JPS6036946A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

Info

Publication number
JPS6036946A
JPS6036946A JP58145916A JP14591683A JPS6036946A JP S6036946 A JPS6036946 A JP S6036946A JP 58145916 A JP58145916 A JP 58145916A JP 14591683 A JP14591683 A JP 14591683A JP S6036946 A JPS6036946 A JP S6036946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
sensor
oxygen
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58145916A
Other languages
English (en)
Inventor
Seishi Wataya
綿谷 晴司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP58145916A priority Critical patent/JPS6036946A/ja
Publication of JPS6036946A publication Critical patent/JPS6036946A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F02D41/1476Biasing of the sensor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4065Circuit arrangements specially adapted therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (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】 この発明は、内燃機関等の排気ガス中の酸素濃度を測定
して空燃比を検知する装置に関するものでア)、特にイ
オン伝導性固体電解質で構成された酸素ポンプ式の空燃
比センサを用いた空燃比制御装置における空燃比センサ
の活性化を判別する方法に関するものである。
従来よル、イオン伝導性固体電解質(例えば安定化ジル
コニア)で構成された酸素センサを用い、排気ガスの酸
素分圧と空気の酸素分圧との差によって生じる起電力の
変化によって理論空燃比での燃焼状態を検知することに
よ)、例えば自動車の機関を理論空燃比で運転するよう
に制御することは衆知の通シである。ところで、上記酸
素センサは空気と燃料との重量比率である空燃比A /
 Fが理論空燃比14,7で多る時は大きな変化出力が
得られるが他の゛運転空燃比域では出力変化がほとんど
なく、理論空燃比以外の空燃比で機関を運転する場合に
は、上記酸素センサの出力を利用することができない。
この発明は、理論空燃比の正確な検知が困難であると言
われていた特開昭56−130649号で提案されてい
るような固体電解質酸素ポンプ式の酸素濃度測定装置を
用い正確な理論空燃比の検知はもちろんのこと、それ以
外の空燃比をも検知することができる機関の空燃比セン
サを用いて空燃比を制御するものである。以下、この発
明の一実施例について説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示す構成図であシ、第2
図は第1図のll−1線に泊う断面図である。図中、(
1)は機関の排気管、(2)は排気管(1)内に配設さ
れた空燃比センサである。空燃比センサ(2)は厚さが
約0.5篩の平板状のイオン伝導性固体電解質(安定化
ジルコニア)(3)の両側面にそれぞれ白金電極(41
、(5)を設けて構成された固体電解質酸素ポンプ(G
)と、この酸素ポンプ(6)と同じよりに平板状のイオ
ン伝導性固体電解質(7)の両側面にそれぞれ白金電極
(8)および(9)を設けて構成された固体電解質酸素
センサα〔と、上記酸素ポンプ(6〕と上記。
酸素センサ翰を0.1冑程度の微小間1111dを介し
て対向配置するための支持台aυで構成されている。
←4は電子制御装置であシ、上記酸素センサ叫が電極(
8) 、 (9)間に発生する起電力eを抵抗Rzを介
して演算増幅器人の反転入力端子に印加し、上記演算増
幅器Aの非反転入力端子に印加されている基準電圧Vs
と上記起電力eの差異に比例した上記演算増幅器Aの出
力によルトランジスタTRを駆動して上記酸素ポンプ(
6)の電極(4)、(5)間に流すポンプ電流IPを制
御する機能を備えている。すなわち、上記起電力eを所
定値(Vs)に保つのに必要な上記ポンプ電流I’Pを
供給する作用をする。
また、ポンプ電流供給手段である直流電源Bから供給さ
れる上記ポンプ電流IPに対らした出力信号を得るため
の抵抗ROを備えている。この抵抗noは上記直流電源
Bと対応して上記ポンプ電流IPが過大に流れないよう
な所望の抵抗値が選ばれている。Cはコンデンサ、Sは
上記基準電圧VsをMlからVsに変更するための切換
