JP2576487B2 - 内燃機関の供給燃料制御装置 - Google Patents
内燃機関の供給燃料制御装置Info
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- JP2576487B2 JP2576487B2 JP62043058A JP4305887A JP2576487B2 JP 2576487 B2 JP2576487 B2 JP 2576487B2 JP 62043058 A JP62043058 A JP 62043058A JP 4305887 A JP4305887 A JP 4305887A JP 2576487 B2 JP2576487 B2 JP 2576487B2
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- secondary air
- air supply
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
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- F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の供給燃料制御装置に関する。
排気ガス中に含まれるHC,COおよびNOxの有害成分を浄
化するため、エンジンの排気系に三元触媒が設けられる
ことがあり、このようなエンジンにおいて、三元触媒を
有効に作用させるため排気ガスは理論空燃比に制御され
る。しかし、例えば冷間時あるいは減速時には、HCおよ
びCOを低減するために排気系に二次空気が供給されて空
燃比がリーン状態に制御され、また高負荷運転時等に
は、触媒が過熱状態になってその浄化性能が低下するの
を防止するため、吸気系における燃料供給量が増量（以
下、OT増量という）されて空燃比がリッチ状態に制御さ
れる。
化するため、エンジンの排気系に三元触媒が設けられる
ことがあり、このようなエンジンにおいて、三元触媒を
有効に作用させるため排気ガスは理論空燃比に制御され
る。しかし、例えば冷間時あるいは減速時には、HCおよ
びCOを低減するために排気系に二次空気が供給されて空
燃比がリーン状態に制御され、また高負荷運転時等に
は、触媒が過熱状態になってその浄化性能が低下するの
を防止するため、吸気系における燃料供給量が増量（以
下、OT増量という）されて空燃比がリッチ状態に制御さ
れる。
もし、二次空気供給機構のバルブに排気ガス中の異物
がかみ込んで、このバルブが閉塞しなくなり、二次空気
が常時導入される状態になった場合、OT増量が実行され
ると、このOT増量によって発生したHCおよびCOと空気と
が高温の触媒に同時に供給されることになる。この結
果、触媒における反応が急激に進み、これにより触媒が
過熱状態になって、熱劣化をきたすという問題が生じ
る。
がかみ込んで、このバルブが閉塞しなくなり、二次空気
が常時導入される状態になった場合、OT増量が実行され
ると、このOT増量によって発生したHCおよびCOと空気と
が高温の触媒に同時に供給されることになる。この結
果、触媒における反応が急激に進み、これにより触媒が
過熱状態になって、熱劣化をきたすという問題が生じ
る。
なお、特願昭61−255743号において、この問題とは逆
に、二次空気供給時に所定時間以上リッチ状態が継続し
た場合、二次空気供給機構が異常であると判定する内容
の発明が出願されている。
に、二次空気供給時に所定時間以上リッチ状態が継続し
た場合、二次空気供給機構が異常であると判定する内容
の発明が出願されている。
本発明によれば上記問題点を解決するために第１図の
発明の構成図に示されるように、機関に燃料を供給する
燃料供給手段Ａと、機関排気通路Ｂ内に配置された触媒
Ｃよりも上流の排気通路Ｂ内に二次空気を供給可能な二
次空気供給機構Ｄとを備えた内燃機関において、機関高
負荷運転時に燃料供給手段Ａからの供給燃料量を増量し
て混合気の空燃比をリッチにする燃料増量手段Ｅと、燃
料増量手段Ｅによる供給燃料量の増量作用時に二次空気
供給機構Ｄによる二次空気供給作用を停止させる停止手
段Ｆと、停止手段Ｆが二次空気供給作用を停止すべきと
きに二次空気供給作用が行われる異常を検出する異常検
出手段Ｇと、異常検出手段Ｇが異常を検出したときに燃
料増量手段Ｅによる供給燃料量の増量作用を禁止する禁
止手段Ｈとを備えている。
発明の構成図に示されるように、機関に燃料を供給する
燃料供給手段Ａと、機関排気通路Ｂ内に配置された触媒
Ｃよりも上流の排気通路Ｂ内に二次空気を供給可能な二
次空気供給機構Ｄとを備えた内燃機関において、機関高
負荷運転時に燃料供給手段Ａからの供給燃料量を増量し
て混合気の空燃比をリッチにする燃料増量手段Ｅと、燃
料増量手段Ｅによる供給燃料量の増量作用時に二次空気
供給機構Ｄによる二次空気供給作用を停止させる停止手
段Ｆと、停止手段Ｆが二次空気供給作用を停止すべきと
きに二次空気供給作用が行われる異常を検出する異常検
