JPS6397819A - 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
性化のなめ、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配置される。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、軍属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臭が発生する問題点
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、エアフローメーク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。それから加速状態に入ると加速増量が実行され
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
の後アクセルペダルのオン、オフを繰返すと０２がなく
なるため、触媒臭が出てくる。

この問題点を解決するなめ軽負荷領域において２次空気
を導入することが提案されている（実開昭５９−１７７
７５６号）。しかし、２次空気の導入時は、空燃比フィ
ードバック制御が中止されるため、アイドル時の空燃比
がずれ、高地走行時、あるいはエアフローメータの汚れ
などによる計測誤差によって、エミッションが悪化した
り、触媒臭が出たりする問題がある。

〔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１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Ｉ＼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
ジン運転状態より閉ループ制御条件か開ループ制御条件
かを判別し、これらを切り替える手段６と、部分負荷状
態における非アイドル状官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
る制御手段７より成る内燃ｖ１ｒＩＡ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はコ本りティン
グロッド、１Ｇ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は排気ボー１
−である、吸気ボート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。排気ボート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１４
２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り−ド弁４４を備えた、所謂エ
アサクションシステノ、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３６における触媒の活性を促進するためのものである
。

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５１１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はダイヤフラノ５４を空気フィルタ
６ｏに連通する位置と、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はダイヤフラノ、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ノ−５，１は負圧に３１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３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、メモリ６ｓと、入力ポートロ
つと、出力ポードアｏと、これらの要素を接続するバス
７１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＾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苺
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センサスはリーンセンサ）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。

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ＳＰＤ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ブログラノ、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では基本噴射量下りの演算が
、 Ｔｐ＝にｘＱ／ＮＥ によって実行される。には定数である。

ステップ１０２では燃料噴射量ＴＡＵの演算がＴＡＵ＝
ＦＡＦｘＴｐ（１＋（Ｚ）β十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。

γ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
出カポ−１へ７２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。例えば高負荷時や、低温時はフィードバック条
件でない。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、エアサクシコ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１ｔ　（非フィードバック制ｆｌ）
となる。

フィードバック条件でかつ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か苫か判別される。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
ーン側に動がすためステップ１１２に進み、ＦＡＦがδ
、だけデクリ、メン）−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、ＦＡＦがδ２だけイン
クリメントされる。ステップ１１２　、１１４における
閏ループ制御（フィードバック制ｔｎ＞により空燃比は
所定値に制御される。

第５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１２０ではエンジン水温Ｔ　ＨＷが所定値
しより小さいが否が判別される。

ＴＨＷ≦ｂのときはステップ１２２に進み、ＶＳＶ　５
８がＯＮされ、その結果ダイヤフラム５４への負圧導入
によって空燃比υ制御弁４８は開となり、二次空気の導
入が行われる。ステップ１２４ではフラグＦｘがリセッ
トされ、フィードバックが禁止されろく第４図ステップ
１０８）。

ＴＩＩＷ≧ｂのときはステップ１２４に進みＬＬスイッ
チ７８が○Ｎであるか否か判別する。ステップ１２６で
回転数Ｎｅが所定値Ｃより大きいか否か判別する。ステ
ップ１２８で車速ＳＰＤが所定値ｄより大きいか否か判
別する。ＬＬスイッチ７８がＯＮ状官において、回転数
〉Ｃのとき（ステップ１２６でＹｅｓ）、又は車速Ｓ　
Ｐ　Ｄ　＞　ｄのとき、即ち、減速運転時は前記ステッ
プ１２２　、１２４に流れ、二次空気導入、及び空燃比
開ループ制御が実行される。

ＬＬスイッチ７８のＯＮ状態において、Ｎｅ≦Ｃでかつ
ＳＰＤ≦ｄのとき、即ち、アイドル運転時はステップ１
２８よりステップ１３０に進み、■Ｓ■５８がＯＦＦさ
れ、空燃比制御弁４８は閏となり、２次空気の導入は停
止される。ステップではフラグＦｘがセットされ、空燃
比フィードバック制御が許可される（第４図ステップ１
１０　、１１２　、１１４）　。

ＬＬスイッチ７８がＯＦＦのとき、即ち、スロットル弁
がアイドル位置より開放されているときは、ステップ１
３４に進み、第３図のステップ１００で演算される基本
噴射ＭＴｐが所定値ａより小さいか否か判別される。Ｔ
ｐは負荷相当直である。

Ｔｐ＜ａのとき、即ち軽負荷時はステップ１３４よリス
テップ１２２　、１２４に流れ、二次空気導入が実行さ
れ、空燃比フィードバックは禁止される。高負荷時には
ステップ１３４よりステップ１３０　、１３２に流れ二
次空気導入が停止され、空燃比フィードバックが許可さ
れる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、アクセルペダルをアイドル位置より
踏みこんだ低負荷領域において、２次空気を導入するこ
とにより、車庫入れや渋滞のような走行におＣする触媒
具の発生が防止される。一方、触媒具の問題の少いアイ
ドル時には２次空気導入を停止し、空燃比フィードバッ
クを行わせることにより、空燃比の安定が得られる。

第２Ｉ２Ｉは実施例の概略図、 第３図から第５図の制御回路のフローチャート。

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・・・インジェクタ、　　４４・・・リード弁、４
８・・・２次空気制御弁、　６４・・・制御回路、７２
　、７４・・・クランク角センサ、７５・・・０□セン
サ、　　　７８・・・ＬＬスイッチ。

第３目 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
   条件かを判別し、これらを切り替える手段、 部分負荷状態における非アイドル状態において開ループ
   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。