JPH01130049A - 気化器のエアブリード制御装置 - 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） 本発明は気化器のエアブリード制御弁が全開のまま制御
不能になったときのエアブリード制御に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、混合気のＡ／Ｆはエンジンの冷却水温度、回転速
度、負荷率、排気ガスの１ｌｉｌ素及び車両の速度等の
検出に対応する各種センサ等からの検出信号を入力して
電子制御ユニットでプログラム演算処理を行ない、その
時点の混合気のＡ／Ｆをエンジンの運転状態に適合させ
るために必要な１リードエア最を算出して電気アクチュ
エータ駆動のエアブリード弁の開度を制御している。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、このエアブリード制御状態において、リード
線の短絡、センサ等の故障により電気アクチュエータ駆
動のエアブリード制御弁が全開のまま制御不能になった
場合、Ａ／Ｆが過蒲になって安定したアイドル運転がで
きなくなったり、あるいは加速等の高負荷運転が満足に
できないことがあるばかりか、最悪の場合エンジンが停
止するという欠点があり、特にエンジンが暖機双性の冷
体時、あるいは暖機中の状態のときには前記の欠点が顕
著に現れるという欠点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は気化器のエアブリード通路に電気アクヂュエー
タ駆動のエアブリード制御弁を設けてブリードエア量を
制御して車両の通常走行に対応したエンジンの運転特性
に適合するΔ／Ｆの混合気を供給する気化器において、
前記エアブリード通路の前記エアブリード制御弁を除く
エアブリード通路と並列に予め設定したエンジン特性の
ブリードエア量確保に対応した通路断面積のエアブリー
ド絞り弁を設け、該エアブリード絞り弁をバイパスする
前記エアブリード通路の一部のバイパスエアブリード通
路上に所定温度以上で開弁作動し、所定温度以下で閉弁
作動する温度感応弁を設けた気化器のブリードエア制御
装置にある。

（作　用） 以上の如く構成された気化器のエアブリード制御装置に
おいて、エンジンが暖機運転状態にあるときは前記バイ
パスエアブリード通路に１没けた温度感応弁が開弁作動
する所定温度に達せず、当該温度感応弁は前記バイパス
エアブリード通路を閉鎖しているため、仮に電気アクチ
ュエータが故障してエアブリード制御弁が全開状態にあ
っても混合気はエアブリード絞り弁によって制限される
ブリードエア量により所定のＡｌ１：に保持される。

そしてエンジンの暖機運転が終了した状態になれば、前
記バイパスエアブリード通路に設けた温度感応弁が開弁
作動する所定温度に達するため、前記バイパスエアブリ
ード通路が開放状態になり、前記エアブリード絞り弁に
よるブリードエア量の制御は行なわれなくなり、代って
電気アクチュエータ駆動のブリードエア制御弁によりブ
リードエアけが制御されるか、電気アクチュエータが故
障してエアブリード制御弁が全開の場合は暖機運転終了
後にＡ／Ｆがり７ンになるため、その場合、Ａ／Ｆがリ
ーンであってもエンジンは停止することなく経済空燃比
で運転を続けることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例の構成を図面により説明する。

第１図にはエンジン１に混合気を供給する可変ベンチュ
リ型気化器２を含むエンジン制御システムが示され、該
気化器２は吸気管３の上流側をエアフィルタ４を介して
大気に開口５し、下流側はインテークマニホルド６を介
してエンジン１に接続している。

吸気管３の上流部ではエアブリード通路７がボート８に
おいて開口し、途中、“ぶ気アクチュエータ９により開
閉制御されるニードル弁１０とこれに対応する弁座１１
から成るエアブリード制御弁１２を経由して主計量ジェ
ット１３へ導通している。電気アクチュエータ９は第２
図に示す如く、ステータ及びステータコイル１４、ロー
タ１５を回転自在に支持するボールベアリング１６で構
成されるステッピングモータ１７であって、中空になっ
ている。

