JPS6244108Y2

JPS6244108Y2 -

Info

Publication number: JPS6244108Y2
Application number: JP1981116372U
Authority: JP
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1981-08-05
Publication date: 1987-11-19
Also published as: JPS5822436U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、エンジンの空燃比制御装置に係り、
更に詳細には気化器によつて生成されエンジンへ
供給される燃料と空気との混合気の空燃比を修正
制御する空燃比制御装置に係る。

エンジンに供給される燃料と空気との混合気の
空燃比を制御する空燃比制御装置としては、エン
ジン吸気系へ追加供給する追加空気の流量を制御
する追加空気方式のものと、気化器のエアブリー
ド量を制御するエアブリード方式によるものとが
あり、いずれも追加空気量又はエアブリード量を
制御する空気制御弁を含み、この空気制御弁はエ
ンジン排気系に設けられたO₂センサの如き排気
センサにより検出される排気ガスの排気成分に応
じて駆動され、エンジンへ供給される空燃比を理
論空燃比の如き目標空燃比にフイードバツク制御
するようになつている。

ところで、エンジン暖機後に於て、スロツトル
バルブが全閉とされる減速時にはフユエルカツト
により気化器によつて生成される混合気の空燃比
が理論空燃比より非常に大きくなることがあり、
即ち、混合気が希薄になることがあり、この時も
エンジンへ供給される混合気の空燃比を理論空燃
比に修正する制御が行なれると、空気制御弁に追
加空気量を極端に減少すべくその開弁量が非常に
小さくなる。このためこの減速直後に加速がされ
た場合、空気制御弁が加速時に要求される開弁量
まで開弁するのに時間がかかり、空気制御弁の応
答遅れが顕著なものとなつて追加空気不足により
エンジンへ供給される混合気の空燃比が理論空燃
比より相当小さくなる期間が長く続き、この結
果、排出ガス中に有害成分が大幅に増加し、また
エンジン排気系に設けられた排気ガス浄化用の触
媒コンバータが早期に劣化するという問題が生じ
る。

本考案は、従来の空燃比制御装置に於ける上述
の如き不具合に鑑み、減速から加速に移つた際に
於ける空気制御弁の開弁応答遅れを改善し、この
際の空燃比の乱れを減少できる空燃比制御装置を
提供することを目的としている。

かかる目的は、本考案によれば、エンジンへ供
給する燃料と空気との混合気を生成する気化器
と、エンジンへ供給される混合気の空燃比を制御
する空気制御弁と、エンジン吸気系に設けられた
スロツトルバルブの全閉状態を検知するスロツト
ルポジシヨンセンサと、エンジンの排気系に設け
られ排気ガスの成分を検出する排気センサと、前
記排気センサが発生する出力信号に基きエンジン
へ供給される混合気の空燃比が所定の目標空燃比
になるように前記空気制御弁の作動を制御する制
御装置とを有し、前記制御装置は前記スロツトル
ポジシヨンセンサがスロツトルバルブ全閉状態を
検出している時には前記排気センサの出力信号に
基く制御に凌駕して前記空気制御弁の開弁量が所
定の最少開弁量以下になることを禁止する最少開
弁量設定手段を含んでいることを特徴とするエン
ジンの空燃比制御装置によつて達成される。

本考案による空燃比制御装置によれば、減速
時、スロツトルバルブ全閉状態に於て、フエルカ
ツトによる混合気の希薄化に伴ない排気センサの
出力信号に基き空気制御弁の開弁量が減少し、こ
の開弁量が所定の最少開弁量に達した場合には、
空気制御弁はそれ以上閉弁することを禁止され、
その開弁量が前記最少開弁量に維持され、そして
この減速から急速に加速に移つた場合には、エン
ジンへ供給される混合気の空燃比を所定の目標空
燃比に修正すべく空気制御弁は前記最少開弁量の
状態から再び排気センサの信号に基くフイードバ
ツク制御によつてその開弁量を増大されるので、
従来に比して早くその時の要求開弁量まで開弁
し、これにより減速直後に加速された際の空気制
御弁の開弁応答遅れが少なくなり、排気ガス中の
有害成分が大幅に増大すること及び触媒コンバー
タが早期に劣化することが回避される。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は本考案による空燃比制御装置の一つの
実施例を示す概略構成図である。図に於て、１は
エンジンを示している。エンジン１は、エアクリ
ーナ２、気化器３、吸気マニホールド４を経て空
気と燃料との混合気を吸入し、排気ガスを排気マ
ニホールド５、排気管６を経て大気中へ放出する
ようになつている。

