JPS63105262A - 希薄燃焼式内燃機関における空燃比の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関における吸気混合気の空燃比を理論
空燃比よりもリーンにした希薄燃焼式の内燃機関におい
て、その吸気混合気の空燃比をリーンに制御する方法に
関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

最近の内燃機関においては、排気ガス中の有害成分を低
減し、且つ、燃料消費率の向上を図るために、吸気混合
気の空燃比を理論空燃比よりもリーンの希薄混合気にす
ることが行なわれており、先行技術としての特開昭５９
−１８２５３号公報は、かかる希薄燃焼式の内燃機関に
おける吸気混合気の空燃比をリーンにするための制御と
して、内燃機関における排気系にリーンセンサ−を設け
、該リーンセンサ−の出力が、目標とするリーン空燃比
に対応する値になるように、吸気系における空燃比をフ
ィードバック制御することを提案している。

しかし、このフィードバック制御は、吸気混合気が燃焼
した後の結果を見て、燃焼する前における吸気混合気の
空燃比を調節する制御であるから、空燃比の変動に対し
て空燃比を目標のリーン空燃比にするまでに要する時間
が長くなり、換言すると、空燃比が目標のリーン空燃比
から外れる時間が長くなり、制御の精度が低いのである
。

しかも、リーンセンサ−では、燃焼室における失火の状
態を把握することができず、その目標とするリーン空燃
比は、代表的な内燃機関について実際に測定した失火限
界の空燃比に対して可成りの安全値を見込んだ値に設定
しなければならないから、吸気混合気の希薄化による効
果を十分に達成できていないのが実情である。

本発明は、か−るリーン空燃比のフィードバック制御に
際しての時間的遅れを少なくして、制御の精度を向上す
ると共に、より十分な希薄化を達成することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、吸気混合気が燃焼するときに発する燃焼光に
は空燃比の値に応じて強弱があり、この燃焼光は、空燃
比がリーンになることに比例して弱くなることに鑑み、
吸気混合気が燃焼室内において燃焼するときの燃焼光を
、ホトトランジスター等の光センサーによって直接的に
検出し、この光センサーの出力が失火限界の空燃比に対
応する値になるように、吸気系における空燃比を調節す
るようにしたものである。

〔発明の作用・効果〕

このようにすると、吸気混合気が燃焼室において燃焼す
るときの状態を光センサーで見て、燃焼室に入る吸気混
合気の空燃比を調節することができるから、空燃比の変
動に対する応答性は、前記従来のリーンセンサ−による
フィードバック制御のように吸気混合気の燃焼の結果を
見て吸気混合気の空燃比を制御する場合よりも遥かに向
上できるのであり、しかも、光センサーによって燃焼室
における失火の有無を検出できるから、吸気混合気の空
燃比を、失火限界の空燃比まで希薄化することが確実に
できるのである。

従って本発明によると、吸気混合気の空燃比を失火限界
の空燃比まで希薄化することが確実にできるから、吸気
混合気の希薄化による効果をより助長できると共に、こ
の制御の精度を向上できる効果を有する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明するに、図にお
いて符号１は、火花点火式の内燃機関を示し、該内燃機
関１において、その燃焼室２に吸気弁３を介して連通ず
る吸気ボート４には、吸気マニホールド６を介してリー
ン空燃比設定の気化器５が接続され、該気化器５の上流
側にエアクリーナ７が接続されている。一方、内燃機関
１における燃焼室２に排気弁８を介して連通する排気ポ
ート９には、排気マニホールド１１を介して排気浄化装
置１０が接続されており、また、前記内燃機関１には、
石英ガラス１２により燃焼室２と隔離されたホトトラン
ジスター等の光センサ−１３が、燃焼室２内にのぞむよ
うに設けられている。

前記気化器５には、メインノズル１５へのメイン燃料通
路１４と、アイドルボート１６及びスローボート１７へ
のスロー系燃料通路１８との各々にエアー／リードボー
）１９．２０を備え、これら各エアーブリードボート１
９．２０と、前記エアクリーナ７等の大気連通部とを繋
ぐ空気導入通路２１，２２．２３中には、空燃比調節弁
２４が設けられている。

