JPS62345B2 - - 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。

従来より、自動車等のエンジンの空燃比制御装
置としては排気系に設けた酸素濃度センサー（以
下、O₂センサーという。）の出力をフイードバツ
クして、エンジンに吸入される混合気の空燃比を
理論空燃比に制御して、排気の浄化、出力の向
上、燃費の向上を図るようにしたものが一般に良
く知られている。そして、この種の空燃比制御装
置においては、エンジンの冷態時に燃料の霧化が
悪いため、エンジンの冷却水温等が予め定めた一
定温度未満のときには、空燃比を理論空燃比より
もリツチにして走行性能を確保する一方、冷却水
温が上記一定温度を越えた際に上記フイードバツ
ク制御を開始して、排気の浄化等を図るようにし
ている（たとえば特開昭56−23543号）。

ところで、燃料の霧化の良否は冷却水温（エン
ジンの温度）のみで決まるものではなく、たとえ
ば外気温度が高いときには、エンジンの温度が低
くても燃料の霧化がよい。

したがつて、従来の空燃比制御装置においては
前述の如く外気温度に関係なく、予め定めた一定
温度を冷却水温が越えた際に空燃比のフイードバ
ツク制御をするようにしているため、外気温度が
高い場合には、エンジンの始動後早い時期にエン
ジンの空燃比を理論空燃比にフイードバツク制御
できるにも拘らず、空燃比を不必要にリツチにし
ていることになり、排気ガス浄化の観点上、好ま
しくなく、また出力性能、燃費性能のアツプとい
う観点からも好ましくない。

この発明の目的は、上記従来の事情に鑑み、空
燃比のフイードバツク制御を開始すべき時期（冷
却水温度）を外気温に応じて可変設定でき、エン
ジンの冷態時の走行性を悪化させることなく、排
気の浄化を図り、出力性能、燃比性能を向上でき
るエンジンの空燃比制御装置を新規に提供するこ
とにある。

このため、この発明は、エンジンの排気ガス中
の酸素濃度を検出するO₂センサーの出力と、冷
却水温を検出する水温センサーの出力とを制御装
置に入力して、その制御装置により、フイードバ
ツク制御開始温度をエンジン始動時の水温センサ
ーの出力に応じて始動時の冷却水温の低いときに
高くするように設定すると共に、冷却水温が上記
フイードバツク制御開始温度以上のときにO₂セ
ンサーの出力に基づいて混合気の空燃比をフイー
ドバツク制御する一方、冷却水温が上記フイード
バツク制御開始温度未満のときに上記フイードバ
ツク制御を停止することにより、エンジンの始動
時の冷却水温で外気温を推測して、外気温に応じ
てフイードバツク制御開始温度を可変設定し、空
燃比のフイードバツク制御を従来よりも早期に開
始でき、排気ガスの浄化出力性能の向上等をでき
るようにしたことを特徴としている。

以下、この発明を図示の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は吸気通
路、３はエアクリーナ、４は気化器、５は絞り
弁、６は排気通路である。

また、７はエンジン１の冷却水温を検出する水
温センサー、８は排気通路６に設けられ、排気ガ
ス中の酸素濃度を検出するO₂センサー、９は気
化器１のたとえば図示しない燃料通路やエアブリ
ード通路を開閉して、混合気の空燃比を制御する
ソレノイド、１０は制御装置であつて、この制御
装置１０は水温センサー７の出力とO₂センサー
８の出力を受け、下記の如く演算処理を行なつて
ソレノイド９を所定のデユーテイ比で駆動する信
号を出力し、混合気の空燃比を制御するようにな
つている。

上記制御装置１０は、第２図に示すように、空
燃比決定回路１１、フイードバツク制御開始判定
回路１２（以下、Ｆ／Ｂ開始判定回路１２と略称
する）、始動水温検出回路１３、フイードバツク
制御開始温度決定回路１４（以下、Ｆ／Ｂ開始温
度決定回路１４と略称する）、比較器１５および
固定デユーテイ比決定回路１６からなる。

上記始動水温検出回路１３は、図示しないイグ
ニシヨンスイツチからのイグニシヨンパルスを受
けた際に、水温センサー７の出力を読み込んで記
憶し、Ｆ／Ｂ開始温度決定回路１４に出力する。
すなわち、始動水温検出回路１３はエンジン始動
時の冷却水温To（外気温度と一定の関係があ
る。）を記憶し、その冷却水温Toを表わす信号を
Ｆ／Ｂ開始温度決定回路１４に出力する。

