JPS63243445A - 内燃エンジンの空燃比制御方法 - 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】 技術分野 本発明は内燃エンジンの空燃比制御方法に関する。

背景技術 車載内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等のために
排気ガス中の酸素濃度等の排気成分濃度を排気成分濃度
センサによって検出し、エンジンに供給される混合気の
空気量、又は燃料量を排気成分濃度センサによる検出値
に応じて調整することにより供給混合気の空燃比をフィ
ードバック制御する空燃比制御装置が例えば、特公昭５
５−３５３３号公報により知られている。

ところセ、車載内燃エンジンの場合には長時間の高速走
行後等においてエンジンを一旦停止させて、その後、エ
ンジン温度が高い状態で再びエンジンを始動する場合が
ある。かかる場合にはエンジン停止中に気化器のフロー
ト室や燃料通路の燃料が高温のため気化して蒸気となり
、その気泡によるポンピング作用により燃料が、ノズル
から多量に吐出するパーコレーション現象が起き得る。

よって、これが供給混合気の空燃比をリッチ化させるの
でエンジンの高温再始動時の始動性を悪化させる原因と
なっている。

このエンジン高温時の始動性を向上させるために吸気マ
ニホールド内に連通ずる吸気２次空気供給通路に設けら
れた開閉型流量調整弁からなる２次空気制御弁をエンジ
ン高温再始動時には所定時間（１，０〜１　、　５５ｅ
ｃ）だけ開弁保持して吸気２次空気供給によって空燃比
のリッチ化を防止した空燃比制御装置が特開昭５８−１
８５９６５号公報により知られている。

しかしながら、吸気２次空気供給通路に開度を連続的に
変化し得るリニア型流量調整弁を設けた空燃比制御装置
の場合には、リニア型流量調整弁は開閉型流量調整弁よ
りも単位時間当りの流量を多く制御できるのでエンジン
高温再始動時にリニア型流量調整弁を全開保持すると、
供給混合気の空燃比がオーバーリーンとなり、反って始
動性が悪くなることがあった。

発明の概要 そこで、本発明の目的は、吸気２次空気供給通路にリニ
ア型流量調整弁を備えた内燃エンジンにおいて、エンジ
ン高温時の始動性の向上を図った空燃比制御方法を提供
することである。

本発明の内燃エンジンの空燃比制御方法においては、気
化器の絞り弁下流の吸気管内に連通ずる吸気２次空気供
給通路と該吸気２次空気供給通路に設けられたリニア型
流量調整弁とを備えた内燃エンジンにおいて始動時のエ
ンジン温度を検出し、そのエンジン温度が所定温度より
大なる高温状態であるときにはリニア型流量調整弁をエ
ンジン温度に応じた制御開度に制御し、エンジン温度に
応じた制御時間だけ経過したとき流量調整弁の制御開度
への制御を停止することを特徴としている。

実施例 以下、本発明の実施例につき添付図面を参照しつつ詳細
に説明する。

第１図は本発明の空燃比制御方法を適用した空燃比制御
装置を示している。この空燃比制御装置においては、エ
アクリーナ２の空気吐出口近傍から気化器１の絞り弁３
より下流の吸気マニホールド４内に達する吸気２次空気
供給通路８が設けられている。吸気２次空気供給通路８
にはリニア型流量調整弁として電磁弁９が設けられてい
る。電磁弁９の開度はそのソレノイド９ａに供給される
電流値に比例して変化する。

絞り弁３近傍の吸気通路内壁面には負圧検出ボート６が
設けられている。負圧検出ボート６は絞り弁３が所定開
度以下のときに絞り弁３の上流に位置し、絞り弁３が所
定開度より大のときに絞り弁３の下流に位置する。負圧
検出ボート６における負圧ＰＣは負圧通路６ａを介して
負圧スイッチ７に供給される。負圧スイッチ７は絞り弁
３の閉弁状態を検出するために設けられており、負圧検
出ボート６における負圧が例えば、３０ａｌａｌＨｇ以
下のときオンとなる。

