JPS62282142A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の空燃比制御装置においてスロッ
トル弁開度の大きい運転時にも空燃比閉ループ制御を暫
時行うシステムの改良に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の空燃比制御装置において、排気ガスの浄化の
ためスロットル弁開度の大きい運転時（ＷＯＴａ域）に
も暫時空燃比閉ループ制御を行うシステムが提案されて
いる。例えば、特開昭５６−１０７９２８号公報参照。

これは、この運転時における排気ガス浄化の規制上の要
求に適合させるためである。そして、所定時間後には開
ループ制御に切り替えることで運転性の向上が図られる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

スロットル弁開度の大きい運転時における開ループ制御
への切替の遅延は高地走行時に所期の排気ガス浄化効果
が得られるように設定される。これは、高地走行時には
空気密度の低下によりスロットル弁をＷ　ＯＴ　領域ま
で踏み込む時間、頻度が大きくなるため、閉ループ制御
時間を長くしないと規制を充足し得ないのである。とこ
ろが、高地走行条件に適合させて遅延時間を設定すると
平地走行時における間ループ制御への切り替わりが遅れ
、運転性が不良になる問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関に供
給される混合気の空燃比を制御するための空燃比制御手
段１と、空燃比制御手段１によって設定される空燃比を
閉ループ制御する手段２と、空燃比制御手段１によって
設定される空燃比を開ループ制御する手段３と、閉ルー
プ制御するべきエンジンの運転条件を判別する判別手段
４と、閉ループ条件か開ループ条件かの判別結果に応じ
て閉ループ手段２と開ループ手段３との間での切替を行
う切替手段５と、内燃機関のスロットル弁開度の大きい
運転条件を判別する手段６と、高地走行条件を判別する
手段７と、スロットル弁開度の大きい運転条件への切り
替わりにおいて閉ループ制御手段２から開ループ制御手
段手段３への切替の遅延を、高地走行時の遅延時間が平
地走行時の遅延時間より延長されるように設定する遅延
手段８とより成る。

〔作　用〕

スロットル弁開度の大きい条件（ＷＯＴ）でないときは
閉ループ条件判別手段４からの信号に応じて切替手段５
は閉ループ手段２と開ループ手段３との間で切り替える
。

閉ループ制御条件において、スロットル弁開度の大きい
条件に入ると最初は切替手段５は閉ループ手段２を選択
する。遅延手段８によって設定される遅延時間が経過す
ると開ループ手段３を選択するよう切替手段５が駆動さ
れる。そして、判別手段７からの信号により、遅延時間
は平地では短く、高地では長くなるように設定される。

〔実施例〕

第２図において、１０は可変ベンチュリ型の気化器を全
体として示す。スロットル弁１１の上流に位置するサク
ションピストン１２の先端に計量ニードル１４が設けら
れ、計量ニードル１４は、燃料通路を形成するパイプ１
６内を延びている。

バイ１１６内に計量ジェット１８が形成され、計量ニー
ドル１４と協動することによってピストン１２のストロ
ークに応じた所望の量の燃料が吸引される。バイブ１６
内の燃料の流れ方向における、計量ジェット１８の上流
の位置に吸引パイプ２０の上端が開口され、同パイプ２
０下端はフロート室２２に延びている。

空気ブリード通路２４は下端が計量ジエント１８に連通
され、上端は空気ブリード制御弁２６を介して空気フィ
ルタ２８に接続される６電磁開閉弁としての空気ブリー
ド制御弁２６ばそれ自体は周知のものであり、空燃比フ
ィードバック制御時に空燃比信号に応じて開閉され、空
燃比を理論空燃比に制御するためのものである。以下の
実施例では空気ブリード制御弁２６はパルス信号で駆動
されるものとして説明する。そして、開度側？Ｉ１１の
ためそのパルス信号におけるデユーティ比がＯから１ま
で連続可変とする。そして、デユーティ比（Ｄｕ　ｔｙ
）　−〇のとき空気ブリード制御弁は全開となり、Ｄｕ
　ｔｙ　＝　１のとき空気ブリード制御弁は全開となる
ものとする。これらの間のデユーティ比のときは中間の
開度を持つ。

