JPS5852183B2 - クウネンビセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気ガス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
るものである。

通常の燃料調量装置（気化器や燃料噴射装置等は吸入空
気量に応じて予め設定された燃料流量をエンジンに供給
するものであり、種々の運転状態の変化に対応して空燃
比を設定空燃比に維持するには難点があった。

この対策として、排気ガス通路に排気ガス濃度を検出す
る排気センサを設け、この検出信号を制御回路を介して
フィードバックすることにより、混合気の空燃比を予め
設定した値に収束させる電子制御式の燃料調量装置が提
案されている。

しかし従来の電子制御燃料調量装置においては使用する
排気センサの特性によって制御性や安定性が制約される
という欠点があった。

例えば第１図Ａに示すごとく、空燃比の値がα、（例え
ば理論空燃比″、１４．８）の点において出力電圧が急
変する特性を有する排気センサ（以下階段特性型センサ
と呼ぶ）を用いた場合には、温度変化や経時変化によっ
て出力電圧が多少変化（図中の破線）しても、出力電圧
の急変点α１は変化しない。

したがって出力電圧がｖｓ以上のときには空燃比を大き
く（混合気を薄く）シ、■３以下のときには空燃比を小
さく（混合気を濃く）するように制御してやれば、温度
変化等にあまり影響されることなしに空燃比をα１に収
束させるように制御することが出来る。

しかし上記のごとき階段特性型センサにおいては、特性
の急変点α１以外の空燃比に制御することは困難であり
、また空燃比がα１より大きいか小さいかを判断するだ
けであって実際の空燃比とα１ との偏差を量的に検出
することが出来ないので、制御系の時間遅れによって発
生するバンチングの幅が大きくなり、空燃比がα１を中
心として大きく変動するおそれがある等の欠点がある。

また、第１図Ｂに示すごとく、出力電圧が空燃比に対応
して滑らかに変化する特性を有する排気センサ（以下傾
斜特性型センサと呼ぶ）を用いた場合には、基準となる
電圧ｖ８の値を変化させることによって設定空燃比α１
の値を自由に設定することが出来、また実際の空燃比と
α１ との偏差を量的に検出することが出来るので、バ
ンチング幅を狭くすることが出来るという長所がある。

しかし温度変化、経時変化等によって該傾斜特性型セン
サの出力特性がかわり出力電圧が変化（図中の破線）す
ると、基準電圧■８を一定にしておいても、設定空燃比
の値がα１からα２に変化してしまうという欠点がある
。

上記のように階段特性型センサの場合は、安定性は良い
が制御性が悪く、また傾斜特性型センサの場合は、制御
性は良いが安定性が悪いという欠点があった。

本発明は上記の欠点を解消し、制御性と安定性の両方に
優れた空燃比制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明においては、対称的な
特性を有する２個の傾斜特性型センサを用い、両センサ
の出力を差動的に用いることによって制御性と安定性と
を向上させるように構成している。

なお、この場合の対称的特性とは、空燃比の変化に対し
一方のセンサは出力電圧が上昇し他方のセンサは出力電
圧が下降する特性を有する２つのセンサであればよく、
必ずしも上昇率が下降率と特定の関係になくてもよい。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例のブロック図である。

第２図において、３および４は、エンジン１の排気管２
に設けられた傾斜特性型のセンサである。

センサ３の出力特性は、第３図Ａの曲線ａに示すごとく
、空燃比が小さい場合に出力電圧が高くなるもの（例え
ば０２センサ等）であり、またセンサ４の出力特性は、
第３図Ａの曲線すに示すごとく、空燃比が大きい場合に
出力電圧が高くなるもの（例えばＣＯ全センサＣＯ２セ
ンサ、ＨＣセンサ等）である。

上記両センサの出力は、増幅器５，６でそれぞれ増幅さ
れたのち差動増幅器７へ送られる。

差動増幅器７は、上記両センサ出力の差の信号を出力す
る。

したがって差動増幅器７の出力は、第３図Ｂに示すごと
く、３曲線と６曲線とが交差する点、すなわち空燃比が
α３の点においては基準電圧島となり、空燃比がα、よ
り小さい場合には■。