一方、絶対圧センサ１０は吸気マニホールド４に設けら
れ吸気マニホールド４内の絶対圧ＰＢＡに応じたレベル
の出力を発生し、クランク角センサ１１は内燃エンジン
（以下、単にエンジンと称す）５のクランクシャフト（
図示せず）の回転に同期したパルス、例えば、ＴＤＣパ
ルスを発生し、冷却水温センサ１２はエンジン５の冷却
水温Ｔｗに応じたレベルの出力を発生し、吸気温センサ
１３は吸入空気の温度ＴＡに応じた出力電圧を発生し、
酸素濃度センサ１４は排気成分濃度センサとしてエンジ
ン５の排気マニホールド１５に設けられ排気ガス中の酸
素濃度に応じた出力電圧を発生する。酸素濃度センサ１
４は例えば、理論空燃比において出力電圧が急変するλ
−１型のセンサである。この酸素濃度センサ１４の配設
位置より下流の排気マニホールド１５には排気ガス中の
有害成分の低減を促進させるために触媒コンバータ３４
が設けられている。負圧スイッチ７、絶対圧センサ１０
、クランク角センサ１１、水温センサ１２、吸気温セン
サ１３、及び酸素濃度センサ１４の各出力は制御回路２
０に供給される。制御回路２０には更に車両の速度Ｖに
応じたレベルの出力を発生する車速センサ１６と、大気
圧ＰＡに応じて出力を発生する大気圧センサ１７と、ク
ラッチペダル（図示せず）が踏み込まれるとオフとなる
クラッチスイッチ１８とが接続されている。負圧スイッ
チ７及びクラッチスイッチ１８はオフ時に低レベル出力
を発生し、オン時に電圧ｖＢの高レベル出力を発生する
。

制御回路２０は第２図に示すように絶対圧センサ１０、
水温センサ１２、吸気温センサ１３、酸素濃度センサ１
４、車速センサ１６、大気圧センサ１７の各出力レベル
を変換するレベル変換回路２１と、レベル変換回路２１
を経た各センサ出力の１つを選択的に出力するマルチプ
レクサ２２と、このマルチプレクサ２２から出力される
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３と、
クランク角センサ１１の出力信号を波形整形する波形整
形回路２４と一波形整形回路２４の出力パルスの発生間
隔をクロックパルス発生回路（図示せず）から出力され
るクロックパルス数によって計測してエンジン回転数Ｎ
ｅデータを出力するカウンタ２５と、負圧スイッチ７及
びクラッチスイッチ１８の出力レベルを変換するレベル
変換回路２６と、その変換出力をディジタルデータとす
るディジタル入カモシュレータ２７と、電磁弁９を開弁
駆動する駆動回路２８と、警報用の発光ダイオード１９
を点灯駆動する駆動回路３３と、プログラムに従ってデ
ィジタル演算を行なうＣＰＵ　（中央処理装置）２９と
、各種の処理プログラム及びデータが予め書き込まれた
ＲＯＭ３０と、ＲＡＭ３１とからなっている。電磁弁９
のソレノイド９ａは駆動回路２８の駆動トランジスタ及
び電流検出用抵抗（共に図示せず）に直列に接続されて
その直列回路の両端間に電源電圧が供給される。マルチ
プレクサ２２、Ａ／Ｄ変換器２３、カウンタ２５、ディ
ジタル入カモシュレータ２７、駆動回路２８，３３、Ｃ
ＰＵ２９、ＲＯＭ３０及びＲＡＭ３１は入出力バス３２
によって互いに接続されている。なお、ＣＰＵ２９はタ
イマＡ（図示せず）を内蔵し、またＲＡＭ３１は不揮発
性である。

かかる構成においては、Ａ／Ｄ変換器２３から吸気マニ
ホールド４内の絶対圧ＰＢＡ、冷却水冷却水温７気、吸
気温　ｓ排気ガス中の酸素濃度、車速Ｖ１及び大気圧Ｐ
Ａの情報が択一的に、カウンタ２５からエンジン回転数
Ｎｅを表わす情報が、またディジタル人カモシュレータ
２７から負圧スイッチ７及びクラッチスイッチ１８のオ
ンオフ情報がＣＰＵ２９に入出力バス３２を介して各々
供給される。ＣＰＵ２９はイグニッションスイッチ（図
示せず）がオンされるとクロックパルスに応じて後述の
プログラム処理を繰り返すことにより電磁弁９のソレノ
イド９ａへの供給電流値を表わす空燃比制御出力値ＡＦ
ＯＬＪ　Ｔをデータとして算出又は設定し、その出力値
ＡＦＯＵＴを駆動回路２８に供給する。駆動回路２８は
ソレノイド９ａに流れる電流値が出力値ＡＦＯｕＴにな
るようにソレノイド９ａに流れる電流値を閉ループ制御
する。

