JPS5983048A - Air/fuel ratio controller - Google Patents
Air/fuel ratio controllerInfo
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- JPS5983048A JPS5983048A JP57192427A JP19242782A JPS5983048A JP S5983048 A JPS5983048 A JP S5983048A JP 57192427 A JP57192427 A JP 57192427A JP 19242782 A JP19242782 A JP 19242782A JP S5983048 A JPS5983048 A JP S5983048A
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- 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
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固体電解質を用いた空燃比検出器に係り、特
に自動車のエンジンの空燃比制御に好適な検出器に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an air-fuel ratio detector using a solid electrolyte, and particularly to a detector suitable for controlling the air-fuel ratio of an automobile engine.
従来、酸素ポンプ式の酸素濃度検出器が空燃比検出器と
しては知られている。この従来のものは、自動車に用い
た時リーン域における、空燃比の検出しか出来なく、リ
ッチ域の制御には適さない。Conventionally, an oxygen pump type oxygen concentration detector is known as an air-fuel ratio detector. This conventional method can only detect the air-fuel ratio in the lean range when used in an automobile, and is not suitable for controlling the rich range.
また、第１０図のような、λ＝１．０と印加電流■に対
応したλの値で２位置を取るので、自動車の制御には適
さない。Further, as shown in FIG. 10, two positions are taken at a value of λ corresponding to λ=1.0 and an applied current ■, so it is not suitable for controlling an automobile.
本発明の目的は、リッチ域とリーン域の両方の領域で空
燃比を閉ループ制御出来る空燃比制御器を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio controller that can perform closed-loop control of the air-fuel ratio in both rich and lean regions.
本発明は、固体電解質と拡散抵抗体よりなる空燃比検出
器において、第８図（ｂ）に示したように電位を与える
とＣＯ濃度に任倒した出力か得られるという現象を応用
したものである。The present invention applies the phenomenon that, in an air-fuel ratio detector consisting of a solid electrolyte and a diffusion resistor, when a potential is applied as shown in FIG. 8(b), an output that is independent of the CO concentration can be obtained. be.
第１図に本発明の一実施例を示す。エアクリーナー１よ
り吸入した空気は、スロットルボテイ２のバイパス通路
３に取り付けた熱線式空気量検出器４で検出されマイク
ロコンピュータ１６に入力される。マイクロコンピュー
タ１６は燃料量孕計算し、燃料噴射弁５を動作して燃料
を供給する。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Air taken in from the air cleaner 1 is detected by a hot wire air amount detector 4 attached to a bypass passage 3 of a throttle body 2 and input to a microcomputer 16. The microcomputer 16 calculates the amount of fuel and operates the fuel injection valve 5 to supply fuel.
空気と燃料の混合気は吸気管８を通り燃焼室２４に入り
燃焼して排気管２５に排出される。排気管２５には空燃
比検出器１３があり電気回路１７を介して空燃比信号全
マイクロコンピュータ１６に送ル。一方、マイクロコン
ピュータ１６より電気回路１７には、空燃比の設定信号
か入力され、ており、この設定信号に合致するようにマ
イクロコンピュータ１６は、噴射弁５の開弁時間を制御
する。The mixture of air and fuel passes through the intake pipe 8, enters the combustion chamber 24, burns it, and is discharged to the exhaust pipe 25. An air-fuel ratio detector 13 is provided in the exhaust pipe 25 and sends an air-fuel ratio signal to a microcomputer 16 via an electric circuit 17. On the other hand, an air-fuel ratio setting signal is input from the microcomputer 16 to the electric circuit 17, and the microcomputer 16 controls the opening time of the injection valve 5 so as to match this setting signal.
ヒーター回路２２は、酸素濃度検出器か約８００℃に保
持できるように制御している。また、設定空燃比を決定
するための入力としては、クランク角七ンサ１４による
回転数と、スロットル開度センサ２６による負荷信号を
用いる。The heater circuit 22 is controlled by the oxygen concentration detector so that the temperature can be maintained at approximately 800°C. Furthermore, as inputs for determining the set air-fuel ratio, the rotational speed from the crank angle sensor 14 and the load signal from the throttle opening sensor 26 are used.
第２図は、第１図のマイクロコンピュータ１６の詳細図
である。入力信号としては、空気量４、冷却水温１２、
スロットル開度７などがある。FIG. 2 is a detailed diagram of the microcomputer 16 of FIG. 1. Input signals include air amount 4, cooling water temperature 12,
There are throttle openings of 7, etc.
これらアナログ信号はマルチクプレツサ３０に入力さね
１、時分割的に各センサの出力がセレクトされＡＤコン
バータ３１に送られデジタル信号となる。さらに、０Ｎ
−ＯＦＦ信号として入力される情報Ｊして、電気回路１
７の空燃比信号１７ｂと後述する理論空燃比検出器の回
路２６の信号２６ａ、２６ｂかあり、これらは、１ビツ
トのデジタル信号として扱う。さらにクランク角七ンツ
１４のようにパルス列となる信号も入力される。These analog signals are input to a multiplexer 30, and the outputs of each sensor are selected in a time-division manner and sent to an AD converter 31 to become digital signals. Furthermore, 0N
- Information J input as an OFF signal, electric circuit 1
7 air-fuel ratio signal 17b and signals 26a and 26b from a stoichiometric air-fuel ratio detector circuit 26, which will be described later, and these are treated as 1-bit digital signals. Furthermore, a signal forming a pulse train such as a crank angle signal 14 is also input.
