JP2557516B2 - アフタバーン防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動変速機を備えた自動車等のエンジンに
好適に採用可能なアフタバーン防止装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 排気ガス浄化手段の一つとして広く利用されている三
元触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比付近の値に維持
されていないと、排気ガス中に含まれているCO、HC、CO
_Xの全てを効率よく浄化することができない。このた
め、気化器を備えたエンジンには、エアブリード通路を
開閉する流量制御弁と、排気ガス中の酸素濃度を検出す
る酸素センサと、この酸素センサの出力電圧に基づいて
前記流量制御弁を開閉させるフィードバック制御手段と
を具備してなる空燃比制御装置を設けてあるのが普通で
ある。そして、本発明の先行技術として、例えば特開昭
58−32945号公報に示されるように、エンジンに供給す
る混合気の空燃比を前記酸素センサの出力電圧に基づい
てフィードバック制御し、空燃比を理論空燃比付近の値
に維持するようにしている。

ところが、混合気の空燃比を常に理論空燃比付近に維
持するのは必ずしも好ましいことではなく、状況によっ
ては空燃比をリッチ側若しくはリーン側に変化させる必
要がある。例えば、エンジン出力を変化させる変速機の
切換操作が走行状態や路面状況等に応じて手動で行われ
るエンジンでは、エンジンに負荷がかかっているか否か
に拘らず、減速時には一定の条件下でフューエルカット
を行って燃料経済性を向上させると同時に、三元触媒の
過熱を防止するようにしているのが普通である。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、変速機の切換操作が走行状況等に応じて自
動的に行われるエンジンには、通常、フライホイール等
が装着されていないため、手動式の変速機を有したエン
ジンに比べてエンジン回転数の低下が比較的速い。その
ため、この種のエンジンでは、変速機が中立位置にある
無負荷状態での減速時にフューエルカットを行うと、エ
ンジンストールの発生が懸念されるので、レーシング時
にはフューエルカットを行わないようにしている。この
ため、自動変速機を備えたエンジンでは、減速時にアフ
タバーンが発生し易い状況にあり、三元触媒の劣化を早
める恐れがある。

本発明は、このような課題を解消することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、次のような構
成を採用したものである。

すなわち、本発明にかかるアフタバーン防止装置は、
エンジンに供給する混合気の空燃比を調節するために気
化器（１）のエアブリード通路（７）を開閉する流量制
御弁（８）と、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素セ
ンサ（15）と、混合気の空燃比を一定に調節するために
前記酸素センサ（15）の出力電圧に基づいて前記流量制
御弁（８）を開閉させるフィードバック制御手段（16）
と、レーシング時のエンジン回転数が設定値を上回って
いる場合に前記フィードバック制御手段（16）による制
御を解除するとともに前記流量制御弁（８）を所定の弁
保持位置に固定保持する弁保持手段（17）とを具備して
なることを特徴とする。

［作用］ このような構成によると、エンジンに負荷がかかって
いる場合には、酸素センサ（15）の出力電圧に基づいて
混合気の空燃比を理論空燃比付近の値に維持するための
フィードバック制御が行われる。すなわち、排気ガス中
の酸素濃度が理論空燃比近傍の値より高い場合いは、フ
ィードバック制御手段（16）からの指令に基づいてエア
ブリード通路（７）を閉じる側に流量制御弁（８）の位
置調節が行われ、混合気中の酸素量が絞られる。

他方、排気ガス中の酸素濃度が理論空燃比近傍の値よ
り少ない場合には、フィードバック制御手段（16）から
の指令に基づいてエアブリード通路（７）を開く測に流
量制御弁（８）の位置調節が行われ、混合気中の酸素量
が増量される。

また、レーシング時のエンジン回転数が設定値を上回
っている場合には、フィードバック制御手段（16）によ
る制御が一時的に解除されるとともに、弁保持手段（1
7）によって流量制御弁（８）が所定の弁保持位置に固
定保持される。しかして、アフタバーン及びエンジンス
トールが発生し易い空燃比領域は予め考案し得るので、
この空燃比領域から外すように弁保持位置を設定してお
けば、無負荷状態での減速時にアフタバーンやエンジン
ストール等を簡単かつ有効に抑制することが可能とな
る。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第２図〜第４図を参照して
説明する。

