JPH06200834A

JPH06200834A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH06200834A
Application number: JP4361527A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Muramatsu; 高浩村松
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】混合気の空燃比を希薄空燃比域から理論空燃
比域に変化させる際やその逆の際の急激なトルク変動を
抑制し得てＮＯｘの増加を防止し得る内燃機関の空燃比
制御装置の提供。【構成】排気通路２０に設けた空燃比センサ３６の検
出信号に基づき混合気の空燃比を制御する装置におい
て、吸気通路１８に設けたバイパス通路３８を通るバイ
パス空気の流量を制御する流量制御弁４４を設け、また
吸気通路に排気の一部を還流するＥＧＲ通路５４を設け
るとともに還流される排気の流量を制御するＥＧＲ制御
弁６０を設け、混合気の空燃比を希薄空燃比域から理論
空燃比域に変化させる際には空燃比を瞬時に変化させる
と同時に流量制御弁４４を全閉し且つＥＧＲ制御弁６０
を運転状態に応じて開閉すべく制御するとともに混合気
の空燃比を逆方向に変化させる際には空燃比を瞬時に変
化させると同時に流量制御弁を運転状態に応じて開閉し
且つＥＧＲ制御弁を全閉すべく制御する制御手段を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の空燃比制御
装置に係り、特に混合気の空燃比を希薄空燃比域から理
論空燃比域に変化させる際や理論空燃比域から希薄空燃
比域に変化させる際の急激なトルク変動を抑制し得てＮ
Ｏｘの増加を防止し得る内燃機関の空燃比制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近時、車両に搭載される内燃機関には、
混合気の空燃比を理論空燃比域（リーン域）及び希薄空
燃比域（ストイキ域）に制御する空燃比制御装置を設け
たものがある。このような内燃機関の空燃比制御装置と
しては、図１１に示すものがある。図において、４０２
は内燃機関、４０４は吸気通路、４０６は排気通路、４
０８はスロットル弁、４１０は燃料噴射弁である。燃料
噴射弁４１０は、空燃比制御装置４１２の制御手段たる
御部４１４に接続されている。

【０００３】制御部４１４には、スロットル弁開度を検
出する開度センサ４１６と、吸気圧力を検出する圧力セ
ンサ４１８と、機関回転数を検出する回転数センサ４２
０と、排気の空燃比を検出する空燃比センサ４２２と、
を接続している。制御部４１４は、各センサ４１６〜４
２２の検出信号により燃料噴射弁４１０を駆動制御し、
空燃比センサ４２２の検出信号に基づき混合気の空燃比
を理論空燃比域及び希薄側空燃比域における目標値にな
るように制御する。

【０００４】前記内燃機関４０２には、吸気通路４０４
にバイパス空気を供給するバイパス通路４２４を設け、
このバイパス通路４２４のバイパス空気の流量を制御す
る流量制御弁４２６を設けている。流量制御弁４２６に
は、一端側を吸気通路４０２に連通するバイパス用導圧
通路４２８の他端側を連通している。バイパス用導圧通
路４２８には、バイパス用切換弁４３０を設けている。
バイパス用切換弁４３０は、前記制御部４１４に接続さ
れている。

【０００５】また、この内燃機関４０２には、吸気通路
４０４に排気の一部を還流するＥＧＲ通路４３２を設
け、このＥＧＲ通路４３２の還流される排気の流量を制
御するＥＧＲ制御弁４３４を設けている。ＥＧＲ制御弁
４３４には、一端側をバイパス用切換弁４３０よりも吸
気通路４０２側のバイパス用導圧通路４２８に連通する
ＥＧＲ用導圧通路４３６の他端側を連通している。ＥＧ
Ｒ用導圧通路４３６には、ＥＧＲ用切換弁４３８を設け
ている。ＥＧＲ用切換弁４３８は、前記制御部４１４に
接続されている。

【０００６】制御部４１４は、バイパス用・ＥＧＲ用切
換弁４３０・４３８を駆動制御して流量制御弁４２６及
びＥＧＲ制御弁４３４に吸気負圧及び大気圧を給排し、
バイパス空気の流量及び還流される排気の流量を制御す
る。

【０００７】このような空燃比制御装置としては、特開
昭６３−１８６９４５号公報や特開平４−３６０５２号
公報に開示されるものがある。特開昭６３−１８６９４
５号公報に開示される空燃比制御装置は、目標出力値と
空燃比センサの出力値との差が所定範囲内にある場合
に、目標出力値の変化量が所定以上且つ前記目標値の変
化量と空燃比センサの出力値の変化量との差が所定値以
下のときには、空燃比センサが活性状態であると判定す
るものである。