出手段Ｇと、異常検出手段Ｇが異常を検出したときに燃
料増量手段Ｅによる供給燃料量の増量作用を禁止する禁
止手段Ｈとを備えている。
以下図示実施例により本発明を説明する。
第２図は本発明の一実施例を適用したエンジンを示
す。シリンダブロック11に形成されたシリンダボア12に
はピストン13摺動自在に収容され、シリンダヘッド14と
シリンダボア12とピストン13とにより、燃焼室15が形成
される。シリンダヘッド14には吸気ポート16と排気ポー
ト17とが穿設され、吸気ポート16は吸気弁18により、ま
た排気ポート17は排気弁19により、それぞれ開閉され
る。点火栓21はシリンダヘッド14に取付けられ、その電
極を燃焼室15内に臨ませる。点火栓21に連結されたディ
ストリビュータ22には、回転数センサ23が設けられる。
す。シリンダブロック11に形成されたシリンダボア12に
はピストン13摺動自在に収容され、シリンダヘッド14と
シリンダボア12とピストン13とにより、燃焼室15が形成
される。シリンダヘッド14には吸気ポート16と排気ポー
ト17とが穿設され、吸気ポート16は吸気弁18により、ま
た排気ポート17は排気弁19により、それぞれ開閉され
る。点火栓21はシリンダヘッド14に取付けられ、その電
極を燃焼室15内に臨ませる。点火栓21に連結されたディ
ストリビュータ22には、回転数センサ23が設けられる。
吸気ポート16に連通する吸気通路31の上流側には、吸
入空気量を計測するエアフロメータ32が設けられる。ス
ロットル弁33はエアフロメータ32の下流側に配設され、
スロットル弁33の軸にはこのスロットル弁33の開度が所
定値以下になったことを検出するアイドルスイッチ34が
連結される。燃料噴射弁35は吸気通路22の最も下流側に
設けられる。なおシリンダブロック11には、冷却水温を
検出する水温センサ36が取付けられる。
入空気量を計測するエアフロメータ32が設けられる。ス
ロットル弁33はエアフロメータ32の下流側に配設され、
スロットル弁33の軸にはこのスロットル弁33の開度が所
定値以下になったことを検出するアイドルスイッチ34が
連結される。燃料噴射弁35は吸気通路22の最も下流側に
設けられる。なおシリンダブロック11には、冷却水温を
検出する水温センサ36が取付けられる。
吸気ポート17に連通する排気通路41の下流側には三元
触媒42が設けられ、三元触媒42の上流側には排気ガス中
の酸素濃度を検出するO2センサ43が設けられる。二次空
気供給機構44は、排気通路41のO2センサ43よりも上流側
に二次空気を供給するものであり、排気通路41から分岐
して大気に連通する供給管45を有する。供給管45は空気
切換弁46により開閉される。空気切換弁46は弁体46aと
ダイヤフラム46bとばね46cとを有し、弁体46aは、ダイ
ヤフラム46bにより区画される変圧室46dに負圧が導かれ
たとき開弁し、変圧室46dに大気圧が導かれたときばね4
6cの弾発力により閉弁する。変圧室46dに対する負圧も
しくは大気圧の導入は、負圧切換弁47により行なわれ
る。供給管45の最も上流側にはフィルタ48が設けられ、
このフィルタ48と空気切換弁46の間には、空気がフィル
タ48側へ逆流するのを防止するためリード弁49が設けら
れる。二次空気の供給、すなわち負圧切換弁47の切換制
御は後述する制御回路51により行なわれる。
触媒42が設けられ、三元触媒42の上流側には排気ガス中
の酸素濃度を検出するO2センサ43が設けられる。二次空
気供給機構44は、排気通路41のO2センサ43よりも上流側
に二次空気を供給するものであり、排気通路41から分岐
して大気に連通する供給管45を有する。供給管45は空気
切換弁46により開閉される。空気切換弁46は弁体46aと
ダイヤフラム46bとばね46cとを有し、弁体46aは、ダイ
ヤフラム46bにより区画される変圧室46dに負圧が導かれ
たとき開弁し、変圧室46dに大気圧が導かれたときばね4
6cの弾発力により閉弁する。変圧室46dに対する負圧も
しくは大気圧の導入は、負圧切換弁47により行なわれ
る。供給管45の最も上流側にはフィルタ48が設けられ、
このフィルタ48と空気切換弁46の間には、空気がフィル
タ48側へ逆流するのを防止するためリード弁49が設けら
れる。二次空気の供給、すなわち負圧切換弁47の切換制
御は後述する制御回路51により行なわれる。
制御回路51はマイクロコンピュータを有し、二次空気
の供給制御の他、OT増量の制御および二次空気供給機構
44の異常検出を行なう。制御回路51は、マイクロプロセ
シングユニット（MPU）52と、メモリ53と、入力ポート5
4と、出力ポート55とを有し、これらはバス56により相
互に連結される。入力ポート54には回転数センサ23、エ
アフロメータ32、アイドルスイッチ34、水温センサ36、
およびO2センサ43が連結され、また出力ポート55には燃
料噴射弁35、および車両の計器板に設けられた警告灯61
が連結される。
の供給制御の他、OT増量の制御および二次空気供給機構
44の異常検出を行なう。制御回路51は、マイクロプロセ