図示１はエンジンのインテークマニホールドに装着さ
れる気化器を示しており、２はそのミキシングチャン
バ、３はメインジェット、４はスロットルバルブ、５は
フロート室、６はエアブリードをそれぞれ示している。
そして、このエアブリード６の始端部分をなすエアブリ
ード通路７に流量制御弁ABCV8を設け、この流量制御弁A
BCV8の吸込口8aを大気に開放している。流量制御弁ABCV
8は、尖頭状の弁体９を弁座10に対して進退させ、弁体
９と弁座10との間に形成される空気通路の開口面積を変
化させることによって空気の流通量を調節するようにし
たもので、前記弁体９は、ステッパモータ11の作動ロッ
ド12の先端部に取着してある。そして、上記ステッパモ
ータ11を後述する電子制御装置13により制御し、前記弁
体９を全閉位置（０ステップ）から全開位置（100ステ
ップ）のうち、空燃比フィードバック制御時は、理論空
燃比に対応させて設定した中間位置（50ステップ）を基
準にして進退動作するようにしてある。

一方、排気系に介設した触媒コンバータ14の上流には
酸素センサ15を配置してある。この酸素センサ15は、混
合気の空燃比が理論空燃比の近傍に存在する変換点より
もリーン側にあって排気ガス中の酸素濃度が高い場合に
は低い出力電圧を発生し、混合気の空燃比が前記変換点
よりもリッチ側にあって排気ガス中の酸素濃度が低い場
合には高い出力電圧を発生し得るように構成されたもの
である。

前記電子制御装置13は、マイクロコンピュータユニッ
トからなり、前記フィードバック制御手段16及び弁保持
手段17としての役割を担っている。この電子制御装置13
は、中央演算処理装置18と、メモリー19と、入力インタ
ーフェース20と、出力インターフェース21等を有してい
る。そして、入力インターフェース20に少なくとも前記
酸素センサ15からの信号ａと、エンジン回転数を検出す
る回転数センサ22からの信号ｂと、エンジンの負荷状態
を検出するセレクトスイッチ23からの信号ｃとが入力さ
れるようになっている。また、図示しない圧力センサか
らの吸気圧信号やエンジン冷却水の温度を検出する水温
センサからの水温信号等、空燃比のフィードバック制御
を行うための種々の信号も上記インターフェース20にそ
れぞれ入力されるようになっている。前記セレクトスイ
ッチ23は、図示しない自動変速機が中立位置にあるか否
かによってエンジンに負荷がかかっているか否かを検出
するためのもので、内部にＤ−２−ＬスイッチとＲスイ
ッチが内臓してある。出力インターフェース21からは、
前記流量制御弁ABCV8にフィードバック制御手段ｄと弁
保持信号ｅがそれぞれ出力されるようになっている。

また、上記電子制御装置13には、第４図に概略的に示
すようなプログラムを内臓してある。まず、ステップ51
では、エンジン始動から所定時間経過しているか、エン
ジン回転数NEが設定範囲内にあるか、エンジン冷却水の
温度が設定値を上回っているか等、空燃比のフィードバ
ック制御F/Bを行うための諸条件が全て満たされている
か否かを判別する。そして、これらの諸条件が全て満た
されていると判断した場合にはステップ52に進み、満た
されていないと判断した場合にはステップ53へ進む。ス
テップ52では、酸素センサ15の出力電圧に基づき、前記
流量制御弁ABCV8の開度位置を調節して混合気の空燃比
を一定値に保つためのフィードバック制御F/Bを実行す
る。

ステップ53では、Ｄ−２−Ｌスイッチ及びＲスイッチ
の両方が開いているか否かを判別する。そして、いずれ
かのスイッチが閉じていると判別した場合にはエンジン
E/Cに負荷がかかっていると判別してメインルーチンに
移行し、両方のスイッチが開いていると判断した場合に
はエンジンE/Gが無負荷状態にあると判別してステップ5
4に進む。ステップ54では、前後のエンジン回転数NEの
差等に基づいてエンジンE/Gが加速状態にあるか否かを
判別し、加速状態にあると判断した場合にはステップ55
に進み、加速状態でないと判断した場合にはステップ56
へ進む。

ステップ55では、エンジン回転数NEが設定値NEAB（例
えば3000RPM）を上回っているか否かを判別し、上回っ
ていないと判断した場合にはメインルーチンに移行し、
上回っていると判断した場合にはステップ57へ進む。ス
テップ56では、エンジン回転数NEが前記設定値NEABから
一定値NEAHISを減算した値を上回っているか否かを判別
し、上回っていないと判断した場合にはメインルーチン
に移行し、上回っていると判断した場合にはステップ57
へ進む。ステップ57では、空燃比のフィードバック制御
F/Bを一時的に解除するとともに、流量制御弁ABCV8に弁
保持信号ｅを出力し、流量制御弁ABCV8を急速に所定の
弁保持位置（例えば０ステップ）までスキップ移動させ
て固定保持する。そして、以上のような制御がエンジン
始動後に繰り返し実行されるようになっている。

