JPS6056901B2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はエンジンの空燃比制御装置に関するもので
ある。

エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比に制
御する装置として、エンジンの回転数を検出する回転セ
ンサを設けると共に、気化器絞弁下流に開口するバイパ
スエア通路に該バイパスエア通路を開閉する第１アクチ
ュエータを介設し、上記回転センサの出力に応じて第１
アクチュエータを作動させる補助空気量制御用の第１回
路を設け、吸気通路に供給する補助空気量を、アイドル
回転数が設定値以上にあるとき減量する一方アイドル回
転数が設定値以下にあるとき増量するようにフィードバ
ック制御してアイドル回転数をほぼ設定値に制御する一
方、触媒装置を備えたエンジンの排気系に排気センサを
設けると共に、気化器の燃料通路に設けた補助エアブリ
ード等を開閉する第２アクチュエータを介設し、上記排
気センサの出力に応じて第２アクチュエータを制御する
空燃比制御用の第２回路を設けブリードエア量等を増減
して燃料流量を、気化器により生成される混合気が理論
空燃比よりも濃いとき減量する一方混合気が理論空燃比
よりも薄いとき増量するようにフィードバック制御して
空燃比をほぼ理論空燃比に制御するようにしたものが提
案されている。

上記した装置において、空燃比制御を精度よく行なう
ためには、燃料流量の制御すなわち、燃料流量の増減割
合を比較的少量の燃料流量の増域でもつて行なう必要が
あり、そのため、空燃比の制御をし得る空燃比の範囲、
すなわち空燃比制御の制御巾を狭くしなければならない
という制約がある。したがつて、気化器より生成される
混合器が上記制御巾を超えて濃くなる現象が生じたとき
、上記第２アクチュエータによる燃料流量の減少割合が
最大値に達しているにもかかわらず、混合気は依然とし
て理論空燃比よりも濃い状態にあり、充分な空燃比制御
が行なえないという問題がある。なお、上記した気化器
より生成される混合気が制御巾を超えて濃くなる現象は
、例えば、気圧の低い高地等でエンジンを運転した場合
、吸入空気の密度低下によつて生じたり、エンジンのエ
アクリーナのつまり等によつても生じうる。この発明は
、上記した問題を解消せんとするものであり、排気セン
サのリッチ信号により、第２アクチュエータによる燃料
流量の減少割合が最大値に達して所定時間経過した時、
回転数に関係なく、バイパスエア通路に介設する第１ア
クチュエータによる補助空気量を増加させる補正回路を
設けたことを特徴とし、補助空気量を増加することによ
つてエンジンに供給される混合気の空燃比がオーバーリ
ッチとならないようにし、理論空燃比近傍に制御するエ
ンジンの空燃比制御装置を提供するものてある。

以下、この発明を図面に示す実施例により詳細に説明す
る。

第１図において、１はエンジン、２はエンジン１に混合
気を供給する吸気通路、３は気化器である。

気化器３には、フロート室３ａ１メインノズル３ｂを有
するメイン系燃料通路３Ｃ１アイドルボート３ｄとスロ
ーポート３ｅを有するスロー系燃料通路３ｆ１気化器絞
弁３ｇが設けられている。４はエンジン１に接続された
排気通路、５は排気通路４に介設された触媒装置であり
、６は気化器ベンチユリ３ｈ上流に設けたチョーク弁で
ある。

上記気化器３には、従来周知の如く、メイン系燃料通路
３ｃにメインエアブリード７を設けると共に、スロー系
燃料通路３ｆにスローエアブリード８を設けている。

９はメイン系燃料通路３ｃにメインエアブリード７と並
設されたメイン補助エアブリード、１０はスロー系燃料
通路３ｆにスローエアブリード８と並設されたスロー補
助エアブリードである。

