JPS6254976B2 - - Google Patents

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JPS6254976B2
JPS6254976B2 JP56140645A JP14064581A JPS6254976B2 JP S6254976 B2 JPS6254976 B2 JP S6254976B2 JP 56140645 A JP56140645 A JP 56140645A JP 14064581 A JP14064581 A JP 14064581A JP S6254976 B2 JPS6254976 B2 JP S6254976B2
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JP
Japan
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temperature
control
lean
exhaust gas
air
Prior art date
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Expired
Application number
JP56140645A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5848743A (ja
Inventor
Takao Niwa
Takeshi Gono
Shiro Nagasawa
Yasuo Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, NipponDenso Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP14064581A priority Critical patent/JPS5848743A/ja
Publication of JPS5848743A publication Critical patent/JPS5848743A/ja
Publication of JPS6254976B2 publication Critical patent/JPS6254976B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の触媒劣化防止装置に係り、
特に、部分リーンシステムを採用した内燃機関の
触媒劣化防止装置に関する。
排気ガス規制と燃費低減を満たす有効な手法と
して、三元触媒を用いて排気ガス中の3成分であ
るCO,HC,NOXを同時に酸化還元反応させ、排
気ガスを浄化する方式が用いられている。かかる
排気ガス中の3成分に対し同時に高い浄化率で働
かせるためには、常に理論空燃比の近傍(ウイン
ドウ内)でエンジンを運転しなければならない。
このために排気ガス中の酸素濃度を検出するO2
センサの出力信号を燃料供給系にフイードバツク
信号としてかけ、空燃比がウインドウ内に収まる
ようにしている。
ところで、エンジンの全運転領域でフイードバ
ツク制御を行つた場合、燃費が悪化する領域が生
じる。そこで、軽負荷領域においては、リーン側
に空燃比を移すと共に該領域でのフイードバツク
制御を停止し、オープンループ制御を行う所謂部
分リーンシステムが採用されている。
このように部分リーンシステムを採用して空燃
比制御を行う場合の三元触媒は、フイードバツク
制御実行時には三元触媒として機能し、リーン制
御時には酸化触媒として機能する。また、三元触
媒はリーン雰囲気で且つ高温度下で使用すると触
媒の劣化が急激に進む性質がある。さらに、三元
触媒はフイードバツク制御域で用いるよりも、リ
ーン雰囲気で用いる方が低い温度で劣化する性質
がある。この場合、温度上昇を招く原因として
は、吸入空気量の増大、高回転運転等である。
従つて、部分リーンシステムにおいては、リー
ン領域で排気ガスの温度が上昇すると、この温度
がフイードバツク領域で三元触媒を劣化させる温
度より低いにも拘らず、三元触媒を劣化させる恐
れがあり、本システムの採用に支障を及ぼしてい
る。
なお、フイードバツク制御領域における三元触
媒の劣化を防止するために排気ガスの温度を低下
させて触媒の温度上昇を抑制する技術が特開昭52
−153030号で提案されているが、この技術では燃
費向上については何ら留意されていない。
本発明の目的は、三元触媒が劣化される直前ま
でリーン制御を可能として部分リーン制御域を拡
大し、以て燃費の向上を図ることができる内燃機
関の触媒劣化防止装置を提供するにある。
本発明は、部分リーンシステムを採用した空燃
比制御システムにおける三元触媒の劣化を防止す
べく、三元触媒の下流の排気ガス温度を検出し、
該検出温度がリーン領域において予め設定した第
1の設定温度以上の場合には、リーン制御からフ
イードバツク制御に切替え、更に前記検出温度が
第1の設定温度よりも高い第2の設定温度以上の
場合には、前記フイードバツク制御からリツチ増
量制御に切替えるようにしたものである。
すなわち第1図に示すように、基本噴射時間T
