JPH06213043A - ピストンシリンダ型の内燃機関の燃料−空気比を制御する方法 - Google Patents

ピストンシリンダ型の内燃機関の燃料−空気比を制御する方法

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JPH06213043A
JPH06213043A JP4334457A JP33445792A JPH06213043A JP H06213043 A JPH06213043 A JP H06213043A JP 4334457 A JP4334457 A JP 4334457A JP 33445792 A JP33445792 A JP 33445792A JP H06213043 A JPH06213043 A JP H06213043A
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JP
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engine
fuel
air
internal combustion
air ratio
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JP4334457A
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Oskar Schatz
オスカー・シュアツ
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/0015Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for using exhaust gas sensors
    • F02D35/0023Controlling air supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/08Modifying distribution valve timing for charging purposes
    • F02B29/083Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 内燃機関の冷間始動時の燃料―空気比制御に
関し、空気流量センサを必要としない制御方法を提供す
る。 【構成】 入口通路14の入口弁16の上流に、空気量
又は燃料空気混合気の量を制御する付加弁28を設け
る。同弁は制御ユニット30からの信号で制御され、同
ユニットは排気管に設けた酸素センサ33及び機関の動
作状態を示す信号を、かつ所望であれば自動車ドライバ
ーのコマンド信号を受信する。又燃料―空燃費は、始動
期間実験及び一般データに基づき調整される他、酸素セ
ンサは始動前に予熱される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明は特定的にはピストンシリンダ型
における内燃機関の燃料−空気比を制御する方法に関す
る。
【0002】内燃機関の技術において、機関の初期の点
火を確実にしかつ汚染物質の放出を減少させさらに燃料
消費率を削減するために冷たい状態から機関を起動させ
るときおよび熱エネルギ欠乏の他の動作状態の間に、燃
焼室において温度を増加させるということが既知となっ
た。
【0003】既知の測定は機関シリンダ内へと送られる
前に熱交換器において燃焼空気を予熱することである。
【0004】内燃機関において燃料−空気比を決定する
ために、気化器または空気質量の流量センサ(燃料噴射
型の機関に関連して)が使用される。さらに、排気ガス
の流れにおける酸素センサ手段が三方触媒コンバータが
備わった自動車において使用される。そのような酸素セ
ンサ手段は必要な検知されたデータを迅速に与えるため
に適するが、しかしながらそれらは機関の予め定められ
た動作温度が到達されてしまうまでの間のみ有効であ
る。さらに、排気ガスがある量の残余の酸素を含むよう
な燃料−空気混合物で、すなわち空気係数λ>1を有す
る燃料−空気混合物で機関が動作され得るときにのみそ
れらは適当に機能し、これは燃料噴射型の機関に関連す
る気化器および空気質量流量センサが三方触媒コンバー
タが備わった機関においてもまた、なしで済まされなか
ったからである。
【0005】現在気化器型および燃料噴射型の双方の機
関を含む内燃機関の動作の3つの共通モードが存在し、
すなわち触媒コンバータなしでの動作、制御されない触
媒コンバータでの動作および制御された三方触媒コンバ
ータでの動作である。
【0006】三方触媒コンバータが備わった機関の動作
において、空気質量の流量検知手段とともに気化器また
は燃料噴射手段の使用に加えて排気ガスにおける酸素セ
ンサが必要とされ最適燃料−空気比に従う機関の実際の
動作状態の正確な制御を可能にするために実際の燃料−
空気比を正確に検知する。
【0007】三方触媒コンバータが備わった機関の動作
において、気化器または空気質量の流量センサが機関の
動作をそれがまだ冷たい状態であるときに可能にするた
めにのみ必要とされ、そのとき排気ガスはいずれの過度
の空気も含まず、なぜなら機関が過剰に濃厚な燃料−空
気混合物で動作されなければならないからである。
【0008】いずれの気化器およびいずれの空気質量流
量センサも必要とされない内燃機関の燃料−空気比を制
御する方法を提供することがこの発明の目的である。
【0009】この発明の方法において、機関が冷たい状
態から起動されたときかつ熱エネルギ欠乏の他の動作状
態の間に燃焼室およびその内容物が予熱され、機関はそ
れが起動されるとき非常に初期の段階から稀薄燃料−空
気混合物で動作され、かつ燃料−空気比は排気ガスにお
いて酸素センサ手段によって排他的に制御される。
【0010】この発明を行なう際に、燃焼室およびその
内容物を結果として生じる高い燃焼温度で予熱すること
によって機関が起動されるとき非常に初期の段階から稀
薄燃料−空気混合物で機関を動作することが斟酌され
る。
【0011】稀薄混合物動作に適する値への燃焼室温度
の瞬時の増加に起因していずれの通常のウォームアップ
段階が存在しないが、排気ガスの流れにおける酸素セン
