JPH057530B2

JPH057530B2 -

Info

Publication number: JPH057530B2
Application number: JP60188921A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Iwakura; Katsuyuki Kajitani
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1985-08-27
Filing date: 1985-08-27
Publication date: 1993-01-29
Also published as: JPS6248912A

Description

【発明の詳細な説明】〓産業上の利用分野〓本発明は、自動車用のエンジン等に好適に使用
される二次空気導入装置に関するものである。

〓従来の技術〓近時の自動車には排気ガス中のNO_x、HC、
COを効率よく浄化する手段としてフイードバツ
クキヤブシステムが採用されている。この装置
は、気化器のエアブリード通路にエアブリードコ
ントロールバルブを設けておき、このバルブを排
気ガス中の酸素濃度を検出するO₂センサからの
信号に基いてフイードバツク制御することによつ
てエンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃
比の近傍に維持し得るようにしたものである。

しかして、このような構成をなす空燃比制御装
置の先行技術としては、先に出願した特願昭60−
132789号に示されるものがある。このものはスロ
ツトルバルブが開成している際だけでなく、スロ
ツトルバルブが閉止位置に復帰している際にも前
述したフイードバツク制御を行なうようになつて
いるが、排ガス規制が厳しい場合には、アイドリ
ング運転時にエンジンに供給する混合気の空燃比
を理論空燃比の近傍に制御していたのでは、その
規制に適合させることが難かしいことが起こり得
る。

そのため、このような場合には、排気系に二次
空気導入経路を設けておき、前述したアイドリン
グ運転時等、必要な運転領域で前述したフイード
バツク制御を停止させて前記二次空気導入経路か
ら排気系に二次空気を導入し、その空気により排
気系での再燃焼を促がして排ガスの浄化率をさら
に高めることが考えられている。

〓発明が解決しようとする問題点〓ところが、このように一定の二次空気導入条件
が成立した場合にフイードバツク制御を停止さ
せ、直ちに二次空気の導入を開始するように構成
すると、エンジンンがレーシング状態からアイド
リング運転に移行した時にアフターバーンが生じ
やすいという問題がある。この問題に対しては、
その原因が判然としなかつたため、十分な対策が
とられていないのが現状であるが、種々探究して
みると、次のような事実が判明した。すなわち、
エンジンがレーシング状態からアイドリング運転
に復帰する際には、エンジン回転数が急激に低下
するため、フイードバツク制御に遅れが生じ、多
量の未燃焼ガスが排気系に排出され易い。そのた
め、アイドリング運転に移行した瞬間に二次空気
を排気系に導入するとその未燃焼ガスが爆発的に
燃焼していわゆるアフターバーン現象を惹起させ
るということが判明した。なお、ここでレーシン
グとは、よく知られているように、車両が停止し
てい状態において無負荷でエンジン回転数を上昇
させることをいう。このようなレーシング状態
は、例えば、ドライバーがアイドル状態でシート
位置を調節している際に、誤つてアクセルペダル
を踏み込んでしまつた場合や、ニユートラル状態
でドライバーが習慣的にアクセルペダルを踏み込
んでエンジンを空ふかしするような場合に惹起さ
れる。

本発明は、このような究明結果に基いてなされ
たもので、前述したようなレーシング状態からア
イドリング運転に移行した際のアフターバーンを
簡単な構成により効果的に防止することを目的と
している。

〓問題点を解決するための手段〓本発明は、かかる目的を達成するために、排気
系に設けたO₂センサ１４からの信号に基いて気
化器１のエアブリードコントロールバルブ８をフ
イードバツク制御手段Ｃにより制御するようにし
たエンジンに適用される二次空気導入装置を、排
気系２０に二次空気を導入するための二次空気導
入経路１７と、この二次空気導入経路１７を開閉
する二次空気制御弁２１と、特定の二次空気導入
条条件が成立した場合に前記フイードバツク制御
を停止させるとともに前記二次空気制御弁２１を
開成位置に切換える二次空気導入制御手段Ａと、
エンジンのレーシング状態からアイドリング運転
に移行した際に前記二次空気導入条件が成立した
場合には前記二次空気導入制御手段Ａによる二次
空気制御弁２１の開成位置への切換えを一定時間
遅延させる切換遅延手段Ｂとを具備してなるもの
にしたことを特徴とする。

