JPH0114743Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の駆動装置、更に詳細には燃
料供給装置と燃料と空気の混合気を所定の値に制
御するλ制御装置とを有する内燃機関の駆動装置
に関する。

上に述べたような種類の装置において、排気ガ
スセンサー（排気ガスゾンデ）の温度が所定の値
に達したあとにλ制御装置を作動させ、燃料と空
気の混合気をλ＝１に制御するような方法が知ら
れている。このような方法はスタート温度が低い
場合には良い値が得られないことが判明した。と
いうのは、排気ガスセンサーの温度は急速に所定
の温度に達するけれども、吸気管はまだ冷たく、
その結果混合気の燃料は内燃機関の内壁面に凝縮
して、その結果燃焼室には最適の混合気が得られ
ないからである。このような場合点火特性が悪く
なるだけではなく、エンジンは静かに回転せず、
また排気ガスの組成が悪くなる。

従つて、本考案の課題は上に述べた欠点を解決
し、簡単な装置によつて最適の混合気が得られる
ようにした内燃機関の駆動装置を提供することで
ある。

本考案によれば、λ制御装置の動作基準として
排気ガスセンサーの温度の他に内燃機関が所定の
温度に達したかどうかが判断される。それによつ
て燃料と空気の混合気は排気ガスセンサーの温度
が所定の値になつた時ならびに内燃機関の温度が
所定の値になつた時に初めてλの値が１に制御さ
れるようになる。それによつて最適の混合気が内
燃機関の燃焼室に得られるようになつた時にλ制
御が確実に行なわれるようになる。本考案によれ
ば、内燃機関の温度発信器のあとにはヒステリシ
スを有する限界スイツチが接続され、それによつ
て内燃機関が約10℃以上の場合にはλ制御装置は
排気ガスセンサーの温度に従つて作動されるが、
内燃機関の温度が約10℃以下の場合には内燃機関
の温度が50℃〜85℃に達して初めてλ制御が行な
われるようになる。上方の温度限界値がどのよう
な値に選ばれるかはそれぞれ内燃機関のタイプに
従つて個々に定められる。上に述べた50℃〜85℃
の温度が最適であることが解つたけれども、それ
ぞれ内燃機関のタイプおよび設定領域に従つて他
の値を選ぶようにすることもできる。この内燃機
関の温度は冷却媒体、潤滑油ないしはシリンダヘ
ツドの温度を介して検出することができる。

更に本考案の好ましい実施例によれば、内燃機
関の温度発信器のあとに接続される限界スイツチ
の出力信号は混合気を更に制御するのにも利用さ
れる。これは空気量を測定する場合温度に従つて
空気の比重が変化することによつて発生するエラ
ーを補正するためである。更にスタート時におい
ては、スタート時において発生するノイズのため
に高い温度が擬制（シユミレート）され、スター
ト時終了後に初めて内燃機関の温度が検出される
ようにされ、その後λ制御装置が所定の温度に達
した時に作動するようにされる。

次に、添付図面を参照して本考案の実施例を詳
細に説明する。

第１図に示された例は電磁噴射弁に印加される
噴射パルスを形成するための内燃機関の回路装置
を示す。第１図には本考案に関連して設けられる
重要な部分が示されている。第１図において１０
は回転数発信器を示し、１１は空気量測定器を示
す。回転数発信器１０ならびに空気量測定器１１
は燃料供給信号パルスを発生するパルス発生装置
１２に接続され、その出力１３は補正回路１４に
接続される。この補正回路１４には第１図の実施
例の場合暖気濃縮用の入力１５、吸気温度除去用
の付加制御入力１６、ならびにλ制御用の入力１
７が設けられる。補正回路１４のあとには例えば
噴射弁を駆動するに必要な駆動回路を含むブロツ
ク１８が設けられる。

２０は排気ガスセンサー（排気ガスゾンデ）を
示し、その排気ガスセンサーにはセンサー準備状
態識別回路２１が関連して設けられる。排気ガス
センサーは排気ガスに含まれる酸素イオン濃度を
検出し、従つて酸素センサーあるいはλセンサー
とも呼ばれる。ただしλは酸素と燃料の比を示
す。内燃機関温度発信器２２は冷却媒体の温度を
検出し、その出力２３はヒステリシスを有する限
界スイツチ２４に接続される。センサー準備状態
識別回路２１の出力と限界スイツチ２４の出力は
ゲート回路２５に接続され、そのゲート回路の出
力信号はλ制御装置２６に印加される。排気ガス
センサー２０の測定信号はリード線２７を介して
直接λ制御装置２６に印加される。

