JPS5848724A - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気ガス浄化装置

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Publication number
JPS5848724A
JPS5848724A JP14572481A JP14572481A JPS5848724A JP S5848724 A JPS5848724 A JP S5848724A JP 14572481 A JP14572481 A JP 14572481A JP 14572481 A JP14572481 A JP 14572481A JP S5848724 A JPS5848724 A JP S5848724A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
reference value
engine
comparator
outputs
Prior art date
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Pending
Application number
JP14572481A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigenori Sakurai
桜井 茂徳
Yoshihiro Suzuki
鈴木 喜博
Kazuhiko Shiratani
和彦 白谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP14572481A priority Critical patent/JPS5848724A/ja
Publication of JPS5848724A publication Critical patent/JPS5848724A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • F02D41/148Using a plurality of comparators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排気ガス浄化装置に係シ、さらに具体的にはエ
ンジンよシ排出される排気ガス中に含まれる炭化水素(
HC)、−酸化炭素(CO)、窒素酸化物(Now)等
の有害成分を浄化するエンジンの排気ガス浄化装置に関
する。
一般にエンジンから排出される排気ガス中に含まれる窒
素酸化物(NOx)及び可燃性炭素化合物である一酸化
炭素(CO) 、炭化水素(HC)を三元触媒で同時に
除去しようとする場合、エンジンから排出される排気ガ
スを監視し、触媒を通過する排気ガスの酸化性成分と還
元性成分との割合を精密に制御する制御装置を備える必
要がある。
この酸化性成分と還元性成分の割合を制御する装置とし
て先行技術では排気系に酸素濃度センサを配置し、この
酸素濃度センナよシ得られる検出出力を吸気系に設けら
れた燃料噴射弁もしくは気化器のエアープリーダヘフィ
ードバックし、エンジンへ供給する混合気を制御するか
、あるいはエンジンの排気系へ二次空気を供給し酸化性
成分と還元性成分の割合を制御する装置が多数提案され
ている。ここで前記酸化性成分と還元性成分の割合、す
なわち空燃比(以下ム/Fと称する)は公知の事実とし
て化学量論値であるA/P=147が゛最適であシ、制
御ずれが生じても14.7±0.6の範囲内におさめる
ことが望ましいと言われているが、上記のIlI囲内に
空燃比を制御するには酸素濃度センサの検出出力が排気
ガス温度の低温よシ高温まで広い範囲において安定であ
ることが必要となる。
さて酸素一度センサの検出出力Eは次式で表わされる。
ただしRは気体定数、Fは7ア2デ一定数、Tは絶対温
度、PO,は陽極側の酸素分圧、PO’。
は陽極側の酸素分圧である。
上式から明らかなように酸素一度センサの検出出力Eは
ある一定温度以上の条件下でなければ出力せず、また酸
素濃度センサは第2図に示すごとく低温条件下で内部イ
ンピーダンスは大きな値を示し、温度の上昇と共に小さ
くなシ、酸素分圧比による出力が生じる。ここで従来技
術によれば酸素擬度センtには定電流が通流されている
ために低温時には大きな出力電圧が生じ、る。
他方、低温始動時等の低温条件下ではエンジンの排気ガ
ス中の空燃比は一般に動弁糸等の機械的損失および吸気
混合気の霧化効率の低下等によりリッチ側に適合される
しかしながら三元触媒は上記し九温度、空燃比の条件下
では触媒反応が阻害され、浄化性能は十分に発揮されな
い。
本発明の目的は排気ガス温度が比較的低い条件下でエン
ジンへの悪影weあたえることなく触媒反応を早め且つ
安定的に排気ガス中の有、害成分を浄化させ得るエンジ
ンの排気ガス浄化装置を提供するごとにある。
本発明の特徴線エンジンの運転状態を検出する各種セン
ナの検出出力をjEl込み、これらの検出出力に基づい
て排気ガス中の空燃比を理論空燃比近傍に制御し、排気
管に設けられた三元触媒により排気ガスを浄化する排気
ガス浄化装置において、排気ガス中の残留a12素濃度
を検出する酸素濃度センサと、該酸素II&度センサの
検出出力と第1の基準値とを比較する第1の比較器と、
