JPS5840009B2 - クウネンピセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの排気ガス成分濃度を検出してフィ
ードバック制御することにより、エンジン吸入混合気の
空燃比を設定空燃比に維持するようにした空燃比制御装
置の改良に関する。

従来の空燃比制御装置は、例えば第１図に示すごとく、
エンジン１の排気管２に排気ガス成分（例えばＣ０１Ｃ
０２、ＨＣｌＮＯｘ％０２等）の濃度を検出する排気セ
ンサ３を設け、該排気センサ３の出力と設定値（設定空
燃比に対応した値）との偏差を偏差検出回路４（差動増
幅器、比較器等）で検出し、制御回路５によって上記の
偏差に応じた制御信号（例えば偏差に比例する比例分信
号、又は偏差を積分した積分分信号、もしくはこれら両
信号を加算した信号等）を作り、その制御信号に基づい
て燃料調量装置６（気化器、燃料噴射装置等）の燃料供
給量や空気供給量を付加的に制御（燃料調量装置は運転
者がスロットル弁を操作する事等の他の要素によっても
当然制御され□□□することにより、エンジン１に供給
する混合気の空燃比を設定空燃比に維持するように構成
されている。

そしてこの設定空燃比を、例えば排気浄化装置７の最適
動作点に設定すれば（排気浄化装置として三元触媒を用
いる場合は設定空燃比を理論空燃比（１４，８近傍）に
設定する）、各種の運転状態において排気ガス中の有害
成分を効率良く減少させることが出来る。

一方、最近の自動車用エンジンにおいては、エンジンブ
レーキの時などに燃費や運転性の向上等を目的とした燃
料遮断機構を設けたものがある。

この燃料遮断機構は、スロットル弁開度とエンジン回転
数などからエンジンブレーキ状態を検出し、エンジンブ
レーキ時においてはエンジンに供給する燃料を遮断する
ものである。

前記のごとき空燃比制御装置を備えたエンジンに、上記
のごとき燃料遮断機構を設けると、次の様な不都合が生
ずる。

すなわち、空燃比制御装置は排気ガス成分濃度を検出す
ることによって、供給された混合気の空燃比が設定空燃
比より大か小かを判明し、犬の場合は小（混合気を過濃
に）に、小の場合は大（混合気を希薄に）になるような
制御信号を出力して燃料調量装置を制御している。

したがって、燃料が遮断された場合は空燃比が極めて大
きくなるので、制御信号は空燃比を小にする方向に増加
し、時にはその最大値に達してしまう。

この状態において、燃料遮断が終り再び燃料が供給され
始めると、燃料調量装置は空燃比を最小にするように制
御されるから、供給される混合気の空燃比は設定空燃比
より大幅に小さくなってしまう。

勿論、フィードバック制御によって空燃比は次第に設定
空燃比に近づくが、それまでの時間（数秒間）は極めて
過濃な混合気が供給されるので、排気浄化装置が有効に
動作出来ないばかりか、場合によって排気浄化装置が損
傷するおそれもある。

上記の不都合をなくすため、燃料遮断中は制御信号を所
定値（例えば設定空燃比の値）に固定し、燃料供給の再
開と同時に制御を再開させる方法が考えられる。

しかし、燃料供給が再開されてから、その排気ガスが排
気センサに到達するまでの遅れ時間のあいだは、やはり
混合気が過濃に制御されてしまうという問題が残る。

本発明は上記のごとき種々の問題を解決するため、燃料
供給開始時点から所定時間のあいだ制御信号を所定値に
固定することにより、燃料供給開始時における制御の偏
りをなくした空燃比制御装置を提供することを目的とす
る。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

まず本発明の原理について説明する。

第２図は燃料遮断時における制御信号の変化を示すタイ
ムチャートであり、Ｔは燃料遮断時間、ｔは燃料供給再
開後に排気ガスが排気センサに到達するまでの遅れ時間
である。

まず第２図Ａは従来の空燃比制御装置に燃料遮断機構を
設けた場合であり、燃料遮断時間Ｔの間に制御信号が空
燃比を小さくする方向の最大値に達しており、遅れ時間
ｔの経過後に減少し始める。

したがって混合気が過濃になっている期間が長い。

次に第２図Ｂは、燃料遮断時間Ｔの間は制御信号を設定
値に固定し、燃料供給再開と同時に制御を再開する方法
である。

この方法においては、前記したごとく、遅れ時間ｔの間
は制御信号が空燃比を小さくする方向に偏るから、やは
り燃料供給再開時に混合気が過濃になる。

次に、第２図Ｃ及びＤは本発明の場合を示し、Ｃは燃料
遮断開始時点から遅れ時間ｔが経過するまでの間制御信
号を設定値に固定する方法、Ｄは燃料供給再開時から遅
れ時間ｔの間制御信号を設定値に固定する方法を示す。