補正回路１４はパルス発生回路１２の出力信号
の他に内燃機関温度発信器２２の出力信号、限界
スイツチ２４の出力信号ならびにλ制御装置２６
の出力信号を受ける。

ゲート回路２５はオアゲートであり、センサー
温度が所定の温度、例えば約250℃に達してセン
サー準備状態識別回路２１が負の信号を発生し、
かつ限界スイツチ２４の出力に負の信号が発生し
たときにその出力に負の信号を発生し、後述する
ようにλ制御装置２６をオンにする。すなわち、
識別回路２１と限界スイツチ２４のいずれかある
いは両方が正の信号のときはゲート回路２５はオ
アゲートなので、正の信号を発生し、λ制御装置
はオンとならず、両方が負の信号のときにのみ負
の信号を発生し、λ制御装置はオンになる。ヒス
テリシスを有する限界スイツチ２４はスタート温
度が約10℃になつた場合に負の信号を発生するよ
うに構成される。スタート温度がこの値以下の場
合には、限界スイツチ２４は内燃機関温度発信器
２２が約50℃の値を示した時に初めて負の出力信
号を発生する。ヒステリシスを有する限界スイツ
チ２４の立上がり端は約10℃の値にある。限界ス
イツチ２４がこのように構成される場合第１図に
示した回路装置は次のように動作する。スタート
温度が約10℃以上の場合には上述したように限界
スイツチ２４は負の信号を発生するので、センサ
ー温度が約250℃に達してセンサー準備状態識別
回路２１が負の信号を発生した時にゲート回路２
５の出力に負の信号が発生する。その結果λ制御
装置２６がオンになり、それによつて入力１７を
介して補正回路１４の電気特性が制御される。

スタート温度が約10℃以下の場合には、ヒステ
リシスを有する限界スイツチ２４は負の信号を発
生せず、ゲート回路２５はセンサー準備状態識別
回路２１によつて検出されるセンサー温度が250
℃となる以外に更に内燃機関の温度が約50℃の値
に達した時にその出力に初めて負の信号を発生す
る。

ゲート回路２５が負の信号を発生しない限り、
λ制御装置２６は一定の信号、更に詳しくは制御
領域の平均値に相当する信号値を発生する。通常
その信号はλ値が１の場合のλ制御装置２６の出
力信号である。λ制御装置の出力が一定であるこ
とは排気ガス組成に無関係に空気燃料混合気が制
御されることを意味する。内燃機関の駆動開始時
における排気ガス組成はλ制御装置２６が作動す
るまでは最適ではないけれども、λ値が１に制御
されることにより、エラーはそれほどでもなく、
所定の温度に達した後制御が開始された場合それ
ほど大きなずれは存在しない。

補正回路１４は直接その入力１５を介して内燃
機関温度発信器２２からの信号を受ける。これは
暖気補正用である。すなわち、内燃機関が冷たい
場合には混合気はかなり濃縮され、内燃機関が暖
かくなるに従つて濃縮度は０に戻される。

空気量を測定する場合吸気温度が異なると、空
気の比重が変化することにより温度誤差が発生す
る。この誤差はλ制御の機能において補償され
る。従つて、吸気温度が低い場合にはそのエラー
を付加的な濃縮によつて補正するのが好ましい。
この付加的な濃縮は限界スイツチ２４の出力信号
を用いて補正回路１４の入力１６を介して行なわ
れる。濃縮度合の大きさは理論的には温度に関係
して行なわなければならないが、全体の温度領域
の平均値に設定した場合に良い結果が得られる。

スタート信号発信器２８からの信号を限界スイ
ツチ２４において処理することはスタート時にお
けるノイズを極力避ける働きをする。スタート時
には電気装置に大きな付加がかかるので増幅され
たノイズが発生する。このノイズは噴射時間を形
成する回路のために抑圧しなければならない。そ
の場合良い方法はスタート時高い温度であると模
擬し、従つてλ制御装置２６への作用をなくする
ことである。というのは、排気ガスセンサー２０
が駆動温度に達するまで加熱される時間は通常本
来のスタートステツプよりも長く続き、従つてス
タート時にはλ制御装置２６はλ制御領域におい
て作動するからである。

第２図には噴射パルスtiの期間が冷却媒体の温
度に対して図示されている。この図から温度が低
い場合には比較的噴射期間が長く、また約60℃を
越えると空気燃料混合気の濃縮度合が落ちること
が理解される。吸気温度のエラーを除去する付加
的な濃縮が実線、点線および一点鎖線のカーブな
らびに矢印によつて第２図に示されている。スタ
ート温度が10℃以下の場合には濃縮が高められ、
その濃縮度合はエンジンが暖められて10℃の限界
値を越えて約50℃の状態まで続く。この温度以上
になると、暖気基本関数に切換えられる。ヒステ
リシスによつてこの暖気基本関数は10℃の限界値
の温度になるまで維持され、その値以下になると
再び濃縮度が高められる方向に切換えられる。ス
タート温度が10℃以上の場合には出発時に既に暖
気基本関数に従つた濃縮が選ばれる。濃縮を高め
る目的は内燃機関の燃焼室にできるだけ早く点火
可能で最適な混合気を得ることであり、従つて有
害な排気ガス成分をできるだけ早く除去し、更に
静かなエンジンの回転を得るためである。既に述
べたように、付加的な濃縮の値は次のように、す
なわち吸気温度によつて生じるエラーが平均して
補正されるように選ばれる。内燃機関の温度がス
タート時10℃以上の場合にはこの付加的な濃縮は
機能しない。というのは、この場合排気ガスの理
由によつて暖気濃縮は少なくて済むからである。