【０００８】また、特開平４−３６０５２号公報に開示
される空燃比制御装置は、吸気通路にバイパス空気を供
給するバイパス通路を設けるとともにバイパス空気の流
量を制御する流量制御弁を設け、空燃比を理論空燃比域
のフィードバック制御から希薄空燃比域のフィードバッ
ク制御に切り換える際に、冷却水温度がフィードバック
開始水温以上、理論空燃比域のフィードバック制御以外
のモード、空燃比センサが活性化且つ正常である条件を
満足する場合には前記流量制御弁を開制御し、前記条件
を満足しない場合には前記流量制御弁を閉制御すること
により、理論空燃比域のフィードバック制御から希薄空
燃比域のフィードバック制御に切り換えた際のトルクの
減少を防止するみものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
トルクは、図１２に示す如く、同じ空気量においては、
希薄空燃比域（例えば、Ａ／Ｆ＝２３）と理論空燃比域
（例えば、Ａ／Ｆ＝１４．７）との間に３０％の差があ
る。このため、空燃比を理論空燃比域から希薄空燃比域
に変化させた際や希薄空燃比域から理論空燃比域に変化
させた際には、トルク変動が発生する不都合がある。

【００１０】そこで、このような問題に対処すべく、前
記特開平４−３６０５２号公報に開示される空燃比制御
装置のように、バイパス通路の流量制御弁を制御してト
ルクの変動を減少させるものがある。

【００１１】ところが、この公報に開示される空燃比制
御装置は、空燃比を理論空燃比域から希薄空燃比域に変
化させた際のトルクの減少変動のみを抑制するものであ
る。このため、希薄空燃比域から理論空燃比域に変化さ
せた際には、トルクの増大変動を抑制し得ず、ショック
を発生して乗車感を低下させる不都合がある。また、こ
の公報に開示される空燃比制御装置は、バイパス空気の
流量の制御のみによって、空燃比を理論空燃比域から希
薄空燃比域に変化させた際のトルクの減少変動を抑制し
ているため、ＮＯｘの増加を防止し得ない不都合があ
る。さらに、希薄空燃比域から理論空燃比域に変化させ
る場合には、図１３に示す如く、空燃比を徐々に変化さ
せると、ＮＯｘを多く発生する空燃比域を経ることによ
り、ＮＯｘの増加を防止し得ない不都合がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去すべく、内燃機関の排気通路に排気の空
燃比を検出する空燃比センサを設け、この空燃比センサ
の検出信号に基づき混合気の空燃比を理論空燃比域及び
希薄空燃比域における目標値になるよう制御する内燃機
関の空燃比制御装置において、前記内燃機関の吸気通路
にバイパス空気を供給するバイパス通路を設けるととも
に前記バイパス空気の流量を制御する流量制御弁を設
け、前記内燃機関の吸気通路に排気の一部を還流するＥ
ＧＲ通路を設けるとともに還流される排気の流量を制御
するＥＧＲ制御弁を設け、前記混合気の空燃比を希薄空
燃比域から理論空燃比域に変化させる際には空燃比を瞬
時に変化させると同時に前記流量制御弁を全閉し且つ前
記ＥＧＲ制御弁を前記内燃機関の運転状態に応じて開閉
すべく制御するとともに前記混合気の空燃比を理論空燃
比域から希薄空燃比域に変化させる際には空燃比を瞬時
に変化させると同時に前記流量制御弁を前記内燃機関の
運転状態に応じて開閉し且つ前記ＥＧＲ制御弁を全閉す
べく制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明の構成によれば、制御手段によって、
混合気の空燃比を希薄空燃比域から理論空燃比域に変化
させる際や理論空燃比域から希薄空燃比域に変化させる
際には、空燃比を瞬時に変化させることにより、ＮＯｘ
を多く発生する空燃比領域を使用することがなく、ま
た、空燃比の変化と同時に吸気通路に供給されるバイパ
ス空気の流量及び吸気通路に還流される排気の流量を制
御することにより、ＮＯｘの増加を防止しつつトルク変
動を抑制することができる。

【００１４】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】図１〜図５は、この発明による空燃比制御
装置の実施例を示すものである。図１において、２は内
燃機関、４はピストン、６は燃焼室、８は吸気ポート、
１０は排気ポート、１２は吸気弁、１４は排気弁、１６
は点火プラグ、１８は吸気通路、２０は排気通路、２２
はスロットル弁である。内燃機関２は、燃焼室４に指向
させて吸気通路１８に燃料噴射弁２４を設けている。燃
料噴射弁２４は、空燃比制御装置２６の制御手段たる制
御部２８に接続されている。

【００１６】制御部２８には、スロットル開度θを検出
する開度センサ３０と、吸気圧力Ｐを検出する圧力セン
サ３２と、機関回転数Ｎを検出する回転数センサ３４
と、排気の空燃比を検出する空燃比センサ３６と、を接
続している。制御部２８は、各センサ３０〜３６の検出
信号により燃料噴射弁２４を駆動制御し、空燃比センサ
３６の検出信号に基づき混合気の空燃比を理論空燃比域
（ストイキ域）及び希薄空燃比域（リーン域）における
目標値になるように制御する。

