JPS6011645A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JPS6011645A
JPS6011645A JP11812983A JP11812983A JPS6011645A JP S6011645 A JPS6011645 A JP S6011645A JP 11812983 A JP11812983 A JP 11812983A JP 11812983 A JP11812983 A JP 11812983A JP S6011645 A JPS6011645 A JP S6011645A
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air
fuel ratio
fuel
fuel injection
secondary air
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金子 忠志
Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Kazuhiko Ueda
和彦 上田
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Mazda Motor Corp
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    • 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)
    • F02D41/1481Using a delaying circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/0015Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for using exhaust gas sensors
    • F02D35/0023Controlling air supply
    • F02D35/0038Controlling air supply by means of air pumps
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (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】 (産業上の利用分野) 本発明は排気ガスの性状に応じてエンジンに供給する混
合気あ空燃比を目標値へ帰還制御するようにしてなるエ
ンジンの空燃比制御装置に関するものである。
(従来技術) 自動車用エンジンにおいては、排気ガス中のNOx 、
Go、HCの有害成分を浄化するため、三元触媒が用い
られることが多い。この三元触媒を有効に活用するには
、排気ガスの性状特に酸素濃度をある一定の範囲内にす
る必要があり、このため一般に、排気通路には三元触媒
の上流において排気センサを設けて、該排気センサから
の出力に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比を
目標値に帰還制御すなわちフィードバック制御するよう
にしている。
ところで、エンジンの要求する混合気の空燃比は常に一
定ではなく、例えばアイドリング時や高負荷時のような
特定運転時には濃混合気が要求される。このため従来、
特開11?(51−66934号公報に示すように、排
気ガスの性状を一定の範囲内にすることを確保しつつ、
特定運転時にエンジンへ濃混合気を供給できるように、
該特定運転時には、排気センサ」1流の排気通路に′二
次空気を供給するようにしている。
しかしながら、上記従来のものにあっては、排気センサ
からの出力に応じてなされる吸気通路への燃料供給時点
から該燃料供給に応じて変化する排気ガス性状の検出ま
での間には時間的な遅れがあり、かつまた上記検出時点
からこの検出に基づいて前記燃料供給量を決定するまで
の間にも時間的な遅れがあるため、゛二次空気の供給開
始時点と供給停止時点において、三元触媒へ導入される
前における排気ガス中の酸素濃度が高くなり過ぎたり(
空燃比がリーンになる)、逆に低くなりすぎたり(空燃
比がリッチになる)して、排気ガス浄化の上で好ましく
ないという問題点が生ずる。すなわち、二次空気の供給
及び供給停止は、比較的短時間の間に素早く行われる一
方、前述した帰還制御には時間的な遅れがあるため、二
次空気量の供給、供給停止が行なわれる過渡期には、排
気ガス中の酸素濃度が理想的な範囲からずれてしまうこ
ととなっていた。
(発明の目的) 本発明は以」二のような問題点を解消するもので、二次
空気量が変化する過渡期においても、排気ガスの性状を
理想状態に維持できるようにしたエンジンの空燃比制御
装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、帰還制
御に伴う時間的遅れを見込んで、二次空気量が変化する
ときには、オープン的に空燃比を補正するようにしであ
る。
具体的には、第1図に示すように、従来同様、排気セン
サと、アイドリング時などの特定運転状態を検知する特
定運転状態検知手段と、燃料噴射弁などの空燃比調整装
置と、電磁開閉弁などの二次空気供給装置と、前記特定
運転状態検知手段からの出力を受けて、前記二次空気供
給装置を制御する二次空気制御手段と、排気センサから
の出力に基づいて前記燃料調整装置を制御することによ
り、エンジンへ供給する混合気の空燃比を目標値へ帰還
制御する帰還用空燃比制御手段とを有する他、新たに、
前記二次空気制御手段と同期して前記空燃比調整装置を