上記のＣ，Ｄにおいては、遅れ時間ｔが経過して排気ガ
スが排気センサに到達してから制御を再開するので、空
燃比の大幅な偏りが生じない。

なお、燃料遮断時においては燃料が供給されないのであ
るから、この期間の制御信号の値は制御に無関係である
。

したがってＣのごとく燃料遮断開始時点から制御信号を
固定した場合と、Ｄのごとく燃料供給再開時点から制御
信号を固定した場合とは、結果は全く同一となる。

すなわち、燃料供給が再開された時点から遅れ時間のあ
いだ制御信号を固定すれば良く、燃料遮断中は制御信号
を固定してもしなくてもどちらでも良い。

また上記の説明は、エンジン動作中に燃料が遮断され、
後に燃料供給が再開される場合について述べたが、エン
ジン始動時においても、燃料供給開始時点から排気ガス
が排気センサに到達するまでの遅れ時間のあいだ制御信
号が偏るので、第２図Ｃ，Ｄのごとき方法は有効である
。

なお、制御信号を固定する値は、上記の例のごとく、設
定値（制御目標値）でも良いし、あるいは燃料遮断直前
の制御信号の値、又は燃料遮断直前における一定期間の
制御信号の平均値等を用いることも出来る。

以下実施例に基づいて本発明を説明する。

第３図は本発明の一実施例のブロック図であり、第１図
と同符号は同一物を示す。

第３図において、８は本発明の燃料供給検出回路、９は
固定信号発生回路である。

燃料供給検出回路８は燃料調量装置６の出力（例えば燃
料噴射装置の噴射パルス）の状態によって燃料が供給さ
れているか否かを検出し、固定信号発生回路９を制御す
る。

固定信号発生回路９は燃料が遡析された時点から燃料供
給が再開され遅れ時間を経過するまでの間（第２図Ｃの
場合）、あるいは燃料供給開始時点から遅れ時間を経過
するまでの間（第２図りの場合）固定信号を発生し、こ
の固定信号によって制御回路５内の固定回路（詳細後述
）が動作して制御信号を所定値に固定する。

次に、第４図は燃料供給検出回路８と固定信号発生回路
９の一実施例図であり、第５図は第４図の回路の信号波
形図である。

第５図においてＢＪＯＪは第４図の同符号を付した個所
の信号波形を示す。

第４図において、入力端子１０には第３図の燃料調量装
置６の燃料供給に関する信号（例えば燃料噴射装置の噴
射パルス、第５図Ｅ）が人力する。

燃料供給時においては、コンデンサＣ１の電圧（第５図
Ｆ）はトランジスタＱ２をオンに出来る電圧値以上にな
っている。

燃料が遮断されると噴射パルスがなくなるのでコンデン
サＣ１の電圧は降下し、一定値以下になるとトランジス
タＱ２がオフになる。

トランジスタＱ２がオフになると、トランジスタＱ３が
オンになり、コンデンサＣ２の電圧（第５図Ｈ）が上昇
し、トランジスタＱ４がオン、トランジスタＱ５がオフ
になる。

このトランジスタＱ４又はトランジスタＱ５のコレクタ
電圧の変化を利用して第３図の制御回路５の固定回路を
動作させ制御信号を固定することが出来る。

第４図において６ストランジスタＱ５のコレクタ電圧（
第５図Ｊ）を出力端子１１から出力するように構成して
いる。

次に、燃料遮断状態が終了して燃料供給が再開さｔｌ、
再び噴射パルスが入力すると、コンデンサＣ１の電圧が
上昇してトランジスタＱ２がオンになり、トランジスタ
Ｑ３がオフになる。

トランジスタＱ３がオフになると、コンデンサＣ２の電
荷はコンデンサＣ２と抵抗Ｒ１とで定まる時定数で放電
しコンデンサＣ２の電圧は次第に低下する。

そして時間ｔ１の経過後にトランジスタｑがオフ、トラ
ンジスタＱ５がオンに復帰し、出力端子１１の出力はな
くなり、制御信号の固定が解除される。

すなわち、第５図においてＴ１が燃料遮断と判定してい
る時間、ｔｌが燃料供給再開後に制御信号を固定し続け
る時間、Ｔ が制御信号を固定している全時間であり、
したがって第４図の実施例は第２図Ｃを実現する回路で
ある。

次に、第６図は燃料供給検出回路８と固定信号発生回路
９の第２の実施例図であり、第７図は第６図の回路の信
号波形図である。

第７図においてに−０は第６図の同符号を付した個所の
信号波形を示す。

第６図の回路ｃ３固定信号発生回路９をして演算増幅器
ＯＰ１とコンデンサＣ３とからなる積分回路を用いたも
のである。

第６図において、噴射パルス（第７図Ｋ）の中断時には
トランジスタＱ２がオフになり、この時演算増幅器ＯＰ
１の出力（第７図Ｎ）はＯ近くまで下る。

噴射パルスが再び入力されてトランジスタＱ２がオンに
なると演算増幅器ＯＰ１の出力は上昇するが、抵抗Ｒ２
とＲ３とはＲ２〉Ｒ３に設定されており、積分回路の積
分時定数は充電時と放電時とで異なった値となる。