【００１７】前記内燃機関２には、吸気通路１８にバイ
パス空気を供給するバイパス通路３８を設けている。バ
イパス通路３８は、一端側をスロットル弁２２上流側の
吸気通路１８のバイパス入口４０に連通し、他端側をス
ロットル弁２２下流側の吸気通路１８のバイパス出口４
２に連通している。

【００１８】このバイパス通路３８には、バイパス空気
の流量を制御する流量制御弁４４を設けている。この流
量制御弁４４は、例えば、デューティ制御される電磁弁
等から構成される。流量制御弁４４は、本体４６内のバ
イパス通路３８に弁孔４８を設け、弁孔４８を開閉する
弁体５０をデューティ駆動するソレノイド５２を設けて
いる。この流量制御弁４４は、制御部２８に接続されて
いる。制御部２８は、流量制御弁４４を駆動制御して、
バイパス空気の流量を制御する。

【００１９】また、この内燃機関２には、吸気通路２０
に排気の一部を還流するＥＧＲ通路５４を設けている。
ＥＧＲ通路５４は、一端側を排気通路２０のＥＧＲ入口
５６に連通し、他端側をバイパス通路３８の途中のＥＧ
Ｒ出口５８に連通している。このＥＧＲ通路５４には、
還流される排気の流量を制御するＥＧＲ制御弁６０を設
けている。ＥＧＲ制御弁６０は、本体６２内のＥＧＲ通
路５４に弁孔６４を設け、弁孔６４を開閉する弁体６６
をダイヤフラム６８により支持し、このダイヤフラム６
８により圧力室７０を区画して設け、弁孔６４を閉止す
る方向に弁体６６を押進させるべくダイヤフラム６８を
付勢するばね７２を設けている。

【００２０】前記ＥＧＲ制御弁６０の圧力室７０には、
一端側をスロットル弁２２下流側の吸気通路１８に連通
する導圧通路７４の他端側を連通している。導圧通路７
４には、圧力室７０に吸気負圧及び大気圧を切換導入す
るＥＧＲ用切換弁７６を設けている。ＥＧＲ用切換弁７
６は、前記制御部２８に接続されている。制御部２８
は、ＥＧＲ用切換弁７６を駆動制御してＥＧＲ制御弁６
０の圧力室７０に吸気負圧及び大気圧を給排し、還流さ
れる排気の流量を制御する。

【００２１】この内燃機関２の空燃比制御装置２６は、
前記制御部２８によって、混合気の空燃比を希薄空燃比
域から理論空燃比域に変化させる際には、空燃比を瞬時
に変化させると同時に流量制御弁４４を全閉し且つＥＧ
Ｒ制御弁６０を内燃機関２の運転状態に応じて開閉すべ
く制御する。また、この空燃比制御装置２６は、制御部
２８によって、混合気の空燃比を理論空燃比域から希薄
空燃比域に変化させる際には、空燃比を瞬時に変化させ
ると同時に流量制御弁４４を内燃機関２の運転状態に応
じて開閉し且つＥＧＲ制御弁６０を全閉すべく制御す
る。

【００２２】即ち、この空燃比制御装置２６は、混合気
の空燃比を希薄空燃比域から理論空燃比域に変化させる
際には、空燃比を瞬時に変化させると同時に、バイパス
空気を遮断して内燃機関２の運転状態に応じた量の排気
を吸気通路１８に還流することにより、トルク変動を抑
制してＮＯｘの増加を防止し、一方、混合気の空燃比を
理論空燃比域から希薄空燃比域に変化させる際には、空
燃比を瞬時に変化させると同時に、吸気通路１８への排
気の還流を停止して内燃機関２の運転状態に応じた量の
バイパス空気を吸気通路に供給することにより、空気量
を増加させて希薄化にともなうトルク変動を抑制するも
のである。

【００２３】次に、この空燃比制御装置２６による制御
を図２〜図５に従って説明する。

【００２４】図２において、制御がスタート（ステップ
１００）すると、機関回転数Ｎを検出（ステップ１０
１）し、吸気圧力Ｐを検出（ステップ１０２）し、スロ
ットル開度θを検出（ステップ１０３）し、流量制御弁
４４のデューティ比を算出（ステップ１０４）し、算出
されたデューティ比により流量制御弁４４を駆動制御し
てスロットル弁２２下流側の吸気通路１８にバイパス空
気を供給する。

