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JPS6090937A - 空燃比制御装置 - Google Patents

空燃比制御装置

Info

Publication number
JPS6090937A
JPS6090937A JP58198175A JP19817583A JPS6090937A JP S6090937 A JPS6090937 A JP S6090937A JP 58198175 A JP58198175 A JP 58198175A JP 19817583 A JP19817583 A JP 19817583A JP S6090937 A JPS6090937 A JP S6090937A
Authority
JP
Japan
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air
fuel ratio
fuel
control
sensor
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.)
Granted
Application number
JP58198175A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0520579B2 (ja
Inventor
Akio Kobayashi
昭雄 小林
Susumu Harada
晋 原田
Takashi Harada
隆嗣 原田
Takehiro Kikuchi
菊池 武博
Masakazu Honda
本田 雅一
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.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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 NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP58198175A priority Critical patent/JPS6090937A/ja
Priority to US06/662,631 priority patent/US4663717A/en
Priority to DE19843438682 priority patent/DE3438682A1/de
Publication of JPS6090937A publication Critical patent/JPS6090937A/ja
Publication of JPH0520579B2 publication Critical patent/JPH0520579B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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
センサを用いて排気中の酸素濃度を検出し、エンジンに
供給づる混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃
比Hil制御制御装量Jるものである。
[従来技術] 従来よりエンジンの排出ガス中に含まれる酸素′a度を
検出し、エンジンに供給づる空気量や燃料量等をフィー
ドバック制御づることによって、混合気の空燃比を任意
の目標値に制御する空燃比制御装置がある。
この様な空燃比制御+波装置J3いては排気中の酸素濃
度を検出するための空燃比ヒンサが必要となるのである
が、近年この空燃比ヒンザに、酸素濃度に対応した電流
が流れる限界電流式の空燃比はンザを用いた空燃比制御
’711が(σI究されつつある。
ここで上記限界電流式の空燃比センυとは、例えばIJ
1聞11i、f 57−486 ’I 8号公報、ある
いは狛聞昭57− ’I 92852号公報等で既に明
らかな如く、所定電圧賄を印加した場合に当該センサに
WfEれる電流値からn】素淵度を検出Jるものであっ
て、第1図(Zl〉ニ示′TJ(lIJり、例えば0.
6vの電圧を印加した場合に1!7られる限界電流値が
酸素)89度に対応した値どなることから、排気中の酸
素温度が検出できるのである。また、本字燃比センサは
、白身の温1αが所定温度範囲内(活性状態)である場
合には、例えば第1図(b’)の実線で承り如き特性と
な−)T、印加電圧Vを0.6 [V]とした場合に酸
素)農麿に対応した電流値I[mA]を1!′7ること
かひきるのであるが、所定温度以下〈不活性状態)どな
った場合には、破線で承り如き’IJi l’lどなっ
て酸素温度に対応した電流値を得ることができないこと
から、本しンザには自身の温度を所定)n1σに加熱り
るためのヒータが設りられている。
しかしながら、木しンリを用いて実際にフィードバック
制御を行イfう場合には、当該センサが所定温1良範囲
内にあるとは限らす゛、本しンザが不活性状態となるよ
うな所定温度以下の場合にもフィードバック制御を実行
づると、エンジンに供給づる混合気の空燃比を目標値か
ら遠ざけてしまうといったことが起こり1qるのである
尚、この対策として空燃比セン1ノー自身の温度を検出
することによって空燃比センサの活性状態を検出し、ヒ
ータによる加熱を制御するといったことも考えられるの
であるが、この場合には温度検出用の温度センサが必要
となる。
[発明の目的] よって本発明の目的は、温度を検出J−ることなく空燃
比センサの活性状態を検出し、本センザが活性状態にあ
る場合にのみフィードバック制御り゛る空燃比制御装置
を提供覆ることによって、空燃比センサネ活性時におけ
るフィードバック制allの誤制御を防止することにあ
る。
[発明の@或] かかる目的を達Jるための本発明の構成は第2図に示J
°如く、 エンジン1に所望空燃比の混合気を供給Jる混合気(バ
給手段■と、所定電辻の印加により酸素温度にス・1応
しく流れる電流(IYlに基づきエンジン]のjJl気
中の酸素11F1度を検出づる空燃比センサ■と、該?