気化器３は、ラージベンチユリ７、スモールベ
ンチユリ８、燃料ノズル９、スロツトルバルブ１
０等を備え、エンジン１へ供給する混合気を生成
する。この場合、気化器３は理論空燃比より小さ
い空燃比の混合気を生成するように調整されてい
る。

吸気マニホールド４には空燃比制御のために該
吸気マニホールド内へ追加空気を供給するための
追加空気供給ポート１１が設けられている。追加
空気供給ポート１１は、ホース１２、空気制御弁
１３、ホース１４を経てエアクリーナ２のクリー
ンサイドに開口した空気ポート１５に接続されて
いる。

空気制御弁１３は、ホース１２を接続された空
気出口ポート１６とホース１４を接続された空気
入口ポート１７とをその弁ハウジング１８に有し
ている。弁ハウジング１８はその内部に弁ポート
１９を有しており、該弁ポート１９は弁ポート１
９によつて開閉されるようになつている。弁要素
２０が閉じられている時には空気入口ポート１７
と空気出口ポート１６との連通が遮断され、追加
空気供給ポート１１に対する追加空気の供給が遮
断され、弁ポート１９が開かれている時には空気
入口ポート１７と空気出口ポート１６とが連通
し、追加空気供給ポート１１へ追加空気の供給が
行なわれるようになつている。弁要素２０は図示
されていない電磁装置によつて駆動され、この電
磁装置に対する通電制御は制御装置２１によつて
行なわれるようになつている。制御装置２１は後
述する要領にて所定のデユーテイ比のパルス信号
を前記電磁装置へ出力するようになつており、電
磁装置は、これに与えられるパルス信号のデユー
テイ比が大きい程、その平均電流値が大きくなる
ことにより空気制御弁１３の開弁量を増大せしめ
るようになつている。

制御装置２１はマイクロコンピユータであつて
よく、その一例が第２図に示されている。マイク
ロコンピユータはその一つの入力端子にO₂セン
サ２２が発生する信号を入力されるようになつて
いる。O₂センサ２２は、排気マニホールド５に
取付けられ、排気ガス中の酸素の有無に応じて電
圧信号を発生するようになつている。前記入力端
子に与えられたO₂センサ２２の電圧信号は、波
形整形回路２３によりパルス信号に変換され、中
央処理ユニツト２４（以下CPUと称する）に入
力される。即ち、波形整形回路２３は、O₂セン
サ２２によつて排気ガス中に酸素があることを検
出された時、換言すればエンジンへ供給された混
合気の空燃比が理論空燃比より大きい時には低レ
ベルの電圧信号“０”を出力し、これに対しO₂
センサ２２によつて排気ガス中に酸素が検出され
ない時、換言すればエンジンへ供給された混合気
の空燃比が理論空燃比より小さい時には、高レベ
ルの電圧信号“１”を出力し、空燃比の変動に応
じたパルス信号をCPU２４へ出力するようにな
つている。

またマイクロコンピユータはもう一つの入力端
子よりCPU２４にスロツトルポジシヨンセンサ
２５が発生する信号を与えられるようになつてい
る。スロツトルポジシヨンセンサ２５は、スロツ
トルバルブ１０が全閉状態にある時には例えばオ
ン信号を発生するように構成されている。

CPU２４は、上述の如き入力信号を後述する
フローチヤートに基き信号処理し、平均電流値が
所定値になるデユーテイ比のパルス信号を発生
し、これを駆動回路２６へ出力するようになつて
いる。また駆動回路２６は前記パルス信号を増幅
してこれを空気制御弁１３の電磁装置へ出力する
ようになつている。これにより空気制御弁１３
は、そのパルス信号のデユーテイ比に応じて開弁
量を制御され、追加空気量を増減制御する。

