７，２１
を開閉して機関へ吸入される混合気を所定の空燃比に制
御する制御装置である。
２６は第２図に示すように前記空燃比センサー２２内に
設けた温度センサー２７がらの出力を増幅して前記切換
装置２４を切換える増幅器である。
設けた温度センサー２７がらの出力を増幅して前記切換
装置２４を切換える増幅器である。
次に前記空燃比センサー２２の詳細例を第２図について
説明する。
説明する。
この空燃比センサー２２は一端が開口した筒状の固体電
解質２８の内・外表面に電極として白金層２９．３０を
塗布された酸素濃淡電池が、その開口端部の外周に設け
た導体４０を介してベース４１に固定され、外面電極２
９が電気的にベース４１に接続されている。
解質２８の内・外表面に電極として白金層２９．３０を
塗布された酸素濃淡電池が、その開口端部の外周に設け
た導体４０を介してベース４１に固定され、外面電極２
９が電気的にベース４１に接続されている。
この酸素濃淡電池はすでに公知であり、固体電解質２８
としては例えば酸化ジルコニュームが用いられる。
としては例えば酸化ジルコニュームが用いられる。
ベース４１からは酸素濃淡電池を間隙をおいて包囲する
金属カバー３３が延び、このカバーははパ全面にわたり
多数の小孔３２を有している。
金属カバー３３が延び、このカバーははパ全面にわたり
多数の小孔３２を有している。
カバー３３と酸素濃淡電池との間隙には多孔セラミック
等の電極保護層３１が設けられる。
等の電極保護層３１が設けられる。
酸素濃淡電池の筒内閉端近くには温度センサー２７が設
けられリード線４５，４６か゛ベース４１のカバー３３
と反対側に設けた絶縁体４２を貫通して外部へ引出され
る。
けられリード線４５，４６か゛ベース４１のカバー３３
と反対側に設けた絶縁体４２を貫通して外部へ引出され
る。
酸素濃淡電池の内面電極３０からもリード線４７が絶縁
体４２を貫通して引出される。
体４２を貫通して引出される。
外面電極２９はベース４１を通じて接地されているが、
図示のように内面電極と同じくリード線４８を引出して
もよい。
図示のように内面電極と同じくリード線４８を引出して
もよい。
また温度センサーのリード線４５．４６のうち一本は外
面電極と同様にベース４１に接続して接地することもで
きる。
面電極と同様にベース４１に接続して接地することもで
きる。
なお酸素濃淡電池の筒内側は絶縁体のリード線貫通部を
通じて外部大気と連通するが、独立に絶縁体に通気小孔
を設けてもよい。
通じて外部大気と連通するが、独立に絶縁体に通気小孔
を設けてもよい。
切換装置２４は増幅器２６からの信号を受けるリレーコ
イル５０とリレーコイルの作動に応じて切換る接点Ａ、
Ｂとからなる。
イル５０とリレーコイルの作動に応じて切換る接点Ａ、
Ｂとからなる。
増幅器は温度センサーからの信号を設定値と比較して空
燃比センサー２２が低温か高温かを判別し、低温の場合
には接点Ａをオンにして酸素濃淡電池を加熱電源２３に
接続し、高温の場合には接点Ｂをオンにして制御装置へ
接続するようにリレーコイルに信号を与える。
燃比センサー２２が低温か高温かを判別し、低温の場合
には接点Ａをオンにして酸素濃淡電池を加熱電源２３に
接続し、高温の場合には接点Ｂをオンにして制御装置へ
接続するようにリレーコイルに信号を与える。
すなわち酸素濃淡電池−接点Ａ−加熱電源が空燃比セン
サーの加熱回路を形成するとともに酸素濃淡電池−接点
Ｂ−制御装置−電磁弁が空燃比制御回路を形成する。
サーの加熱回路を形成するとともに酸素濃淡電池−接点
Ｂ−制御装置−電磁弁が空燃比制御回路を形成する。
上記構成にあっては先づ最初に空燃比センサー２２に電
源２３から切換装置２４を介して加熱電流が流され、酸
素濃淡電池の電極２９．３０部分の温度が上昇する。
源２３から切換装置２４を介して加熱電流が流され、酸
素濃淡電池の電極２９．３０部分の温度が上昇する。
一方、多数の孔３２が形成された金属カバー３３から混
合気が流入し電極保護層３１に染み込み、加熱された電
極表面の白金層２９により触媒反応し、酸化する。
合気が流入し電極保護層３１に染み込み、加熱された電
極表面の白金層２９により触媒反応し、酸化する。
触媒反応を開始９−る温度は一般に３００℃程度あれば
充分である。
充分である。
このように反応が始まれば電極２９．３０の酸素濃度の
差により酸素濃淡電池としての起電力を生ずる。
差により酸素濃淡電池としての起電力を生ずる。
そして増幅器からの信号により切換装置は、加熱電流を
遮断し、酸素濃淡電池を制御装置へ接続する。
遮断し、酸素濃淡電池を制御装置へ接続する。
したがって、常時電極２９，３０部分の温度を温度セン
サー２７により検知しつつ、低温なら加熱電流を酸素濃
淡電池へ流し、高温になると酸素濃淡電池で発生する電
圧を制御装置２５へ導びき混合気の空燃比を制御する。
サー２７により検知しつつ、低温なら加熱電流を酸素濃
淡電池へ流し、高温になると酸素濃淡電池で発生する電
圧を制御装置２５へ導びき混合気の空燃比を制御する。
空燃比の制御の時、電極２９の表面は理論空燃比附近の
混合気の触媒反応のため高温となり、反応をつづけるの
で加熱電流は必要としない。
混合気の触媒反応のため高温となり、反応をつづけるの
で加熱電流は必要としない。
なお、電極保護層３１として酸化触媒を用いると反応の
促進と温度維持にさらに効果がある。
促進と温度維持にさらに効果がある。
なお前記実施例では気化器を用いたものについて説明し
たが燃料噴射装置にも同様に実施できる。
たが燃料噴射装置にも同様に実施できる。
以上の説明から明らかなように本発明−にあっては機関
へ吸入される混合気の吸気系通路に空燃比センサーを設
け、該センサーが作動温度に至るまでは外部電源により
前記センサー自体を発熱させることにより加熱するよう
にし、前記センサーが作動温度に達した後は前記センサ
ーが発生する電圧をとりだして空燃比制御装置にフィー
ドバックし、機関に吸入される混合気の空燃比を所定値
に制御するようにしたので、従来のように排気系の燃焼
ガスを検出してフィードバック制御するものに比べ、フ
ィードバック制御に要する時間を短縮することができ、
効率のよい空燃比制御ができるとともに別個にセンサー
の加熱装置を必要としないので構造が簡単となる。
