JPH0151735B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0151735B2 JPH0151735B2 JP57075483A JP7548382A JPH0151735B2 JP H0151735 B2 JPH0151735 B2 JP H0151735B2 JP 57075483 A JP57075483 A JP 57075483A JP 7548382 A JP7548382 A JP 7548382A JP H0151735 B2 JPH0151735 B2 JP H0151735B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- controller
- fuel ratio
- combustor
- oxygen
- 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.)
- Expired
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 29
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/02—Air or combustion gas valves or dampers
- F23N2235/06—Air or combustion gas valves or dampers at the air intake
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)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は空燃比制御器に係り、特に燃焼器、内
燃機関に使用するに好適な空燃比制御器に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an air-fuel ratio controller, and particularly to an air-fuel ratio controller suitable for use in combustors and internal combustion engines.
従来、混合気を過剰酸素状態に制御する空燃比
制御器としては、特開昭53−116896等に開示され
ている酸素ポンプ式の酸素濃度検出器を用いた制
御器が開示されているが、検出おくれが大きく、
制御性が低下する欠点を有する。 Conventionally, as an air-fuel ratio controller for controlling the air-fuel mixture to an excess oxygen state, a controller using an oxygen pump type oxygen concentration detector disclosed in JP-A-53-116896 etc. has been disclosed. The detection lag is large;
It has the disadvantage of reduced controllability.
本発明の目的は燃焼器の空燃比を制御する際、
運転状態に応じて酸素濃度検出器に流れる電流を
設定し、酸素濃度を表す電圧が先の設定電流によ
り定まる設定電圧になるように空気あるいは燃料
量を制御することにより上記欠点をなくした空燃
比制御器を提供するにある。 The purpose of the present invention is to control the air-fuel ratio of the combustor,
An air-fuel ratio that eliminates the above drawbacks by setting the current flowing to the oxygen concentration detector according to the operating state and controlling the amount of air or fuel so that the voltage representing the oxygen concentration becomes the set voltage determined by the previously set current. It is in providing the controller.
本発明は運転状態が異なる空燃比領域に移行す
る際、酸素濃度検出器にそれぞれの空燃比領域に
対応した設定電流を流し、酸素濃度を表す出力電
圧が先の設定電流により定まる設定電圧になるよ
うに空気あるいは燃料量を制御して応答性を向上
したものである。 In the present invention, when the operating state shifts to a different air-fuel ratio range, a set current corresponding to each air-fuel ratio range is passed through the oxygen concentration detector, and the output voltage representing the oxygen concentration becomes the set voltage determined by the previous set current. This improves responsiveness by controlling the amount of air or fuel.
第1図において燃焼器1は内燃機関である。ボ
イラ、ストーブ等でもよい。燃焼器1の空気量、
燃料量をを制御する制御器2,3が設けられてい
る。 In FIG. 1, a combustor 1 is an internal combustion engine. It may also be a boiler, stove, etc. Air amount in combustor 1,
Controllers 2, 3 are provided for controlling the amount of fuel.
制御器2は例えば絞り弁、制御器3は燃料噴射
弁である。燃焼器1の排気管4に濃度検出器5が
設けられている。検出器5は拡散抵抗体であるオ
リフイス7、チヤンバ6、電解質8から構成され
る。オリフイス7は多孔質でもよい。電解質8は
酸素イオン電導性の物質で、例えばZrO2―Y2O3
の混合物である。電解質8の両側の電極はコント
ローラ9に接続されている。コントローラ9によ
つて、任意の電流Iが電解質8を通つて流れる。
この電流Iによつて、チヤンバ6内の酸素がくみ
出されるように構成されている。コントローラ9
には、絞り開度θの検出器10の信号が入力され
る。これは負荷に対応する信号であれば、アクセ
ルペダル等の他の信号でもよい。また、燃焼器1
の状態、例えば温度、回転速度等のセンサ11の
信号が入力される。また、電流検出手段12、電
圧検出手段13が図示の位置に設けられている。 The controller 2 is, for example, a throttle valve, and the controller 3 is a fuel injection valve. A concentration detector 5 is provided in the exhaust pipe 4 of the combustor 1 . The detector 5 is composed of an orifice 7 which is a diffusion resistor, a chamber 6, and an electrolyte 8. The orifice 7 may be porous. The electrolyte 8 is an oxygen ion conductive substance, for example ZrO 2 -Y 2 O 3
It is a mixture of Electrodes on both sides of the electrolyte 8 are connected to a controller 9. Controller 9 causes an arbitrary current I to flow through electrolyte 8 .
