JPS6039460Y2 - 内燃機関に導入される燃料・空気混合ガス中の空気数λの調整装置 - Google Patents

内燃機関に導入される燃料・空気混合ガス中の空気数λの調整装置

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JPS6039460Y2
JPS6039460Y2 JP1982032439U JP3243982U JPS6039460Y2 JP S6039460 Y2 JPS6039460 Y2 JP S6039460Y2 JP 1982032439 U JP1982032439 U JP 1982032439U JP 3243982 U JP3243982 U JP 3243982U JP S6039460 Y2 JPS6039460 Y2 JP S6039460Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、排気管に設けられた排気ガス測定ゾンデおよ
び内燃機関の燃焼室内で燃焼される混合気中の燃料また
は空気のような成分の割合を調整するための電子的調整
回路を有する内燃機関に導入される燃料・空気混合ガス
中の空気数λの調整装置に関する。
内燃機関の排気管中に一酸化炭素の分圧を測定するゾン
デを設けた装置は知られている。
気化器ないし噴射装置の燃料供給は排気ガス中の一酸化
炭素量に応じて調整される。
一酸化炭素測定の本質的欠点は、空気数（空気過剰率）
入がｌより大きい場合には排気ガス中の一酸化炭素量が
殆んど変化しないことである。
それ故、内燃機関の一定の動作状態において要求される
ように極めて希薄な混合ガスに調整するには一酸化炭素
測定は不適当である。
本考案の目的は温度の影響および周囲の影響に無関係で
、入＝１の空気数に非常に正確に保持できる調整装置を
提供することである。
この目的は本考案によれば排気ガス測定ゾンデを排気ガ
スの酸素分圧に応動し、空気数λ＝１の際出力電圧が飛
躍的に変化する特性をもった、酸素イオン伝導固体電解
質を有する酸素測定ゾンデとして構威し、酸素測定ゾン
デの空気放入＝１の際の出力電圧の飛躍的変化に応答す
るように設定された閾値装置を設け、酸素測定ゾンデの
出力電圧の飛躍的な変化を検出する閾値装置の閾値を、
出力電圧の飛躍的な変化の初期値Ｕ２と終値Ｕ１との間
に設定し、酸素測定ゾンデと閾値装置との間に低域フィ
ルタを設け、閾値装置の出力信号を、電子的調整回路の
調整信号の補正制御のために該調整回路に供給すること
により極めて有効に達成される。
たとえば酸化ジルコンなどの固体電解質を有するこのよ
うな酸素測定ゾンデは既に知られており、かかるゾンデ
は数ミリ秒の極めて短かい応動時間を有し、その出力信
号は各気筒の排出過程中著しく変化する。
排気ガスの不均一性にもとづくこの出力信号の変化は、
調整回路において平均的な酸素分圧だけが処理されるよ
うに低域フィルタによりろ過される。
排気ガスの不均一性にもとづく排気ガスゾンデの出力信
号の変化をろ波する本案のその種の低域フィルタは、例
えば点火パルス等による高周波障害も有効信号からろ波
除去する。
本考案の利点は空気数ないし酸素含有量に関して酸素測
定ゾンデの出力分圧の飛躍的変化の位置が、温度やその
他の周囲の影響に無関係であり、かつ低域フィルタによ
り入力電圧闇値からの短時間の変位が調整作用に悪影響
を与えないようにして、この電圧の飛躍的変位を確実に
閾値装置で検出できることである。
したがって非常に迅速に作用する補正信号を闇値装置の
出力側から取出すことができる。
本考案による調整装置では空気数λの調整は噴射内燃機
関に対して実施することができる。
噴射内燃機関の調整は本考案によれば、低域フィルタに
閾値装置を後置接続し、この闇値装置によりたとえば調
整ストローク制御器を介して燃料噴射装置に設けられた
制御マルチバイブレータのパルス持続時間を制御するこ
とにより行われる。
以下図面について本考案の実施例を詳細に説明する。
第１図の実施例では排気管２０に酸素測定ゾンデ２１が
設けられる。
酸素測定ゾンデ２１の出力信号は、低域フィルタ２２、
閾値装置２３、調整ストローク制御器２５からなる直列
回路に導かれる。
閾値装置２３の出力側と低域フィルタ２２の入力側の間
には低域フィルタ特性を有するフィードバック回路２４
が設けられる。
周知のように吸気管２９に設置された少なくとも１つの
噴射弁２８を有する噴射装置が設けられる。
噴射弁２８は出力増幅器２７により制御される。
出力増幅器２７には、一つの制御入力側と３つの補正入
力側３１４．３１５，３１６を有する制御マルチバイブ
レータ３０が前置接続される。
制御入力側には内燃機関のクランク軸回転に同期して操
作されるトリガスイッチ２６が接続され、補正入力側３
１４には調整ストローク制限器２５が接続される。
第２図には空気放入に依存する測定ゾンデの出力信号が
示される。
曲線６７は酸素測定ゾンデ２１の出力電圧を示す。
第３図は空気放入に依存する内燃機関の排気ガスの組成
を示す。
曲線９６．９７．９８．９９はそれぞれ窒素酸化物、不
完全燃焼炭化水素、一酸化炭素および二酸化炭素の排気
ガス中の量を示す。
一酸化炭素および二酸化炭素の量は百分率で、炭化水素
