JPS5870036A - 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】 本発明は内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に、０．
センナを用いてフィードバック方式により空燃比制御を
行うに最適な内燃機関の空燃比制御装置に関する。

排気ガス規制と燃費低減という厳しい要求を満たす有効
な手法として、排気ガスの３成分であるＣＯ，ＨＣ，Ｎ
Ｏｘを同時に酸化還元反応させて排気ガスを浄化する三
元触媒を利用する制約方式が開発されている。三元触媒
を排気ガスの３成分に対し、同時に高い浄化率で働かせ
る□ためＫはエンジンを常に理論空燃比近傍のきわめて
狭い範囲で運転するように燃料を供給することが必要で
ある。

この目的のために理論空燃比の近傍で出力電圧が急変す
る性質を持つ０置七ンサを用い【燃料供給系にフィード
バックをかけ、三元触媒の狭いウィンドウの幅に空燃比
を制御する方式が採用されている。

第１図は従来の空燃比制御装置の一例を示すブロック図
である。

エンジンがクランキング状態にあるか否かを検出し、ク
ランキング時ＫＷｋ埋“０“信号を出力するレギレータ
Ｌ端子ｌ、吸気管貴圧が所定値以下になった場合４Ｃ鍮
埋“１“信号を出力する負圧スィツチ２および排ガス中
の残留酸素濃度を検出し空燃比が濃くなると論理′１＃
信号を出力するＯＩセンナ３の各出力は制御部ｌＯに送
出される。レギュレータＬ端子１の出力信号は制御部ｌ
Ｏ内のインバータ１１で反転出力されアンド回路１２に
送出される。更にアンド回路１２には負圧スイッチ２の
出力信号が印加され、両入力が共に鍮埋′１＃信号であ
るときにアンド条件が成立し論理′ＩＩ′信号を出力す
る。このアンド回路１２の出力信号はフィードバック制
御とオープンループ制御とのモード切換信号として活用
されるもので、論理１１′信号出力時にフィードバック
制御が実行されるように比例積分回路１３をコントルー
ルする。

比例積分回路１３は、比例定数設定回路および積分回路
をもって構成され、Ｏ曹センサ３の出力信号を取込んで
気化器における空燃比が理論空燃比の近傍値となるよう
に２次空気導入量をコントロールするための比例−分信
号を出力（アンド回路１２が論理１１ｘ＃ｇ１号を出力
するとぎのみ）し、該比例積分信号をパルス変換回路１
４に出力する。

パルス変換回路１４は比例積分信号をデユーティパルス
烈信号に変換し、駆動回路１５を駆動してニアコントｏ
−ルバルプを制御する電磁弁４を制御する。

このよ５な構成における重要部品であるＯ童センナ３は
、チェープ状く形成されたジルコエヤ素子の内１１に大
気を導入すると共に外側を排気ガスにさらし、チューブ
内外の酸素濃度差により起電力を発生するものであり、
理論空燃比を境界として濃い方では論理５１′信号を出
力し、薄い方では鍮堀＃Ｏ“信号を出力する急峻な変化
特性を有している。しかしながら、かかる特性は通常の
エンジン駆動状態において実現するものであって、例え
ば高出力状賭からアイドリング状ＩＩＭＫ移り、このア
イドリンク状態を長く続けたような場合には、０雪セン
？３の温度が低下し、空燃比の値に応じて８１２図の如
くに変化する。

第２図は空燃比Ａ／Ｆが１４．５の場合のＯ鵞センサ出
力特性であり、実−はフィードバック制御な示し、一点
鎖線はオープンループ制御を示している。第２ｖＡより
明らかな如く安定領域（例えば、３００℃附近）より下
がると、リッチ・り一ン判定亀圧ｖ１を越えセンナ出力
はり−ン（Ａ／Ｆが薄）からリッチ（Ａ／Ｆ値が濃）状
態に移る特性となり、空燃比状態としてはリーン状ｓＫ
なゆればならないにも拘わらずリッチ状態に強制的に移
りフィードバック制御が開始され、実線物性の如くとな
る。

この場合のフィードバック制御は、Ｏｌセンサ３の応答
が遅いために周期の長い制御となり、空燃比制御はハン
チング状態を呈するものとなり、ときにはストールする
こともある。以上の如き弊害は０まセンナを用いるシス
テムの総てにおいて問題となるものである。

本発明の目的は、０！センナが冷えることによる誤作動
の影響を防止し、上記した従来の欠点を解消した内燃機
関の空燃比制御装置を提供するにある。

すなわち本発明は、ベース空燃比がリーン状態で、かつ
０．センサが低下しつつあるときには出力電圧は零ボル
ト附近から徐々に上昇するととに着目し、リッチ・リー
ン判定電圧ＶＪより低いレベルに毛二タ電圧ＶＭを設定
し、このモニタ電圧ＶＭを越えたあと一定時間（モニタ
時間）内に次の立上り電圧がモニタ電圧ＶＭを横切ると
きに限りフィードバック制御を実行するようにしたもの
である。