The structure is such that oxygen in the chamber 6 is pumped out by this current I. controller 9
A signal from the detector 10 indicating the aperture opening degree θ is inputted to the . This may be any other signal such as an accelerator pedal as long as it corresponds to the load. In addition, combustor 1
A signal from a sensor 11 indicating the state of the engine, for example, temperature, rotation speed, etc., is input. Furthermore, current detection means 12 and voltage detection means 13 are provided at the positions shown in the figure.
以上の構成の動作は下記の通りである。燃焼器
1の空気/燃料量比A/Fは、負荷に対して、例
えば絞り弁開度θに対して、第2図のごとく設定
される。これは燃焼器1の特性に左右される。第
2図において、A/FがD曲線より小さい領域で
は酸素不足の状態であり、コントローラ9のθの
信号を入力し、I=0とする。A/FがD曲線よ
り大きい酸素不足の領域では、θに対して、第2
図のIcの電流を流す。ここで、Icと排気中の酸素
濃度(これはA/Fの関数)は第3図のごとくな
る。排気中のO2を%に設定する場合は、Ic1に、
O2を4%に設定する場合は、Ic2になるように電
流を制御する。Ic1にした場合、排気中のO2が2
%より大きい場合は、チヤンバ4内のO2が増加
し、VがV1まで低下する。また排気中のO2が2
%より小さい場合は、チヤンバ6内のO2が低下
し、VがV2まで増加する。したがつて、V―V0
>0の場合は、燃焼器2,3を空燃比が大きくな
るように、V―V0<0の場合は空燃比を小さく
なるように制御することによつて、空燃比を設定
空燃比に調節することができる。内燃機関の場合
は、燃料量の燃焼器3で調節すると、軸トクルが
燃料量に応じて変動するので、空気量の燃焼器2
を調節するのが望ましい。 The operation of the above configuration is as follows. The air/fuel ratio A/F of the combustor 1 is set as shown in FIG. 2 with respect to the load, for example, with respect to the throttle valve opening θ. This depends on the characteristics of the combustor 1. In FIG. 2, in a region where A/F is smaller than curve D, there is a state of oxygen deficiency, and the θ signal of the controller 9 is input to set I=0. In the oxygen-deficient region where A/F is larger than the D curve, the second
A current of Ic shown in the figure is applied. Here, Ic and the oxygen concentration in the exhaust gas (this is a function of A/F) are as shown in Figure 3. If you want to set the O2 in the exhaust to %, then to Ic 1 ,
When O 2 is set to 4%, the current is controlled to be Ic 2 . When Ic is set to 1 , O 2 in the exhaust is 2
%, O2 in chamber 4 increases and V drops to V1 . Also, O 2 in the exhaust gas is 2
%, the O 2 in the chamber 6 decreases and V increases to V 2 . Therefore, V−V 0
>0, the air-fuel ratio is controlled to the set air-fuel ratio by controlling the combustors 2 and 3 to increase the air-fuel ratio, and when V-V 0 <0, to decrease the air-fuel ratio. Can be adjusted. In the case of an internal combustion engine, if the fuel amount is adjusted by the combustor 3, the shaft torque will vary depending on the fuel amount, so the air amount by the combustor 2
It is desirable to adjust the
燃焼器1の負荷を変化する際、例えば、第2図
において、Aの状態からBの状態に急変させる場
合は、制御系(燃焼器1、排気管4を含む)の遅
れによつて、空燃比が変動するので、燃焼器2,
3は、空気量GA、燃料量GFが
GA=(A/F)GF ……(1)
GF=f(θ) ……(2)
になるよう、コントローラ9によつて、プログラ
ム制御される。このようにして、近似的には、
A/Fが設定値に制御される。しかし、燃焼器
2,3の経時変化等によつて、十分な制御精度が
得られない。このとき、第4図に示したように電
流をIc1からIc2に変化すると、燃焼器1、排気管
4内のガスの流動遅れによつて、排ガス中のO2
は2%のままにとどまつているので、経時時間t
に対して、Vが一時急激に増加する。その後、上
述のプログラム制御によつて、O2が4%に近付
き、VもV0に近付いてくる。このとき、Vの信
号を基に、制御器2を調節すると、V>V0であ
るので、空燃比が大きくなるように過調節され
る。プログラム制御のGAの他に、Vの偏差に基
づく修正分ΔGAが加わるので、ΔGA分だけ、A/
Fが設定値より大きくなる。逆に、C点からA点
に移行する場合は、IがIc2よりIc1に減少するの
で、チヤンバ6内のO2が増加し、Vが低下する。
このVの偏差に基づく修正分―ΔGAは、A/Fを
設定値より小さくなるように使用する。これらの
不具合を回避するため、第3図において、V0を
Icによつて変化させる。第5図は上述のフローチ
ヤートを示したものである。これは、コントロー
ラ9内のマイクロプロセツサで実施され、aの信
号で制御器3が、bの信号で制御器2が動作す
る。第5図のブロツク102で、θに応じたIcを
算出する。この関係は第2図の下部に示した。こ
の関係はあらかじめ、コントローラ9の記憶装置
に入力されている。ブロツク103でIc=0の場
合、例えば燃焼器1が始動、暖機、出力域等の酸
素不足で運転される場合、ブロツク104で、プ
ログラムによつて、GAを求める。プログラムは
あらかじめ、記憶装置に入力されている。ブロツ
ク105で、Icに対するV0を求める。これは、
例えば、第6図に示したような関係をあらかじ
め、記憶装置に入力しておくことによつて、Icに
対するV0を求めることができる。ブロツク10
