JPH07103036A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度についての出力特性を有する排気検出セ
ンサの検出信号により、混合気の空燃比を調整する場合
に、排気の温度が全体的に変化しても上記排気検出セン
サが高精度の検出信号を出力するようにし、これによ
り、エンジンのあらゆる運転状態において、空燃比が精
度よく調整されるようにする。 【構成】 排気２５の性状を検出する排気検出センサ３
２，３３を複数設ける。これら各排気検出センサ３２，
３３の温度についての出力特性を互いに相違させる。こ
れら排気検出センサ３２，３３の検出信号のうちのいず
れかを選択可能とし、選択された検出信号により、混合
気２４の空燃比を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、排気の性状を検出す
る排気検出センサを設けて、この排気検出センサの検出
信号により、混合気の空燃比を定めるようにしたエンジ
ンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動二輪車等に搭載されるエンジンで
は、従来、エンジンの排気の性状を検出する排気検出セ
ンサを設けて、この排気検出センサの検出信号により、
混合気の空燃比を調整し、これにより、上記エンジンに
よる運転性能の向上や、燃料の無駄な消費を抑制させる
ようにしたものがある。

【０００３】上記排気検出センサは、通常、排気の温度
が変化すると、これに伴い検出信号（出力電圧）の大き
さが変化するという温度についての出力特性を有してい
る。

【０００４】このため、排気検出センサは、排気がある
所定の温度にあるときに高精度の検出信号を出力する
が、これから大きく外れた他の温度では精度が低下する
という性質を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンを
運転するとき、このエンジンを始動させた時、この始動
から時間が経過した時、低負荷時、および高負荷時など
運転状態のそれぞれにおいて、排気の温度は全体的に刻
々と変化する。

【０００６】このため、前記したようにある出力特性を
有した排気検出センサにより、上記排気の性状を検出し
て、この検出信号で空燃比を調整しようとするとき、上
記排気検出センサの検出対象となる排気が前記した他の
温度であるときには、検出信号の精度が低下し、これに
従って、この検出信号により調整される空燃比の精度も
低下することとなる。この結果、車両にあっては、エン
ジンによる運転性能の向上が阻害されたり、混合気が過
濃となって燃料が無駄に消費されるという問題を生じ
る。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、上記のような事情に注目し
てなされたもので、温度についての出力特性を有する排
気検出センサの検出信号により、混合気の空燃比を調整
する場合に、排気の温度が全体的に変化しても上記排気
検出センサが高精度の検出信号を出力するようにし、こ
れにより、エンジンのあらゆる運転状態において、空燃
比が精度よく調整されるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明は、排気２５の性状を検出する排気検出セン
サ３２，３３を複数設け、これら各排気検出センサ３
２，３３の温度についての出力特性を互いに相違させ、
これら排気検出センサ３２，３３の検出信号のうちのい
ずれかを選択可能とし、選択された検出信号により、混
合気２４の空燃比を調整するようにしたものである。

【０００９】上記の場合、エンジン１の運転状態を検出
する運転状態検出センサ３４〜３７を設け、この運転状
態検出センサ３４〜３７の検出信号により、複数の排気
検出センサ３２，３３の検出信号のうちのいずれかを選
択可能としてもよい。

【００１０】また、同上目的を達成するための他の発明
は、排気２５の性状を検出する排気検出センサ３２，３
３を複数設け、これら各排気検出センサ３２，３３の温
度についての出力特性を互いに同じとし、これら排気検
出センサ３２，３３を排気２５の上、下流側に互いに離
して配置し、これら排気検出センサ３２，３３の検出信
号のうちいずれかを選択可能とし、選択された検出信号
により、混合気２４の空燃比を調整するようにしたもの
である。

【００１１】

【作 用】上記構成による作用は次の如くである。

【００１２】各排気検出センサ３２，３３の検出対象と
なる排気２５の温度などエンジン１の運転状態からみ
て、より高精度の検出信号を出力すると考えられる排気
検出センサ３２，３３の検出信号をエンジン１の運転中
にその都度選択する。

