JPS61160541A

JPS61160541A - 空燃比制御方法

Info

Publication number: JPS61160541A
Application number: JP60001243A
Authority: JP
Inventors: Teruo Yamauchi; 山内　照夫; Toshiji Nogi; 利治野木; Takashige Ooyama; 宜茂大山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-01-08
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1986-07-21
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: EP0187654B1; DE3680677D1; EP0187654A3; US4643151A; KR900000146B1; KR860005957A; JPH0637861B2; EP0187654A2

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】〔発明の利用分野〕本発明は燃料制御装置に係り、特にガソリン点火式内燃
機関に好適な燃料制御装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来におけるガソリン点火式内燃機関の燃料供給装置の
空燃比制御法は、例えば、特開昭５８−４１２３１号公
報に開示されているように、軽負荷の運転域では、空燃
比を大きくして燃費を低減し、中負荷の運転域では、理
論空燃比になるようにフィードバック制御を行って運転
性を確保し、高負荷の運転域では、空燃比を理論空燃比
より小さくして出力を確保するように燃料を制御してい
る。

理論的には上記の制御方法が実現できれば、燃料経済性
、排気浄化性、運転性などの問題が解消される。

しかし、このような空燃比の設定の場合１種々のセンサ
、アクチュエータの精度、経時変化が誤差の原因となり
、実際の燃料制御装置は、上記したような各負荷に対す
る空燃比の設定をとりきれない。

最近、燃焼改善の手段として、吸気ポート部を２分割し
、一方に渦発生用のバルブを配設し、部分負荷時にこの
バルブを閉じて吸気ポート部の空気流速を高めて、燃焼
室内の混合気に旋回流を与えて燃焼しやすくすることが
考えられている。こりバルブの長所は、構造が簡単であ
り、吸入負圧で応動するので、はぼ負荷によってバルブ
の開度２、定−ｒ！。３１あう。他各、短所、、ア部。

負荷でも軽負荷域では絞り効果が現われず、燃焼室内の
混合気に旋回を与えるに至らないことがあげられる。ま
た、全負荷時には全開しても１通気抵抗が生ずることが
避けられない。また、燃焼室内で形成された旋回流は、
燃料の微粒化、燃焼の促進に効果があるとされているが
、吸気、圧縮の各行程で旋回流が消滅することなく、す
べての運転条件において持続させることは困難である。

さらに、希薄燃焼を達成させる手段として、燃料噴射タ
イミングの選定、排気中の酸素濃度から空燃比を推定す
る空燃比センサによるフィードバック制御を行っている
。この例では、定常の部分負荷では希薄燃焼が達成でき
るが、始動時、過渡時、アクセル全開時の出力域では従
来のエンジンと同等の性能しか確保できない。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、エンジンのすべての運転条件下で目標空燃比
に設定空燃比が一致するようにでき、燃費、排気浄化、
運転性の３つの基本的条件を満足させることができる燃
料制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、エンジンの吸気ポート部に新鮮な空気
を導入する途中に空気バイパス弁を設けた空気バイパス
管を設け、上記エンジンの排気管内の排気ガス中の残存
酸素濃度が記憶手段に記憶された値になるように上記ア
トマイザに供給する燃料量を制御する制御回路に上記排
気ガス中の残存酸素濃度に比例した信号により空気と燃
料との混合比を検出する空燃比センサの出力に応じて上
記アトマイザ、空気バイパス弁および上記アトマイザに
燃料を供給する燃料噴射弁とを連携させて微細制御する
制御手段を具備させた構成とした点にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第１図、第５図〜第９図、第１２図、第１
４図〜第１６図に示した実施例および第２図〜第４図、
第１０図、第１１図、第１７図を用いて詳細に説明する
。

