JPH01147136A - エンジンの空燃比制御装置 - 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） 本発明は、エンジンに供給する混合気の空燃比を目標値
にフィードバック制御する空燃比制御装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来より、例えば排気センサによってエンジンに供給し
ている混合気の空燃比を検出し、この検出空燃比が目標
値となるように、気化器のエアブリード調整などによっ
て空燃比を調整するフィードバック制御を行うようにし
たエンジンの空燃比制御装置が、例えば、特開昭５８−
１８５９６２号公報に見られるように公知である。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のような空燃比のフィードバック制御を
行っている場合に、アクセル踏み返しを短時間に何度も
繰り返すような加減速を行うと、加速ポンプ等による加
速燃料の供給等により燃料供給量が増量傾向となって供
給空燃比がリッチ化し、これに伴ってフィードバック制
御によって工アブリード量を増量するような空燃比をリ
ーン側に移行する制御が行われる。特に、上記加速ポン
プは冷間時の加速でも十分な燃料増量があるように設定
され、温間時には必要量より多い増量燃料が供給される
ことになりオーバーリッチ状態を招き、これを防止する
点からもこのような加速範囲を含めて広い運転領域で空
燃比のフィードバック制御を行うようにしている。

そして、上記のようなリッチ状態となっている運転状態
からアイドル運転などに運転状態が変化すると、増量燃
料の供給が停止するのに伴ってエンジンに供給される混
合気の空燃比が急にオーバーリーン状態となってエンジ
ン出力が低下し、さらにこの状態でエアコン用コンプレ
ッサなどの外部負荷が作動している場合には、エンジン
停止を生起する可能性がある。

すなわち、加速燃料などが供給されて混合気の空燃比が
オーバーリッチの状態で、空燃比調整手段のリーン方向
への制御量が大きな状態から運転状態が変化して検出空
燃比がリーン側に変化した場合に、その制御量からフィ
ードバック制御を実行することから通常の制御量に戻る
のに長い時間を要し、その間エンジンに供給される混合
気の空燃比がオーバーリーン状態となり、エンジン出力
が低下している状態で外部負荷が作動しているとエンジ
ン停止が生起する場合がある。

そこで本発明は上記事情に鑑み、空燃比がリッチ化して
いる状態から運転状態の変化時に生じるオーバーリーン
状態と外部負荷の作動とに起因するエンジン停止が生起
するのを防止するようにしたエンジンの空燃比制御装置
を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の空燃比制御装置は、空
燃比を検出する空燃比検出手段と、空燃比を変化させる
空燃比調整手段と、エンジンに供給する混合気の空燃比
を目標空燃比とするよう空燃比調整手段をフィードバッ
ク制御するフィードバック手段と、フィードバック手段
による空燃比調整手段のリーン方向への制御量の限界を
規制する限界規制手段と、外部負荷の作動を検出する外
部負荷検出手段と、外部負荷の増大に対し限界規制手段
にょろり−ン方向への制御量の限界を低い値に補正する
補正手段とを備えるように構成したものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

エンジンＥに供給する混合気の空燃比は、吸気通路に配
設した気化器等の燃料供給装置Ａからの燃料供給量を、
この燃料供給装置Ａのエアブリード調整ソレノイド等を
空燃比調整手段Ｂからのデユーティ信号などによる制御
信号によって調整して空燃比を変化させて制御する。

また、上記エンジンＥには、例えば排気通路に介装した
０２センサ等の混合気の空燃比を検出する空燃比検出手
段Ｃを設け、この空燃比検出手段Ｃによる空燃比検出信
号はフィードバック手段りに出力される。該フィードバ
ック手段りは、供給空燃比が予め設定された範囲の目標
空燃比となるように検出空燃比と目標空燃比との差に応
じたフィードバック補正信号を前記空燃比調整手段Ｂに
出力するものである。

一方、前記検出空燃比に基づくフィードバック手段りに
よる空燃比調整手段Ｂの補正制御において、そのリーン
方向への制御量の限界を例えば前記デユーティ信号の上
限値設定などによって規制する限界規制手段Ｆを設ける
。また、エアコンなどの外部負荷の作動を検出する外部
負荷検出手段Ｇを設け、この外部負荷検出手段Ｇからの
検出信号が補正手段Ｈに出力される。この補正手段Ｈは
、外部負荷の作動に応じた補正信号を前記限界規制手段
Ｆに出力し、外部負荷の作動の増大に対応して限界規制
手段Ｆによるリーン方向への制御量の限界を低い値に補
正するものである。