次に、かかる空燃比制御装置の動作を第３図及び第６図
に示したＣＰＵ２９の動作フロー図に従って詳細に説明
する。

ＣＰＵ２９は第３図に示すように先ず、絶対圧Ｐ８Ａ％
冷却水温Ｔ　Ｗ　ｓ吸気温ＴＡ、排気ガス中の酸素濃度
０２、車速ｖ１大気圧Ｐ　Ａ　ｓエンジン回転数Ｎｅ、
負圧スイッチ７及びクラッチスイッチ１８のオンオフの
各情報を読み込む（ステップ５０）。次いで、エンジン
温度を表わすパラメータとしての冷却水温Ｔｗがエンジ
ン高温判別温度Ｔｗ＋ｏＴ＋　　（例えば、９５℃）よ
り大であるが否かを判別する（ステップ５１）。ＴＷ＞
ＴｗＨＯＴＩの場合にはエンジン高温時であると判別し
て車速Ｖが低車速判別速度Ｖ＋　　（例えば、１７ｋｍ
／ｈ）より大であるか否かを判別する（ステップ５２）
。Ｖ≦ｖ１ならば、車両発進前を含む低車速状態である
のでエンジン回転数Ｎｅがクランキング回転数Ｎｅ（（
例えば、４００ｒｐｍ）より大であるか否かを判゛別す
る（ステップ５３）。Ｎｅ≦Ｎｅｌならば、エンジン始
動動作が終了していないのでタイマＡに所定時間ｔ３　
（例えば、２゜５ｓｅｃ）をセットしてダウン計測を開
始させ（ステップ５４）、空燃比制御出力値ＡＦｏＵＴ
をＡＦＯＵＴデータマツプから検索する（ステップ５５
）。空燃比制御出力値ＡＦＯＵＴは電磁弁９のソレノイ
ド９ａへの供給電流値を表わしており、ＲＯＭ３０には
第４図に示すようなＴｗ−ＡＦ。

ＬＩＴ特性でＡＦＯＵＴデータマツプが予め書き込まれ
ているのでＣＰＵ２９は冷却水温Ｔｗに対応する空燃比
制御出力値ＡＦＯＵＴをＡＦｏＵＴデータマツプから検
索する。なお、Ｔｗ−ＡＦｏｕＴ特性においてＴｗ　Ｈ
ＯＴ　２は例えば、１００℃、ＴＷＩ−１０７３は例え
ば、１１０℃である。空燃比制御出力値ＡＦＯＬＪ　Ｔ
を検索設定すると、その出力値ＡＦＯＬＪ　Ｔを駆動回
路２８に対して出力する（ステップ５６）。駆動回路２
８の電磁弁９の開弁駆動により、電磁弁９はソレノイド
９ａに流れる電流値に比例した開度となるので出力値Ａ
ＦＯＬＪＴに応じた量の吸気２次空気がエンジン高温始
動時に吸気マニホールド４内に供給される。

一方、ステップ５３においてＮｅ＞Ｎｅｔならば、エン
ジン始動動作が終了したとして始動動作終了時点から吸
気２次空気を供給すべき制御時間ｔＨｏＴをｔＨＯＴデ
ータマツプから検索する（ステップ５７）。ＲＯＭ３０
には第５図に示すような”ｒｗ−ｔＨＯＴ特性でｔ）−
１０７データマツプが予め書き込まれているのでＣＰＵ
２９は冷却水温Ｔｗに対応する制御時間ｔＨＯＴをｔ）
−１０７データマツプから検索する。すなわち、Ｔｗ）
−ＩＱ７１　＜Ｔｗ５Ｔｗ＋−＋ｏｖ２では制御時間ｔ
ｌ−１０７は所定時間１＋　　（例えば、１．０ｓｅｃ
）に等しくされ％　ＴＷＨＯＴ２　＜Ｔｗ≦Ｔｗ　ｌ−
１０７３では制御時間ｔ）−１０７は所定時間ｔ２　（
例えば、２．０ｓｅｃ、ただしｔｌ＜　ｔ２　＜　ｔ３
　）に等しくされ、ＴＷ＞ＴＷ）−１０７３では制御時
間ｔＨＯＴは所定時間ｔ３に等しく設定される。

