JPS6035541B2 - 内燃機関の排ガスを浄化する方法 - Google Patents

内燃機関の排ガスを浄化する方法

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JPS6035541B2
JPS6035541B2 JP54137521A JP13752179A JPS6035541B2 JP S6035541 B2 JPS6035541 B2 JP S6035541B2 JP 54137521 A JP54137521 A JP 54137521A JP 13752179 A JP13752179 A JP 13752179A JP S6035541 B2 JPS6035541 B2 JP S6035541B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多数のシリンダおよび内燃機関の燃焼室内で燃
焼する運転混合気の発生装置を有する内燃機関の排ガス
中の有害物質の量を低下する方法に関し、その際運転混
合気組成は内燃機関の運転パラメータに応じて制御また
は調節装置により所望値に維持される。
西独特許第１１８６２６６号公報によって、２サイクル
内燃機関のアィドリング範囲で過剰の空気供給によって
１部のシリンダを停止させ、他の部分のシリンダを高い
負荷量で運転することは公知である。
このような２サイクル内燃機関は公知のようにアィドリ
ング中とくに燃焼室の掃気不足のためにも著しい回転数
変動が生ずる欠点を有する。シリンダの１部の停止によ
って他のシリンダの負荷したがってガス交換容積を増大
することができる。空気供給はこの場合吸気多岐管の一
定位置で行われ、その際どのシリンダに十分薄い浪合気
を供給してそのシリンダを停止させるかは吸気系内の動
力学的関係に任される。とくにこの公知装置の場合運転
混合気組成の所望値は内燃機関の種々の運転範囲で維持
することができる。同様西独公開特許公報第１５７６３
１ぴ号もこよってシリンダ数の多い高速運転ディーゼル
機関のアィドリング中、作動シリンダの１部を燃料供給
の中断によって遮断し、残りのシリンダを高負荷で運転
することによって安定なァィドリング速度を達成するこ
とが公知である。いずれの公知装置でもすべての運転範
囲に最適の所望排ガス組成を維持することは考慮されな
い。本発明の目的は公知装置から出発して、内燃機関の
選択された運転範囲とくに反応器温度が反応器の所望の
作動温度より低い子熱運転の間に点火可能の運転混合気
を供給し、排ガス中のすべての主要有害物質の含有率が
できるだけ低い排ガス組成を達成する手段を得ることで
ある。
この目的は本発明により内燃機関の選択された運転範囲
とくに反応器温度が反応器の所望の作動温度より低い子
熱運転の間に１部のシリンダに所望値より一定値だけ薄
くした点火可能の第１運転混合気を供給し、シリンダの
他の部分に第１運転混合気の組成に対し相補的に濃くし
た点火可能の第２運転混合気を供給し、供給した運転混
合気の和が全運転混合気組成の所望値を示すことによっ
て解決される。
空気過剰率入＝１の所望全運転混合気組成から出発して
、この方法によれば１つのシリンダ群にＮ○×分が比較
的高く、しかしＣＯおよびＣＨ分が非常に低い排ガスが
発生する。他のシリンダ群にはＮ○×分が非常に低く、
ＣＯおよびＣＨ分の高い排ガスが発生する。排ガス中に
存在する酸素量は第１のシリンダ群では高い入に応じて
高い。両方の排ガスの合流後、得られるＣＯおよびＣＨ
分は存在する酸素とたとえば高い効率を有する２次燃焼
装置内で反応する。全体として排ガス中の除去困難なＮ
○×分は著しく減少し、一定の最適全混合気組成を維持
することによって有害成分のＣＨおよびＣＯ分の値も非
常に低く維持される。次に本発明を実施例の図面により
詳説する。