6でVの値に応じて、ΔGAを定め、GAを修正す
る。ブロツク107で修正されたGAを制御器2
に出力する。ここで、第3図に示したごとく、
O2の変化に対するVの変化はステツプ状である
ので、積分動作でΔGAを定め、ハンチングを防止
することが重要である。また、ブロツク108で
ΔGAを所定の位置に記憶し、第7図に示したごと
く、θに対するΔGAの表を作成し、この表を用い
て、GAを修正することもできる。第6図に示し
たIc〜V0の関係は、温度によつて変化させる必
要がある場合がある。第3図に示したように、
Ic1の状態がO2か過剰な場合のVは下限値V1、上
限値はV2である。このV1、V2からV0=(V1+
V2)/2のごとくV0を設定することができる。
また、電解質8の抵抗r=V1/Ic1を求め、V0=
rI+(0.01〜0.6)Vのごとく、V0を設定すること
もできる。このようにして、Icが増加した場合、
V0が増加するように、Icに応じて設定電圧V0を
変化させるので、Icが変化した場合の空燃比の変
動を防止し、制御性の低下を防止することができ
る。 When changing the load on the combustor 1, for example, when changing suddenly from state A to state B in FIG. Since the fuel ratio fluctuates, combustor 2,
3 is controlled by the controller 9 so that the air amount G A and the fuel amount G F become G A = (A/F) G F ... (1) G F = f (θ) ... (2) Program controlled. In this way, approximately
A/F is controlled to the set value. However, sufficient control accuracy cannot be obtained due to changes in the combustors 2 and 3 over time. At this time, when the current is changed from Ic 1 to Ic 2 as shown in FIG. 4, O 2 in the exhaust gas is
remains at 2%, so the elapsed time t
On the other hand, V temporarily increases rapidly. Thereafter, through the program control described above, O2 approaches 4% and V approaches V0 . At this time, when the controller 2 is adjusted based on the signal of V, since V>V 0 , the air-fuel ratio is over-adjusted to become large. In addition to the program control G A , a correction amount ΔG A based on the deviation of V is added, so the A/
F becomes larger than the set value. Conversely, when moving from point C to point A, I decreases from Ic 2 to Ic 1 , so O 2 in the chamber 6 increases and V decreases.
The correction amount -ΔG A based on this deviation of V is used so that the A/F becomes smaller than the set value. In order to avoid these problems, in Fig. 3, V 0 is
Varies depending on IC. FIG. 5 shows the above-mentioned flowchart. This is implemented by a microprocessor in the controller 9, and the signal a operates the controller 3, and the signal b operates the controller 2. In block 102 of FIG. 5, Ic is calculated according to θ. This relationship is shown at the bottom of Figure 2. This relationship has been input into the storage device of the controller 9 in advance. If Ic=0 in block 103, for example, when the combustor 1 is operated with insufficient oxygen during startup, warm-up, output range, etc., in block 104 G A is determined by the program. The program has been input into the storage device in advance. Block 105 determines V 0 for Ic. this is,
For example, V 0 with respect to Ic can be determined by inputting the relationship shown in FIG. 6 into the storage device in advance. Block 10
In step 6, ΔG A is determined according to the value of V, and G A is corrected. G A modified in block 107 is transferred to controller 2.
Output to. Here, as shown in Figure 3,
Since the change in V with respect to the change in O 2 is step-like, it is important to determine ΔG A by an integral operation to prevent hunting. It is also possible to store ΔG A in a predetermined location in block 108, create a table of ΔG A versus θ, as shown in FIG. 7, and use this table to correct G A. The relationship between Ic and V0 shown in FIG. 6 may need to be changed depending on the temperature. As shown in Figure 3,
When the state of Ic 1 is O 2 or excess, V has a lower limit value V 1 and an upper limit value V 2 . From this V 1 and V 2 , V 0 = (V 1 +
V 0 can be set as follows: V 2 )/2.