〓作用〓このような構成によれば、通常の場合には二次
空気導入条件が成立した時点で直ちにエアブリー
ドコントロールバルブ８のフイードバツク制御が
停止されるとともに、二次空気制御弁２１が開成
し、二次空気導入経路１７から排気系２０に外気
が導入されて適正な再燃焼が行なわれる。一方、
エンジンをレーシングさせた後アイドリング運転
に複帰するという運転態様により二次空気導入条
件が成立した場合には、一定の遅延時間が経過し
た後に二次空気制御弁２１が開成位置に切換えら
れるため、レーシングの終了時に排出される未燃
焼ガスが排気系に多量に滞留している状態が解消
した後に二次空気の導入が開始される。そのた
め、アフターバーンの発生を防止することができ
る。

〓実施例〓以下、本発明の一実施例を第２図〜第４図を参
照して説明する。

図中１は自動車用エンジンの気化器を示してお
り、２はその気化器１のミキシングチヤンバ、３
はメインノズル、４はスロツトルバルブ、５はフ
ロート室、６，７はエアブリード通路である。そ
して、このエアブリード通路６，７をエアブリー
ドコントロールバルブ（以下「ABCV」と略称
する）８により開閉し得るようにしている。

ABCV８は、入口８ａを大気に開放するとと
もに出口８ｂを前記エアブリード通路６，７に接
続した弁箱９内に弁座１１と針弁１２とを設けて
いる。そして、この針弁１２をステツパモータ１
３により弁座１１方向に進退させて前記エアブリ
ード通路６，７内に流入する外気の量を制御し得
るように構成されている。この実施例では、前記
ステツパモータ１３が０ステツプから100ステツ
プまで作動することにより、前記針弁１２が全閉
位置から全開位置にまで移動するように設定して
ある。

また、１４は排気系２０における三元触媒コン
バータ１５の上流側に位置する排気管１６に設け
た0₂センサである。この0₂センサ１４は、混合気
の空燃比が理論空燃比の近傍に存在する変換点よ
りもリーン側にあつて排気ガス中の酸素濃度が高
い場合にはLowレベル電圧を出力し、逆に混合
気の空燃比が前記変換点よりもリツチ側にあつて
排気ガス中の酸素濃度が低い場合にはHiレベル
電圧を出力するようになつている。

また、１７は前記排気系２０に二次空気を導入
するための二次空気導入経路である。この二次空
気導入経路１７は、始端をエアクリーナ１８を介
して大気に開放し終端を前記排気管１６に連通さ
せた空気通路１９の途中に二次空気制御弁たるバ
キユームスイツチングバルブ（以下「VSV」と
略称する）２１と、逆止弁２２とを順次に介設し
てなるものである。

さらに、３１は前記ABCV８およびVSV２１
を制御するるためのマイクロコンピユータシステ
ムであり、本発明に係る二次空気導入制御手段Ａ
および切換遅延手段Ｂならびにフイードバツク制
御手段Ｃとしての役割りをも担つている。

このマイクロコンピユータシステム３１は、中
央演算処理装置３２、メモリ３３、インターフエ
ース３４，３５とを備えている。そして、入力側
のインターフエース３４に、少なくとも前記0₂セ
ンサ１４、水温センサ３６、アイドルスイツチ３
７および車速センサ３８からの信号がそれぞれ入
力されるとともに、出力側インターフエース３５
から前記ABCV８に向けてフイードバツク制御
信号が、また、VSV２１に向けて開閉指令信号
がそれぞれ出力されるようになつている。なお、
前記水温センサ３６はエンジンの冷却水温を検出
するためのもので、例えば、水温をアナログ電気
信号に変換するサーミスタ（図示せず）と、この
サーミスタの出力をデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器（図示せず）とを具備してなる。また、
アイドルスイツチ３７は、スロツトルバルブ４が
開成している際にOFFとなり、スロツトルバル
ブ４が閉止位置に復帰した場合にONとなる
ON・OFFスイツチである。さらに、車速センサ
３８は、車両の走行速度を検出するためのもの
で、例えば、スピードメータ用のセンサ等を利用
するようにしている。

