JPS62233464A - 内燃エンジンの吸気２次空気供給装置 - Google Patents

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】 １五且１ 本発明は内燃エンジンの吸気２次空気供給装置に関する
。

１旦五且 内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等のために排気
ガス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって検出し、こ
の酸素濃度センサの出力レベルに応じてエンジンへの供
給混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制６
ＩＩ装置が知られている。

こ″の空燃比制御装置として気化器絞り弁下流に連通ず
る吸気２次空気供給通路に開閉弁を設けて酸素ｌＮ１度
センサの出力レベルに応じて開閉弁の開閉、すなわち吸
気２次空気供給をデユーティ制御するフィードバック制
御用吸気２次空気供給装置がある。（例えば、特公昭５
５−３５３３号）。

このような従来の吸気２次空気供給装置においては、酸
素ｍ度センサの出力レベルから供給混合気の空燃比が目
標空燃比に対してリーン又はリッチのいずれであるかが
判別される。その判別結果がリーンのとき１デユ一テイ
周期における開閉弁の基準開弁時間が所定値だけ減免さ
れ、判別結果がリッチのとき基準開弁時間が所定値だけ
相界されその積分制御による算出値が出力開弁時間とさ
れて該出力開弁時間だけ開閉弁が開弁されるようになっ
ている。又は、空燃比の判別結果がリーンのとき積分制
御のための補正値が所定値だけ減少され、判別結果がリ
ッチのとき補正値が所定値だけ増加されて１デユ一テイ
周１１における開閉弁の基準開弁時間に補正値が加算さ
れぞの牌出値が出力開弁時間とされるようになっている
。

しかしながら、かかる従来の吸気２次空気供給装置にお
いては、エンジン運転状態の急変等により供給混合気の
空燃比が目標空燃比から大ぎく変動すると、１デユ一テ
イ周期に対する出力開弁時間の割合であるデユーティ比
が０〜２０％及び９０〜１００％の各範囲の値になる場
合がある。このような範囲のデユーティ比では通常、開
閉弁を通過する２次空気流邊がほとんど変化しなくなる
のでデユーティ比に対応した２次空気流間が得られずこ
の各範囲内においてデユーティ比を変化さＵるような制
御は無意味なことであった。またデユーティ比が９０〜
１００％の如く大きな値になると、供給混合気の空燃比
がオーバリーンとなり、運転性の悪化、失火を招来する
という問題点があった。更に、酸素濃度センサが故障す
ると通常、酸素濃度センシの出力レベルが飽和状態とな
るので空燃比フィードバック制御中に聞１ｆｆＪ　’ｊ
↑の開閉動作が停止するようにデユーティ比がＯ又は１
００％付近の値になり続けて空燃比が目標空燃比から大
きく変動した異常状態となってしまうという問題点もあ
った。

このことは、ソレノイドへの供給電流値に応じた開度を
得るリニア型の電磁弁を吸気２次空気供給通路に設けた
吸気２次空気供給装置においても電磁弁への供給電流値
が大なる領域及び小なる領域では供給電流値に対して電
磁弁の開度はほとんど変化しなくなるので同様であった
。

！皿 そこで、本発明の目的は、２次空気流吊が直線変化する
範囲のみを用いて空燃比のオーバリーンによる運転性の
悪化及び失火を防止すると共に酸素濃度センサの故障に
よる空燃比制御の異常状態を回避し得る内燃エンジンの
吸気２次空気供給装置を提供することである。

本発明の吸気２次空気供給装置は、エンジンの運転状態
に応じて基準・信号を設定し所定周期毎にエンジン排気
成分濃度に応じて基準信号の補正値を増減しかつ基準信
号レベルを該補正値に応じて補正して制御信号を得て出
力する制御手段と、吸気２次空気供給通路に設けられ制
御手段から出力された制御信号レベルに応じた開度を得
て吸気２次空気供給通路の流路断面積を連続的に変化せ
しめる電磁弁とを含み、制御手段は制御信号レベルが制
御上限値以上のときには制御信号を制御上限値に等しく
して出力し、制御信号レベルが制御下限値以下のときに
は制御信号を制御下限値に等しくして出力しかつ制御信
号レベルが制御上限値以上及び制御下限値以下の少なく
とも一方になるとぎには補正値を保持することを特徴と
している。

