JPS5996454A - エンジンの空燃比制御装置 - 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】 本発明は、エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出する
ことによってエンジンに供給される混合気の空燃比を検
出し、この検出値に応じた空燃比制御信号を用いて、混
合気の空燃比をフィードバック制御するようにしたエン
ジンの空燃比制御装置に関するものである。

従来よシ、この種の空燃比制御方式はよく知られており
、エンジンの低、中負荷運転時にあっては、混合気の空
燃比をほぼ理論空燃比に制御することによって、エンジ
ンのエミッション性能の向上を図ることができる利点が
ある。

かかるエンジンの空燃比制御方式では、加速時等高出力
が要求される高負荷運転時に２いても混合気を理論空燃
比付近に制御すると必要な高出力が得られないため、空
燃比のフィードバック制御ループをオープンし、その代
りに、予め設定した燃料リッチな一定の空燃比に混合気
の空燃比を制御するようにしている。

しかしながら、発進加速が頻繁に行なわれる市街地走行
時にυＡて、高負荷負運転がくり返し行なわれると空燃
比の濃化によってエミッションが悪化するといった問題
がある。

かかる問題に鑑みて、特開昭５３−８４２７号公報には
、吸入空気量が一定値以上で一定時間以上維持されると
、正規の空燃比帰還制御を停止し、空燃比を予め設定し
た他の須に保つようにした空燃比帰還制御装置、換言す
れば、高出力が要求される運転状態が一定時間継跣され
た後に始めて空燃比をリッチセットするようにしたもの
が提案されている。

しかしながら、かかる空燃比制御方式では、アクセルを
深く踏込んで７Ｊ１１速運転に移行した際に必要な出力
が得られず、加速感が著しく損なわれるといった難点が
ある。

本発明は、かかる問題に鑑与てなされたものであって、
高出力が要求される高負荷運転に移行した際に、必要な
加速感、出力感を与えることができ、しかもエミッショ
ンの悪化を有効に防止することができるエンジンの空燃
比制御装置を提供することを基本的な目的としている。

このため、本発明に２いては、エンジンの高出力状態を
検出する高出力状態検出装置によってエンジンが高出力
状態に移行したことが検出されるとこの移行と同時に混
合気供給装置に空燃比を濃化させる第１の空燃比濃化信
号を出力し、その出力後所定時間の間第１の空燃比濃化
信号の出力を停止するとともに、上記所定時間経過の後
、」二記混合気供給装置に空燃比を濃化させる第２の空
燃比濃化信号を出力する制御装置を設け、高出力状態に
移行した際直ちに空燃比を濃化して必要な如速感、出力
感を確保する一方、空燃比を濃化した後にはその状態が
ら空燃比検出装置の出力信号による空燃比の帰還制御に
再び移行し、欠いで、高出力状態が所定時間縦紐されて
いるときには、第２の空燃比濃化信号によって空燃比の
帰還制御全停止して本格的な高出力運転に移行するよう
にしている。

以下、図示の実施例に基づいて本発明をより具体的に説
明する。

第１図に示すように、エンジンｌの吸Ｅａ路２にはエア
クリーナ３寂よび気化器４を設置するとともに、気化器
４のエアブリードを、所与のデユーティ比に応じて開閉
することによシ気化器４によって供給する混合気の空燃
比を設定するエアブリード開閉用ンレノイド５を設けて
気化器４とともに混合気供給装置６を構成している。

一方、エンジン１の排気通路７には排気ガス中に含有さ
れる未燃焼ガス）ＩＣ，ＣＯや窒素酸化物ＮＯｘ　　を
浄化する触媒コンバータ８を設置するとともに、触媒コ
ンバータ８の上流の排気通路７に臨設され、排気ガス中
の酸素濃度から混合気の空燃比を検出する空燃比検出装
置としての０２センサ９を設け、この０２センサ９の出
力信号を制御装置１０に入力するようにしている。

この制御装置１０に対しては、０２センサ９に加えて、
気化器４のスロットル弁１１下流の吸気通路２の吸気負
圧を検出し、アクセルペダル（図示ぜずンの踏込与によ
ってスロットル弁１１が大きく開かれ、吸気負圧が一１
００ｒｒａｎＨｇ以下に低下するエンジン１の高出力状
態を検出する高出力状態検出装置としての負圧センサ１
２を設け、こ）負圧センサ１２と０２センサ９の出力信
号を制御装置１０の基本人力信号としてＰυ、これら混
合気供給装置６，０２センサ９．負圧センサ１２゜寂よ
び制御装置１０とから空燃比制御装置２４が構成されて
いる。