制御時間ｔｌ−１０７の検索後、タイマＡの計測値ＴＨ
ＯＴが所定時間ｔ３と制御時間ｔ）−１０７との差時間
ｔ３−ｔｌ−１０Ｔに達したか否かを判別する（ステッ
プ５８）ｏ　Ｔｌ−１０Ｔ　＞ｔ３−ｔＨｏＴならば、
エンジン始動後、制御時間ｔＨＯＴ経過していないとし
てステップ５５に進み、制御時間ｔ１−１０Ｔ内の吸気
２次空気供給を継続させる。ＴＨＯＴ≦ｔ３−ｔｌ−１
０Ｔならば、エンジン始動後、制御時間ｔｌ−１０Ｔ以
上経過したとして空燃比制御ルーチン（ステップ６０）
に移行する。従って、エンジン始動動作終了時点から制
御時間ｔＨＯＴだけステップ５５で検索した空燃比制御
出力値ＡＦＯＵＴに応じた量の吸気２次空気が吸気マニ
ホールド４内に供給される。

ステップ５１においてＴｗ≦ＴＷ）−１０７Ｉの場合に
はエンジン高温始動ではなく、またステップ５２におい
てＶ＞Ｖｌの場合には車両が発進して低車速でなくなっ
たのであり、これらの場合にはエンジン始動の際の吸気
２次空気供給は必要ないのでタイマＡの計測値ＴＨｏＴ
を０に等しくしくステップ５９）、次いで空燃比制御ル
ーチン（ステップ６０）に移行する。

空燃比制御ルーチンにおいては、第６図に示すように読
み込んだ各情報に基づいて空燃比フィードバック制御条
件を充足したか否かを判別する（ステップ１０１）。例
えば、高エンジン回転数時、高吸気温時、低吸気温時、
高車速で減速中等には空燃比フィードバック制御条件を
充足していないと判別して空燃比をオープンループ制御
するために空燃比制御出力値ＡＦＯＵＴを０に等しくし
くステップ１０２）、また空燃比補正値ｌ０ＬＪＴを０
に等しくする（ステップ１０３）。一方、空燃比フィー
ドバック制御条件を充足する場合には、空燃比制御基準
値ＤＢＡＳＥを検索する（ステップ１０４）。ＲＯＭ３
０には絶対圧ＰＥＡとエンジン回転数Ｎｅとから定まる
基準値ＤＢＡＳＥがＤＢ　Ａ　Ｓ　Ｅデータマツプとし
て予め書き込まれているので、ＣＰＵ２９は読み込んだ
絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎｅとに対応する基準値
Ｄ８ＡＳεをＤＢ　Ａ　Ｓ　Ｅデータマツプから検索す
る。

なお１基準値ＤＢ　Ａ　Ｓ　ＥはＤＢＡＳＥデータマツ
プにおいて格子間は補間計算して求める。

基準値ＤＢＡＳεを設定すると、次に酸素濃度センサ１
４の出力電圧ＶＯ２が基準電圧Ｖ　ｒｅｆ（例えば、０
．５Ｖ）より大であるか否かを判別する（ステップ１０
５）　ｏ　Ｖｏ　２　＞Ｖｒｅｆの場合には供給混合気
の空燃比が理論空燃比よりリッチであると判断して、フ
ラグＦｐが１に等しいか否かを判別する（ステップ１０
６）。Ｆｐ＝１のときには空燃比が理論空燃比に対して
リーンからリッチに反転した直後であるので空燃比補正
値１０ＵＴに比例ｍＰＲ（−Ｑ’ＲＸＮｅＸＰＢ　Ａ＋
　ただしαＲは定数）を加算してその算出値を新たな空
燃比補正値ｌ０ＬＪＴと１．（ステップ１０７）、Ｆｐ
＝ｏのときには空燃比がリッチ状態を継続しているので
空燃比補正値ｌ０ＬＪＴに積分量Ｉ　　（−ＫＸＮｅＸ
ＰＢＡ、ただしＫは定数）を加算してその算出値を新た
な空燃比補正値ｒｏｕ’ｒとする（ステップ１０８）。