1u燃比ヒンリ■1の検出信53に応じて」−記混合気
供給手段■を制n11シ、混合気の空燃比をフィードバ
ック制t11「する電子制rj11手段IVとを右づる
空燃比制御装置にJ3いて、 1−記電了制御311手段Ivニ、 上記空燃比センサ■に所定の異なる2つの電圧を印加し
、各々の電圧に対応して流れる電流の偏差を検出する電
流偏差検出手段Vと、 該電流11%′(Q)出手段Vにて検出された電流の偏
差が所定値以上Cある場合に、上記電子制御手段IVに
Jj (Jるフィードバック制御を停止りる制御I停止
手段Vlと、 を没りたことを特i12とりる空燃比制御j11装置を
要旨としくいる。
[実施例] 以トに本発明を、一実施例を挙げて図面と共に説明覆る
第3図は白肋車のエンジンの電子式燃料噴射装置とそこ
に組み込まれた空燃比制御装置を示している。即ち、1
はエンジン2のシリンダ、3はシリンダヘッド4の各気
筒の排気ボー1〜5に連結された排気マニホールド、6
はシリンダヘッド4の吸気ボート7に連結された吸気マ
ニホールドであり、吸気マニホールド6にはサージタン
ク8が接続されている。サージタンク8には、図示省略
1アクリーナからの吸入空気量を検出づるエアフロメー
タ9が接続され、エアフロメータ9イ」近には吸入空気
温度を検出する吸気温センサ10が設置されている。1
1はサージタンク8を介して各気筒に送られる吸入空気
量を制御するス[1ツ1−ルバルブ12を迂回する吸入
空気のバイパス通路、13は前述の混合気供給手段■に
相当し、吸気マニホールド6の吸気ボー1〜7側先端付
近に設けられた燃わ1のVQ射■を制御Jる燃料噴射井
、14はスロットルバルブ12の開度を検出づるスロワ
1〜ル間1m ’L? > サテアリ、前ti ’7)
 [l’3+ 1’fi QJ 弁13 ハi+lI 
III回′1815により駆動ルリυ1)され、後者の
ス1」ツ1〜ルセンリはスL」ツ1−ル間1隻に応じた
信号を制御回路15)に出力弓るJ、うに接続される。
1Gは1ノ1気マニボールド3に取りfJ(」られ、排
気中の酸索瀧度を検出りる検出部ど該検出部を加熱りる
ヒータ部どからhる空燃比センサ−117はエンジン2
の冷IJJ水rAaを検出Jる水温センサ、18は1ン
ジン2のδ点火プラグ19に所定タイミングC高電圧を
印加りるj゛イス1ヘリピユータ20は)゛イス1ヘリ
ピユータ18にIIRす(=Jけられエンジン2の回転
数に対応したパルス1553を光41−りる回転数ヒン
1)であり、空燃比センサ゛16、水温センサ17、及
び回転数レンジ20の各検出信号は、制御1回路15に
出力される。
次に第4図は前述の電子制御手段IVに相当づ−る制御
回路15の構成を表わ”づブロック図である。
図において31は空燃Lヒヒンv16の検出部16aに
所定の5“シなる2つの電圧を印加Jるための印加電源
、32は検出部i5aに流れる電流を検出づるための抵
抗、33は抵抗32における降下電几を所定倍に増幅り
るノこめの増幅回路、34は増幅回路33からの出力信
号、つまり排気中の酸素濃瓜に対応するj?すLJグ信
号や、エア刀」メータ9、吸気温セン9“1o、スロワ
1〜ル聞センンサ14、水温センサ17等に一4検出さ
れたアナログ信号を受け、デジタル信号に変換づるA/
D変FA器である。また35及び36はマイクロコンピ
ュータ37にC演柿され、出力されl〔制御信号によっ
て制す11される駆動回路及び切替器を表わしてJjす
、駆動回路35は、燃料噴射弁13を駆動し、マイクロ
コンビ」−夕37にて算出された所望D)の燃料をエン
ジンに供給させるための駆動fg号を出力4る回路、t
7J替器36は検出部16aの活性状態を検知するため
に、印加電源31がら検出部16aに供給Jる電圧を所
定の異なる電圧に切替えるものである。
以上の如き構成からなる本空燃比11i1J II+装
置においては、マイクロコンピュータ37にて予め定め
られた制御プログラムに従って演粋処理が実行され、駆
動回路35及び切替器36にシリ御信号が出力され(,
1−ンシンに1ハ給゛りる混合気の空燃比が制御される
ことどなるのであるが、次にこのマイクL、I Llン
ビュータ337に1lj4)る処1rJ!動作を第5図
の制御プU1グラムを表ねりノローヂ1シー1〜に沿っ
て説明りる。
A\1111 jiltブ1)グ)ムはキースイッチの
投入によるエンジンの始動に1゛I′い処理が開始され
るものぐあつ−で、よf最初にステップ101にて初期
化の処理が実行される。
続くスjツ1102にJiいては、上記回転数レンジ2