【００１３】すると、この選択された高精度の検出信号
により、エンジン１のあらゆる運転状態において、空燃
比が精度よく調整されることとなる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１５】図２において、符号１は自動二輪車に搭載
されるエンジンである。このエンジン１の吸気ポートに
は吸気管２が連結され、この吸気管２の中途部に気化器
３が介設されている。また、上記エンジン１の排気ポー
トに排気管４が連結され、この排気管４の中途部に触媒
５が介設されている。

【００１６】上記気化器３はエアーブリード方式で、そ
の内部に吸気通路７を有している。この吸気通路７に向
って出退するピストン８が設けられ、このピストン８の
突出部と上記吸気通路７の内周面との間にベンチュリ部
９が形成されている。上記ベンチュリ部９に向って開口
するメインノズル１１が設けられている。このメインノ
ズル１１は、燃料１２を溜めたフロート室１３に連通す
ると共に、気化器３よりも上流側の吸気管２内にメイン
系空気管１４を介して連通している。また、上記ピスト
ン８にはテーパニードル１５が突設され、このテーパニ
ードル１５は上記メインノズル１１に挿入されている。

【００１７】上記ベンチュリ部９よりも下流側の吸気通
路７の開度を調整するバタフライ式のスロットル弁１７
が設けられている。このスロットル弁１７に対応した位
置で吸気通路７に向って開口するスローポート１８が設
けられている。このスローポート１８は上記フロート室
１３に連通すると共に、上記気化器３よりも上流側の吸
気管２内にスロー系空気管１９を介して連通している。

【００１８】符号２１は、上記エンジン１を電子的に制
御するエンジン制御装置である。

【００１９】上記エンジン制御装置２１の制御によりエ
ンジン１を駆動させると、機外の吸入空気２３が上記吸
気管２を通ってエンジン１に吸入される。この際、スロ
ットル弁１７の操作により、吸気通路７の開度を大きく
すると、ベンチュリ部９や、このベンチュリ部９よりも
下流側の吸気通路７が、上記スロットル弁１７の開弁動
作に応じて負圧が高くなり、この負圧により、上記メイ
ンノズル１１とスローポート１８とを通って燃料１２が
同上吸気通路７内に吸引される。そして、上記燃料１２
が吸入空気２３に混合させられ、これにより生じた混合
気２４が上記エンジン１内に吸入されて燃焼に供され
る。

【００２０】上記燃焼により生じた排気２５は上記排気
管４と触媒５を通って排出される。この際、上記触媒５
は上記排気２５中の未燃分を燃焼させて、この排気２５
を浄化させる。

【００２１】図３において、エンジン１の常時使用領域
では、上記混合気２４の空燃比が理論空燃比（１４．
７）よりも、常時小さくなるよう上記気化器３の各部が
設定されている。即ち、混合気２４における燃料１２の
濃度が十分に高められることにより、運転性能が高めら
れている。

【００２２】図１と図２において、上記混合気２４の空
燃比を制御する空燃比制御装置２７が設けられている。
この空燃比制御装置２７につき説明する。

【００２３】前記メイン系空気管１４の中途部にこのメ
イン系空気管１４の開度を調整するメイン系空気弁２８
が設けられている。また、このメイン系空気弁２８を開
閉弁動作させるメイン系アクチュエータ２９が設けられ
ている。一方、前記スロー系空気管１９の開度を調整す
るスロー系空気弁３０が設けられている。また、このス
ロー系空気弁３０を開閉弁動作させるスロー系アクチュ
エータ３１が設けられている。上記各アクチュエータ２
９，３１はいずれもサーボモータ、もしくはソレノイド
等である。

【００２４】上記排気２５の性状のうちＣＯ濃度を検出
するＣＯセンサである低温排気検出センサ３２と高温排
気検出センサ３３とが、上記排気管４に取り付けられて
いる。これら各排気検出センサ３２，３３は、例えば、
ＳｎＯ₂ を材料とする金属酸化物の半導体を感応体とし
たものであり、図４で示すように、ＣＯ濃度が増加する
に従って、素子抵抗（出力電圧）が減少するという特性
を利用してＣＯ濃度を検出する。