【００２５】次いで、制御モードを判定（ステップ１０
５）する。この判定（ステップ１０５）おいて、混合気
の空燃比が希薄空燃比域から理論空燃比域に変化した場
合には、バイパス通路３８を閉鎖すべく流量制御弁４４
を全閉（ステップ１０６）に駆動制御し、ＥＧＲ制御弁
６０の圧力室７０に吸気負圧を作用させて運転状態に応
じた量の排気を吸気通路１８に還流すべくＥＧＲ用切換
弁７６をＯＮ（ステップ１０７）に駆動制御し、空燃比
が理論空燃比域における目標値になるように理論空燃比
域マップによる燃料噴射弁２４の駆動制御を開始（ステ
ップ１０８）し、終了（ステップ１０９）する。

【００２６】一方、前記判定（ステップ１０５）おい
て、内燃機関２の運転状態が理論空燃比域から希薄空燃
比域に変化した場合には、バイパス通路３８を開放して
運転状態に応じた量のバイパス空気を吸気通路１８に供
給すべく流量制御弁４４を開放（ステップ１１０）に駆
動制御し、ＥＧＲ制御弁６０の圧力室７０に大気圧を作
用させて排気の還流を停止すべくＥＧＲ用切換弁７６を
ＯＦＦ（ステップ１１１）に駆動制御し、空燃比が希薄
空燃比域における目標値になるように希薄空燃比域マッ
プによる燃料噴射弁２４の駆動制御を開始（ステップ１
１２）し、終了（ステップ１０９）する。

【００２７】詳述すると、内燃機関２が希薄空燃比域に
おいて運転されている場合には、機関回転数Ｎと吸気圧
力Ｐとから吸気通路１８を流れる空気量を算出し、算出
された空気量の約１０〜３０％の空気がバイパス空気と
してバイパス通路３８を流れるように、流量制御弁４４
を駆動制御している。

【００２８】このとき、ＥＧＲ用切換弁７６は、ＥＧＲ
制御弁６０の圧力室７０に大気圧を作用させるべくＯＦ
Ｆに駆動制御され、ＥＧＲ制御弁６０を全閉させてい
る。したがって、内燃機関２の燃焼室６には、吸気通路
１８のスロットル弁２２を経た空気とともに、流量制御
弁４４により計量されてバイパス通路３８を流れるバイ
パス空気が供給される。燃料噴射弁２４は、空燃比が希
薄空燃比域における目標値になるように希薄空燃比域マ
ップにより駆動制御されて燃料を噴射する。

【００２９】このような運転状態からスロットル弁２２
が開かれてスロットル開度θが大きくなり、内燃機関２
の運転状態が加速状態に移行した際には、内燃機関２の
要求する出力空燃比域とするために、図３に示す如く、
空燃比を希薄空燃比域から理論空燃比域に変化させるこ
とになる。あるいは、内燃機関２の負荷が徐々に大きく
なった場合には、空燃比を希薄空燃比域から理論空燃比
域に変化させることになる。

【００３０】このように、空燃比を希薄空燃比域から理
論空燃比域に変化させて理論空燃比域制御に移行する際
には、図４に示す如く、流量制御弁４４を全閉してバイ
パス通路３８を閉鎖し、ＥＧＲ制御弁６０を運転状態に
応じて開閉して排気の一部を吸気通路１８に還流させ、
同時に、直ちに理論空燃比域マップによる燃料噴射弁２
４の駆動制御を開始して理論空燃比域における目標値に
なるように燃料を噴射する。

【００３１】前記スロットル弁２２の開度θがさらに大
きくなると、吸気通路１８の吸気負圧が弱まることによ
り、ＥＧＲ用切換弁７６をＯＦＦにしてＥＧＲ制御弁６
０の圧力室７０に大気圧を作用させ、排気の還流を停止
する。

【００３２】このように、混合気の空燃比を希薄空燃比
域から理論空燃比域に変化させる際には、空燃比を瞬時
に変化させることにより、ＮＯｘを多く発生する空燃比
領域を使用することがなく、また、空燃比の変化と同時
に吸気通路１８に供給されるバイパス空気の流量を
「０」に制御し、吸気通路１８に還流される排気の流量
を運転状態に応じて制御することにより、ＮＯｘの増加
を防止しつつトルク変動を抑制することができる。

【００３３】このため、図５に示す如く、混合気の空燃
比を希薄空燃比域から理論空燃比域に変化させる際の、
急激なトルク変動を抑制し得て、ショックの発生を防止
し得て乗車感を向上し得て、また、ＮＯｘの増加を防止
することができる。

【００３４】一方、制御部２８は、内燃機関２が理論空
燃比域において運転されている状態から負荷が徐々に小
さくなった場合には、空燃比を理論空燃比域から希薄空
燃比域に変化させることになる。

【００３５】空燃比を理論空燃比域から希薄空燃比域に
変化させて希薄空燃比域制御に移行する場合には、流量
制御弁４４を運転状態に応じて開閉してバイパス空気を
バイパス通路３８に流通させ、ＥＧＲ制御弁６０を全閉
して排気の還流を停止し、同時に、直ちに希薄空燃比域
マップによる燃料噴射弁２４の駆動制御を開始して希薄
空燃比域における目標値になるように燃料を噴射する。