シングユニット（MPU）52と、メモリ53と、入力ポート5
4と、出力ポート55とを有し、これらはバス56により相
互に連結される。入力ポート54には回転数センサ23、エ
アフロメータ32、アイドルスイッチ34、水温センサ36、
およびO2センサ43が連結され、また出力ポート55には燃
料噴射弁35、および車両の計器板に設けられた警告灯61
が連結される。
第３図は制御回路51によるOT増量の制御ルーチンのフ
ローチャートを示す。この制御ルーチンは一定のクラン
ク角において割込み処理される。
ローチャートを示す。この制御ルーチンは一定のクラン
ク角において割込み処理される。
ステップ101では禁止フラグfPが０か否かを判別し、
禁止フラグfPが０のときOT増量の制御を行なうべくステ
ップ102へ進み、禁止フラグfPが１のとき、OT増量の制
御を禁止すべくステップ102,103を飛ばしてステップ106
へ進む。この禁止フラグfPは、予め０に設定されてお
り、第４図に示す異常検出ルーチンにより、二次空気供
給機構44が異常であると判定されたとき１に定められ
る。禁止フラグfPが０の場合、すなわち二次空気供給機
構44が正常の場合、ステップ102へ進み、吸入空気量Ｑ
が所定値Q0以上か否か、すなわち高負荷運転状態か否か
を判別する。高負荷運転状態か否かは、スロットル弁33
の開度によって判別されてもよい。高負荷運転状態であ
れば、ステップ104へ進んで増量フラグfOTに１を設定し
た後、ステップ105において燃料噴射量を通常の運転状
態よりも増量させる制御（OT増量）を行ない、このルー
チンを終了する。逆に高負荷運転状態でない場合、ステ
ップ103へ進んでエンジン回転数Ｎが所定値No以上の高
回転運転状態か否かを判別し、高回転運転状態であれば
ステップ104,105を実行してOT増量を行ない、高回転運
転状態でなければステップ106へ進んで増量フラグfOTを
０に定め、このルーチンを終了する。ステップ101にお
いて、禁止フラグfPが１の場合、すなわち二次空気供給
機構44が異常の場合、ステップ106へ進んで増量フラグf
OTを０に定める。
禁止フラグfPが０のときOT増量の制御を行なうべくステ
ップ102へ進み、禁止フラグfPが１のとき、OT増量の制
御を禁止すべくステップ102,103を飛ばしてステップ106
へ進む。この禁止フラグfPは、予め０に設定されてお
り、第４図に示す異常検出ルーチンにより、二次空気供
給機構44が異常であると判定されたとき１に定められ
る。禁止フラグfPが０の場合、すなわち二次空気供給機
構44が正常の場合、ステップ102へ進み、吸入空気量Ｑ
が所定値Q0以上か否か、すなわち高負荷運転状態か否か
を判別する。高負荷運転状態か否かは、スロットル弁33
の開度によって判別されてもよい。高負荷運転状態であ
れば、ステップ104へ進んで増量フラグfOTに１を設定し
た後、ステップ105において燃料噴射量を通常の運転状
態よりも増量させる制御（OT増量）を行ない、このルー
チンを終了する。逆に高負荷運転状態でない場合、ステ
ップ103へ進んでエンジン回転数Ｎが所定値No以上の高
回転運転状態か否かを判別し、高回転運転状態であれば
ステップ104,105を実行してOT増量を行ない、高回転運
転状態でなければステップ106へ進んで増量フラグfOTを
０に定め、このルーチンを終了する。ステップ101にお
いて、禁止フラグfPが１の場合、すなわち二次空気供給
機構44が異常の場合、ステップ106へ進んで増量フラグf
OTを０に定める。
第４図は制御回路51による異常検出ルーチンのフロー
チャートを示す。この異常検出ルーチンは一定時間毎、
例えば8msec毎に割込み処理される。
チャートを示す。この異常検出ルーチンは一定時間毎、
例えば8msec毎に割込み処理される。
ステップ111では増量フラグfOTが１か否か、すなわ
ち、現在、OT増量を実行中か否かを判別する。OT増量が
行なわれていないとき、ステップ113へ進んでカウンタC
Oxを０にクリアしてこのルーチンを終了する。OT増量が
行なわれているとき、ステップ112へ進み、O2センサ43
の出力信号に基いて空燃比がリーン状態であるか否かを
判別する。空燃比がリーン状態のとき、二次空気供給機
構44が異常である可能性があり、ステップ114へ進んで
カウンタCOxを１だけインクリメントし、ステップ116へ
進む。これに対し、空燃比がリッチ状態のとき、二次空
気供給機構44は正常であり、ステップ115においてカウ
ンタCOxを０にクリアした後、ステップ116へ進む。ステ
ップ116ではカウンタCOxが設定値以上か否か、すなわち
O2センサ43がリーン信号を出力し続けている時間が設定
値以上か否かを判別する。カウンタCOxが設定値以上の
場合、排気通路41に二次空気が供給されており二次空気
供給機構44が異常である可能性があると判断し、ステッ
プ117において禁止フラグfPに１を設定するとともに、
ステップ118において警告灯61を点灯させ、このルーチ
ンを終了する。一方、ステップ116においてカウンタCOx