上記Ｆ／Ｂ開始温度決定回路１４は、第３図中
曲線Ａに示す如く、エンジン始動時の各冷却水温
Toに対するフイードバツク制御開始温度Ｔ（以
下、Ｆ／Ｂ開始温度Ｔと略称する。）を予め記憶
しており、上記冷却水温Toに応じてＦ／Ｂ開始
温度Ｔを読み出して比較器１５に出力する。Ｆ／
Ｂ開始温度決定回路１４は曲線Ａから分るよう
に、始動時の冷却水温Toが20℃以上のときには
Ｆ／Ｂ開始温度Ｔを40℃に設定し、始動時の冷却
水温Toが20℃から40℃に下降するにつれて、
Ｆ／Ｂ開始温度Ｔを40℃から70℃に徐々に高く設
定し、始動時の冷却水温Toが０℃以下のときに
はＦ／Ｂ開始温度Ｔを70℃に設定する。つまり、
Ｆ／Ｂ開始温度決定回路１４は、燃料の霧化性の
良否に関連する外気温に始動時の冷却水温Toが
一定の関係を有するから、Ｆ／Ｂ開始温度Ｔを冷
却水温Toが低いときに高くするようになつてい
る。

比較器１５はＦ／Ｂ開始温度決定回路１４から
入力したＦ／Ｂ開始温度Ｔと、水温センサー７か
ら入力したエンジン１の暖機状態に応じて変化す
る冷却水温度T₁とを比較し、（T₁＞Ｔ）の場合に
はハイレベルの信号をゲート信号としてＦ／Ｂ開
始判定回路１２および固定デユーテイ比決定回路
１６に出力し、また（T₁＜Ｔ）の場合にはロー
レベルの信号をゲート信号としてＦ／Ｂ開始判定
回路１２および固定デユーテイ比決定回路１６に
出力する。

一方、空燃比決定回路１１はO₂センサー８か
ら入力した排気ガス中の酸素濃度と、エンジン１
が理論空燃比で運転している際の排気ガス中の予
め定めている酸素濃度とを比較し、空燃比を理論
空燃比に修正するためのデユーテイ比を有する信
号を作成して、Ｆ／Ｂ開始判定回路１２に出力す
る。

上記Ｆ／Ｂ開始判定回路１２は比較器１５から
ハイレベルのゲート信号が入力されている際に
は、上記デユーテイ比を有する空燃比決定回路１
１からの信号をソレノイド９に出力して、ソレノ
イド９を間欠的に開閉駆動する。すなわち、O₂
センサー８の出力に基づいて、ソレノイド９を所
定のデユーテイ比で駆動し、空燃比のフイードバ
ツク制御を行なう。一方、上記Ｆ／Ｂ開始判定回
路１２は比較器１５からローレベルのゲート信号
が入力されると、ソレノイド９を開閉駆動するた
めの信号の出力を停止する。

一方、固定デユーテイ比決定回路１６は、冷却
水温度T₁が低いときに空燃比をリツチにして良
好な走行性を確保する固定デユーテイ比を予め記
憶しており、比較器１５からローレベルの信号が
入力された際に、水温センサー７から入力した冷
却水温度T₁に応じて上記デユーテイ比を読み出
して、そのデユーテイ比を有する信号をソレノイ
ド９に出力し、ソレノイド９をO₂センサー８の
出力に関係なく間欠的に駆動する。一方、固定デ
ユーテイ比決定回路１６は比較器１５からハイレ
ベルのゲート信号が入力された際にはソレノイド
９を駆動するための信号の出力を停止する。

上記構成のエンジンの空燃比制御装置は下記の
如く動作する。

いま、エンジン１を始動すべく、イグニシヨン
スイツチをオンとし、このとき、冷却水温度がた
とえば10℃であるとする。

そうすると、始動水温検出回路１３は、イグニ
シヨンパルスで、水温センサー７から始動時の冷
却水温To（＝10℃）を読み込んで、Ｆ／Ｂ開始
温度決定回路１４に出力し、Ｆ／Ｂ開始温度決定
回路１４は始動時の冷却水温To（＝10℃）に基
づいて、第３図中曲線Ａに示すように、Ｆ／Ｂ開
始温度Ｔ（＝50℃）を読み出し、つまり外気温度
を考慮したＦ／Ｂ開始温度Ｔを読み出して比較器
１５に出力する。

比較器１５は、上記Ｆ／Ｂ開始温度Ｔ（＝50
℃）と水温センサー７から入力された冷却水温度
T₁とを比較する。上記冷却水温度T₁はエンジン
１の始動時にはTo（＝10℃）であるが、エンジ
ン１の暖機状態に応じて上昇する。したがつて、
比較器１５は冷却水温度T₁がＦ／Ｂ開始温度Ｔ
（＝50℃）に上昇するまでは、ローレベルのゲー
ト信号をＦ／Ｂ開始判定回路１２と固定デユーテ
イ比決定回路１６とに出力し、Ｆ／Ｂ開始判定回
路１２からはソレノイド９に信号を出力させない
で、固定デユーテイ比決定回路１６からは水温セ
ンサー７から入力された冷却水温度T₁に応じた
固定デユーテイ比を有する信号をソレノイド９に
出力して、ソレノイド９をO₂センサー８の出力
に関係なく間欠的に駆動し、走行性を悪化させな
いように空燃比を制御する。