【００３６】このように、理論空燃比域から希薄空燃比
域に変化させる際には、空燃比を瞬時に変化させること
により、ＮＯｘを多く発生する空燃比領域を使用するこ
とがなく、また、空燃比の変化と同時に吸気通路１８に
供給されるバイパス空気の流量を運転状態に応じて制御
し、吸気通路１８に還流される排気の流量を「０」に制
御することにより、ＮＯｘの増加を防止しつつ希薄化に
よるトルク変動を空気量の増加により抑制することがで
きる。

【００３７】このため、図５に示す如く、混合気の空燃
比を理論空燃比域から希薄空燃比域に変化させる際の、
急激なトルク変動を抑制し得て、ショックの発生を防止
し得て乗車感を向上し得て、また、ＮＯｘの増加を防止
することができる。しかも、流量制御弁４４をデューテ
ィ制御していることにより、負荷の変動に対して適切に
対処し得て、最適なバイパス空気の流量を確保し得る。

【００３８】図６〜図１０は、この発明の別の実施例を
示すものである。図６において、２０２は内燃機関、２
０４はピストン、２０６は燃焼室、２０８は吸気ポー
ト、２１０は排気ポート、２１２は吸気弁、２１４は排
気弁、２１６は点火プラグ、２１８は吸気通路、２２０
は排気通路、２２２はスロットル弁である。内燃機関２
０２は、燃焼室２０４に指向させて吸気通路２１８に燃
料噴射弁２２４を設けている。燃料噴射弁２２４は、空
燃比制御装置２２６の制御手段たる制御部２２８に接続
されている。

【００３９】制御部２２８には、スロットル開度θを検
出する開度センサ２３０と、吸気圧力Ｐを検出する圧力
センサ２３２と、機関回転数Ｎを検出する回転数センサ
２３４と、排気の空燃比を検出する空燃比センサ２３６
と、を接続している。制御部２２８は、各センサ２３０
〜２３６の検出信号により燃料噴射弁２２４を駆動制御
し、空燃比センサ２３６の検出信号に基づき混合気の空
燃比を理論空燃比域（ストイキ域）及び希薄空燃比域
（リーン域）における目標値になるように制御する。

【００４０】前記内燃機関２０２には、吸気通路２１８
にバイパス空気を供給するバイパス通路２３８を設けて
いる。バイパス通路２３８は、一端側を閉鎖状態のスロ
ットル弁２２２の弁端２２２ｅ近傍の吸気通路２１８の
バイパス入口２４０に連通し、他端側をスロットル弁２
２２下流側の吸気通路２１８のバイパス出口２４２に連
通している。

【００４１】前記バイパス入口２４０は、図７〜図９に
示す如く、スロットルボディ２４４に弁軸２４６により
軸支されたスロットル弁２２２の、閉鎖状態のスロット
ル弁２２２の開動方向下流側に向かって漸次拡開する形
状に形成して設けている。即ち、バイパス入口２４０
は、閉鎖状態のスロットル弁２２２の下流側に開動する
弁端２２２ｅ近傍を頂点とし、この弁端２２２ｅの開動
方向下流側に向かって漸次拡開する略二等辺三角形形状
に形成して設けている。

【００４２】前記バイパス通路２３８には、バイパス空
気の流量を制御する流量制御弁２４８を設けている。こ
の流量制御弁２４８は、本体２５０内のバイパス通路２
３８に弁孔２５２を設け、弁孔２５２を開閉する弁体２
５４をダイヤフラム２５６により支持し、このダイヤフ
ラム２５６により圧力室２５８を区画して設け、弁孔２
５２を閉止する方向に弁体２５４を押進させるべくダイ
ヤフラム２５６を付勢するばね２６０を設けている。

【００４３】前記流量制御弁２４８の圧力室２５８に
は、スロットル弁２２２下流側の吸気通路２１８に一端
側を連通するバイパス用導圧通路２６２の他端側を連通
している。バイパス用導圧通路２６２には、圧力室２５
８に吸気負圧及び大気圧を切換導入するバイパス用切換
弁２６４を設けている。バイパス用切換弁２６４は、前
記制御部２２８に接続されている。制御部２２８は、バ
イパス用切換弁２６４を駆動制御して流量制御弁２４８
の圧力室２５８に吸気負圧及び大気圧を給排し、バイパ
ス空気の流量を制御する。

【００４４】また、この内燃機関２には、吸気通路２２
０に排気の一部を還流するＥＧＲ通路２６６を設けてい
る。ＥＧＲ通路２６６は、一端側を排気通路２２０のＥ
ＧＲ入口２６８に連通し、他端側をバイパス通路２３８
の途中のＥＧＲ出口２７０に連通している。このＥＧＲ
通路２６６には、還流される排気の流量を制御するＥＧ
Ｒ制御弁２７２を設けている。

