JPS63198716A - 内燃機関の２次空気供給制御装置 - 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〕 本発明は内燃機関の２次空気供給制御装置に関する。

〔従来の技術〕

車両を減速すべくスロットル弁を閉弁すると吸気マニホ
ルド内壁面に付着している液状燃料が気化するために機
関シリンダ内に過濃な混合気が供給され、その結果多量
の未燃ＨＣ、ＣＯが機関排気通路内に排出される。この
ように減速運転時に多量に排出される未燃ＨＣ、ＧＯを
浄化するために減速運転時に排気通路内に２次空気を供
給するようにした内燃機関が公知である（特開昭５２−
１２９８３３号公報参照）。

しかしながら多量の未燃１１ｃ　、　ＣＯが排出されて
いるときに２次空気を供給すると未燃１１Ｃ、ＣＯが排
気通路内で爆発的に燃焼していわゆるアフタファイアを
生ずる。減速運転時に多量のＩＩＣ、Ｃｏが排出される
のは減速初期であり、しかも減速初期に発生するＩＩＣ
、ＣＯの量は減速運転開始時における車速か速いほど、
即ち減速初期の吸気マニホルド内の負担が大きいほど多
くなる。そこでアフタファイアを防止するために減速初
期に２次空気の供給を停止し、更に減速初期の吸気マニ
ホルド内の負担が大きいほど２次空気の供給停止時間を
長（するようにした内燃機関が公知である（特公昭５６
−１４４９号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら減速初期に発生する未燃１１Ｃ、ＣＯの量
は減速初期の吸気マニホルド内の負担に依存しているば
かりでなく、機関の暖機状態や大気圧等にも依存してお
り、例えば減速初期に発生する未燃１ＩＣ、ＣＯの量は
機関温度が低くなるほど増大する。

即ち、機関温度が低いときには機関高温時に比べて′ｉ
！−量の未燃１１Ｃ、ＣＯが排出されると共に未燃１１
Ｃ。

ＣＯの排出時間が長くなる。従って上述のように単に吸
気マニホルド内の負圧の大きさに依存して２次空気の供
給停止時間を変化させＣもあらゆる運転状態において適
切に２次空気の供給停止制御を行なうのは困難であると
いう問題がある６［問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するために本発明によれば機関排気通
路内への２次空気の供給を制御す２次空気供給制御弁と
、機関排気通路内に配置された酸素濃度検出器とを具備
した内燃機関において、スロットル弁が閉弁しているか
否かを検出する検出器を具備し、スロットル弁が閉弁し
ていて酸素濃度検出器がリーン信号を発生したときに２
次空気供給制御弁を開弁せしめるようにしている。

〔実施例〕

第１図を参照すると、ｌは機関本体、２はサージタンク
、３は吸気枝管、４は燃料噴射弁、５は排気マニホルド
、６は排気管、７は三元触媒コンバータを夫々示す。サ
ージタンク２は吸気ダクト８およびエアフローメータ９
を介してエアクリ−・す１０に連結され、吸気ダクトＢ
内にはスＤ　、・ｌ・ル弁１１が配置される。エアクリ
ーナ１０には２次空気供給導管１２が接続され、この２
次空気供給導管工２はリードバルブ式の逆止弁１３およ
び２次空気供給制御弁１４を介して排気マニホルド５に
接続される。２次空気供給制御弁１４はダイアフラム１
５に連結された開閉弁１６と、ダイアフラム負圧室１７
とを具備し、ダイアフラム負圧室１７は大気に連通可能
な電磁切換弁１８を介してサージタンク２に接続される
。電磁切換弁１日の切換え作用によってダイアフラム負
圧室１７がサージタンク２に接続されると開閉弁１６が
開弁する。このとき排気脈動により排気マニホルド５内
に発生する負圧によって２次空気が排気マニホルド５内
に供給される。一方、電磁切換弁１８の切換え作用によ
ってダイアフラム負圧室１７が大気に開放されると開閉
弁１６が閉弁し、２次空気の供給が停止される。この電
磁切換弁１８は電子制御ユニット３０の出力信号によっ
て制御される。