第１図は本発明の燃料制御装置の一実施例を示す全体構
成図である。第１図において、１はエンジン（内燃機関
）、２は吸気管、３はエアクリーナで、吸気管２には、
エアクリーナ３のほかにエアフローメータ４、スロット
ルセンサ５、絞り弁６、燃料噴射弁７が接続してあるア
トマイザ８が付加してある。９は空気バイパス弁、１０
はバイパスエアを導入する空気バイパス管、１１は排気
管、１２は排気管１１に附帯した排気ガス中の残存酸素
濃度に比例した信号により空気と燃料との混合比を検出
する空燃比センサで、エンジン１には吸気管２と排気管
１１とが接続してあって、また、吸気管２のエンジン１
の近傍には空気バイパス管１０が開口しており、空気バ
イパス管１ｏの途中には空気バイパス弁９があり、空気
バイパス管１０の他端はエアフローメータ４の上流側１
３に開口している。噴射弁７に導かれる燃料は、タンク
１４よりフィルタ１５、ポンプ１６を介して導かれ、レ
ギュレータ１７によって圧力が調整される。ここで、圧
力の調整は、吸気管２の内圧信号によって行われる。

次に動作について詳細に説明する。

（１）始動、暖機過程エンジン始動時には、イグニッションキ忙スイッチ１０
１がオンになると、まず、制御回路１８はエンジン１の
冷却水温センサ１９の信号を読み取り、燃料噴射弁７か
ら噴射する燃料量を決定する。このとき、アトマイザ８
は、スタータ２０が起動すると同時に動作を開始し、噴
射弁７から噴射される燃料を微細化し、これが吸気管２
内の空気流に乗って各シリンダ１０２に吸引される。こ
の場合、空気バイパス弁９は動作せず、吸気管２内の混
合気は理論空燃料地より幾分濃い混合気となっている。

シリンダ１０２内では点火プラグ（図示せず）にイグニ
ションコイル２１の点火エネルギーが導かれ、制御回路
１８内にあらがしめ設定してある点火時期に点火される
。エンジン１が完爆すると、制御回路１８は直ちに空気
バイパス弁９を動作させて空気バイパス管１ｏに新鮮な
空気を導入し始める。この新鮮な空気の量は、エンジン
回転数、エアフロメータ４の信号にもとづいて制御回路
１８の記憶部にあらがじめマツピングされた値にしたが
ってコントロールされる。空気バイバイ弁９は、開閉弁
時間の比（デユーティ比）と周波数でコントロールする
ものと、比例ソレノイド弁の如く、開孔面積を制御する
方式のもののいずれでもよい。

空気バイパス弁９を始動直後に動作させるのは。

エンジン１を早急に暖機する必要があり、暖機後のアイ
ドル回転数より高めにエンジン回転数を設定するためで
ある。

次に、エンジン１が回転を始めると、直ちに制御回路１
８は排気管１１に設置した空燃比センサ１２の信号を読
み取り、空燃比を演算して制御回路１８にあらかじめマ
ツピングされた空燃比マツプと比較して偏差を求め、こ
の偏差量に応じて設定した燃料噴射弁７の開弁時間幅ま
たは空気バイパス弁９の開弁時間幅を修正する。この場
合、空気バイパス弁９の開度を修正する方が空気の移動
が早いため応答性が高くなる。

暖気が進むにつれて冷却水温センサ１９の信号にもとづ
いて制御回路１８がエンジン回転数を下げる指令を出し
て空気バイパス弁９の開弁時間を小さくすると同時に燃
料噴射量を低減する。この過程を第２図に示した。第２
図（ａ）はスタータ２０、（ｂ）は燃料噴射弁７、（ａ
）はアトマイザ８、（ｄ）は空気バイパス弁９の動作状
態を示し、（ｅ）は冷却水温の変化を示す。

（２）加速、減速運転次に、部分負荷域内での加速、減速時について説明する
。第３図は絞り弁６の開度を半開した後、少し閉じた場
合（ａ）の、燃料量の増量（ｂ）。

空気バイパス弁９の動作（ｃ）および設定空燃比の状況
（ｄ）を示したタイムチャートである。絞り弁６が急開
したときは、吸気管２に充満していた空気量分だけ多く
の空気量を計量するため、燃料の瞬時増量を行い、その
後、空気量、エンジン回転数に対応した燃料量を噴射す
る。瞬時増量の割合は、絞り弁６の単位時間当りの変化
量に応じて燃料増量分を制御回路１８で演算する。この
場合、新鮮な空気を導入している空気バイパス管１０よ
り上流側は、暖気後では常に空燃比が１５（理論空燃比
）になるように制御回路１８からの設定値で制御され、
空気バイパス弁９より流入する新鮮な空気で希釈され、
燃焼ガスを排気管１１中の空燃比センサ１２によって検
出し、その信号にもとづいて、制御回路１８は空気バイ
パス弁９の開弁時間幅を制御して、所定のあらかじめ定
めた空燃比２１になるように制御する。このとき。