【００４５】ＥＧＲ制御弁２７２は、本体２７４内のＥ
ＧＲ通路２６６に弁孔２７６を設け、弁孔２７６を開閉
する弁体２７８をダイヤフラム２８０により支持し、こ
のダイヤフラム２８０により圧力室２８２を区画して設
け、弁孔２７６を閉止する方向に弁体２７８を押進させ
るべくダイヤフラム２８０を付勢するばね２８４を設け
ている。

【００４６】前記ＥＧＲ制御弁２７２の圧力室２８２に
は、バイパス用切換弁２６４よりも吸気通路２１８側の
バイパス用導圧通路２６２に一端側を連通するＥＧＲ用
導圧通路２８６の他端側を連通している。ＥＧＲ用導圧
通路２８６には、圧力室２８２に吸気負圧及び大気圧を
切換導入するＥＧＲ用切換弁２８８を設けている。ＥＧ
Ｒ用切換弁２８８は、前記制御部２２８に接続されてい
る。制御部２２８は、ＥＧＲ用切換弁２８８を駆動制御
してＥＧＲ制御弁２７２の圧力室２８２に吸気負圧及び
大気圧を給排し、還流される排気の流量を制御する。

【００４７】この内燃機関２０２の空燃比制御装置２２
６は、前記制御部２２８によって、混合気の空燃比を希
薄空燃比域から理論空燃比域に変化させる際には、空燃
比を瞬時に変化させると同時に流量制御弁２４８を全閉
し且つＥＧＲ制御弁２７２を内燃機関２０２の運転状態
に応じて開閉すべく制御する。また、空燃比制御装置２
２６は、制御部２２８によって、混合気の空燃比を理論
空燃比域から希薄空燃比域に変化させる際には、空燃比
を瞬時に変化させると同時に流量制御弁２４８を内燃機
関２０２の運転状態に応じて開閉し且つＥＧＲ制御弁２
７２を全閉すべく制御する。

【００４８】即ち、この空燃比制御装置２２６は、混合
気の空燃比を希薄空燃比域から理論空燃比域に変化させ
る際には、空燃比を瞬時に変化させると同時に、バイパ
ス空気を遮断して内燃機関２０２の運転状態に応じた量
の排気を吸気通路２１８に還流することにより、トルク
変動を抑制してＮＯｘの増加を防止し、一方、混合気の
空燃比を理論空燃比域から希薄空燃比域に変化させる際
には、空燃比を瞬時に変化させると同時に、吸気通路２
１８への排気の還流を停止して内燃機関２０２の運転状
態に応じた量のバイパス空気を吸気通路に供給すること
により、空気量を増加させて希薄化にともなうトルク変
動を抑制するものである。

【００４９】また、バイパス空気は、バイパス通路２３
８のバイパス入口２４０の形状と流量制御弁２４８とに
より、流量を制御される。

【００５０】次に、この空燃比制御装置２２６による制
御を図１０に従って説明する。

【００５１】図１０において、制御がスタート（ステッ
プ３００）すると、機関回転数Ｎを検出（ステップ３０
１）し、吸気圧力Ｐを検出（ステップ３０２）し、スロ
ットル開度θを検出（ステップ３０３）し、これらより
算出された値によりバイパス用切換弁２６４を駆動制御
して流量制御弁２４８の圧力室２５８に吸気負圧及び大
気圧を給排し、スロットル弁２２２下流側の吸気通路２
１８にバイパス空気を供給する。

【００５２】次いで、制御モードを判定（ステップ３０
４）する。この判定（ステップ３０４）おいて、混合気
の空燃比が希薄空燃比域から理論空燃比域に変化した場
合には、流量制御弁２４８の圧力室２５８に作用する吸
気負圧を弱めてバイパス通路２３８を閉鎖すべくバイパ
ス用切換弁２６４をＯＦＦ（ステップ３０５）に駆動制
御し、ＥＧＲ制御弁２７２の圧力室２８２に吸気負圧を
作用させて運転状態に応じた量の排気を吸気通路２１８
に還流すべくＥＧＲ用切換弁２８８をＯＮ（ステップ３
０６）に駆動制御し、空燃比が理論空燃比域における目
標値になるように理論空燃比域マップによる燃料噴射弁
２２４の駆動制御を開始（ステップ３０７）し、終了
（ステップ３０８）する。

【００５３】一方、前記判定（ステップ３０４）おい
て、内燃機関２の運転状態が理論空燃比域から希薄空燃
比域に変化した場合には、流量制御弁２４８の圧力室２
５８に作用する吸気負圧を強めてバイパス通路を開放す
べくバイパス用切換弁２６４をＯＮ（ステップ３０９）
に駆動制御し、ＥＧＲ制御弁２７２の圧力室２８２に大
気圧を作用させて排気の還流を停止すべくＥＧＲ用切換
弁２８８をＯＦＦ（ステップ３１０）に駆動制御し、空
燃比が希薄空燃比域における目標値になるように希薄空
燃比域マップによる燃料噴射弁２２４の駆動制御を開始
（ステップ３１１）し、終了（ステップ３０８）する。

