JPS62284943A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は触媒コンバータを備えた内燃機関の空燃比制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

触媒コンバータを備えた内燃機関では、空燃比制御装置
を設け、混合気の空燃比が理論空燃比となるように閉ル
ープ制御している。そして、エンジン低温時の触媒の活
性化のため、低温時には二次空気を触媒コンバータの上
流に導入するシステムが設置される。二次空気導入作動
時には空燃比は開ループ制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

触媒コンバータを備えた車両では、減速走行からアイド
ル運転に移行した場合や、車庫入れのように低速時アク
セルペダルの踏込みと解放を繰り返すような運転を継続
すると、少しの時間の経過後に触媒具が発生する問題点
がある。これは次の理由による。即ち、アクセルペダル
を戻すと、エアフローメータのオーバシュートに基づく
リーンスパイクの発生を防止するため、燃料の増量が行
われる。アクセルペダルを戻した直後は触媒中に保持さ
れる０２によって空燃比は丁度良い状態に保持されるが
、その後暫く経過すると０２がなくなるため、触媒具が
出てくる。

この発明は、触媒コンバータにおける触媒具の解消を図
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によれば、第１図に示すように、排気管ｌに触
媒コンバータ１ａを配置した内燃機関において、触媒コ
ンバータの上流への二次空気の導入を制御する手段２と
、内燃機関に導入される混合気の空燃比を制御するため
の手段３と、空燃比制御手段３により制御される空燃比
を閉ループ制御する手段４と、空燃比制御手段３により
制御される空燃比を開ループ制御する手段５と、エンジ
ン運転状態が閉ループ制御条件か開ループ制御条件かを
判別する手段６と、閉ループ制御条件か開ループ制御か
に応じて閉ループ制御手段４と間ループ制御手段とを切
り替える手段７と、触媒コンバータ１ａに異臭が発生す
るエンジンの運転条件を検出する手段８と、該運転条件
において開ループ制御手段５を作動させるとともに、二
次空気導入手段２を作動させる手段９とを具備している
。

〔実施例〕

第２図において、１２はピストン、１４はコふクティン
グロッド、１６は燃焼室、１８は点火栓、２０は吸気弁
、２１は吸気ポート、２２は排気弁、２３は排気ポート
である。吸気ボー１−２１は吸気管２４、サージタンク
２６、スロットル弁２８を介してエアフローメータ３０
に接続される。排気ポート２３は排気マニホルド３２、
排気管３４を介して触媒コンバータ３６に接続される。

燃料インジェクタ３８は各気筒毎において吸気ボート２
１の近傍の吸気管２４に取付られる。

４０はディストリビュータで、共通電極は点火装置４２
の点火コイルに接続される。また分配電極は各気筒の点
火栓１８に接続される。

二次空気４人システムはリード弁４４を備えた、所謂エ
アサクション・システムである。リード弁４４はその上
流側が空気フィルタ４６に接続され、下流は二次空気制
御弁４８及びエアサクション通路５０を介して排気マニ
ホルド３２に接続される。

二次空気制御弁４８は常態では閉じており、冷間時には
開放され、二次空気を導入することにより触媒コンバー
タにおける触媒の活性を促進するためのものである。す
ｉド弁４４は二次空気制御弁４８の上流に設置されてい
るため、リード弁４４の弁体部及び弁座部への排気ガス
中のカーボン或いは凝縮水の付着が防止される。カーボ
ンや凝縮水の付着があると、排気ガスの逆流により熱害
の虞れがあるが、これを防止することができる。

二次空気制御弁４８は、この実施例では、負圧により駆
動されるもので、ダイヤフラム５４を備え、ダイヤフラ
ム５４は負圧通路５６を介して電磁切替弁５８に連結さ
れる。切替弁５８はダイヤフラム５４を空気フィルタ６
０に連通ずる位置と、サージタンク２６に連通ずる位置
とで切り替わる。

常態では、切替弁５８はダイヤフラム５４を大気圧側に
接続し、このとき二次空気制御弁４８は閉弁するため二
次空気の導入は行われない。切替弁５８を励磁すること
によりダイヤフラム５４は負圧に連通され、二次空気制
御弁４８が開弁され、二次空気の導入が行われる。