が設定値より小さい場合、ステップ117,118を飛ばして
このルーチンを終了する。
ち、現在、OT増量を実行中か否かを判別する。OT増量が
行なわれていないとき、ステップ113へ進んでカウンタC
Oxを０にクリアしてこのルーチンを終了する。OT増量が
行なわれているとき、ステップ112へ進み、O2センサ43
の出力信号に基いて空燃比がリーン状態であるか否かを
判別する。空燃比がリーン状態のとき、二次空気供給機
構44が異常である可能性があり、ステップ114へ進んで
カウンタCOxを１だけインクリメントし、ステップ116へ
進む。これに対し、空燃比がリッチ状態のとき、二次空
気供給機構44は正常であり、ステップ115においてカウ
ンタCOxを０にクリアした後、ステップ116へ進む。ステ
ップ116ではカウンタCOxが設定値以上か否か、すなわち
O2センサ43がリーン信号を出力し続けている時間が設定
値以上か否かを判別する。カウンタCOxが設定値以上の
場合、排気通路41に二次空気が供給されており二次空気
供給機構44が異常である可能性があると判断し、ステッ
プ117において禁止フラグfPに１を設定するとともに、
ステップ118において警告灯61を点灯させ、このルーチ
ンを終了する。一方、ステップ116においてカウンタCOx
が設定値より小さい場合、ステップ117,118を飛ばして
このルーチンを終了する。
上述のように、ステップ116においてカウンタCOxが設
定値以上の場合、すなわちOT増量中にも拘らずリーン状
態が継続している場合、一部の気筒において燃料噴射弁
35がコネクタ外れ等により燃料を噴射しなくなっている
可能性もあるが、本実施例では二次空気供給機構44が異
常であるかもしれないと判断している。もし、二次空気
供給機構44が異常であり、二次空気を供給し続けている
と、三次触媒42にはOT増量によって生じたHCおよびCOと
二次空気とが同時に供給されることとなり、触媒42は、
過熱状態となって熱劣化を生じるおそれがある。そこで
ステップ117において禁止フラグfPを１にセットしてそ
の後のOT増量を禁止するとともに、警告灯61を点灯さ
せ、運転者に異常状態を知らせる。
定値以上の場合、すなわちOT増量中にも拘らずリーン状
態が継続している場合、一部の気筒において燃料噴射弁
35がコネクタ外れ等により燃料を噴射しなくなっている
可能性もあるが、本実施例では二次空気供給機構44が異
常であるかもしれないと判断している。もし、二次空気
供給機構44が異常であり、二次空気を供給し続けている
と、三次触媒42にはOT増量によって生じたHCおよびCOと
二次空気とが同時に供給されることとなり、触媒42は、
過熱状態となって熱劣化を生じるおそれがある。そこで
ステップ117において禁止フラグfPを１にセットしてそ
の後のOT増量を禁止するとともに、警告灯61を点灯さ
せ、運転者に異常状態を知らせる。
しかして本実施例によれば、二次空気供給機構44が異
常状態になったとき、触媒42が過熱状態となって熱劣化
をきたすことが防止され、したがって二次空気供給機構
44の異常が回復した時、触媒はすぐに正常な浄化作用を
発揮することができ、排気ガスエミッションの悪化を防
止することができる。
常状態になったとき、触媒42が過熱状態となって熱劣化
をきたすことが防止され、したがって二次空気供給機構
44の異常が回復した時、触媒はすぐに正常な浄化作用を
発揮することができ、排気ガスエミッションの悪化を防
止することができる。
なお、二次空気供給機構44は本実施例のものに限定さ
れず、エアポンプを有するものであってもよい。
れず、エアポンプを有するものであってもよい。
本発明によれば、混合気の空燃比がリッチ状態のとき
の排気ガスと、二次空気とが同時に触媒に流入するのを
阻止することができるので触媒の過熱および熱劣化を阻
止することができる。
の排気ガスと、二次空気とが同時に触媒に流入するのを
阻止することができるので触媒の過熱および熱劣化を阻
止することができる。
第１図は本発明の構成図、 第２図は本発明の一実施例を適用したエンジンを示す断
面図、 第３図は燃料増量制御ルーチンのフローチャート、 第４図は二次空気供給機構の異常検出ルーチンのフロー
チャートである。 35……燃料噴射弁 41……排気通路 44……二次空気供給機構 51……制御回路
面図、 第３図は燃料増量制御ルーチンのフローチャート、 第４図は二次空気供給機構の異常検出ルーチンのフロー
チャートである。 35……燃料噴射弁 41……排気通路 44……二次空気供給機構 51……制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】機関に燃料を供給する燃料供給手段と、機
関排気通路内に配置された触媒よりも上流の排気通路内
に二次空気を供給可能な二次空気供給機構とを備えた内
燃機関において、機関高負荷運転時に燃料供給手段から
の供給燃料量を増量して混合気の空燃比をリッチにする
燃料増量手段と、該燃料増量手段による供給燃料量の増
量作用時に二次空気供給機構による二次空気供給作用を