【００５４】詳述すると、内燃機関２０２が希薄空燃比
域において運転されている場合には、機関回転数Ｎと吸
気圧力Ｐとから吸気通路２１８を流れる空気量を算出
し、算出された空気量の約１０〜３０％の空気がバイパ
ス空気としてバイパス通路２３８を流れるように、流量
制御弁２４８を制御している。

【００５５】このとき、ＥＧＲ用切換弁２８８は、ＥＧ
Ｒ制御弁２７２の圧力室２８２に大気圧を作用させるべ
くＯＦＦに駆動制御され、ＥＧＲ制御弁２７２を全閉さ
せている。したがって、内燃機関２０２の燃焼室２０６
には、吸気通路２１８のスロットル弁２２２を経た空気
とともに、バイパス入口２４０及び流量制御弁２４８に
より計量されてバイパス通路２３８を流れるバイパス空
気が供給される。燃料噴射弁２２４は、空燃比が希薄空
燃比域における目標値になるように希薄空燃比域マップ
により駆動制御されて燃料を噴射する。

【００５６】このような運転状態からスロットル弁２２
２が開かれてスロットル開度θが大きくなり、内燃機関
２の負荷が大きくなり加速状態に移行した際には、内燃
機関２０２の要求する出力空燃比域とするために、図３
に示す如く、空燃比を希薄空燃比域から理論空燃比域に
変化させることになる。あるいは、内燃機関２０２の負
荷が徐々に大きくなった場合には、空燃比を希薄空燃比
域から理論空燃比域に変化させることになる。

【００５７】このように、空燃比を希薄空燃比域から理
論空燃比域に変化させて理論空燃比域制御に移行する際
には、図４に示す如く、流量制御弁２４８を全閉してバ
イパス通路２３８を閉鎖し、ＥＧＲ制御弁２７２を運転
状態に応じて開閉して排気の一部を吸気通路２１８に還
流させ、同時に、直ちに理論空燃比域マップによる燃料
噴射弁２２４の駆動制御を開始して理論空燃比域におけ
る目標値になるように燃料を噴射する。

【００５８】前記スロットル弁２２２の開度θがさらに
大きくなると、吸気通路２１８の吸気負圧が弱まること
により、ＥＧＲ用切換弁２８８をＯＦＦにしてＥＧＲ制
御弁２７２の圧力室２８２に大気圧を作用させ、排気の
還流を停止する。

【００５９】このように、混合気の空燃比を希薄空燃比
域から理論空燃比域に変化させる際には、空燃比を瞬時
に変化させることにより、ＮＯｘを多く発生する空燃比
領域を使用することがなく、また、空燃比の変化と同時
に吸気通路２１８に供給されるバイパス空気の流量を
「０」に制御し、吸気通路１２８に還流される排気の流
量を運転状態に応じて制御することにより、ＮＯｘの増
加を防止しつつトルク変動を抑制することができる。

【００６０】このため、図５に示す如く、混合気の空燃
比を希薄空燃比域から理論空燃比域に変化させる際の、
急激なトルク変動を抑制し得て、ショックの発生を防止
し得て乗車感を向上し得て、また、ＮＯｘの増加を防止
することができる。

【００６１】一方、制御部２２８は、内燃機関２０２が
理論空燃比域において運転されている状態から負荷が徐
々に小さくなった場合には、空燃比を理論空燃比域から
希薄空燃比域に変化させることになる。

【００６２】空燃比を理論空燃比域から希薄空燃比域に
変化させて希薄空燃比域制御に移行する場合には、流量
制御弁２４８を運転状態に応じて開閉してバイパス空気
をバイパス通路２３８に流通させ、ＥＧＲ制御弁２７２
を全閉して排気の還流を停止し、同時に、直ちに希薄空
燃比域マップによる燃料噴射弁２２４の駆動制御を開始
して希薄空燃比域における目標値になるように燃料を噴
射する。

【００６３】このように、理論空燃比域から希薄空燃比
域に変化させる際には、空燃比を瞬時に変化させること
により、ＮＯｘを多く発生する空燃比領域を使用するこ
とがなく、また、空燃比の変化と同時に吸気通路２１８
に供給されるバイパス空気の流量を運転状態に応じて制
御し、吸気通路２１８に還流される排気の流量を「０」
に制御することにより、ＮＯｘの増加を防止しつつ希薄
化によるトルク変動を空気量の増加により抑制すること
ができる。

【００６４】このため、図５に示す如く、混合気の空燃
比を理論空燃比域から希薄空燃比域に変化させる際の、
急激なトルク変動を抑制し得て、ショックの発生を防止
し得て乗車感を向上し得て、また、ＮＯｘの増加を防止
することができる。