第１図において内燃機関は１ １で示され、これは空気
フィル夕１２および吸気管１３を介して空気を吸込む。
吸気管１３は内燃機関１１のシＩＪンダに通ずる個々の
吸気多岐管１４〜１７に分岐する。吸気管１３内に絞り
フラツプ１８が配置される。混合気混合系として吸気管
内に配置された空気量測定装置５８を有する噴射装置が
備えられる。
各吸気多岐管１４〜１７に噴射弁が配置される。そのう
ち図面を簡単にするため、燃料を第１または第４の吸気
多岐管１４または１７へ噴射する２つの噴射弁７３，７
４のみが示される。さらに２つの接続管７５，７６が示
され、これらは圧縮燃料導管６０から２つの図示されて
いない噴射弁に通ずる。内燃機関の個々のシリンダの排
気弁へ排気管２４〜２７が接続し、これらは１つの排ガ
ス補集管２３に接続する。
排ガス補集管は熱反応器として形成された第１反応器２
８へ開□し、この反応器へ第２の触媒反応器２９が接続
する。この場合熱反応器として排ガス補集管２３、およ
び断熱壁７１を備える個々の排気管２４〜２７が役立つ
。温度センサ４０は断熱壁７１の内側に設置される。触
媒反応器２９の出口は排ガスを図示されていない消音装
置に送る排気管３０へ閉口する。熱反応器２８の壁また
は断熱壁７１の内側に温度センサ４０が設置され、酸素
センサ４１は触媒反応器２９の入口‘こ備えられる。
温度センサ４０の電気的出力は第１制御増器４２と結合
する。酸素センサ４１の電気出力は前層増幅器４４を介
して第２制御増幅器４５と結合する。噴射弁７３，７４
の制御には３つの入力Ａ，Ｃ，Ｄを有する２チャンネル
トランジスタ回路装置７２が使用される。
第１入力Ａに空気量測定器５８の出力が接続され、第２
入力Ｃは第１制御増幅器４２の出力と結合する。第２制
御増幅器４５の出力は第３入力Ｄに接続する。４シリン
グ内燃機関１１の４つの噴射弁は交互に作動する２つず
つの２群に分割される。
噴射弁７４は第１の群に属し、その電気的入力は２チャ
ンネルトランジスタ回路装置７２の第１出力Ｅに接続さ
れる。噴射弁７３は第２の群に属し、第２出力Ｆに接続
する。第２図は前道増幅器４４および第２制御増幅器４
５を有する第２制御回路の回路図を示す。
酸素センサは同機４１で示される。前層増幅器４４は演
算増幅器４４０を有し、その出力は抵抗４４１を介して
プラス線４９と、負帰還抵抗４４２を介して反転入力と
結合する。演算増幅器４４０の反転入力はさらに入力抵
抗４４３を介して酸素セソサ４１の出力と結合する。演
算増幅器４４０の非反転入力は入力抵抗４４４を介して
分圧器のタップに接続し、この分圧器は２つの抵抗４４
５，４４６よりなり、プラス線４９とマイナス線４８の
間にある。第２制御増幅器４５には能動構成素子として
演算増幅器４５０が備えられる。
その出力は抵抗４５１を介してプラス線４９に、積分コ
ンデンサ４５２を介して反転入力に接続する。演算増幅
器４４５０の反転入力は入力抵抗４５３を介して前暦増
幅器４４の出力と結合する。演算増幅器４５０の非反転
入力は入力抵抗４５４を介して２つの抵抗４５５，４５
６よりなる分圧器のタップおよびトリマ抵抗４５７と結
合する。トリマ抵抗４５７にターミナル４５８から補正
電圧が印加される。第３図に酸素センサ４１の構造を示
す。このセンサは片側閉鎖された小管４１０よりなり、
この小菅は燃結した固体電解質よりなる。固体電解質４
１０の両面にミクロン多孔性の白金属４１１が蒸着され
る。２つの白金層４１１はターミナル４１２，４１３に
通ずる接点を備える。
固体電解質小菅４１０‘ま支持器４１４により排気管４
１５の壁に支持される。支持器４１４は外気が小管４１
０１こ侵入しうる孔４１６を有する。小管４１０の外面
の周りを排気ガスが流れる。第４図には酸素センサ４１
の出力電圧Ｕと空気過剰率Ｌの関係が示される。
空気過剰率Ｌは空気対燃料の比として定義され、化学量
