JPS5834655B2 - ナイネンキカンノハイシユツガスドクセイジヨキヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の排出ガス流中に配置された排気ガ
ス・測定ゾンデによって制御され、内燃機関に供給され
る燃料・空気・混合物の質量比を調整する、時間制御可
能な積分器を備えた調整装置を用いて内燃機関の放出排
出ガスの有害成分を減少される装置に関する。

内燃機関において、これに供給される燃料・空気・混合
物の質量比に排出ガスの組成に応じて影響を及ぼそうと
する場合は、公知の方法により、内燃機関の排出ガス流
中に配置された排出ガス測定ゾンデを使用してまた、排
出ガス測定ゾンデの出力信号に依存して、供給される空
気量に対し瞬間的に加えられる燃料量を適当に増加ない
し減少させる調整装置によって行なわれる。

燃料・空気・混合物の質量比のこの変化が、気化器を装
置した内燃機関においてもまた噴射装置を設けた内燃機
関においても、行なわれることは公知である。

内熱機関に供給される燃料・空気・混合物の質量比に影
響を及ぼすために使用される調整装置は例えば積分特性
を示す。

従って排出ガス組成の目標値が比較的長時間に亘り変移
する場合は、燃料・空気・混合物の質量比の益々強い補
正が行なわれる。

然るに積分特性を示す公知の調整装置にはエンジン回転
数に無関係に積分調整装置の同じ時定数が作用するとい
う欠点がある。

排出ガス測定ゾンデ、調整装置および燃料・空気・混合
物の質量比に影響を及ぼす調整部材より成る調整回路の
主な遅延は混合物の内燃機関通過のむだ時間によって惹
起されるので、既に組成が変化されている燃料・空気・
混合物は、内燃機関の排気系における排出ガス測定ゾン
デが排出ガスの組成の変化を確認する以前に、内燃機関
の４つの作動行程を通過しなければならない。

例えば内燃機関の平均回転数で調整装置の積分時定数が
最適に選らばれる場合、内燃機関の回転数が低いと、燃
料・空気・混合物の内燃機関内の走行時間が比較的長い
ので、調整装置の積分が余り急速に行なわれる。

従って燃料・空気・混合物の質量比が過度に補正され、
この結果反対方向における目標値からの望ましくない大
きな偏差を生ずる。

反対に、回転数が比較的に高いときは調整装置は過度に
緩慢に応動し、所望する目標値は緩慢にのみ達せられる
。

すなわち本発明の根本課題は、内燃機関の放出排ガスの
有害成分を軽減させる装置を開発し、内燃機関に供給さ
れる燃料・空気・混合物の質量比を急速かつ適確に再調
整することができるようにすることである。

この場合再調整は内燃機関のどの回転数でも極めて適確
に行なわれなければならない。

その上、留意すべきことは、排出ガス毒性除去装置にお
いて極力自動車に設けられている電気信号用の発信器を
使用できるようにし、装置を経費を節減しかつ効果的に
構成し得るようにすることである。

この課題の解決のため本発明によれば内燃機関の排出ガ
ス流中に配置された排気ガス。

測定ゾンデによって制御され、内燃機関に供給される燃
料・空気・混合物の質量比を調整（λ調整）する、時間
制御可能な積分器を備えた調整装置を用いて内燃機関の
放出排出ガスの有害成分を減少させる装置において、前
記積分器は内燃機関の回転数パルスから導出されるタイ
ミングないしタイミングパルスに依存して、段階的に積
分を行うように構成されており、前記調整装置は排気ガ
スゾンデの出力電圧が所定の限界値を越えるとその前の
積分方向とは逆の方向で積分が行なわれるように構成さ
れており、さらに、前記調整装置はタイミングパルスが
現われると比較的小さい時定数で積分し、一方、タイミ
ングパルスが現われない際は出力時の積分時定数より大
きな時定数（無限大を含めて）で積分するように構成さ
れているのである。