以上、大きい場合には■。以下になる。そして空燃比が
α３から離れるに従ってＶ。

からの差が大きくなる。

したがって、制御回路８においては、差動増幅器７の出
力が基準電圧■。

以上のときはその差に対応して空燃比を大きくシ、■。

以下のときはその差に対応して空燃比を小さくするよう
な制御信号を作り、この制御信号によって燃料調量装置
９の燃料供給量を調節するアクチュエータを制御すれば
、空燃比をα３に維持するように制御することが出来る
。

制御回路８としては、差動増幅器７の出力の比例分信号
、積分分信号および微分分信号のいずれか一つの信号、
またはそれらの信号を組合せた信号を出力する回路等を
用いることが出来る。

なお、第２図の増幅器５あるいは６の利得を変化するか
、もしくはいずれか一方の出力にバイアス電圧を加えて
やれば、第３図Ａの曲線ａとｂとの関係は破線で示すよ
うに変化（図においては増幅器６の利得を増加して曲線
すを変化させた場合を例示）シ、曲線ａとｂとが交差す
る点の空燃比はα４に移動する。

したがって増幅器５，６の利得を変化させるか、もしく
はバイアス電圧を加えてやることによって、設定空燃比
を任意の値に設定することが出来る。

すなわち、センサ３の出力を■８、センサ４の出力を■
ｂ、に１．に２を定数とすれば、■８−ｖｂ。

■３−に１■ｂ、■８＝４＋Ｖｂ、Ｖａ二に２千に１■
ｂ等のように、■８と■ｂ とが所定の関係になるよう
に空燃比を制御すればよい。

そして上式の定数に１．に２の値を変えることによって
設定空燃比を任意の値に設定することが出来る。

上記の設定空燃比を、例えば排気浄化装置１０の動作に
適合した排気ガスを排出するような値に設定すれば、排
気ガス中の有害成分を効率よく減少させることが出来る
。

例えば、排気浄化装置１０として、ＨＣ（未燃の炭化水
素）、ＣＯ（一酸化炭素）およびＮ０ｘ（窒素酸化物）
を同時に低減する機能をもった三元触媒を使用する場合
には、エンジンの吸入混合気の空燃比がほぼ理論空燃比
（ガソリンの理論空燃比はほぼ１４．８）のとき、三元
触媒がその三元性（ＨＣとＣＯの酸化及びＮＯｘの還元
）を最も良く発揮するので、上記の設定空燃比を理論空
燃比に設定する。

排気浄化装置として酸化触媒・還元触媒・酸化触媒と還
元触媒との組合せ、あるいはリアクタ等を使用する場合
にも、それぞれ使用する排気浄化装置に適合した空燃比
に設定すればよい。

上記のごとく第２図の装置においては、差動増幅器７の
出力が実際の空燃比と設定空燃比との差（設定空燃比か
らのずれの大きさ）に対応した値になる。

したがって設定空燃比からのずれの大きさを量的に制御
信号に反映させることが出来るので、バンチング幅の狭
い良好な空燃比制御を行なわせることが出来る。

またセンサ３と４との出力の関係を変える（前記の増幅
器５，６の利得調整等）ことによっても、設定空燃比を
任意の値に設定することが極めて容易に出来る。

また、センサ３と４の出力を差動的に用いているので、
センサ３，４として温度特性や経時変化の類似したセン
サを用いれば、温度等が変化しても出力には影響が現わ
れないので、安定性も極めて良好である。

以上説明したように本発明によれば、制御性に優れ、か
つ安定性の良い空燃比制御装置を実現することが出来る
ので、エンジンの運転性、安定性が向上し、排気ガス浄
化対策上も有効であるなど多くの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気センサの特性側図、第２図は本発明の一実
施例図、第３図は第２図の回路の特性図である。 符号の説明、１・・・・・・エンジン、２・・・・・・
排気管、３．４・・・・・・排気センサ、５，６・・・
・・・増幅器、７・・・・・・差動増幅器、８・・・・
・・制御回路、９・・・・・・燃料調量装置、１０・・
・・・・排気浄化装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの排気ガス濃度を検出して燃料調量装置を
   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
   御装置において、空燃比が大きくなるにつれて出力が増
   加する特性を有する排気センサと、空燃比が小さくなる
   につれて出力が増加する特性を有する排気センサとを具
   備し、上記の両排気センサの出力の差が所定の関係にな
   るように空燃比を制御することを特徴とする空燃比制御
   装置。