JPS62248861A - 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】 ■ｉ羞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且且ｌ 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ｌＩ痕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
御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の吸気管内
に連通する吸気２次空気供給通路に流量調整弁を設けて
酸素濃度センサの出力レベルに応じて流量調整弁の開閉
、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５５−３５３３号公報）。

このような従来の吸気２次空気供給装置においては、エ
ンジンの減速時には吸気管内の負圧が急上昇するため吸
気管内壁面に付着した燃料が気化し供給混合気の空燃比
がリッチ方向に変化する。

しかしながら、供給された付着燃料は未燃焼成分として
排出されるので排気系に設けられた触媒が排気未燃焼成
弁に対して過剰に反応して触媒の温度が過渡に上昇する
という問題点があった。また、吸気管内の負圧が急上昇
するためエンジンオイルの消費が多くなるという問題点
もあった。

１凰五１１ そこで、本発明の目的は、減速時のエンジンオイルの消
費量の低減及び触媒温度の過上背を防止することができ
る吸気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、吸気２次空気供給通
路に設けられた流量調整弁と、絞り弁下流の吸気管内圧
力を検出する検出手段とを有し、エンジンの運転状態に
応じて吸気管内圧力の目標値を設定し検出手段によって
検出された吸気管内圧力の検出値と目標値との偏差に応
じて流量調整弁を制御することを特徴としている。

支−蓋−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ｖ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には絞り弁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には流量調整弁としてリニア型
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
対圧セン勺、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の排気
マニホールド１５に設けられ排気ガス中の酸素濃度に応
じた出力する酸素１１１センザである。酸素濃度センサ
１４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だめに触媒コン
バータ３３が設けられている。

電磁弁９、絶対圧センサ１０、クランク角センサ１１、
水温センサ１２及び酸素濃度センサ１４は制御回路２０
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、酸素濃度センサ゛１４及び車速センサ
１６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を経た各センサ出力の１つを選択的
に出力するマルチプレクサ２２と、このマルチプレクサ
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２４と、波形整形回路２４か
らパルスとして出力されるＴＤＣ信号の発生間隔をり０
ツクパルス発生回路（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
ィジタル演算を行なうＣＰＵ　（中央演算回路）２９と
、各種の処理プロ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。電磁弁９
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電源電圧が供給される。マルチ
プレクサ２２、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、Ａ／Ｄ変換器２３から吸気マニ
ホールド４内の絶対圧、冷却水温、排気ガス中の酸素濃
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３
２を介して各々供給される。ＣＰＬＪ２９は後述の如く
所定周期Ｔ１（例えば、５０ｓ＋５ｅｃ）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への供給電流値ＤＯＬＩＴを
データとして算出□し、その算出した供給電流値り。

ＬＪＴ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ＤＯＵＴ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ＣＰｔＪ２９の動作フロー図に従って
詳細に説明する。

ＣＰＵ２９は、先ず、割込信号発生毎に減速サブルーチ
ンを実行する（ステップ５０）。その後、運転状態か車
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
を判別する（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
と判別したならば、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Ｄｏｕ工を０″
に等しくする（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したならば、電磁弁９
への供給電流値の基準電流値Ｄｅ　Ａ　Ｓ　Ｅを設定す
る（ステップ５３）。ＲＯＭ３０には第４図に示すよう
に吸気マニホールド内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎ
ｅとから定まる基準電流値ＤＢＡＳＥがＤＢＡＳＥデー
タマツプとして予め書き込まれているので、ＣＰＵ２９
は絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎｅとを読み込み、読
み込んだ８値に対応する基準電流値ＤＢＡ　ＳＥをＤＢ
ＡＳＥデータマツプから検索する。次に、ＣＰＵ２９の
内部タイマカウンタＡ（図示せず）の計数時間が所定時
間Δｔ１だけ経過したか否かを判別する（ステップ５４
）。

所定時間Δｔ１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がリセットされて計数を開始した
時点から所定時間Δｔｌが経過したならば、タイムカウ
ンタＡをリセットしかつ初期値から計数を開始させる（
ステップ５５）。すなわち、ステップ５５の実行により
タイムカウンタ八が初期値より計数を開始した後、所定
時間Δｔ１が経過したか否かの判別がステップ５４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の計数を開始させると、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１ｒｃｔｆより大であ
るか否かを判別する（ステップ５６）。すなわち、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。１０２＞Ｌｒｅｒ
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を算出する（ステップ５７）。減算値ＩＬは定数
ＫＩｓエンジン回転数Ｎｅ及び絶対圧ＰＢＡを互いに乗
算（Ｋ＋　　−Ｎｅ　−Ｐｅ　Ａ　）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
よって算出した補正値１ｏｕＴｎを前回の補正値１ｏｕ
ｖｎ→としてＲＡＭ３１の記憶位＠ａ　＋から読み出し
、読み出した補正＠　Ｉ　ｏ　Ｕ　Ｔ　ｒ＋−＋から減
算値ＩＬを差し引いてその算出値を今回の補正値１ｏｕ
Ｔｎとする（ステップ５８）。一方、ステップ５６にお
いてＬＯ２≦１ｒｅｒ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を算出する（ステップ５９
）。加算値ＩＲは定数に２　　（≠に１）、エンジン回
転数Ｎｅ及び絶対圧ＰＢＡを互いに乗算（Ｋ２　・Ｎｅ
−ＰＢＡ）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。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した補正値Ｉｏ
ｕＴｎを前回の補正値１　ｏ　ｕ　Ｔ　ｎ−＋としてＲ
ＡＭ３１の記憶位置ａ１から読み出し、読み出した補正
値１ｏｕＴｎ→に加算値ＪＲを加算しその算出値を今回
の補正値ｌ０ＵＴｎとする（ステップ６０）。こうして
補正値１ｏｕＴｎがステップ５８又は６０において算出
すると、その補止値１ｏｕｒｎとステップ５３において
設定した基準電流値ＤＢＡＳＥとを加算してその加算結
果を供給電流値ＤＯＵＴとしＲＡＭ３１の記憶位置ａ２
に記憶する（ステップ６１）。このように供給電流値Ｄ
ｏｕｒが定まると、供給電流値ＤＯＵＴが駆動回路２８
に対して出力される（ステップ６２）。

