JPS6318023B2 - - Google Patents

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JPS6318023B2
JPS6318023B2 JP55097359A JP9735980A JPS6318023B2 JP S6318023 B2 JPS6318023 B2 JP S6318023B2 JP 55097359 A JP55097359 A JP 55097359A JP 9735980 A JP9735980 A JP 9735980A JP S6318023 B2 JPS6318023 B2 JP S6318023B2
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JP
Japan
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circuit
air
sensor
operational amplifier
engine
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JP55097359A
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Toshiro Kurihara
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Subaru Corp
Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
Fuji Jukogyo KK
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    • 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
    • F02D41/1486Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
    • F02D41/1488Inhibiting the regulation
    • F02D41/149Replacing of the control value by an other parameter

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)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの排気系に排気ガス浄化用
の三元触媒を具備するものにおいて、吸入混合気
の空燃比を三元触媒が最も有効に働く理論空燃比
付近に常に保つように制御する空燃比制御装置に
関し、特に、エンジンの冷態時における起動直後
走行中の排気有害成分(エミツシヨン)の減少と
走行性の向上を図ることができる空燃比制御装置
に関する。
【従来の技術と問題点】
ガソリンエンジン等の内燃機関の冷態時におけ
る走行中において、エンジンを加速させると吸入
管負圧が浅いため、燃料の霧化が悪くなり、吸入
管壁に燃料が付着することになる。このため、内
燃機関が要求する空燃比に対して実際に吸入する
混合気は薄くなり、息づき(スタンブル)を起し
たり、走行性が悪化することになる。また、上記
状態の直後に減速すると、吸入管負圧は深くなつ
て吸入管壁に付着していた燃料は一度に気化し、
内燃機関に吸入される混合気は要求空燃比に対し
て過濃となり、排気ガス中に含まれる有害成分は
多くなる(エミツシヨンの悪化)。従来のエンジ
ン冷態時における制御は、冷却水温度を検出し、
走行性とエミツシヨンの調和点になるようチヨー
ク等で理論混合気よりも濃い方向に空燃比を設定
できるよう補正していた。しかし、排気有害成分
を減少しようとすれば走行性が犠性となり、走行
性を向上させると排気有害成分が増加することに
なり、両者を同時に満足させることができないも
のであつた。 また特開昭51―87620号公報には、エンジン冷
態時に空燃比のフイードバツク制御をエンジン回
転数、吸気負圧、温度を検出して停止し、基準波
発生回路からのパルスによつて燃料量を制御する
ことが示されている。かかる制御では、エンジン
加減速時における空燃比変化の応答性が悪いとい
う問題がある。さらに低温時における暖機時の空
燃比制御として、特開昭54―121号公報がある。 なお、従来の構成ではエンジン冷態時におい
て、空燃比補正を例えば40%のデユーテイ比に固
定させ、変動させないよう制御していた。 本発明は、上述の問題点に鑑み、エンジン冷態
時において、排気有害成分の減少と走行性の向上
を同時に満足させることができる空燃比制御装置
を提供するものである。
【問題点を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、排気ガス
中の酸素濃度により空燃比を検出するO2センサ,
エンジンの温度を検出する温度センサ,エンジン
の負荷状態を検出するスロツトルセンサ、これら
の上記各サンサからの信号を入力して電磁弁駆動
用の制御信号を出力する制御回路、気化器の空気
補正通路に設けられて上記制御回路からの信号に
より開閉する上記電磁弁を具備し、上記制御回路
を、上記O2センサからの入力信号に基づいて混
合気のリツチ・リーンを判断して積分回路に出力
する判断回路と、上記積分回路からの積分信号と
三角波発生回路からの三角波信号を入力してパル
ス波を駆動回路に出力する比較回路と、上記温度
センサおよび上記スロツトルセンサからの出力を