論的空気−燃料混合物の場合、値は１である。１．０よ
り大きい空気過剰率の場合、内燃機関は稀薄な混合気で
運転される。
酸素センサ４１の固体電解質４１川ま排ガス流を支配す
るような高温の場合、酸素イオン導電性である。
固体電解質としてはたとえば２酸化ジルコニウムを使用
することができる。排ガスの酸素分圧が外気の酸素分圧
と異なる場合、２つの接続ターミナル４１２，４１３の
間に電位差が生じ、その空気過剰率Ｌ‘こ関する経過は
第４図の曲線５２に示される。この電位差は固体電解質
４１０の両面における酸素分圧の商と対数的関係にある
。それゆえ酸素センサの出力電圧は空気過剰率Ｌ＝１．
０の付近で急激に変化する。第３図の酸素センサは出力
電圧が空気過剰率Ｌに非常に強く影響されるので、第２
制御増幅器４５の制御にきわめて有利に使用することが
できる。とくに空気過剰率Ｌは１．０の付近で非常によ
く制御される。次に機能を第８図により説明する。この
図は排ガスの組成を空気過剰率Ｌの函数として示す。曲
線９６は排ガスの１酸化炭素（ＣＯ）量を示す。Ｌ＝１
．０より下側でＣＯ値は空気過剰率の増加とともに連続
的に低下する。Ｌ＝１．０より上側でＣＯ値はほぼ１定
で非常に低い。排ガスの未燃焼炭化水素（ＣＨ）の量に
関する曲線９７はＬ＝１．３までほぼ曲線９６と同様の
経過を示す。Ｌ＝１．３より上で禾燃焼炭化水素の量は
急激に増加する。というのは排ガス組成はこの場合、不
点火数の増大によって影響されるからである。この不点
火は非常に稀薄な混合気の結果である。排ガスのチッ素
酸化物Ｎ○×の量に関する曲線９８は２つの曲線９６，
９７とちようど逆の経過を示す。
この量はほぼＬ：１．０５で最大値を示す。空気過剰率
がこれより大でも小でも曲線９８は急激に降下する。こ
れはチッ素酸化物が高温でのみ空気チッ素の燃焼によっ
て発生するためである。燃焼温度はほぼ化学量論的混合
気の場合に最大値に達する。曲線９８は排ガス補集管２
３中の混合物の組成に関し、チッ素酸化物量は触媒反応
器２９の出口では、点線の曲線９９が示すように、著し
く異なる経過を示す。還元性排ガス組成、すなわち空気
過剰率が小さい場合、チッ素酸化物は触媒反応器２９内
で１酸化炭素ＣＯおよび未燃焼炭化水素ＣＨからの水素
と反応する。それゆえ空気過剰率が小さい場合、触媒反
応器２９の出口で排ガス中にほとんどチッ素酸化物は見
いだされない。空気過剰率が１．０を超えると、排ガス
の組成は還元性から酸化性に変化し、すなわち排ガス中
に多くの酸素が含まれる。したがってチッ素酸化物Ｎ○
ｘは触触反応器２９内でもはや還元されないので、大き
い空気過剰率の場合両曲線９８および９９は一致する。
実施例の機能を理解するには最初酸素センサ４１、前層
増幅器４４、第２制御増幅器４５を有する第２制御回路
を説明するのが適当である。
内燃機関１１に供給される混合気は内燃機関１１内で燃
焼し、排ガスは排ガス補集管２３および熱反応器２８を
へて触媒反応器２９へ流れる。酸素センサ４１は第４図
の曲線５２により実際に得られた空気過剰率Ｌを測定す
る。その出力電圧は、演算増幅器４４０の反転入力が制
御されるので反転増幅器として動作する前道増幅器４４
内で増幅される。それゆえ前暦増幅器４４の出力は空気
過剰率増加とともに増大する。第２制御増幅器４５は積
分コンデンサ４５２により積分制御器としての回路であ
り、それゆえ第１図には１で示される。
空気過剰率基準値はトリマ抵抗４５７によるか、または
分圧器４５５，４５６の適当な値によって調節すること
ができる。トリマ抵抗４５７による調節はターミナル４
５８から内燃機関の他の運転パラメータたとえば冷却水
温度に関係する電圧を加えうる利点を有する。特殊な制
御過程を説明するためまず少し大き過ぎる空気過剰率の
混合気を送るものと仮定する。酸素センサ４１の出力電