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Ｄｏｕ丁とを比較し、比較結果に応じて駆動
トランジスタをオンオフすることによりソレノイド９ａ
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の電流
が流れ、第５図に示すようにソレノイド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ＤＯＵＴ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
ｕ丁ｎが今回の補正値１ｏｕＴｎとしてＲＡＭ３１の記
憶位置ａ１から読み出される。

次に、本発明に係わる減速サブルーチンについて説明す
る。

ＣＰＵ２９は、第６図に示すように先ず、エンジン回転
数Ｎｅを読み出しそのエンジン回転数Ｎｅが所定回転数
ＮＤＥＣ＋（例えば、３０００　ｒ。

ｐ、＋ｅ）以上か否かを判別する（ステップ７１）。

Ｎｅ≧ＮＤＥＣ＋の場合には、絶対圧ＰＢＡを読み出し
その絶対圧ＰＢＡが所定圧Ｐａ　ｏ　Ｅ　ｃ　１（例え
ば、１７０　ｓＩＩｌｎｇ）以下か否かを判別する（ス
テップ７２）、Ｐ８Ａ≦ＰＢＤＥＣ＋ならば、減速状態
であるのでフラグＦＤＥＣが１″に等しいか否かを判別
する（ステップ７３）。フラグＦＤＥＣは減速サブルー
チンの実行毎に後述のように設定され、減速時にはＦｏ
ＥＣ＝１、非減速時にはＦＤＥＣ＝Ｏとされる。Ｆｏ　
Ｅ　Ｃ＝Ｏのときには前回の減速サブルーチンの実行時
に減速状態でなかったので絶対圧ＰＢＡが所定圧ＰＢＤ
Ｅｃａ（例えば、１６０＋ｕａＨｇ）以下か否かを判別
する（ステップ７４）、Ｐ８Ａ≧Ｐａ　Ｄ　Ｅ　Ｃ３な
らば、ＲＡＭ３１の記憶位置ａ２に記憶された値を前回
の供給電流値Ｄｏｕｖｎ−＋とじて読み出し供給電流値
Ｄ　ｏ　ＬＪ　Ｔ　１−１を今回のＩ項値Ｉｏｎとして
ＲＡＭ３１の記憶位置ａ３に書き込み（ステップ７５）
、また供給電流値Ｄｏｕｖｒ＋−＋を今回の供給電流１
ｉ１Ｄｏ　ｕ　ｒとすると共にＲＡＭ３１の記憶位置ａ
２に書き込む（ステップ７６）、Ｐａ　Ａ　＜ＰａＤＥ
Ｃ３ならば、所定圧ＰＢＤＥＣ３から絶対圧ＰＥＡを減
算することにより偏差ΔＰａ　Ｄ　Ｅ　Ｃを算出する（
ステップ７７）。その後、偏差ΔＰａＤＥＣに定数Ｋｐ
　（例えば、２０）を乗算しその算出値をＰ項値ｌａｐ
としくステップ７８）、ＲＡＭ３１の記憶位置ａ３に記
憶された値を前回の■項値１　ｏ　ｎ−＋とじて読み出
して偏差ΔＰａ　Ｄ　Ｅ　Ｃに定数に■　（例えば、２
０）を乗算して前回の■項値１　ｏ　ｎ−＋を加算しそ
の算出値を今回のＩ項値■Ｄｎとすると共にＲＡＭ３１
の記憶位１１ａａに書き込む（ステップ７９）、そして
、Ｐ項値ｌａｐと１項値Ｉｏｎとを加算することにより
今回の供給電流値ＤＯＵＴを算出しＲＡＭ３１の記憶位
置ａ２に書き込む（ステップ８０）。ステップ７３にお
いて、ＦＤＥＣ＝１のときには前回の減速サブルーチン
の実行時に減速状態であったので直ちにステップ７７な
いし８０を実行して偏差ΔＰａＤＥＣ％Ｐ項値Ｉｅｐ、
Ｉ項値Ｉｏｎ及び供給電流値ＤＯＵＴを算出する。