ロータ１５の軸芯には円周方向移動が規制されたニード
ル弁１０を軸方向に前進、あるいは後退させるため、ニ
ードル弁１０の基部に形成した送り用雄ネジ１８に螺合
する雌ネジ１９が一体形成され、ロータ１５の正転、あ
るいは逆転に従ってニードル弁１０は軸方向に変位する
ことができる。

コイルスプリング２０はニードル弁１０を弁座１１の方
向へ付勢し、弁座１１はエアブリード通路７に同心環状
に形成されており、このほぼ中心線上をニードル弁１０
が弁座１１に挿入されて軸方向に変位するため、ニード
ル弁１０と弁座１１との間に形成される隙間、即ちブリ
ードエア毎に対応して同心円の環状面積を増減制御する
ことができる。

エアブリード通路７は、途中、エアブリード絞り弁２１
を設けた第１の通路２２と、必要に応じてエアブリード
絞り弁２１をバイパスするバイパスエアブリード通路２
３を開放することが可能な温度感応弁２４を備えた第２
のバイパスエアブリード通路２３とに分流し、再び合流
してエアブリード通路７となる。

温度感応弁２４は第３図に示す如く、温度感応要素２５
、該温度感応要素を支えるブラケット２６、弁２７と弁
２７に対応する弁座２８、弁２７を付勢するスプリング
２９とスプリング２９の各日３０で構成されている。

吸気管３の下流部には、図示省略、アクセルペダルの踏
込み量に比例して開度が変化し、それに対応したａの混
合気をエンジン１に供給してエンジン１を制御するスロ
ットルバルブ３１が設けられ、このスロットルバルブ３
１はスロットルセンサ３２とリンク機構３３で連節して
いる。

エンジン１のインテークマニホルド６にはエンジン１の
負荷状態を検知する圧力センサ３４が設けられており、
同じくエンジン１のエキゾーストマニホルド３５には排
気ガスの酸素濃度を検知する酸素濃度センサ３６が設け
られている。

ピストン３７、シリンダジャケット３８、点火プラグ３
９を備えたエンジン１本体にはシリンダジャケット３８
内の冷却水の温度を検知する水温センサ４０、点火ブ、
ラグ３９の電気系統の点火信号からエンジン回転速度を
検知するエンジン回転センサ４１が取付けられている他
、各種センサ等、この場合、水温センサ４０、スロット
ルバルブ３１がアイドル位置にあることを検知するアイ
ドルセンサ３２、エンジン１が高負荷状態か中負荷状態
か、あるいはその他の状態にあるのかを検知する圧力セ
ンサ３４、エンジン１の回転数を検知する回転センサ４
１、エンジン１の排気ガスに含まれる酸素の囁を検知す
る酸素濃度センサ３６、車両の速度を検知する車速セン
サ４２、及び車両が発進状態にあるか否かを検知するイ
グニッションキー信号発生器４３からのそれぞれの情報
はそれぞれ図示省略Ａ−Ｄ変換器、波形整形器、コンパ
レータ等を経由してコンピュータの電子制御ユニットＥ
ＣＵ４４へインプットされ、演算処邪の後、各制御機器
、例えば電気アクチュエータ９へ制御ｆｆ１Ｄをアウト
プットする。

次に本実施例の作用を第４図のフローチャートにより説
明する。

以上の如く構成したエンジン制御のエアブリード制御シ
ステムにおいて、当該車両のイグニッションキーを開成
してエンジン１を始動させると、イグニッションキー信
号発生器４４からスタート信号がステップ１０１で読取
られ、次にステップ１０２でエンジン１の冷却水の温度
が低いか、否か、具体的には８０℃、が水温センサ４１
からの上方で判定され、ＹＥＳであればステップ１０８
でエアブリード通路の有効断面積を増減してエアブリー
ド但を変化させ、エンジン１へ供給する混合気のＡ／Ｆ
を制御する電気アクチュエータ９の制御ｆｆ１Ｄに低温
状態の運転に適したリッチなＡ／Ｆが得られる小さい値
下が設定される。

