JPH0236930Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、気化器の空燃比制御装置に関し、２
次スロツトル弁の実質的閉弁時にのみO₂フイー
ドバツク制御により燃料供給量を補正するように
した気化器の空燃比制御装置に関するものであ
る。

（従来技術） 従来、エンジンの気化器において排気ガス中の
O₂（酸素）濃度を検出するO₂センサからの出力に
基いて補助燃料通路の流路面積を調節するデユー
テイソレノイド弁を制御して燃焼室への混合気が
理論空燃比となるようにO₂フイードバツク制御
する気化器の空燃比制御装置が既に知られている
（特公昭56−32457号公報参照）。

１次スロツトル弁および該１次スロツトル弁よ
り遅れて開弁を開始する２次スロツトル弁を有す
る気化器を備えたエンジンにおいて、空燃比を
O₂フイードバツク制御する場合には、２次スロ
ツトル弁が閉弁している低負荷時にのみ上記と略
同様に空燃比をO₂フイードバツク制御するのが
一般的である。

（考案が解決しようとする問題点） 上記１次スロツトル弁及び２次スロツトル弁を
有する気化器を備えたエンジンであつて、上記２
次スロツトル弁が実質的に閉弁している低負荷時
にのみ空燃比をO₂フイードバツク制御するもの
においては、二次スロツトル弁が実質的に開弁し
ていないその開弁開始初期には、２次スロツトル
弁側のメインノズルから燃料が多量に供給されて
いないので、まだこの時期はO₂フイードバツク
制御が可能な状態であるため、O₂フイードバツ
ク制御が解除されていないが、このとき２次スロ
ーポートから燃料が供給され始めて混合気がリツ
チになるため、O₂フイードフイード制御により
燃料供給量が減少補正される。

この状態のときのデイーテイソレノイド弁のソ
レノイドのデユーテイ比は約80〜90で上記ソレノ
イド弁の閉弁率が極めて高くなつている。

ここで、上記２次スロツトル弁の開弁開始初期
に減速する場合には、１次スロツトル弁の開度が
小さくなるのと同時に２次スロツトル弁が完全に
閉弁され２次側のスローポートから燃料が供給さ
れなくなるため、通常のO₂フイードバツク制御
時のようにデユーテイソレノイドのデユーテイ比
を約40程度に回復させソレノイド弁の開弁率を高
める必要がある。

しかし、フイードバツク制御の特性上上記デユ
ーテイ比80〜90からデユーテイ比40へ瞬時に不連
続的に切換えることは不可能で、実際にはデユー
テイ比80〜90からデユーテイ比40へ徐々に逓減し
ていくような制御がなされることになる。

その結果、上記減速開始からデユーテイ比40に
移行するまでの間は、デユーテイ比が40よりも大
きく混合気がオーバリーンの状態となり失火し減
速シヨツクを生じるという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案に係る気化器の空燃比制御装置は、１次
スロツトル弁および該１次スロツトル弁より遅れ
て開弁を開始する２次スロツトル弁を有する気化
器と、エンジンの負荷に関連する信号を出力する
負荷検出手段と、排気ガス中のO₂濃度を検出す
るO₂センサと、上記負荷検出手段とO₂センサか
らの出力を受け、負荷検出手段の出力が所定値以
下の２次スロツトル弁の実質的な閉弁域では空燃
比をO₂フイードバツク制御する一方負荷検出手
段の出力が所定値より大きな２次スロツトル弁の
実質的な開弁域ではO₂フイードバツク制御を解
除する制御手段と、上記負荷検出手段からの出力
を受けて２次スロツトル弁の開度が全閉より大且
つ所定開度以下で実質的に開弁していない開弁開
始初期であることを検出する開弁開始検出手段
と、上記制御手段に設けられ、上記両検出手段の
出力を受けて２次スロツトル弁の開弁開始初期の
運転状態から減速したときにそれ以外のときより
も大きなフイードバツク定数で制御するようにフ
イードバツク定数を設定するフイードバツク定数
設定手段とを備えたものである。

（作用） 本考案に係る気化器の空燃比制御装置は以上の
うに構成されるから、２次スロツトル弁の開弁開
始初期の運転状態から減速したときには、それ以
外のときよりも大きなフイードバツク定数でO₂
フイードバツク制御されてO₂フイードバツク制
御の応答性が高くなり、減速前の運転状態に適応
したデユーテイソレノイドのデユーテイ比（約80
〜90）から減速後の運転状態に適応したデユーテ
イソレノイドのデユーテイ比（約40）へ早期に移
行することになる。

