JPH09133050A - 過渡時空燃比補正制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関が加速等の過渡時の運転状態の際に、
補正の遅れから空燃比が適正なものにならず、ドライバ
ビリティが低下する。 【解決手段】吸気系の圧力が制御可能に導入されるサク
ションチャンバを有してなる可変ベンチュリ式キャブレ
タを装着する内燃機関の少なくとも回転数を検出し、検
出した回転数に応じてサクションチャンバへ導入する圧
力を制御して空燃比を制御する過渡時空燃比補正制御方
法であって、過渡時の内燃機関の回転数の変化速度を検
出し、検出した変化速度に基づいて圧力を設定し、回転
数に応じた圧力と前記設定した圧力とに基づく圧力まで
サクションチャンバに圧力を導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車用
エンジンにおいて、可変ベンチュリ式キャブレタに導入
する圧力を制御して空燃比を制御する過渡時空燃比補正
制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベンチュリの径を吸入する空気量
によって自動的に変化させる可変ベンチュリ式キャブレ
タが知られている。この可変ベンチュリ式キャブレタ
は、吸気系の圧力が導入されるサクションチャンバ内に
サクションピストンを収納し、ベンチュリを流れる吸入
空気により生じる圧力によりサクションピストンが上下
移動し、サクションピストンの下側に取り付けられたメ
ータリングニードルが上下して燃料の供給量を調整し、
混合気の空燃比を制御するようになっている。また、特
開昭６０−２０９６５５号公報のもののように、通常の
可変ベンチュリ式キャブレタに、大気圧を導入するため
の電気制御弁と負圧を導入するための電気制御弁とを付
加し、スロットルバルブの開度およびエンジン回転数と
に基づいて前記電気制御弁を制御してサクションチャン
バに導入する負圧及び大気圧を調整し、空燃比を制御す
るようにしたものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のもの
のように、電気制御弁でサクションチャンバの圧力を調
整するものにおいては、定常運転状態で最適な空燃比と
なるように調整しているために、過渡時における空燃比
の補正がその運転状態の変化に追従しない場合があり、
加速が不足することがある。例えば、スロットルバルブ
を全開状態まで開成した場合、その加速初期段階では、
エンジン回転数に応じてサクションチャンバの圧力を高
くして適正な空燃比での運転状態を維持できる。しかし
ながら、その後エンジン回転数の上昇が初期段階と同じ
速度で続いて行くと、電気制御弁の開成がエンジン回転
数の上昇速度に追従しなくなり、加速途中から空燃比が
リーンになり、その結果エンジン回転数が十分に上昇し
なくなり、加速状態が低下する。このため、ドライバビ
リティを低下させることになる。

【０００４】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る過渡時空燃比補正制御方法
は、吸気系の圧力が制御可能に導入されるサクションチ
ャンバを有してなる可変ベンチュリ式キャブレタを装着
する内燃機関の少なくとも回転数を検出し、検出した回
転数に応じてサクションチャンバへ導入する圧力を制御
して空燃比を制御する過渡時空燃比補正制御方法であっ
て、過渡時の内燃機関の回転数の変化速度を検出し、検
出した変化速度に基づいて圧力を設定し、回転数に応じ
た圧力と前記設定した圧力とに基づく圧力までサクショ
ンチャンバに圧力を導入することを特徴とする。

【０００６】このような構成のものであれば、過渡時に
サクションチャンバに導入する圧力は、検出した過渡時
の内燃機関の回転数の変化速度に基づいて設定した圧力
と、回転数に応じた圧力とに基づく圧力になる。つま
り、導入する圧力は、回転数に追従して変化する圧力
と、変化速度が変わるまで同一の圧力値を保持している
圧力とに基づいている。例えば、アクセルが約２／３程
度の踏度で操作される場合と最大限まで操作される場合
では、アクセルの操作量つまりはスロットルバルブの開
度が異なるために要求空燃比が異なり、回転数が上昇す
る速度すなわちその変化速度が異なることとなる。した
がって、変化速度に基づいて設定した圧力が過渡時の運
転状態に応じてサクションチャンバに導入されることに
なるので、過渡時にはその圧力分だけ、過渡時以外の運
転状態より圧力が変化することになる。それゆえ、空燃
比がリーンになることを防止でき、空燃比が適正なもの
に保持でき、可変ベンチュリ式キャブレタの作動に遅れ
がなくなる。その結果、回転数の変化速度が異なるさま
ざまな過渡時におけるドライバビリティを向上させるこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
を参照して説明する。

【０００８】図１に概略的に示した可変ベンチュリ式キ
ャブレタ（以下、キャブレタと略称する）１は、自動車
用のエンジンに装着されるもので、その制御系２は電子
制御装置３と制御弁４と、回転数センサ６及び吸気圧セ
ンサ７とを備えている。