サ手段が有効になるためのわずかな遅延が避け難いもの
となり得る。
【0012】これは機関の起動の期間、実験データおよ
び一般データに基づいて空気質量の流量を制御すること
によって空気−燃料比が好ましく調整されるためであ
る。
【0013】代替的には、酸素センサ手段は機関が起動
される前に予熱される。ドライバペダルと相関の自動内
燃機関における使用のためのこの発明のさらなる有利な
展開に従って、燃料の量はドライバペダルによって影響
されかつ燃料−空気比は一般的な動作データに基づいて
予め選択されかつ前記酸素センサ手段を使用して排気ガ
スにおけるいずれかの過度の酸素を検知することによっ
て制御される。
【0014】図面を参照して、この発明はさらに説明さ
れるであろう。
【0015】
【好ましい実施例の説明】図面は内燃機関の唯一のシリ
ンダ10を示し、そのシリンダ10は摺動的に往復可能
なピストン12を受ける。入口通路14は燃焼室18に
通じ、入口通路14が燃焼室18へと通じる位置で入口
弁16が配置される。排気通路20は出口弁22を介し
て燃焼室18と流体連通状態にある。
【0016】入口通路14は空気フィルタ23および吸
気マニホールド24を介して空気を受取り、空気は入口
弁16が開かれたとき、吸込みストロークの間ピストン
12によって燃焼室18内へと取込まれる。さらに、空
気を予め充填するかまたは予め圧縮するために空気フィ
ルタ23の後には充填器装置26が続き得る。所望であ
れば、燃料は入口通路14を流れる空気内へと送られて
もよく、それによって空気の変わりに燃料空気混合物が
入口弁16を介して燃焼室18内へと流れ込む。
【0017】この発明の予め必要とされる条件は機関が
起動されるとき非常に初期の段階から十分に高い燃焼室
温度を準備することである。このことはたとえば熱交換
器手段において燃焼空気を予熱することによって得られ
得る。
【0018】図において示された実施例において、燃焼
室を必要な温度まで加熱するためのエネルギがピストン
作業によって与えられ、それによってピストン作業が所
望の量の空気または燃焼ガスを送るのみでなく、燃焼室
において熱エネルギへと変換される過度のエネルギを与
えるということを確実にする。
【0019】実際の要求に従って供給された空気の量を
制御するためにかつ燃焼室内で熱エネルギへと変換され
るべき過度の運動エネルギの要求に適うために、入口通
路14は入口弁16の上流の位置で付加的な弁28を含
み、それは入口通路14を完全にかまたは部分的に閉鎖
するように配置され、それによってそこを介する流体の
流れを完全にかまたは部分的に制限する。図式的な態様
でのみ示される制御ユニット30は付加弁28と相関で
ある。制御ユニット30はライン31を介して排気ガス
の流れにおいて配置される酸素センサ33から信号を受
信し、ライン32を介して機関の動作状態を示す信号
を、かつ所望であれば相関の自動車のドライバのコマン
ドを示す信号を受信する。
【0020】付加弁28は可燃ガスを2段階の間で2つ
の部分的な流れにおいて燃焼室18内へと供給すること
を斟酌する。
【0021】最初に、付加弁28が開かれ得、それによ
って空気のまたは燃料空気混合物の充填物がシリンダ1
0へと流れ込み得る。制御ユニット30からの信号に応
答して、付加弁28は閉鎖されたかまたは中間の位置へ
と移動され、それによって第1段階の間燃焼室18への
可燃ガスの供給を完全にかまたは部分的に制限する。第
1段階の間、いずれの可燃ガスの供給もないかまたは可
燃ガスの制限された供給があり得るということが理解さ
れるべきである。
【0022】付加弁28のそのような閉鎖されたかまた
は絞られた状態の間、燃焼室18内の圧力がそれぞれの
ピストン作業によって減少される。第2段階において付
加弁28が再び開かれたとき、燃焼室18における圧力
の減少は可燃ガスが増加された速度で燃焼室18内へと
流れ込むことを引起こす。増加された速度で流れる可燃
ガスが燃焼室18においてその速度を落とされると、こ
のことは可燃ガスの付加的な圧縮を引起こし、シリンダ
10内での充填物の温度および圧力の増加を結果として
生じる。言換えれば、流入可燃ガスの運動エネルギは熱
エネルギへと変換される。付加弁28を介する流体の流
れの開始および終了制限の期間および時の適当な選択に
よって、付加的な温度エネルギが決定され、それによっ
て熱エネルギへと変換された過度のエネルギが燃焼室内
での温度の所望のレベルへの増加を引起こす。
【0023】いずれの所望の温度増加からも独立した機
関の実際の要求に従って可燃ガスの質量の流量を選択す
るために、第2段階における流体の流れの期間が制御さ
れ、かつそれは必要であれば入口弁16が閉鎖される前
に付加弁28を閉鎖することによって終了される。この
点において、第1段階の間の燃焼室内へのいずれの可燃
ガスの流れも考慮されなければならないであろう。
【0024】機関が起動されるときに非常に初期の段階
から機関の稀薄混合物動作を斟酌するレベルで燃焼室の
温度が維持され得るので、燃料空気比を制御するための
通常の空気質量の流量センサまたは気化器がなしで済ま
され得る。機関の制御が排気通路20において配置され
た酸素センサ33を使用して達成され、それによって排
気ガスにおける酸素含有量を検知する。このことは三方
触媒コンバータを使用する機関システムにおいて少なく
ともコストを削減することを斟酌するが、また機関が冷
たい状態から起動されるときおよび機関の通常の動作の
間で汚染物質の放出を削減しかつ燃料消費率を減らすこ
とを斟酌する。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関のピストンシリンダアセンブリの断面
図である。
【符号の説明】
10 シリンダ 14 入口通路 16 入口弁 18 燃焼室 22 出口弁 33 酸素センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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 13/02 D 7049−3G 41/06 305 8011−3G F02M 31/135 35/10 102 Z 9247−3G