0や△/1〕変換ii334等からのデジタル信シ゛J
を基tこ]ンジン回転数、吸入空気間、吸入空気温、冷
/Jl水温等の各種データ値が読み込まれ、次スーiツ
ブ103に移1jりる。
ステップ103におい−(は、エンジン回転数、吸入空
気WをパラメータどJるマツプあるいは演鈴j℃により
燃才411jl射弁13からlJ’l躬される燃才斗の
基本111がめられ、続くステップ104にて、冷fJ
I水渇や吸入空気温等を基に、エンジン始動時にJj 
I)る始妨増m、加速時にJiける加速増m等を(jな
う)こめの?ili正m K 1が算出される。
続くステップ105においては、空燃比センサ1Gから
の15月を基に冑られる実際の空燃比をエンジン運転状
態に応じてめられる目標空燃比と一致さぜる、フィード
バック制■1のための補正1に2が算出されるのである
が、本スデップ105にiJハノる処理は本発明にがが
る主要な処理で゛あるので後に詳細に説明することとり
−る。
ステップ10/1及びステップ105に゛C捕止m1〈
1及びに2がn出されると、続(ステップ1゜6が実行
され、前記ステップ103にてめられた基本量が補正量
K1.に2を用いて補正演拝され、燃わ1の総供給量が
められる。
次にステップ107においては、上記ステップ106に
で補正演粋された燃料供給量のvJ till信号が前
記駆動回路35に出方され、再びステップ102の処3
B+に移行する。
次に上述した如く本発明にががる主要な処理であるステ
ップ105における処1yを第6図に示Jフローチャー
1〜に沿って説明する。
ま4゛スデツプ201にJ3いて、前記ステップ10/
lにて篩用された補正用1り1が11」以下であるか否
かが判定される。ここで補正量1<1が「1」以下、つ
Jl;リスプツブ103にてめられたり木用にタトする
燃料の増量がない場合には続くステップ202に移行し
、一方補正吊1<1が1より大きくエンジンの9fH動
に伴う始動増mや、加速に伴う加速増量を行なう必要が
ある場合には、ステップ203にて浦止小に2の値が「
1」に設定される。
次にステップ202においては、切始rjt 36に制
御信号を出力し、印加電源31にvlの電圧を+1加さ
せる処理が実行され、続くステップ204に移行りる。
ツー1ツブ204においては、抵抗32におりる降下用
J■にヌ・1応Jる信号と抵抗32の抵抗11tJとか
ら、空燃比センサ1Gの検出部16aにVlの電圧を印
加した場合に流れる電流値11が算出される。
次ステツプ205においCは、上記ステップ202と同
様に切替器36に制御信号を出力し、印加電源31にV
lの電圧を印加さぼる処理が実行され、続くステップ2
06において、上記ステップ204と同様に空燃比セン
サ16の検出部16aにVlの電圧を印加しIζ場合に
流れる電流値I2が算出される。
続くステップ207においては上記ステップ204及び
206にて算出され/C電流値11及びI2の偏差11
2が算出され、次ステツプ208にT 、この偏差i+
zが設定値i0より小さいか否かが判定される。
ここで、偏ff1tzが設定値i0より小さいと判断さ
れた場合にはステップ209の処理に移行し、−力偏差
112が設定値1o以上であると判断された場合には、
ステップ203の処理に移行して補正Φに2の飴が1に
設定される。
次にステップ209においCは、前記ステップ103に
て基本量を算出J−る際に目標どした空燃比に対応する
電流値Ioが算出され、続くステップ210にてこの電
流1j I oどI−記ステップ206にてめられた電
流ff1l r 2との偏差io2が算出され−(、続
くスラップ211にてこの偏差1゜2を基に補正用1<
2がめられる。
ここで上記ステップ202ないしステップ20Bにお(
Jる処理は、現在測定している電流値領域におい−C空
燃比[!ン゛す16が活III状態にあるか否かを判定
Jる処理Cあつ(、空燃比じン(]16の検出部16J
1に所定の電圧v1及び■2を印加した場合に流れる電
流値11及びI2の偏差i+zが、設定11t(ioよ
り小さい場合にはこの測定電流値では本字燃比しン(〕
1Gが活性状態であると判断し、続くスラップ209な
いしステップ211の処理によっCフィードバック制御
を実行づべく袖」1吊に2を設定し、−ノj偏差:12
が設定値:0以上である場合にはこの測定電流値では本
字燃比センリが不活性状態であると判断し、ステップ2
0;3に移行しCフィードバック制御を停止リーベく補
正用1<2を1に設定りるようにしているのである。
