JPS63113111A - 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】 〔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、車庫入れや渋滞のと
きのように低速度アルセルペダルの踏込みと開放を繰り
返すような運転を継続すると、少し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。それからアクセ
ルペダルを踏み込むと加速増量が行われる。アクセルペ
ダルを戻した直後は触媒中に保持されるＯｔによって空
燃比は丁度良い状態に保持されるが、そのアクセルペダ
ルのオン、オフを繰り返すとａｔがなくなるため、触媒
具が出てくる。

この問題点を解決するため、低速でアクセルペダルをＯ
Ｎ、ＯＦＦ繰り返すような車入れ運転時を検出し、二次
空気を導入するとともに空燃比フィードバック制御を中
止するものが提案されている。特願昭６１−１７８９１
８号参照。

この先願では、車庫入れが終了し、シフトレバ−をニュ
ートラルに戻した場合にも、二次空気の導入が継続され
る。この状態は空燃比調整等のエンジン調整を行う運転
時に相当するが、上述のように二次空気導入が行われて
いるとエンジン調整が不可能になる問題点がある。この
発明では車庫入れ終了後の空燃比制御を可能とすること
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、排気管１に触媒コンバータ１ａを配
置した車両用内燃機関において、触媒コンバータ１ａの
上流への二次空気の導入を制御する二次空気導入手段２
と、内燃機関に導入される混合気の空燃比を所定値に制
御する手段３と、触媒コンバータから異臭が発生する車
庫入れのような異臭発生運転条件を検出する手段４と、
異臭発生運転条件において二次空気導入手段を作動させ
る手段５と、異臭発生運転条件がら空燃比調整の行われ
る運転への移行時に二次空気導入手段２の作動を禁止す
る手段６とより成る内燃機関の空燃比制御装置が提供さ
れる。

〔実施例〕

第２図において、１２はピストン、１４はコネクティン
グロッド、１６は燃焼室、１８は点火栓、２０は吸気弁
、２１は吸気ボート、２２は排気弁、２３は排気ポート
である。吸気ボート２１は吸気管２４、サージタンク２
６、スロットル弁２８を介してエアフローメーター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。

二次空気導入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。リ
ード弁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
とで切り替える。

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、入力ポートロ９
と、出力ポードア０と、これらの要素を接続するバス７
１とより構成される、入力ポートロ９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ｉ１Ｑ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７
２　、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°ＣＡ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Ｏｔ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はな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。

車速センサ８４は車両速度Ｖ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。

スイッチ８５はエンジン調整の行われる運転時への移行
を検出し、空燃比制御を再開させるためのもので、変速
機の操作レバーがニュートラル位置に動かされることに
よりＯＮされるスイッチである。また、その車両が手動
変速機付きのものではクラッチが切られたときにＯＮさ
れるスイッチとすることもできる。

メモリ６８にはこの発明に従って空燃比制御及びニアサ
クション制御を行うためのプログラムが格納される。出
力ポードア０は、燃料インジェクタ３８、電磁切替弁５
８、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（Ｔ　Ａ　Ｕ）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７
２　、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では基本噴射量Ｔｐ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＝
ＦＡＦＸＴｐ　　（１＋α）β＋γ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。ここにα、β。

Ｔ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や、加速
時の出力増のための加速増量、及びその他の補正因子を
代表している。

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１０５ではフィードバック条件か否かが判別
される０例えば高負荷時や、低温時はフィードバック条
件ではない。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“０”とリセ
ットされ、エアサクションを行わない通常時は′１”と
セットされる。

非フイードバツク条件のとき又はフィードバック条件で
もニ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（非フィードバック制ａ＞　となる
。

フィードバック条件でニ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はδ１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ッチ
側に動かすため、ステップ１１０より１１４に進み、Ｆ
ＡＦは６つだけインクリメントされる。

ステップ１１２　．１１４における閉ループ＊Ｉ？１ｌ
ｌ（フィードバック制御１）により空燃比は所定値に制
御される。

第５図はニアサクシロ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１２０ではエンジン水温ＴＨＷが所定値Ｔ
Ｉ（例えば１（１）より大きいか否か判別される。ＴＨ
Ｗ≦Ｔ’＋のときは、ステップ１２２に進み、フラグｆ
がリセットされる。このカウンタの意味は後で説明する
。ステップ１２３ではフラグＦＸがセットされる。ステ
ップ１２４では電磁弁５８がＯＦＦされ、そのため二次
空気制御弁４８が閉となり、二次空気導入は停止される
。

ＴＨＷ＜　１０℃で二次空気導入を停止するのは低温時
の触媒加熱の対策である。

ＴＨＷ＞１０℃のときはステップ１２６に進み、ＴＩ（
Ｗが所定値Ｔ　ｚ　（例えば４０℃）以上か否か判別す
る。１０℃＜ＴＨＷ＜４０℃のときはステップ１２６よ
りステップ１２８に進み、フラグＦＸかリセットされ、
そのためフィードバック条件でもフィードバックが禁止
される。ステップ１３０では、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、二次空気導入通路５０を介して排気マニホルド３２
に導入される。これにより暖機促進される。