制御回路６４はこの発明による空燃比制御を行なうため
のものであり、マイクロコンピュータシステムとして構
成される。制御回路６４はマイクロプロセシングユニッ
ト（ＭＰＵ）６６と、メモ１Ｊ６８と、入力ポードア０
と、出力ポードア２と、これらの要素を接続するバス７
４とより構成される。人力ポードア０は各センサに接続
され、エンジン運転条件信号が入力される。エアフロー
メータ３０からは吸入空気ＩＱに応じた信号が入力され
る。ディストリビュータ４０にはクランク角センサ７２
．７４が取付けられ、分配軸の回転、即ちクランク軸の
回転に応じたパルス信号が得られる。即ち、第１のクラ
ンク角センサ７２はエンジンの１回転、即ち７２０°Ｃ
Ａ毎のパルス信号Ｇを発生し、第２のクランク角センサ
７４は３０”ＣＡ毎のパルス信号を発生し、エンジン回
転数ＮＥを知ることができる。

空燃比センサ（例えば０２センサ又はリーンセンサ）７
５は排気管３４において二次空気導入通路５０の下流で
、触媒コンバータ３６の上流に設置される。空燃比セン
サ７５は成るべく排気マニホルド３２から離れて設置さ
れ、排気ガスの熱的な影響から遮断することができる。

水温センサ７６はエンジンのウォータジャケットに設置
され、エンジン冷却水の温度に応じた信号ＴＨＷを発生
する。ＬＬスイッチ７８はスロットル弁２８に連結され
、スロットル弁２８がアイドル位置のときＯＮ、それ以
外のときＯＦＦされる。また、プレーキスインチ８０は
足ブレーキ８２が踏まれたときＯＮ、それ以外でＯＦＦ
となる。

車速センサ８４は車両速度■に応じた信号を発生するも
ので、例えば、変速機の出力軸上に設置することができ
る。

メモリ６８にはこの発明に従って空燃比制御及びエアサ
クション制御を行なうためのプログラムが格納される。

出力ポードア２は、燃料インジェクタ３８、電磁切替弁
５８、更に点火装置４２のイグナイタに接続される。

以下制御回路６４の作動をフローチャートによって説明
する。第３図は燃料噴射量（ＴＡＵ）の演算ルーチンを
示す。このルーチンは燃料噴射を開始すべき、例えば吸
気行程の初めのクランク角度をクランク角センサ７２．
７４からの信号によって検知することにより実行が開始
される。ステップ１００では基本噴射ｆｆ１Ｔｐの演算
が、Ｔｐ−ｋｘＱ／ＮＥ によって実行される。ｋは定数である。

ステップ１０２では燃料噴射量ＴＡＵの演算がＴＡＵ−
ＦＡＦ　（１＋α）β＋ｒ＋Ａによって演算される。こ
こにＦＡＦは空燃比フィードバックによる補正係数であ
る。Ａは減速時のエアフローメータ３０のオーバシュー
トによるリーンスパイクを防止するための減速増量を示
す。

また、α、β、Ｔはこの発明と直接関係しない他の補正
係数、補正量を代表的に示すものである。

ステップ１０４では演算された燃料噴射量信号ＴＡＵが
出力ポードア２より出力される。そのため、演算された
量の燃料がインジェクタ３８より噴射される。

第４図は空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの演算ル
ーチンであり、このルーチンは一定時間毎に実行される
。ステップ１０６ではフラグＦＸ＝１か否か判別される
。このフラグＦＸは後述のエアサクション制御ルーチン
によりエアサクション実行時に“ｌ”とセットされ、エ
アサクションを行わない通常時は“Ｏ”とりセントされ
る。

エアサクション実行時はステップ１０８に進み、フィー
ドバック補正係数ＦＡＦ−１とされる。そのため、空燃
比は開ループ制御（非フイードバツク制御）となる。

エアサクション非実行時はステップ１０６よりステップ
１１０に進み、空燃比センサ７５からの信号０ｘ＝１か
否か判別される。空燃比が理論空燃比又は設定空燃比よ
りリッチのときは空燃比をリーン側に動かすためステッ
プ１１２に進み、ＦＡＦが６１だけデクリメントされる
。空燃比が理論空燃比よりリーンのときは空燃比をリン
チ側に動かすため、ステップ１１０より１１４に進み、
ＦＡＦが６２だけインクリメントされる。ステップ１１
２，１１４における閉ループ制御（フィードバック制御
）により空燃比は所定値に制御される。

第５図は減速増量の演算ルーチンを示す。このルーチン
も一定時間毎に実行されるルーチンである。ステップ１
１５ではＬＬスイッチ７８がＯＮか否か、即ちスロット
ル弁２８がアイドル位置か否か判別される。アイドル位
置とすれば、ステ。

ブ１１６に進み、前回ＬＬスイッチがＯＦＦか否か判別
される。スロットル弁２８がアイドル位置に戻されたと
きステップ１１６よりステ７プ１１７に進み、減速増量
Ａは初期値に制御される。