（考案の効果） 本考案に係る気化器の空燃比制御装置によれ
ば、以上説明したように、２次スロツトル弁の開
弁開始初期にもO₂フイードバツク制御を行なう
ことにより、エミツシヨン向上領域を拡大するこ
とが出来るのに加えて、２次スロツトル弁の開弁
開始初期の運転状態から減速したときには、それ
以外のときよりも大きなフイードバツク定数で
O₂フイードバツク制御することにより、O₂フイ
ードバツクの応答性を高めて混合気がオーバリー
ンとなるのを確実に防止し、失火及び減速シヨツ
クを確実に防止することが出来る。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

本実施例に係る２バレル２ステージ型の気化器
１には、第１図に示すように１次吸気通路２ａと
２次吸気通路２ｂとが設けられ、これら１次及び
２次吸気通路２ａ，２ｂは下流側で合流して燃焼
室への吸気通路へ接続されている。

上記１次吸気通路２ａには上流から順にチヨー
ク弁３、ベンチユリ４及び１次スロツトル弁５が
設けられ、上記２次吸気通路２ｂにはベンチユリ
４Ａ及び２次スロツトル弁５Ａが設けられてい
る。

上記２次スロツトル弁５Ａは、ベンチユリ負圧
で駆動されるダイヤフラム式アクチユエータ６で
開閉制御されるもので、上記アクチユエータ６の
出力軸６ａは２次スロツトル弁５Ａの支軸に固着
されたレバー７の先端に連結され、上記アクチユ
エータ６の負圧室６ｂへは負圧導入路８によりベ
ンチユリ負圧が導入されるようになつている。

エンジンの低負荷時、１次スロツトル弁５の開
度が小さいうちはベンチユリ負圧が小さく、アク
チユエータ６の出力軸６ａはバネ力で進出駆動さ
れて２次スロツトル弁５Ａが全閉されている。

高負荷時には、１次スロツトル弁５の開度に応
じてベンチユリ負圧が大きくなり上記アクチユエ
ータ６のダイヤフラム６ｃが負圧室６ｂ側へ吸引
され、２次スロツトル弁５Ａが負荷に応じて開弁
されるようになつている。

上記気化器１のフロート室９に臨むメインジエ
ツト１０から延び１次吸気通路２ａのメインノズ
ル１１と２次吸気通路２ｂのメインノズル１１Ａ
へ連なる燃料通路１２が設けられ、この燃料通路
１２の途中部へ連なるメインエアブリード１３が
設けられる。

上記燃料通路１２のメインジエツト１０の下流
部から分枝し１次スローポート１４とアイドルポ
ート１５に連なる燃料通路１６が設けられ、この
燃料通路１６には１次スロージエツト１７が介装
され、１次吸気通路２ａのベンチユリ４よりも上
流部から延びた空気通路１８が１次スローエアブ
リード１９を介して１次スロージエツト１７に連
通され、上記メインエアブリード１３の空気入口
１３ａが上記空気通路１８の途中部に開口されて
いる。

更に、上記フロート室９に臨む２次メインジエ
ツト２０から２次吸気通路２ｂの２次スローポー
トに連なる燃料通路２２が設けられ、この燃料通
路２２には２次スロージエツト２３が介装され、
この燃料通路２２は２次スローエアブリード２４
を有する空気通路２５で２次吸気通路２ｂのベン
チユリ４Ａの上流部に連通されている。

上記の構成において、エンジンのアイドリング
時にはアイドルポート１５から１次吸気通路２ａ
へ燃料が供給される。

低負荷時であつて１次スロツトル弁５の開度が
小さいうちはスローポート１４とアイドルポート
１５から燃料が供給され、１次スロツトル弁５の
開度が大きくなると１次吸気通路２ａのメインノ
ズル１１、スローポート１４及びアイドルポート
１５から燃料が供給されることになる。

そして、１次スロツトル弁５の開度が更に大き
くなつて高負荷状態になると、ベンチユリ負圧が
大きくなるためアクチユエータ６を介して２次ス
ロツトル弁５Ａが開き始め、高負荷状態のうち比
較的負荷の小さい間は２次スローポート２１から
燃料が供給され、更に負荷が増加していくと負荷
に応じて２次スロツトル弁５Ａの開度が大きくな
り、２次吸気通路２ｂのメインノズル１１Ａと２
次スローポート２１から燃料が供給されることに
なる。

ここで、上記２次スロツトル弁５Ａの実質的閉
弁域つまり２次スロツトル弁５Ａが全閉している
状態及び２次スロツトル弁５Ａが僅かに開き２次
スローポート２１から燃料が供給される状態のと
きに、O₂フイードバツク制御により燃料供給量
を補正するため、次のようなO₂フイードバツク
制御機構が設けられる。

