JPS5824611B2 - クウネンヒキカンシキネンリヨウセイギヨソウチ - Google Patents

クウネンヒキカンシキネンリヨウセイギヨソウチ

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JPS5824611B2
JPS5824611B2 JP12411175A JP12411175A JPS5824611B2 JP S5824611 B2 JPS5824611 B2 JP S5824611B2 JP 12411175 A JP12411175 A JP 12411175A JP 12411175 A JP12411175 A JP 12411175A JP S5824611 B2 JPS5824611 B2 JP S5824611B2
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JP
Japan
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fuel
air
fuel ratio
oxygen concentration
cylinders
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JP12411175A
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伊藤伸之
栄野友美
益田明
近藤利雄
北島重則
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は混合気の空燃比を代表する排気ガス中の酸素濃
度を検出、帰還することによって混合気の空燃比を制御
する空燃比帰還式燃料制御装置のうち、特に機関高負荷
時等には通常時の空燃比とは異なる空燃比に混合気を制
御する装置に関する。
従来内燃機関の有害排気ガスを浄化するために触媒コン
バータ等の浄化装置を排気管に装備し、更に浄化装置の
高浄化率を得るために排気ガス中の酸素濃度を検出、帰
還して混合気を一定空燃比に制御することが提案されて
いる。
しかるにこの空燃比帰還によって混合気を理論空燃比(
14,8)に制御すると、機関の通常運転時には浄化装
置が高浄化率で排気ガスを浄化するが、機関の高速・高
負荷運転時には単位時間当り浄化装置に流入する排気ガ
ス量が増加するため浄化装置は許容温度よりも高温とな
り、触媒コンバータにおいては浄化率が大幅に低下する
のみならず焼損をも招来することになる。
したがって機関高速・高負荷運転時には理論空燃比より
小さい空燃比(例えば13.5)に制御するのが好まし
く、その一例としては高速・高負荷時には空燃比帰還を
停止して燃料供給手段(例えば気化器、燃料噴射装置)
にて予め設定されている空燃比に従がって燃料供給する
方法がある。
この方法によれば低地における上記問題は解消されるが
、高地においては気圧が低地のそれよりも低いため機関
の高速・高負荷時に空燃比帰還を停止すると燃料供給手
段にて予め設定された空燃比(13,5)が一層小さく
なり、触媒コンバータからの異臭が発生するとともに空
燃比帰還停止直後の運転フィーリングが極度に悪化する
。
本発明は上記諸点に鑑みてなされたもので、内燃機関の
複数個の気筒を複数の群に分け、特定の群の気筒に対応
する排気管の集合部と各気筒に対応する排気管の集合部
とのそれぞれに酸素濃度検出器を備え、かつ内燃機関の
高速高負荷運転を検出するための検出手段を備え、この
検出手段により検出される内燃機関の高速高負荷運転か
どうかに応じて2つの酸素濃度検出器のいずれか一方の
検出値を帰還し、特定の群の気筒への燃料量と他の群の
気筒への燃料量とを一定比に制御することにより、機関
の通常運転時には浄化装置の浄化率を高めるべく空燃比
制御ができ、機関の高速・高負荷時には気圧の影響を受
けることなく浄化装置を保護するべく空燃比制御ができ
る空燃比帰還式燃料制御装置を提供することを目的とす
る。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第1図において1は燃料タンク、2はポンプ、3は圧力
調整器、5は4つの気筒を有する内燃機関で、導管4a
、4b、4c、4dによって各々が作動的に連結され、
圧力調整器3により導管4c内の燃料圧力は一定に保た
れる。
内燃機関50図示せぬ排気弁の近傍で排気管5a +
6b j 6C+6dが設けてあり、排気管6aは排気
管6b。
6c、6dと集合部6eにて集合され、その下流には触
媒コンバータ7を装備しである。
ここで、排気管6aは特定の群の気筒に対応する排気管
である。
8a 、ab 、8c 、8dは図示せぬ吸気弁の近傍
に設置され各気筒毎に燃料を噴射する燃料噴射弁で、℃
・ずれも電気巻線9を有する。
10゜11は酸化金属で構成した酸素濃度検出器で、そ
れぞれ排気管6aと、排気管5a 76b 76C+6
dの集合部6eとに設置されている。
12は蓄電池、13は吸気管、14はスロットル弁で、