アトマイザ８は連続動作し、燃料微粒化を促進する。

（３）出力運転絞り弁６の開度が大きい加速の場合は、必然的に空気バ
イパス弁９から流入する空気は減少し。

吸気管２からシリンダ（燃焼室）１０２に流入する混合
気の空燃比は理論空燃比となり、出力無視−の燃料制御
に変わる。第４図はその場合の各アクチュエータ、セン
′すの動きを模式的に示したタイムチャートで、（ａ）
は絞り弁６の開度、（ｂ）は燃料量、（ｃ）は空気バイ
パス弁９．（ｄ）は空燃比である。絞り井６の開度が全
開になった場合、空気バイパス弁９は閉じ、燃料量は前
述の部分負荷のときと同様に一時増量し、過渡的の空燃
比の落ち込み（希薄化）°を防止する。また、エンジン
１のトルクが最大となる空燃比１２〜１３になるように
制御回路１８で制御する。

エンジン回転数が３００Ｏｒｐｍ以上の全開運転ではア
トマイザ８の動作を停止し、電力消費の軽減をはかる。

次に、第１図の各要素の構造、動作について説明する。

第５図は第１図のアトマイザ８の一実施例を示す構造図
で、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である６従来はリ
ング振動子をホーンにリジットに固定されていたが、こ
のときはリング振動子とホーンとの接合部に振動による
疲労破壊が生ずるので、この問題をさけるために、第５
図（ｂ）に示すように、切り欠き２２を設けたリング振
動子２３を用い、これをホーン２４の先端に固定し。

ボルト２５によって圧着された２個の圧電素子２６の中
間の電極２７に電年を印加したときに、圧電素子２６が
軸方向に振動し、ホーン２４を介してリング振動子２３
に伝達される構成としてある。切り欠き２２を有するリ
ング振動子２３を展開すると第６図に示すように平板と
なり、平板の振動は、第６図の波線２８のように振動す
る。すなわち、リング振動子と同様な振動を呈し、ホー
ン２４とリング振動子２３との接合部だけに負担が加わ
らず、疲労破壊に強くなる。この場合、切り欠き２２か
ら燃料を噴射するようにすることができる。

次に、第１図の燃料噴射弁７とアトマイザ８との位置関
係について説明する。

第７図は燃料噴射弁７とアトマイザ８との取付位置関係
の一実施例を示す側面図である。アトマイザ８のリング
振動子２３は、アトマイザ８のホルダ３０のボア３１と
同心円上に設置してあり。

燃料噴射弁７のノズル部３２は、アトマイザ８の軸上に
対向して配置してある。ノズル部３２は。

リング振動子２３の切り欠き２２に近接しており、燃料
噴射弁７に流入する燃料は、ポート３３゜３４を矢印方
向に流れ、ポート３４は噴射弁７内に発生した気泡を排
除する作用をする。

この場合、第８図に示すように、燃料噴射弁７とアトマ
イザ８とを垂直に位置させるようにしてもよい。この場
合は、噴射弁７内の気泡が逃げやすくなるという効果が
ある。

次に、第１図の制御回路１８について第９図を用いて説
明する。

第９図は第１図の制御回路１８の一実施例を示すブロッ
ク図である。制御回路１８はディジタル式マイクロコン
ピュータ（以下ＭＣＰと略する）を主体としており、各
入力信号にもとづき演算処理を行う。ＭＣＰ３５、揮発
性メモリ３６．不揮発性メモリ３６′、定数、プログラ
ム等が、記憶されている不揮発性メモリ３７．入力ポー
ト３８、出力ポート３９、パルス発生回路４０が双方向
バス４１を介して互いに接続されている。