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特定的にピストンシリンダ型の内燃機関
    の燃料−空気比を制御する方法であって、内燃機関は燃
    焼室を含み、この方法において、燃焼室およびその内容
    物は機関が冷たい状態から起動されるときおよび熱エネ
    ルギ欠乏の他の動作状態の間で予熱され、機関は起動さ
    れるとき非常に初期の段階から稀薄燃料−空気混合物で
    動作され、かつ燃料−空気比は排気ガスにおいて、酸素
    センサ手段によって排他的に制御される方法。
  2. 【請求項2】 燃料−空気比が機関を起動させる期間の
    間に実験データおよび一般データに基づいて空気質量の
    流量を制御することによって調整される、請求項1に記
    載の方法。
  3. 【請求項3】 前記酸素センサ手段が機関が起動される
    前に予熱される、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 燃料の量がドライバペダルによって影響
    されかつ燃料−空気比が一般的な動作データに基づいて
    予め選択されかつ前記酸素センサ手段を使用して排気ガ
    スにおいていずれかの過度の酸素を検知することによっ
    て制御される、ドライバペダルに相関の自動内燃機関に
    おける使用のための請求項1に記載の方法。
JP4334457A 1991-12-16 1992-12-15 ピストンシリンダ型の内燃機関の燃料−空気比を制御する方法 Pending JPH06213043A (ja)

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DE4141481A DE4141481C2 (de) 1991-12-16 1991-12-16 Verfahren zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Verbrennungsmotors der Kolbenbauart
DE4141481:0 1991-12-16

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Effective date: 19960409