圧が低下するため前置増幅器４４の出力電圧は分圧器４
５５，４５６で調節された規準値より上昇する。第２制
御増幅器４５は負万向に積分するので、トランジスタ回
路装置を介して全混合気は濃く調節され、空気過剰率Ｌ
は調節された規準値より低くなる。その結果第２制御増
幅器４５は正方向に積分し、反対方向に補正する。第４
図の曲線５２の傾斜が急激であるため、空気過剰率Ｌは
調節された規準値を中心に小さい振幅をもって周期的に
振動する。
基準値を約０．９８〜０．９９に調節するのが有利なこ
とが明らかになった。それによって触媒反応器２９が還
元性雰囲気で作動することが保証される。熱反応器２８
が８００〜１０００℃の作動温度に達しなければならず
、触媒反応器２９の温度が６００℃を超えなければなら
ない困難がある。
第２制御回路による空気過剰率制御のため、炭化水素お
よび１酸化炭素の初期放出がすでに非常に低いので、熱
反応器２８は内燃機関の予熱運転の間その作動温度にき
わめて徐々にしか到達しない。同様の困難が屋外温度の
低い場合に生ずる。というのは熱反応器２８の熱放射は
反応器壁と外気の温度差の４乗に比例するからである。
第２制御回路しか備えない場合、冬期には熱反応器２８
の作動温度が６００ｑｏ以下にとどまり、したがって炭
化水素および１酸化炭素が不十分にしか燃焼しない事態
が生じうる。上記困難を除去するため、温度センサ４０
および第１制御増幅器４２を有する第１制御回路が設置
される。
サーモカブル４０の出力電圧は温度とともに増大する。
第１制御増幅器４２はＰＩ制御器として形成され、第１
図にもＰＩと示される。この記号は第１制御増幅器４２
の制御特性が比例部分（Ｐ）および積分部分（１）を有
することを表わす。反応器温度が調節された作動温度規
準値たとえば９００ｑｏを超えると、制御増幅器４２の
出力電圧はプラス電位へ跳躍する。
これに反して反応温度が調節された規準値より低い場合
、出力はマイナス電位にある。２チャネルトランジスタ
回路装置７２の回路図は第５図に示される。
このトランジスタ回路装置はパルス発信器６９、単安定
マルチパイプレータ６３、パルス延長段６４およびオア
ゲート６６よりなる第６図に示す直列回路を有する。単
安定マルチパイプレータ６３はカム７０によって作動し
うるスイッチとして形成されたパルス発信器６９によっ
て制御される。発信器（スイッチ）６９はクランク軸回
転数と同期的に、クランク軸２回転ごとに各噴射弁７３
，７４に１つの噴射パルスを送るような頻度で閉鎖され
る。補正入力Ａにより単安定マルチノゞィブレ−夕６３
のパルス持続時間は測定空気量に応じて変化されるので
、空気量が多い場合は燃料も多く噴射され、空気過剰率
を１定に保持することができる。単安定マルチパイプレ
ータ６３の出力に蓄積コンデンサ６４０を含むパルス延
長段６４が接続される。
蓄積コンヂンサ６４０の１極はトランジスタ６４１のコ
レクタに接続され、そのェミッ夕は抵抗６４２を介して
プラス線４９と、ベースは単安定マルチパイプレータ６
３の出力と結合する。トランジスタ６４１のベースはさ
らに入力ターミナルＢ、および抵抗６４３を介してマイ
ナス線４８と結合する。蓄積コンデンサ６４０の第２の
極は放電トランジスタ６４４のコレクタと結合する。
放電トランジスタ６４４のベースは抵抗６４８および可
変抵抗６４９よりなる分圧器のタップに接続する。放電
トランジスタ６４４のェミツタは抵抗６４５を介してプ
ラス線４９と結合する。さらに放電トランジスタ６４４
のコレクタと反転トランジスタ６５０のベースの間にダ
イオード６４６があり、その樋性は放電トランジスタ６
４４のコレクタ電流が通過するように配置される。反転
トランジスタ６５０のベースは抵抗６４７を介してマイ
ナス線４８と結合する。反転トランジスタ６５０のコレ
クタとブラス線４９の間にはコレクタ抵抗６５１が配置