ＣＰＵ３３は、ディジタル演算処理を行うプロセシング
セントラルユニットで６ ＩＩ）、１（０Ｍ３２は制御
プログラムおよび固定データを格納するための記憶素子
であり、几ＡＭ３４は読み出［７および書込み可能な記
憶素子である。Ｉ１０回路３５ば、３１および各センサ
からの信号をＣＰＵ３３に送ったりＣＰＵ３３からの信
号を噴射弁５、点火コイル１５、電気回路１７に空燃比
の設定信号１７ａや、後述するリレー回路２７に信号金
送る機能をもつ。The CPU 33 is a processing central unit that performs digital arithmetic processing, and 0M32 is a memory element for storing control programs and fixed data, and AM34 is a readable and writable memory element. .I10 circuit 35 sends signals from 31 and each sensor to the CPU 33, and sends signals from the CPU 33 to the injection valve 5, ignition coil 15, electric circuit 17 as an air-fuel ratio setting signal 17a, and a relay circuit 27 to be described later. It has the function of sending money.
第３図は、空燃比検出器１３の実施例である。FIG. 3 shows an embodiment of the air-fuel ratio detector 13.
空燃比検出器１３＆よ、空燃比センサ２８と理論空燃比
センサ２９よりなっており、両者は、排ガス入Ｉコ４０
と排ガス出口４１ａ、４１ｂＫ−有するカバー４３内に
取り付けられている。この空燃比検出器１３は、抽気管
２５に取り伺けられている。The air-fuel ratio detector 13 consists of an air-fuel ratio sensor 28 and a stoichiometric air-fuel ratio sensor 29, both of which are connected to the exhaust gas inlet 40.
and exhaust gas outlets 41a, 41bK-. This air-fuel ratio detector 13 is inserted into the air bleed pipe 25.
理論空燃比センサ２９は、その起電力を測定することに
より理論空燃比を検出するもので、その信号は、検出回
路２６に入力され、マイクロコンピュータに信号２６ａ
、２６ｂｋ入力する。The stoichiometric air-fuel ratio sensor 29 detects the stoichiometric air-fuel ratio by measuring its electromotive force, and its signal is input to the detection circuit 26 and sent to the microcomputer as a signal 26a.
, 26bk input.
空燃比センサ２８は、ヒータ回路２２により約８００℃
に加熱することにより初めて動作するものである。空燃
比センサ２８には、電気回路１７により電流を供給し、
センサ信号１７ｂ’！ｒ取り出す。甘た、原理は後述す
るが、センサ２８に供給する電流の電極ヲリレー回路２
７で反転させることにより、リーン域のＡ／Ｆとリッチ
域のＡ ／ Ｆの両方が測定できるようになる。The air-fuel ratio sensor 28 is heated to approximately 800°C by the heater circuit 22.
It only works when it is heated to a certain temperature. A current is supplied to the air-fuel ratio sensor 28 by the electric circuit 17,
Sensor signal 17b'! rTake out. Sorry, the principle will be explained later, but the relay circuit 2 supplies the current to the sensor 28.
By reversing at step 7, both lean range A/F and rich range A/F can be measured.
卯、４図は、空燃比検出器１３の詳細図である。Figure 4 is a detailed diagram of the air-fuel ratio detector 13.
空燃比センサ２８は、固体電解質４４の両面に白金電極
４５ａ、４５ｂか一様に付いているものであり、さらに
、チャンバ４６を介して、オリフィス４７を有した拡散
抵抗体４８が取り付けらねでいる。この拡散抵抗体４８
には、固体′目り解質を約ｓｏｏ’ｃに加熱するたぬの
ヒータ（図示なし）か取り付けられており、そのヒータ
のリード線４９ａ、４．９ｂの正側４９ａは絶縁材５０
ａにより絶縁されてヒータ回路２２に配線されており、
負側４９ｂは、アースされている。捷だ、白金電極４．
５ａ、４５ｔ）のリード線も絶縁材５０ｂ、５０Ｃによ
り絶縁されリレー回路２７に配線されている。また、固
体′「電解質４４と拡散抵抗体４８は、高温接着材（ガ
ラスまたはセラミック）５１によりチャンバ４６の容積
かとれるように接着されている。The air-fuel ratio sensor 28 has platinum electrodes 45a and 45b uniformly attached to both sides of a solid electrolyte 44, and a diffusion resistor 48 having an orifice 47 is attached via a chamber 46. There is. This diffused resistor 48
is equipped with a heater (not shown) that heats the solid solute to about soo'c, and the positive side 49a of the heater lead wires 49a, 4.9b is connected to an insulating material 50
It is insulated by a and wired to the heater circuit 22,
The negative side 49b is grounded. Good luck, platinum electrode 4.