および窒素酸化物の量はｐｐｍで、即ち百方分率で示さ
れている。
第３図から明らかなように排気ガスの３つの有害成分、
即ち窒素酸化物、不完全燃焼炭化水素および一酸化炭素
が同時に最小値をとるような空気数λは存在しない。
それ故排気ガスの無害化のためには、空気放入は１．０
の近くでは一酸化炭素および不完全燃焼炭化水素の量が
最小なので、この値のごく近くに調整する。
この範囲では窒素酸化物の量は最大値を示すので、排気
管に窒素酸化物を置換するための触媒を有するリアクタ
を設ける必要がある。
この場合において用いられるような触媒リアクタは公知
装置においては複数個必要としたのであるが、本発明に
おいては唯１つ設けるだけでよいようになるのである。
窒素酸化物を置換するための触媒リアクタはサーモリア
クタよりも全体的に無害な排気ガスを放出する利点を有
する。
第１図の実施例では酸素測定ゾンデ２１の出力電圧６７
（第２図参照）の空気放入＝１．０の場合に生ずるＵ２
からＵｌへの跳躍が空気数をできるだけ正確に値１．０
に調整するのに利用される。
第１図のブロックダイアグラムでは制御マルチバイブレ
ータ３０は単独で設けられている。
制御マルチバイブレーク３０のパルス持続時間はたとえ
ば普通では空気放入＝ １．０２が遠戚されるように若
干中さい値に規定されている。
排気ガス中の酸素量はこれより極めて太き（なり、酸素
測定ゾンデ２１の出力信号は閾値装置２３の閾値電圧を
超過する。
この際、閾値装置２３の閾値は酸素測定ゾンデ２１の出
力電圧の飛躍的な変化の初期値Ｕ２と終値Ｕ１との間に
設定されている。
閾値装置２３はその閾値電圧を超過後出力信号を送出し
、この出力信号は調整ストローク制限器２５を介して制
御マルチバイブレータ３０の補正入力側３１４又は３１
６に与えられ、そのパルス持続時間は一定量だけしかも
空気放入が約０．９８になるように延長せしめられる。
これによって排気管２０内の酸素分圧は再び減少し、酸
素測定ゾンデ２１の出力信号は閾値装置２３の閾値電圧
を下廻るので、閾値装置２３は再びリセットされる。
第１図の実施例ではそれ故二位置調整が行われる。
空気数λはたとえば０９８から１．０２に連続的に調整
され、再びリセットされる。
低域フィルタ特性を有するフィードバック回路２４は、
出力信号を再び入力側にフィードバックし、全回路の調
整偏差を減少する作用をする。
調整ストローク制限器２５は調整素子の一定の最大変化
、この場合はパルス持続時間の一定の最大変化のみを許
容し、たとえばトリマ抵抗として構成される。
以上説明した本考案の実施例により燃料・空気混合ガス
が濃厚な場合にもおよび希薄な場合にも空気数λの正確
な調整が可能となる。
酸素分圧を検出するための公知の測定原理を利用するこ
とができれば特に有利である。
酸素測定ゾンデ２１では酸素イオン伝導固体電解質を有
する電池の出力電圧が測定される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本考案の実施例のブロック結線図、第２図は本
考案実施例の動作を説明するためのダイアグラム、第３
図は実施例の動作を説明するためのダイアグラムである
。 ２０・・・・・・排気管、２１・・・・・・酸素測定ゾ
ンデ、２２・・・・・・低域フィルタ、２３・・・・・
・閾値装置、２４・・・・・・フィードバック回路、２
５・・・・・・調整ストローク制限器、２６・・・・・
・トリガスイッチ、２７・・・・・・出力増幅器、２８
・・・・・・噴射弁、２９・・・・・・吸気管、３０・
・・・・・制御マルチバイブレーク。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 排気管に設けられた排気ガス測定ゾンデおよび内燃機関
    の燃焼室内で燃焼される混合気中の燃料または空気のよ
    うな成分の割合を調整するためめの電子的調整回路を有
    する内燃機関に導入される燃料・空気混合ガス中の空気
    放入の調整装置において、排気ガス測定ゾンデを排気ガ
    スの酸素分圧に応動し、空気放入＝１の際出力電圧が飛
    躍的に変化する特性をもった、酸素イオン伝導固体電解
    質を有する酸素測定ゾンデ２１として構威し、酸素測定
    ゾンデ２１の空気放入＝１の際の出力電圧の飛躍的変化
    に応答するように設定された閾値装置２３を設け、前記
    酸素測定ゾンデ２１の前記出力電圧の飛躍的な変化を検
    出する閾値装置２３の閾値を、前記出力電圧の飛躍的な
    変化の初期値Ｕ２と終値Ｕ１とのに設定し、酸素測定ゾ
    ンデ２１と閾値装置２３との間に低域フィルタ２２を設
    け、前記閾値装置２３の出力信号を、前記電子的調整回
    路の調整信号の補正制御のために該調整回路に供給して
    成る内燃機関に導入される燃料・空気混合ガス中の空気
    数λの調整装置。
JP1982032439U 1971-04-02 1982-03-08 内燃機関に導入される燃料・空気混合ガス中の空気数λの調整装置 Expired JPS6039460Y2 (ja)

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