される。単安定マルチパイプレータ６３の出力および反
転トランジスタ６５０のコレクタはオアゲート６６の２
つの入力と結合する。
回路装置の機能は他の電子制御ガソリン噴射装置たとえ
ば西ドイツ特許公報第１５２６５０６号から公知である
。それゆえその機能は簡単に説明する。単安定マルチパ
イプレータ６３の出力パルスの持続時間は前述のように
空気量により決定される。延長パルスの持続時間は単安
定マルチパイプレータ６３の出力パルスの持続時間に比
例する。
さらに延長パルスの持続時間は可変抵抗６４９によって
影響され、この抵抗はたとえばＮＴＣ抵抗として形成す
るとができ、その場合エンジン温度の測定に役立つ。最
後に延長パルスの持続時間は入力Ｂに加わる電圧によっ
ても影響される。入力Ｂに加わる電圧は単安定マルチパ
イプレータ６３のパルス持続時間の間、トランジスタ６
４１を介してコンデンサ６４０の充電電流に影響を与え
る。したがってこの電圧は単安定マルチパイプレータ６
３の出力パルスの終りにコンデンサ６４０を介して伝達
される電圧跳躍の高さにも影響を与える。これに対し抵
抗６４９の変化はコンデンサ６４０の放電電流、したが
って反転トランジスタ６５０の初めの遮断後再び導通に
なる時点に影響を与える。以下にはデジタル回路技術に
常用される“Ｌ信号”および“○信号”を使用して説明
する。
１つの点にＬ信号があるということはこの点が少なくと
も近似的にプラス線４９の電位にあることを表わす。
逆に１つの点が少なくとも近似的にマイナス線４８の電
位にあれば、この点は○信号を与える。反転トランジス
タ６５０は回路の定常状態で導通である。
反転トランジスタ６５０は蓄積コンデンサ６４０から単
安定マルチパイプレータ６３の出力パルスの終りに負の
パルスが伝達されれば断になる。それゆえ反転トランジ
スタ６５０のコレク夕における有効信号は単安定マルチ
パイプレータ６３の出力信号と同様Ｌ信号である。オア
ゲート６６はその入力の少なくとも１つにＬ信号があれ
ば、その出力にＬ信号を与える。それゆえパルス延長段
の出力パルスは単安定マルチパイプレータ６３の出力信
号に時間的に付加される。パルス発信器６９はさらに双
安定マルチパイプレータ７７のトリガ入力Ｔが接続され
る。
双安定マルチパイプレータ７７はＪＫ−フリツプフロツ
プとして形成され、その２つの準備入力Ｊ，Ｋはターミ
ナル７８に接続される。Ｊ，Ｋ−フリップフロップ７７
は互いに相補的な２つの出力Ｑ，，Ｑ２を有する。マグ
ネットコイル８３，８４で示される噴射弁の第１の２群
を制御するため、直列接続のアンドゲート７９およびパ
ワー増幅器８１が使用される。
パワー増幅器８１の出力は２チャンネルトランジスタ回
路装置７２の第１出力Ｅを形成する。。同様にマグネッ
トコイル８５，８６を有する噴射弁の第２の２群を制御
するため直列接続のアンドゲート８０およびパワー増幅
器８２が備えられる。第１アンドゲート７９の２つの入
力はＪＫフリツプフロツプ７７の第１出力Ｑ，およびオ
アゲート６６の出力と結合する。
第２アンドゲート８０の入力はフリップフロップの第２
出力Ｑ２およびオアゲート６６の出力と結合する。パル
ス延長段６４の補正入力Ｂとトリマ抵抗９５が結合し、
この抵抗の他端は３つの加算抵抗９２，９３，９４と結
合している。
第１加算抵抗９２は同時に２チャネルトランジスタ回路
装置７２の第３入力Ｄを形成し、それゆえ第２制御増幅
器４５の出力と結合する。第３加算抵抗９４はスイッチ
トランジスタ８９のコレクターェミツタ区間を介して２
チャネルトランジスタ回路装置７２の第２入力Ｃ、した
がって制御増幅器４２の出力に結合する。第２加算抵抗
９３はスイッチトランジスタ８８のコレクターェミツタ
区間を介して反転増幅器８７の出力と結合し、反転増幅
器の入力は第１制御増幅器４２の出力と結合している。
スイッチトランジスタ８８のベースは抵抗９０を介して
