JP2816367B2 - キャブレタ付き多気筒内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、キャブレタ付き多気筒内燃機関（以下、
「内燃機関」を「エンジン」ということがある）におい
て、空燃比を制御するための装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、多気筒エンジンの中には、構造が簡単で低
コストであるため、キャブレタ方式を採用するものが多
い。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のキャブレタ付き多気
筒エンジンでは、燃料供給箇所が吸気マニホルドよりも
上流側である等の理由から、各気筒間での空燃比のバラ
ツキが生じやすく、特に低温時においては、上記不具合
が発生しやすい。

また、１次弁（プライマリバブル）と２次弁（セカン
ダリバルブ）とを有するキャブレタでは、２次弁の開き
始めの部分で、適切な空燃比になりにくいという問題点
がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、キャブレタ付き多気筒内燃機関において、各気筒へ
独立して空気を制御しながら供給できるようにして、気
筒間での空燃比のバラツキを防止できるようにした、キ
ャブレタ付き多気筒内燃機関の空燃比制御装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明のキャブレタ付き多気筒内燃機関の
空燃比制御装置は、吸気マニホルドよりも上流側の吸気
通路部分にキャブレタを有する多気筒内燃機関におい
て、該吸気マニホルドの各気筒への通路部分に、空気導
入用通路が接続されるとともに、各空気導入用通路に、
導入空気量を調整しうる弁部材が介装されて、空燃比が
他の気筒に比べ過濃側となる気筒へ該空気導入用通路を
通じて空気を導入させるべく、該弁部材の開度を制御す
る制御手段が設けられたことを特徴としている。

［作 用］ 上述の本発明のキャブレタ付き多気筒内燃機関の空燃
比制御装置では、制御手段によって、空燃比が他の気筒
に比べ過濃側となる気筒へ空気導入用通路を通じて空気
が導入されるよう、弁部材の開度が制御される。

［実 施 例］ 以下、図面により本発明の一実施例としてのキャブレ
タ付き多気筒内燃機関の空燃比制御装置について説明す
ると、第１図は本装置を有するエンジンシステムの概略
構成図、第2,3図はそれぞれ吸気マニホルドへ空気を導
入する要領を説明するための模式図、第４図（ａ）は本
装置の制御ブロック図、第４図（ｂ）は本装置の制御系
を詳細に示すブロック図、第５図はその制御要領を説明
するためのフローチャート、第６〜９図はいずれもその
作用を説明するための図である。

さて、本実施例においては、本装置を有するエンジン
システムは、例えば第１図のようになっており、この第
１図において、エンジンＥは点火式内燃機関で、３つの
気筒１〜３を有する３気筒式エンジンとして構成されて
いる。

また、各気筒１〜３には、図示しない吸気弁を介して
吸気通路４が接続されるとともに、図示しない排気弁を
介して排気通路５が接続されている。

さらに、吸気通路４の端末には、エアクリーナ６が設
けられており、更にこのエアクリーナ６の下流側で吸気
マニホルド40よりも上流側の部分には、キャブレタ７が
設けられており、このキャブレタ７にスロットル弁８が
設けられている。なお、第１図における符号7aは燃料が
吸い出されるベンチュリ部を示している。

ところで、吸気マニホルド40の各気筒１〜３への通路
部分41〜43には、第１〜３図に示すごとく、空気導入用
通路91〜93の一端部が接続されている。そして、各空気
導入用通路91〜93の他端部はエアクリーナ６の部分に接
続されている。なお、エアクリーナ６とは別にエアクリ
ーナを設置し、この別置きのエアクリーナの部分に、各
空気導入用通路91〜93の他端部を接続してもよい。

また、各空気導入用通路91には、導入空気量を調整し
うるソレノイド弁（弁部材）101〜103が介装さている。
ここで、ソレノイド弁101〜103としては、デューティソ
レノイドあるいはリニアソレノイドが使用される。

さらに、ソレノイド弁101〜103は、第４図（ａ），
（ｂ）に示すごとく、制御コンピュータ15から弁開度制
御信号を独立に受けるようになっている。ここで、弁開
度制御信号はデューティ制御信号として供給され、デュ
ーティが大きいほど弁開度が大きくなるように設定され
ている。