ステップ１０７、又は１０８の実行後、今回の処理サイ
クルにおいて空燃比がリッチ状態であったことを表わす
ためにフラグＦｐを０にリセットする（ステップ１０９
）。

一方、ＶＯ２≦Ｖ　ｒｅｆの場合には供給混合気の空燃
比が理論空燃比よりリーンであると判断して、フラグＦ
Ｐが０に等しいか否かを判別する（ステップ１１０）。

Ｆｐ　ｍＯのときには空燃比が理論空燃比に対してリッ
チからリーンに反転した直後であるので空燃比補正値ｌ
０ＬＪＴから比例量ＰＬ（−αＬ　ＸＮｅＸＰＢ　Ａ、
ただしαＬは定数でαＲ４αしてある）を減算してその
算出値を新たな空燃比補正値１０ＵＴとしくステップ１
１１）、Ｆｐ＝１のときには空燃比がリーン状態を継続
しているので空燃比補正値１０Ｕ工から積分子ｆｉＩを
減算してその算出値を新たな空燃比補正値ｌ０１ＪＴと
する（ステップ１１２）。ステップ１１１、又は１１２
の実行後、今回の処理サイクルにおいては空燃比がリー
ン状態であったことを表わすためにフラグＦＰに１をセ
ットする（ステップ１１３）。ステップ１０９、又は１
１３の実行後は、空燃比制御基準値ＤＢＡＳＥに算出し
た空燃比補正値ｌ０ＵＴを加算することにより空燃比制
御出力値ＡＦＯＬＩ　Ｔを算出する（ステップ１１４）
。

その算出した出力値ＡＦＯＵＴを駆動回路２８に対して
出力する（ステップ５６）。よって、出力値ＡＦｏｕＴ
に応じた量の吸気２次空気が吸気マニホールド４内に供
給され、供給混合気の空燃比が理論空燃比に向けてフィ
ードバック制御される。

また、オープンループ制御の場合には酸素濃度センサ１
４の出力に無関係に出力値ＡＦＯＬＪＴがＯに設定され
るので電磁弁９は閉弁して吸気２次空気の供給が停止さ
れる。

なお、上記した実施例においては、エンジン始動動作終
了時点からエンジン温度に応じた時間だけ経過するとリ
ニア型流量調整弁の制御開度への制御を停止するが、こ
れに限らず、例えば、エンジン始動動作開始時点からエ
ンジン温度に応じた時間だけ経過したときリニア型流量
調整弁の制御開度への制御を停止するようにしても良い
。

発明の効果 以上の如く、本発明の内燃エンジンの空燃比制御方法に
おいては、エンジン高温再始動時には吸気２次空気供給
通路に設けられたリニア型流量調整弁をエンジン温度に
応じた制御開度に制御するので適切な量の吸気２次空気
供給によりパーコレーション現象による空燃比のリッチ
化を防止でき始動性を向上させることができる。また、
エンジン温度に応じた時間だけでリニア型流量調整弁の
制御開度への制御を停止するのでオーバリーンを回避で
きる故、エンジン始動後の完爆ストールを　　　　　　
′防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空燃比制御方法を適用した空燃比制御
装置の概略を示す構成図、第２図は第１図の装置中の制
御回路の具体的゛構成を示すブロック図、第３図及び第
６図は本発明の空燃比制御方法の手順を示すＣＰＵの動
作フロー図、第４図はＴＷ−ＡＦＯＬＪＴ特性を示す図
、第５図は’ｒｗ−ｔｌ−１０７特性を示す図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・気化器 ２・・・・・・エアクリ・−す ３・・・・・・絞り弁 ４・・・・・・吸気マニホールド ７・・・・・・負圧スイッチ ８・・・・・・吸気２次空気供給通路 ９・・・・・・リニア型電磁弁 １０・・・・・・絶対圧センサ １１・・・・・・クランク角センサ １２・・・・・・冷却水温センサ １４・・・・・・酸素濃度センサ １５・・・・・・排気マニホールド １６・・・・・・車速センサ １７・・・・・・大気圧センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃エンジンの気化器の絞り弁下流の吸気管内に
   連通する吸気２次空気供給通路と、前記吸気２次空気供
   給通路に設けられたリニア型流量調整弁とを備えた内燃
   エンジンの空燃比制御方法であって、前記内燃エンジン
   の始動時のエンジン温度を検出し、そのエンジン温度が
   所定温度より大なる高温状態であるときには前記エンジ
   ン温度に応じた制御開度に前記流量調整弁を制御し、前
   記エンジン温度に応じた制御時間だけ経過したときに前
   記流量調整弁の前記制御開度への制御を停止することを
   特徴とする空燃比制御方法。
2. （２）前記エンジン温度による開度制御において、前記
   エンジン温度が高温であるほど前記制御開度を大きくし
   かつ前記制御時間を長く設定することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の空燃比制御方法。