これは同一の酸素濃度であっても空燃比センサの活性度
が異なる場合に異なる2つの電圧の印加により電流1p
’jの偏差が異なることから、空燃比センサーの活性・
不活性を判別できるのであって、例えば第7図に示す如
く、電圧V2’を印加した場合に流れる電流1「1が1
2′であり、電圧V、/を印加した場合に流れる電流ど
の偏差が112′となる(イ)のJ:つな特性の場合に
は、i12’<ioであることから活性状態と判…1さ
れ、同様に電圧V2′を印加した場合に流れる電流値が
12′であっても、電圧V、/を印加した場合に流れる
電流との偏差がi+ 2″となる(口)のにうな特性の
場合にはi+2’>i0′cあることから不活性状態と
判断されるのである。尚、図におい℃v2′の電圧を印
加した場合に流れる電流が12”と仕るような酸素濃度
では、空燃比センサが(イ)、(ロ)どちらの特性にあ
ってもV1′の電圧を印加した場合に流れる電流の偏差
がゼロとなることから、(イ)、(ロ)どちらの場合に
でも活性状態であると判断される。
以上本実施例の空燃比制御によれば、空燃比センサが不
活性状態である旨判断された場合にはフイードバック制
御用が1−°止されることから、空燃比Lンリ不活性1
1J1に検出される実際の酸素vA痘と対応していない
電>A”b値によってフィードバック制御を行なうとい
った誤制御を防止することができる。
また空燃比センサが全領域にわたっr:活性化しCい4
工つて6、空燃比が比較的リッチ(11′1厚)rニー
あるような酸本−73疫が少ない揚台には、測定電流値
が酸素澗麿に対応した賄どなり活性状態と判断されるこ
とから、温度によって空燃比センサの活性状態を検出り
る場合より6早期にフィードバック制御を開始でさるに
うになる。つまり温度により空燃比センサ゛のf:’j
 1’l状態を検出づる場合には、土ンジンWi肋に伴
いレン1J−が加熱され、充分活性化りるよう/J温1
腹になるまではフィードバック制御211が開始されな
いのに対し、本実施例ではエンジン始りjlねの比較的
酸素’fA度が少ない場合でも空燃比センサがある程度
活irt化しでJノればフィードバック制御が実行され
るので、渇1哀レンサを用いた場合よりも早期に開始C
きるのである。
尚、本実施例にJ3いC前述の電流偏差検出手段■に相
当覆るものは、上記ステップ202ないしステップ20
7にで実行される一連の処理であって、またフィードバ
ック制御を停止゛りるための制御停止手段Vlに相当J
るものは、ヒ記スデツプ208及び203にて実行され
る処理である。
また本実施例においては空燃比センサ16におりるヒー
タ部16bの制御+は行なわず、第4図に承り如くバッ
テリと直接接続して空燃比検出部16aを甲に加熱Jる
ものとしているが、次に本発明の他の実施例として空燃
比検出部16aの活性状態に応じてヒータ部16bの制
御も行なうにうにした空燃比制御装置を説明覆る。
第8図は本発明の他の実施例の制御回路を表わすブロッ
ク図であり、ヒータ部16b′の通電制御を行なうため
にマイク日コンピュータ27′からの信号を受IJ1ヒ
ータ部16b′に電源を供給覆る加熱用電源38が設り
られている以外は前記実施例と全く同様であるので説明
は省略する。また制御プログラムについても前記第5図
のステップ105における補正m K 2 樟出処理が
実行されIこ後、次に述l\るJ、うなヒータ部i6b
’の通電制御処理を11なうJ、うにづればよい。
つまり第9図のノローチト−1〜に示J如き処理を行な
−うようにJればよく、まずステップ301においで補
if’ 7.ii K 2 ’;>出処埋火(j中にめ
られた空燃比はンリ16′の検出部168′に流れる電
流の偏差i+zを設定1t(4’ i xと大小比較す
る処理が実行される。ステップ301にて偏差i12が
設定1+fi i X J、り小さい目利[tliされ
ると続くステップ302に移行し、ヒータ部16b′の
通電を停止さUるべく、前記加熱用電源38に通電停止
イに2シが出力され、一方スjツブ301にて偏差11
2が設定t+ii i X以」でdりる目利lll1さ
れるとステップ303に移行し、ヒータ部16b′の通
電を実i−jさUるl\く、前記IJI+熱川電源用8
に通電イエzが出力される。
尚、ステップ゛301にC用いられる設定値i×は、前
記?+Ii l吊1〈2綽出処理にて用いられる、空燃
比eンリ1(j′の活性状態を(タミ知しフィードバッ
ク制御をijな−Ll /+を占かの判定を行なうため
の設定値1oとは異なり、空燃比1zンリ16′が充分