高度補償弁３０は、高地走行時に空気密度が下がっても
空燃比を変化しないように補償するためのものである。

高度補償弁３０は所定圧を封入したベローズ３２を備え
、ベローズ３２に弁体３３が設けられる。弁体３３は大
気室３４と負圧室３５との連通を制御するものである。

大気室３４は空気フィルタ３６を介して大気に連通され
る。

負圧室は負圧通路３７を介してエンジンの吸気マニホル
ドの負圧ボート３８に連通される。３９は絞りである。

負圧室３５はダイヤフラム４０によって形成され、ダイ
ヤフラム４０には空気導入ボート４１の開閉用の弁体４
２が設置される。弁体４２はダイヤフラム４０の下側の
空気導入室４３と空気導入ボート４１との連通を制御す
るものである。

平地走行時はへローズ３２は縮むため弁体３３はリフト
し、空気室３４と負圧室３５は連通される。そのため、
負圧室３５は大気圧となり、ばね４４はダイヤフラム４
０を下降させ、空気導入ボート４１を閉鎖し、空気ブリ
ード通路２４への空気の導入は行われない。

高地走行時はへローズ３２が伸びるため弁体３３は着座
し、負圧室３５は大気室３４から切り離される。そのた
め、負圧室３５は負圧となり、ダイヤフラム４０はばね
４４に抗して引っ張られ、弁体４２はリフトし、空気導
入通路４１は開放される。かくして、空気ブリード通路
４１に付加的な空気の導入が行われる。高地走行時には
空気密度が低いことから、空燃比はリンチとなるが、こ
のような付加的な空気の導入により空燃比は補償される
。

制御回路４６は空気ブリード制御弁２６による空燃比制
御を行うものであり、この実施例ではマイクロコンピュ
ータシステムとして構成される。

即ち、制御回路４６はマイクロプロセシングユニー）’
　ト（Ｍ　Ｐ　Ｕ）　　４６　ａと、メモリ４６ｂと、
人力ボート４６Ｃと、出力ボート４６ｄと、これらを接
続するバス４６ｅとより成る。入力ポート４６Ｃには各
センサが接続され、種々のエンジン運転条件信号が人力
される。空燃比センサ４７は図示しない排気マニホルド
に設置され、理論空燃比を境にリンチでは“１”、リー
ンでは“０”の信号を発生する。また、エンジン回転数
センサ４８はエンジン回転数に応じて変化する信号ＮＥ
を発生する。

アイドルスイッチ５０はスロットル弁１１のアイドル位
置を検知するものである。アイドルスイッチ５０は接点
５０ａを有し、接点５０ａはスロットル弁１１がアイド
ル位置（θ＝θ。）でＯＮとなり、それ以外ではＯＦＦ
となる。

第１の負圧スイッチ５２は、スロットル弁１１の開度の
大きい運転域（ＷＯＴ）を設定するもので、吸気マニホ
ルドの負圧ボート５３の負圧が、例えば−８ＱｉｍＨｇ
を境に状態が変化するように設定される。第１の負圧ス
イ・７チ５２は接点５２ａを有し、この接点５２ａは吸
気管負圧が一８０ｍ＊Ｉ１ｇより弱いＷＯＴ時ＯＮ、−
８０＊ｍ　Ｈｇより強い部分負荷時にＯＦＦとなるよう
に設定される。

第２の負圧スイッチ５４は高度補償弁３０の作動か否か
を検知するもので、絞り３つの下流の負圧通路３７の負
圧が、例えば−３００ｍｍＨｇを境に状態が変化するよ
うに設定される。第２の負圧スイッチ５４は接点５４ａ
を備え、高度補償弁３６の負圧が一３００ｍｍＨｇより
強いとき、即ち高度補償弁３０が空燃比補償作動をして
いるときＯＮとなり、負圧が−３００ｗ　Ｉ（ｇより弱
いとき、即ち平地走行時にはＯＦＦとなるように設定さ
れる。

出力ボート４６ｄは空気ブリード制御弁２６に接続され
る。Ｍ　Ｐ　Ｕ　４６　ａはメモリ４６ｂに格納された
プログラムに従って空気ブリード制御弁２６の駆動のた
めの信号が出力ボート４０ｄより出力される。