そして、前記マイクロコンピユータシステム３
１は、第３図に示すような態様で作動するように
プログラムされている。すなわち、エンジンの冷
却水温が50℃未満の領域では、アイドルスイツチ
３７がONであるかOFFであるかを問わず、
VSV２１を開成位置に切換えて二次空気の導入
を実施（ASオン）する。この際、ABCV８は、
エンジンの冷却水温に応じて予め設定した第１の
保持位置に固定する。エンジンの冷却水温が50℃
以上、65℃未満の領域では、アイドルスイツチ３
７のON・OFFによつて異なつた制御を行なう。
まず、アイドルスイツチ３７がOFFの場合には、
ABCV８に対してノーマルフイードバツク制御
を行なうとともに、VSV２１を閉止位置に保持
して二次空気の導入を停止（ASオフ）する。ノ
ーマルフイードバツク制御は、まず、0₂センサ１
４の信号がLowレベル信号（リーン検知信号）
であるかHiレベル信号（リツチ検知信号）であ
るかを判断し、Lowレベル信号である場合には
ABCV８を閉成方向に所定の高速度で作動させ、
0₂センサ１４の信号がHiレベル信号である場合
には、前記ABCV８を開成方向に所定の高速度
で作動させるようにしたものである。一方、この
温度領域でアイドルスイツチ３７がONになつた
場合には、前記ABCV８に対してアイドルフイ
ードバツク制御を行なうとともに、VSV２１を
閉止位置に保持して二次空気の導入を停止させ
る。アイドルフイードバツク制御は、まず、0₂セ
ンサ１４の信号がLowレベル信号であるかHiレ
ベル信号であるかを判断し、Lowレベル信号で
ある場合にはABCV８を閉成方向に所定の低速
度で作動させ、0₂センサ１４の信号がHiレベル
信号である場合には、前記ABCV８を開成方向
に所定の低速度で作動させるようになつている。
そして、このアイドルフイードバツク制御中に、
ABCV８の平均ステツプ（平均開度）を学習し、
その学習値をメモリに格納しておく。一方、エン
ジンの冷却水温が65℃以上の温度領域において
も、アイドルスイツチ３７のON・OFFによつて
異なつた制御を行なう。まず、アイドルスイツチ
３７がOFFの場合には、ABCV８に対して前述
したノーマルフイードバツク制御を行なうととも
に、VSV２１を閉成位置に保持して二次空気の
導入を停止する。そして、アイドルスイツチ３７
がONになつた場合には、前記ABCV８を前述し
た学習値に補正係数（例えば0.8）を乗じたリツ
チ側保持位置に移行させて保持するとともに、
VSV２１を第４図に示すような手順により開成
位置に切換える。すなわち、第４図のフローチヤ
ート図は、水温65℃以上の領域において微少な時
間間隔で繰り返し実行される手順を示したもの
で、まず、ステツプ51で二次空気導入条件が成立
したか否かを判断し、その条件が成立していない
場合にはステツプ52へ進んでインクリメントカウ
ンタCDLYASをクリアして計時値を零にセツト
するとともにステツプ53でVSV２１を閉成位置
に保持するが、二次空気導入条件が成立した場合
にはステツプ54へ進む。前記インクリメントカウ
ンタCDLYASは、クリアされなくなると、その
計数値を時間の経過に対応させてインクリメント
する。すなわち、二次空気導入条件が成立して、
インクリメントカウンタCDLYASがクリアされ
なくなると、計時が開始されることになる。しか
して、この二次空気導入条件とは、エンジンの冷
却水温が65℃以上であり、かつアイドルスイツチ
３７がONであるという条件をいう。ステツプ54
では、次に車速が例えば10Km／ｈ以上であるか否
かを判断し、以上である場合には直接ステツプ56
へ進んでVSV２１を開成位置に切換えるが、車
速が10Km／ｈ未満の場合にはステツプ55へ進む。
ステツプ55では、前記インクリメントカウンタ
CDLYASが１秒未満か否かを判断し、１秒未満
の場合にはステツプ53へ進んでVSV２１を閉成
位置に保持するが、１秒以上にカウントアツプし
ている場合にはステツプ56へ進んでVSV２１を
開成位置に切換える。