第３図は限界スイツチ２４の詳細な回路図であ
る。この限界スイツチ２４の本質的な部分は作動
増幅器４０であり、そのプラス入力は抵抗４１を
介して内燃機関温度発信器２２に接続される。差
動増幅器４０は可変抵抗で、下方の温度限界値を
定める抵抗４２を介してフイードバツクされる。
差動増幅器４０のプラス入力からは更にコンデン
サ４３と抵抗４４からなる並列回路が接続され、
アース４５に導かれる。更に抵抗４６ならびにダ
イオード４７からなる直列回路を介してスタート
信号発信器２８の出力に接続される。このスター
ト信号発信器２８はスタート時において負の信号
を発生し、従つて差動増幅器４０のプラス入力の
電位はマイナス方向に移動し、それは内燃機関の
温度が高くなつたことに相当する。差動増幅器４
０のマイナス入力には電源に接続された抵抗４
８，４９からなる分圧器の接続点が接続され、そ
の場合可変抵抗４９によつて限界スイツチ２４の
上方温度限界値が決められる。差動増幅器４０の
両入力の間にコンデンサ５０が接続され、差動増
幅器４０の出力はそれぞれゲート回路２５に接続
されるダイオード５１ならびに補正回路１４の入
力に接続されるダイオード５２に接続される。

上に述べた本考案の重要なところは、センサー
の準備状態から生じる温度限界値と内燃機関の所
定の値から得られる温度限界値の２つの限界値に
基づいてλ制御が行なわれることである。限界ス
イツチ２４にヒステリシス特性を持たせることが
好ましいことが解つたが、噴射装置の設計によつ
てはそれを省略することもできる。

以上説明したように、本考案によれば、スター
ト時の内燃機関温度が第１の温度以上のときは排
気ガスセンサー温度が所定温度になつてから、ま
たスタート時の内燃機関温度が第１の温度以下の
ときは、内燃機関が第１の温度よりも高い第２の
温度に達し、かつ排気ガスセンサー温度が上記所
定温度になつてからλ制御を行なうようにしてい
るので、スタート時の温度が低い冷寒スタート時
には、内燃機関が充分温まつてからλ制御を開始
することになり、λ制御の作動時点を通常より遅
らせることができ、燃料の内燃機関の内壁面にお
ける凝縮もなく、冷寒時の燃料供給を効果的に行
ない、良好な混合気を内燃機関の燃焼室に供給す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置の概略を示した概略ブロ
ツク説明図、第２図は温度に関係した混合気の濃
縮を説明したグラフ特性図、第３図は第１図のブ
ロツク図に用いられる回路の１つの実施例を示し
た回路図である。 １０……回転数発信器、１１……空気量測定
器、１２……パルス発生器、１４……補正回路、
１８……駆動回路、２０……排気ガスセンサー、
２１……センサー準備状態識別回路、２２……内
燃機関温度発信器、２４……限界スイツチ、２６
……λ制御装置、２８……スタート信号発信器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 回転数発信器と、空気量測定器と、前記回転
   数発信器と空気量測定器のあとに接続された燃
   料供給信号発生装置と、燃料と空気の混合気を
   所定の値に制御するλ制御手段とを有する内燃
   機関の駆動装置において、 排気ガスセンサー温度が所定温度になつたと
   き信号を発生するセンサー準備状態識別回路２
   １と、 内燃機関温度発信器２２と、 前記温度発信器の後段に接続され、スタート
   時の内燃機関の温度が第１の温度以上のとき、
   あるいは第１の温度以下のときは内燃機関が第
   １の温度よりも高い第２の温度以上になつたと
   き所定の信号を発生する限界スイツチ２４と、 λ制御装置２６の前段に接続され、前記セン
   サー準備状態識別回路２１と限界スイツチ２４
   からそれぞれ前記信号が得られたときλ制御手
   段を作動させるゲート回路２５とを設け、 スタート時の内燃機関温度が第１の温度以上
   のときは排気ガスセンサー温度が前記所定温度
   になつてから、また、スタート時の内燃機関温
   度が第１の温度以下のときは内燃機関が第２の
   温度に達しかつ排気ガスセンサー温度が前記所
   定温度になつてからλ制御を行なうようにした
   ことを特徴とする内燃機関の駆動装置。 ２ 前記内燃機関の第１の温度は約10℃であり、
   第２の温度は、約50℃〜85℃である実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載の内燃機関の駆動装
   置。 ３ 前記限界スイツチ２４の出力信号に従つて燃
   料供給量を補正するようにした実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載の内燃機関の駆動装置。 ４ 燃料と空気の混合気の組成は暖気濃縮の間前
   記限界スイツチ２４の出力信号に関係して変え
   られるようにした実用新案登録請求の範囲第３
   項に記載の内燃機関の駆動装置。 ５ 内燃機関の温度は冷却媒体、潤滑油ないしは
   シリンダヘツドの温度を介して検出される実用
   新案登録請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか１項に記載の内燃機関の駆動装置。