制御して、混合気の空燃比をオープン制御するオープン
用空燃比制御手段を設けである。
このような構成とすることにより、本発明にあっては、
オープン用空燃比制御手段を設けたため、帰還制御に伴
なう時間的な遅−れを見込んで、混合気の空燃比を強制
的に補正することができる。
(実施例) 第2図において、1はエンジン本体で、吸入空気は、エ
アクリーナ2、エアフローセンサ3が配設されたエアフ
ローチャンバ4、スロットルバルブ5が配設されたスロ
ットルチャンバ6、サージタンク7、吸気マニホルド8
、吸気ポート9を経て、燃焼室10へ供給され、上記エ
アクリーナ2から吸気ポート9までの経路が、吸気通路
11を構成している。そして、吸気マニホルド8に設け
た燃料噴射弁12により、吸気通路ll内へ燃料が供給
されるようになっている。
一方、燃焼室10からの排気ガスは、排気通路13より
、これに接続された三元触媒14を通って浄化された後
、大気へ排出されるようになっている。この排気通路1
3には、三元触媒14の上流側において排気センサ(一
般には酸素センサ)15が設けられると共に、該排気セ
ンサ15の上流側において、大気に連なる二次空気供給
管16が接続されている。この二次空気供給管16には
、互いに直列に逆止弁17と負圧作動型の開閉弁18と
が接続され、開閉弁18が開となったときには、排気通
路13内の排気脈動によって、二次空気供給管16より
排気通路13へ二次空気が供給される。
前記開閉弁18は、ダイヤフラム18aと、該ダイヤフ
ラム18aにより画成された負圧室18b及び大気室1
8cとを有し、ダイヤフラム18aの変位に応じて、こ
れに連結された弁棒18dを介して弁体18eが変位し
て、二次空気供給管16を開閉する。このような開閉弁
18は、ダイヤフラム18aすなわち弁体18eが図中
下方へ変位したときに開となるものであり、常時は、リ
ターンスプリング18fによって常時上方すなわち閉弁
方向に付勢されている。
前記開閉弁18の負圧室18bは、信号管19を介して
、三方電磁切替弁20の第1接続口20aに接続され、
該三方電磁切替弁20の第2接続口20bが、信号管2
1を介して前記サージタンク7に接続されている。この
三方電磁切替弁20は、励磁時に、その切替回転子20
Cが第2図のような状態となって、第1接続口20aを
第2接続口20bに連通させ、また消磁時には、上記切
替回転子20cが第2図の状態から90度反時計方向に
回転して、第1接続口20aを大気開放口20dに連通
させる。
第1図中22はマイクロコンピュータからなる制御ユニ
ットであり、燃料噴射弁12及び三方電磁切替弁20を
制御する機能を有している。この制御ユニット22には
、前記エアフローセンサ3及び排気センサ15から入力
される他、エンジン回転数センサ23、スロットルバル
ブ開度センサ24からも入力される。そして、制御ユニ
ット22からは、燃料噴射弁12及び三方電磁切替弁2
0に対して出力される。
前記制御ユニット22による制御内容を、第3図を参照
しつつ以下に説明する。
先ず、基本噴射量演算回路25によって、エアフローセ
ンサ3により検出された吸入空気量及びエンジン回転数
センサ23により検出されたエンジン回転数に応じて、
基本燃料噴射量τaが演算される。次いで、後述するよ
うに補正回路26によって、基本燃料噴射量で。が補正
燃料噴射量τに補正され、この補正燃料噴射量τに応じ
た噴射パルスが、噴射パルス幅発生回路27から燃料噴
射弁12へ出力される。
一方、排気センサー5からの出力は、排気ガス中の酸素
濃度に応じた起電力となって、先ず比較回路28に入力
される。この比較回路28は、前記起電力と設定電圧発
生回路29かもの設定電圧(排気ガスが理論空燃比にあ
るときの排気センサー5の起電力)とを比較して、起電
力が設定電圧よりも高い(排気ガス中の酸素濃度が低い
)場合はON信号を、また起電力が設・ 定電圧よりも
低い場合(排気ガス中の酸素濃度が高い)場合はOFF
信号を、積分回路30へ出力する。次いで、積分回路3
0では、前記比較回路28からの出力を積分して、該比
較回路28からの出力がON信号であれば徐々に高い電
力を、また比較回路28からの出力がOFF信号であれ
ば徐々に低い電力を発生する。そして、この積分回路3
0からの出力に応じた補正係数に、が、帰還制御用とL
7ての補正係数発生回路31によって演算される。
前記補正回路31によって得られた補正係数kl に対
しては、加算回路32によって、後述するオーブン制御
用としての補正係数発生回路33からの補正係数に2が
加算され、該加算回路32によって最終的な補正係数k
が得られる。そして、この最終的な補正係数には、前記
補正回路26による基本燃料噴射量τ。をτに補正する
際の係数として用いられることになる。
ここで、エンジンが濃混合気を必要とする場合、例えば
スロットルバルブ5が全閉となったアイドリング時には
、アクセル開度センサ24がスロットルバルブ5が全閉
になったことを検知して、補正係数発生回路33および
ソレノイド駆動回路34に出力される。これにより、補
正係数発生回路33が前述のように補正係数に2を発生
させる一方、ソレノイド駆動回路30 4が切苔弁20を励磁する。この励磁された切替弁20
は、第1図に示すように、その第1接続20aが第2接
続口20bに連通されるので、開閉弁18は、その負圧
室18bに吸気負圧が供給されて開となる 。この結果
、排気通路13には二次空気が供給される。そして、こ
のときには、前記帰還制御用としての補正係数klのみ
ならずオープン制御用とし′ての補正係数に2 (燃料
を増量させるような係数)をも勘案された量の燃料、す
なわち帰還制御用の燃料にオープン制御用としての燃料
が加えられた量の燃料が、燃料噴射弁12から噴射され