即ち、フロート室９に臨む補正用メインジエツ
ト２６から燃料通路１２へ連なる燃料通路２７が
設けられ、上記補正用メインジエツト２６を開閉
するフイードバツクソレノイド弁２８が設けられ
る。

上記フイードバツクソレノイド弁２８の弁体２
８ａは圧縮バネ２８ｂで開弁付勢され、デユーテ
イソレノイド２８ｃへ通電されるパルス信号によ
り間欠的に閉弁されるようになつている。

従つて、上記デイーテイソレノイド２８ｃのデ
ユーテイ比を小さくすれば補正用メインジエツト
２６から流れる燃料が増加し、デユーテイ比を大
きくすれば補正用メインジエツト２６から流れる
燃料が減少するようになつている。

そして、１次吸気通路２ａのベンチユリ４より
も上流部から上記燃料通路１６の１次スロージエ
ツト１７の下流部へ連なる空気通路２９が形成さ
れ、この空気通路２９の途中部に補正用エアブリ
ード３０が設けられ、この補正用エアブリード３
０を開閉するエアブリード弁体３０ａがフイード
バツクソレノイド弁２８の弁体２８ａの頂部に同
軸一体に設けられ、弁体２８ａが上方移動して開
弁し燃料を増量補正したときにはエアブリード弁
体３０ａで補正用エアブリード３０が閉じられ、
また弁体２８ａが下方移動して閉弁したときには
補正用エアブリード３０が開かれるようになつて
いる。

更に、上記フイードバツクソレノイド弁２８を
エンジンの運転状態及び排気ガス中のO₂濃度に
基いて制御するため、１次吸気通路２ａの１次ス
ロツトル弁５よりも下流部に臨むブースト圧セン
サ３１、エンジン回転数を検出する回転数センサ
３２及び排気ガス中のO₂濃度を検出するO₂セン
サ３３が設けられ、各センサ３１，３２，３３か
らの検出信号がコントロールユニツト３４へ出力
され、このコントロールユニツト３４からデユー
テイソレノイド２８ｃへ駆動パルス信号が出力さ
れる。

上記コントロールユニツト３４は、入力ポー
ト、マンクロコンピユータ及び出力ポートを備え
たもので、上記センサ類３１，３２，３３からの
検出信号に基いて、例えば第２図に斜線で区画し
た領域（エンジン回転数≦4000rpm、ブースト圧
Ｐ≦−60mmHg）内では、燃焼室へ供給される混
合気の空熱比が理論空熱比14.7となるようにフイ
ードバツクソレノイド弁２８を制御することによ
りO₂フイードバツク制御するものである。

つまり、排気ガス中のO₂濃度と混合気の空燃
比とは対応関係にあり、混合気がリーンで空熱比
が大きいときにはO₂濃度も高いので、この場合
にはフイードバツクソレノイド弁２８の閉弁率を
下げることにより燃料が増量補正され、また上記
とは反対にO₂濃度が所定のしきい値よりも低い
ときにはフイードバツクソレノイド弁２８の閉弁
率を上げることにより燃料が減少補正される。

そして、ブースト圧Ｐ＜−120mmHgのときすな
わちブースト圧Ｐが−120mmHgより負圧側に大き
いときには、第１スロツトル弁５のみが開弁さ
れ、このときのフイードバツクソレノイド弁２８
の閉弁率は40％の近傍の値つまりデユーテイソレ
ノイド２８ｃのデユーテイ比が40の近傍の値であ
る。

エンジン負加の増加に応じてブースト圧Ｐが増
加していつて、ブースト圧Ｐ≧−120mmHgすなわ
ち、ブースト圧Ｐが−120mmHgより大気圧側にな
ると、２次スロツトル弁５Ａが開弁し始めて２次
スローポート２１からも燃料が供給され始めるた
め混合気がリツチとなり、リーン側へO₂フイー
ドバツク制御されることになる。

このリーン側へ制御する際のフイードバツクソ
レノイド弁２８の閉弁率が約80〜90つまりデユー
テイソレノイド２８ｃのデユーテイ比が80〜90と
なるように制御される。

この２次スロツトル弁５Ａの開弁開始初期に、
減速するとベンチユリ負圧が低下し、アクチユエ
ータ６により２次スロツトル弁５Ａが全閉状態と
なり、２次スローポート２１からの燃料供給もな
くなるため、デユーテイソレノイド２８ｃのデユ
ーテイ比を80〜90の値から40の値にまで急速に低
下させる必要がある。