空気量センサ４２はバッファ４３並びにＡ−Ｄコンバー
タ４４を介して入力ポート３８に連結されており、空気
量センサ４２としては、質量流量が計測できる熱線式あ
るいは可動ベーン式のものが使用しており、エンジン１
に吸引された空気量に対応した信号を発生し、この出力
電圧がＡ−Ｄコンバータ４４で２進数に変換されて入力
ポート３８、バス４１を介してＭＣＰ３５に入力される
。

また、クランク角センサ４５の信号はバッファ４６を経
て入力ポート３８に接続されており、バス４１を介して
ＭＣＰ３５に入力され、エンジン１のクランクシャフト
回転数が計算される。

また、ドライバの意志をＭＣＰ３５に伝達するアクセル
ペタル踏込量はスロットルセンサ５の信号をバッファ４
７を介してＡ−Ｄ変換器４８で２進数に変換して入力ポ
ート３８．バス４１を介してＭＣ：Ｐ３５に入力される
。

また、空燃比センサ１２の発生信号は、波形整形回路４
９を介してＡ−Ｄ変換器５０で２進数に変換され、入力
ポート３８、バス４１を介してＭＣＰ３５に入力される
。

一方、出力ポート３９は、燃料噴射弁７１点火コイル５
１を動作させるためのデータを出力するためのもので、
出力ポート３９には−ＭＣＰ３５からのデータがバス４
１を介して書き込まれ、出力ポート３９からの２進のデ
ータは、ダウンカウンタ５２に入力され、出力ポート３
９からのデータのダウンカウントをクロック発生器５３
からのクロック信号で開始し、カウント値が零になると
出力端子にカウント完了信号を発生する。この出力端子
の出力はフリップフロップ回路５４に入力され、フリッ
プフロップ回路５４は同時にクロック発生器５３からの
クロック信号を入力し、ダウンカウントが行われている
間だけフリップフロップ回路５４の出力端子を高レベル
に維持する。フリップフロップ回路５４の出力は増幅器
５５を介して燃料噴射弁７に接続されており、フリップ
フロップ回路５４の出力端子が高レベルを維持している
間だけ、噴射弁７が作動し、燃料が吐出される。

次に１点火装置の駆動について説明する。

ＭＣＰ３５で演算された点火角と点火エネルギー充電開
始角を示すディジタル２進データが不揮発性メモリ３７
より読み出され、バス４１を介してパルス発生回路４０
にセットされ、クロック発生＠５３．ダウンカウンタ５
６、フリップフロップ回路５７によって点火エネルギー
充電を開始し、点火角に到達したらブリップフロップ回
路５７よリパルス信号を発生し、点火装置の点火コイル
５１に通電する。

ここで、燃料噴射弁７の駆動にあたり、空燃比センサ１
２の信号により補正制御する内容について説明する。

第１０図は本発明に係る燃焼制御装置を用いて自動車を
走行させる場合のエンジン１の負荷に対する目標空燃比
制御パターン図の一例を示す図である。すなわち、負荷
が小さいアイドル領域では、エンジン１の安定回転を確
保するため、理論空燃比１５とし、負荷が中負荷では、
燃料経済性に重点をおいて、負荷が加速域に入ると、理
論空燃比に戻し、さらに出力を必要とする領域では、理
論空燃比の場合より濃い混合気に設定する。この空燃比
の設定パターンは、エンジン１の回転数によって多少変
わり、エンジン回転数が高まるにつれて経済燃費運転域
が軽負荷側に拡大する。このように、エンジン負荷に対
して空燃比を設定する方法には、第９図のＭＣＰ３５の
不揮発性メモリ３７に各エンジン回転数に対応する設定
空燃比をあらかじめ書き込んでおく、空燃比に対応する
空燃比センサ１２の出力は、第１１図に示すように。

酸素濃度に比例関係があり、空燃比が大きい値のときは
、センサ出力も大きくなる。したがって、第１０図の設
定空燃比に対応した空燃比センサ１２の出力電圧をあら
かじめ第９図の不揮発性メモリ３６′に記憶しておく。