入力して上記積分回路に出力する補正回路とで構
成し、上記積分回路のオペアンプ負側入力端を上
記判断回路に、出力端を上記比較回路に接続する
と共に、上記オペアンプ正側入力端と上記出力端
との間にコンデンサを接続して積分器として構成
し、上記補正回路にはリレーが設けられ、上記リ
レーのリレーコイルを上記温度センサに接続し、
上記リレーコイルによつて作動する第1接点と第
2接点とを有し、上記第1接点の一端を抵抗を介
し上記オペアンプ正側入力端へ、他端を上記出力
端へ接続し、上記第2接点の一端を上記オペアン
プ正側入力端へ、他端を可変抵抗からなる上記ス
ロツトルセンサに接続し、エンジン冷態時以外に
は上記O2センサの出力により混合気を理論空燃
比に収束するよう制御し、エンジン冷態時には上
記スロツトルセンサによつて混合気の空燃比を変
化させるよう制御するように構成されている。
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。 第1図において本発明の装置の概略を説明する
と、符号1はエンジン本体2の上流側に連設され
る気化器であり、この気化器1のフロートチヤン
バ3からベンチユリー4のノズル5に至るメイン
燃料通路6の途中のエアブリード7に空気補正通
路8が連通している。また、メイン燃料通路6か
ら分岐してスロツトル弁9の付近に開口するスロ
ーポート10に至るスロー燃料通路11の途中の
エアブリード12にも空気補正通路13が連通し
ている。そしてこれらの各空気補正通路8,13
に開閉用の電磁弁14,15が設けられ、この電
磁弁14,15の吸入側がエアクリーナ16を介
して大気に連通している。次いでエンジン本体下
流側の排気管17には排気ガス浄化用三元触媒の
コンバータ18が介設され、それよりエンジン本
体側にO2センサ19が排気ガス中の酸素濃度に
より空燃比を検出すべく設けられている。 一方、スロツトル弁9にはその弁開度を検出す
る負荷センサとしてのスロツトルセンサ20が設
けられ、エンジン2の側壁には冷却水の水温によ
つて開閉する水温センサ21が設けられ、これら
のセンサ19,20の信号が制御回路22に入力
され、この制御回路22から出力する信号で電磁
弁14,15を或るデユーテイ比で開閉すること
で、空気補正通路8,13、エアブリード7,1
2を介して燃料系に適量の空気を補給して混合気
の空燃比をリーンにしたり、その空気補給量を減
じて空燃比をリツチにするようになつている。 この制御回路22の内部は第2図に示す構成そ
しており、O2センサ19の出力は波形整形回路
23、判断回路24を経て積分回路25に入力し
ている。この積分回路25にはその動作を切換え
る補正回路26が接続してあり、補正回路26に
はスロツトルセンサ20、水温センサ21の出力
が接続してある。前記積分回路25には比較回路
27が接続してあり、比較回路27には三角波発
生回路28の三角波出力信号が入力しており、両
信号を比較した出力は駆動回路29に接続してあ
り、駆動回路29の駆動信号は電磁弁14,15
に接続してある。 第3図は前記積分回路25と補正回路26の具
体的な電気回路を示すもので、積分回路25には
オペアンプ30が収納してあり、オペアンプ30
の負側入力端には判断回路24が接続してあり、
出力端には比較回路27が接続してある。このオ
ペアンプ30の正側入力端には抵抗R1,R2で分
圧した電圧が印加してあり、正側入力端と出力端
の間にはコンデンサC1,C2が直列に接続してあ
り、積分器として構成させてある。前記補正回路
26にはリレーが収納してあり、リレーコイル3
1には水温が所定温度以上になると開放する水温
センサ21が接続してあり、リレーコイル31に
よつて閉鎖する方向に作動するリレー接点32,
33が設けてある。前記オペアンプ30の正側入
力端と出力端の間には抵抗R3とリレー接点32
が直列に接続してあり、オペアンプ30の正側入
力端にはリレー接点33が接続してある。また、
スロツトルセンサ20は抵抗R4と可変抵抗R5
とより成り、可変抵抗R5はスロツトルバルブ9
によつてその接触子が移動するものであり、この
接触子にはリレー接点33に接続してある。 次に、本実施例の作用を説明する。 まず、エンジン2の冷却水が所定の温度以上
(例えば、50度以上)の時で、水温センサ21が
開放している場合。 エンジン2は適度の温度に暖められており、正
規の回転をしている。このエンジン1からの排気
ガスは排気管17を流れ、三元触媒18で浄化さ
れ、外気に放出される。このとき、排気ガス中の
酸素濃度はO2センサ19により検出され、制御
回路22内の波形整形回路23に入力し、ノイズ
等を除去することで整形され判断回路24に伝え
られる。判断回路24ではO2センサ19からの
入力信号を検討して、混合気がリツチであるかリ
ーンであるかを判断し、その判断結果を積分回路
25に出力する。積分回路25は入力信号を積分
し、比較回路27に出力する(この時、リレース
イツチ32,33は開放している)。比較回路2
7では積分回路25からの積分信号と、三角波発
生回路28で発振させた一定周波数の三角波信号
を入力し、三角波信号と積分信号を重ね合せ、積
分信号のレベルで三角波信号を電気的に切断し、
両信号の交点でオン,オフするパルス波を発生さ
せ、このパルス波を制御信号として駆動回路29
に出力する。駆動回路29は制御信号を増幅し、
電磁弁14,15を開閉させることで混合比を変
動させ、理論空燃比に収束するよう補正している
(電磁弁14,15の制御は比較回路27から出
力されるパルス波のデユーテイ比を変動させるこ
とにより行つている)。 エンジン2の冷却水が所定の温度以下(例えば