スロットル弁14にはスイッチ15が作動的に連結され
ている。
すなわちスイッチ15はスロットル弁14の開度が所定
面以上になると、図中破線で示す位置に投入されるが、
それ以外の時は実線で示す位置に投入されているもので
ある。
16はスロットル弁14によって制御される空気流量を
測定する空気量検出器で測定板16aとポテンショメー
タ16bとから構成されている。
17は内燃機関5のクランク軸5aにて駆動される回転
検出器である。
18は空気量検出器16および回転検出器17からの信
号によって1気筒1サイクル当りの燃料量を演算し、そ
の燃料量に対応した時間幅Tの噴射パルスを機関回転に
同期して燃料噴射弁8a、8b、8c、8dの電気巻線
9に印加して各燃料噴射弁8a、8b、8c、8dを開
弁させる電子制御装置である。
排気管6aに対応する気筒と、排気管6b、6c、6d
に対応する気筒とに供給されるそれぞれの混合気の空燃
比を一定・比率に制御するために、電子制御装置18は
燃料噴射弁8aには機関の作動パラメータによって決ま
る時間幅Tの噴射パルスを供給し燃料噴射弁8b 、8
c 、8dには時間幅に−T(Kは定数)の噴射パルス
を供給するよう構成され、空燃比帰還のための帰還回路
を有するが、その詳細構成は例えば特開昭49−572
26号公報に詳述された構成を採用できるため省略する
。
本実施例に用いる酸素濃度検出器io、1iは、高温に
熱せられると電解質として作用する二酸化ジルコニウム
等の酸化金属を用いたもので、酸化金属の隔壁間に酸素
濃度差があると酸素イオンの移動によって濃度差に応じ
た起電力を生ずるものである。
すなわち酸化金属の一方の隔壁には空気を作用させ、他
方の隔壁には排気ガスを作用させると、排気ガス中の酸
素濃度は第2図に示すごとく混合気の空燃比(A/F
’)が理論空燃比(14゜8)より大きくなるにつれて
増加することから、空燃比が大きくなるにつれて酸化金
属の両隅壁間の酸素濃度差は減少する。
しかして酸素濃度検出器10.11の起電力は第3図に
示すごとく理論空燃比(14,8)を境に急変する。
次に上記特性の酸素濃度検出器を用い上記構成になる本
発明装置の作動を述べる。
スロットル弁14の開度が所定値(全開またはそれに近
い値)以下の状態すなわち機関の通常運転時には、集合
部6eに設置された酸素濃度検出器11からの検出値の
みがスイッチ15を介して電子制御装置18に入力され
る。
ここで例えば排気管6aに対応する気筒に供給する混合
気の空燃比が17.0となり、排気管6b 、6c 、
6dに対応する残りの気筒に供給する混合気の空燃比が
14.07となるよう噴射パルスの時間幅T、、に−T
、を設定しておけば、内燃機関5に供給される混合気の
空燃比は理論空燃比(14,8)となる。
もし混合気の空燃比が変化すれば集合部6eにおける排
気ガス中の酸素濃度も変化するため、酸素濃度検出器1
1によって空燃比の変動が検出される。
この変動した空燃比を示す酸素濃度検出器11の検出値
に応じて電子制御装置18は噴射パルスの時間幅T1に
−T、 を増減することにより空燃比の変動をなくす
。
したがって混合気の空燃比は常に理論空燃比(14,8
)を目標に制御され、触媒コンバータ7は高浄化率で排
気ガス浄化を行なう。
一方スロットル弁14の開度が所定値以上すなわち機関
の高速・高負荷運転時になると、酸素濃度検出器10の
検出値のみが電子制御装置18に入力される。
この検出値に応じて電子制御装置18は燃料噴射弁8a
に供給する噴射パルスの時間幅を前記時間幅T1から時
間幅T2に増加させる。
ここで時間幅T2は排気管6aに対応する気筒に供給す
る混合気の空燃比が理論空燃比(14,8)となる値に
なることは明らかである。
したがって燃料噴射弁8b 、8c 、8dに供給され
る噴射パルスの時間幅は定数Kを乗じた時間幅に−T2
となり、排気管6b、6c、6dに対応する気筒に供
給される混合気の空燃比は1307となる。
しかして排気管6aに対応する気筒には空燃比14.8
の混合気が供給され、排気管6b、6c、6dに対応す
る気筒には空燃比13.07の混合気が供給されること
によって、内燃機関5には全体として空燃比135の混
合気が供給されることになり、高速高負荷運転時であっ
ても触媒コンバータ7は許容温度以上になることはなし
・。
一般に内燃機関5が高地で運転されると、高地では気圧
が低く空気密度が低いことから、空気量検出器16およ
び回転検出器17の検出値が低地での検出値と同一であ
っても各気筒に供給される混合気の空燃比は小さくなる
。
すなわち低地での気圧をP。、高地での気圧をPとする
と、空気過剰率λ−実際の空燃比/理論空燃比−、/F
ン〒開となる式においてP<P。
を考慮すれば、λく1となり、高地での空燃比は/J・
さくなる。
したがって酸素濃度検出器10゜11による空燃比の検
出、帰還がなされなければ過濃混合気によって未燃焼成
分が増加し触媒コンバータ7′から異臭が生ずるが、上
記実施例のごとく機関の通常運転時には酸素濃度検出器