制６１１ｆｆｉＤは電気アクチュエータ９のステッピン
グモータ１７を駆動してニードル弁１０とこれに対応す
る弁座１１によって形成される環状の隙間の面積が当該
時点のエンジン１の状態に適した△／Ｆを供与する結果
、リッチなＡ／Ｆの混合気をエンジン１へ供給し安定し
た出力を得る。

ステップ１０２でＮＯ，即ち８０℃以上であると水濡セ
ンサ４１の情報から判定されると、ステップ１０３に進
み、スロットルバルブ３１がリンク機構３３で連結して
いるスロットルセンサ３２からの情報によりスロットル
バルブ３１がアイドリング状態であるか否かを判定し、
ＹＥＳであればステップ１０９でアイドル運転に適した
Ａ／Ｆになる制御ｆｆ１ｌが電気アクチュエータ制御ｆ
ｆ１Ｄに設定され、電気アクチュエータ９は制御、ＩＩ
に対応する開度をニードル弁１０と弁座１１とから成る
エアブリード制御弁１２に与え、ブリードエア量を制御
し、適切なＡ／Ｆを得る。

ステップ１０３でＮＯ１即ちスロットルバルブ３１がア
イドリング状態でないと判定されると、ステップ１０４
に進み、エンジン１が高負荷の状態にあるか否かを圧力
センサ３４からの情報で判定し、ＹＥＳであればステッ
プ１１０へ進み、高負荷運転に適合したＡ／Ｆを得るべ
く電気式アクチュエータ制御ｆｆ１ＤにＷを設定し、ブ
リードエアωを制御してリッチなＡ／Ｆの混合気をエン
ジン１へ供給する。

ステップ１０４でＮＯ１即ち高負荷でないと圧力センサ
３４の情報により判定されればステップ１０５へ進み、
同じく圧力センサ３４の情報によりエンジン１の負荷状
態が中位であるか否かを判定し、ＹＥＳであればステッ
プ１１２へ進み△／Ｆフィードバック制御システムをと
ることになる。

ステップ１１２では酸素濃度センサ３６からの情報によ
り電気アクチュエータ９を制御し、Ａ／Ｆを、例えば理
論空燃比に近付けるようにフィードバック制御を行なう
。

即ち、酸素濃度センサ３６が理論空燃比を境としてリッ
チな場合に急激に出力電圧が立上る性質を利用しく第５
図にＡ／Ｆと酸素濃度センサ出力とフィードバック補正
係数αとの関係を示す）、Ａｌ１：がリッチな方にずれ
たとするると該酸素濃度センサ３７出力はほとんどステ
ップ状に跳ね上がり、この情報をインプットされた電子
制御ユニットＥＣＬＪ４４は補正係数α、即ち電気アク
チュエータ９への制御ｆｆ１Ｄに設定すべきＦに相乗す
る補正係数をまずＰＲだけ急激に落し、後ＩＲの如く徐
々に低下させていく、即ち、ニードル弁１０と弁座１１
から成るエアブリード制御弁１２をＰＲに相当する分だ
け急激に開いてブリードエア量を増加させ、Ａ／Ｆをリ
ーンな方へ制御し、その結果、Ａ／Ｆがやがて理論空燃
比よりリーンになり、酸素濃度センサ出力が急激に落ち
るど、酸素温度センサ３６出力の中間値をスライスレベ
ルと称するが、ここで該酸素濃度セン勺３６出力はスラ
イスレベルに対してマイナスになり、このマイナス情報
により電子制御ユニットＥＣＵ４４は補正係数αをまず
Ｒ［だ（〕急激に上げ、後は１１のように徐々に上げて
いく。

即ち、ブリードエア俤を減少させてΔ／Ｆをリッチな方
へ制御し、その結果、Ａ　／　Ｆがやがてリッヂになる
と酸素１１度センサ３６出力が跳ね上がり、スライスレ
ベルに対してプラスになるとこの情報を受けて電子制御
ユニツ１〜ＥＣＵ４５は再び補正係数αを急激に下げて
絶えず△／Ｆにネガティブフィードバック制御をかけて
いき、全体的にＡ／Ｆがリッチな場合は、Ａ／Ｆがリッ
チになる時間の方がリーンになる時間より長くなるので
酸素濃度センサ３６出力がスライスレベルより大きくな
り、即ちプラスになる時間が増加し、補正係数αは小さ
くなる方向へ徐々にずれていく。