ＪＫフリップフロツプ７７の第２出力Ｑ２と結合する。
同様スイッチトランジスタ８９のベースは抵抗９１を介
してフリッブフロップの第１出力Ｑ，と結合する。双安
定マルチパイプレータ７７として使用されるＪＫフリッ
プフロップの機能はデジタルスイッチ技術により公知で
ある。
たとえばドクタシュタインハウア（Ｓにｉｎｈａ肥ｒ）
のデジターレ エレクトロニーク（ＤｉｇＰｉｅＥ１ｅ
ｋｔｒｏｎｉｋ）（フイリツプス フアツハビユーヒア
（ＰｈｉｌｉｐｓＦａｃｈｂｄｃｈｅｒ） １９６ｇ王
）第１巻、１６４〜１６７ページが挙げられる。ターミ
ナル７８にＬ信号が送られると、ＪＫフリップフロップ
は周波数分割器として作動し、すなわち２つの出力Ｑ，
およびＱ２はトリガ入力Ｔに入るトルガパルスごとにそ
の符号を０からＬへ、またはその逆に変える。２つの出
力Ｑ．およびＱ２は互いに相補的なので、これらはつね
に反対信号を発する。
これは噴射時間を決定するオアゲート６６の出力信号は
、第１出力Ｑ，がＬ信号を発する第１トリガパルスの際
に第１アンドゲート７９を介して第１パワー増幅器８１
へ導かれることを意味する。次のトリガパルスの際、第
２出力Ｑ２はＬ信号を発し、オアゲート６６の出力パル
スはァンドゲート８０を介して第２パワー増幅器８２へ
導かれる。それゆえ噴射弁の２つの群のマグネットコイ
ル８３，８４または８５，８６は交互に作動される。Ｊ
Ｋフリップフ。ツプ７７は周波数分割器として動作する
ので、カム７０の回転数は１群の噴射弁を備える形成の
場合の２倍でなければならない。反転増幅器８７は第２
図の前暦増幅器４４と同じ回路である。
反転増幅器８７は正確に増幅率Ｖ＝−１を有するので、
この場合負帰還抵抗４４２と入力抵抗４４３は正確に同
じ抵抗値を有さなければならない。特殊な制御過程を簡
単に説明するためまず熱反応器（断熱された排ガス補集
管２３）が作動温度に達し、したがって高温のため第１
制御増幅器４２の出力に低い電圧がかかっている状態を
仮定する。
この電圧は空気過剰率Ｌが規準値に達した際の第２制御
増幅器４５の出力電圧と正確に同じ高さでなければなら
ない。その場合２つの加算抵抗９３，９４を介して補正
入力Ｂへまったく付加的電流が流れ得ないので、補正入
力Ｂは第２制御増幅器４５の出力電圧によってのみ影響
される。さらに第１制御増幅器の負帰還の適当な選定に
よって、反応器作動温度達成の際に生ずる電圧が同時に
増幅器４２の出力の下限電圧であるようにしなければな
らない。空気過剰率が高過ぎる場合、制御増幅器４５、
加算抵抗９２、トリマー抵抗９５および補正入力Ｂを介
してパルス延長段６４のパルス持続時間が延長されるの
で、空気過剰率Ｌは負万向に変化する。
しかし内燃機関の予熱運転の間、熱反応器はまだ作動温
度に達しないので、第１制御増幅器４２は負の出力電圧
を２チャネルトランジスタ回路装置７２の第２入力Ｃに
与える。
第１群の噴射弁７３が作動する場合、第１出力Ｑ，はＬ
信号を発し、これは抵抗９１を介してスイッチトランジ
スタ８９を導通にする。第１制御増幅器４２の高められ
た出力電圧はそのとき第３加算抵抗９４を介して補正入
力Ｂにかかる。それによって蓄積コンデンサ６４０の充
電電流は酸素センサ４１の出力信号のみによる場合より
小さくなる。パルス延長段９４のパルス持続時間は小さ
くなり、第１弁群７３に対応するシリンダに送られる混
合気は薄くなる。第１シリンダ群の空気過剰率はそれゆ
え１．０より大きくなる。ＪＫフリツプフロツプ７７の
トリガ入力Ｔに次のトリガパルスが入る際、第２出力Ｑ
２がＬ信号を発するので、第２弁群７４が作動される。
このときスイッチトランジスタ８９は断であり、スイッ
チトランジスタ８８が導通なので、反転増幅器８７の出
力信号はパルス延長段６４の補正入力Ｂに送られる。そ
れゆえ補正入力Ｂの入力電圧は酸素センサ４１の出力信