50度以下)の時で、水温センサ21が閉成してい
る場合。 この場合、水温センサ21が閉鎖しているため
リレーコイル31に電流が流れ、リレー接点3
2,33はいずれも閉鎖し、オペアンプ30の入
力側と出力側は抵抗R3で接続され、同時に可変
抵抗R5からの電圧がオペアンプ30に印加され
ることになる。前記抵抗R3により、オペアンプ
30は単なる増幅器となり、積分回路25はその
機能において増幅作用しかなくなる。そして、ス
ロツトルバルブ9が回転するに従い、可変抵抗R
5の接触子はその接触位置を変動し、オペアンプ
30の入力端に印加する電圧が比例して変化し、
スロツトルバルブ9の開度が小さい時には印加電
圧は高くなり、スロツトルバルブ9の開度が大き
い時には印加電圧は低くなる。オペアンプ30は
この可変抵抗R5からの電圧を比例的に増幅し、
比較回路27に出力することになる(このとき、
O2センサ19からの検出信号によつてはオペア
ンプ30は作動しない)。比較回路27では、積
分回路25からのスロツトルバルブ9の開度に比
例した電圧と三角波発生回路28からの三角波を
比較し、積分回路25からの信号に比例したデユ
ーテイ比の制御信号を発生する。このため、電磁
弁14,15はスロツトルバルブ9の開度が小さ
い時にはデユーテイ比が大きく、スロツトルバル
ブ9の開度が大きい時にはデユーテイ比が小さく
なる。このため、アクセルを踏込むとエンジン2
に吸入される混合気は濃くなり、加速時には息づ
き(スタンブル)が生じなくなる。また、定常走
行状態においてはスロツトルバルブ9の開度に応
じて混合気は薄くなつていくので、排気ガス中に
含まれる有害成分の量は増加しない。第4図はス
ロツトルバルブ9の開度に対する各部の動作を示
すもので、スロツトルバルブ9が0〜100%の開
度範囲でAに示す様な変化をすると、スロツトル
センサ20の出力電圧は逆比例してBに示すもの
となる。このBの出力波形と三角波をCに示す様
に重ね合せれば、Dに示す制御信号が得られる。
この場合、制御信号Dはスロツトルバルブ9の開
度に比例して小さくなり、スロツトルセンサ20
の電圧範囲を適度に選択することにより、デユー
テイ比を0〜100%の範囲で変化させることがで
きる。 なお、本実施例ではエンジンの負荷をスロツト
ルバルブの開度で検出しているが、この実施例に
限らず、ブーストセンサ等の様に各種の検出手段
を用いることができる。
【発明の効果】
本発明は、上述のように構成したので、 エンジンの冷態時においては、スロツトルセン
サの出力信号によつて気化器の空気補正通路に設
けられた電磁弁を開閉し空気の補給を制御するよ
うにしたので、エンジンの加減速に迅速に応答し
て空燃比を制御することができる。 さらに、冷態時における走行性の向上と排気有
害成分の減少のいずれも満足させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2
図は制御回路のブロツク図、第3図は第2図の一
部さらに詳しく説明した電気回路図、第4図は各
部の動作を示す波形図である。 2……エンジン、14,15……電磁弁、19
……O2センサ、20……負荷センサとしてのス
ロツトルセンサ、21……温度センサ、22……
制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 排気ガス中の酸素濃度により空燃比を検出す
    るO2センサ、エンジンの温度を検出する温度セ
    ンサ、エンジンの負荷状態を検出するスロツトル
    センサ、これらの上記各センサからの信号を入力
    して電磁弁駆動用の制御信号を出力する制御回
    路、気化器の空気補正通路に設けられて上記制御
    回路からの信号により開閉する上記電磁弁を具備
    し、 上記制御回路を、上記O2センサからの入力信
    号に基づいて混合気のリツチ・リーンを判断して
    積分回路に出力する判断回路と、上記積分回路か
    らの積分信号と三角波発生回路からの三角波信号
    を入力してパルス波を駆動回路に出力する比較回
    路と、上記温度センサおよび上記スロツトルセン
    サからの出力を入力して上記積分回路に出力する
    補正回路とで構成し、 上記積分回路のオペアンプ負側入力端を上記判
    断回路に、出力端を上記比較回路に接続すると共
    に、上記オペアンプ正側入力端と上記出力端との
    間にコンデンサを接続して積分器として構成し、 上記補正回路にはリレーが設けられ、上記リレ
    ーのリレーコイルを上記温度センサに接続し、上
    記リレーコイルによつて作動する第1接点と第2
    接点とを有し、 上記第1接点の一端を抵抗を介し上記オペアン
    プ正側入力端へ、他端を上記出力端へ接続し、上
    記第2接点の一端を上記オペアンプ正側入力端
    へ、他端を可変抵抗からなる上記スロツトルセン
    サに接続し、 エンジン冷態時以外には上記O2センサの出力
    により混合気を理論空燃比に収束するよう制御
    し、エンジン冷態時には上記スロツトルセンサに
    よつて混合気の空燃比を変化させるよう制御する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
JP55097359A 1980-07-16 1980-07-16 Air fuel ratio control unit Granted JPS5770939A (en)

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