11によって、機関の高速高負荷運転時には酸素濃度検
出器10によって空燃比を検出、帰還することによって
、内燃機関5には通常運転時、高速高負荷運転時にそれ
ぞれ平均空燃比が14.8.13.5の混合気を供給で
き、過濃混合気(空燃比13.5以下の未燃焼成分に起
因して触媒コンバータ1が異臭を発するのを防止できる
。
なお上記実施例においては、内燃機関5の高速高負荷運
転時を検出するためのスイッチ15をスロットル弁14
の開度に応じて投入状態が切り換わるようにしたが、ス
イッチ15はスロットル弁14の上流および下流の圧力
差に応動するようにしても良く、更にはスロットル弁1
4の開度と機関回転数とを検出して機関の運転状態を判
別し、その判別値に応じて酸素濃度検出器10,11の
検出値のうちいずれか一方を帰還する構成であっても良
い。
また、特定の群となる排気管6aに対応する気筒への燃
料量と他の群となる排気管6b。
6c、6dK対応する気筒への燃料量とを一定比率に制
御するため、燃料噴射弁8aには時間幅Tの噴射パルス
を印加し燃料噴射弁sb、8c+8d、には時間幅に−
Tの噴射パルスを印加するようにしたが、燃料噴射弁8
aの開弁面積と燃料噴射弁8b、8c、8dの開弁面積
とを一定比率にして各燃料噴射弁8a、8b、8c、8
dには同一時間幅の噴射パルスを印加しても良い。
更に燃料噴射弁8a+ 8b +8c t8dによる燃
料噴射時期は各気筒同時、各気筒独立のいずれの方式で
あっても良い。
以上述べたように本発明においては、内燃機関の複数個
の気筒を複数の群に分け、特定の群の気筒に対応する排
気管の集合部と各気筒に対応する排気管の集合部とのそ
れぞれに酸素濃度検出器を備え、かつ内燃機関の高速高
負荷運転を検出するための検出手段を備え、この検出手
段により検出される内燃機関の高速高負荷運転かどうか
に応じて2つの酸素濃度検出器のいずれか一方の検出値
を帰還し、特定の群の気筒への燃料量と他の群の気筒へ
の燃料量とを一定比に制御しているから。
機関の通常運転時には浄化装置の浄化率を高めるべく空
燃比制御ができ、機関の高速高負荷には気圧の影響を受
けることなく浄化装置を保護するべく空燃比制御ができ
るという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す一部模式電気結線図、
第2図は混合気の空燃比に対する酸素濃度および一酸化
炭素濃度を示す特性図、第3図は本発明に用℃・た酸素
濃度検出器の空燃比に対する起電力を示す特性図である
。 5・・・・・・内燃機関、6a、6b、6c 、6d・
・・・・・排気管、6e・・・・・・集合部、10,1
1・・・・・・酸素濃度検出器、18・・・・・・電子
制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数個の気筒を有する内燃機関の排気ガス中の酸素
    濃度を検出する酸素濃度検出器と、該酸素濃度検出器か
    らの検出値を帰還して空燃比を一定に保つべく燃料量を
    演算する電子制御装置と、演算された燃料量を各気筒毎
    に噴射する燃料噴射弁とを備えた空燃比帰還式燃料制御
    装置において、前記複数個の気筒を少なくとも一つの気
    前から成る複数の群に分け、特定の群の気筒に対応する
    排気管の集合部と各気筒に対応する排気管の集合部との
    それぞれに前記酸素濃度検出器を備え、かつ内燃機関の
    高速高負荷運転を検出するための検出手段を備え、この
    検出手段により検出される内燃機関の高速高負荷運転か
    どうかに応じて、前記2つの酸素濃度検出器からの検出
    値のいずれか一方を前記電子制御装置に入力し、前記特
    定の群の気筒への燃料量と他の群の気筒への燃料量とを
    一定比に制御するようにしたことを特徴とする空燃比帰
    還式燃料制御装置。
JP12411175A 1975-10-14 1975-10-14 クウネンヒキカンシキネンリヨウセイギヨソウチ Expired JPS5824611B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57151039A (en) * 1981-03-11 1982-09-18 Mazda Motor Corp Purifying device of exhaust from multi-cylinder engine
JPS57151035A (en) * 1981-03-11 1982-09-18 Mazda Motor Corp Control device of air-fuel ratio in multi-cylinder engine

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JPS5248739A (en) 1977-04-19

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