図中符号２５は、前記光センサ−１３からの出力と、失
火限界の空燃比に対応する値とを比較し、光センサ−１
３からの出力が失火限界の空燃比に対応する値よりも更
にリーン側になっているときには、前記空燃比調節弁２
４に閉の出力を出し、光センサ−１３からの出力が失火
限界の空燃比に対応する値よりもリッチ側になっている
ときには、前記空燃比調節弁２４に開の出力を出すよう
にした制御回路である。

この場合、前記燃焼室２における吸気混合気の燃焼光を
検出する光センサ−１３の出力電圧は、第２図に示すよ
うに空燃比が理論空燃比であるとには実線の曲線Ａであ
るが、空燃比が理論空燃比よりもリーンのときには一点
鎖線の曲線Ｂに、空燃比が更にリーンの失火限界の空燃
比のときには二点鎖線の曲線Ｃのようになる。

そこで、前記制御回路２５は、点火信号を発した時から
成る時間ｔｏ後における光センサ−１３の出力電圧■１
と、失火限界の空燃比の二点鎖線の曲線Ｃにおいて時間
ｔｏ後の電圧値Ｖａとを比較し、ｖｌがＶａに等しいと
きには、前記空燃比調節弁２４に開又は閉の出力信号を
出ないが、Ｖｌ＞Ｖａのときには、吸気混合気の空燃比
が失火限界の空燃比よりもリッチの状態であるから空燃
比調節弁２４に開の出力信号を出すことにより、空燃比
を失火限界の空燃比調節弁けるようにし、また、Ｖｌ＜
Ｖａのときには、燃焼室２における失火が発生している
か、失火が発生する虞れがある状態であるから空燃比調
節弁２４に閉の出力信号を出すことにより、空燃比を失
火限界の空燃比に近付けるようにするのである。

また、前記第２図の曲線Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、点火信号
を発した時から成る一定電圧Ｖｏに達するまでの時間も
、失火限界の空燃比における二点鎖線の曲線Ｃではｔｃ
であるが、空燃比が前記失火限界の空燃比よりもリッチ
側における一点鎖線の曲線Ｂではｔｂに短くなり、また
、空燃比が前記失火限界の空燃比よりもリーン側になる
と前記ｔｃよりも更に長いなるものであるから、前記制
御回路２５は、光センサ−１３における出力電圧が一定
電圧Ｖｏに達する時間を、失火限界の空燃比における二
点鎖線の曲線Ｃにおいて一定電圧ＶＯに達する時間ｔｃ
と比較し、ｔｃよりも短いときに空燃比調節弁２４に対
して開の出力信号を、光センサ−１３における出力電圧
が一定電圧ｖＯに達する時間が前記ｔｃのよりも長いと
きには空燃比調節弁２４に対して閉の出力信号を各々出
して、空燃比の制御を行うようにしても良い。

なお、前記実施例は、気化器５における各エアーブリー
ド１９，２０に対する導入空気量によって空燃比を調節
する場合であったが、空燃比の調節を吸気マニホールド
に対して気化器にバイパスして供給する空気量の増減に
よって行うようにした空燃比調節手段とか、他の空燃比
調節手段を使用しても良く、また、本発明は、前記気化
器式内燃機関に限らず、電子制御による燃料噴射式の内
燃機関にも通用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は光センサー
の出力電圧と燃焼時間との関係を示す図である。 ■・・・・内燃機関、２・・・・燃焼室、６・・・・吸
気マニホールド、５・・・・気化器、１１・・・・排気
マニホールド、１０・・・・三元触媒式排気浄化装置、
１３・・・・光センサ−，１４・・・・メイ燃料通路、
１８・・・・スロー系燃料通路、１９．２０・・・・エ
アーブリードボート、２１，２２．２３・・・・空気導
入通路、２４・・・・空燃比調節弁、２５・・・・制御
回路。 特許出願人　　ダイハツ工業株式会社 ｂ　　ｔｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、吸気混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーン
   な希薄混合気とした火花点火式内燃機関に、その燃焼室
   内における燃焼光を検出するための光センサーを設け、
   該光センサーの出力が失火限界の空燃比に対応する値に
   なるように、吸気系における空燃比を調節するようにし
   たことを特徴とする希薄燃焼式内燃機関における空燃比
   の制御方法。