号に対応する電圧より低い。したがって第１弁群に比し
て第２弁群７４では噴射パルスが延長され、空気過剰率
Ｌ２は１．０より小さい値（濃い混合気）を取る。２つ
の空気過剰率ＬＩおよびＬ２の平均値からの偏差（非対
称性）は反応器温度が低いほど大きい。
第１制御増幅器４２の制御特性は比例部分を有するので
、２つの空気過剰率ＬＩおよびＬ２は反応温度が低いほ
どその算術平均値すなわち合成空気過剰率Ｌ＝０．９８
から大きく離れる。それゆえ公知制御装置との差は、２
群の吸気管１４，１５または１６，１７内の空気過剰率
が調節される点にある。
子熱運転の間、薄い混合気で運転されるシリングは補助
空気を排ガス補集管２３へ送り、濃い混合気で運転され
るシリンダから未燃焼炭化水素および１酸化炭素が送ら
れ、これらは補助空気といつしよに断熱された排ガス補
集管２３内で燃焼する。第２制御増幅器４５は積分制御
器として形成されている。
これが実際の試験で有利なことが実証された。すなわち
これによって第１に酸素センサ４１の劣化に基く出力信
号の変化が除去され、第２に制御振動が確実に抑えられ
る。この振動は比例制御器を使用する際、曲線５２（第
４図）の傾斜が急なため、噴射量が迅速に連続して変化
することによって生ずる。第１制御増幅器４２を有する
第１制御回路の場合、制御振動の増大の危険はそれほど
大きくない。それにもかかわらず第１制御増幅器４２を
比例−積分制御器として形成するのが有利なことが実証
された。この制御器は特殊な場合、第１実施例の基本的
機能を変化することなく、比例制御器としても、積分制
御器としても形成することができる。第７図による第２
実施例の場合、前述実施例にも使用される構成部分は同
じ記号で表わされ、これらに関しては改めて説明しない
。
第２実施例の場合、２つの別個の気化器を備えている。
第１気化器は吸気管１３ａ、絞りフラップ１８ａおよび
燃料ノズル１９ａよりなる。第１気化器は２つの吸気管
１４，１５に空気一燃料混合気を送る。絞りフラップ１
８ｂおよび吸気管１３ｂに配置された燃料ノズル１９ｂ
を有する第２気化器は他の２つの吸気管１６，１７に混
合気を供給する。各気化器の前にそれぞれの空気フィル
夕１２ａ，１２ｂが配置される。燃料管２０と燃料ノズ
ル１９ａ，１９ｂの間に２つの可変絞り５３ａ，５３ｂ
がある。２つの可変絞り５３ａ，５３ｂを制御するため
２つの制御増幅器４５ａ，４５ｂが使用される。
第１制御増幅器４２へ反転増幅器８７が接続される。前
層増幅器４４の出力から２つの加算抵抗１００，１０１
が制御増幅器４５ｂ，４５ａの入力へ通ずる。もう１つ
の加算抵抗１０２は第１制御増幅器４２の出力と制御増
幅器４５ａの入力の間にある。さらにもう１つの加算抵
抗１０３は反転増幅器８７の出力と制御増幅器４５ｂの
入力の間にある。第７図による第２実施例の機能は第１
実施例の機能と非常によく似ている。
第２制御回路の前層増幅器４４の出力は燃料配合のため
の２つの制御増幅器４５ａ，４５ｂを対称的に制御する
。すなわち第２制御回路によりさらに空気過剰率Ｌがあ
らかじめ選ばれた最適値に調節される。反応器温度が所
望の作動温度より低い場合、第１制御増幅器４２は２つ
の制御増幅器４５ａ，４５Ｍこ出力信号を発し、その信
号は中間に配置された反転増幅器のため反対方向の影響
を与える。すなわちたとえば制御増幅器４５ａは濃い混
合気に、制御増幅器４５ｂは薄い混合気に調節する。２
つの気化器の２つの空気過剰率ＬＩおよびＬ２の間の所
望の非対称度は加算抵抗１０２，１０３の大きさの選択
によって調節することができる。
第１実施例の場合のように非対称度は熱反応器２８の温
度が低いほど大きい。可変絞り５３ａ，５３ｂの代りに
２つの気化器にバイパス弁を有するそれぞれ１つのバイ
パスを設けることは容易に可能である。
第２実施例の機能はそれによって影響されない。排ガス