CPU２４は、O₂センサ２２の出力信号は基き
エンジンへ供給された混合気の空燃比が理論空燃
比より大きいと判断すれば、空気制御弁１３の開
弁量を小さくすべく今までのパルス信号のデユー
テイ比より小さいデユーテイ比のパルス信号を駆
動回路２６へ出力し、これに対しエンジンへ供給
された混合気の空燃比が理論空燃比より小さいと
判断すれば、空気制御弁１３の開弁量を大きくす
でく今までのパルス信号のデユーテイ比より大き
いデユーテイ比のパルス信号を出力し、スロツト
ルバルブ１０が開弁していてスロツトルポジシヨ
ンセンサ２５からCPU２４に入力される信号が
オフである時にはそのパルス信号のデユーテイ比
に何ら制限を与えないが、スロツトルバルブ１０
が全閉状態になり、スロツトルポジシヨセンサ２
５からCPU２４に入力される信号がオン信号で
ある時にはパルス信号のデユーテイ比が所定の値
以下になることを禁止し、O₂センサ２２の出力
信号に基く空燃比のフイードバツク制御に凌駕し
て出力パルス信号のデユーテイ比をその所定値以
上の値に維持するようになつている。従つて、空
気制御弁１３はスロツトルバルブ１０が全閉状態
にある時には所定の最少開弁量以下にまで閉弁す
ることを禁止される。

第３図はCPUのフローチヤートを示してい
る。

［ステツプ１］このステツプではO₂センサ２２からの出力信
号及びスロツトルポジシヨンセンサ２６からのス
ロツトル開度信号を入力する。

［ステツプ２］このステツプではO₂センサの出力信号に基き
パルス信号のデユーテイ比Ｒを算出する。

［ステツプ３］このステツプではスロツトルポジシヨンセンサ
２６からの信号によりスロツトルバルブ１０が全
閉状態にあるか否かを判定する。スロツトルポジ
シヨンセンサ２５からの信号がオン信号で、スロ
ツトルバルブ１０が全閉状態であれば、次の［ス
テツプ４］へ移り、これに対すスロツトルポジシ
ヨンセンサ２５からの信号がオフで、スロツトル
バルブ１０が開弁状態であれば、［ステツプ６］
へ移り、［ステツプ１］にて算出したデユーテイ
比Ｒのパルス信号を出力する。

［ステツプ４］このステツプでは［ステツプ１］で算出したデ
ユーテイ比Ｒが所定下限値Rmより小さいか否か
を判定する。この下限値Rmは通常のアイドリン
グ運転時に於てエンジンへ供給する混合気の空燃
比を理論空燃比に制御する時の平均的なデユーテ
イ比より一段と小さい値に設定される。このステ
ツプに於てデユーテイ比がＲ＜Rmと判定した場
合は［ステツプ５］へ移り、これに対しＲ＜Rm
でないと判定した場合は［ステツプ６］へ移り、
［ステツプ１］にて算出したデユーテイ比Ｒのパ
ルス信号を出力する。尚、このステツプに於ける
判定は１サイクルのパルス信号のオン時間の比較
によつて行なわれても良い。

［ステツプ５］こステツプでは、［ステツプ１］にて算出した
デユーテイ比Ｒに関係なく出力すべきパルス信号
のデユーテイ比を下限値Rmとし、次に［ステツ
プ６］へ移り、デユーテイ比Rmのパルス信号を
出力する。

第４図は制御装置２１の各部に於ける信号を時
系列的に示す信号波形図である。即ち、S₁はスロ
ツトルポジシヨンセンサ２５が出力する信号を時
系的に示しており、スロツトルバルブ１０が開弁
状態から全閉状態になると、オフ信号からオン信
号に変化する。S₂はO₂センサ２２が出力する信
号を時系的に示しており、排気ガス中に酸素がな
い時には高レベル信号に、排気ガス中に酸素があ
る時には低レベル信号になる。Ｔは制御装置２１
が空気制御弁１３へ出力するパルス信号のデユー
テイ比Ｒに基く平均電流値を時系的に示してい
る。

