JPS6259218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関、特に機関に供給する混合気
の空燃比を制御する装置に関する。

自動車用内燃機関にあつては排出ガス規制の強
化に伴い、排気系に三元触媒を設置し、排気中の
HC、COを酸化するとともにNOxを還元するよう
にして排気の浄化を図つている。

この三元触媒は理論空燃比付近の混合気のとき
にNOxの還元とHC、COの酸化機能とが共に最大
限に発揮できるので、理論空燃比付近の混合気が
常に得られるように通常は燃料の供給量をフイー
ドバツク制御により精密に調整している。

具体的には排気系に酸素濃度を検出する酸素セ
ンサを取付け、混合気が理論空燃比よりも濃い場
合は薄く、薄い場合は濃くするように燃料の供給
量を増減補正するのである。

また、このような機関では燃費向上に対する要
求から、要求トルクの比較的小さいクルージング
等の低負荷定常運転時に前記空燃比フイードバツ
ク制御を解除し混合気を理論空燃比よりも薄くし
て燃料消費量を少くしている（特開昭57−137633
号公報）。

ところで、近年自動変速機の普及率が高まるに
つれて、中・高速域の定常走行時には機関の出力
軸と車両の出力軸を機械的に直結し、トルクコン
バータのすべり損失をなくすことにより動力伝達
効率を向上させ、結局燃費を向上させるロツクア
ツプ装置付自動変速機が広く採用されて来てい
る。

こうしたロツクアツプ装置付自動変速機が前記
空燃比制御装置を備えた機関に組合された場合こ
れらの制御は独立して行われるため、ロツクアツ
プ時には理論空燃比付近にフイードバツク制御が
行われることになる。

ところで、混合気の希薄化は機関出力の低下を
もたらすので、大きいトルクを必要とする機関の
作動状態時、たとえば急加速時や絞弁全開時には
運転性の悪化を避けるために混合気の希薄化は行
うべきでなく、これらの機関作動状態時には所要
の機関出力を得るために逆に混合気を濃くする必
要がある。

このため、従来は前述のように混合気の希薄化
は、要求トルクの比較的小さい低負荷定常運転時
に行なわれていたが、定常走行運転状態でのロツ
クアツプ時も要求トルクの比較的小さい領域であ
ることに着目すると、ロツクアツプ時にも低負荷
定常運転時と同じく空燃比フイードバツク制御を
解除し混合気を理論空燃比よりも薄くすれば、運
転性を阻害することなく燃費の向上を図れること
になり、この意味でロツクアツプ時に理論空燃比
にフイードバツク制御していた従来の場合、燃費
向上の対策が未だ充分でなかつたという問題があ
つた。

そこで本発明はロツクアツプ時に混合気を理論
空燃比よりも希薄化し、運転性及び排気組成を悪
化させることなく、燃費の改善を図ることを目的
とする。

このため、本発明は、機関状態を検出する手段
からの信号に基づいて燃料供給量を制御するとと
もに、排気中の酸素濃度に基づいて混合気を理論
空燃比付近にフイードバツク制御する空燃比制御
装置と、中・高速域の定常走行時に機関の出力軸
と車両の出力軸を直結状態とするロツクアツプ装
置付自動変速機とを備えた内燃機関において、ロ
ツクアツプ状態を検出する手段と、ロツクアツプ
時に前記フイードバツク制御を解除し前記機関状
態検出手段からの信号に基づき混合気を理論空燃
比よりも希薄側にオープンループ制御する手段と
を設けることにより構成する。

以下図示実施例に基づいて説明する。

図は電子制御燃料噴射機関に適用した本発明の
一実施例で概略構成図を示す。

機関状態を検出する手段としてはエアフローメ
ータ２、点火コイル３に配置される電磁ピツクア
ツプ（図示せず）、絞弁スイツチ５、水温センサ
６等から構成される。

具体的にはエアフローメータ２は絞弁４上流の
吸気通路１に介装され吸入空気量を、点火コイル
３に配置される電磁ピツクアツプは機関回転数信
号を、水温センサ６は機関冷却水温をそれぞれ検
出する。

また、絞弁スイツチ５は絞弁４の全閉又は全開
を検出し、絞弁４が略全閉又は全開状態でオンと
なる信号を出力する。

８は排気通路７に介装される酸素センサで、混
合気を理論空燃比付近で燃焼させたとき、排気中
に残存する酸素濃度により起電力が急変し、例え
ば理論空燃比を境として混合気が理論空燃比より
も濃い場合はリツチ信号を、薄い場合はリーン信
号を出力する。

１１は中・高速域で機関の出力軸と車両の出力
軸を機械的に直結するロツクアツプ装置付自動変
速機で、ギヤ位置、機関回転数、車速及び絞弁開
度（又は吸入負圧）等から決定される一定条件下
でロツクアツプ装置が作動するようになつてお
り、このロツクアツプ状態を検出するロツクアツ
プ検知器１２が自動変速機１１に配設され、ロツ
クアツプ時にはオン信号を出力する。