【０００９】キャブレタ１は、エアクリーナと吸気マニ
ホルドとの間の吸気系に装備されるもので、ハウジング
１１の上部にサクショクチャンバ１２を有している。サ
クションチャンバ１２内にはサクションピストン１３が
昇降可能に取り付けられている。このサクションチャン
バ１２には、サクションピストン１３に設けられた負圧
導入孔１３ａより、吸気系の負圧が導入し得るようにな
っている。ハウジング１１内にサクションチャンバ１２
が収容された状態で、サクションチャンバ１２の下側の
ハウジング１１には、大気圧が導入される大気室１１ａ
が形成される。サクションピストン１３は、ピストンス
プリング１４により下方に付勢されており、サクション
チャンバ１２内に負圧が導入されておらず大気圧が導入
されている場合には最下位置まで降りている。このサク
ションピストン１３のハウジング１１から下方に突出し
た下端部の下方には、その開口面積が可変されるベンチ
ュリ部１８が形成されるとともに、サクションピストン
１３の下端面には、下向きにメータリングニードル１５
が固定してある。メータリングニードル１５は、フロー
ト室１６に連通状態に固定されたメインジェット１７内
に挿入されている。メインジェット１７は、ベンチュリ
部１８にその先端１７ａを突出させて固定してあり、先
端１７ａは上流側が下流側より高く形成してある。メイ
ンジェット１７には、図示しないメインエアブリードと
パワーエアブリードとから空気が供給され、フロート室
１６内のインレットジェット１６ａにより計量された燃
料が供給された空気と混合されるようになっている。パ
ワーエアブリードは、高負荷時には燃料の供給量を高め
るために閉鎖されるものである。ベンチュリ部１８の下
流側には、アクセルペダルに応動して開閉するスロット
ルバルブ１９が回動可能に設けてある。ハウジング１１
の下面には、大気圧を大気室１１ａに導入するための通
気孔１１ｂが穿設してある。

【００１０】サクションチャンバ１２の上面には、制御
系２を形成するために貫通孔１２ａが設けてあり、正の
圧力である大気圧を制御可能にサクションチャンバ１２
に導入するために、制御弁４を有する導入通路２１が接
続してある。この制御弁４は、例えばバキュームスイッ
チングバルブで、マイクロコンピュータシステムを主体
とした電子制御装置（ＥＣＵ）３から出力される駆動パ
ルス信号Ｓｐのデューティ比ＤＳＤＰを変えることによ
り開閉が制御される。電子制御装置３には、少なくとも
エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ６
と、吸気系の吸気圧力すなわち吸気圧ＰＭを検出するた
めの吸気圧センサ７とが電気的に接続されている。電子
制御装置３は、回転数６と吸気圧センサ７とからの信号
に基づいてデューティ比ＤＳＤＰを演算するとともに、
エンジン回転数ＮＥの変化速度ＤＮＥＩＧに基づいて設
定される過渡補正デューティ比ＤＮＥＤＳＤＰＡを記憶
している。そして、過渡時のエンジン回転数ＮＥの変化
速度ＤＮＥＩＧを検出し、検出した変化速度ＤＮＥＩＧ
に基づいて圧力を設定し、回転数ＮＥに応じた圧力と前
記設定した圧力とに基づく圧力までサクションチャンバ
１２に圧力を導入するようプログラムされている。

【００１１】この渡時空燃比補正制御プログラムの概略
構成を、図２に示す。

【００１２】この実施例におけるキャブレタ１は、暖機
後の通常の運転状態荷では、負圧導入孔１３ａよりの負
圧と、開度を小さくした制御弁４からの大気圧とがサク
ションチャンバ１２に導入されて、所定位置までサクシ
ョンピストン１３を上昇させ、したがってメータリング
ニードル１５を引き上げた状態で使用されるようになっ
ている。この状態からスロットルバルブ１９を全開にす
る加速が実行されると、以下に説明するように、制御弁
４の開度が制御されて、サクションチャンバ１２に導入
される大気圧が大きくなり、負圧によるサクションピス
トン１３の引上げ力が減少し、サクションピストン１３
が最下位置近傍まで押し下げられて、ベンチュリ部１８
が狭くなるように制御する構成である。

【００１３】このキャブレタ１は、暖機後の運転状態に
おいて、要求空燃比を満足するように調整してある。具
体的には、制御弁４の駆動パルス信号のデューティ比Ｄ
ＳＤＰの内、基本デューティ比ＤＳＤＰＡは暖機後の運
転におけるエンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＭとにより設
定してある。基本デューティ比ＤＳＤＰＡは、高負荷高
回転となる運転状態で最も大きな値を採るように設定し
てあり、暖機後の種々の運転状態で要求空燃比を満足す
る適正な空燃比での運転を可能にしている。なお、基本
デューティ比ＤＳＤＰＡ及び後述する過渡補正デューテ
ィ比ＤＮＥＤＳＤＰＡは、それぞれテーブルに主なエン
ジン回転数ＮＥ、吸気圧ＰＭ及びエンジン回転数ＮＥの
変化速度ＤＮＥＩＧが設定してあり、それ以外について
は補間計算により求めるようになっている。