電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス３５によって相互に接続されたＲＯＭ
　（リードオンリメモ１月　３１、ＲＡＭ　（ランダム
アクセスメモリ）３２、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
３３およびＩ１０ボート（入出力ボート）３４を具備す
る。Ｉ１０ボート３４は駆動回路３６を介して電磁切換
弁１８に接続される。一方、スロットル弁１１はスロ・
ノトル弁１１が閉弁しているか否かを検出する検出器、
即ちスロットル１１がアイドリング開度のときにオンと
なるスロットルスイッチ１９に接続され、このスロット
ルスイッチ１９の出力信号がＩ１０ボート３４に人力さ
れる。また、排気管６内には酸素濃度検出器（以下０２
センサという）２０が配置される。この０２センサ２０
は排気ガスが酸化雰囲気のときに０．　］ボルト程度の
出力電圧を発生し、排気ガスが還元雰囲気のときに０．
９ボルト程度の出力電圧を発生する。従ってこの０２セ
ンサ２０の出力電圧を０．４５ボルト程度の基準電圧と
比較すれば排気ガスが酸化雰囲気であるか還元雰囲気で
あるかを知ることができる。以下、０．４５ボルト以下
の０２センサ２０の出力信号をリーン信号と称し、０．
４５ボルト以上の０□センサ２０の出力信号をリッチ信
号と称する。従って０□センサ２０は排気ガスが酸化雰
囲気であることを示すリーン信号、或いは排気ガスが還
元雰囲気であることを示すリッチ信号を発生することに
なる。０□センサ２０の出力信号はＡＤ変喚器３７を介
してＩ１０ボート３４に入力される。

次に第２図を参照しつつ本発明による２次空気の供給制
御方法について説明する。なお、第２図に示すルーチン
は一定時間毎の割込みによって実行される。

第２図を参照するとまず始めにステップ４０番こおいて
スロットルスイッチ１９がオンであるか否かが判別され
る。スロットル弁イ・ノチ１９がオンでなければ、即ち
スロットル弁１１が開弁じていればステップ４１に進ん
で電磁切換弁１８をオフとする。このときダイアフラム
負圧室１７が大気に開放され、従って２次空気の供給が
停止される。

次いでステップ４２において電磁切換弁１８がオンであ
ることを示すフラグをリセットする。一方、スロットル
弁１１が閉弁せしめられて減速運転が開始されるとステ
ップ４０からステ・ノブ４３に進み、フラグ「がセット
されているか否かが判別される。減速直後はフラグｒが
リセ・ノドされてし）るのでステップ４４に進む。ステ
・ノブ４４では０２センサ２０の出力電圧が０．４５ボ
ルトよりも低し１か否か、即ちｏ２センサ２０がリーン
信号を発生しているか否かが判別される。０□センサ２
０がリッチ信号を発生しているときにはステ・ノブ４１
゛番こ進み、従って２次空気の供給が停止され続ける。

一方、０．センサ２０がリーン信号を発生するとステッ
プ４５に進んで電磁切換弁１８がオンとされる。このと
きダイアフラム負圧室１７はサージタンク２に接続され
、斯くして２次空気の供給が開始される。次いでステッ
プ４６ではフラグ「がセットされる。フラグｆがひとた
びセットされるとスロットル弁１１が再び開弁せしめら
れるまでステ、７ブ４３を経て処理ルーチンが完了する
。

第４図は０２センサ２０の出力電圧■の変化および電磁
切換弁１８のオン・オフ動作を示している。第４図のＴ
において減速運転が開始されると機関シリンダ内に過濃
な混合気が供給されるためにＯｘセンサ２０はリッチ信
号を発生し続ける。

次いで暫らくすると混合気が次第に薄くなり、次いで０
２センサ２０がリーン信号を発生すると電磁切換弁１８
がオンとされて２次空気の供給が開始される。

アフタファイアが生じやすいのは（ｉ）排気ガスが多量
の未燃ＨＣ、Ｃｏを含んでおり、（ｉｉ）排気ガス塩が
高く、（ｉｉｉ　）多量の未燃ＨＣ、ＣＯを燃焼させる
のに十分な２次空気が供給されているという３つの条件
が揃ったときである。