これら機関状態検出手段からの信号、酸素セン
サ８からの信号、ロツクアツプ検知器１２からの
信号が入力する制御回路１０は次のような制御を
行う。

すなわち、エアフローメータ２により検出され
る吸入空気量信号と図示しない電磁ピツクアツプ
により検出される機関回転数信号とから燃料の基
本噴射量を演算し、この基本噴射量を絞弁スイツ
チ５、水温センサ６からの信号により検出される
その時の機関状態に応じて種々の増量補正を行
う。更にフユエルカツト、バツテリ電圧によつて
も補正し、その時の機関状態における燃料噴射量
を決定し、この噴射量に応じた駆動パルスで吸気
ポート１Ａに開口した燃料噴射弁９を開弁する。
例えば水温が低いほど、またバツテリ電圧が低い
ほど噴射弁９の駆動パルス幅を増大して燃料を増
量補正するのである。

酸素センサ８からのリツチ信号に対しては混合
気を薄くするように、リーン信号に対しては濃く
するようにして混合気が常に理論空燃比付近に保
たれるようにフイードバツク制御する。

また、運転性の向上のため、機関始動時及び高
速高負荷時等には、フイードバツク制御を停止し
てオープンループ制御に切換え、燃料を増量する
一方、フユエルカツト時にもフイードバツク制御
を停止し燃料を遮断する。

更にロツクアツプ検知器１２からの信号に基づ
きロツクアツプ時にも空燃比フイードバツク制御
を解除し、前記機関状態検出手段からの信号に基
づき混合気が理論空燃比よりも希薄側になるよう
にオープンループ制御する。但し希薄混合気とし
ては例えば空気過剰率（理論空気量に対する供給
空気量の比で、理論空燃比のとき１となる）λを
1.1になるように選択する。

以上の構成による作用を説明する。

ロツクアツプ状態でない場合には機関運転状態
検出手段からの信号に基づき制御回路１０は運転
状態に応じた燃料噴射量を決定し、この噴射量に
応じた駆動パルスで噴射弁９を開弁して機関に燃
料を供給する一方、酸素センサ８からのフイード
バツク信号（リツチ及びリーン信号）に基づき混
合気が理論空燃比付近に保たれるようにフイード
バツク制御する。

中・高速域でロツクアツプ状態になると、ロツ
クアツプ検知器１２がオン信号を出力するため、
制御回路１０は前述のフイードバツク制御を解除
し、機関状態検出手段からの信号に基づくオープ
ンループ制御を行う。

すなわち、機関状態に対応して混合気が理論空
燃比よりも希薄側になるように（空気過剰率λは
1.1）、燃料供給量を減少する。

ロツクアツプ時はトルクコンバータの滑りがな
くなることから動力伝達効率がアツプし、結果と
して燃費の向上につながつているが、ロツクアツ
プ時は元来要求トルクの比較的小さい領域である
ため、この領域で混合気を理論空燃比よりも希薄
にしても運転性を犠牲にすることはなく、燃料の
供給量を減少した分だけ更に燃費の向上が図られ
ることになる。

また、図示しない三元触媒は理論空燃比より外
れて希薄側に移行すると、NOxの還元効率を悪
化させることになるが、ロツクアツプ時は定常走
行中であり、このような時はNOxの発生はもと
もと比較的少い傾向にあるため、ロツクアツプ時
に混合気を理論空燃比よりも希薄側にしても
NOxの増大を招くことはない。

以上のように本発明は、ロツクアツプ時に混合
気が理論空燃比よりも希薄側になるようにオープ
ンループ制御しているので、排気組成を悪化する
ことなく、ロツクアツプ装置による燃費向上効果
と相まつて燃費を更に向上させることが出来ると
いう効果が得られる。

また、フイードバツク制御を解除する信号にロ
ツクアツプ検知器からのロツクアツプ信号を用い
ることは、ロツクアツプ装置付自動変速機を備え
た機関においては既存の信号を用いることに相当
し、従つて車速センサ等を新たに検知手段として
追加する必要がなく、システムコストを上昇させ
ずに維持出来るという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の概略構成図である。 ２…エアフローメータ、３…点火コイル、５…
絞弁スイツチ、６…水温センサ、７…排気通路、
８…酸素センサ、１０…制御回路、１１…ロツク
アツプ装置付自動変速機、１２…ロツクアツプ検
知器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関状態を検出する手段からの信号に基づい
   て燃料供給量を制御するとともに、排気中の酸素
   濃度に基づいて混合気を理論空燃比付近にフイー
   ドバツク制御する空燃比制御装置と、中・高速域
   の定常走行時に機関の出力軸と車両の出力軸を直
   結状態とするロツクアツプ装置付自動変速機とを
   備えた内燃機関において、ロツクアツプ状態を検
   出する手段と、ロツクアツプ時に前記フイードバ
   ツク制御を解除し前記機関状態検出手段からの信
   号に基づき混合気を理論空燃比よりも希薄側にオ
   ープンループ制御する手段とを設けたことを特徴
   とする内燃機関の空燃比制御装置。