な活性状態であるか否かの判定を行なうためのちのであ
って、i(1>ixという関係になっている。
つまりヒータ通電は、フィードバック制御停止中のみな
らり゛、フィードバック制911中であっても空燃比セ
ンサ16′の活11状態が充分でない場合には実行され
ることとなる。
このように、本実施例においては検出部16a′に責な
る2つの電圧を印加した際に流れる電流の偏差i+ 2
を利用して、フィードバック制御を行なうか否かの判定
を行なうど共に、検出部16a′加熱用のヒータの通電
制御をも行なうようにしていることから、前記実施例の
効果に加えc1ヒータ部にて消費される電気量を抑える
という効果もある。
「発明の効果」 以上説明した如く本発明の空燃比制御装置は、空燃比セ
ンサに異なる2つの電圧を印加し、各電圧に対応して流
れる電流値の偏差を基に、本空燃比セン(すが測定電流
値において活性状態にあると判1tliされた場合にの
みフィードバック制ゆ11を実行するJ、うにしている
。従って本発明の空燃比制御!置によれ(41,4晶1
身レンリ等を用いることなく空燃比レンジの活性状態を
検知4−ることがCぎるのCI幾(jllが簡lIIに
4するど」(に、空燃比センリー不6性時にa; LJ
るノイードバック制御の誤制御を防止することが(’′
Qる。また測定可能な電流の全領域が活性化しCい%<
’rも、必要な電流領域が活性化してJjればJ、いの
で、湿度にJ、る晶性化制911よりも早期にフィード
バック制御が開始できるようになり、燃費の向]−が図
れる。
【図面の簡単な説明】 第1図は空燃比Lン1ノを説明りる特tj1線図、第2
図は本発明の4i1を成を表ねづブロック図、第3図な
いし第7図は本発明の一実施例を表わしており、第3図
は本実茄例の全体構成図、第4図は制御回路15の11
4成を表わタブロック図、第5図はマイクロコンビコー
タ27にお【ノる制御プ1」グラムを表わリノL1−ブ
1?−1〜、第6図は第5図に示1スデップ105の処
理を表わすフローチャート、第7図は第6図に示Jフロ
ーヂト−1−の処理動作を説明づるための線図、第8図
及び第9図は本発明の他の実施例を表わし着3す、第8
図は制す11回路15′の構成を表ゎ1ブロック図、第
9図はマイクロコンビコータ27′にて処理される制D
I+プログラムのうら前記実施例と異なる部分を表わす
フローデレー1へである。 工・・・エンジン ■・・・混合気供給手段 ■、′16、′16′・・・空燃比センサIV・・・電
子制御手段 V・・・電流幅差検出手段 Vl・・・制卸停止手段 27.27’・・・マイクロコンビ3. タ代理人 弁
理士 足立 勉 ばか1名 (a) −gり婆1tテ農度 r56ノ 〕1図 (b) 6 → V (V) 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エンジンに所望空燃比の混合気を供給づる混合気供給手
    段と、所定電圧の印加により酸素濃度に対応して流れる
    電流値に基づきエンジンの排気中の酸素濃1良を検出り
    る空燃比センサと、該空燃比ヒンリ−の検出伝号に応じ
    て上記混合気供給手段を制御し、i1M合気の空燃比を
    フィードバック制御り−る電子制御手段どを右Jる空燃
    比制御ll装買にJ)いて、 」ニ記電了制御手段に、 上記空燃比センサ°に所定の異なる2つの電圧を印加し
    、各々の電圧に対応して流れる電流の0a芹を検出する
    電流幅差検出手段と、 該電流偏差検出ト段にて検出された電流の偏差が所定値
    以上である場合に、上記電子制御手段にお()るノイー
    ドバツク制御を停止づる制樹1停止手段と、 を段りたごとを特徴どづる空燃比it、11御装置。
JP58198175A 1983-10-22 1983-10-22 空燃比制御装置 Granted JPS6090937A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58198175A JPS6090937A (ja) 1983-10-22 1983-10-22 空燃比制御装置
US06/662,631 US4663717A (en) 1983-10-22 1984-10-19 Fuel control system having sensor verification dual modes
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