【００２５】図５において、上記各排気検出センサ３
２，３３はいずれも、排気２５の温度が変化すると、こ
れに伴い素子抵抗（出力電圧）の大きさ、つまり、検出
信号の大きさが変化するという温度についての出力特性
を有している。

【００２６】上記両排気検出センサ３２，３３は互いに
出力特性が相違している。即ち、上記低温排気検出セン
サ３２の出力特性は排気２５の温度が低温（Ｌ）のとき
に検出信号が最大となる。このため、この低温排気検出
センサ３２は、排気２５の温度が低温（Ｌ）のときに高
精度の検出信号を出力するという性質を有している。一
方、上記高温排気検出センサ３３の出力特性は排気２５
の温度が高温（Ｈ）のときに検出信号が最大となる。こ
のため、この高温排気検出センサ３３は、排気２５の温
度が高温（Ｈ）のときに高精度の検出信号を出力すると
いう性質を有している。

【００２７】図２において、上記低温排気検出センサ３
２はエンジン１の近傍で、排気管４に取り付けられてい
る。また、上記低温排気検出センサ３２の近傍で、この
低温排気検出センサ３２よりも下流側の排気管４に上記
高温排気検出センサ３３が取り付けられている。

【００２８】図１と図２において、エンジン１の回転数
を検出するエンジン回転数検出センサ３４、スロットル
弁１７の開度を検出するスロットル開度検出センサ３
５、エンジン１の冷却水の温度を検出し、つまり、エン
ジン１の温度を間接的に検出する水温検出センサ３６、
および、各排気検出センサ３２，３３の近傍で排気２５
の温度を検出する排気温度検出センサ３７が設けられ、
これらはいずれもエンジン１の運転状態を検出するセン
サである。

【００２９】図１において、上記エンジン制御装置２１
は、空燃比制御装置２７の構成部品として、排気検出セ
ンサ選択手段３８、温度補正手段３９、空燃比計算手段
４０、およびアクチュエータ制御手段４１を備えてい
る。

【００３０】上記エンジン回転数検出センサ３４、スロ
ットル開度検出センサ３５、水温検出センサ３６、およ
び排気温度検出センサ３７の各検出信号が上記排気検出
センサ選択手段３８に入力される。この排気検出センサ
選択手段３８は、上記各検出信号により、上記低温排気
検出センサ３２と高温排気検出センサ３３のうち、排気
２５の温度などエンジン１の運転状態からみて、より高
精度の検出信号を出力する低温排気検出センサ３２の検
出信号、もしくは高温排気検出センサ３３の検出信号の
いずれかを選択する。

【００３１】そして、選択された低温排気検出センサ３
２、もしくは高温排気検出センサ３３の検出信号が、排
気温度検出センサ３７の検出信号により、温度補正手段
３９において補正される。この補正された低温排気検出
センサ３２、もしくは高温排気検出センサ３３のＣＯ濃
度の検出信号が空燃比計算手段４０に入力され、この空
燃比計算手段４０により、前記混合気２４の空燃比（Ａ
／Ｆ）が算出される。

【００３２】上記空燃比計算手段４０により算出された
空燃比が前記アクチュエータ制御手段４１に入力され、
このアクチュエータ制御手段４１を介して前記メイン系
アクチュエータ２９とスロー系アクチュエータ３１とが
駆動させられ、前記メイン系空気弁２８とスロー系空気
弁３０とが開閉弁動作させられる。そして、この開閉弁
動作により、メインノズル１１とスローポート１８とを
通り吸気通路７側に吸引される燃料１２の量が調整され
て、混合気２４の空燃比が調整され、これにより、エン
ジン１による運転性能の向上や、燃料１２の無駄な消費
が抑制される。

【００３３】上記排気検出センサ選択手段３８により、
低温排気検出センサ３２、もしくは高温排気検出センサ
３３を選択する際の制御につき、より詳しく説明する。

【００３４】第１例として、エンジン回転数検出センサ
３４によりエンジン１が低速（もしくは高速）回転して
おり、スロットル開度検出センサ３５によりスロットル
弁１７が小さく（もしくは大きく）開弁して低負荷（も
しくは高負荷）であり、水温検出センサ３６によりエン
ジン１の温度が低い（もしくは高い）ことがそれぞれ検
出されたときには、排気２５の温度は低温（もしくは高
温）であると判定される。そして、この低温（もしくは
高温）のときに高精度の検出信号を出力する出力特性の
低温排気検出センサ３２（もしくは高温排気検出センサ
３３）の検出信号が選択される。