The lead wires 5a, 45t) are also insulated by insulating materials 50b, 50C and wired to the relay circuit 27. Further, the solid electrolyte 44 and the diffusion resistor 48 are bonded together using a high-temperature adhesive (glass or ceramic) 51 so as to take up the volume of the chamber 46.
理論空燃比センサ２９は、固体電解質５２の両面に白金
電極５３ａ、５３ｂが薄＜イ′：］いているもので、高
温接着材５４でチー＼“ン／〈５５の容積かとれるよう
にカバー４３に取り何りられている。捷た、電極５３ａ
は負側でありアースされており、５３ｂｉｒよ正側であ
り、リード線５６カ＼伺いており、このリード線５６は
、絶縁４ｄ’ ５０ ｄにより絶縁され回路２６に配線
されている。壕だチャンノ・５５に大気を導入するため
の通路４２が力・く−４３に設けられている。この理論
空燃比セン勺２９１′よ、通常のラムタ゛センザと同じ
ように、理論空燃比（”１近で起電力か変化するもので
ある。The stoichiometric air-fuel ratio sensor 29 has thin platinum electrodes 53a and 53b on both sides of a solid electrolyte 52, and a cover 43 with a high-temperature adhesive 54 so as to take up a volume of 1/55. The electrode 53a is cut out.
is on the negative side and is grounded, and 53 bir is on the positive side and has a lead wire 56, which is insulated by insulation 4d' 50d and wired to the circuit 26. A passageway 42 for introducing atmospheric air into the trench 55 is provided in the trench 43. This stoichiometric air-fuel ratio sensor 291', like a normal ram sensor, changes the electromotive force when the stoichiometric air-fuel ratio approaches 1.
第５図は、第４図の固体′電解質４４の単体図である。FIG. 5 is a single unit diagram of the solid electrolyte 44 of FIG.
第５図（２）は平面図で円形の固体電解質の外周に厚め
の白金層５７ａかおりリード線４５ｂか伺いている。中
央部は白金層か薄く多孔質状になっている電極５８ａか
ある。第５図（ｂ）はその断面図であり、厚い白金層５
７ａ、５７ｂ、＠い白金＋輪ｓ ｓ ａ 、 ５ ｓ
ｂカ６ル、。FIG. 5(2) is a plan view showing a thick platinum layer 57a and a scent lead wire 45b extending around the outer periphery of the circular solid electrolyte. At the center, there is a platinum layer or a thin porous electrode 58a. FIG. 5(b) is a cross-sectional view of the thick platinum layer 5.
7a, 57b, @ platinum + ring s s a , 5 s
b cal 6 cal.
第６図は、オリフィス４７を肩する拡散抵抗体４８を示
したものである。第６図（ａ）は、平面図で加熱抵抗体
５９が印刷されている。この加熱抵抗体５９には、リー
ド線４９ａ、４９ｂにより電力を供給する。第５図（ｂ
）ｉｄ、その断面図で拡散抵抗体４８の片側に、加熱抵
抗体５９か印削さね、でいる。なお第５図の固体電解質
４４と第６図の拡散抵抗体４８は、Ａ面とＡ′面が向か
いあうように、高温接着拐５１で第４図に示したように
接着される。FIG. 6 shows the diffused resistor 48 covering the orifice 47. FIG. 6(a) is a plan view in which a heating resistor 59 is printed. Electric power is supplied to this heating resistor 59 through lead wires 49a and 49b. Figure 5 (b
) id, in the cross-sectional view, a heating resistor 59 is stamped on one side of the diffused resistor 48. The solid electrolyte 44 shown in FIG. 5 and the diffused resistor 48 shown in FIG. 6 are bonded together using a high-temperature adhesive 51, as shown in FIG. 4, so that the A side and the A' side face each other.
第７図は、電気回路１７とリレー回路２７の回路図であ
る７、１７ａ′の回路は、制御空燃比に対応した設定電
流■（原理は後述）を空燃比センサ２８に一定供給する
、定電流供給回路である。ここでは、端子Ｌ７ａに入力
される、マイクロコンピュータ１６からの設定電流工の
アナログ値と、抵抗６０で発生するＩｏに比例した電圧
を加算器６１に入力し、トランジスタ６２を動作して、
トランジスタ６３により電流を制御する。FIG. 7 is a circuit diagram of the electric circuit 17 and the relay circuit 27. The circuit 7, 17a' is a constant supply current (the principle will be described later) corresponding to the control air-fuel ratio to the air-fuel ratio sensor 28. This is a current supply circuit. Here, the analog value of the setting current input from the microcomputer 16 and the voltage proportional to Io generated by the resistor 60, which are input to the terminal L7a, are input to the adder 61, and the transistor 62 is operated.
A transistor 63 controls the current.