（作用） 上記のようなエンジンの空燃比制御装置では、基本的に
は検出空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック
制御で制御量の設定を行うものであるが、リーン方向へ
の制御量の限界を外部負荷の作動に応じて補正し、外部
負荷の作動が増大した場合にリーン方向への制御量の限
界を低い値とする。そして、例えば、アクセル踏み返し
を短時間に何度も繰り返すような加減速を行って供給空
燃比がリッチ化し、これに伴って空燃比をリーン側に移
行するフィードバック制御を行っている場合に、外部負
荷が作動しているとフィードパ・ツク制御による制御量
のリーン方向への限界を低い値として過大なリーン制御
を規制し、この状態から運転状態がアイドル運転などに
変化して空燃比がリーン化する際に、そのリーン化を抑
制してエンジン出力を確保し、エンジン停止等の発生を
防止して早期に安定した運転状態を得るようにしている
。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の全体構成図である。

エンジン１のシリンダ３に摺動自在に嵌挿されたピスト
ン４により容積可変に燃焼室２が形成され、この燃焼室
２に吸気を供給する吸気通路５の一端はエアクリーナ６
を介して大気に連通し、燃焼室２から排気ガスが排気通
路７よって排出される。上記吸気通路５の途中には、気
化器１０が配置されていると共に、排気通路７の途中に
は排気ガスの浄化を行う触媒装置１１が配設されている
。

また、燃焼室２において、吸気通路５の開口部分には吸
気弁１２が、排気通路７の開口部分には排気弁１３が各
々配置されている。

上記気化器１０の詳細構造を第３図に示す。吸気通路５
は隔壁１５で左右に一次側吸気通路５ａと二次側吸気通
路５ｂとに分割され、−次側吸気通路５ａには一次側の
スロットル弁１６が、二次側吸気通路５ｂには二次側の
スロットル弁１７が各々配置されている。上記二次側ス
ロットル弁１７は、−次側スロットル弁１６の所定開度
以上で開作動可能であり、この開作動可能範囲内では、
ベンチュリ最狭部に開口する負圧ポート１８の負圧値に
応動する負圧ダイヤフラム装置１９の動作により開閉作
動し、上記ベンチュリ負圧値の大きい高負荷時にはこの
二次側スロットル弁１７の開度を大きくする。

また、上記気化器１０は、−次側吸気通路５ａに燃料を
供給する一次側気化器系２０と、二次側吸気通路５ｂに
燃料を供給する二次側気化器系２１とを備える。−次側
気化器系２０は、主気化系統として、フロート室２５に
臨む一次側メインジェット２６と、該−次側メインジェ
ット２６からの燃料に一次側メインエアブリード２７を
介してエアが供給された微粒化燃料をベンチュリ部に噴
出する一次側メインノズル２８とを備える。また、低速
系統として、上記−次側メインジェット２６に連通ずる
一次側スロージェット２９を有し、該−次側スロージェ
ット２９からの低速燃料は、第１スローエアブリード３
０および第２スローエアブリード３１を経てエアが混入
され、−次側スロットル弁１６近傍に配置されたスロー
ポート３２およびアイドルポート３３から吸気通路５ａ
に供給可能としている。さらに、始動系統として、ベン
チュリ部上流側には、チョークバルブ３５が配置されて
いる。

そして、上記気化器１０は、燃料フィードバック制御系
統として、フロート室２５に連通する補正用メインジェ
ット３６を別途に備え、該補正用メインジェット３６は
連通路３７を介して上記−次側メインエアブリード２７
に連通すると共に、該補正用メインジェット３６にはフ
ロート室２５との開口面積を調整するフィードバックソ
レノイドＳＱＬが配置され、該ソレノイドＳＱＬの後端
部には、前記第１スローエアブリード３０に連通ずる補
正用スローエアブリード３８が設けられている。

そして、フィードバックソレノイドＳＱＬによる通路面
積調整により補正燃料量を調整し、混合気の空燃比を可
変調整可能としている。

一方、二次側気化器系２１は、フロート室２５に連通ず
る二次側メインジェット４０と、該二次側メインジェッ
ト４０の燃料が二次側メインエアブリード４１を経て供
給され、この微粒化燃料をベンチュリ部に噴出する二次
側メインノズル４２とを有する。またステップ系統とし
て、上記二次側メインジェット４０に連通ずる二次側ス
ロージェット４５を備え、該二次側スロージェット４５
には、二次側スローエアブリード４６を介して二次側ス
ロットル弁１７近傍に開口するステップボート４７が連
通していて、−次側と二次側との繋ぎの燃料を別途供給
可能としている。

そして、上記気化器１０には、加速系統として、加速運
転時の燃料増量を行う加速ポンプ５０が備えられている
。該加速ポンプ５０は、燃料室５１内にプランジャ５２
を備えると共に、燃料室５１は、一方弁よりなるインレ
ットバルブ５３を介してフロート室２５に連通ずると共
に、同様に一方弁よりなるアウトレットバルブ５４を介
して、−次側吸気通路５ａのベンチュリ部近傍に開口す
るポンプインジェクタノズル５５に連通している。