そこで第３図に示す蛾＜、リッチ・リーン判定電圧ＶＪ
よりも下位レベルにモニタ電圧ＶＭを設定すると共に−
ｖ：ニタ時間Ｔ１を設定する。そして、リーフ側からリ
ッチ側への立上り電圧がモニタ電圧ＶＭを横切ってから
モニタ時間ＴＩ以内に再度立上り電圧が横切らない場合
にフィードバックを停止（オープンループ）させ、ハン
チングを防止する。フィードバックを停止しても、もと
もとの状態かり一ンであるため間組は生じない。

一方、第４図の如く、例えばＡ／Ｆが１λ５のリッチ状
態においては、リーン状ＵＫおける制御周期Ｔ、に比べ
て、リッチ状態における制御周期Ｔ、は相当に短い。そ
こで、モニタ時間Ｔ、をＴ。

〉ＴＩ〉Ｔ−のよ５に遍ぶことＫより、リーン状態にお
いても誤作動を防止することができる。

第５図は本発明の実施例を示すブロック図である。＃！
５図においては第１図に示したと同一部材であるものに
は同一符号を付している。第５図に示すよ５に本発明は
、０倉センナ３の出力信号がモニタ電圧ＶＭを越えると
きく出力信号を発生するモニタ判定回路１６、該モニタ
判足回路１６の出力信号が発生してから一定時閲の間論
理“ｌ“信号を発生するタイマ回路１７を設けると共に
東に従来の２人力信号に加えタイマ回路１７の出力信号
の各々を入力信号とするアンド回路１８、をアンド囲路
１２０代りに設けたものである。

リーン状態においてＯ１竜ンナ３の出力が徐々に上昇し
、モニタ電圧ＶＭを越えるとモニタ判定四路１６は論理
１１Ｎ信号を発生する。この０１号発生とともにタイマ
ｉｌｌ！Ｉｊｌ１７は計時を開始し、予め定めたモニタ
時間Ｔ、の期間において出力信号を発生する。−万、ア
イドリング状１１においては、インバータ１１および負
圧スイッチの各出力信号は共ＫＭ埋１１′信号を出方し
ており、タイマ回路１７の出力信号が１１ルベルにある
限りアンド回路１８はアンド条件が成立する。しかし、
モニタ時間ＴＩ内に褥度０諺七ンｔ３の出力信号が１、
低いレベルからモニタ電圧ＶＭを越えることがない限り
、タイマ回路ｌγのモニタ時間は延長されることなくタ
イムオーバーになる。従って、アンド回路１８のゲート
が開かれているのはＴ１　　時間だ分となり、フィード
バック制御は行われないことｋなる。

以上より明らかな如く本発明によれば、ｏ置　セーンナ
が冷やされても空燃比制ｍＫハンチングを生じることが
ない。

なお、以上の説明においては、空燃比制御のためのバル
ブ制御を２次空気導入量の制御を例示したが、燃料量を
ＩＩＩＩｉ（１１するシステムにも勿論適用可能であり
、ＯＲセンサを用いる姥てのシステムに適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空燃比制御装置を示すブロック図、第２
Ｈは従来の空燃比制御装置における０、センサ出力特性
図、第３因は本発明における時間設定説明図、第４図は
本発明におけるリッチ時の時間設定＃ｉ明図、第５図は
本ＩＡ明の実施例を示すブロック図である。 １・・・レキエレータＬ端子、２・・・負圧スイッチ、
３・・・Ｏ２竜ンサ、４・・・電磁弁、１０・・・制５
ｓ１１１・・・インバータ、１３・・・比例積分回路、
１４・・・パルス変換回路、１５−・・駆動回路、１６
・・・４二り判定回路、１７・−タイマ回路、１８アン
ド回路。 代理人　鵜沼辰之 （ほか２名） ｆｆＳｌ　　ｌマＩ 第　２１閾 第３図 第　４　ト′Ｉ ’　　　　−０２”ｆｆ　′７Ｉ１１　　　　　−化第
　５１゛４ ２２４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　＃気ガス中の酸素濃度を検出するＯ、センナ
   の出力を用いて所定条件のもとにフィードバック制御に
   より空燃比を理論空燃比の近傍に保つ内燃機関の空燃比
   制御装置において、前記０會センサの出力電圧に対しリ
   ッチ・リーフ判定電圧よりも低いレベルの峰エタ電圧を
   設定し除膜定値を前記Ｏ，セレナの出力電圧が越えたか
   否かを判定する判定回路と、該判定回路の出力信号に対
   し一定時間の間一定レベルの出力信号を発生し、前記所
   定条件に対するアンド条件の１つとするタイマ回路とを
   具備することを％黴とする内燃機関の空燃比制御装置。