の浄化に使用される方法はすべての実施例において基本
的には同じである。
最初第２制御回路によりシリンダに送られる空気−燃料
混合気の空気過剰率Ｌが調節される。反応器温度が低過
ぎる場合さらに第１制御回路によりシリンダの少なくと
も１部において混合気は燃料により濃化されるので、炭
化水素と１酸化炭素の放出が高くなる。この高められた
初期放出は第２制御回路による補助空気の間接供給によ
って正確に補償されるので、熱反応器内で非常に完全な
２次燃焼が行なわれる。補助空気はシリンダの１部を介
して導かれる。
それゆえこの空気はシリンダから出る際すでに強く加熱
され、排ガス−補助空気混合物の点火は反応器作動温度
よりずっと低くても保証される。最後にもう１つの利点
を述べる。予熱運転の間シリンダに送られる混合気は最
適の空気過剰率Ｌ＝０．９８を有しないで、それから大
きくはずれた空気過剰率を有する。第８図に示されるよ
うに、それによって初期放出はチッ素酸化物が著しく低
下する。これは最初触媒反応器２９も６００〜８０００
○の作動温度に達せず、それゆえまだチッ素酸化物を減
少し得ないので、有利である。炭化水素および１酸化炭
素はいずれにせよ子熱運転の間にも公知法で可能である
より著しくよく２次燃焼する。状況により実施例の個々
の構成ユニットは記載したものと異なる仕様で互いに組
合せるのが有利である。たとえば第１実施例の簡単化さ
れた熱反応器は他の実施例の場合にも使用することがで
きる。このように本発明の方法は非常に多種の内燃機関
および混合気配合系に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法を実施する装置の第１実施例を示
す図、第２図は第１図装置の電気回路図、第３図は酸素
センサの断面図、第４図は酸素センサの機能を示す図、
第５図は第１実施例電気回路のブロック図、第６図は第
５図回路の１部を示す図、第７図は第２実施例を示す図
、第８図は空気過剰率と排ガス組成の関係を示す図であ
る。 １１・・・・・・内燃機関、１２・・・フィル夕、１３
・・・・．・吸気管、１４〜１７・・・・・・吸気多岐
管、１８・・…・絞りフラツプ、１９・・・・・・燃料
ノズル、２０・・・・・・燃料管、２３・・・・・・排
ガス補集管、２４〜２７・・・・・・排気管、２８・・
・・・・熱反応器、２９・・・・・・触媒反応器、４０
・・・・・・温度センサ、４１・・・・・・酸素センサ
、４２・・・・・・第１制御増幅器、４４・・・・・・
前暦増幅器、４５…・・・第２制御増幅器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 多数のシリンダおよび内燃機関の燃焼室内で燃焼す
    る運転混合気の発生装置を有し、運転混合気組成を内燃
    機関の運転パラメータに応じて制御または調節装置によ
    り所望値に維持し、発生した排ガスを排ガス系に配置し
    た反応器内で２次燃焼させる、内燃機関の排ガスを浄化
    する方法において、内燃機関の、反応器温度が反応器の
    所望の作動温度より低い、選択された運転範囲で、１部
    のシリンダに所望値より一定値だけ薄くした点火可能の
    第１運転混合気を供給し、他の部分のシリンダに第１運
    転混合気の組成に対し、供給する運転混合気の和が全運
    転混合気の所望値となるように、相補的に濃くした点火
    可能の第２運転混合気を供給することを特徴とする内燃
    機関の排ガスを浄化する方法。
JP54137521A 1972-04-07 1979-10-24 内燃機関の排ガスを浄化する方法 Expired JPS6035541B2 (ja)

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