１７ｂ′の回路は、固体電解質４４の起電力をコンパレ
ータ６４で０．１の信号に変換するもので、出力１７ｂ
は、空燃比セ／す２８の出力ＶＬ、 Ｖ Ｒトシてマイ
クロコンピュータ１６に入力される。The circuit 17b' converts the electromotive force of the solid electrolyte 44 into a 0.1 signal using the comparator 64, and outputs the output 17b.
are input to the microcomputer 16 through the outputs VL and VR of the air-fuel ratio controller 28.
リレー回路２７は、リーン域とリッチ域での空燃比を両
方検出できるようにする（原理は後述）ためのものでお
り、マイクロコンピュータの信号か２７２に入力されて
制御が行なわれる。つまり、この回路２７で、固体電解
質４４の両側にかかる電位全反転させる（正、負を逆に
する）のである。The relay circuit 27 is for detecting the air-fuel ratio in both the lean region and the rich region (the principle will be described later), and is controlled by inputting a signal from the microcomputer 272. In other words, this circuit 27 completely inverts the potential applied to both sides of the solid electrolyte 44 (reverses positive and negative).
第８図は、空燃比センサ２８での空燃比測定の原理を示
したものである。第８図（ａ）は、リーン域での動作で
ある。λ〉１．０のリーン域では、排気ガス中にも０２
が多く存在する。今、電極４５ｂを■、４５ａ全○極に
すると固体電解質４４内を０２（０２イオン）が矢印の
ように移動する。この０２の移ｇＪＪ邦、ば、固体電解
質４４にかける電流値に比例する。この移動にともなっ
て、オリフィス４７からも０２がチャンバ４６内に入る
が、オリフィス４７の抵抗の効果により、チャンバ４６
に、供給される０２３！−よりも、固体電解質４４より
出て行く方が多くなるので、チャンバ内の０２濃度は、
はぼ零となる。この時、固体電解質４４の両側の０２８
度に差が出るため、起電力が発生する□、さらに、この
状態より排ガス中のＯ７濃度が増すと、オリフィス４７
より入ってくる０２量が多くなるため、チャンバ４６内
の０２濃度が増加し、両端のＯ８濃度差か小さくなり、
起電力は発生しなくなる。FIG. 8 shows the principle of air-fuel ratio measurement using the air-fuel ratio sensor 28. FIG. 8(a) shows the operation in the lean region. In the lean range where λ>1.0, 02 is also present in the exhaust gas.
There are many. Now, when the electrode 45b is set to ■, and the electrode 45a is set to all ○, 02 (02 ions) move within the solid electrolyte 44 as shown by the arrow. This 02 shift is proportional to the current value applied to the solid electrolyte 44. Along with this movement, 02 also enters the chamber 46 from the orifice 47, but due to the effect of the resistance of the orifice 47, the chamber 46
023 supplied to! Since more 02 leaves the solid electrolyte 44 than -, the 02 concentration in the chamber is
It becomes zero. At this time, 028 on both sides of the solid electrolyte 44
Since there is a difference in the temperature, an electromotive force is generated□.Furthermore, if the O7 concentration in the exhaust gas increases from this state, the orifice 47
As the amount of O2 entering increases, the O2 concentration within the chamber 46 increases, and the difference in O8 concentration between both ends becomes smaller.
No electromotive force is generated.
第８図（ｂ）は、リッチ域の場合である。ここでは、排
ガス中のＣＯ濃度が増加してくる。また、０゜濃度は低
下するが零とはならない。今、リレー回路２７により極
性を反転して、４５ｂをｅ、４５ａを■極にすると、リ
ーンの場合とは逆ｖｃ、 ０２が固体電解質４４内を移
動する。この時、チャンバ４６内では（１）式で示した
よう・な反応が起こるために、ＣＯがオリフィス４７を
通ってチャンバ４６内に移動する。ＣＯ濃度が少ない場
合には１．チャンバ４６内の０２は全部消費されずに残
っているため固体電解質４４には起電力は生じない。さ
らにＣＯ濃度が増すと、チャンバ４６内に流入するＣＯ
も増加するので、チャンバ内の０２は（１）式により全
部消費されるようになる。すると、固体電解質４４の両
側に０ｔｅｋ度の差か出るために、起電力が生じる。（
７かシフ、この場合は、測定器側の極性も同時に反転さ
れることになるので、見かけ上の起電力は、上述した真
の起電力とは逆になる。FIG. 8(b) shows the case of the rich region. Here, the CO concentration in the exhaust gas increases. Also, the 0° concentration decreases but does not become zero. Now, when the polarity is reversed by the relay circuit 27 and 45b is set to E and 45a is set to ■, VC and 02 move in the solid electrolyte 44, which is opposite to that in the lean case. At this time, since a reaction as shown in equation (1) occurs in the chamber 46, CO moves into the chamber 46 through the orifice 47. 1. If the CO concentration is low. Since 02 in the chamber 46 is not completely consumed and remains, no electromotive force is generated in the solid electrolyte 44. As the CO concentration further increases, the CO flowing into the chamber 46
also increases, so 02 in the chamber is completely consumed according to equation (1). Then, since there is a difference of 0 tek on both sides of the solid electrolyte 44, an electromotive force is generated. (
7 or shift. In this case, the polarity on the measuring instrument side is also reversed at the same time, so the apparent electromotive force is opposite to the true electromotive force described above.