支−盈−１ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図に示した本発明の一実施例たる車載内燃エンジン
の吸気２次空気供給装置においては、吸入空気が大気吸
入口１からエアクリーナ２、気化器３、そして吸気マニ
ホールド４を介してエンジン５に供給される。気化器３
には較り弁６が設けられ、絞り弁６の上流にはベンチュ
リ７が形成されている。

吸気マニホールド４とエアクリーナ２の空気吐出口近傍
とは吸気２次空気供給通路８によって連通されている。

吸気２次空気供給通路８にはリニア型の電磁弁９が設け
られている。電磁弁９の開度はそのソレノイド９ａに供
給される電流値に比例して変化する。

一方、１０は吸気マニホールド４に設けられ吸気マニホ
ールド４内の絶対圧に応じたレベルの出力を発生する絶
対圧センサ、１１はエンジン５のクランクシャフト（図
示せず）の回転に応じてパルスを発生するクランク角セ
ンサ、１２はエンジン５の冷却水温に応じたレベルの出
力を発生する冷却水温センサ、１４はエンジン５の杖気
マニホールド１５に設けられ排気ガス中の酸素温度に応
じた出力するＭ素濃度センリである。酸素濃度センサ１
４の配設位置より下流の排気マニホールド１５には排気
ガス中の有害成分の低減を促進させるために触媒コンバ
ータ３３が設けられている。

電磁弁９、絶対圧センづ１０、クランク角センサ１１、
水温センサ１２及び酸素ｌｌ喰センサ１４は制御回路２
０に接続されている。制御回路２０には更に車両の速度
に応じたレベルの出力を発生する車速センサ１６が接続
されている。

制御回路２０は第２図に示すように絶対圧センサ１０、
水温センサ１２、酸ｓａ度セン勺１４及び車速センサ１
６の各出力レベルを変換するレベル変換回路２１と、レ
ベル変換回路２１を経た各セン」ノ出力の１つを選択的
に出力するマルチプレクリ−２２と、このマルチプレク
リ２２から出力される信号をディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器２３と、クランク角センサ１１の出力信号
を波形整形する波形整形回路２．４と、波形整形回路２
４からパルスとして出力されるＴＤＣ信号の発生間隔を
クロックパルス発生回路（図示せず）から出力されるク
ロックパルス数によって計測するカウンタ２５と、電磁
弁９を開弁駆動する駆動回路２８と、プログラムに従っ
てディジタル演粋を行なうｃｐｕ　＜中央演算回路）２
９と、各種の処理ブｌコグラム及びデータが予め書き込
まれたＲＯＭ３０と、ＲＡＭ３１とからなっている。Ｔ
ｉ電磁弁のソレノイド９ａは駆動回路２８の駆動トラン
ジスタ及び電流検出用抵抗（共に図示せず）に直列に接
続されてその直列回路の両端間に′Ｆｉ源電圧電圧給さ
れる。マルチプレクサ２２１．Ａ／Ｄ変換器２３、カウ
ンタ２５、駆動回路２８、ＣＰＵ２９、ＲＯＭ３０及び
ＲＡＭ３１は入出力バス３２によって互いに接続されて
いる。

かかる構成においては、Ａ１０変換器２３から吸気マニ
ホールド４内の絶対圧、冷却水温、排気ガス中の１ＳＩ
Ｉ素濃度及び車速の情報が択一的に、またカウンタ２５
からエンジン回転数を表わす情報がＣＰＵ２９に入出力
バス３２を介して各々供給される。ＣＰｔＪ２９は後述
の如く所定周期Ｔ１（例えば、５Ｑｍｓｅｃ）毎に内部
割込信号を発生するようにされており、割込信号に応じ
て電磁弁９のソレノイド９ａへの供給電流１ｉｆｒＤｏ
　ＬＩ　Ｔをデータとして算出し、その算出した供給電
流値り。

ＵＴを駆動回路２８に供給する。駆動回路２８はソレノ
イド９ａに流れる電流値が供給電流値り。

ＵＴになるようにソレノイド９ａに流れる電流値を閉ル
ープ制御する。

次に、かかる本発明による吸気２次空気供給装置の動作
を第３図に示したＣＰＵ２９の動作フロー図に従って詳
細に説明する。

ＣＰｔＪ２９においては、先ず、割込信号発生毎に車両
の運転状態（エンジンの運転状態を含む）が空燃比フィ
ードバック（Ｆ／Ｂ）制御条件を充足しているか否かが
判別される（ステップ５１）。