へ吸入される混合気の吸気系通路に空燃比センサーを設
け、該センサーが作動温度に至るまでは外部電源により
前記センサー自体を発熱させることにより加熱するよう
にし、前記センサーが作動温度に達した後は前記センサ
ーが発生する電圧をとりだして空燃比制御装置にフィー
ドバックし、機関に吸入される混合気の空燃比を所定値
に制御するようにしたので、従来のように排気系の燃焼
ガスを検出してフィードバック制御するものに比べ、フ
ィードバック制御に要する時間を短縮することができ、
効率のよい空燃比制御ができるとともに別個にセンサー
の加熱装置を必要としないので構造が簡単となる。
また機関へ吸入される混合気の吸気系通路に混合気の空
燃比を検出するセンサーとして酸素濃淡電池を使用した
空燃比センサーを直接設けたので、構造が簡単で、サン
プリング混合気と機関へ吸収される混合気とが異なるこ
ともない等の優れた利点がある。
燃比を検出するセンサーとして酸素濃淡電池を使用した
空燃比センサーを直接設けたので、構造が簡単で、サン
プリング混合気と機関へ吸収される混合気とが異なるこ
ともない等の優れた利点がある。
第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図、第２図は
空燃比センサーの説明図で゛ある。 １・・・・・・内燃機関本体、２・・・・・・吸気系、
４・・・・・・吸気マニホルド、５・・・・・・気化器
、２２・・・・・・空燃比センサー、２３・・・・・・
電源、２４・・・・・・切換装置、２５・・・・・・制
御装置、２７・・・・・・温度センサー、２８・・・・
・・固体電解質、２９，３０・・・・・・電極としての
白金層、３１・・・・・・電極保護層、３３・・・・・
・金属カバー。
空燃比センサーの説明図で゛ある。 １・・・・・・内燃機関本体、２・・・・・・吸気系、
４・・・・・・吸気マニホルド、５・・・・・・気化器
、２２・・・・・・空燃比センサー、２３・・・・・・
電源、２４・・・・・・切換装置、２５・・・・・・制
御装置、２７・・・・・・温度センサー、２８・・・・
・・固体電解質、２９，３０・・・・・・電極としての
白金層、３１・・・・・・電極保護層、３３・・・・・
・金属カバー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 機関吸入混合気の空燃比を制御する装置を有する機
関において、吸気系において空燃比を検出するとともに
、該空燃比を検出するセンサーが作動温度に達するまで
は、外部電源を前記センサーに接続して前記センサー自
体を発熱させることにより前記センサーを加熱し、前記
センサーと前記外部電源との接続及び前記空燃比を制御
する機構との接続を、前記センサーの温度に応じて切換
えることにより、作動温度に達した後は加熱を停止して
前記センサーが発する検出信号を前記空燃比を制御する
機構へフィードバックして、混合気の空燃比を所定値に
制御することを特徴とする空燃比の制御方法。 ２ 吸気系に設置され混合気の空燃比と関連を有する特
定成分の濃度を検出する空燃比センサーと、該空燃比セ
ンサーの検出信号を受けて混合気の空燃比を制御する空
燃比制御機構と、前記空燃比センサーを加熱する手段と
、前記空燃比センサーが作動温度以下のときには前記加
熱手段を作動させ、作動温度を越したときには加熱手段
の作動を停止させるとともに、前記空燃比センサーと前
記空燃比制御機構とを接続する切換手段とを有し、前記
加熱手段は前記空燃比センサーの検出素子に接続される
外部電源を有し、前記切換手段は前記空燃比センサーの
温度を感知する温度センサー及び該温度センサーからの
信号に基いて作動するリレー切換接点を有して、前記空
燃比センサーの検出素子が該リレー切換接点を介して前
記外部電源及び前記空燃比制御機構と接続されているこ
とを特徴とする空燃比の制御装置。 ３ 空燃比センサーは、一端が開口した筒状固体電解質
の内表面及び外表面に白金電極を設けた酸素濃淡電池を
検出素子とするとともに、該素子をその開口端部で保持
するベースと、該素子を包囲する多孔質保護層と、前記
ベースから延びて該保護層を覆う多孔金属カバーとを有
することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の空燃
比の制御装置。 ４ 空燃比センサーがその検出素子の筒内に前記温度セ
ンサーを内蔵することを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の空燃比の制御装置。 ５ 多孔質保護層が酸化触媒であることを特徴とする特
許請求の範囲第３項又は第４項記載の空燃比の制御装置
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51121407A JPS5950863B2 (ja) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | 空燃比の制御方法およびその装置 |
| DE2744844A DE2744844C2 (de) | 1976-10-08 | 1977-10-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine |
| US05/840,099 US4198939A (en) | 1976-10-08 | 1977-10-06 | Method of controlling the air-fuel ratio of an engine air-fuel mixture and a system for executing the method |
| GB41793/77A GB1541208A (en) | 1976-10-08 | 1977-10-07 | Method of controlling the air-fuel ratio of an engine air-fuel mixture and a system for executing the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51121407A JPS5950863B2 (ja) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | 空燃比の制御方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5346523A JPS5346523A (en) | 1978-04-26 |