第３図は空気ブリード制御弁２６の制御ルーチンを示す
。このルーチンは所定時間毎に実行される。ステップ６
０ではフラグＦＢ＝　１か否か判別される。このフラグ
ＦＢは空燃比の閉ループ制？Ｉ１１時に１とされ、空燃
比の開ループ制御時に０とされる。ＦＢ＝Ｏとすれば、
ステップ６２に進み、回転数センサ４８により検知され
るエンジン回転数ＮＥが所定値、例えば４０００ｒｐｍ
より小さいか否か判別される。ステップ６４では、アイ
ドルスイッチ５０がＯＮか否か、即ちメロ／トル弁１１
がアイドル位置にあるか否か判別される。エンジン回転
数Ｎ　Ｅ　＜　４０００でかつスロットル弁がアイドル
位置より開放されているときは閉ループ制御条件であり
、ステップ６６に進み、フラグＦＢは１にセットされる
。ＮＥ≧４０００又はスロットル弁がアイドル開度にあ
るときは開ループ制御条件であり、ステップ６２又は６
４よりステップ８６に進みフラグＦＢがリセットされる
。

次にこのルーチンに入ると、ＦＢ＝　１であるとすれば
、ステップ６０よりステップ７ｏに進み、エンジン回転
数Ｎ　Ｅ　＞４４００ｒｐｍか否か進み、ステップ７２
ではスロットル弁がアイドル位置にあるか否か判別され
る。Ｎ　Ｅ　＞　４４００でかつスロットル弁がアイド
ル位置ではないときは、依然として閉ループ制御条件に
あり、ステップ７４に進み、第１負圧スイツチ５２がＯ
Ｎか否か、即ちエンジンがＷＯＴ条件（スロ・ノトル弁
開度の大きい条件）にあるか否か判別される。ＷＯＴ条
件でないとき、即ち部分負荷運転のときはステップ６６
に進みフラグＦＢ＝　１とされ、閉ループ制御が維持さ
れる。

ＷＯＴ条件のときはステップ７４よりステップに進み、
カウンタＣのインクリメントが実行される。このカウン
タはＷＯＴ状態での閉ループ制御時に移ってからの経過
時間を計測するものである。

ステップ８０では第２の負圧スイッチ５４がＯＮか否か
、即ちエンジンが高地走行か、平地走行か否か判別され
る。平地走行とすればステップ８２に進み、カウンタＣ
の値≧所定値ｃ１か否か判別される。このＣ１の値は、
ＷＯＴでの閉ループ制御域に入ってからの経過時間が平
地走行に適合した開ループ制御への遅延時間、例えば５
秒、となるように設定される。遅延時間が未経過のとき
はステップ６６に進み、フラグＦＢ＝　１とされ、閉ル
ープ制御が維持される。５秒の時間が経過しているとき
はステップ８４に進み、カウンタＣはｃｌに固定され、
ステップ８６ではフラグＦＢ＝０とされ、空燃比制御は
開ループ制御に移行される。

高地走行時はステップ８０よりステップ８８に進み、カ
ウンタＣの値≧所定値Ｃ２か否か判別される。この所定
値ｃ２はＷＯＴでの閉ループ制？１１域に入ってからの
経過時間が高地走行に適合した間ループ制御への遅延時
間、例えば１５秒となるように設定される。遅延時間が
未経過のときはステップ６６に進み、フラグＦＢ＝１と
され、閉ループ制御が維持される。１５秒の時間が経過
しているときはステップ９０に進み、カウンタＣはＣ２
に固定され、ステ・７ブ８６ではフラグＦＢ＝０とされ
、空燃比制御は開ループ制御に移行される。

閉ループ制御域から開ループ制御域への切替の際はステ
ップ７０又はステップ７２でＹｅｓとなり、ステップ９
２に進み、カウンタＣがクリヤされた後ステップ８６に
進むことになる。