つまり固体電解質の両端に０２濃度差かない時に、起電
力か出て、差かめる時に起電力がなくなるように測定さ
れる。In other words, when there is no difference in 02 concentration between both ends of the solid electrolyte, an electromotive force is generated, and when there is a difference, the electromotive force disappears.
第９図は、リーン域でのセンサの基本的％（’１示した
図である８第９図（ａ）を見ると、第８図で示したよう
に、オリフィス４７の拡散抵抗作用により＼０２０２濃
ある一定の１１σになっている時に電圧Ｖを増加してい
くと、限界電流佃■ｏ２か出ることかわかる。このこと
ケ利用して、第９図（ｂ）のように、Ｖ＝０．５Ｖと一
定にしで０２濃度ケ変化さ ・せていくと、それぞれの
０．＃に度に対して、限界電流Ｉ０２か測定され、セン
サは、０．＃度に比例した出力を出すことかわかる。リ
ーン域での０２濃度と空燃比（Ａ／Ｆ ）は対応してい
るためＡ／Ｆが測定できることになる。FIG. 9 shows that the basic percentage of the sensor in the lean region ('1) is shown in FIG. 9(a). As shown in FIG. 0202 It can be seen that if the voltage V is increased when it is a certain constant 11σ, the limit current Tsukuda ■o2 will appear.Using this fact, as shown in Fig. 9(b), V= When the 02 concentration is kept constant at 0.5V and changed, the limit current I02 is measured for each 0.# degree, and the sensor outputs an output proportional to 0.# degree. Since the 02 concentration in the lean region and the air-fuel ratio (A/F) correspond, the A/F can be measured.
第１０図は、リーン域でセンサに供給する電流を一定に
して、Ａ／Ｆを変化させた場合の起電力の変化を測定し
たものである。この第１０図よりわかるように、供給電
流（設定電流）■を選定することにより任意に、制御目
標となるＡ／Ｆｔ選ぶことが出来る。つまり、■＝２ｍ
ＡではＡ／Ｐ、＝１４．９ 、 Ｉ＝４１ｎＡではＡ／
Ｆ ＝ １６ Ｔ：；ｈ７＋。FIG. 10 shows the measurement of the change in electromotive force when the A/F was changed while keeping the current supplied to the sensor constant in the lean region. As can be seen from FIG. 10, by selecting the supply current (set current) (2), it is possible to arbitrarily select A/Ft as the control target. In other words, ■=2m
For A, A/P = 14.9, for I = 41nA, A/P
F = 16 T:;h7+.
第１１図は、リッチ域でのセンサの基本特性を示したも
のである。ここでは、センサ電極の極性は反転しである
。第８図で示したように、ここではＣＯ濃度に比例した
出力が出るのである。第１１図（ａ）は、あるＣＯ濃度
で隅界電流ｉｃｏか出ること金示したものであり、第１
１図（ｂ）は、■二〇、５Ｖとした時に、ＣＯ濃度とＩ
ＣＯか比例関係にあること全測定した結果である。リッ
チ域の場合、ＣＯ濃度とＡ／Ｆは、相関関係にあるため
、この出力によりＡ／Ｆが測定できることになる。FIG. 11 shows the basic characteristics of the sensor in the rich region. Here, the polarity of the sensor electrodes is reversed. As shown in FIG. 8, an output proportional to the CO concentration is produced here. Figure 11(a) shows that the corner current ico is produced at a certain CO concentration;
Figure 1 (b) shows the CO concentration and I when the voltage is 20.5V.
The results of all measurements show that there is a proportional relationship between CO and CO. In the case of a rich region, the CO concentration and A/F have a correlation, so the A/F can be measured using this output.
第１２図は、リッチ域でセンサへの供給電流全一定とし
て、Ａ／Ｆ’に変化させた場合の起電力の変化を示した
ものである。第１２図によりわかるように、設定曲流ｆ
全選択することにＪ：す、任意のＡ／Ｆに制御できるこ
とかわかる。つまり■＝２ｍＡでは、Ａ／Ｆ’＝１４．
４．Ｉ＝４ｍＡで（はＡ／Ｆ二１３．６である。FIG. 12 shows the change in electromotive force when the current supplied to the sensor is completely constant in the rich region and is changed to A/F'. As can be seen from Fig. 12, the setting curve f
If you select all, you can see that you can control any A/F. In other words, when ■=2mA, A/F'=14.
4. At I=4mA (A/F2 is 13.6).
第１０図、第１２図とも、センサの特性として、理論窒
・燃比付近（Ａ／Ｆ＝１４．７．λ＝１）で起電力か急
激に変化しているので、２位師を取ることかわかる。本
発明では、これを回避するために、別途理論空燃比セン
サ２９全設けたのである。In both Fig. 10 and Fig. 12, as a characteristic of the sensor, the electromotive force changes rapidly near the stoichiometric nitrogen/fuel ratio (A/F = 14.7.λ = 1), so take the second place. I understand. In the present invention, in order to avoid this, the entire stoichiometric air-fuel ratio sensor 29 is provided separately.
