JPS6316148A - 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】 〔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（Ｗ　ＯＴ　？＋
ＪＩ域）にも空燃比閉ループ制御を行うシステムが提案
されている。この場合加速性能を得るためＷＯＴ領域へ
の移行直後−次的に開ループ制御を行うことが提案され
る。例えば、特開昭５６　１０７９２８号公報参照。

〔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閉ループ制御
条件でのＷＯＴ走行移行直後の一次的な開ループ制御は
平地走行時にはスロットル弁の踏み込みがそれほど太き
（ならないので排気ガス今生の有害成分の量を規制内に
収めることができる。

ところが、高地走行時に所期の排気ガス浄化効果を得る
ことができない。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ＷＯＴ領域まで踏み込む時間、
頻度が大きくなるためである。

〔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ｌ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、閉ループ制御条件においてスロットル弁開度
の大きい運転条件への切り替わり直後の一次的な間ルー
プ制御手段手段の作動を高地走行において行い、平地走
行には行わせない手段８とより構成される。

前記手段８は、例えば、ゲート８ａと、単安定素子８ｂ
と、ゲート８Ｃとより構成することができる。

〔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
条件への切替の直後は平地の広スロットル弁間度運転の
ときは制御手段８は一次的に開ループ制御手段３を作動
させ、遅延時間の経過後閉ループ制御手段２を作動させ
る。

高地の広スロットル弁開度運転のときは制御手段８は開
ループ制御手段３を作動させることなく、閉ループ制御
手段２の作動が継続される。

〔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。

パイプ１６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。燃料の流れ
方向における計量ジェット１８の上流の燃料パイプ１６
に吸引パイプ２０の上端が開口され、同パイプ２０下端
はフロート室２２に延びている。

空気ブリード通路２４は下端が計量ジェット１８の個所
においてパイプ１６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。電磁
開閉弁としての空気ブリード制御弁２６はそれ自体は周
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、空燃比を所定値、例えば、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、開度制御のためそのパルス信
号におけるデユーティ比が０から１まで連続可変とする
。そして、デユーティ比（Ｄｕｔｙ）　＝００とき空気
ブリード制御弁は全開となり、Ｄｕｔｙ＝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７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と負王室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によっテ形成され、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。

平地走行時はベローズ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ｉＬｔ行時はベローズ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
４人通路４１は開放される。かくして、空気ブリード通
路４１に付加的な空気の真人が行われる。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ット（
ＭＰＵ）４６ａと、メモリ４６ｂと、入力ポート４６ｃ
と、出力ポート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ａｌ’＋＋、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を発生ずる。

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・ノチ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−８０ｍａＨ
ｇを境に状態が変化するように設定される。第１の負圧
スイッチ５２は吸気管負圧が一８０ｍ＊Ｈｇより弱いＷ
ＯＴ時ＯＮ、−８０＋＋ｎＨｇより強い部分負荷時にＯ
ＦＦ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３９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は高度補償弁
３６の負圧が一３００ｓｍＨｇ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−３００ｉｎＨｇ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。

出力ポート４６ｄは空気ブリード制御弁２６に接続され
る。ＭＰＵ４６　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
号が出力ポート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御時に１とされ、空燃比の開
ループ制御時にＯとされる。ＦＢ＝０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、即ちスロットル弁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６４より
ステップ６８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７０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ＯＮか
否か、即ちエンジンがＷＯＴ条件（スロットル弁開度の
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７５に進
み、カウンタＣのインクリメントが実行され、次にステ
ップ７６でカウンタＣ′のインクリメントが実行される
。これらのカウンタは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
７７ではカウンタＣ′が所定値Ｃ５より大きいか否か判
別される。

このＣ１の値は、閉ループ制御条件下でのＷＯＴ条件に
移行してからの開ループ制御条件に移行するまでの遅延
時間、例えば１５秒が得られるようにこのルーチンの実
行間隔より決められる。この時間が未経過のときはステ
ップ７７よりステップ８０に進み、このステップ７７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。高地走行と
すればステップ８４に進み、カウンタＣをＣ６とした後
ステップ６６に進み、フラグＦＢ＝Ｏとさ閉ループ制御
が維持される。

平地走行のときはステップ８５に進みカウンタＣ≧Ｃ０
か否か判別される。このカウンタ値Ｃ０は平地走行にお
いて閉ループ制御条件下でＷＯＴ走行に移行直後の間ル
ープ制御時間を決めるものであるり、例えば５秒程度に
なるようルーチン間隔より決められる。この時間が未経
過のときはステップ６８に進み、フラグＦＢ＝Ｏとされ
、空燃比制御は間ループ制御に移行される。そして、こ
の時間が経過するとステップ８５よりステップ８４．６
６に進み、閉ループ制御に戻る。

ステップ７７でＣ２：　Ｃ１、即ちＷＯＴ条件に移行し
てから１５秒の時間が経過するとステップ７７よりステ
ップ８７に進み、カウンタＣ′はＣ６に固定され、ステ
ップ８６に進み開ループ制御に移行する。このようにＷ
ＯＴ走行に入ってから相当時間経過後に開ループ制御に
するのは触媒過熱の防止のためである。

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
２．９４に進み、カウンタＣ′。

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Ｏｘ＝　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９
６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Ｄｕｔｙ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０
ｘ＝０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Ｄｕｔｙ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ップ９４よりステップ９
８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ＤｕｔｙはＯ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、空燃比はリッチ側に固定される。

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。閉ループ制御条件（ＦＢ＝１）のまま時刻ｔ
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、カウンタＣが００の値となる時刻ｔ２まで、即ち
５秒間はＦＢ＝０とされ、間ループ制御が行われその後
閉ループ側？１１（ＦＢ＝１）に戻る。そして、カウン
タｃ＝ｃ。

となる時刻ｔ３において、即ち１５秒経過すると再びフ
ラグＦＢ＝Ｏとなり、開ループ制御に移行する。

高地走行時には高地スイッチがＯＮとなるため、ＷＯＴ
条件への移行直後（ｔ４）にあっても平地走行時のよう
な一次的な開ループ制御は行われない。

そして、１５秒経過後（ｔ５）に初めて開ループ制御に
切り替わる。

〔効　果〕

以上のべたように、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、その直後（例えば５秒間）の開ループ制御を平
地走行のみ行い、高地には行わない。そのため、平地に
おいては加速性能を得ることができ、高地の排気ガス規
制も満足させることができる。

【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 ４６・・・制御回路 ４７・・・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・・・高地検知スイッチ

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、 閉ループ制御条件においてスロットル弁開度の大きい運
   転条件への切り替わり直後の一次的な開ループ制御手段
   手段の作動を高地走行において行い、平地走行には行わ
   せない手段。