排気ガス中の未燃ＨＣ、Ｃｏの量は空燃比に依存してお
り、Ｏｘセンサ２０がリッチ信号を発生しているときに
は未燃１１ｃ　、　Ｃｏの量が多く、このとき２次空気
を供給するとアフタファイアを生じゃすし）。

これに対して０２センサ２０がリーン信号を発生してい
るときには未燃ＨＣ’、ＣＯの量が少なく、このとき２
次空気を供給してももはやアフタファイアを生じない。

本発明では上述したように０．センサ２０がリーン信号
を発生したときに２次空気の供給が開始されるのでアフ
タファイアが生ずるのを阻止することができる。機関温
度や大気圧、或いは減速運転状態にかかわらずに０２セ
ンサ２０がリッチ信号を発生しているときに２次空気を
供給すればアフタファイアが生じやすいのであるから０
２センサ２０の出力信号に基いて２次空気の供給制御を
行なえば機関温度や大気圧、或いは減速運転状態にかか
わらずにアフタファイアの発生を阻止することができる
。

なお、減速後は次第に排気温が低下し、排気温が成る程
度低下すれば排気ガス中に多量の未燃１１ｃ　、　ＣＯ
含がまれでいたとしても２次空気の供給によってアフタ
ファイアを生じることはない。第３図はこの゛ような排
気温の低下を考慮した場合の２次空気制御ルーチンを示
している。第３図を参照すると第２図と比べてステップ
４７が追加されただけであり、その他のステップ４０〜
ステツプ４６については第２図と変りがない。即ち、第
３図のステップ４４において０□センサ２０がリッチ信
号を発生しているときにはステップ４７に進み、０．セ
ンサ２０がリッチ信号を発生してから一定時間が経過し
たか否かが判別される。一定時間が経過していればステ
ップ４１に進んで２次空気の供給は停止され続け、一定
時間が経過すればステップ４５に進んで０２センサ２０
がリッチ信号を発していても２次空気の供給が開始され
る。

第５図は第３図による２次空気制御を行なった場合のｏ
２センサ２０の出力電圧■と電磁切換弁１８のオン・オ
フ動作との関係を示している。第５図においてＴは減速
開始時を示す。第５図かられかるようにｏ２センサ２０
がリンチ信号を発生していても減速開始Ｔから一定時間
経過したときには電磁切換弁１８がオンとされ、２次空
気の供給が開始される。このときには排気ガス温が低下
しており、従って０□センサ２０がリンチ信号を発生し
ていてもアフタファイアを生じることがない。

〔発明の効果〕

アフタファイア発生のバロメータとなる未燃１１Ｃ、Ｃ
ｏの滑を表わす０．センサの出力信号に基いて２次空気
の供給制御を行なっているので機関温度、大気圧、減速
運転状態等にかかわらずにアフタファイアの発生を適切
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の全体図、第２図は２次空気制御を実
行するだめのフローチャート、第３図は別の実施例を示
すフローチャート、第４図は第２図の２次空気制御を説
明するためのタイムチャート、第５図は第３図の２次空
気制御を説明するだめのタイムチャートである。 ２・・・サージタンク、　　５・・・排気マニホルド、
８・・・吸気ダクト、 １２・・・２次空気供給導管、 １３・・・逆止弁、 １４・・・２次空気供給制御弁、 ２０・・・０□センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関排気通路内への２次空気の供給を制御する２次空気
   供給制御弁と、機関排気通路内に配置された酸素濃度検
   出器とを具備した内燃機関において、スロットル弁が閉
   弁しているか否かを検出する検出器を具備し、スロット
   ル弁が閉弁していて酸素濃度検出器がリーン信号を発生
   したときに２次空気供給制御弁を開弁せしめるようにし
   た内燃機関の２次空気供給制御装置。