第１２図は第９図のＭＣＰ３５における運転域が経済燃
費域（リーン域と称する）のときの処理の一実施例を示
すフローチャートである。ステップ６１においてエンジ
ン回転数Ｎを、ステップ６２においてエアフローメータ
４からのエアフロ、−信号により空気量を計算し、この
結果からステップ６３で運転領域を判定する。そして、
ステップ６４で運転領域がリーン域か否かを判定し、リ
ーン域の場合は、ステップ６５で第１図の空気バイパス
弁（以下スタビライザという）９を動作させ、そのデユ
ーティ幅を第１０図に示したように制御する。ステップ
６６では、スタビライザ動作を含めた目標空燃比を設定
し、これにもとづいてステップ６９で噴射時間幅を計算
する０次に、ステップ７０でこの結果と空燃比センサ１
２の出力とを比較し、ステップ７１でその絶対値がある
値αより小さいかどうかを判定し、小さければ、ステッ
プ７１で燃料噴射処理を行い、このプログラムを終了す
る。αがある値より大きい場合は、スタビライザ９のデ
ユーティ比を変化させて、空燃比センサ１２の出力Ｖ−
空燃比の目標値ｖｆｌ　の差の絶対値がある値以下にな
るようにする。ステップ６４でリーン域でない場合は、
スタビライザ９の動作を中止し、ステップ６７で加速域
かどうかを判定し、加速域の場合は、ステップ６８で絞
り弁６の開度の微分値に応じて燃料増量信号を出力し、
ステップ６９へ進む、ステップ６７で加速域でない場合
は、ステップ７４でエンジン１が出力域であると見なし
、燃料噴射パターンを変更する命令を発する。

ここで、通常の燃料噴射パターンについて第１３図を用
いて説明する。第１図を平面図で示すと第１４図のよう
になる。すなわち、４気筒のエンジン１には、入口側に
２つのポート７５．７６があり、ポート７５．７６の出
口側はそれぞれ２つに分岐している。ポート７５．７６
の上流側の吸気管２には、アトマイザ８ａ、８ｂを収納
したホルダ３０ａ、３０ｂが装着されていて、ホルダ３
０ａ、３０ｂの上流側は集合筒７７となっていて絞り弁
６が設けである。絞り弁６とエアフローメータ４との間
は可撓性のある蛇腹７８で連結してあり、エアフローメ
ータ４にはダスト侵入防止用のエアクリーナ３が装着し
てある。一方、エンジン１の排気側には、排気管１１と
これの途中に設けた空燃比センサ１２が装着してある。

なお。

センサ、アクチュエータ類は制御回路１８によって総括
される。第１４図に示すように１本発明による燃料制御
装置は、２つの燃料噴射弁７ａ、７ｂを具備し、１つの
噴射弁７ａでエンジン１のシリンダ＆１．Ｎａ２の、他
の噴射弁７ｂでシリンダ＆３．＆４の燃料をカバーして
いる。したがって、燃料噴射のパターンは、第１３図（
ａ）に示したようになる。すなわち、第１の噴射弁７ａ
は＆２゜Ｎｃｉｌのシリンダに燃料を計量して供給し、
第２の噴射弁７ｂが動作している間は休止している。第
２の噴射弁７ｂは＆３．＆４のシリンダに燃料を供給し
、第１の噴射弁７ａが動作している間は休止している。

したがって、１つの噴射弁に要求される応答性は高いも
のとなり、計量精度も高いことが必要である。なお、本
発明では、エンジン１の高負荷、高回転域に限り、第１
３図（ａ）に示すシーケンシャル燃料噴射を同時噴射に
切り換えて必要燃料の確保をはかるようにしてある。

ここでは、同期噴射では、シリンダ＆２と＆３が燃料過
多となるので、第１３図（ｂ）の如くに燃料を噴射すれ
ばよい、すなわち、第１表に示すように、Ｎα２のシリ
ンダの吸気行程の次が翫１シリンダの吸気行程になるの
に着目し、第１の噴射弁７ａの動作範囲をＨａ　２シリ
ンダの吸気行程の途中から始め、＆１シリンダの吸気行
程の途中までとするようにすればよい、第２の噴射弁７
ｂについても同様である。このようにすると、噴射弁７
ａ、７ｂが動作するまでの無駄時間分だけ多く燃料を供
給することができ、前述の如く分配が悪化することを防
止できる。