【００３５】第２例として、排気温度検出センサ３７に
より、排気２５の温度が低温（もしくは高温）であるこ
とが検出されたときには、上記低温排気検出センサ３２
（もしくは高温排気検出センサ３３）の検出信号が選択
される。

【００３６】ところで、一般に、排気管４中の排気２５
の温度は下流側ほど低温になる温度勾配を有している。
そこで、低温排気検出センサ３２の下流側で、この低温
排気検出センサ３２よりも離して高温排気検出センサ３
３を設け、エンジン１の始動時など、排気２５の温度が
全体的に低温であれば、上流側の低温排気検出センサ３
２の検出信号を選択し、全体的に高温であれば、下流側
の高温排気検出センサ３３の検出信号を選択するように
してもよい。このようにすれば、広い温度範囲において
ＣＯ濃度を精度よく検出できる。

【００３７】また、上記排気検出センサ３２，３３の検
出信号の選択は、いずれか一方ではなく、両者をともに
選択してもよい。この場合、例えば、各排気検出センサ
３２，３３の各検出信号の平均値を温度補正手段３９に
入力させてもよい。また、検出対象の排気２５の温度
と、出力特性からみた各排気検出センサ３２，３３のそ
れぞれの最適温度とから、各検出信号を比例配分した値
を同上温度補正手段３９に入力させてもよい。

【００３８】図２において、前記触媒５は酸化触媒で、
この触媒５に排気２５中のＣＯ，ＨＣが反応することに
より燃焼させられ、これにより、上記排気２５が浄化さ
せられて排出させられるようになっている。

【００３９】図１と図２において、上記排気２５を浄化
させるための排気浄化装置４３が設けられている。

【００４０】この排気浄化装置４３は、上記気化器３よ
りも上流側の吸気管２内を排気管４内に連通させる二次
空気管４４を備えている。この二次空気管４４の中途部
にこの二次空気管４４の開度を調整する二次空気弁４５
が介設されている。また、この二次空気弁４５を開閉弁
動作させる二次空気アクチュエータ４６が設けられてい
る。この二次空気アクチュエータ４６はサーボモータ、
もしくはソレノイド等である。

【００４１】前記触媒５には触媒温度検出センサ４７が
取り付けられている。この触媒温度検出センサ４７は直
接的に触媒５の温度を検出し、もしくは、排気２５の温
度を検出することにより間接的に上記触媒５の温度を検
出する。また、前記エンジン制御装置２１には、上記排
気浄化装置４３の構成部品である二次空気供給量決定手
段４９とアクチュエータ制御手段５０とが設けられてい
る。

【００４２】前記空燃比計算手段４０で算出された空燃
比と、上記触媒温度検出センサ４７の検出信号とが上記
二次空気供給量決定手段４９に入力され、これに基づ
き、この二次空気供給量決定手段４９で、吸気管２内か
ら二次空気管４４を通って排気管４内に供給されるべき
二次空気２３ａの量が決定される。そして、このように
決定された二次空気２３ａの供給量が得られるだけ、ア
クチュエータ制御手段５０により二次空気アクチュエー
タ４６が開閉弁動作させられる。

【００４３】上記二次空気２３ａが排気管４内の排気２
５に供給されると、この排気２５に含有されるＣＯ，Ｈ
Ｃが、上記二次空気２３ａ中の酸素により燃焼させられ
て、十分に浄化される。

【００４４】なお、上記触媒５や、排気浄化装置４３は
本発明に必須のものではない。また、エンジン１が多気
筒の場合には、各気筒毎に上記した空燃比制御装置２７
を設ければよく、このようにすれば、各気筒間の出力に
ばらつきの生じることが防止される。更に、排気浄化装
置４３において、触媒温度検出センサ４７の検出信号に
代えて、排気温度検出センサ３７の検出信号により二次
空気供給量決定手段４９を介しアクチュエータ制御手段
５０を制御するようにしてもよい。