この判別は吸気マニホールド内絶対圧、冷却水温、車速
及びエンジン回転数から決定され、例えば、低車速時及
び低冷却水温時には空燃比フィードバック制御条件が充
足されていないとされる。ここで、空燃比フィードバッ
ク制御条件を充足しないと判別されたならば、電磁弁９
を閉弁して空燃比フィードバック制御を停止するために
供給電流値０００丁が°“０″に等しくされる（ステッ
プ５２）。一方、空燃比フィードバック制御条件を充足
したと判別されたならば、電磁か９への供給電流値の基
準電流値ＤＢＡＳＥが設定される（ステップ５３）。Ｒ
ＯＭ３０には第４図に示すように吸気マニホールド内絶
対圧ＰＢＡとエンジン回転ａＮｅとから定まる基準電流
値ＤｅＡｓａＩｆｉＤａＡｓＥデータマツプとして予め
ｍき込まれているので、ＣＰＬＪ２９は絶対圧ＰＢＡと
エンジン回転数ＮＣどを読み込み、読み込んだ各値に対
応する基準電流値ＤＢＡ　ｓ　ＥをＤ８ＡＳＥデータマ
ツプから検索する。次に、ＣＰＬＩ２９の内部タイマカ
ウンタＡ（図示せず）の晶１数時間が所定時間Δ【１だ
け経過したか否かが判別される（ステップ５４）。

所定時間へｔ！は吸気２次空気を供給してからその結果
が排気ガス中の酸素濃度の変化として酸素濃度センサ１
４によって検出されるまでの応答遅れ時間に相当する。

このタイムカウンタＡがリセツｌ−されて二１数を開始
した時点から所定時間Δｔ１が経過したならば、タイム
カウンタＡがリセットされかつ初期値から計数が開始さ
れる（ステップ５５）。すなわち、ステップ５５の実行
によりタイムカウンタＡが初期値より計数を開始した後
、所定時間Δ１＋が経過したか否かの判別がステップ５
４において行なわれているのである。こうしてタイムカ
ウンタＡによる所定時間Δｔ１の８１数が開始されると
、酸素濃度の情報から酸素濃度センサ１４の出力レベル
ＬＯ２が目標空燃比に対応する基準レベルＬ　ｒｅｒよ
り大であるか否かが判別される（ステップ５６）。すな
わら、エンジン５への供給混合気の空燃比が目標空燃比
よりリーンであるか否かが判別されるのである。ＬＯ２
＞Ｌｒａｆならば、空燃比が目標空燃比よりリーンであ
るので減算値ＩＬ／／ｌｉ出される（ステップ５７）。

減算値ＩＬは定数に＋　１工ンジン回転数ＮＯ及び絶対
圧ＰＢＡを互いに乗算（Ｋ＋　　・ＮＣ−Ｐ８＾）する
ことにより得られ、エンジン５の吸入空気量に依存する
ようになっている。減算値ＩＬの算出後、前回の本ルー
チンの実行によって算出された補正値１ｏｕＴｎが前回
の補正値１　ｏ　Ｕ　Ｔ　ｎ−＋とじてＲＡＭ３１の記
憶位置ａ１から読み出され、読み出された補正値１ｏｕ
ｖｎ→から減算値ＩＬが差し引かれてその算出値が今回
の補正値１ｏｕＴｎとされる（ステップ５８）。一方、
ステップ５６においてＬＯ２≦ｌ　ｒｅｆならば、空燃
比が目標空燃比よりリッチであるので加算値ＩＲが算出
される（ステップ５９）。加算値ＩＲは定数に２　　（
≠ＫＩ）、エンジン回転数Ｎｅ及び絶対圧Ｐ８＾を互い
に乗算（Ｋ２　・Ｎｅ−Ｐ８Ａ）することにより１ｑら
れ、エンジン５の吸入空気量に依存するようになってい
る。加算値ＩＲの算出後、前回の本ルーチンの実行によ
って算出された補正値１０　ＬＪＴｎが前回の補正値Ｉ
ｏｕＴ、ｎ−＋としてＲＡＭ３１の記憶位置ａ１から読
み出され、読み出された補正値１　ｏ　ＬＪ　Ｔ　ｎ−
＋に加算値ＩＲが加算されその算出値が今回の補正値１
ｏｕＴｎとされる（ステップ６０）。こうして補正値１
ｏｕｖｎがステップ５８又は６０において算出されると
、その補正値■０ＬＩＴｎとステップ５３において設定
された基準電流値Ｄ８Ａ　Ｓ　Ｅとが加算されてその加
算結果が供給電流値ＤＯＬＪＴとされる（ステップ６１
）。