排気ガス中に酸素があり、エンジンへ供給され
た混合気の空燃比が理論空燃比より大きいことを
O₂センサ２２の出力信号が示している時には、
即ちO₂センサの出力信号が低レベル信号であれ
ば、空気制御弁１３の開弁量を減少すべきCPU
２４が発生するパルス信号のデユーテイ比は小さ
くなり、これに応じて空気制御弁１３に与えられ
る平均電流値Ｔは次第に減少する。スロツトルバ
ルブ１０が全閉になる減速運転時にはフユエルカ
ツトにより気化器３が生成する混合気の空燃比が
その他の時に比して非常に大きくなることがあ
り、この時にはO₂センサ２２は低レベル信号を
出力し続け、CPU２４が発生するパルス信号の
デユーテイ比は通常運転時のそれに比して一段と
小さくなり、遂にはその下限値Rmまで低下する
ことがある。この時にはCPU２４の出力パルス
信号のデユーテイ比がその下限値Rmに維持さ
れ、この結果平均電流値Ｔはデユーテイ比下限値
Rmに対応する所定の下限値Tmに維持され、空
気制御弁１３の開弁量がその平均電流値に応じた
最少開弁量に維持され、これより更に閉弁するこ
とを禁止される。

上述の如き状態からスロツトルバルブ１０が開
弁されてエンジンが加速されると、追加空気流量
の不足からO₂センサ２２はエンジンへ供給され
た混合気の空燃比が理論空燃比より小さいことで
あることを示す高レベル信号を出力するようにな
る。この時には空気制御弁１３の開弁量を増大す
べくCPU２４が発生するパルス信号のデユーテ
イ比は大きくなり、これに応じて空気制御弁に与
えられる平均電流値Ｔが増大する。この時、その
平均電流値Ｔは上述の如く下限値Tmから増大し
始めるので、この平均電流値が第４図にて破線で
示されている如く無制限に低下した時に比して、
換言すれば空気制御弁１３が無制限に閉弁した時
に比してその開弁応答遅れが小さくなる。この結
果、減速状態から加速状態に移行した際にエンジ
ン１へ供給される混合気の空燃比が理論空燃比よ
り大幅に小さくなること、換言すればエンジン１
へ過濃混合気が供給されることが防止される。

尚、上述した実施例に於ては、本考案を追加空
気方式の空燃比制御装置に適用したが、本考案は
これに限定されるものではなくエアブリード方式
の空燃比制御装置にも適用できることは勿論のこ
とである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるエンジンの空燃比制御装
置の一つの実施例を示す概略構成図、第２図は本
考案装置の電子制御装置を示すブロツク線図、第
３図はその電子制御装置のフローチヤート、第４
図は電子制御装置の各部に於ける信号を時系列的
に示す信号波形図である。１……エンジン、２……エアクリーナ、３……
気化器、４……吸気マニホールド、５……排気マ
ニホールド、６……排気管、７……ラージベンチ
ユリ、８……スモールベンチユリ、９……燃料ノ
ズル、１０……スロツトルバルブ、１１……追加
空気供給ポート、１２……ホース、１３……空気
制御弁、１４……ホース、１５……空気ポート、
１６……空気出口ポート、１７……空気入口ポー
ト、１８……弁ハウジング、１９……弁ポート、
２０……弁要素、２１……制御装置、２２……
O₂センサ、２３……波形整形回路、２４……
CPU、２５……スロツトルポジシヨンセンサ、
２６……駆動回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

エンジンへ供給する燃料と空気との混合気を生
成する気化器と、エンジンへ供給される混合気の
空燃比を制御する空気制御弁と、エンジン吸気系
に設けられたスロツトルバルブの全閉状態を検知
するスロツトルポジシヨンセンサと、エンジンの
排気系に設けられ排気ガスの成分を検出する排気
センサと、前記排気センサが発生する出力信号に
基きエンジンへ供給される混合気の空燃比が所定
の目標空燃比になるように前記空気制御弁の作動
を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は前
記スロツトルポジシヨンセンサがスロツトルバル
ブ全閉状態を検出している時には前記排気センサ
の出力信号に基く制御に凌駕して前記空気制御弁
の開弁量が所定の最少開弁量以下になることを禁
止する最少開弁量設定手段を含んでいることを特
徴とするエンジンの空燃比制御装置。