次に、上記制御装置１０の回路構成を第２図によ勺説明
する。

いま、エンジン１が通常の低、中負荷で運転されている
ときには、０２センサ９の出力信号に基づいた空燃比の
帰還制御が竹なねれる。

即ち、０２センサ９の出力信号を空燃比比較回路１３に
入力して、空燃比比較回路１３により、設定空燃比（例
えば、理論空燃比）よりリッチかり一ンかを判別し、第
１ゲート回路１４を介して゛判定信号を積分回路１５に
入力して順次に積分していく。この積分回路１５は積分
値全切換回路１６を介してソレノイド駆動回路１７に出
力し、ソレノイド駆動回路１７は、積分値に応じてエア
プリ−ド開閉用ソレノイド５に対するデユーティ比を設
定し、エアブリード開閉用ツレ７ノイド５を設定したデ
ユーティ比で駆動して気化器４によって供給する混合気
の空燃比を制御する。

この空燃比制御は、０２センザ９がリッチ１百号を連続
して出力する際には積分値が増大しでエアブリード開閉
用ソレノイド５に対し設定するデユーティ比を増大して
混合気の空燃比をリーン側に、１だ、リーン信号が連続
する場合にはデユーティ比を減少させて空燃比をリッチ
側に移行させるように働いて、空燃比を設定空燃比に収
束させる。

−方、負圧センサ１２によって検出されるスロットル弁
１１Ｔ：流の吸気負圧が設定値、例えば−１００ｍｍ　
Ｌｉｇ以下に低下するエンジン１の高出力状態に移行さ
れると、出力比較回路１８が動作して、高出力状態検出
信号ａ（第３図（Ａ）参照）を出力（−１この高出力状
態検出信号λば、第１タイマ回路１９Ｂよび第２タイマ
回路２０に入力される。

第１タイマ回路１９は、例えは１程度度の設定秒時に設
定され、高出力状態検出信号ａが人力さく７） れてから設定秒時の間第１タイマ信号１）（第３図（Ｉ
３）参照ノを出力する。

この第１タイマ信号すは、夫々オア回路２１を介して第
１ゲート回路１４３よび第２ゲート回路２２に印加され
、第１ゲート１川路１４のゲート全閉じて空燃比比較回
路１３からの判別信号″を積分回路１５に勾してカット
することにより空燃比の帰還制御を一旦停止させる。

一方、第２ゲート回路２２は第１タイマ信号す全受けて
ゲート全開さ、濃化信号発生回路２３によって与えられ
る第１の空燃比濃化信号Ｐを積分回路１５に入力して、
積分回路１５の積分１ｉＩＩを第１の空燃比濃化信号Ｐ
に対応した値に固定する。

この濃化信号発生回路２３ば、第１タイマ回路１９から
の第１タイマ信号ｔ）Ｐよび第２タイマ回路２０からの
第２タイマ信号Ｃが入力されたときに、夫々第１．第２
の空燃比濃化信号Ｐ、９を出力する信号発生回路であっ
て、第１の空燃比濃化信＋！−Ｐとしては、エアブリー
ド開閉用ソレノイド５に対するデユーティ比として例え
ば２０％の値に対応（８） えば０％のデユーティ比に対応する信号・に設定して、
本格的な高出力を保証する。

い１、＠記の如く、第１タイマ回路１９からの第１タイ
マ信号わが濃化信号発生回路２３に印加され、濃化信号
発生回路２３が第１の空燃比濃化信号・Ｐを出力すると
、この第１の空燃比濃化信号Ｐは第２ゲート回路２２を
介して積分回路１５に人力されると同時に、積分回路１
５の次段の切換回路１６に入力される。この切換回路１
６は第１タイマ信号すを受けて積分回路１５から濃化信
号発生回路２３側にその入力信号が発せられる回路が切
換えられた状態にめ９、切換回路１６は第１の空燃比濃
化信号Ｐ全ソレノイド駆動回路１７に印加して、エアブ
リード開閉用ソレノイド５のデユーティ比全２０％に設
定し、混合気の空燃比會一時的［濃化させる。

そして、第１タイマ回路１９の設定秒時が経過すると、
第１タイマ１言−号ｌ）は立下がり、第１ゲート回路１
４ばゞ開τ第２ゲート回路２２は　閉となり、切換回路
１６も再び積分回路１５側に切換えられて、一旦空燃比
の帰還制御に復帰する。

この空燃比の帰還制御にあっては、それ壕で積分回路１
５に人力されていた第１の空燃比濃化信号Ｐによって積
分値がデユーティ比２０％に対応した値に固定されてＰ
９、この固定された積分値がら空燃比の帰還制御が開始
されることとなる。このため、第３図σ〕）に示すよう
に、混合気の空燃比は、濃化された空燃比から設定空燃
比重で積分回路１５の時定数に応じて徐々にリーン側に
補正され、設定空燃比にある時間を２いて復帰されるこ
ととなり、空燃比が急激に変動されることがな゛く、エ
ンジン１に大きなショックを与えることがない。

一方、出力比較回路１８の次段に第１タイマ回路１９に
並列された第２タイマ回路２０は、高出力状態検出信号
ａの立上がりから、エンジン１のエミッション性を考慮
して予め設定した例えば１５秒程度の過渡時間τ全経過
した後に、第３図（ｑに示すように、第２タイマ信号Ｃ
を出力する。