装置である。
以上のように構成されたこの発明の空燃比センサを国産
乗用車用2000 のガソリン機関に装着して試験した
結果を第3図に示す。過大なポンプ電流IPが流れると
上記酸素ポンプ<6)が破壊するので上記ポンプ電流I
Pは100mA以上流れないように上記直流電源Bによ
シ制限した。また基準電圧■8はV 1 =55mVと
し■2は200mVに設定して試験した結果、切換装置
Sによ)基準電圧Vs ヲVl = 55mV K し
り場合uM 3図に示す(a)の特性が得られた。また
上記切換装置Sによル上記基準電圧VBをVB=200
mVに変更すると(b)の特性が得られた。上記特性を
利用して空燃比A/Fを12〜19の広い範囲で検知し
ようとすると6)の特性では同じポンプ電流値の空燃比
点が2個所存在するので、上記ポンプ電流値のみで検知
することができない。他方(ロ)の特性では理論空燃比
14.7以下の範囲ではポンプ電流IPの変化がないの
でこの範囲での空燃比を検知することはできない。そこ
で、例えば機関運転中の空燃比を検知する場合、まず、
上記切換装置Sによル上記基準電圧VsをVzに設定す
る。そうすると上記’(b)の特性によシ、上記運転空
燃比が理論空燃比よシ小さい時はポンプ電流IPは10
0mAとなシ、理論空燃比よシ大きい時は100mAよ
シ小さい値となるので上記運転空燃比が理論空燃比よ)
小さいか大きいかの検知ができる。つぎに上記切換装置
Sによル上記基準電圧■8をVzに変更し、上記(a)
の特性によル、理論空燃比よシ小さい範囲または大きい
範囲において上記運転空燃比を検知することができる。
なお、第3図の特性が示すように、空燃比A/Fが理論
空燃比よ)大きい範囲で、ポンプ電流IPが空燃比に比
例して変化する理由は特開昭56−130649号に記
載されている。すなわち微小−′疎部d内に導入された
排気ガスの酸素分圧を上記酸素ポンプ(6)の作用によ
シ変更することによシ、排気管(1)内を流れる排気ガ
スの酸素分圧と差異をもたせ、この酸素分圧の差異に応
じて発生する上記酸素セン+1I11の#f!、9−h
p −AtTit 9i? 桔シhスrらf←貢己酔来
ボンプ(6)に供給されるポンプ電流IPを制御する時
、このポンプ電流IPは上記排気ガス中の酸素濃度に比
例して変化するのである。そして空燃比は上記酸素濃度
にほぼ比例するので結果的に上記ポンプ電流IPは空燃
比A/Fに比例して変化するのである。ところで理論空
燃比よシ小さい範囲でポンプ電流Npが変化するのは排
気ガス中の一酸化炭素(CO)濃度に上記空燃比センサ
(2)が感応しているように考えられる。
以上述べたように、固体電解質の酸素センサQ(1と酸
素ポンプ(6)を用いて空燃比を理論空燃比および理論
空燃比以外の空燃比に制御することができるが、この空
燃比センサ(2)が第3図に示すような特性を発揮する
ことができるのは、空燃比センサ(2)の温度が所定値
(例えば500℃)以上の場合であシ、温度が低いとき
には第4図の破線ag、baに示すように特性が低下し
、正確な空燃比(A/F)を知ることはできなくなる。
この発明は、機関の始動後、機関の温度が低いときに空
燃比センサの比例出力領域を使用すると、空燃比の検出
精度が低く誤差が太き(なるという不具合を防止するた
め、機関始動後は空燃比センサ(2)のポンプ電流(I
P)出力特性が理論空燃比点において反転スイッチング
するように基準電圧(v8)を設定し、機関の運転中に
ポンプ電流(IF)の値を監視し、空燃比センサ(2)
の活性化判別を行なうものである。以下、本発明の一実
施例につき図面を参照して詳細に説明する。
第1図において、a3はポンプ電流(Ip)を電圧レベ
ルに変換する電流電圧変換器、α4はこの変換器α四か
ら信号を受け、また混合気生成手段(1ωに信号を送る
制御装置、(161は内燃機関、(Iηは車両運転時に
閉成されるキースイッチである。なお、凶は電流電圧変
換器−のアナログ出力や吸入空気量情報をデジタル値に
変換するADコンノ4−タ、QυはROM(2つに予め
書き込まれたプログラムの手順に従って演算および論理
処理を行うマイクロプロセッサ、(ハ)はマイクロプロ
セッサ(2刀の演算値を一時的に記憶してお(RAM、
弼はマイクロプロセッサ(2υの演算および論理処理の
結果を受けて電子制御装置a2内の切換装置(3)をV
xまたはVz に切換える信号や混合気生成手段(至)
への燃料供給量または吸入空気量を制御する電気信号を
出力する出力′ インターフェース回路であシ、これら
の要素にょ〕制御装置α41カ構成される。
このように構成された一実施例につき、その動作を説明
する。まず空燃比センサ(2)によるフィードバック制
御を行なわない運転状態では、吸入空気量情報のアナロ
グ値をADコンバータ(至)によルデジタル値に変換し
、マイクロプロセッサ(2刀はROM(ハ)に予めプロ
グラムされた手順および定数を読み出して最適な燃料供
給量を演算する。出力インターフェース回路(財)を経
て混合気生成手段α9に送られるこの演算結果は、混合
気生成手段αQ内に設けられた例えば電磁式燃料噴射弁
の駆動パルス幅に対応し、これによシ混合気生成手段(
15における空燃比が制御される。つぎに、空燃比セン
サ(2)の出力つtbポンプ電流CI?)に基いてフィ