上記メイン補助エアブリード９、スロー補助エアブリー
ド１０に、それぞれ、大気との連通口９ａ，１０ａを開
閉する電磁弁て構成されたメイン補助エアブリード用ア
クチュエータ１４スロー補助エアブリード用アクチュエ
ータとしての第２アクチュエータ１５を設けている。１
６は気化器絞弁３ｇ下流の吸気通路２に開口するバイパ
スエア通路であり、該バイパスエア通路１６にその大気
との連通口１６ａを開閉する電磁弁で構成された補助空
気量制御用の第１アクチュエータ１７を設けている。

エンジン１には、その回転数を検出する回転センサ１８
を設け、該回転センサ１８と上記第１アクチュエータ１
７のソレノイド１７ａの間に補助空気量制御回路として
の第１回路１９を設けている。該第１回路１９を介して
、回転センサ１８の出力に応じて第１アクチュエータ１
７を作動し、エンジン１のアイドル回転数が設定値より
も低いとバイパスエア通路１６の補助空気量を増加させ
″る一方、エンジン１のアイドル回転数が設定値よりも
高いとバイパスエア通路１６の補助空気量を減少させ、
よつて、第１アクチュエータ１７の開閉作動によりバイ
パスエア通路１６により供給される補助空気量の増減割
合を制御してエンジン１のアイドル回転数をほぼ設定値
に制御するようにしている。排気通路４には、触媒装置
５の上流に、排気ガスの成分を検出する０２センサで構
成された排気センサ２０を設け、該排気センサ２０とメ
イン補助エアブリード用アクチュエータ１牡スロー補助
エアブリード用アクチュエータとしての第２のアクチュ
エータ１５の各ソレノイド１４ａ，１５ａとの間に燃料
流量を制御する空燃比制御回路としての第２回路２１を
設けている。

該第２回路２１により、エンジン１のアイドル運転時に
は、排気センサ２０の出力に応じて第２アクチュエータ
１５を作動し、エンジン１に供給される混合気の空燃比
が理論空燃比よりも濃いとスロー補助エアブリード１０
のブリードエア量を増加させる一方、エンジン１に供給
される混合気の空燃比が理論空燃比より薄いとスロー補
助エアブリード１０のブリードエア量を減少させ、よつ
て、第２アクチュエータ１５の開閉作動により気化器３
の燃料流量の増減割合を制御してアイドル運転時の空燃
比をほぼ理論空燃比になるよう制御している。また、エ
ンジン１の中負荷、高負荷運転時には、メイン補助エア
ブリード用アクチュエータ１４を作動し、エンジン１に
供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも濃いとメ
イン補助エアブリード９のブリードエア量を増加させる
一方、エンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空
燃比よりも薄いとメイン補助エアブリード９のブリード
エア量を減少させるようにして中負荷、高負荷運転時に
おける空燃比制御を行なつている。上記第１回路１９と
第２回路２１とは補正回路２２を介して接続しており、
第２回路２１により第２アクチュエータ１５を全開作動
する際、該全開作動時間が所定時間を経過すると、すな
わち、第２アクチュエータ１５による燃料流量の減少割
合が最大値に達して所定時間が経過すると補正回路２２
により第１回路１９を補正制御して第１アクチュエータ
１７の開作動を大きくし、バイパスエア通路１６の補助
空気流量を増加させるようにしている。

次に、第２図において上記第１回路１９、第２回路２１
、補正回路２２について詳細に説明する。

第２回路２１は、第４図イに示す排気センサ２０の出力
を緩衝するバッファ回路Ａ１と、バッファ回路Ａ１の出
力と理論空燃比に相当する設定電圧を発生する設定電圧
発生回路Ｃ１との出力の偏差として第４図口に示すよう
な出力を出力する比較回路囚と、比較回路Ｂ１からの出
力を積分し、第４図ハに示すような出力を出力する積分
回路Ｃ１と、比較回路Ｂ１からの出力と積分回路Ｃ１か
らの出力を加算し、第４図二に示すような出力を出力す
る加算回路Ｄ１と、トリガ信号発生回路Ｈ１からのトリ
ガ信号を受けてトリガされ、加算回路Ｄ１からの出力に
応じてパルス巾が変化し、第４図ホに示すようなデュー
ティ比を有するパルス信号を出力するデューティ比制御
回路Ｅ１と、第２アクチュエータ１５をデューティ比制
御回路Ｅ１からの出力によつて駆動するアクチュエータ
駆動回路Ｆ１とから構成される。