第１３図は、各センサの動作を、λで整理したものであ
る。第１３図（ａ）は、空燃比センサ２８のリーン域で
の信号でアリ、λ＝１．２で起電力■か変化するように
設定電流１才選んでいる。（ｂ）は、リッチ域でのセン
サ２８の信号であり、正負極接続を反転させている。こ
こでは、λ＝ｏ、８で起電力■が変化するようにＩ’を
与えている。■の変化が図に示したようにλ＝１．．２
，０．８の所か、λ：＝１．０の所かを判定するために
、ここでは理論空燃比センサ２９を設けており、その信
号が第３図（Ｃ）ハ
である。こ２１′１は、λコニ。０で変化する信号であ
る。FIG. 13 shows the operation of each sensor organized by λ. In FIG. 13(a), a set current of 1 year is selected so that the signal of the air-fuel ratio sensor 28 in the lean range changes to 1, and the electromotive force changes to 2 when λ=1.2. (b) is the signal of the sensor 28 in the rich region, and the positive and negative electrode connections are reversed. Here, I' is given so that the electromotive force ■ changes at λ=o, 8. As shown in the figure, the change in ■ is λ=1. ．． 2
, 0.8 or λ:=1.0, a stoichiometric air-fuel ratio sensor 29 is provided here, and its signal is shown in FIG. This 21'1 is λkoni. This is a signal that changes at 0.
このセ、／す２９でリーン域か、リッチ域か、λ＝１．
０付近か全判定する。In this case, /S29 is lean range or rich range, λ=1.
All judgments are made to see if it is near 0.
第１４図は、空燃比センサ２８の信号を、コンパレータ
６４で０Ｎ−ＯＦＦ信号になおしたものである。この第
１４図で、ＶＲはリレー反転したリッチ域のもの、ＶＬ
はリーン域のものである。In FIG. 14, the signal from the air-fuel ratio sensor 28 is converted into an ON-OFF signal by the comparator 64. In this Fig. 14, VR is the one in the rich range where the relay is inverted, and VL
is in the lean range.
ＶＲは０．８ （λ＜ １．ＯｆＶ Ｒ＞０ （！ｌ：
なつｉおり、Ｖ Ｌ Ｕ １． Ｏ＜λ〈１．２でＲ１
，＞ ０となっている。VR is 0.8 (λ<1.OfVR>0 (!l:
Natsui Ori, V L U 1. R1 at O<λ<1.2
, > 0.
第１５図は、理論空燃比センサ２９の信号を０Ｎ−ＯＦ
、Ｔｉ”信号になおす回路である。比較する電圧は、安
全のため、第１３図（Ｃ）に示したように、Ｖ′とＶ′
とした。そのため抵抗孔０．Ｒ２と異なった２つ全も
ち、コンパレータもＶ′のための６５とｙ ／／のため
の６６の２つ設けた。FIG. 15 shows the signal of the stoichiometric air-fuel ratio sensor 29 set to 0N-OF.
, Ti" signal.For safety, the voltages to be compared are V' and V' as shown in FIG. 13(C).
And so. Therefore, the resistance hole is 0. It has two comparators different from R2, and two comparators, 65 for V' and 66 for y//, are provided.
第１６図は、第１５図のセンサ２９の信号と、０１’４
−ＯＦＦ信号信号、Ｖ２の変化を示したものである。ｖ
ｌは、コンパレータ６５でＶ′と比較されるため、λ二
１，０よりも多少リッチ側でＯＮからＯＦＦにかわる。FIG. 16 shows the signal of sensor 29 in FIG. 15 and 01'4
- It shows the change in the OFF signal signal V2. v
Since l is compared with V' by the comparator 65, it changes from ON to OFF on the richer side than λ21,0.
甘た■２は、コンパレータ６６でＶ″ と比較されるた
め、λ二１．０よりも多少リーン側でＯＮからＯＦ Ｆ
にかわる。この■１とＶ２ ’ｉ比較ｔ ；ｂ Ｃニド
ＩＩ’−Ｊ二’）、第１６１３？＋（１））＆Ｖ） 、
１：うに、現在の運転域か、リーンかリッチかが完全に
判断できるのである。つ丑りＶ、＝１．Ｖ２二１でリッ
チ域にあることかわかり、ｖＩ−Ｏ１Ｖ２＝Ｏでリーン
域にあることか判定される。Amata ■2 is compared with V'' by the comparator 66, so it is slightly leaner than λ21.0 and changes from ON to OFF.
Change to This ■1 and V2 'i comparison t;b C nido II'-J2'), No. 1613? +(1))&V),
1: It is possible to completely determine the current operating range, lean or rich. Tsukuri V, = 1. V221 indicates whether the engine is in the rich range, and vI-O1V2=O determines whether the engine is in the lean range.
第１７図は、運転状にμによって９気過剰率λｈどのよ
うな（的に制御するかを示１７たマツプの一例である。FIG. 17 is an example of a map showing how the excess ratio λh is controlled depending on μ in the operating state.