また、上記プランジャ５２は、−次側スロットル弁１６
に連動するポンプアーム５６に連結されていて、−次側
スロットル弁１６を開く加速運転時には、後述する空燃
比フィードバック制御とは無関係に、このフィードバッ
ク制御のもとで、プランジャ５２を図中下方に摺動させ
て、燃料室５１内の加速用燃料をアウトレットバルブ５
４を経てポンプインジェクタノズル５５から一時側吸気
通路５ａに供給して、燃料供給量を所定量増量するよう
にした加速増量手段５７を構成している。

また、前記第２図に示すように、前記フィードバックソ
レノイドＳＱＬには内部にＣＰＵ等を有するコントロー
ラ５９から制御信号（デユーティ信号）が出力されてエ
ンジンに供給する混合気の空燃比がフィードバック制御
される。上記コントローラ５９には、スロットル弁１６
下流の吸気通路５の吸気負圧を検出する負圧センサ６０
からの負圧信号、排気通路７の触媒装置１１上流側に配
置されて排気ガス中の酸素濃度成分により混合気の空燃
比を検出する空燃比検出手段としての空燃比センサ６１
からの空燃比信号、エンジン回転数を検出するために点
火コイル６２とデイストリビュータロ３とによる点火系
統からのクランク角信号、エンジンの冷却水温度を検出
する水温センサ６４からの水温信号、外部負荷の作動状
態を検出するために例えばエアコン用コンプレッサの電
圧を検出する外部負荷センサ６５からの外部負荷検出信
号がそれぞれ入力される。上記外部負荷センサ６５とし
ては、その他クーラーの作動に対応する電動ファンスイ
ッチ（クーラースイッチ）、＜もり止め用のデフォツガ
−スイッチ、ヘッドライトスイッチなどによって構成さ
れる。

次に、上記コントローラ５９による空燃比のフィードバ
ック制御を第４図の制御フローに基づいて説明する。ス
タート後、ステップＳ１で吸気負圧を計測し、この吸気
負圧が所定値（例えば−１５０ｍＩｌｌ）Ｉｇ）以下か
否かを判定しくＳ２）、この判定がＹＥＳで高負荷域を
除くフィードバック負荷領域にある場合には、ステップ
Ｓ３でエンジン回転数を計測する。そして、ステップＳ
４でエンジン回転数が所定値（例えば４．００Ｏｒｐｍ
）以下か否かを判定し、この判定がＹＥＳで高回転領域
を除くフィードバック回転領域にある場合には、ステッ
プＳ５でエンジン水温を計測する。そして、ステップＳ
６で水温が所定値（例えば８０℃）以上のフィードバッ
ク条件か否かを判定し、この判定がＹＥＳのときがフィ
ードバック制御条件を満たすものである。

フィードバック制御条件を満たすときには、まず、ステ
ップＳ７でエアコン用コンプレッサ電圧を計１１）ＪＬ
、この電圧が所定値（例えば１０ｖ）以上か否かの判定
によって外部負荷の作動状態か否かを判定する（Ｓ８）
。この判定がＹＥＳで外部負荷の作動状態では、ステッ
プＳ９でエンジン回転数を計測し、エンジン回転数が所
定値（例えば３゜０００ｒｐＩ！１）以下か否かを判定
する（　Ｓ　１０）。そして、ステップＳ１０の判定が
ＹＥＳで外部負荷作動中でエンジン回転数が３．ＯＯＯ
ｒｐｍ以下の場合には、ステップＳｌｌでデユーティ信
号の上限を規制する上限値ＦＤｍａｘを８０％に設定す
る一方、ステップＳ８の判定がＮｏで外部負荷の非作動
時、または外部負荷作動時でもステップＳ１０の判定が
Ｎｏでエンジン回転数が３．０００〜４．ＯＯＯｒｐｍ
の場合には、ステップＳ１２で上記デユーティ信号の上
限値ＦＤｍａｘをｌｏ　０９＋５に設定する。

上記のように上限値ＦＤｍａｘを設定した後、ステップ
Ｓ１３で空燃比センサ信号を計測し、その検比電圧が０
．４ｖ以下か否かの判定によって検出空燃比が理論空燃
比よりリーンか否かの判定を行う（Ｓ　１４）。ステッ
プＳ１４の判定がＹＥＳで検出空燃比がリーンな場合に
は、ステップＳ１５でデユーティ信号ＦＤを所定値（例
えば８％）だけ減算補正して空燃比のリッチ化を行う一
方、ステップＳ１４の判定がＮｏで検出空燃比がリッチ
な場合には、ステップ３１Ｂでデユーティ信号ＦＤを所
定値（例えば１０％）だけ加算補正して空燃比のリーン
化を行う。