一方、ステップ７１において、Ｎｅ＜Ｎｏ　Ｅ　Ｃ１の
場合には、絶対圧ＰＢＡを読み出しその絶対圧ＰＥＡが
所定圧ＰＢＤＥＣ２（例えば、１３０議−■９、ただし
、ＰＢＤＥＣＩ　＞ＰＢＤＥＣ２）以下か否かを判別す
る（ステップ８１）。ＰＢＡ≦Ｐａ　Ｄ　Ｅ　Ｃ２なら
ば、減速状態であるのでフラグＦＤＥＣが“１″に等し
いか否かを判別する（ステップ８２）。ＦＤ　Ｅ　Ｃ＝
Ｏのときには前回の減速サブルーチンの実行時に減速状
態でなかったので絶対圧ＰＥＡが所定圧ＰＢＤＥＣ４（
例えば、１２０　ｓｍＨｇ、ただし、Ｐ８ＤＥＣ３＞Ｐ
ＢＤＥＣ４）以下か否かを判別する（ステップ８３）。

ＰＢＡ≧Ｐａ　Ｄ　Ｅ　Ｃ４ならば、ステップ７５．７
６を実行してＩ項ＩＩ　Ｉ　ｏ　ｎ及び供給電流値ＤＯ
ＵＴを設定する。ステップ８２においてＦＤＥＣ＝１、
又はステップ８３においてＰＢＡ＜Ｐ８ＤＥＣ４ならば
、所定圧Ｐａ　Ｄ　Ｅ　Ｃ４から絶対圧ＰＢＡを減算す
ることにより偏差ΔＰａ　Ｄ　Ｅ　Ｃを算出する（ステ
ップ８４）。その後、ステップ７８ないし８０を実行し
てＰ項値１ｓｐ、１項値Ｉｏｎ及び供給電流値ＤＯＵＴ
を算出する。このように供給電流値ＤＯＬＩＴが定まる
と、ステップ６２を実行して電磁弁９の開度を制御し減
速時の吸気２次空気をエンジン５に供給する。

よって、減速時には上記動作を繰り返すことによりＮｅ
≧ＮＤＥＣ＋ならば、吸気マニホールド内絶対圧ＰＢＡ
が所定圧ＰＢＤＥＣ３の目標値に等しくなるように制御
され、Ｎｅ＜Ｎｏ　Ｅ　Ｃ＋ならば、吸気マニホールド
内絶対圧ＰＢＡか所定圧Ｐｅ　Ｄ　Ｅ　Ｃ４の目標値に
等しくなるように制御されるのである。

また、ステップ７２においてＰＢＡ＞ＰＢＤＥｃｌなら
ば、或いはステップ８１においてＰＢＡ＞Ｐ８ＤＥＣ２
ならば、減速状態でないのでＩ項値１ｏｎＯに等しくて
ＲＡＭ３１の記憶位＠ａ３に書き込み（ステップ８５）
、ステップ５１に戻る。

なお、上記した本発明の実施例においては、ステップ７
５にてＩｏ　ｎ　＝Ｄｏ　ｕ　ｖ　ｎ−＋とすることに
より１項値１’ｏｎの初期化が行なわれているが、これ
に限らず、■項値Ｉｏｎをエンジン回転数Ｎｅに応じた
値に、又は基準電流値ＤＢＡｓ　Ｅとその基準電流値Ｄ
ＢＡＳＥの補正値とを乗算した値に初期化しても良いの
である。

また、上記した本発明の実施例においては、流量調整弁
としてリニア型の電磁弁を備えた吸気２次空気供給装置
について説明したが、電磁開閉弁を吸気２次空気供給通
路に備え所定周期毎に電磁Ｒ閉弁の開弁時間ＴＯＬＪＴ
（＝基準開弁時間ＴＢＡＳＥ十補正値１ｏｕＴｎ　）を
算出しその開弁時間ＴＯＵＴだけ電磁開閉弁を開弁さぜ
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。

１肚夏夏１ −１６　＝ 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て吸気管内圧力の目標値を
設定し吸気管内圧力の検出値と目標値との偏差に応じて
流量調整弁によって吸気２次空気供給量をフィードバッ
ク制御することにより減速時に吸気管内負圧が非常に大
きくなることが防止される。よって、吸気管内壁の付着
燃料の気化量が従来より減少して供給混合気の空燃比の
オーバリッチを防止することができるので触媒温度の急
上昇及びエンジンオイルの消費量の減少を図ることがで
きるのである。

【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図及び第６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次空気供給量との関係
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・・・・・・リニア型電磁弁 １０・・・・・・絶対圧センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃エンジンの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、該吸気２次空気供給通路に設けられ
   た流量調整弁と、前記絞り弁下流の吸気管内圧力を検出
   する検出手段と、エンジンの運転状態に応じて前記吸気
   管内圧力の目標値を設定し前記検出手段によって検出さ
   れた吸気管内圧力の検出値と目標値との偏差に応じて前
   記流量調整弁を制御する制御手段とを含むことを特徴と
   する吸気２次空気供給装置。