ードバック制御する運転状態では、上述のフィード算に
対し、さらにこのポンプ電流(Ip) Kよる補正を付
加するが、この補正は一般にPI制御にょシ適度なリッ
プルを含んだものとなる。
ところで、この発明における空燃比センサ(2)の活性
化判別は次のような手順で行なわれる。すなわち、車両
の運転開始時にキースイッチaηが投入されると、第5
図のフローチャートに示したように、電子制御装置αり
内の切換スイッチ(S)は、制御装置α4の出力によっ
て基準電圧Vs=Vzに設定される。基準電圧VB=V
lのときは空燃比センサ(2)の温度が所定値以上であ
れば、第4図のbxのような特性を示すが、温度が充分
に高くないときにはbsないし紘さらに低レベルの出力
特性を示す。機関の始動後の暖機中は、空燃比センサ(
2)の温度が低いので充分な出力特性は得られずミボン
プ電流(IF)は空燃比がリッチ側の領域においてIP
Iに達しないので、基準電圧(Vs)は■1に設定され
たままであるが、温度が上昇してポンプ電流(IF)が
IPlを超えると空燃比センサ(2)が活性化されたム
のシ瑣1軒I 舅i覧雷座rVg)糾V負f鐙中くh−
第4図のalなる正規の特性が使用可能となる。
なお、空燃比センサ(2)の活性化を判別する方法とし
て、空燃比センサ(2)の特性が理論空燃比点で反転ス
イッチングするような基準電圧(v8)を設定したのは
、空燃比センサ(2)が空燃比に対して比例出力を得る
ように基準電圧(Vs)を設定すると、温度による出力
つまルポンプ電流(IP)の低下なのかまたは実際の空
燃比による出力の低下なのか区別ができないからである
以上述べたように、この発明によれば、空燃比に対して
出力が比例的に変化する空燃比センサを用い、機関に吸
入される混合気をフィードバック制御する装置において
、機関の始動後に酸素センサの基準電圧を適切な値に設
定することによシ、空燃比センサが活性温度に達してい
るか否か、極めて簡単に検知することができるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図社本発明の一実施例を示す概略構成図、第2図は
第1図の空燃比センサを示す断面図、第3図および第4
図は空燃比センサの特性図、第5図は本発明の一実施例
についてその動作手順を示すフローチャートである。 (2)・e−・空燃比センサ、(121・・・・電子制
御装置、α1・・−電流電圧変換器、a4・・・嗜制御
装置。 代理人 大岩増雄 第1図 ] 第2図 第3図 理□ 14/F) 論 空 セき

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関の排気ガスを導入する間隙部、この間隙部内の酸素
    分圧を制御する固体電解質酸素ポンプ、上記間隙部内の
    酸素分圧と上記間隙部外の排気ガス中の赫素分圧に対応
    した起電力を発生する固体電解質酸素センサを備えた空
    燃比センサと、この空燃比センサの酸素センサが発生す
    る起電力を所定値に保つのに必要な上記酸素ポンプのポ
    ンプ電流に対応した出力信号によシ上記機関の空燃比を
    検知するようにした制御装置と、上記空燃比センサの出
    力信号に応じてフィードバック制御される混合気生成手
    段とからなる空燃比制御装置において、機関の始動時に
    は酸素ポンプのポンプ電流が理論空燃比において急激に
    変化するように酸素センサの起電力を設定し、それ以後
    機関の運転中にポンプ電流が所定レベル以上に達した後
    は酸素ポンプのポンプ電流が空燃比に対し比例的な変化
    をするように酸素センサの起電力を設定することを特徴
    とする空燃比制御装置。
JP58145916A 1983-08-08 1983-08-08 空燃比制御装置 Pending JPS6036946A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58145916A JPS6036946A (ja) 1983-08-08 1983-08-08 空燃比制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58145916A JPS6036946A (ja) 1983-08-08 1983-08-08 空燃比制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6036946A true JPS6036946A (ja) 1985-02-26

Family

ID=15396035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58145916A Pending JPS6036946A (ja) 1983-08-08 1983-08-08 空燃比制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6036946A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01125230A (ja) * 1987-11-11 1989-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 印刷機