Also, find the resistance r=V 1 /Ic 1 of the electrolyte 8, and find V 0 =
V0 can also be set as rI+(0.01-0.6)V. In this way, if Ic increases,
Since the set voltage V 0 is changed according to Ic so that V 0 increases, it is possible to prevent fluctuations in the air-fuel ratio when Ic changes and prevent a decrease in controllability.
本発明によれば、空燃比設定値を変化した場合
の空燃比の変動が防止できるので、空燃比制御器
の制御性の低下を防止できる効果がある。 According to the present invention, it is possible to prevent the air-fuel ratio from fluctuating when the air-fuel ratio setting value is changed, so that it is possible to prevent the controllability of the air-fuel ratio controller from deteriorating.
第1図は本発明の実施例の構成図、第2図乃至
第7図は動作原理を説明する略線図である。
1…燃焼器、2…制御器、3…制御器、5…濃
度検出器、9…コントローラ。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 7 are schematic diagrams for explaining the principle of operation. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Combustor, 2...Controller, 3...Controller, 5...Concentration detector, 9...Controller.
Claims (1)
電解質中を電流によつて移送する酸素濃度検出器
と、前記酸素濃度検出器に燃焼器の状態に応じて
変化する設定電流を流し、酸素濃度を表す電圧が
設定電圧になるように空気あるいは燃料量制御器
を調整するコントローラを有する空燃比制御器に
おいて、前記設定電圧を前記設定電流に応じて変
化させるようにしたことを特徴とする空燃比制御
器。1. An oxygen concentration detector that transports oxygen in the chamber through an oxygen ion conductive solid electrolyte using an electric current, and a set current that changes depending on the state of the combustor is passed through the oxygen concentration detector to measure the oxygen concentration. An air-fuel ratio controller having a controller that adjusts an air or fuel amount controller so that the voltage expressed becomes a set voltage, the air-fuel ratio control being characterized in that the set voltage is changed in accordance with the set current. vessel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075483A JPS58193023A (en) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | Controller for air-fuel ratio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075483A JPS58193023A (en) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | Controller for air-fuel ratio |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58193023A JPS58193023A (en) | 1983-11-10 |
| JPH0151735B2 true JPH0151735B2 (en) | 1989-11-06 |
Family
ID=13577574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57075483A Granted JPS58193023A (en) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | Controller for air-fuel ratio |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58193023A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4760823B2 (en) * | 2007-12-17 | 2011-08-31 | 株式会社日立製作所 | Gas turbine monitoring and diagnostic equipment |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP57075483A patent/JPS58193023A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58193023A (en) | 1983-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0153731A2 (en) | Air-fuel ratio sensor | |
| US4719895A (en) | Method for controlling an oxygen concentration sensor | |
| JPH0635844B2 (en) | Fuel supply control method for internal combustion engine | |
| JPS6364620B2 (en) | ||
| US4526148A (en) | Air-fuel ratio control system for an internal combustion engine | |
| JPH0151735B2 (en) | ||
| JPS61104137A (en) | Control device for air-fuel ratio of engine | |
| JPS638826Y2 (en) | ||
| JPS6187932A (en) | Air-fuel ratio controller for engine | |
| JPS6231181B2 (en) | ||
| JPH0715452B2 (en) | Air-fuel ratio detector | |
| JPS6313012B2 (en) | ||
| JPS6344942B2 (en) | ||
| JPS63992Y2 (en) | ||
| JPH06288267A (en) | Air-fuel ratio control method for gas engine | |
| JPH06288265A (en) | Air-fuel ratio control method and device for gas engine | |
| JPS58190532A (en) | Air-fuel ratio return control method for internal- combustion engine | |
| JPH0799102B2 (en) | Mixed fuel supply system for internal combustion engine | |
| JPH0321740B2 (en) | ||
| JPS6029899B2 (en) | Exhaust sensor bias circuit of air-fuel ratio control device | |
| JPS6276449A (en) | How to control the oxygen concentration sensor | |
| JP2692422B2 (en) | Idle speed control device for internal combustion engine | |
| JPS6260949A (en) | Air-fuel ratio controller for engine | |
| JPH0868360A (en) | Operation and control method for lean burn gas engine | |
| JPS6088834A (en) | Air-fuel ratio controller for internal-combustion engine |