この第２タイマ信号Ｃは、オア回路２１全介して各々第
１．第２ゲート回路１４．２２に印加され、さらに、濃
化信号発生回路２３２よび切換回路１６にも印加される
。このため、再び空燃比の帰還制御は停止され、濃化信
号発生回路２３によって出力される第２の空燃比濃化信
号９は切換回路１６ｆ：介してソレノイド駆動回路１７
に印加され、エアブリード開閉用ソレノイド５のデユー
ティ比を０％に設定して、空燃比を大幅に濃化すること
によシ、エンジン１の高出力を保証して以後本格的な高
出力運転に移行する。

そして、エンジン１が低、中負荷運転に移行され、負圧
センサ１２によって検出される吸気負圧が一１００ｍｍ
Ｈｇ以上に上昇して、高出力状態検出信号ａがカットさ
れると、これに追随して第２タイマ回路２０の第２タイ
マ信号Ｃが立下がり、第１ゲート回路１４が　開　、第
２ゲート回路２２が　閉　となって、空燃比の帰還制御
が再開される。

なお、第３図には具体的に図示しないが、上記の過渡時
間τ円にアクセルペダルの踏込み全解除して７ｘＪ速運
転から低中負荷運転に移行した場合には、第２タイマ回
路２０からの第２タイマ信号Ｃは出力されず、したがっ
て、空燃比の帰還制御が現行される。

かかる短い加速では、ｊＸ３速初期に第１の空燃比濃化
信号Ｐによって空燃比を一旦リッチセットすることによ
り、運転者には必要な加速感、出力感を与えるとともに
、リッチ士ツトした状態がら空燃比の帰還制御を行なう
ので、ごく円滑に低、中負荷運転に復帰することができ
、エンジン１のエミッション性を悪化させることもない
。

ｆた一方、第２の空燃比濃化信号９によってデユーティ
比を０％に固定した後にアクセルペダルの踏込みを解除
した場合には、この解除に伴なう吸気量の変動によるシ
ョックが大きく、空燃比の帰還制御の再開に伴なうショ
ックは実質的に無視することができる。この意味で、第
２の空燃比濃化信号ｑによって、積分回路１５の積分値
をデユーティ比０％に対応した値に固定する必要は必ず
しもない。

な２、上記の実施例では、エアブリード開閉用ソレノイ
ド５に対するデユーティ比を制御することによって混合
気の空燃比を制御するようにしたが、本発明は、これに
限定されるものではなく、要スるに、エンジンの作動状
態に応じて予め設定された空燃比特性に対応した混合気
を供給する混合気供給装置を有するものであればよく、
また高出力状態検出装置としては、負圧センサ１２のほ
か、例えばスロットル弁開度の検出装置等、種４公知の
ものを用いることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エン
ジンの高出力が要求される運転時に２いて該運転時への
移行初期に一旦空燃比を濃化したうえで空燃比の帰還制
御を再開するようにしたので、運転者に加速感、出力感
を与えることができ、しかもエミッションの悪化を可及
的に防止することができるといった利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジンの空燃比制御装置の全体系を示す概略
説明図、第２図は第１図の制御装置の回路構成を示す回
路図、第３図（Ａ）、向、　（Ｃ１，（ＩＩＪは高出力
運転時の空燃比制御ヲ示す各タイムチャートである。 １・・・エンジン、　２・・・吸気通路、　６・・・混
合気供給装置、　７・・・排気通路、　９・・・０２セ
ンサ、１０・・・制御装置、　　１２・・・負圧センサ
、　１５・・。 積分回路、　　１６・・・切換回路、　　１７・・・ソ
レノイド駆動回路、　１９・・・第１タイマ回路、　２
０・・・第２タイマ回路、 ２３・・・濃化信号発生回路 Ｐ・・・第１の空燃比濃化信号 ９・・・第２の空燃比濃化信号 ２４・・・空燃比制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの作動状態に応じて予め設定された空燃
   比特性に対応した混合気を供給する混合気供給装置と、
   エンジンの排気糸に設置され混合気の空燃比を検出する
   空燃比検出装置と、エンジンの高出力状態を検出する高
   出力状態検出装置と、上記空燃比検出装置からの検出値
   に応じた空燃比制御信号を帰還して上記混合気供給装置
   を制御する一方、上記高出力状態検出装置の出力を受は
   エンジンが高出力状態に移行すると同時に上記混合気供
   給装置に空燃比を濃化させる第１の空燃比濃化信号を出
   力し、該第１の空燃比濃化信号の出力後所定時間の間上
   記第１の空燃比濃化信号の出力を停止するとともに、上
   記所定時間経過後、上記混合気供給装置に空燃比を濃化
   させる第２の空燃比濃化信号を出力する制御装置とを設
   けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。