次に、供給電流値Ｄｏｕｒが制御上限値ＤｏｕＴＨ以上
であるか否かが判別される（ステップ６２）。制御上限
値Ｄｏ　ＬＪ　Ｔ　Ｈは例えば、電磁弁９の最大定格電
流値の９０％である。ＤｏＵ「〉ＤＯＬＩＴＨならば、
供給電流値Ｄｏｕ−ｒが制御上限１ｉ１１Ｄｏ　Ｕ　Ｔ
　＋−１に等しくされ（ステップ６３）、今回の補正値
Ｉｏｕｖｎが前回の補正値１　ｏ　Ｕ　Ｔ　ｎ−＋に等
しくされてＲＡＭ３１の記憶位置ａ１に記憶される（ス
テップ６４）、ＤＯＵＴ≦Ｄｏ　ＬＩ　Ｔ　Ｈならば、
供給電流値ＤＯＬＪＴが制御下限値ＤｏｕＴＬ以下であ
るか否かが判別される（ステップ６５）。制御下限値Ｄ
ＯＬＩＴＬは例えば、電磁弁９の最大定格電流値の１０
％である。ＤｏＵ丁、＜ＤＯＬＪ丁りならば、供給電流
値ＤＯＵＴが制御下限値ＤＯＵＴＬに等しくされ（ステ
ップ６６）、今回の補正値１ｏｕｖｎが前回の補正値［
ｏ　ＬＩ　Ｔ　ｎ−＋に等しくされてＲＡＭ３１の記憶
位置ａ、に記憶される（ステップ６４）、ＤＯＵＴ≧Ｄ
ＯＬＪＴＬならば、ステップ６１において算出された供
給電流値ＤＯＬＪＴが維持され今回の補正値１ｏｕｒｎ
がそのままＲＡＭ３１の記憶位置ａＩに記憶される（ス
テップ６７）。このように供給電流値ＤＯＵＴが定まる
と、供給電流値ＤＯＬＪＴが駆動回路２８に対して出力
される（ステップ６８）。

駆動回路２８は電磁弁９のソレノイド９ａに流れる電流
値を電流検出用抵抗によって検出してその検出電流値と
供給電流値ＤＯＵＴとを比較し、比較結果に応じて駆動
１−ランジスタをオンオフすることによりソレノイド９
ａに電流を供給する。

よって、ソレノイド９ａには供給電流値ＤＯＵＴの？ｆ
ｆｉ流が流れ、第５図に示すように電磁弁９のりニアリ
ティの良好な領域のみにおいてソレノイド９ａに流れる
電流値に比例した量の吸気２次空気が吸気マニホールド
４内に供給されるのである。

また供給電流値ＤＯＬＩＴが０″の場合には電磁弁９が
閉弁して吸気２次空気の供給が停止される。

なお、タイムカウンタＡがステップ５５においてリセッ
トされて初期値からの計数が開始された後、所定時間Δ
ｔ１が経過していないとステップ５４において判別され
たならば、直ちにステップ６１が実行され、この場合、
前回の本ルーチンの実行によって算出された補正値１ｏ
ｕｖｎが今回の補正値１ｏｕＴｎとしてＲＡＭ３１の記
憶位置ａｌから読み出される。

なＪ３、上記した本発明の実施例においては、リニア型
の電磁弁を備えた吸気２次空気供給Ｖｌ＠について説明
したが、Ｍ磁開閉弁を吸気２次空気供給通路に備え所定
周期毎に電磁開閉弁の開弁時間Ｔｏｕ下（−基準開弁時
間ＴＢＡＳｅ十補正値１ｏｕｖｎ） を専出しその開弁時間ＴｏＵ］だ【プ電磁開閉弁を開弁
さＵる吸気２次空気供給装置にも本発明を適用すること
ができる。この場合、算出した開弁時間１００丁が制御
上限値ＴＯＩＪＴＨ以上のときには開弁時間ＴＯＵＴを
制御上限値Ｔｏ　Ｕ　Ｔ　ｌ−１に等しくしかつ前回の
補正値Ｉ・ＯＵ　Ｔ　ｎ−＋を今回の補正値１ｏｕｖｎ
として記憶する。また算出した開弁時間ＴＯＬＪＴが制
御下限値Ｔｏ　Ｕ　Ｔ　Ｌ以下のときには開弁時間ＴＯ
ＬＪＴを制御下限値Ｔｏ　Ｕ　Ｔ　Ｌに等しくしかつ前
回の補正値１　ｏ　ｕ　Ｔ　ｎ−＋を今回の補正値１ｏ
ｕｖｎとして記憶する。