停止させる停止手段と、該停止手段が二次空気供給作用
を停止すべきときに二次空気供給作用が行われる異常を
検出する異常検出手段と、該異常検出手段が該異常を検
出したときに燃料増量手段による供給燃料量の増量作用
を禁止する禁止手段とを備えた内燃機関の供給燃料制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043058A JP2576487B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 内燃機関の供給燃料制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043058A JP2576487B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 内燃機関の供給燃料制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63212750A JPS63212750A (ja) | 1988-09-05 |
| JP2576487B2 true JP2576487B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=12653273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62043058A Expired - Fee Related JP2576487B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | 内燃機関の供給燃料制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576487B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5119631A (en) * | 1990-04-18 | 1992-06-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for detecting abnormalities in a secondary air supplier |
| US5113651A (en) * | 1991-04-01 | 1992-05-19 | General Motors Corporation | Air injection system diagnostic |
| JP3060745B2 (ja) * | 1992-09-10 | 2000-07-10 | 日産自動車株式会社 | エンジンの空燃比制御装置 |
| JPH06146867A (ja) * | 1992-11-13 | 1994-05-27 | Toyota Motor Corp | 二次空気供給機構の異常検出装置 |
| US5444978A (en) * | 1993-03-15 | 1995-08-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Catalyst warming up device of an internal combustion engine |
| KR100373258B1 (ko) * | 1997-05-28 | 2003-07-07 | 기아자동차주식회사 | 산소센서를이용한배기가스의가열방지장치및그방법 |
| DE10360481A1 (de) | 2002-12-24 | 2004-09-02 | Denso Corp., Kariya | Sekundärluftzufuhr-Anormalitätserfassungssystem |
| JP4337689B2 (ja) | 2004-08-30 | 2009-09-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| KR101393532B1 (ko) | 2012-07-20 | 2014-05-09 | 기아자동차 주식회사 | 2차 공기 분사 장치를 위한 고장 진단 장치 및 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56143335A (en) * | 1980-04-09 | 1981-11-09 | Toyota Motor Corp | Air fuel ratio control for internal combustion engine |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP62043058A patent/JP2576487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63212750A (ja) | 1988-09-05 |
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