る。これにより、二次空気の急激な供給に伴なって排気
ガス中の酸素濃度が高くなり過ぎる、ということが防止
される。
濃混合気が要求されるアイドリング状態から、エンジン
が理論空燃比を必要とする運転態様になった場合は、ス
ロットルバルブ5が開いたこととなるので、ソレノ、イ
ド駆動回路34が切替弁20を消磁する一方、補正係数
発生回路1 33には、スロットルバルブ5が全閉状態から開いた状
態になったことが出力される。この消磁された切替弁2
0は、その第1接続口20aが大気開放口20dに連通
されるので、開閉弁18は、その負圧室18 b、に大
気が供給されて閉となる。この結果、排気通路13に対
する二次空気供給が停止される。そして、このときには
、前述した二次空気供給時と同様に、帰還制御用補正係
数に、に加えてオープン制御用補正係数に2をも勘案し
た量の燃料が燃料噴射弁12から噴射されることになる
が、この場合は、帰還制御用燃料からオープン制御用燃
料が減量された量の燃料が噴射されることになる。これ
により、二次空気の急激な供給停止に伴なって排気ガス
中の酸素濃度が低くなり過ぎる、ということが防止され
る。
見 前述したような制御内容を第4(a)〜第4図(d、)
のタイミングチャートに示してあり、第4図(a)は、
二次空気の供給量の変化を、第4図(b)は排気センサ
15が検出する排気2 ガス中の酸素余剰率λ(入=1のときが理論空燃比のと
きすなわち酸素が過不足ない場合を示す)の変化を、第
4図(C)が積分回路31の発生電圧の変化を、第4図
(d)がエンジンへ供給される混合気の空燃比の変化を
示している。そして、第4図(a)〜第4図(d)中に
おいて、実線が従来のものを、また一点鎖線が本発明に
よる場合を示してあり、ざらにαで示す範囲がアイドリ
ング時を示しである。このタイミングチャートから明ら
かなように、本発明にあっては、帰還制御における時間
的遅れを見込んだオープン制御によって燃料が適宜増量
あるいは減量されるため、排気ガス中の酸素余剰率λは
常に理想的な状態(λ=1)に維持され・ることとなる
以」;実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
ず例えば次のような場合をも含むものである。
■燃料噴射弁12の代りに気化器を用いてもよい。
3 ■特定運転状態としては、アイドリング時以外に例えば
高負荷時をも含めてもよい。
■デジタルコンピュータによって制御するようにしても
よい。
(発明の効果) 本発明は以上述べたことから明らかなように、二次空気
の供給および供給停止という過渡期においても、排気ガ
スの性状を排気ガス浄化に必要な理想範囲内に維持し続
けることができて、排ガス対策上極めて効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の全体構成図。 第2図は本発明の一実施例を示す断面系統図。 第3図は制御ユニットの制御内容を示す回路図。 第4図は本発明による制御内容を従来のものと比較して
示すタイミングチャート。 1110・エンジン本体 4 12・・燃料噴射弁(燃料調整装置) 13・・排気通路 15・拳排気センサ 18・・開閉弁(二次空気量供給装置)3411・スロ
ットルバルブ開度センサ(特定運転状態検知手段) 31・争補正係数発生回路(帰還制御用)33・・補正
係数発生回路(オープン制御用)34・・ソレノイド駆
動回路 (二次空気制御手段) 5 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンの排気通路に配設した排気センサと、 特定運転状態を検出する特定運転状態検知手段と、 エンジンへ供給する混合気の空燃比を調整する空燃比調
    整装置と、 前記排気通路への二次空気供給を制御する二次空気供給
    装置と、 前記排気センサからの出力に基づいて前記空燃比調整装
    置を制御して、混合気の空燃比を目標値へ帰還制御する
    帰還用空燃比制御手段と、前記特定運転状態検知手段か
    らの出力を受けて、前記二次空気供給装置を制御する二
    次空気制御手段と、 前記二次空気制御手段と同期して前記空燃比調整装置を
    制御して、混合気の空燃比をオープン制御するオープン
    用空燃比制御手段と、を備えていることを特徴とするエ
    ンジンの空燃比制御装置。
JP11812983A 1983-07-01 1983-07-01 エンジンの空燃比制御装置 Granted JPS6011645A (ja)

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JPH0328583B2 JPH0328583B2 (ja) 1991-04-19

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0518235A (ja) * 1991-07-12 1993-01-26 Japan Electron Control Syst Co Ltd 内燃機関の二次空気制御装置

Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5285633A (en) * 1976-01-10 1977-07-16 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine
JPS5624777A (en) * 1979-08-06 1981-03-09 Nihon Radiator Co Brush for motor
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