このような構成によると、空燃比のフィードバック制
御F/Bを行うための諸条件が全て成立している場合に
は、酸素センサ15からの信号ａに基づいて空燃比のフィ
ードバック制御F/Bが行われる（ステップ51→52）。す
なわち、酸素センサ15の出力電圧が変換点よりもリーン
側にあって排気ガス中の酸素濃度が高い場合には、第３
図に概略的に示すように、流量制御弁ABCV8の開度が一
定値だけスキップ状に絞られ、その後徐々に所定値づつ
減少されていく。このため、エアブリード通路７を通過
して混合気に混入される酸素の量が徐々に絞られ、混合
気の空燃比は理論空燃比付近に収束されることになる。

他方、酸素センサ15の出力電圧が前記変換点よりもリ
ッチ側にあって排気ガス中の酸素濃度が低い場合には、
流量制御弁ABCV8の開度が一定値だけスキップ状に増加
され、その後徐々に所定値づつ増加されていく。このた
め、エアブリード通路７を介して混合気中に混入される
酸素の量が徐々に増加し、混合気の空燃比は理論空燃比
付近に収束される。そして、このような制御が繰り返し
行われることにより、フィードバック制御時の空燃比が
理論空燃比付近に維持されることになる。

また、エンジン回転数NEが設定値NEABを上回るような
レーシングが行われた場合には、その間、前記フィード
バック制御F/Bが一時的に解除されるとともに、前記流
量制御弁ABCV8が全閉位置（０ステップ）に固定保持さ
れるため（ステップ51→53〜57）、エアブリード通路７
が閉じられて混合気の空燃比がリッチ側に変化する。こ
のため、排気ガスの温度が低下してアフタバーンが発生
し難くなる。そして、エンジン回転数NEが設定範囲外に
移行した場合や、変速機が前進位置若しくは後退位置に
操作されてエンジンE/Gに負荷がかかった場合には、流
量制御弁ABCV8の固定保持状態が解除されるとともに、
前述のフィードバック制御F/B等が行われる。

したがって、以上のような構成によれば、レーシング
時に流量制御弁ABCV8を可燃混合気から外す領域に一時
的に固定保持するだけで、混合気の空燃比を速やかに変
化させることができるので、排気ガスの温度上昇等によ
るアフタバーンの発生を効果的に抑制することができ、
三元触媒14の早期劣化が回避できる。

そして、このようなものであると、既存の流量制御弁
ABCV8を効果的に活用できるとともに、エンジンストー
ルに繋がる恐れのあるフューエルカットを行う必要がな
いので、装置の複雑化を招くことがない上に、エンジン
ストールが発生する恐れも極めて少ない信頼性に優れた
アフタバーン防止装置が提供できる。

なお、レーシング時のアフターバーン対策として、流
量制御弁を全開側で固定保持させて混合気の空燃比をリ
ーン側に変化させるようにしてもよいが、望ましくは、
前記実施例の如く、流量制御弁を全閉位置等に制御して
混合気の空燃比をリッチ側に変化させるようにすれば、
リーン混合気によるエンジンストールの恐れが有効に回
避できる。

また、流量制御弁を所定値に固定保持する場合は、レ
ーシング状態における減速時のみに限って行うようにし
てもよい。

［発明の効果］ 以上のような構成からなる本発明によれば、自動変速
機を備えたエンジンのレーシング時におけるアフタバー
ンを効果的に抑制することができるので、三元触媒の劣
化を有効に抑えることができるとともに、エンジンスト
ールが発生する恐れの極めて少ない信頼性に優れたアフ
タバーン防止装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成説明図、第２図〜
第４図は本発明の一実施例を示し、第２図は全体の構成
を示す概略的な説明図、第３図は制御設定条件を示すタ
イミングチャート図、第４図は制御手順を示すフローチ
ャート図である。 １…気化器 ７…エアブリード通路 ８…流量制御弁 13…電子制御装置 14…触媒コンバータ 15…酸素センサ 16…フィードバック制御手段 17…弁保持手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに供給する混合気の空燃比を調節
   するために気化器のエアブリード通路を開閉する流量制
   御弁と、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ
   と、混合気の空燃比を一定に調節するために前記酸素セ
   ンサの出力電圧に基づいて前記流量制御弁を開閉させる
   フィードバック制御手段と、レーシング時のエンジン回
   転数が設定値を上回っている場合に前記フィードバック
   制御手段による制御を解除するとともに前記流量制御弁
   を所定の弁保持位置に固定保持する弁保持手段とを具備
   してなることを特徴とするアフタバーン防止装置。