そのため演算増幅器ＯＰ。の出力は緩慢に増加する。

この噴射パルスが再び入力されてから演算増幅器ＯＰ１
の出力が復帰するまでの時間が燃料供給再開後に制御信
号を固定し続ける時間ｔ１となる。

なお第６図、第７図において第４図、第５図と同符号は
同一物を示す。

次に、第８図及び第９図は燃料供給検出回路８と固定信
号発生回路９の第３及び第４の実施例図であり、第１０
図は第８図及び第９図の回路の信号波形図である。

第１０図においてＰ−Ｕは第８図及び第９図の同符号を
付した個所の信号波形を示す。

また第８図、第９図において第４図と同符号は同一物を
示す。

第８図の回路は、固定信号発生回路９として単安定マル
チバイブレーク１２を用いたものであり、トランジスタ
Ｑ２のコレクタ電圧の立下りで単安定マルチバイブレー
ク１２をトリガし、単安定マルチバイブレーク１２の準
安定時間でｔｌを定めるものである。

また第９図の回路は、固定信号発生回路９としてコンデ
ンサＣ４、抵抗Ｒ４，Ｒ５からなる微分回路を用いたも
のである。

上記第８図及び第９図の実施例は、共に燃料供給開始時
からｔ１時間のあいだ制御信号を固定するものであり、
ｔ１＝Ｔ となる。

したがって第２図りを実現する回路である。

次に、第１１図は燃料供給検出回路８の他の実施例図で
ある。

また第１２図は第１１図の回路の信号波形図であり、Ｖ
、Ｗは第１１図の同符号を付した個所の信号波形を示す
。

第１１図の回路においては、コンデンサＣ５の充電はダ
イオードＤ、を介して直接行なわれるのｌ燃料供給開始
時（第１２図Ｘ点）におけるコンデンサＣ５の電圧（第
１２図Ｗ）の外上り特性が良いという特徴がある。

次に、第１３図は、第３図の制御回路５と固定回路の一
実施例図である。

第１３図の実施例は、制御回路５として演算増幅器ＯＰ
２とコンデンサＣ６等からなる積分回路を用いた場合を
示し、固定回路としてはコンデンサＣ６を短絡するスイ
ッチＳＷ１を用いている。

すなわち、前記の固定信号発生回路９の信号が与えられ
た場合に、スイッチＳＷ１をオンにするように構成すれ
ば制御信号を固定することが出来る。

上記のスイッチＳＷ１としては、リレー、アナログスイ
ッチ、スイッチング回路等を用いることが出来る。

なお前記第４図〜第１２図の説明においては、燃料調量
装置として燃料噴射装置を用いた場合を主に述べたが、
燃料調量装置が気化器の場合でも燃料遮断時に０、燃料
供給時に電源電圧付近の値となる信号を第４図等の入力
端子１０に与えるようにすれば、同様に用いることが出
来る。

以上説明したごとく本発明によれば、燃料供給開始時に
おける制御の偏りをなくすことが出来るので、空燃比制
御装置と燃料遮断機構とを両立させることが出来、排気
浄化性能の低下や排気浄化装置の損傷発生を防止出来る
と共に、燃費や運転性を向上させることが出来るという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空燃比制御装置の一例のブロック図、第
２図は本発明の原理説明図、第３図は本発明の一実施例
のブロック図、第４図は本発明の第１の実施例の回路図
、第５図は第４図の信号波形図、第６図は本発明の第２
の実施例の回路図、第７図は第６図の信号波形図、第８
図は本発明の第３の実施例の回路図、第９図は本発明の
第４の実施例の回路図、第１０図は第８図及び第９図の
回路の信号波形図、第１１図は本発明の第５の実施例の
回路図、第１２図は第１１図の回路の信号波形図、第１
３図は制御回路と固定回路の一例図である。 符号の説明、１・・・・・・エンジン、２・・・・・・
排気管、３・・・・・・排気センサ、４・・・・・・偏
差検出回路、５・・・・・・制御回路、６・・・・・・
燃料調量装置、７・・・・・・排気浄化装置、８・・・
・・・燃料供給検出回路、９・・・・・・固定信号発生
回路、１０・・・・・・入力端子、１１・・・・・・出
力端子、１２・・・・・・単安定マルチバイブレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの排気ガス成分濃度を検出する排気センサ
   の出力と設定値との偏差信号を出力する偏差検出回路と
   、上記偏差信号に基づいた制御信号を出力する制御回路
   とを備え、上記制御信号によって燃料調量装置を制御す
   ることにより、空燃比を設定空燃比に維持するように制
   御する空燃比制御装置及び所定の運転状態時に燃料遮断
   を行なう装置を備えたエンジンにおいて、燃料遮断後の
   燃料供給再開時に、燃料供給開始時点から排気センサに
   排気ガスが到達するまでの遅れ時間に対応した所定時間
   のあいだ上記制御信号を所定値に固定することを巷徴と
   する空燃比制御装置。