一方、第１回路１９は、回転センサ１８からのエンジン
の回転数に同期した断続信号の波形を整形する波形整形
回路１１と、波形整形回路１１からの出力をエンジン回
転数に比例した電圧として、第４図へに示すように出力
するＦ−Ｖ変換回路Ｊ１と、Ｆ−Ｖ変換回路Ｊ１の出力
とエンジンのアイドル回転数の設定値に相当する設定電
圧を発生する設定電圧発生回路Ｐ１の出力との偏差とし
て第４図トに示すような出力を出力する比較回路Ｋ１と
、比較回路Ｋ１からの出力を積分し、第４図チに示すよ
うな出力を出力する積分回路レと、トリガ信号発生回路
Ｈ１からのトリガ信号を受けてトリガされ、積分回路レ
からの出力に応じてパルス巾が変化し、第４図りに示す
ようなデューティ比を有するパルス信号を出力するデュ
ーティ比制御回路Ｍ１と、第１アクチュエータ１７をデ
ューティ比制御回路Ｍ１からの出力によつて駆動するア
クチュエータ駆動回路Ｎ１とから構成される。

尚、デューティ比とは単位時間Ｔ当たりの電磁弁に通電
される時間ｔの割合を百分率で表わすもので第５図に示
す如くであり、デューティ比（ＴｌＴ×１００）がＯ％
とはアクチュエータが全閉している状態であり、１００
％とはアクチュエータが全関している状態を示すもので
ある。補正回路２２は、第２回路２１のアクチュエータ
駆動回路Ｆ１から出力されるデューティ比を検出し、デ
ューティ比が１００％（第２アクチュエータ１５が全開
）で所定時間経過すると検出信号を出力するデューティ
比検出回路Ｑ１と、該デューティ比検出回路Ｑ１からの
検出信号により第１回路１９の積分回路レから出力され
る積分信号を補正する積分信号補正回路Ｒ１とからなる
。

該補正回路２２の積分信号補正回路Ｒ１により、第４図
チ″に示す如く、第１回路１９の積分回路Ｌ１から出力
される積分信号が破線である時に実線で示す如く補正し
、第４図り″に示す如くデューティ比制御回路Ｍ１から
出力するデューティ比を破線より実線で示す如くデュー
ティ比を増大する方向に補正し、よつて、第１アクチュ
エータ１７のデューティ比を増大し、バイパスエア通路
１６より供給する補助空気量を増大している。上記第１
回路１９、第２回路２１、補正回路２２を構成する上記
各回路Ａ１〜Ｒ１は第３図に示す如き回路構成よりなる
。

上記補正回路２２を構成するデューティ比検出回路Ｑ１
は上記第２アクチュエータ１５の８端子を抵抗器２３、
ダイオード２４およびコンデンサ２５を介してアースす
るとともに、上記抵抗器２３およびダイオード２４と並
列に該抵抗器２３よりも低抗値の大きい抵抗器２６を結
線してなり、上記コンデンサ２５の充放電特性を利用し
、上記第２アクチュエータ１５のデューティ比が１００
％以下のとき、すなわち第２アクチュエータ１５が０Ｎ
，０ＦＦを繰返している間はコンデンサ２５の放電電圧
により積分信号補正回路Ｒ１のトランジスタ２７を０Ｎ
状態にして第１回路１９の積分回路Ｌ１の出力をその状
態に保つ一方、上記第２アクチュエータ１５のデューテ
ィ比が１００％の状態で所定時間を経過したときには、
コンデンサ２５の放電電圧がＮ『となり、積分信号補正
回路Ｒ１のトランジスタ２７を０ＦＦ状態にして第１回
路１９の積分回路Ｌの出力を抵抗器２８、ダイオード２
９および抵抗器３０を介してアースし、上記積分回路Ｌ
の出力を第４図のチ″に示す如く低下させるようにして
いる。