【００６５】また、この別の実施例においては、バイパ
ス通路２３８のバイパス入口２４０の形状と流量制御弁
２４８とにより、バイパス空気の流量を制御している。
バイパス入口２４０は、閉鎖状態のスロットル弁２２２
の下流側に開動する弁端２２２ｅ近傍を頂点とし、この
弁端２２２ｅの開動方向下流側に向かって漸次拡開する
略二等辺三角形形状に形成して設けている。

【００６６】これにより、バイパス空気量は、スロット
ル弁２２の開度に応じて、バイパス入口２２の面積が拡
縮されることにより、バイパス空気の流量を運転状態に
応じて設定することができる。このため、バイパス空気
は、流量制御弁２４８による制御と相俟って、流量を適
切に設定することができる。この結果、ＮＯｘの増加を
防止しつつトルク変動を抑制することができる。

【００６７】

【発明の効果】このように、この発明によれば、混合気
の空燃比を希薄空燃比域から理論空燃比域に変化させる
際や理論空燃比域から希薄空燃比域に変化させる際に
は、空燃比を瞬時に変化させることにより、ＮＯｘを多
く発生する空燃比領域を使用することがなく、また、空
燃比の変化と同時に吸気通路に供給されるバイパス空気
の流量及び吸気通路に還流される排気の流量を制御する
ことにより、ＮＯｘの増加を防止しつつトルク変動を抑
制することができる。

【００６８】このため、混合気の空燃比を希薄空燃比域
から理論空燃比域に変化させる際や理論空燃比域から希
薄空燃比域に変化させる際の、急激なトルク変動を抑制
し得て、ショックの発生を防止し得て乗車感を向上し得
て、また、ＮＯｘの増加を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す内燃機関の空燃比制御
装置の概略構成図である。

【図２】空燃比制御装置の制御のフローチャートであ
る。

【図３】スロットル開度と空燃比との関係を示す図であ
る。

【図４】スロットル開度とバイパス空気の流量及び還流
される排気の流量との関係を示す図である。

【図５】スロットル開度とトルクとの関係を示す図であ
る。

【図６】この発明の別の実施例を示す内燃機関の空燃比
制御装置の概略構成図である。

【図７】スロットルボディの拡大縦断面図である。

【図８】スロットルボディの拡大横断面図である。

【図９】図７の矢印〓による側面図である。

【図１０】別の実施例の空燃比制御装置の制御のフロー
チャートである。

【図１１】従来例を示す内燃機関の空燃比制御装置の概
略構成図である。

【図１２】空燃比とトルクとの関係を示す図である。

【図１３】空燃比とＮＯｘとの関係を示す図である。

【符号の説明】

２内燃機関１８吸気通路２０排気通路２２スロットル弁２４燃料噴射弁２６空燃比制御装置２８制御部３０開度センサ３２圧力センサ３４回転数センサ３６空燃比センサ３８バイパス通路４４流量制御弁５４ＥＧＲ通路６０ＥＧＲ制御弁７４導圧通路７６ＥＧＲ用切換弁

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｎ 7536−3Ｇ 45/00 ３０１Ｇ 7536−3ＧＦ 7536−3ＧＦ０２Ｍ 23/04 ３０１Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に排気の空燃比を検
出する空燃比センサを設け、この空燃比センサの検出信
号に基づき混合気の空燃比を理論空燃比域及び希薄空燃
比域における目標値になるよう制御する内燃機関の空燃
比制御装置において、前記内燃機関の吸気通路にバイパ
ス空気を供給するバイパス通路を設けるとともに前記バ
イパス空気の流量を制御する流量制御弁を設け、前記内
燃機関の吸気通路に排気の一部を還流するＥＧＲ通路を
設けるとともに還流される排気の流量を制御するＥＧＲ
制御弁を設け、前記混合気の空燃比を希薄空燃比域から
理論空燃比域に変化させる際には空燃比を瞬時に変化さ
せると同時に前記流量制御弁を全閉し且つ前記ＥＧＲ制
御弁を前記内燃機関の運転状態に応じて開閉すべく制御
するとともに前記混合気の空燃比を理論空燃比域から希
薄空燃比域に変化させる際には空燃比を瞬時に変化させ
ると同時に前記流量制御弁を前記内燃機関の運転状態に
応じて開閉し且つ前記ＥＧＲ制御弁を全閉すべく制御す
る制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の空燃比
制御装置。
【請求項２】前記内燃機関の吸気通路にバイパス空気
を供給するバイパス通路は、閉鎖状態スロットル弁の弁
端近傍の吸気通路にバイパス入口を連通して設けるとと
もにこのバイパス入口を前記閉鎖状態スロットル弁の開
動方向下流側に向かって漸次拡開する形状に形成して設
けた請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。