| JPS5950863B2 true JPS5950863B2 (ja) | 1984-12-11 |
Family
ID=14810402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51121407A Expired JPS5950863B2 (ja) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | 空燃比の制御方法およびその装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4198939A (ja) |
| JP (1) | JPS5950863B2 (ja) |
| DE (1) | DE2744844C2 (ja) |
| GB (1) | GB1541208A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5361518U (ja) * | 1976-10-25 | 1978-05-25 | ||
| GB2056723B (en) * | 1979-08-02 | 1983-07-06 | Nissan Motor | Automatic control of air/fuel ratio in ic engines |
| DE3000993A1 (de) * | 1980-01-12 | 1981-07-23 | Daimler Benz Ag | Elektrochemischer messfuehler mit schutzeinrichtung fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in abgasen, insbesondere von verbrennungsmotoren |
| DE3117790A1 (de) * | 1981-05-06 | 1982-11-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zur temperaturmessung bei sauerstoffsonden |
| JPS57195863A (en) * | 1981-05-26 | 1982-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | Air-fuel ratio controller for otto cycle |
| DE3138547A1 (de) * | 1981-09-28 | 1983-04-07 | Bosch Gmbh Robert | Temperaturregeleinrichtung fuer einen sauerstoffuehler |
| 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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| JPS60235047A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用ヒ−タ付酸素センサの温度制御方法 |
| DE3903314A1 (de) * | 1989-02-04 | 1990-08-09 | Bosch Gmbh Robert | Schaltung zum messen des innenwiderstandes einer lambdasonde |
| DE9203528U1 (de) * | 1992-03-18 | 1992-07-09 | Ruhrgas Ag, 4300 Essen | Vorrichtung zur Steuerung einer Gasverbrauchseinrichtung |
| US5499497A (en) * | 1993-08-06 | 1996-03-19 | Simmonds Precision Engine Systems | Temperature detector and control for an igniter |
| DE19536604A1 (de) * | 1994-10-04 | 1996-04-11 | Simmonds Precision Engine Syst | Zündvorrichtung und Zündverfahren unter Verwendung elektrostatischer Düse und katalytischen Zünders |
| DE19632631A1 (de) * | 1996-08-13 | 1998-02-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Regelung des Verhältnisses der Brennstoff- und Luftanteile des Betriebsgemisches einer Brennkraftmaschine |
| DE102012201830A1 (de) | 2012-02-08 | 2013-08-08 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Adaption von Signalen eines Sauerstoffsensors im Luftzufuhrkanal einer Brennkraftmaschine |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3558280A (en) * | 1968-11-05 | 1971-01-26 | Westinghouse Electric Corp | Solid state oxygen gauge |
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