【００１４】図２において、ステップＳ１では、エンジ
ン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＭを、回転数センサ６及び吸
気圧センサ７からのそれぞれの出力信号に基づいて検出
する。ステップＳ２では、検出したエンジン回転数ＮＥ
及び吸気圧ＰＭにより基本デューティ比ＤＳＤＰＡを設
定する。ステップＳ３では、検出したエンジン回転数Ｎ
Ｅから演算した単位時間あたりの変化量すなわち変化速
度ＤＮＥＩＧが０でないか否かを判定する。単位時間
は、例えば３気筒のエンジンの場合、クランク角度で２
４０°に対応する時間に設定すればよい。ステップＳ４
では、演算した変化速度ＤＮＥＩＧに基づいて過渡補正
デューティ比ＤＮＥＤＳＤＰＡを設定する。ステップＳ
５では、過渡補正デューティ比ＤＮＥＤＳＤＰＡを０に
設定する。ステップＳ６では、設定した基本デューティ
比ＤＳＤＰＡと速度変化補正デューティ比ＤＮＥＤＳＤ
ＰＡとに基づいて、デューティ比ＤＳＤＰを演算する。

【００１５】以上の構成において、図３に示すように、
例えばスロットルバルブ１９が全開となる加速が実行さ
れた場合、加速開始から単位時間が経過するまでのごく
短時間の間は、制御はステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５
→Ｓ６と進み、過渡補正デューティ比ＤＮＥＤＳＤＰＡ
を０にセットして駆動パルス信号Ｓｐのデューティ比Ｄ
ＳＤＰを演算する。

【００１６】一方、加速開始から単位時間が経過した後
は、変化速度ＤＮＥＩＧが演算されるので、制御は、ス
テップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ６と進み、基本デュ
ーティ比ＤＳＤＰＡに過渡補正デューティＤＮＥＤＳＤ
ＰＡを加算した値のデューティ比ＤＳＤＰの駆動パルス
信号Ｓｐにより制御弁４が駆動される。この場合、エン
ジン回転数ＮＥが高くなるにしたがって基本デューティ
比ＤＳＤＰＡが増加し、よってデューティ比ＤＳＤＰが
増加して制御弁４を通過する空気量が増加する。このた
め、サクションチャンバ１２に導入する大気圧が高くな
り、サクションピストン１３が降下する。この結果、キ
ャブレタ１のベンチュリ部１８の開口面積が狭くなり、
吸入空気の流速が早くなる。しかも、パワーエアブリー
ドからの空気量がカットされるために、メインジェット
から吸い出される燃料料が増加し、混合気の空燃比は加
速開始からリッチになり、過渡時における要求空燃比に
対応する適正な空燃比となる。したがって、同図に点線
で示すように、スロットルバルブ１９を全開にして加速
しているにもかかわらず、加速途中から空燃比がリーン
になり、エンジン回転数ＮＥの上昇速度が鈍り、満足な
加速ができないといった不具合を防止することができ
る。また、適正な空燃比であるため、良好な加速が実施
でき、ドライバビリティを向上させることができる。

【００１７】このように、エンジン回転数ＮＥの変化速
度ＤＮＥＩＧに基づいて圧力を設定して基本となる圧力
に加算しているので、加速中の過渡運転状態の場合にお
いても、通常の運転状態の場合と同様にそれぞれ要求空
燃比の範囲内で適正な空燃比を得ることができ、ドライ
バビリティを向上させることができる。また、このよう
な過渡補正制御の開始タイミングを補正を行わない通常
の制御での制御弁４の開始タイミングより早く設定すれ
ば、過渡時の空燃比の適合をさらによくすることができ
る。しかも、キャブレタ諸元により過渡時の空燃比の補
正を行った際に生じる排気ガスの悪化を防止することが
できる。

【００１８】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。

【００１９】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。

【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。

【図３】同実施例の作用説明図。

【符号の説明】

１…可変ベンチュリ式キャブレタ ４…制御弁 ５…水温センサ ６…回転数センサ ７…吸気圧センサ １２…サクションチャンバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気系の圧力が制御可能に導入されるサク
   ションチャンバを有してなる可変ベンチュリ式キャブレ
   タを装着する内燃機関の少なくとも回転数を検出し、検
   出した回転数に応じてサクションチャンバへ導入する圧
   力を制御して空燃比を制御する過渡時空燃比補正制御方
   法であって、 過渡時の内燃機関の回転数の変化速度を検出し、 検出した変化速度に基づいて圧力を設定し、 回転数に応じた圧力と前記設定した圧力とに基づく圧力
   までサクションチャンバに圧力を導入することを特徴と
   する過渡時空燃比補正制御方法。