次にこのルーチンに入ったときステップ・１１６よリス
テップ１１８に進み減速増量がａだけデクリメントされ
る。ステップ１１９ではＡ≦Ｏか否か判別され、Ｙｅｓ
のときはステップ１２０でＡ＝０に固定される。この第
５図のルーチンではスロ・シトル弁２８がアイドル位置
に戻されたとき徐々に０に向けて減少する減速増量Ａが
得られる。この増量は、スロットル弁をアイドルに戻す
ときエアフローメータ３０の検出値のオーバシェードに
よって生ずる吸入空気量の過大を修正し、リーンスパイ
クを補償するものである。

第６図はエアサクション制御ルーチンを示すものであり
、このルーチンも一定時間毎に処理されるルーチンであ
る。ステップ１２１ではエンジン水温ＴＨＷが所定値Ｔ
ｏより大きいか否か判別される。エンジン冷間時にはＴ
ＨＷ≦Ｔｏであるので、ステップ１２１よりステップ１
２２に進み、電磁弁５８に駆動信号が印加される。その
ため、吸気管負圧がダイヤフラム５４に作用され、二次
空気制御弁４８は開弁される。そのため、空気フィルタ
４６からの二次空気がリード弁４４より、二次空気４人
通路５０を介して排気マニホルド３２に導入される。ス
テップ１２４ではニアサクションフラグＦＸ＝１とされ
る。その結果、空燃比は間ループ制御（ＦＡＦ＝１）と
なる（第４図のステップ１０８）。

エンジンの暖機時はＴＨＷ＞ＴＱであるのでステップ１
２１よりステップ１２６に進み、ＬＬスイッチ７８がＯ
Ｎか否か判別される。スロットル弁２８がアイドル位置
にあるときは後述のステップ１２８．１３０を介してス
テップ１３２に進み、フラグｆＬＬ＝１とされる。ステ
ップ１３４ではブレーキスイッチ８０がＯＮか否か判別
される。

足ブレーキが作動中はステップ１３６に進み、減速増量
ＡがΔだけ減量される。ブレーキが踏まれたときに増量
を減量せしめても、減速時における“シャクリ感”や“
ガクガク惑゛を防止することができる。

ステップ１３８では車速Ｖが所定値、例えば４ｋｍより
小さいか否か判別される。■≦４ｋｍのときはアイドル
運転時と判断される。このときはステップ１４０に進み
、カウンタＣがインクリメントされる。このカウンタＣ
はアイドル運転への移行からの時間を計測している。ス
テップ１４２ではカウンタＣの値≧所定値Ｃ１か否か判
別される。この所定値Ｃ１はアイドル運転に移行後触媒
臭が発生し始める時間、例えば３０秒、に設定される。

触媒臭が発生し初めるまでの時間が経過していないとき
はステップ１４４に進み、電磁弁５８は消磁され、ダイ
ヤフラム５４は大気圧側６０に連通される。そのため、
二次空気制御弁４８は閉弁されエアサクションは行われ
ない。また、ステップ１４６でフラグＦＸ＝０とされる
。

そのため閉ループ制御となる（第４図のステップ１１２
、　１１４）　。

アイドル運転に移行してから触媒臭が発生し始める時間
が経過するとステップ１４２よりステップ１２２に進み
、二次空気制御弁４８が開弁され、エアサクションが実
行される。二次空気の導入により触媒コンバータ３６で
の空気不足状態が解消され、触媒臭が無くなる。

次に車庫入れのようにアクセルペダルの少しの踏込みと
解放とを繰り換えず運転時のエアサクションについて説
明する。アクセルペダルを踏み込むときはＬＬスイッチ
７８がＯＮとなるのでステップ１２６よりステップ１２
８に流れ、ｆＬＬ＝０か否か判別される。前回このルー
チンの実行時、アクセルペダルが踏まれていた場合はフ
ラグｆＬＬ＝０であり（ステップ１６０）、アクセルペ
ダルの踏込み状態から解放状態への切り替わりのときは
ステップ１２８の判断結果はＹｅｓとなり、ステップ１
３０に進み、アクセルペダルの踏込み一解放の繰返し回
数のカウンタＬＬのインクリメントが実行される。

■≧４ｋｍであるから、ステップ１３８よりステップ１
５０に進み、車速Ｖ＜２４ｋｍか否か判別される。車庫
入れの場合はＶ＜　２４　ｋｍと考えられるのでステッ
プ１５０よりステップ１５２に進みカウンタＬＬ≧２か
否か判別される。アクセルペダルの踏込み一解放の繰返
し回数が１回のみのときはステップ１５２よりステップ
１４４に分岐し、エアサクションは停止され、空燃比は
閉ループ制御される。