このような構成のものであれば、特殊な温度領
域を除く暖機後の温度領域では、通常、アイドル
スイツチ３７がOFFであることを条件にして
ACBV８が作動させられ、ノーマルフイードバ
ツク制御の実行により混合気の空燃比が理論空燃
比の近傍に制御される。そして、アイドルスイツ
チ３７がONになると前記ノーマルフイードバツ
ク制御が停止され第４図に示す制御がステツプ51
→54→56と進行して直ちにVSV２１が開成位置
に切換えられて二次空気導入経路１７から排気系
２０に外気が導入されることになる。その結果、
排気系２０での再燃焼が促進され、排ガスの浄化
率が向上する。一方、エンジンをレーシングさせ
ている場合、すなわち、車両を停止させてエンジ
ンを空ふかしているような場合には、アイドルス
イツチ３７は当然OFFになつているため、ノー
マルフイードバツク制御が実行され、第４図に示
す制御はステツプ51→52→53と進行するため、イ
ンクリメントカウンタCDLYASはクリリアされ
続けるとともにVSV２１は閉成位置に保持され
二次空気の導入は停止されている。このようなレ
ーシング状態からアクセルペダルを開放し急速に
アイドリング運転に移行した場合には、ノーマル
フイードバツク制御が停止されるとともに第４図
に示す制御は、ステツプ51からステツプ54へ進
む。そして、レーシング時は車速が10Km／ｈ未満
であるからさらにステツプ54からステツプ55へ進
むことになる。そのため、アイドルスイチ３７が
ONになりインクリメントカウンタCDLYASが
計時を開始した時点から１秒を経過するまでは、
第４図に示す制御がステツプ51→54→55→53とい
う経路を繰り返したどるため、VSV２１は閉成
位置に保持されたままとなる。そして、この状態
で１秒を経過すると、第４図に示す制御がステツ
プ51→54→55→56と進行することになり、VSV
２１が開成位置に切換えられて二次空気の導入が
開始される。すなわち、この実施例では、実際に
エンジンがレーシング状態になつたか否かを問わ
ず、二次空気導入条件が成立した直後の車速が10
Km／ｈ未満であれば、二次空気の導入を１秒間遅
延させるようにしてある。そのため、車両を停止
させてエンジンを実際にレーシング状態にした直
後に、二次空気導入条件が成立した場合には、車
速の検出に多少の誤差が存在している場合であつ
ても、必ず、二次空気の導入が１秒間遅延させら
れることになる。

したがつて、このようなものであれば、レーシ
ング終了時に排出される未燃焼ガス排気系２０に
多量に滞留している状態が解消した後に二次空気
導入経路１７から排気系２０への二次空気の導入
が開始されることになる。そのため、多量の未燃
焼ガスが爆発的に燃焼してアフターバーンを発生
させるという不都合を有効に防止することができ
る。ところで、この実施例では、レーシングを行
わない場合でも、二次空気導入条件が成立した際
に、車速が10Km／ｈ未満に低下しておれば、レー
シング直後と同様に二次空気の導入が遅延させら
れるが、二次空気の導入が１秒程度遅れても、排
ガスの浄化率が目に見えて低下するようなことは
起こり得ない。

なお、本発明の適用領域は、前記実施例のよう
な65℃以上の温度領域に限られないのは勿論であ
る。

また、レーシング後に二次空気制御弁を開成位
置に切換える場合の遅延時間は１秒に限られない
のも勿論であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
で種々変形が可能である。

さらに本発明は、レーシング状態からアイドリ
ング運転に移行した際に二次空気導入条件が成立
した場合のアフターバーンを防止することを目的
とするものであるため、レーシングか否かを、車
速センサ、エンジン回転数センサ、クラツチスイ
ツチ、ニユートラルスイツチ等の組み合わせによ
つて直接的に検出し、実際にレーシングが行われ
た場合に限つて、二次空気の導入を遅延させるよ
うにしてもよいのは勿論である。しかしながら、
前記実施例のようにすれば、最小限のセンサと簡
単な制御により、その目的を達成することができ
る。

〓発明の効果〓本発明は、以上のような構成であるから、アイ
ドリング運転時に二次空気を導入することによつ
て排ガスの浄化作用を向上させることが可能であ
り、しかも、レーシングを行なつた後急速にアイ
ドリング運転に移行してもアフターバーン現象を
惹起させるような不都合を招くことのない二次空
気導入装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成説明図で
ある。第２図は本発明の一実施例を示すシテム説
明図、第３図は制御条件を示す説明図、第４図は
制御の手順を示すフローチヤート図である。Ａ……二次空気導入手段、Ｂ……切換遅延手
段、Ｃ……フイードバツク制御手段、１……気化
器、４……スロツトルバルブ、６，７……エアブ
リード通路、８……エアブリードコントロールバ
ルブ、１４……0₂センサ、１７……二次空気導入
経路、２０……排気系、２１……二次空気制御弁
（VSV）、３１……マイクロコンピユータシステ
ム。

Claims

【特許請求の範囲】

１排気系に設けたO₂センサからの信号に基い
て気化器のエアブリードコントロールバルブをフ
イードバツク制御するようにしたエンジンに適用
される二次空気導入装置であつて、排気系に二次
空気を導入するための二次空気導入経路と、この
二次空気導入経路を開閉する二次空気制御弁と、
特定の二次空気導入条件が成立した場合に前記フ
イードバツク制御を停止させるとともに前記二次
空気制御弁を開成位置に切換える二次空気導入制
御手段と、エンジンのレーシング状態からアイド
リング運転に移行した際に前記二次空気導入条件
が成立した場合には前記二次空気導入制御手段に
よる二次空気制御弁の開成位置への切換えを一定
時間遅延させる切換遅延手段とを具備してなるこ
とを特徴とする二次空気導入装置。