第　　１　　表アトマイザ８ａ、８ｂを動作させた場合、燃料噴射弁７
ａ、７ｂの噴射タイミングは、各シリンダの吸気の始め
に設定するのが望ましいが、吸気管２の長さによってタ
イミングを調整する必要がある。

次に、空燃比センサ１２の信号を使った空燃比の制御方
法について説明する。燃料噴射弁７の開弁時間ｔ、は、
次式で計算される。

ｔ、＝ｋ　−ｔ、・α・Ｋ＋Ｔ、　　　　・・・（１）
ｔｌ＝Ｑａ／Ｎ　　　　　　　　　　　−（２）ここに
、ｔ、；基本噴射時間幅に；定数ＱＡ：空気流量Ｎ；エンジン回転数 α；空燃比補正係数に；各種補正係数の和Ｔ、；補正時間（１）式のｔ９はエンジン回転数Ｎ、エアフローメータ
４の信号にもとづいて、第９図の不揮発性メモリ３７に
記憶されている。ここでは、空燃比補正係数αを操作し
て所定の目標空燃比に収束させることになる。αは空燃
比センサ１２の出力信号に応じて比例、積分制御を行う
。目標空燃比に相当する空燃比センサ出力ｖ０は、各運
転条件によって第９図の不揮発性メモリ３７に記憶され
ており、現在の運転条件における空燃比センサ１２の出
力Ｖと比較してＶが大きい場合は、比例分を偏差量に見
合って加える。また、積分分は燃料噴射弁７の開弁時間
幅ｔ、に応じた定数をエンジン回転１回転毎にＶ＞Ｖ、
の場合に減じ、ｖくＶ、の場合は加える。

ここで、比例分はエンジン１の運転条件に応じて４段階
に切り替えて用いる。すなわち、（１）式の中の補正係
数Ｋを定常、加速、減速、出力の４項目に分けることに
なる。

次に、燃料制御に学習機能を付加したものを第１５図を
用いて説明する。ここでは、定常運転時の補正について
述べる。空燃比センサ１２からの信号が目標空燃比を境
にしてリーン／リッチを繰り返し、空燃比補正係数αの
値が、制御の幅の上限値または下限値をｎ回通過したと
きの偏差分に、を第９図のメモリ３６′に記憶保管し、
この値にもとづいて次回からの噴射弁の開弁時間を制御
する６次に１本発明におけるエンジン始動法について説明する
。第１図において、エンジン１のイグニッションキース
イッチ１０１をオンしたときにアトマイザ８ａ、８ｂの
駆動回路７９（第１４図参照）を動作させてエンジン冷
却水温センサ１９の信号がある設定値になるまで連続的
にアトマイザ８ａ、８ｂを励振させる。冷却水温センサ
１９の出力が設定値に到達したら、アトマイザ８ａ、８
ｂは噴射弁７ａ、７ｂの開弁時間に同期して励振される
。すなわち、アトマイザ８ａ、８ｂの消費電力の軽減を
はかることができる。アトマイザ８ａ、８ｂの駆動回路
７９は、第１５図に示したものを用いる。この駆動回路
７９の特徴は、アトマイザ８の圧電素子２１部が飽和し
、インピーダンスが大きくなると、負荷電流が減り、ト
ランスＴ１の磁心の磁束密度の時間微分値がマイナスに
なる結果、トランスＴ２の第３次巻線の起動力も低下す
る。したがって、これによりトランジスタＱ□。

Ｑ２のベース電流が低下し、トランスＴ２のドライブ電
流も減る。このため、トランジスタＱ３またはＱ４はオ
ン状態を保ち得す、コレクタ電流が減する６以上の正帰
還によりトランジスタＱ１とＱ２゜９３とＱ４の状態が
反転する。この発振系はアトマイザ８の圧電素子ｐｘ（
第５図の２７に相当）のインピーダンス変化による自励
発振であるので、常に負荷の変化に追従して発振周波数
が変化する。

次に、加速時の燃料制御法について言及する。

第１０図に示したように、本発明では空燃比の設定がワ
イドな範囲になっているにのため、軽負荷域からの加速
にもたつきが生じることが考えられる。この現象を回避
する方策として、アクセル踏み込み量を検出し、この信
号の時間微分値の大きさに応じて割込み増量を行う。