このようにしてＡ／Ｆは理論空燃比の前＜ｅでバランス
する。ステップ１０５でＮｏ１即ちエンジン１の負荷が
中位でもないと判定されるとステップ１０６に進み、車
速センサ４２の情報により当該車両の速度が小さいか否
かを判定し、ＹＥＳであれば前記ステップ１０５でエン
ジン１が中位の負荷状態にあったときと同じくステップ
１１２へ進んでＡ／Ｆフィードバック制御を適用する。

ステップ１０６でＮｏ１即ち車速が大きいと判定された
ならば、次にステップ１０７へ進み回転速度センサ４３
によりエンジン１の回転速度が小さいか否かを判定し、
ＹＥＳであればステップ１１２へ進みＡ／Ｆフィードバ
ック制御を適用する。

このＡ／Ｆフィードバック制御について要約すれば、エ
ンジン１が中位の負荷であって、回転速度が低く、そし
て車両の速度も低い場合にＡ／Ｆフィードバック制御が
適用される。

次に、ステップ１０７でＮｏ、即ちエンジン回転速度が
大であると判定された場合はステップ１１１へ進み、電
子制御ユニット４４は電気アクチュエータ１９制御ｆｆ
１ＤにＬを設定する指令を出す。

即ち、エンジン１の負荷が小ざく、車両が高速で、かつ
エンジン回転数も高い状態のときはブリードエア量が最
も大きくリーンなＡ／Ｆで混合気をエンジン１へ供給し
、経済的に走行するように制御する。

各々のステップにおける電気アクチュエータ制ｍｕｍの
大きさの関係はＬが最も大きく、即ち電気アクチュエー
タ９によって制御されるエアブリード制御弁１２が全開
から全開まで作動して最も多いブリードエア量を得て最
もリーンなＡ／Ｆを提供する。即ちブリードエア量は Ｌ〉αＦ≧Ｔ＞Ｗ＞Ｔ の順序で設定され、この関係を第６図に示す。

このようにして、エンジン１各挿の状態をそれぞれ対応
するセンサ等で取出し、電子制御ユニットＥＣＵ４４に
インプットし、演算処理をしてアウドプツトし、エンジ
ン１の各種の状態に最も良く適合する△／「が得られる
ブリードエアωを選ぶようにエアブリード通路７に設け
たエアブリード制御弁１２を電気アクチュエータ９によ
り制御する。

以上の電子制御ユニットによるエアブリード制御システ
ムに付加された別のエアブリード制御システム、即ち第
１の通路２２に設けられたエアブリード絞り弁２１と第
２の通路２３に設けられた温度感応弁２４の構成と管用
を第７図により説明する。エンジン１の冷体時及び暖機
運転中は第２の通路２３に設けられている温度感応弁２
４の温度感応要素２５、例えば本実施例ではバイメタル
で示しであるが、その地形状記憶合金あるいはサーモワ
ックス等が適用可能である、が所定温度に達しておらず
、スプリング２９の付勢力により装着されている弁２７
を弁座２８に圧接して第２の通路２３を閉鎖している。

従って、例え電気アクチュエータ９が故障してエアブリ
ード制御弁１２が全開状態にあっても、ブリードエアは
第１の通路２２のみ通過可能で、ここに設けられている
エアブリード絞り弁２１によって通過量を制限され、こ
の温度範囲にあるエンジン１の状態に適応する△／Ｆの
混合気を形成するに必要なだけのブリードエア量となる
。

エンジン１の暖機運転が終了すると第３図に示す如く前
記温度感応要素２５は所定温度に達しているため変形し
、スプリング２９の付勢力に抗して弁２７を弁座２８か
ら離反させ、第２の通路２３を開放状態にする。