酸素濃度センサの検出出力と第1の基準値よp小さい第
2の基準値とを比較する第2の比較器と、これら2つの
比較器出力ををシ込み、前記酸素#Irl1センサの検
出出力が第1の基準値以上になつ九ときに所定の燃料噴
射弁を遮断し且つfs2の基準値以下になったときに燃
料噴射弁の遮断制御を解除し空燃比フィードバック制御
を開始させるため0ilIJ111信号を出力する制御
回路とで構成七九点にある。
他の発明の特徴Fixンジンの運転状態を検出する各種
センナの検出出力を取p込み、これらの検出出力、に基
、づいて排気ガス中の空燃比を理論空燃比近傍に゛制御
し、排気管に設妙られ良三元触媒によシ排気ガスを浄化
する排気ガス浄化装置において、排気ガス中の残留酸素
濃度を検出する#票濃度センナと、エンジンの始動状態
を検出し割込み信号を発生する始動スイッチと、酸素装
置センサの検出出力と第1の基準値とを比較する第1の
比較器と、酸素濃度センナの検出出力と第1の基準値よ
シ小さい第2の基準値とを比較する第2の比較器と、前
記割込み信号及び2つの比較器出力を取シ込みエンジン
始動彼、所定時間経過時に点火時期を遅角させ且つ前記
酸素濃度センナの検出出力が第1の基準値以上になった
ときに所定の燃料噴射弁を遮断すると共に、酸素濃度セ
ンサの検出出力が第2の基準値以下になったときに点火
進角の遅角制御及び燃料噴射弁のMN向制御を解除し、
空燃比フィードバック制御を開始させるための制御信号
を出力する制御回路とで構成した点にある。
以下本発明の実施例を図面に基づいて1明する。
第1図には本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置の
一実施例の構成が示されておシ、同図において101社
エンジン、103は吸気系、105は吸気マニホルドで
あシ、吸気マニホルド1G!s内にはエンジンの気前数
に応じた数のインジェクタ104が設けられておシ、該
インジェクタ104は図示しない燃料供給系に接続され
ている。
を九1Ggは排気管、1o7は排気ガス中の残留酸素濃
度を検出する酸素s′度センナ、108は三元触媒であ
る。
さらK11lは各種の演算処理を行なう中央処理装置(
CPU)、制御プログラム及び固定データ等を記憶する
記憶素子(ROM) 、書き込み及び絖み出′し可能な
記憶素子(RAM)及び人出方インク−7エース等で構
成されるマイクロコンピュータでアシ、!イクpコンビ
スータ111には前記M素濃度センt107の検出出力
120と第101&準値Vllν1とを比較する比較器
1o9、及び前記駿素鎖度センナ107の検出出力12
0と第2の基準値VIIFI とを比較する比較511
Gの2つの比較器出力121.122が入力される。
更にマイクロコンピュータ111にはエンジンの始動状
態を検出し、割込み信号を発生すゐ始動スイッチ112
、エンジン冷却水温を検出する水温センt113、スロ
ットル弁の開度を検出するスpットル開度セン?114
及びエンジン回転数を検出する回転数センtl15の各
検出出力が入力される。
一方マイクロコンピュータ111からは各燃料噴射弁1
04の噴射時間を制御する制御信号123が燃料噴射弁
104に1また点火時期を制御する点火時期制御信号1
24が点火回路116にそれぞれ出力される。更に点火
回路116からは点火信号125がディストリビュータ
117に出力される。
上記構成において排気ガス温度が低い場合には排気管1
06に設けられた**濃度センサ107の検出出力は第
2図に示す如<ta:igeawセンナ107の内部イ
ンピーダンスが大きくなる。従って咳酸素濃度セン+1
07に低電流が通流されている仁ともあp1酸素濃度セ
ンサ1070出力電圧は183図に示す如く大きな出力
となる。
一方酸素濃度センナ107の検出出力12Gは2つの比
較器109、ll0K入力され、比較器10Gで線絡3
図に示す酸素濃度センナ出力においてムムの基準電圧V
lltlを比較電圧とし、酸素機度竜ンt107の検出
出力120のレベルが基準電圧Vllハを越えた場合に
論理111111信号がマイクロコンピュータ111に
出力される。
更に他の比IIR器110では第3図におけるB点の゛
基準電圧V111Etlを比較電圧とし、#索′a度セ
ンナ107の検出出力1200レベルが基準電圧V鳳凰
ν露貢・下になった場合に処理”1″信号をマイクロコ
ンピュータ111に出力する。
排気ガス温度が低い条件下ではマイクロコンピュータ1
11において前1e2つの比較器109.110の出力
のうち比較部109の比較出力121が選択的K11l
l)込まれる。゛それにマイクロコンピュータ111に
は既述した如・くエンジンの運転状態を示す各種センサ
の検出出力、例えば始動スイッチ112、水温センt1
13、スロットル一度センナ114等の信号が共に入力
され、前記比較器109よ〕論II@1”信号が入力さ
れた場合にはiイタ−コンビエータ111より燃料噴射
弁104に遮断信号123が出力される。
ζこで燃料噴射弁の迩断数はエンジンの運転状態によシ
1もしくは2気筒が選択される。以上のように制御する
ことによシ排気ガス温度が低い場合には全気筒中の1〜
2気筒は大気のみが供給され、一方燃料噴射弁が作動中
の気筒Fi前記した理由によシ空燃比がリッチ側に移行
し、この結果排気管106内では空燃比はリーン宴囲気
となる。
そしてリーンtS気下での三元触媒108の浄化性能は