JPH01135642A (ja) * 1987-11-24 1989-05-29 Hitachi Seiko Ltd 輪転印刷機の版胴位相調整装置
EP1266755A1 (en) 2001-06-13 2002-12-18 Tokyo Kikai Seisakusho, Ltd. Rotary press control apparatus and method capable of controlling operation in a power failure
US6615730B2 (en) 2001-04-09 2003-09-09 Tokyo Kikai Seisakusho, Ltd. Method and apparatus for controlling rotary presses in power failure

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01125230A (ja) * 1987-11-11 1989-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 印刷機
JPH01135642A (ja) * 1987-11-24 1989-05-29 Hitachi Seiko Ltd 輪転印刷機の版胴位相調整装置
US6615730B2 (en) 2001-04-09 2003-09-09 Tokyo Kikai Seisakusho, Ltd. Method and apparatus for controlling rotary presses in power failure
EP1266755A1 (en) 2001-06-13 2002-12-18 Tokyo Kikai Seisakusho, Ltd. Rotary press control apparatus and method capable of controlling operation in a power failure
US6684788B2 (en) 2001-06-13 2004-02-03 Tokyo Kikai Seisakusho, Ltd. Rotary press control apparatus and method capable of controlling operation in a power failure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7776194B2 (en) Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error
US6453724B1 (en) Gas concentration sensing apparatus
EP0127964B1 (en) Air-to-fuel ratio sensor for engine
JPH1090218A (ja) λセンサの内部抵抗の決定装置および方法
US20040089545A1 (en) High-resolution gas concentration measuring apparatus
JPH11264340A (ja) 広域空燃比センサの異常診断装置
JP3785024B2 (ja) 触媒温度検出装置
EP0740150A1 (en) Method and apparatus for controlling to energize a heater in an oxygen sensor
US6550305B2 (en) Activation diagnosis method and activation diagnosis apparatus for air-fuel ratio sensor
JP3500976B2 (ja) ガス濃度センサの異常診断装置
JPH1082763A (ja) 内燃機関用炭化水素センサの感度の決定方法および装置
JPS6036946A (ja) 空燃比制御装置
US5106481A (en) Linear air/fuel sensor
JP3869629B2 (ja) 空燃比センサの活性判定装置
JPH037268B2 (ja)
US20050139491A1 (en) Oxygen concentration detecting apparatus and method
JPH0315980B2 (ja)
JPS59208451A (ja) 機関の空燃比センサ
JPS6027751A (ja) 空燃比センサの温度特性補償法
JP2001317400A (ja) 空燃比センサの活性判定装置
Cederquist et al. Characterization of zirconia and titania engine exhaust gas sensors for air/fuel feedback control systems
JP2004245843A (ja) 酸素濃度検出装置
JPH01110855A (ja) 空燃比制御装置
JP3734685B2 (ja) 空燃比センサのセンサ素子温度検出装置
JPS60111953A (ja) 機関の空燃比センサ