第３図は、上記の制御のルーチンを示すフロー
チヤートであり、S1〜S7は各ステツプを示す。

S1では回転数センサ３２からエンジン回転数
がまたブースト圧センサ３１からブースト圧Ｐが
読込まれ、S2では上記エンジン回転数とブブー
スト圧ＰとからO₂フイードバツク領域か否かが
判定され、O₂フイードバツク領域に該当してい
るときはS3へ移行し、そうでないときにはS6へ
移行しS6においてフイードバツク制御が解除さ
れる。

S3ではブースト圧ＰがＰ≧−120mmHgか否か
を判定することにより２次スロツトル弁５Ａの開
弁開始領域か否かが判定され、Ｐ≧−120mmHgの
ときにはS4へ移行し、Ｐ＜−120mmHgのときに
はS7へ移行しS7においてフイードバツク定数の
Ｉ値を通常の値に設定してO₂フイードバツク制
御される。

S4ではブースト圧Ｐの時間微分値の絶対値が
設定値Ａよりも大きいか否かを判定することによ
り減速状態か否かが判定され、減速状態のときに
はS5へ移行し、減速状態でないときにはS7へ移
行する。

S5は２次スロツトル弁５Ａの開弁開始初期に
減速状態へ移行した場合であり、このS5ではフ
イードバツク定数のＩ値を上記通常の値よりも大
きなＩ値でO₂フイードバツク制御される。

但し、上記Ｉ値とは、第４図に示すようにPI
動作（比例動作＋積分動作）によるO₂フイード
バツク制御におけるＩ動作成分のことであり、第
４図中Ｐ値とはＰ動作成分のことである。そし
て、S5において通常のＩ値よりも大きなＩ値で
O₂フイードバツク制御するとは、上記Ｉ動作の
フイードバツク定数を大きく設定することを意味
するものである。

このように、Ｉ動作のフイードバツク定数を大
きくすることにより、応答性を高めて目標値に到
達するのに要する時間を短縮することが出来る。

即ち、前述のように減速開始前のデユーテイ比
80〜90から減速開始後のデユーテイ比40へ到達す
るまでの応答性を高め、それに要する時間を著し
く短縮することができる。

仮に、減速開始後にも通常のＩ値でフイードバ
ツク制御する場合には、デユーテイ比80〜90から
デユーテイ比40へ到達するのに多少の時間がかか
り、その間フイードバツクソレノイド弁２８の閉
弁率が大きくなり過ぎ、混合気がオーバリーン状
態となつてしまうのであるが、上記のように減速
開始後通常のＩ値よりも大きなＩ値でフイードバ
ツク制御することによりオーバリーン状態の時間
を大幅に短縮することが出来ることになる。

尚、上記実施例のようにブースト圧Ｐをパラメ
ータとするのに代えて、１次スロツトル弁５のス
ロツトル開度をパラメータとしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
２バレル２ステージ型気化器及びその空燃比制御
装置の全体構成図、第２図はO₂フイードバツク
制御領域等を説明するための説明図、第３図はコ
ントロールユニツトでなされる制御のルーチンの
フローチヤート、第４図はPI動作によるフイー
ドバツク制御のＰ値とＩ値とを説明する説明図で
ある。 １……２バレル２ステージ型気化器、５Ａ……
２次スロツトル弁、３１……ブースト圧センサ、
３２……回転数センサ、３３……O₂センサ、３
４……コントロールユニツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １次スロツトル弁および該１次スロツトル弁よ
   り遅れて開弁を開始する２次スロツトル弁を有す
   る気化器と、エンジンの負荷に関連する信号を出
   力する負荷検出手段と、排気ガス中のO₂濃度を
   検出するO₂センサと、上記負荷検出手段とO₂セ
   ンサからの出力を受け、負荷検出手段の出力が所
   定値以下の２次スロツトル弁の実質的な閉弁域で
   は空燃比をO₂フイードバツク制御する一方負荷
   検出手段の出力が所定値より大きな２次スロツト
   ル弁の実質的な開弁域ではO₂フイードバツク制
   御を解除する制御手段と、 上記負荷検出手段からの出力を受けて２次スロ
   ツトル弁の開度が全閉より大且つ所定開度以下で
   実質的に開弁していない開弁開始初期であること
   を検出する開弁開始検出手段と、 上記制御手段に設けられ、上記両検出手段の出
   力を受けて２次スロツトル弁の開弁開始初期の運
   転状態から減速したときにそれ以外のときよりも
   大きなフイードバツク定数で制御するようにフイ
   ードバツク定数を設定するフイードバツク定数設
   定手段とを備えていることを特徴とする気化器の
   空燃比制御装置。