第4図に示す如く排気ガス温度が低い条件下でも安定的
に浄化できることが判る。
次に第5図に点火進角と排気ガス温度との関係を示す。
同図において曲−ムは車速か40に/hの時の特性を示
し、曲線BFiアイドリング時の特性を示している。同
図から明らかな如く点火進角を遅角させることにより排
気ガス温度を上昇させることが可能であることが解る。
本発明に係る排気ガス浄化装皺においてはこの点を考慮
し、低温条件下でよ多安定的に排気ガス中の有害成分を
浄化するためにwt春IIwセンサ107を検出出力1
200レベルが第3図に示し九基準電圧Vllt1以上
に1Lシた場合には前述し九燃料噴射弁104の遮断制
御を行うと共に、マイクロコンピュータ111から点火
回路116に点火時期制御信号124を送出することに
ょシ、該点火回路116内に設けられたイグニッション
コイル−次側に接続畜れている増幅回路の増幅度を制御
し、点火進角を進角させるように構成されている。具体
的には始動スイッチ112からの割込み信号を受けてマ
イク四′コンピュータ111はエンジン始動後(lO数
秒後)に点火進角を遅角させ、排気ガス温度・を上昇さ
せるようにしている。このようにして排気ガス温度、す
なわち三元触媒の雰囲気温度を上昇させることによシ、
よ多安定に排気ガスの浄化性能を確保することができる
更に排気ガス温度が上昇し、酸素両度センサ107の検
出出力が第3図においてA点以下で且つB点、に達する
条件のもとK11l述し九2つの制御、噴射弁104の
遮断制御及び点火進角の遅角制御が解除され、更Kll
素濃度センサの検出出力は比較器110で判定され、マ
イクロコンピュータ111を介して金気筒の燃料噴射弁
104へフィードバックされる。
以上に説明した如く本発明に、よれば排気ガス温度が比
較的低い条件下でエンジンへの悪影譬を与えることなく
安定的に排気ガス中の有害成分を浄化することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置の一
11!施例の構成を示すブロック図、第2図は排気ガス
温度と酸素濃度センサの内部インピーダンスとの関係を
示す特性図、ll7c3図Fi排気ガス温度と酸IR濃
度センナの出方との関係を示す特性101・・・エンジ
ン、104・・・燃料噴射弁、i06・・・排気管、1
07・・・Ill績度センサ、1o8・・・三元触媒、
109.110・・・比IIR器、111・・・マイク
ロコンピュータ、l12・・・始動スインf、116・
・・点火回路。 第2図    第31 第4図 第5図 、九火道角(0) 令−−−一一一−−遅角

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  エンジンの運転状態を検出する各種センナの
    検出出力を取ル込み、これらの検出出力に基づいて排気
    ガス中の空燃比を理論空燃比近傍に制御し、排気管に設
    けられた三元触媒によシ排気ガスを浄化する排気ガス浄
    イビ装置において、排気ガス中の残留*嵩+1JIを検
    出する酸素濃度センサと、該酸素濃度センナの検出出力
    と第1の基準値とを比較する第1の比較器と、am!素
    凝度センナの検出出力と第1の基準値よシ小さい第2の
    基準値とを比較する第2の比較器と、これら2つの比較
    器出力を取シ込み、前記酸素濃度センサの検出出力が第
    1の基準値以上になったときに所定の燃料噴射弁を遮断
    し且つ第2の奉準値以下になった、ときに燃料噴射弁の
    遮断制御を解除し空燃比フィートノ(ツク制御を開始さ
    せる丸めの制御信号を出力する制御回路とを少くとも有
    することを特徴とするエンジンO排気ガス浄化装置。
  2. (2)  エンジンの運転状態を検出する各種センサの
    検出出力を18)込み、これらの検出出力に基づ  ゛
    いて排気ガス中の空燃比を理論空燃比近傍に制御し、排
    気管に設けられ九三元触媒によシ排気ガスを浄化する排
    気Aス浄化装置において、排気ガス中゛の残留酸素濃度
    を検出する酸素濃度センナと、エンジンの始動状態を検
    出し割込信号を発生する始動スイッチと、前記酸素良度
    センサの検出出力と第1の基準値とを比較する第1の比
    較器と、酸素amセンナの検出出力と第1の基準値よシ
    小さい第2の基準値とを比較する第2の比較器と、前記
    割込信号及び2つの比較器出力を取〕込みエンジン始動
    後、所定時間経過時に点火進角・を遅角させ且つ前記l
    I!素濃駅センサの検出出力が第1の基準値以上になつ
    九ときに所定の燃料噴射弁を遮断すると共に、酸素濃度
    センサの検出出力が第2の基準値以下になったときに点
    火進角の遅角制御及び燃−噴射弁の遮断制御を解除し、
    ”′空燃比フィードバック制御を開始させるための制御
    信号を出力する制御回路とを少くとも有することを特徴
    とするエンジンの排気ガス浄化装置。
JP14572481A 1981-09-16 1981-09-16 エンジンの排気ガス浄化装置 Pending JPS5848724A (ja)

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