１且立蓋星 以上の如く、本発明の吸気２次空気供給装置においては
、エンジンの運転状態に応じたＤＢＡＳＥ、ＴｅＡｓ＋
：等の基準信号を設定し、所定周期毎にエンジン排気成
分ａ度に応じて基準信号の補正値を増減しかつ基準信号
レベルを補正値に応じて補正して電磁弁の開度を制御す
るＤｏｕｙ、ＴＯＬＪＴ等の制御信号を得て、その制御
ｉｔ信号レベルが制御上限値以上のときには制御信号を
制御上限１１ｔｉに等しくして出力し、制御信号レベル
が制御下限値以下のとぎには制御信号を制御下限値に等
しくして出力しかつ制御信号レベルが制御上限値以上及
び制御下限値以下の少なくとも一方になるときには補正
値を保持することが行なわれる。よって、エンジンに供
給される２次空気流量がリニアに変化する電磁弁の使用
範囲のみを用いた空燃比制御を行なうことができる。ま
た電ｌａ問ｍ弁の場合にはデユーティ比が１００％付近
の値になることが、リニア電磁弁の場合には最大電流値
付近の値になることが生じないので供給混合気の空燃比
のオーバーリーンが回避され運転性の悪化、失火等を防
止することができる。また酸素濃度センサ等が故障して
も空燃比フィードバック制御中に電磁弁が閉弁又は開弁
し続けることが防止されるので空燃比が目標空燃比から
大きく変動した異常状態を回避することができるのであ
る。

更に、ｎ出した制御信号レベルが制御上限値以上又は制
御下限値以下になるときに補正値の増減が続けて行なわ
れると補正値が通常の空燃比制御時に変化する範囲の値
から離れた値になっている可能性が高いので補正値を保
持することにより算出した制御信号レベルが制御上限値
以下又は制御下限値以上に戻ったときにおける供給混合
気の空燃比の急変を防止することができ、運転性の向上
が図れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は第１図
の装置中の制御回路の具体的構成を示すブロック図、第
３図はＣＰＵの動作を示すフロー図、第４図はＲＯＭに
書き込まれたデータマツプを示す図、第５図は電磁弁へ
の供給電流値と吸気２次空気供給ｍとの関係を示す図で
ある。 主要部分の符号の説明 ２・・・・・・エアクリーナ ３・・・・・・気化器 ４・・・・・・吸気マニホールド ６・・・・・・絞り弁 ７・・・・・・ベンチュリ ８・・・・・・吸気２次空気供給通路 ９・・・・・・リニア型ｆｆ１ｌ弁 １０・・・・・・絶対圧センサ １１・・・・・・クランク角センサ １２・・・・・・冷却水温センサ １４・・・・・・ＰＩＩ素濃度センサ １５・・・・・・杖気マニホールド ３３・・・・・・触媒コンバータ 出願人　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　弁理士　　藤村元彦 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃エンジンの気化器絞り弁下流の吸気管内に連通する
   吸気２次空気供給通路と、エンジンの運転状態に応じて
   基準信号を設定し所定周期毎にエンジン排気成分濃度に
   応じて前記基準信号の補正値を増減しかつ前記基準信号
   レベルを該補正値に応じて補正して制御信号を得て出力
   する制御手段と、前記吸気２次空気供給通路に設けられ
   前記制御手段から出力された前記制御信号レベルに応じ
   た吸気２次空気供給量を得る電磁弁とを含み、前記＆制
   御手段は前記制御信号レベルが制御上限値以上のときに
   は前記制御信号を前記制御上限値に等しくして出力し、
   前記制御信号レベルが制御下限値以下のときには前記制
   御信号を前記制御下限値に等しくして出力し、かつ前記
   制御信号レベルが前記制御上限値以上及び制御下限値以
   下の少なくとも一方になるときには前記補正値を保持す
   ることを特徴とする吸気２次空気供給装置。