アクセルペダルの踏込み一解放の繰返し回数が２回以上
のときはステップ１５２よりステップ１５４に進み、カ
ウンタＣがインクリメントされる。カウンタＣは、ここ
では、アクセルペダルの踏込み一解放が２回繰り換えさ
れてからの経過時間を計測するものである。ステップ１
５６ではカウンタＣの値が車庫入れ等の際に触媒臭が出
始めるまでの時間、例えば６秒、に応じた所定値Ｃ２よ
り大きいか否か判別される。その時間が未経過のときは
ステップ１４４に進み、エアサクションの停止、空燃比
閉ループ制御が維持される。そして、その時間が経過す
るとステップ１５６でＹｅｓとなるのでステップ１２２
に進み、エアサクションが開始され、空燃比は間ループ
制御に切り替わる。そのため、触媒臭の発生を抑制する
ことができる。

尚、ＬＬスイッチ７８がＯＦＦのときはステップ１６０
に進み、フラグｆ　ＬＬ−０とされる。

また、アイドル運転でないとき、または車庫入れ操作等
のアクセルペダルの踏込み一解放を繰り返す運転時でな
いときはステップ１５０よりステップ１６２に進み、カ
ウンタＬＬかりセットされ、ステップ１６４でカウンタ
Ｃがリセットされる。

第７図はアイドル運転時における作動を説明するタイミ
ング図である。時刻ｔ１でアイドル運転に入るとＬＬス
イッチはＯＮに維持される（イ）。

車速■は０である（口）。カウンタＣはアイドル運転の
開始からインクリメントを初め、時刻Ｌ２になり、３０
秒経過すると、即ちＣ＝Ｃ４になると、電磁弁５８は作
動され（へ）、エアサクションが開始され、且つフラグ
ＦＸがリセットされ、空燃比は開ループ制御になる（ト
）。

第８図は車庫入れ等においてアクセルペダルの踏込み一
解放を繰り返す運転の場合の作動を示す。

アクセルペダルの踏込み一解放を繰り返すとＬＬスイッ
チ７８は０ＮＯＦＦを繰り返す（イ）。

そのため、車速Ｖも増減を繰り返す（ロ）。そして、繰
返しの度にフラグＬＬがインクリメントされる（ハ）。

２回目の繰返しになるとく時刻ｔ３）カウンタＣはイン
クリメントを開始しく二）、Ｃ−ｃ２となり、６秒経過
すると（時刻ｔ４）、電磁弁５８は作動され、エアサク
ションが開始され（ホ）、かつフラグＦＸがリセットさ
れ、開ループ制御に切替えられる。

〔発明の効果〕

この発明では走行後アイドル放置したり、アクセルペダ
ルの０Ｎ−ＯＦＦを繰返し的に行なう車庫入れのような
運転においてエアサクションを行わせるとともに空燃比
を開ループ制御に切り替えることにより、触媒臭の発生
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す図。 第２図はこの発明の実施例の構成を示す図。 第３図から第６図は第２図の制御回路の作動を説明する
フローチャート。 第７図はアイドル運転時の作動を説明するタイミング図
。 第８図は車庫入れ時の作動を説明すタイミング図。 ２４・・・吸気管、　　　２８・・・スロットル弁、３
０・・・エアフローメータ、　３４・・・排気管、３６
・・・触媒コンバータ、 ３８・・・燃料インジェクタ、　　４４・・・リード弁
、４８・−・二次空気制御弁、 ５８・・・電磁切替弁、　　　　６４・・・制御回路、
７２．７４・・・クランク角センサ、 ７６・・・水温センサ、　７８・・・ＬＬスイッチ、８
０・・・ブレーキスイッチ。 第３図 第４図 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 排気管に触媒コンバータを配置した内燃機関において、 触媒コンバータの上流への二次空気の導入を制御する手
   段、 内燃機関に導入される混合気の空燃比を制御するための
   手段、 空燃比制御手段により制御される空燃比を閉ループ制御
   する手段、 空燃比制御手段により制御される空燃比を開ループ制御
   する手段、 エンジン運転状態より閉ループ制御条件か開ループ制御
   条件かを判別する手段、 閉ループ制御条件か開ループ制御かに応じて閉ループ制
   御棒手段と開ループ制御手段とを切り替える手段、 触媒コンバータに異臭が発生するエンジンの運転条件を
   検出する手段、 該運転条件において開ループ制御手段を作動させるとと
   もに、二次空気導入手段を作動させる制御手段より成る
   内燃機関の空燃比制御装置。