第４図は空燃比制御ルーチンである。ステップ９４では
フラグＦＢ＝１か否か判別される。閉ループ制御条件で
あれれば、ステップ９５に進み、空燃比センサ４７から
の空燃比信号○ｘ−１、即ち空燃比が理論空燃比よりリ
ッチか否か判別される。リッチのときはステップ９６に
進み、空気ブリード制御弁２６における駆動パルス信号
におけるデユーティ比Ｄｕ　ｔｙが所定値αだけインク
リメントされる。そのため、空気ブリード制御弁２６の
開度は大きくなり、空気ブリード量が増大し、空燃比は
理論空燃比に向けて大きくなる。一方、空燃比信号○ｘ
＝Ｑのとき、即ち空燃比が理論空燃比よりリーンのとき
はステップ９７に進み、デユーティ比Ｄｕ　ｔｙが所定
値βだけデクリメントされ、空燃比は理論空燃比に向け
て減少される。ステップ９６．９７におけるこのような
フィードバック制御により理論空燃比が維持される。

開ループ制御条件のときはステ、プ９，１よりステップ
９８に進み、空気ブリード制御弁２６の駆動信号におけ
るデユーティ比Ｄｕ　ｔｙは０に固定される。即ち、空
気ブリード制御弁２６は全閉となり、空気ブリードは全
然行われないため、空燃比はリンチ側に固定される。

第５図は以上述べたこの発明の詳細な説明するタイミン
グ線図である。平地走行時には負圧スイッチ５４がＯＦ
Ｆとなる（イ）、閉ループ制御条件（ＦＢ＝１）のまま
時刻１．でスロットル弁開度の大きいＷＯＴ域に移行し
たとすると（ロ）カウンタＣはインクリメントを開始し
くハ）、閉ループ制御状態（ＦＢ＝１）が維持される。

時刻ｔ２でＣ＝Ｃ，になると、即ちＷＯＴ域への移行が
あってから、例えば５秒が経過するとフラグＦＢ＝Ｏと
され、開ループ制御状態に入る。

高地走行時には負圧スイッチ５４がＯＮとなる（イ）。

閉ループ制御条件（ＦＢ＝１）のまま時刻り、でスロッ
トル弁開度の大きいＷＯＴ域に移行したとすると（ロ）
、カウンタＣはインクリメントを開始しくハ）、閉ルー
プ制御状Ｇ（ＦＢ＝１）が維持される。時刻ｔ４でｃ”
”ｃ２になると、即ちＷＯＴ域への移行があってから、
例えば１５秒が経過するとフラグＦＢ＝０とされ、開ル
ープ制御状態に入る。

〔効　果〕

以上述べたように、この発明では閉ループ制御条件のま
まスロットル弁開度の大きい運転域（ＷＯＴ域）に入っ
た場合、開ループ制御に移行するまでの遅延時間を平地
走行時は短く、高地走行時は長くなるように設定するこ
とで、高地走行における所期の排気ガス浄化性能と、平
地走行における運転性との双方の要求を充足することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す概略図。 第２図はこの発明の実施例の構成全体図。 第３図及び第４図は第２図の制御回路の作動を説明する
フローチャート図。 第５図は制御回路の作動を説明するタイミング図。 １０・・・気化器 １１・・・スロットル弁 ２６・・・空気ブリード制御弁 ３０・・・高度補償弁 ４０・・・制御回路 ４６・・・空燃比センサ ４８・・・回転数センサ ５０・　・　・アイドルスイッチ ５２・・・負圧スイッチ ５４・・・高地検知スイソチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 以下の構成要素より成る内燃機関の空燃比制御装置、 内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御するための
   空燃比制御手段、 空燃比制御手段によって設定される空燃比を閉ループ制
   御する手段、 空燃比制御手段によって設定される空燃比を開ループ制
   御する手段、 閉ループ制御するべきエンジンの運転条件を判別する判
   別手段、 閉ループ条件か開ループ条件かの判別結果に応じて閉ル
   ープ手段と開ループ手段との間での切替を行う切替手段
   、 内燃機関のスロットル弁開度の大きい運転条件を判別す
   る手段、 高地走行条件を判別する手段、 スロットル弁開度の大きい運転条件への切り替わりにお
   いて閉ループ制御手段から開ループ制御手段手段への切
   替の遅延を、高地走行時の遅延時間が平地走行時の遅延
   時間より延長されるように設定する遅延手段。