P(=K・Q/N、但しKは比例定数、Qは吸入空気 量、Nはエンジン回転数であり、TPは吸気管負
圧MVに比例する)によつてエンジンの運転状態
(リーン制御域:LN、フイードバツク制御域;
F/B、全負荷制御域:VL)を判定し、第2図
に示されるように、本来はリーン制御域とされる
領域(Z)でも排気ガス温度が所定温度幅内(X
℃以上Y℃未満の領域)にあるときには、リーン
制御によらずフイードバツク制御として触媒を正
常に機能させてその劣化を防止し、更に温度が高
くなつた場合(Y℃以上)にはリツチ増量制御
(OTP)として排気ガスの温度を低下させて触媒
の温度上昇を抑制し、その劣化を防止するもので
ある。なお、各モードにおける空燃比(A/F)
は、例えば、LN=16〜20,F/B=ストイキ、
VL=12〜13及びOTP=13〜14の各値である。
また、前記X℃はリーン制御域LNにおける三
元触媒の要求温度(この温度を越えると三元触媒
の劣化を早める。)に略等しい排気ガス温度であ
り、前記Y℃はフイードバツク制御域F/Bにお
ける前記と同様の排気ガス温度である。
第3図は本発明の実施例の概略を示す構成図で
ある。
第3図において、1はエンジン、2はエアクリ
ーナ、3は吸気管、4はスロツトルバルブ、5は
インジエクタ、6は排気マニホールド、7は排気
管、8は吸気量を検出するエアフローメータに内
蔵されたポテンシヨメータ式の吸気量センサ、9
は吸気温度を検出する吸気温センサ、10はエン
ジン冷却水温を検出する水温センサ、11はエン
ジン1のクランク軸の回転速度に応じた周波数の
パルス信号を出力する回転速度センサ、12は
O2センサ、13は三元触媒装置、17は排気温
センサ、20は制御装置である。
空気はエアクリーナ2を介して吸気管3に該吸
気管3内の負圧によつて取込まれる。吸入空気量
はスロツトルバルブ4によつてコントロールさ
れ、インジエクタ5により噴射される燃料と混合
され、エンジン1の燃焼室に送られる。燃焼した
排気ガスは排気管7に設けられた三元触媒13に
よつて浄化される。インジエクタ5により噴射さ
れる燃料量は、インジエクタに設けられた電磁弁
(図示せず)を制御回路20によつて制御するこ
とにより調節される。この制御を行うための情報
は、吸気量センサ8、吸気温センサ9、水温セン
サ10、回転速度センサ11、O2センサ12、
および排気温センサ17の各センサの出力信号で
ある。制御回路20としてはデスクリートに構成
することもできるが、空燃比制御以外の他の処理
も行える利点を考えるとマイクロコンピユータを
用いるのが有利である。
第4図は制御回路20にマイクロコンピユータ
を用いた場合の詳細ブロツク図である。
制御回路20は、中央処理装置(CPU)10
0にバス150を介して回転数カウンタ101、
割込み制御部102、デジタル入力ポート10
3、アナログ入力ポート104、タイマー10
5、RAM(ランダムアクセスメモリ)106お
よびROM(リードオンリーメモリ)107の入
力関係とメモリ部が接続されると共に、カウンタ
108および電力増幅部109の各々が接続され
る。各回路に対しては電源回路110より所要の
電圧が供給されている。回転数カウンタ101は
エンジン回転数を出力する回転速度センサ11よ
りのパルス数をカウントすると共に、エンジン回
転に同期して割込み制御部102に割込み指令信
号を出力する。割込み制御部102は割込み指令
信号を受けるとバス150を介してCPU100
に割込み信号を出力する。すなわち、エンジンの
1回転に1回エンジン回転数を測定し、その測定
の終了時に割込み制御部102に割込み指令信号
を供給し、これを受けて割込み制御部102は割
込み信号を発生し、CPU100に燃料噴射量の
演算を行う割込み処理ルーチンを実行させる。デ
ジタル入力ポート103はスタータ(図示せず)
の作動をオン・オフするスタータスイツチ14か
らのスタータ信号等のデジタル信号をCPU10
0に伝送し、また、アナログ入力ポート104は
アナログマルチプレクサとA/D変換器とより構
成されて、吸気量センサ8、吸気温センサ9、冷
却水温センサ10、O2センサ12および排気温
センサ17からの各信号をA/D変換し順次
CPU100に読み込ませる機能を有している。
ROM107はプログラムおよび各種の定数等を
記憶している読出し専用メモリである。カウンタ
108はレジスタを備えた燃料噴射時間制御用カ
ウンタであつて、ダウンカウンタとしての機能を
有し、図示の各種のセンサの出力に基づいて
CPU100で演算されたインジエクタ5の開弁
時間、すなわち燃料噴射量を表わすデジタル信号
を実際のインジエクタ5の開弁時間を与えるパル
ス時間のパルス信号に変換するものである。電力
増幅部109はカウンタ108の出力信号に基づ
いてインジエクタを駆動する機能を有する。な
お、タイマ105は経過時間を測定してCPU1
00に伝達するものであり、電源回路110への
電源供給はキースイツチ15を介してバツテリ1
6よりなされる。
第5図は制御回路20により処理を示すフロー
チヤートである。ステツプ41で現時点の基本噴
射時間Tpと全負荷域(スロツトル全開域)の設
定値Tpnとを比較し全負荷制御域にあるか否かを