次に、この制御コンピュータ15によるソレノイド弁制
御について説明する。

まず、この制御コンピュータ15へは、第４図（ａ），
（ｂ）に示すごとく、エンジン回転数センサ11,ブース
トセンサ12,水温センサ13,スロットルセンサ14からの検
出信号が入力されるようになっている。ここで、エンジ
ン回転数センサ11は、エンジン回転数を検出するもの
で、例えばクランク角を検出するクランク角センサが使
用される。ブーストセンサ12は、吸気通路内圧力を検出
するもので、エンジン負荷情報を提供する。水温センサ
13は、冷却水温を検出するもので、エンジンＥが冷態で
あるかどうかを検出するものである。スロットルセンサ
14は、スロットル弁８の開度を検出するものである。

さらに、この制御コンピュータ15は、上記のセンサか
らの信号に基づいて、空燃比が他の気筒に比べ過濃（リ
ッチ）側となる気筒へ空気導入用通路を通じて空気を導
入させるべく、ソレノイド弁101〜103の開度を独立して
制御する制御手段151の機能を有しているが、更に第６
図に示すような温態時（冷却水温が70℃以上のとき）の
空燃比分布特性を記憶する温態時用マップ152,第７図に
示すような冷態時（冷却水温が70℃未満のとき）の空燃
比分布特性を記憶する冷態時用マップ153,冷却水温が70
℃以上のときは温態時用マップ152側に切り替わり、冷
却水温が70℃未満のときは冷態時用マップ153側に切り
替わる切替手段154の機能を有している。

ここで、温態時用マップ152は第６図に示すような特
性をもつが、この第６図において、Ａは第１気筒１の空
燃比が２だけリッチ、且つ、第２気筒２の空燃比が１だ
けリッチである領域を示しており、Ｂは第３気筒３の空
燃比が１だけリッチである領域を示しており、Ｃは第１
気筒１の空燃比が１だけリッチである領域を示してい
る。同様にして、冷態時用マップ153は第７図に示すよ
うな特性をもつが、この第７図において、Ｄは第２気筒
２の空燃比が1.5だけリッチである領域を示しており、
Ｅは第1,3気筒1,3の空燃比がそれぞれ0.5だけリッチで
ある領域を示している。

次に、制御コンピュータ15による制御要領について、
第５図に示すフローチャートを用いて説明する。まず、
ステップA1で、冷却水温70℃以上か未満かを判定する。
もし冷却水温が70℃以上の温態時であると判定される
と、切替手段154で、温帯時用マップ152を選択する。そ
して、ステップA2で、スロットル開度とエンジン回転数
とを読み取り、ステップA3で、第６図の空燃比の不均一
な領域A,B,Cであるかどうかが判定される。もし、領域
Ａにあれば、ステップA4で、ソレノイド弁101のデュー
ティを80％にするとともに、ソレノイド弁102のデュー
ティを40％にする。また、領域Ｂにあれば、ステップA5
で、ソレノイド弁103のデューティを40％にし、領域Ｃ
にあれば、ステップA6で、ソレノイド弁101のデューテ
ィを40％にする。これにより、温態時において、上部の
領域Ａ〜Ｃにあるときは、デューティに応じた空気が対
応する気筒（ソレノイド弁101の場合は、第１気筒１、
ソレノイド弁102の場合は、第２気筒２、ソレノイド弁1
03の場合は、第３気筒３）へ供給され、その結果、リッ
チの度合いが緩和され、適正な空燃比に近付く。

なお、上記の領域Ａ〜Ｃのいずれでもない場合は、ソ
レノイド弁101〜103へのデューティは０％にされる。こ
れにより、この場合は、空気の供給はされない。

一方、冷却水温が70℃未満の冷態時であると判定され
ると、切替手段154で、冷態時用マップ153を選択する。
そして、ステップA7で、スロットル開度とエンジン回転
数とを読み取り、ステップA8で、第７図の空燃比の不均
一な領域D,Eであるかどうかが判定される。もし、領域
Ｄにあれば、ステップA9で、ソレノイド弁102のデュー
ティを80％にする。また、領域Ｅにあれば、ステップA1
0で、ソレノイド弁101のデューティを20％にするととも
に、ソレノイド弁103のデューティを20％にする。これ
により、冷態時において、上記の領域D,Eにあるとき
も、デューティに応じた空気が対応する気筒へ供給さ
れ、その結果、リッチの度合いが緩和され、適正な空燃
比に近付くのである。