本発明の池の効果的な実施例を後述の実施例および図に
ついて詳細に説明する。

第１図に示した内燃機関１０には燃料調整装置１１が配
属されている。

燃料調整装置１１は、内燃機関１０に一定量の燃料・空
気・混合物を配分するために使用される。

内燃機関１０から排出される排出ガス流内に配置されて
いる排出ガス測定ゾンデ１２は排出ガスの組成に依存す
る出力信号を供給するために使用される。

排出ガス測定ゾンデのこの出力信号は調整装置１３に供
給されるが、前記調整装置の出力信号は、内燃機関１０
に供給される燃料・空気・混合物の質量比が排出ガスの
組成に依存して影響をうけるように、すなわち排出ガス
の有害成分の最低量が排出されるように作用する。

積分特性を示す調整装置１３は段階的に燃料調整装置に
影響を及ぼす。

ただしこの場合この段階のタイミングは内燃機関１０の
回転数に依存する信号により決定されている。

この回転数に依存する信号は、例えば、内燃機関の点火
装置によって得られる。

然し例えば噴射装置を設けた内燃機関においても、噴射
を行なわせる信号が使用される。

この段階的積分によって行なわれるのは、内燃機関の回
転数に無関係に、調整装置が各作動工程毎に、燃料・空
気・混合物の質量比を一定に調整することである。

従ってこの結果調整装置の積分時定数が自動的に変化し
、内燃機関の瞬間回転数に整合される。

これはほぼ遅滞なく行なわれる。

従って調整振動の振幅は内燃機関の各回転数毎にほぼ等
しい。

従って調整回路は大した困難を伴なわないで最適に調整
される。

第２図に示した調整装置の実施例は燃料・空気・混合物
の組成を段階的に変化させるために使用されるもので、
この場合段階的変化のタイミングは回転数に依存する信
号によって形成される。

調整装置は限界値スイッチ１４、切換装置１５および調
整増幅器１６を有している。

限界値スイッチ１４に設けられている演算増幅器１７の
第１入力端に、分圧器により形成される限界値電圧が印
加される。

この場合分圧器は＋側線路１８と一側線路１９との間に
接続され、タップが演算増幅器１７の入力側に接続され
ている抵抗２０である。

演算増幅器１７の第２入力端に排出ガス測定ゾンデ１２
が接続されている。

第３図ａに排出ガス測定ゾンデ１２の出力電圧の経過を
時間ｔに関して示しである。

破線は抵抗２０によって調整される限界値電圧を示す。

排出ガス測定ゾンデ１２の出力電圧が限界値電圧を越え
ると、演算増幅器の出力電圧は第３図すに２１で示した
値をとり、ゾンデの電圧が限界値電圧を下回ると、演算
増幅器１７の出力電圧は第３図すに２２で示した値をと
る０ 限界値スイッチ１４の演算増幅器１７の出力側は抵抗２
３を介してトランジスタ２４および２５のベースに接続
されている。