従ってブリードエアは第２の通路２３を主たる通路とし
て通過し、前記電気アクチュエータ９駆動のエアブリー
ド制御弁１２によってブリードエア量が制御され、その
結果、電気アクチュエータ９が故障してエアブリード制
御弁１２が全開の場合は、暖機運転終了後にＡ／Ｆがリ
ーンになるため、エンジンは停止することなく経済空燃
比で運転を続けることができる。

（発明の効果） 本発明はエンジンに供給する混合気のＡ／Ｆを制御する
システムに関するもので、電子制御ユニットにより電気
アクチュエータ駆動のエアブリード制御弁の開度を制御
し、ブリードエア量を増減してエンジンの負荷状態に適
するＡ／Ｆの混合気を供給する制御装置に別の制御シス
テムで構成される前記とは別の制御装置を付加すること
により、特にエンジンが冷体時にあるとき、あるいは暖
機運転中、前記電気アクチュエータ駆動のエアブリード
制御弁が故障して開放状態になったとき混合気が過薄に
なることによって発生するエンジンストールを防止でき
る。

即ち、気化器のエアブリード通路に前記アクチュエータ
駆動のエアブリード制御弁が故障して開放状態のときブ
リードエア量を制限するエアブリード絞り弁を設け、一
方前記エアブリード制御弁が正常作動時に該エアブリー
ド制御弁の作動を阻害しないため、前記１アブリード絞
り弁をバイパスする通路を設り、該バイパス通路にエン
ジンが冷体時あるいは暖機運転中の低温状態においては
該バイパス通路を閉鎖し、エンジンが暖機運転終了後の
温体時においては該バイパス通路を開放する温度感応弁
を設けてエンジンが冷体時あるいは暖機運転中の濃厚な
混合気を必四とする場合にエアブリード絞り弁によりブ
リードエア量を制限して淵いＡ／Ｆが保持でき、仮にこ
の間に電気アクチュエータ駆動エアブリード制御弁が全
開となっても混合気が過薄になってエンジンが不意に停
止することが防止できる効果がある。

また、エンジンの暖機運転が終了すれば、温度感応弁が
バイパス通路を開放するためエアブリード絞り弁の作用
は消滅して電気アクチュエータ駆動エアブリード制御弁
により前記説明の通常のＡ／Ｆ制御が行なわれ、電気ア
クチュエータが故障してエアブリード制御弁が全開の場
合はＡ／Ｆがリーンな経済空燃比で運転を続けることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のエア１リード制御システム
を含むエンジン制御システムの説明図、第２図はその電
気アクチュエータ駆動９の略休所面図、第３図はそのエ
アブリードシステムの説明図、第４図はその制御システ
ムのフローチャート・第５図はそのＡ／Ｆフィードバッ
ク制御システムの動作特性図、第６図はその電気アクチ
ュエータ９駆動によるエアブリード制御弁１２の制御量
について補足説明する動作特性図、第７図は第３図の要
部詳細図である。 １・・・エンジン ２・・・気　　化　　器 ７・・・エアブリード通路 ９・・・電気アクチュエータ ２１・・・エアブリード絞り弁 ２３・・・バイパスエアブリード通路 ２４・・・温度感応弁 ２５・・・温度感応要素 ２７・・・弁 ２８・・・弁　　　座 ２９・・・スプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気化器のエアブリード通路に電気アクチュエータ
   駆動のエアブリード制御弁を設けてブリードエア量を制
   御してエンジンへ任意の運転特性に対応したＡ／Ｆの混
   合気を供給する気化器において、前記エアブリード通路
   の前記エアブリード制御弁を除くエアブリード通路と並
   列に予め設定したエンジン特性のブリードエア量確保に
   対応した通路断面積のエアブリード絞り弁を設け、該エ
   アブリード絞り弁をバイパスする前記エアブリード通路
   の一部のバイパスエアブリード通路上に所定の温度で開
   閉作動する温度感応弁を設けることを特徴とする気化器
   のエアブリード制御装置。
2. （２）任意の運転特性が車両の通常走行に対応した運転
   特性であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のエアブリード制御装置。