次に上記構成装置の作動を説明する。

まず、エンジンのアイドル回転数が設定値より低くなる
と、第１回路１９側ではＦ−Ｖ変換回路Ｊ１からの出力
電圧は設定電圧より低くなり、比較回路Ｋ１から゜゜ハ
イ゛レベルの信号が出力され、この信号の′４ロー′１
レベルから′６ハイ′１レベルへの変化により積分回路
Ｌ１から時間の経過と共に低下する出力が出力され、こ
の出力に応じてデューティ比制御回路Ｍ１から時間の経
過と共にデューティ比が増大する出力が出力され、第１
アクチュエータ１７のデューティ比を増大し、時間の経
過と共にバイパスエア通路１６の補助空気量を増大させ
て、エンジンの回転数を設定値に上昇させるべく作動す
る。

これと同時に、補助空気の増大によりエンジン１に供給
される吸入空気量が増大されるため、エンジン１に供給
される混合気の空燃比は理論空燃比よりも薄くなり、排
気センサ２０からの出力電圧は減少する。よつて第２回
路２１側では比較回路２から“゜ロー゛レベルの信号が
出力され、この信号の゜゜ハイ゛レベルから“ロー゛レ
ベルへの変化により積分回路Ｃ１から時間の経過と共に
低下する出力が出力され、この積分回路Ｃ１からの出力
と比較回路伐からの出力とが．加算回路Ｄ１て加算され
、この加算回路Ｄ１からの出力に応じて、デューティ比
制御回路Ｅ１からまず比較回路Ｂ１の出力信号“ハイ゛
レベルから６６ロー８レベルへの変化時デューティ比を
設定値ほど跳ばし、その後時間の経過と共にデューティ
．比が減少する出力が出力され、第２アクチュエータ１
５のデューティ比を減少させ、時間の経過と共にスロー
補助エアブリードのブリードエア量を減少させ、スロー
系燃料通路３ｆを通過して供給される燃料流量を増大さ
せて、混合気の空燃比を・はぼ理論空燃比に制御してい
る。逆にエンジンのアイドル回転数が設定値より高くな
ると、Ｆ−■変換回路Ｊ１からの出力電圧は設定電圧よ
り高くなり、第１アクチュエータ１７のデューティ比を
減少し、時間の経過と共に補正空気量を減少し、エンジ
ンのアイドル回転数を設定値に下降させるべく作動する
。

これと同時に、補助空気量の減少によつてエンジン１に
供給される吸入空気量が減少し、エンジン１に供給され
る混合気の空燃比が理論空燃比より濃くなると、排気セ
ンサ２０からの出力電圧は増大し、第２アクチュエータ
１５のデューティ比を増大させ、時間の経過と共にスロ
ー補助エアブリードのブリードエノア量を増大させ、混
合気の空燃比をほぼ理論空燃比に制御している。上記ア
イドル運転時において、例えば気圧の低下等によつて気
化器３より生成される混合気が第２アクチュエータ１５
による空燃比制御の制御巾を超えて濃くなつたとき、す
・なわち、第２アクチュエータ１５のデューティ比が１
００％で全開になつているにもかかわらず、気化器３よ
り生成される混合気が依然として理論空燃比よりも濃い
とき、第２アクチュエータ１５のデューティ比が１００
％で所定時間経過すると、換″言すれば、第２アクチュ
エータ１５による燃料流量の減少割合が最大値に達して
所定時間経過すると補正回路２２のデューティ比検出回
路Ｑ１より検出信号が出力され、この検出信号を受けた
積分信号補正回路Ｒ１より第１回路１９の積分信号を補
正する補正積分信号が出力され、回転センサ１８の出力
に関係なく、デューティ比制御回路Ｍ１から出力するデ
ューティ比を例えば、３０％にあるとき５０％に増大さ
せる。よつて、第１アクチュエータ１７の開作動を大き
くして補助空気量を増加させ、この補助空気量の増加に
より混合気を薄め空燃比を理論空燃比に近づける。尚、
エンジン１の通常回転時には、メイン補助エアブリード
用アクチュエータ１４を作動して、エンジン１に供給さ
れる混合気の空燃比を理論空燃比に制御しているが、そ
の際も、上記アクチュエータ１４のデューティ比が１０
０％で所定時間経過し、メイン系燃料通路の燃料減少割
合が最大値に達すると、第１アクチュエータ１７を作動
して補助空気量を増加させてもよい。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
その他種々の変形例を含むものであり、例えば上記実施
例においては、第２アクチュエータ１５による燃料流量
の減少割合が最大値に達して所定時間経過したことを第
２回路２１のアクチユエータ駆動回路Ｆ１から出力され
るデューティ比を検出するデューティ比検出回路Ｑ１に
よつて検出するようにしたが、その他排気センサ２０お
よび第２回路２１の積分回路Ｃ１、加算回路Ｄ１、デュ
ーティ比制御回路Ｅ１の出力により検出することもでき
、さらに上記実施例では、第１アクチュエータ１７によ
る補助空気量の増加を第１回路１９の積分回路Ｌ１の出
力を補正する積分信号補正回路Ｒ１によつて行なつたが
、その他回転センサ１８および第１回路１９のデューテ
ィ比制御回路Ｍ１、アクチュエータ駆動回路Ｎ１の出力
を補正するようにしてもよい。