次に、ステップＳ１７で上記デユーティ信号と前記上限
値との差Ａ−ＦＤｍａＸ−ＦＤを求め、この差Ａが負か
否かすなわち補正デユーティ信号ＦＤが上限値ＦＤｍａ
ｘより大きいか否かを判定しく５１８）、この判定がＹ
ＥＳで大きい場合にはステップ３１９でデユーティ信号
ＦＤを上限値ＦＤｍａｘに設定する。

また、前記ステップＳ２またはＳ４の判定がＮＯで、フ
ィードバック領域より高負荷もしくは高回転数領域の場
合には、ステップＳ２０でデユーティ信号ＦＤを０％に
固定設定し空燃比のリッチ化を図ってエンジン出力を確
保する一方、負荷およびエンジン回転数がフィードバッ
ク領域内でも前記ステップＳ６の判定がＮｏでエンジン
水温が低く暖機完了前の場合には、ステップＳ２１でデ
ユーティ信号ＦＤを３０％に固定設定して空燃比のリッ
チ化により回転の安定化と暖機の促進を行う。

上記のようにして設定したデユーティ信号ＦＤに基づき
、ステップＳ２２でフィードバックソレノイドバルブＳ
ＱＬの作動時間を演算して制御信号を出力するものであ
る。

上記のような実施例では、アクセルが大きな幅で加減速
操作されると、加速操作に伴う加速ポンプの作動によっ
て加速燃料が供給されて空燃比がリッチ側に移行し、こ
れに対応してデユーティ信号ＦＤはリーン修正するよう
に大きな値となるが、外部負荷が作動している場合には
そのリーン方向への制御量の上限値ＦＤｍａｘが８０％
に規制される。

そして、この状態からアクセルがアイドル状態に戻され
ると、加速燃料の供給が停止して空燃比は急激にリーン
方向に移行するが、上限値が低く設定されていることか
ら、多量のブリードエア供給の継続によって空燃比がさ
らにリーン化するのを阻止し、エンジン回転数がアイド
リング回転数より大きく低下してエンジン停止を生起す
るのを未然に回避することができる。すなわち、アイド
ル状態移行時に、ブリードエアの供給量が直ちに減少し
て空燃比がオーバーリーン状態となることなく、安定し
たアイドリング状態への移行が速やかに行われる。

なお、上記実施例においては、外部負荷が作動していて
もエンジン回転数が３，０００ｒｐｎ＋以上の場合には
上限値ＦＤＩＩｌａｘは１００％のままで低く設定しな
いようにしているが、これはエンジン回転数が高い領域
では吸入空気量も多くリッチ状態で供給された燃料は壁
面を伝わって流れ、エンジン停止に至る可能性が殆どな
く、空燃比のフィードバック制御によるエミッション性
を向上させるためである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、通常は検出空燃比が目標
空燃比となるようにフィードバック制御を行ってエミッ
ション性を確保する一方、加減速の繰返しなどで空燃比
がリッチ化した状態から運転状態が変化した場合に、外
部負荷が作動しているときには制御量のリーン方向への
限界値を低い値に規制するようにしたことにより、変化
後のフィードバック制御の応答遅れの間に生じる空燃比
のオーバーリーン化によるエンジン停止の発生を防止し
て、早期に安定した運転状態を得ることができるもので
あ漬。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は本発明の具体例を示すエンジンの空燃比制御装
置の全体構成図、 第３図は気化器の構造例を示す断面図、第４図はコント
ローラの処理を説明するためのフローチャート図である
。 Ｅ、　　１・・・・・・エンジン、Ｂ・・・・・・空燃
比調整手段、Ｃ・・・・・・空燃比検出手段、Ｄ・・・
・・・フィードバック手段、Ｆ・・・・・・限界規制手
段、Ｇ・・・・・・外部負荷検出手段、Ｈ・・・・・・
補正手段、５つ・・・・・・コントローラ、６５０．。 ・・・外部負荷センサ。 ＠１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、空
   燃比を変化させる空燃比調整手段と、空燃比検出手段の
   出力を受け、エンジンに供給する混合気の空燃比を目標
   空燃比とするよう上記空燃比調整手段をフィードバック
   制御するフィードバック手段と、該フィードバック手段
   による空燃比調整手段のリーン方向への制御量の限界を
   規制する限界規制手段と、外部負荷の作動を検出する外
   部負荷検出手段と、該外部負荷検出手段の出力を受け、
   外部負荷の増大に対し上記限界規制手段によるリーン方
   向への制御量の限界を低い値に補正する補正手段とを備
   えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。