一方、エンジン１の暖機が進行し、冷却水温度
T₁がＦ／Ｂ開始温度Ｔ（＝50℃）を越えると、
比較器１５はハイレベルのゲート信号を出力し、
Ｆ／Ｂ開始判定回路１２は空燃比決定回路１１か
ら入力される信号をソレノイド９に出力し、ソレ
ノイド９をO₂センサー８の出力に基づいて所定
のデユーテイ比で間欠的に駆動し、空燃比を理論
空燃比にフイードバツク制御する。したがつて、
このとき排気ガス中の有害成分の排出は少なくな
り、出力性能は良好になつている。なお、このと
き固定デユーテイ比決定回路１６は比較器１５か
らのハイレベルのゲート信号により、ソレノイド
９を駆動する信号の出力を停止している。

このように、このエンジンの空燃比制御装置
は、外気温と一定の関係を有するエンジンの始動
時の冷却水温度Toに基いて、Ｆ／Ｂ開始温度Ｔ
を上記冷却水温度Toが低いときに高くなるよう
に設定しているので、燃料の霧化性の良否（外気
温）に応じて、空燃比のフイードバツク開始時期
を早期かつ最適に設定でき、したがつて、走行性
を悪化させることなく、排気ガス中の有害成分を
低減し、出力性能、燃費性能を向上することがで
きる。

なお、制御装置は上記実施例に限定されるもの
ではなく、デイジタル回路、アナログ回路を問わ
ず、種々の構成が可能なものであり、たとえばマ
イクロコンピユータに第４図のフローチヤートに
示すプログラムを付与して構成することもでき
る。第４図に示すフローチヤートにおいて、ステ
ツプ101は第２図中の始動水温検出回路１３の機
能を行ない、ステツプ102，103，104はＦ／Ｂ開
始温度決定回路１４の機能を行ない、ステツプ
105，106は比較器１５の機能を行ない、ステツプ
107，108，109は空燃比決定回路１１およびＦ／
Ｂ開始判定回路１２の機能を行ない、ステツプ
111，112は固定デユーテイ比決定回路１６の機能
を行なう。

以上の説明で明らかな如く、この発明のエンジ
ンの空燃比制御装置は、制御装置に酸素濃度を検
出するO₂センサーの出力と冷却水温を検出する
水温センサーの出力を入力して、Ｆ／Ｂ開始温度
をエンジン始動時の水温センサーの出力に応じて
始動時の冷却水温の低いときに高くするように、
つまり外気温の低いときに高くするように設定す
ると共に、冷却水温が上記Ｆ／Ｂ開始温度以上の
ときにO₂センサーの出力に基づいて混合気の空
燃比をフイードバツク制御するようにしているの
で、燃料の霧化性の良否（外気温）に応じて、空
燃比のフイードバツク制御を走行性を損なうこと
なく、早期に行なうことができ、したがつて、排
気ガス中の有害成分を低減でき、かつ出力性能、
燃比性能を向上することができる。

また、この発明のエンジンの空燃比制御装置は
水温センサーで始動時の冷却水温度を検出して、
外気温を検出し、水温センサーに外気温センサー
の役割を兼ねさせているので、外気温センサーを
省略でき、したがつて安価に構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の説明図、第２図
は制御装置のブロツク図、第３図は始動時冷却水
温―Ｆ／Ｂ開始温度特性を示す図、第４図はフロ
ーチヤートである。 １……エンジン、７……水温センサー、８……
O₂センサー、９……ソレノイド、１０……制御
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出する
   酸素濃度センサーと、冷却水温を検出する水温セ
   ンサーと、上記酸素濃度センサーと水温センサー
   との出力を受け、エンジンへ吸入される混合気の
   空燃比のフイードバツク制御開始温度をエンジン
   始動時の水温センサーの出力に応じて始動時の冷
   却水温の低いとき高くするように設定すると共
   に、冷却水温が上記フイードバツク制御開始温度
   以上のときに上記酸素濃度センサーの出力に基づ
   いてエンジンへ吸入される混合気の空燃比をフイ
   ードバツク制御する一方、冷却水温が上記フイー
   ドバツク制御開始温度未満のときに上記フイード
   バツク制御を停止する制御装置とを備えたことを
   特徴とするエンジンの空燃比制御装置。