以上の説明より明らかなように、この発明によれば、回
転センサと、気化器絞弁下流に開口したバイパスエア通
路より供給される補助空気量の増減割合を制御する第１
アクチュエータと、上記回転センサの出力に応じて第１
アクチュエータを制御する第１回路を用いてアイドル回
転数を制御するとともに、排気センサと、気下器の燃料
流量の増減割合を制御する第２アクチュエータと、上記
排気センサの出力に応じて第２アクチュエータを制御す
る第２回路とを用いて空燃比をフィードバック制御する
エンジンにおいて、上記第２アクチュエータによる燃料
流量の減少割合が最大値に達して所定時間経過すると、
回転センサにより検出するエンジンの回転数に関係なく
、補助空気流量を増加させるため、空燃比がオーバーリ
ッチとなることを防止できる。

よつて、混合気の空燃比を常時、理論空燃比に制御でき
るため、触媒装置の浄化性能が向上する等の利点を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるエンジンの空燃比制御装置の
概略の構成を示す説明図、第２図は第１図の第１回路と
第２回路の構成を示すブロック図、第３図は第２図の具
体的回路図、第４図イ〜リは第２図の各回路の出力線図
、第５図は第２図のデューティ比の出力線図である。 １・・・エンジン、２・・・吸気通路、３・・・気化器
、３ｆ・・・スロー系燃料通路、３ｇ・・・気化器絞弁
、４・・・排気通路、５・・・触媒装置、１０・・・ス
ロー補助エアブリード、１５・・・第２アクチュエータ
、１６・・・バイパスエア通路、１７・・・第１アクチ
ュエータ、１８・・・回転センサ、１９・・・第１回路
、２０・・・排気センサ、２１・・・第２回路、２２・
・・補正回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの回転数を検出する回転センサと、気化器
   絞弁下流に開口したバイパスエア通路より供給される補
   助空気量の増減割合を制御する第１アクチュエータと、
   上記回転センサの出力に応じて第１アクチュエータを制
   御する第１回路と、触媒装置を備えるエンジンの排気系
   に設けた排気センサと、気化器の燃料流量の増減割合を
   制御する第２アクチュエータと、上記排気センサの出力
   に応じて第２アクチュエータを制御する第２回路とを備
   えたエンジンにおいて、上記第２アクチュエータによる
   燃料流量の減少割合が最大値に達して所定時間が経過し
   た時に上記第１アクチュエータによる補助空気量を増加
   させる補正回路を設けたことを特徴とするエンジンの空
   燃比制御装置。