エンジンの暖機時はＴＨＷ＞７１であるのでステップ１
２６よりステップ１３２に進み、車速Ｖが所定値、例え
ば４ｉより小さいか否か判別される。

■≦４ｋｍのときは、ステップ１３４に進み、カウンタ
Ｃをインクリメントする。ステップ１３６ではＬＬスイ
ッチ７８がＯＦＦか否か、即ち、アクセルペダルがアイ
ドル位置から踏み込まれたか否か判別される。ステップ
１３８では、ＬＬスイッチがＯＮからＯＦＦの切替り、
すなわちその時点がアクセルペダルの踏み込み開始時点
か否か判別される。ステップ１４０ではフラグｆ＝ｏか
否か判別される。このフラグｒは、暖機走行において、
４ｋＩｌ／ｈ以下の最初のアクセルペダルの踏み込み、
即ち車庫入れ、渋滞のような走行に入ると、セントされ
、車速か４ｋｍ／ｈを超えるとリセットされる。

車庫入れのような走行開始時はｆ−０であり、ステップ
１４２に進み、カウンタＣ−０、フラグｆ−１とされ、
以下１２３．１２４に進む。即ち、Ｖ＜４ｋｍ／ｈであ
ってもアクセルペダルの踏み込み直後は、触媒具が発生
しないので、二次空気の導入が未だ行われない。

■＜４ｋｍ／ｈの運転を継続すると、ステップ１３６　
　、１３８　、又は１４０よりステップ１４６に入る。

ステップ１４６ではカウンタＣ≧ＣＯか否か判別してい
る。このカウンタＣはＶ＜４ｋｍ／ｈにおいて、ＬＬス
イッチが最初にＯＮからＯＦＦに切替った後、即ち車庫
入れのような運転状態に入った後の経過後の時間を計測
している。ステップ１４６ではカウンタＣの値〈所定値
Ｃ１のとき、即ち触媒具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１２３．１２４に進み、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、フラグＦＸ＝１とされる。Ｃ≧ＣＯのとき、
即ち触媒具が発生し始める時間が経過するとステップ１
４６よりステップ１４８に進み、カウンタＣ＝Ｃｏに固
定され、次いでステップ１５０に進み、ニュートラルス
イッチ８５がＯＦＦ、即ち変速機のレバーが中立位置以
外の位置であればステップ１２８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、触媒具が無くなる。

ニュートラルスイッチ８５がＯＮのときはステップ１５
０より、ステップ１２３に進みＡ／Ｆフィードバックが
許可され、二次空気導入が禁止される。

この状態は空燃比調整などのエンジン調整が行わ・れる
条件と合致しているが、二次空気導入停止によりエンジ
ン調整が可能になる。

第６図は本発明の詳細な説明するタイミング図である。

時刻ｔ１で減速運転に入るとＬＬスイッチＯＮとなる（
ハ）０時刻ｔ！で車速か４ｋｍ／ｈ以下となり、ｔ、で
停車し、アイドル運転に入る。

ｔ４で発進し、曲線Ａに示すように、車速か直ぐ４ｋｍ
＋／ｈを超える通常の運転時は、ｖｓｖはＯＦＦに維持
され、二次空気導入はされない（ニ）。

車速４ｋｍ／ｈ以下で、アクセルペダルのＯＮ　−ＯＦ
Ｆを繰り返す車庫入れのような運転時（破線Ｂ）は、最
初にＬＬスイッチ７８がＯＮ　−ＯＦＦに切替った後、
即ちｃ−Ｃｏに相当するＴ秒後に（時刻ｔｓ）、電磁弁
５８は作動され（ニ）、エアサクセシッンが開始され、
且つフラグＦＸがリセフトされ、空燃比は開ループ制御
になる。そして、時刻ｔあてニュートラルスイッチ８５
がＯＮになると二次空気導入は停止され、閉ループ制御
が可能となる。

〔発明の効果〕

触媒臭発生防止のため車庫入れ走行状態を検出して二次
空気を導入しているシステムにおいて、ニュートラルを
検出すること等により二次空気の導入を停止させ、これ
によりエンジン調整が支障なく行えることになる。

【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５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６図はこの発明の詳細な説明するタイミング図。 ２４・・・吸気管、　　　　　　２８・・・スロットル
弁、３０・・・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、４
８・・・二次空気制御弁、　６４−・・制御回路、５８
・・・電磁切替弁、 ７２　、７４・・・クランク角センサ、７６・・・水温
センサ、　　　７８・・・ＬＬスイッチ、８５・・・ニ
ュートラルスイッチ。 第３図 第４図 第５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車両用内燃機関にお
   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二
   次空気導入手段、 内燃機関に導入される混合気の空燃比を所定値に制御す
   る手段、 触媒コンバータから異臭が発生する車庫入れのような異
   臭発生運転条件を検出する手段、 異臭発生運転条件において二次空気導入手段を作動させ
   る手段、 異臭発生運転条件からエンジン調整が行われる運転への
   移行時に二次空気導入手段の作動を禁止する手段より成
   る内燃機関の空燃比制御装置。