トランジスタ２４および２５は、さらに切換トランジス
タ２６を有する切換装置１５の素子である。

切換トランジスタ２６の基準電極は抵抗２７および２８
から成る分圧器のタップに接続されている。

この場合抵抗２１は一方は＋側線路１８に接続され、抵
抗２８は一側線路１９に接続されている。

切換トランジスタ２６の出力電極はトランジスタ２４お
よび２５のベースに接続されている。

トランジスタ２４および２５のエミッタは、抵抗２９．
３０および３１を有する分圧器のそれぞれ１つのタップ
に接続されている。

この場合抵抗２９は＋側線路１８に接続されており抵抗
３１は一側線路１９に接続されている。

トランジスタ２４のエミッタは抵抗２９および３０の結
合点に接続されており、トランジスタ２５のエミッタは
抵抗３０および３１の結合点に接続されている。

両トランジスタ２４および２５のコレクタは相互に接続
されており抵抗３２を介して、調整増幅器１６に所属す
る演算増幅器３３の第１入力端に接続されている。

演算増幅器３３は、その出力側とその第１入力端との間
に、調整増幅器１６に積分特性を形成させる積分コンデ
ンサを有している。

演算増幅器の第２入力端に、抵抗２７および２Ｂから成
る分圧器のタップが接続されている。

演算増幅器３３の出力側から、燃料調整装置に影響を及
ぼすために使用される補正電圧が取出される。

例えばこの電圧により、気化器に影響を及ぼして燃料・
空気・混合物の質量比を変化させる調整部材が変化させ
られる。

この調整部材はまた電子的に制御されるガソリン噴射装
置の電子制御装置に配置されている簡単な抵抗であって
もよい。

従って演算増幅器３３の出力電圧の変化により、例えば
噴射弁の開放持続時間、従って内燃機関１０に対する燃
料・空気・混合物の燃料量を変化させることができる。

切換装置１５の切換トランジスタ２６は抵抗３５を経て
単安定マルチバイブレータ３６によって制御される。

この単安定マルチバイブレーク３６は、例えば内燃機関
１０の点火装置の点火信号または内燃機関１０の噴射パ
ルスから得られるタイミングパルス信号によってトリガ
される。

単安定マルチバイブレータ３６に供給されるタイミング
パルスは第３図Ｃに示されている。

単安定マルチバイブレークのこのパルスに所属する出力
パルスは第３図ｄに示されており、内燃機関に供給され
る燃料・空気・混合物の質量比を段階的に補正する演算
増幅器３３の出力側における相当する出力信号は第３図
ｅに示されている。

前述の回路装置の動作について次に説明する。

単安定マルチバイブレータ３６の出力側における出力電
圧が、抵抗２８ひいては切換トランジスタ２６のエミッ
タに印加されている電圧より小さいので、トランジスタ
２６が先づ遮断されているものとする。

演算増幅器１７の出力信号が、第３図すの２１に示され
た値をとると、すなわち正であると、トランジスタ２４
はコレクタ・ベース・ダイオードを経て導電状態となり
抵抗３２を経て電流が演算増幅器３３の第１入力端に流
れる。

演算増幅器３３の出力信号が積分コンデンサ３４を経て
演算増幅器３３の第１入力側に帰還するために、演算増
幅器３３の出力電圧の直線性の変化が行なわれる。

ところで単安定マルチバイブレータ３６は第２図に示す
ようにトリガパルスを加えられると負パルスを発生する
ように構成されている。

そのように発生された負パルスが単安定マルチバイブレ
ーク３６からトランジスタ２６に加えられるとその負の
パルス側縁により該トランジスタ２６はオフになり、そ
の際前述のようにして比較的小さい時定数で積分が行な
われるが、一方、加えられなくなるとオンになる。

切換トランジスタ２６がそのようにしてオンである際、
トランジスタ２４および２５のベース電圧が、それぞれ
の両エミッタ電圧の中間にある値に調整される。

それによって両トランジスタ２４．２５は遮断（オフ）
される。

従って抵抗３２を介して演算増幅器３３の入力側に最早
電流が流れないで、積分作用が中断される。

換言すれば出力時の積分時定数より大きな時定数（無限
大を含めて）積分される。

従って演算増幅器３３の出力電圧が次の時点まで、丁度
達した値に保持される。

即ち単安定マルチバイブレーク３６の負の出力信号の発
生に基づき切換トランジスタ２６がオフにされて再び両
トランジスタ２４ないし２５のうちの１つが導通し得る
まで丁度達した値に保持される。

それによって、両トランジスタ２４ないし２５のうちの
どれが導通ずるかに応じて一方又は他の方向に積分作用
が行なわれ、その結果演算増幅器３３の出力側における
補正信号がさらに増大するかあるいは低下する。

導通状態または非導通状態への切換トランジスタ２６の
切換制御が単安定マルチバイブレーク３６によって制御
される。

この単安定マルチバイブレータは例えば内燃機関１０の
点火装置から発せられるタイミングパルスで制御される
。

各タイミングパルスで制御される。

各タイミングパルス信号、例えば各点火信号または各噴
射パルスが単安定マルチバイブレークをトリガすると、
この単安定マルチバイブレークはその都度所定の持続時
間の正パルスを切換トランジスタ２６１のベースに加え
てこれを導通させる。