判定する。全負荷状態であれば、ステツプ42で
燃料増量制御(VL)演算を実行する。Tpn>Tp
であればステツプ43に移り、フイードバツク制
御域であるか否かを判定する。その判定は、フイ
ードバツク制御域(F/B)とリーン制御域
(LN)との境界点の基本噴射時間Tpdと実際の基
本噴射時間Tpとの比較により行われ、Tp≧Tpd
であればフイードバツク制御域であると判定し、
ステツプ44に移つて排気温度Tが第2の設定温
度Y℃(例えば800℃)以上か否かを判定してス
テツプ45のフイードバツク制御演算あるいはス
テツプ46の燃料増量制御(OTP)演算を実行
する。すなわち、T≧Y℃であれば第2図に示す
OTP領域で空燃比を制御し、Y℃>Tであれば
本来のフイードバツク制御とする。一方、ステツ
プ43でTpd>Tpが判定された場合には、リー
ン制御域にあることになる。そこで、ステツプ4
7で排気温度Tが第1の設定温度X℃(例えば、
600℃)以上か否かを判定し、T<X℃のときに
はステツプ48によつて本来のリーン制御を行
う。また、T≧X℃のときにはステツプ44によ
つてさらにT≧Y℃か否かを判定し、Y℃以上で
あればOTP領域と判断してOTP制御を行う。さ
らにY℃未満であればX℃以上Y℃未満の間にあ
るものと判断し、F/B制御を実行する。ステツ
プ42,45,46及び48の処演算終了後はス
テツプ49に移り、所要の補正量セツトを行つた
のち総ての処理を終了する。
以上より明らかな如く本発明によれば、排気温
度検出値に応じて最適な空燃比制御を行うことに
より、三元触媒の劣化を防止しつつ燃費の向上を
図ることができる。また、かかる制御により、触
媒の入ガス低減及び触媒の暖機対策を不要にする
ことができることからも燃費の改善を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は基本噴射時間と空燃比との相対図、第
2図は本発明の制御原理説明図、第3図は本発明
の実施例の概略を示す構成図、第4図は本発明に
係る制御回路20の詳細ブロツク図、第5図は本
発明の処理フローチヤートである。 1……エンジン、5……インジエクタ、11…
…回転速度センサ、12……O2センサ、13…
…三元触媒装置、17……排気温センサ、20…
…制御回路、100……中央処理装置(CPU)、
101……回転数カウンタ、102……割込み制
御部、106……RAM、107……ROM、10
8……カウンタ、109……電力増幅器、150
……バス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排気ガス中の酸素濃度を検出し三元触媒のウ
    インドウ内に空燃比をフイードバツク制御すると
    共に予め考慮した負荷領域では前記フイードバツ
    ク制御を中止し空燃比をリーン領域で制御する部
    分リーンシステムを採用して運転される内燃機関
    において、前記三元触媒の下流に排気ガス温度を
    検出する温度検出器を備え、リーン制御モードに
    あつて前記温度検出器の検出値が予め定めた第1
    の設定温度以上のときには、リーン制御から前記
    フイードバツク制御に切替えると共に、前記検出
    温度値が前記第1の設定温度より高い第2の設定
    温度以上のときには前記フイードバツク制御から
    リツチ増量制御に切替えることを特徴とする内燃
    機関の触媒劣化防止装置。
JP14064581A 1981-09-07 1981-09-07 内燃機関の触媒劣化防止装置 Granted JPS5848743A (ja)

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JPS5848743A JPS5848743A (ja) 1983-03-22
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0535052Y2 (ja) * 1989-07-28 1993-09-06

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DE59800036D1 (de) * 1998-01-09 1999-11-04 Ford Global Tech Inc Leckageueberwachung bei einer Abgasebehandlungsanordnung eines Verbrennungsmotors
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JPS52153030A (en) * 1976-06-16 1977-12-19 Nissan Motor Co Ltd Prevention system of overheating of catalyzer

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JPS5848743A (ja) 1983-03-22

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