ここでのｋｌｉ信号は、スロットル開度センザ７クエア
フロセンサ４の信号を用いる。低負荷、低回転ではλ：
＝１０となるように（７、低負荷。As the kli signal here, a signal from the throttle opening sensor 7 and the square air flow sensor 4 is used. λ at low load and low speed:
= 10 (7, low load.
高回転域では、λ二１．２とし７て燃料経済性を高めて
いる。壕だ高負荷域では、パワーを必要とするためにλ
＝ ０．８としている。In the high rotation range, λ2 is set to 1.2 to improve fuel economy. In the high load range, the power required is λ
= 0.8.
１１８図は、第１’ｌｌのマツプのように制御するため
のフローチャートである。初めに負荷信号と１．てスロ
ットル開度θ。全読み回転数Ｎとから第１７図のマツプ
よりλを決定する。λ＝ ０．８ （７）場合には、λ
：０．８に対応する設定電流１を決定する。次に、リレ
ー回路２７によりリッチ域を測定できるように、極性の
反転を行なう。その後、現在の運転状態がリッチ域かど
うかを理論空燃比センサ２９を用いて第１６図のように
して行う。FIG. 118 is a flowchart for controlling like the first map. First, the load signal and 1. throttle opening θ. λ is determined from the map shown in FIG. 17 based on the total reading rotation number N. If λ=0.8 (7), then λ
:Determine the setting current 1 corresponding to 0.8. Next, the polarity is reversed so that the relay circuit 27 can measure the rich region. Thereafter, it is determined whether the current operating state is in the rich range using the stoichiometric air-fuel ratio sensor 29 as shown in FIG.
Ｎｏの時は、燃料量Ｑ ｆｋ増加して行いリッチ域まで
もって行く。リッチ域となったら空燃比センサ２鼾外よ
る信号ＶＲ（第１４図）を用いて制御する。Ｖ Ｒ＞
ＯならＱｔを増やし、Ｖ Ｒ，＝ ＯならＱ、を減らし
噴射弁５より噴射する。理論空燃比センサ２９の確認＜
Ｖ／とＶ′′？用いた点）な検出により、λ＝１．０
付近で制御することはない。When the answer is No, the fuel amount Q fk is increased to reach the rich range. When the rich range is reached, control is performed using the signal VR (FIG. 14) from the air-fuel ratio sensor 2. VR>
If it is O, increase Qt, and if V R, = O, then reduce Q and inject from the injection valve 5. Checking the theoretical air-fuel ratio sensor 29
V/ and V′′? λ=1.0 by the point used)
There is no nearby control.
λ二１．０に制御する場合は、簡単のたぬに■２の信号
を用いて行なう。ｖ２〉０ならＱｔを減らし７、■２−
０ならＱｔを増加して噴射しλ＝１．０に制御する。When controlling λ2 to 1.0, it is done using the simple signal (2). If v2>0, reduce Qt to 7, ■2-
If it is 0, increase Qt and inject to control λ=1.0.
λ＝１．２のり一ン域に制御する場合は、設定電流１の
決定を行ない、次にリーン域に運転状態かあるか全判定
して、ＮＯの場合はＱ ｔ ｋ減らしてリーン域にもっ
て行く。次に、第１４図のｖＬを用いて、ｖＬ＞ｏが否
がを判定して燃料量を調整してλ＝１．２に制御する。When controlling in the λ=1.2 range, determine the set current 1, then make a full judgment to see if the operating state is in the lean range, and if NO, reduce Q t k to return to the lean range. bring. Next, using vL in FIG. 14, it is determined whether vL>o or not, and the fuel amount is adjusted so that λ=1.2.
第１９図は、本舛明の空燃比検出器１３の他の実施例で
ある。この例では、固体゛電解質６７の上に理論空燃比
センサ２９′と空燃比センサ２８′が並んで設けられて
ｋす、一体化さねでいる点でコスト低減になる。ここで
ヒータの加熱抵抗体６８は、固体電解質６７全体ケ加熱
するようにヒー タ根６９に（１けられている。また、
チャンバ７ｏに大気を導くために、計４個の大気通路７
１と大気孔７２か設けられている。大気通路７１は、絶
縁材７３によりリード線！を絶縁している。（ｂ）は、
固体電解質を上から見た図であり７４と７５は、それソ
ｈ−セフ＋２９’ト２８’ノ白金電ＩＪ７２ ａ 、
７２ ｂはセンサ２９′のリード線で７２ａｒ、ｉアー
スさ第１、ている。７３ａ、７３ｂはセンサ−２８′の
リード線であり、大気通路７］より第１９図（Ｃ）のよ
うに取り出されている。またヒータ線の正端子もリード
線７６により大気通路７１を通って（Ｃ）のように取り
出されている。FIG. 19 shows another embodiment of the air-fuel ratio detector 13 of this invention. In this example, the stoichiometric air-fuel ratio sensor 29' and the air-fuel ratio sensor 28' are provided side by side on the solid electrolyte 67, which reduces costs because they are integrated. Here, the heating resistor 68 of the heater is attached to the heater root 69 so as to heat the entire solid electrolyte 67.