この結果前述の積分過程が希望する段階の形で進行させ
られる。

このようにして調整増幅器１６ないし演算増幅器３３の
出力電圧によって燃料・空気・混合物の質量比の希望す
る補正が行なわれる。

このことは例えば電子制御ガソリン噴射装置の噴射パル
スを比例的に延長することあるいは短縮することによる
か、あるいは内燃機関の気化器のノズル断面を比例的に
変化させることによって行なわれる。

本発明の効果的な実施例では、一方が抵抗２３に接続さ
れ、他方が演算増幅器３３の入力側に接続された抵抗４
０を設けることができる。

この演算増幅器には抵抗と協働して積分時定数を決定す
る積分コンデンサ３４も接続されている。

抵抗４０を接続しないで構成される実施例は多くの応用
例に対し完全に満足するように作動するが、若干の応用
例では調整装置の積分時間が過度に回転数または負荷の
単に補正的に必要とする影響に依存することがある。

これは例えば次のような場合である。

すなわち回転数または負荷が極めて広い範囲で変化する
場合である。

抵抗４０によって行なわれることは、２つのパルスの間
の休止時間内に調整増幅器１６がさらに積分作用を行な
い、従って演算増幅器の出力側における補正信号が２つ
のパルスの間の休止時間中も引続き増大するかあるいは
なくなる。

然るに抵抗４０の抵抗値は抵抗３２の抵抗値より大きく
選定されているので、演算増幅器３３の出力信号の変化
は緩慢になる。

すなわち比較的大きな時定数で行なわれる。

このために得られる付加的な利点は、限界値スイッチ１
４がパルス休止時間中に切換えられると、調整増幅器１
６の積分方向が直ちに、すなわち新しいパルスが入来し
て始めてではなく、変化される。

従って調整回路の無駄な時間が大幅に短縮されることで
ある。

抵抗４０を設けた回路装置において演算増幅器３３の出
力側において生ずる電圧の特性曲線は第３図ｆに示され
ている。

このダイヤグラムから明らかなように、演算増幅器３３
の出力信号はパルス時間中より著るしく、すなわち比較
的小さい時定数で変化するが、パルス休止時間中は緩慢
な変化、すなわち比較的小さい時定数による変化が行な
われる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の詳細な説明するもので、第１図は排出ガス
毒性除去装置のブロック回路路線図、第２図は内燃機関
の燃料・空気・混合物に段階的に影響を及ぼす装置の路
線図、第３図は第１図および第２図に示した装置を説明
するためのパルス配置図である。 １０・・・・・・内燃機関、１１・・・・・・燃料調節
装置、１２・・・・・・排出ガス測定ゾンデ、１３・・
・・・・調整装置、１６・・・・・・調整増幅器、１７
、３３・・・・・・演算増幅器、１８・・・・・・＋
側線路、１９・・・・・・−側線路、３６・・・・・・
単安定マルチバイブレーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の排出ガス流中に配置された排気ガス・測
   定ゾンデによって制御され、内燃機関に供給される燃料
   ・空気・混合物の質量比を調整（λ調整）する、時間制
   御可能な積分器を備えた調整装置を用いて内燃機関の放
   出排出ガスの有害成分を減少させる装置において、前記
   積分器は内燃機関の回転数パルスから導出されるタイミ
   ングないしタイミングパルスに依存して、段階的に積分
   を行うように構成されており、前記調整装置は排気ガス
   ゾンデ１２の出力電圧が所定の限界値を越えるとその前
   の積分方向とは逆の方向で積分が行なわれるように構成
   されており、さらに前記調整装置１３はタイミングパル
   スが現われると比較的小さい時定数で積分し、一方、タ
   イミングパルスが現われない際は出力時の積分時定数よ
   り大きな時定数（無限大を含めて）で積分するように構
   成されていることを特徴とする内燃機関の排出ガス毒性
   除去装置。