【００４５】なお、以上は図示の例によるが、他の実施
例として、次のように構成してもよい。

【００４６】第１に、図２において、上記低温排気検出
センサ３２と高温排気検出センサ３３とを排気管４の
上、下流側で上記とは逆に配置してもよい。

【００４７】第２に、図１と図２において、上記両排気
検出センサ３２，３３の温度についての各出力特性を同
じとし、これら両者を排気２５の上、下流側に互いに離
して配置してもよい。

【００４８】この場合、エンジン１の始動時など、排気
２５の温度が全体的に低温であるときには、温度が最も
高い排気２５を検出対象とするエンジン１近傍の上流側
の排気検出センサ３２の検出信号を選択し、その後、排
気２５が全体的に高温となったときには、下流側の排気
検出センサ３３に達して温度降下した排気２５を検出対
象とする下流側の排気検出センサ３３の検出信号を選択
すればよい。

【００４９】

【発明の効果】この発明によれば、排気の性状を検出す
る排気検出センサを複数設け、これら各排気検出センサ
の温度についての出力特性を互いに相違させ、これら排
気検出センサの検出信号のうちのいずれかを選択可能と
し、選択された検出信号により、混合気の空燃比を調整
するようにしてある。

【００５０】上記の場合、エンジンの運転状態を検出す
る運転状態検出センサを設け、この運転状態検出センサ
の検出信号により、複数の排気検出センサの検出信号の
うちのいずれかを選択可能としてもよい。

【００５１】また、排気の性状を検出する排気検出セン
サを複数設け、これら各排気検出センサの温度について
の出力特性を互いに同じとし、これら排気検出センサを
排気の上、下流側に互いに離して配置し、これら排気検
出センサの検出信号のうちいずれかを選択可能とし、選
択された検出信号により、混合気の空燃比を調整するよ
うにしてある。

【００５２】このため、例えば、各排気検出センサの検
出対象となる排気の温度などエンジンの運転状態からみ
て、より高精度の検出信号を出力すると考えられる排気
検出センサの検出信号をエンジンの運転中にその都度選
択すれば、この選択された高精度の検出信号により、エ
ンジンのあらゆる運転状態において、空燃比が精度よく
調整されることとなる。

【００５３】よって、エンジンが車両用であれば、上記
した精度のよい空燃比により、運転性能の向上が達成さ
れる。また、適正な空燃比が得られることとなって、燃
料の無駄な消費が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】空燃比制御装置を主に示す電気ブロック図であ
る。

【図２】全体線図である。

【図３】エンジン出力と空燃比の関係を示すグラフ図で
ある。

【図４】排気検出センサの感応体の特性を示す図であ
る。

【図５】各種排気検出センサの出力特性を対比的に示す
グラフ図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２４ 混合気 ２５ 排気 ２７ 空燃比制御装置 ３２ 低温排気検出センサ ３３ 高温排気検出センサ ３４ エンジン回転数検出センサ（運転状態検出セン
サ） ３５ スロットル開度検出センサ（運転状態検出セン
サ） ３６ 水温検出センサ（運転状態検出センサ） ３７ 排気温度検出センサ（運転状態検出センサ） ３８ 排気検出センサ選択手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気の性状を検出する排気検出センサを
   複数設け、これら各排気検出センサの温度についての出
   力特性を互いに相違させ、これら排気検出センサの検出
   信号のうちのいずれかを選択可能とし、選択された検出
   信号により、混合気の空燃比を調整するようにしたエン
   ジンの空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出センサを設け、この運転状態検出センサの検出信号
   により、複数の排気検出センサの検出信号のうちのいず
   れかを選択可能とした請求項１に記載のエンジンの空燃
   比制御装置。
3. 【請求項３】 排気の性状を検出する排気検出センサを
   複数設け、これら各排気検出センサの温度についての出
   力特性を互いに同じとし、これら排気検出センサを排気
   の上、下流側に互いに離して配置し、これら排気検出セ
   ンサの検出信号のうちいずれかを選択可能とし、選択さ
   れた検出信号により、混合気の空燃比を調整するように
   したエンジンの空燃比制御装置。