A total of four atmospheric passages 7 are provided to guide the atmosphere into the chamber 7o.
1 and an air hole 72 are provided. The atmospheric passage 71 is connected to a lead wire by an insulating material 73! is insulated. (b) is
This is a diagram of the solid electrolyte viewed from above, and 74 and 75 are 74 and 75, respectively.
72b is the lead wire of the sensor 29', and 72ar is connected to the first ground. 73a and 73b are lead wires of the sensor 28', which are taken out from the atmospheric passage 7 as shown in FIG. 19(C). Further, the positive terminal of the heater wire is also taken out through the atmospheric passage 71 by a lead wire 76 as shown in (C).
本発明の検出器によれば、−個の固体電解質でリーン域
、リッチ域の両方の領域で空燃比が完全に閉ループ制御
できるため、燃料経済性向上と、パワー向上の効果が運
転状態によって自由に選択出来るため、両方をかねそな
えたエンジン開側１が可能となる。According to the detector of the present invention, since the air-fuel ratio can be completely controlled in a closed loop in both lean and rich regions using a solid electrolyte, the effects of improving fuel economy and power can be freely adjusted depending on the operating condition. Since it is possible to select the engine opening side 1 which has both.
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図の
マイクロコンピュータの詳細図、第３図は同じく空気比
検出器の説明図、第４図は空燃比検出器の詳細図、第５
図は第４図の固体電解質の単体図、＠６図は拡散抵抗体
の説明図、第７図は本発明の実施例の回路図、第８図は
突然比測定の原理説明図、第９図はリーン域でのセンサ
の基本的特性図で、第１０図は同じく起電力の変化の測
定図、第１１図はリッチ域でのセンサの基本特性図で、
第１２図（は同じく起電力の変化を示す線図、第１３図
は各センサの動作図、第１４〜第１６図は各センサの信
号による変化状態の説明図、第１７図は運転状態による
制御マツプの説明図で、第１８図はそのフローチャート
図、象；１９図は本発明の他の実施例の説明図である３
、
１・・・エアクリーナ、２・スロツトルボティ、４・・
・”Ｅ 気量検出器、１６・・・マイクロコンピュータ
、６８・・・加熱抵抗体、６９・・ヒータ板、７０・・
チャン・・、７３・・・絶縁材。
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第７２目
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第１９ 目
Ｃす
（Ｃ，）FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed diagram of the microcomputer shown in FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram of the air ratio detector, and FIG. Detailed view, 5th
The figure is a simple diagram of the solid electrolyte in Figure 4, @6 is an explanatory diagram of a diffused resistor, Figure 7 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Figure 8 is an explanatory diagram of the principle of sudden ratio measurement, and Figure 9 is an illustration of the principle of sudden ratio measurement. The figure shows the basic characteristics of the sensor in the lean range, Fig. 10 shows the measurement of changes in electromotive force, and Fig. 11 shows the basic characteristics of the sensor in the rich range.
Fig. 12 (also a diagram showing changes in electromotive force, Fig. 13 is an operation diagram of each sensor, Figs. 14 to 16 are explanatory diagrams of changing states due to signals from each sensor, Fig. 17 is a diagram showing changes in the electromotive force) FIG. 18 is an explanatory diagram of the control map; FIG. 18 is a flowchart diagram thereof; FIG. 19 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention.
, 1...Air cleaner, 2.Throttle body, 4...
・"E Air flow detector, 16...Microcomputer, 68...Heating resistor, 69...Heater plate, 70...
Chang..., 73...Insulating material. (b) Mowing times 0□ (y=) $/θ hard'° [air combustion this drunkenness 72nd/, 2 /3 /4
/S empty shop゛? Do A/F Kaya / 3 Figure (ku) (b), A <C) ″. Eight moss / jf eyes σ・81・O7・2 People’s Kaya 75 Figure 41 [C) 71 Ki 1] I Concave orbit number eel 18 Close■ 19th Csu (C,)
Claims (1)
において、固体電解質の両面の電極の正、負を反転させ
ることにより、リーン域のみならず、リッチ域において
も空燃比を検出することを特徴とする空燃比制御器。■In an oxygen concentration detector that uses a solid electrolyte and a diffusion resistor, the air-fuel ratio can be detected not only in the lean range but also in the rich range by reversing the positive and negative polarities of the electrodes on both sides of the solid electrolyte. An air-fuel ratio controller featuring:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57192427A JPS5983048A (en) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | Air/fuel ratio controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57192427A JPS5983048A (en) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | Air/fuel ratio controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983048A true JPS5983048A (en) | 1984-05-14 |
Family
ID=16291128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57192427A Pending JPS5983048A (en) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | Air/fuel ratio controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983048A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4949694A (en) * | 1988-04-26 | 1990-08-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel supply control system for internal combustion engine |
| JP2008089253A (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Heat sink |
-
1982
- 1982-11-04 JP JP57192427A patent/JPS5983048A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4949694A (en) * | 1988-04-26 | 1990-08-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel supply control system for internal combustion engine |
| JP2008089253A (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Heat sink |
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