第１６図はアクセルペダルの開度検出法の具体的一実施
例を示す構成図である。すなわち、アクセルペダル８０
を足で踏むと、支点８１の作用でアクセルリンク８２に
係合したアクセルワイヤ８３は図示矢印のように動き、
絞り弁６（図示していない）が開く、このとき、アクセ
ルリンク８２の支点部と同じに回動するリンク８４の先
端にポテンシオメータ８５を取り付ける。ポテンシオメ
ータ８５からの信号は制御回路１８に入力する。アクセ
ルワイヤ８３とアクセルペダル８゜の動きは、第１７図
の曲線ａ、ｂに示したように、アクセルペダル８０が動
いて、ある無駄時間τ後にアクセルワイヤ８３が動作す
る。このときは、アクセルペダル８０の開度が信号とし
てもっとも早いことを意味し、アクセルペダル８０に同
調して回動するポテンシオメータ８５の信号の微分値に
したがって加速度を設定し、この微分値の大きさに応じ
て加速増量を決めればよい。

次に、減速時の動作について説明する。第１図において
、スタビライザ９は制御回路１８からの摺合によってデ
ユーティ制御による開閉動作をするが、スタビライザ９
およびエンジン吸気ポート部に開口するノズル（空気バ
イパス管）１０゜１０’　、１０’　、１０”　　（第
１４図参照）より流出する空気は、エアフローメータ４
の上流より取り込んであり、ここで、ノズル１０．１０
’　。

１０’、１０”はそれぞれ４つのシリンダの吸気ポート
部に開口している。

エンジン１が減速状態に入ったとき、絞り弁６の開度セ
ンサであるスロットルセンサ５の微分値または第１６図
のアクセルペダル８０の開度センサ（ポテンシオメータ
）８５の微分値によって減速の大きさを判定することが
できる。この減速の大きさにもとづいてスタビライザ９
を動作させ、吸気管２内の負の圧力が必要以上（５５０
ｍｍＨｇ）にならぬように新鮮な空気を導入する。これ
によって、減速時に発生していた混合気の濃化を防ぎ、
排気中のｃｏ濃度の増大を防止し、かつ、次の加速時に
は、スタビライザ９の動作を停止し、すばやく混合気；
シリンダへの到達が実現できる０以上、アトマイザ８ａ
、８ｂおよびスタビライザ９の制御については、第１２
図に示した制御回路１８内での燃料噴射弁７の駆動と同
等の制御フローによって制御することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、エンジンのすべ
ての運転条件下で目標空燃比に設定空燃比が一致するよ
うにでき、燃費、排気浄化、運転性の３つの基本的条件
を満足させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料制御装置の一実施例を示す全体構
成図、第２図は第１図の制御回路がエンジン回転数を下
げる摺合を出したときの各要素の動作状態を示すタイム
チャート、第３図は第１図の絞り弁の開度を半開した後
少し閉じた場合の燃料量の増量、空気バイパス弁の動作
および空燃比の状況を示すタイムチャート、第４図は第
１図の絞り弁の開度が大きい加速の場合の第３図に相当
するタイムチャート、第５図は第１図のアトマイザの一
実施例を示す構造図、第６図は第５図のリング振動子の
振動状態の説明図、第７図は第１図の燃料噴射弁とアト
マイザとの取付位置関係の一実施例を示す側断面、第８
図は第７図の他の実施例を示す側面図、第９図は第１図
の制御回路の一実施例を示すブロック図、第１０図は本
発明に係る燃焼制御装置を用いて自動車を走行させた場
合のエンジンの負荷に対する目標空燃比制御パターン図
の一例を示す図、第１１図は第１図の空燃比センサの出
力電圧と酸素濃度との関係を示す線図、第１２図は第９
図のＭＣＰにおける運転域が経済燃費域のときの処理の
一実施例を示すフローチャート、第１３図は第１図の燃
料噴射弁の開弁時間幅の制御の説明図、第１４図は第１
図の平面図、第１５図は第９図のアトマイザ用駆動回路
の一実施例を示す回路図、第１６図はアクセルペダルの
開度検出法の一実施例を示す構成図、第１７図は第１６
図のアクセルペダルとアクセルワイヤの経過時間に対す
る動作説明図である。１・・・エンジン、２・・・吸気管、３・・・エアクリ
ーナ、４・・・エアフローメータ、５・・・スロットル
センサ、６・・・絞り弁、７，７ａ、７ｂ・・・燃料噴
射弁、８゜８ａ、８ｂ・・・アトマイザ、９・・・空気
バイパス弁。１０・−・空気バイパス管、１１・・・排気管、１２・
・・空燃比センサ、１４・・・タンク、１６・・・ポン
プ、１７・・・レギュレータ、１８・・・制御回路、１
９・・・冷却水温センサ、２０・・・スタータ、２１・
・・イグニッションコイル、２２・・・切り欠き、２３
・・・リング振動子、２４・・・ホーン、２５・・・ボ
ルト、２６・・・圧電素子。２７−・・電極、３０　、３０　ａ　、　３０　ｂ　−
ホルダ。３１・・・ボア、３２・・・ノズル部、３３．３４・・
・ポート、３５・・・ＭＣＰ、３６，３６’　、３７・
・・メモリ、３８・・・入力ポート、３９・・・出力ポ
ート、４０・・・パルス発生回路、４１・・・双方向バ
ス、４２・・・空気量センサ、４３・・・バッファ、４
４・・・Ａ−Ｄコンバータ、４５・・・クランク角セン
サ、４６．４７・・・バッファ、４８．５０・・・Ａ−
Ｄ変換器、４９・・・波形整形回路、５１・・・点火コ
イル、５２．５６・・・ダウンカウンタ、５３・・・ク
ロック発生器、５４．５７・・・フリップフロップ回路
、７７・・・集合筒、７８・・・蛇腹、７９・・・アト
マイザ駆動回路、８０・・・アクセルペダル、８２・・
・アクセルリング、８３・・・アクセルワイヤ、８４・
・・リンク、８５・・・ポテンシオメータ、１０１・・
・イグニッションキイスイッチ、１０２・・・千２図１５□ （ｂ）基６図茅胃図ｊｌ　　　　づり半ｑ図１荷躬１１図墾夫だ上ヒー巳ン“ローのおり＠Ｆミ￥１２７早１３図（ＣＬ）亨２・工来１年図Ｉ乙　　　　　　目