なお、上記の領域D,Eのいずれでもない場合は、ソレ
ノイド弁101〜103へのデューティは０％にされる。これ
により、空気の供給はされない。

このようにして簡素な構成で低コストのキャブレタ方
式を採用しつつ、このキャブレタ方式による空燃比のバ
ラツキをオープンループ制御による補助空気の導入によ
り補正することができるので、構造の簡素化および低コ
スト化をはかりながら正確に空燃比制御を実現できる。

なお、上記の実施例においても、そうであるが、対象
とするエンジンについて、ソレノイド弁101〜103による
空気導入量を０にした状態で、全運転域運転し、空燃比
マッチングをとる。その結果、上記の実施例における第
6,7図に示すように空燃比の不具合な部分がすべてリッ
チとなるような場合は、本装置によって、空燃比を補正
することができるが、もし、第８図の領域Ｃ′のよう
に、第１気筒１の空燃比がリーンになるようなところが
でると、本装置によってこの領域Ｃ′での空燃比補正を
行なうことができない。そこで、予め第８図の状態で実
用上問題となるリーン領域を作らないよう再度マッチン
グする（第９図参照）。そして、その後は、この第９図
にデータを制御プログラム用マップに記憶させる。

上記のようにキャブレタはマッチング工数が非常に大
きく、全運転域で適切な妥協点を見つけることが難しい
が、本装置を用いれば、ラフなキャブレタマッチングで
も十分実用可能となるものである。

なお、温態時用マップや冷態時用マップのマップ値
は、エンジン運転パラメータ（冷却水温，スロットル開
度等）により適宜補正して使用することもできる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のキャブレタ付き多気筒
内燃機関の空燃比制御装置によれば、簡素な構成で低コ
ストのキャブレタ方式を採用しつつ、このキャブレタ方
式による空燃比のバラツキを、オープンループ制御によ
る補助空気の導入により補正することができるので、構
造の簡素化および低コスト化をはかりながら正確に空燃
比制御を実現できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図は本発明の一実施例としてのキャブレタ付き
多気筒内燃機関の空燃比制御装置を示すもので、第１図
は本装置を有するエンジンシステムの概略構成図、図2,
3図はそれぞれ吸気マニホルドへ空気を導入する要領を
説明するための模式図、第４図（ａ）は本装置の制御ブ
ロック図、第４図（ｂ）は本装置の制御系を詳細に示す
ブロック図、第５図はその制御要領を説明するためのフ
ローチャート、第６〜９図はいずれもその作用を説明す
るための図である。 １〜３……気筒、４……吸気通路、５……排気通路、６
……エアクリーナ、７……キャブレタ、7a……ベンチュ
リ部、８……スロットル弁、11……エンジン回転数セン
サ、12……ブーストセンサ、13……水温センサ、14……
スロットルセンサ、15……制御コンピュータ、40……吸
気マニホルド、41〜43……吸気マニホルド部分、91〜93
……空気導入用通路、101〜103……ソレノイド弁（弁部
材）、151……制御手段、152……温態時用マップ、153
……冷態時用マップ、154……切替手段、Ｅ……エンジ
ン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気マニホルドよりも上流側の吸気通路部
   分にキャブレタを有する多気筒内燃機関において、該吸
   気マニホルドの各気筒への通路部分に、空気導入用通路
   が接続されるとともに、各空気導入用通路に、導入空気
   量を調整しうる弁部材が介装されて、空燃比が他の気筒
   に比べ過濃側となる気筒へ該空気導入用通路を通じて空
   気を導入させるべく、該弁部材の開度を制御する制御手
   段が設けられたことを特徴とする、キャブレタ付き多気
   筒内燃機関の空燃比制御装置。