Claims

【特許請求の範囲】１、自動車エンジンの排気管内の排気ガス中の残存酸素
濃度に比例した信号により空気と燃料との混合比を検出
する空燃比センサと、吸気管内に設けた燃料微粒化用ア
トマイザと、運転状態に対応して前記空燃比センサの出
力とあらかじめ定めた空燃比との関係および前記エンジ
ン負荷と空燃比との関係を記憶する記憶手段と、前記排
気管内の排気ガス中の残存酸素濃度が前記記憶手段に記
憶された値になるように前記アトマイザに供給する燃料
量を制御する制御回路とを具備する燃料制御装置におい
て、前記エンジンの吸気ポート部に新鮮な空気を導入す
る途中に空気バイパス弁を設けた空気バイパス管を設け
、前記制御回路に前記空燃比センサの出力に応じて前記
アトマイザ、空気バイパス弁および前記アトマイザに燃
料を供給する燃料噴射弁とを連携させて微細制御する制
御手段を具備させたことを特徴とする燃料制御装置。２、前記アトマイザは、電極に電圧を印加すると軸方向
に振動する圧電素子と、一部分を切り欠いてあるリング
振動子と、前記圧電素子の振動を前記リング振動子に伝
えるホーンとからなる特許請求の範囲第１項記載の燃料
制御装置。３、前記制御手段は、前記空気バイパス弁の開閉をデユ
テイ制御するように構成してある特許請求の範囲第１項
または第２項記載の燃料制御装置。４、前記制御手段は、スタート時に前記アトマイザに燃
料を供給する燃料噴射弁をあらかじめ定められた燃料量
を噴射するように制御するとともに、前記アトマイザを
起動させ、その後所定時間後に前記空気バイパス弁をあ
らかじめ定められた値に開弁制御するように構成してあ
る特許請求の範囲第１項または第２項または第３項記載
の燃料制御装置。