JPH01177444A - 気化器の空燃比制御装置 - 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、主として自動車に適用される気化器の空燃比
制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 近時の自動車には、排気ガス浄化手段の一つと　“して
、三元触媒が広く利用されている。ところが、かかる三
元触媒は、混合気の空燃比が理論空燃比近傍の値に維持
されていないと、排気ガス中＆と含まれているＮｏ、　
、ＨＣ，Ｃｏのすべてを効率よく浄化することができな
い。そのため、気化器に関連させて空燃°比制御装置を
設け、燃焼室へ供給する混合気の空燃比を理論空燃比近
傍に維持させるようにしている。

空燃比制御装置としては、通常、気化器のエアブリード
通路を開閉する流量制御弁と、排気中の酸素濃度を検出
する酸素センサと、この酸素センサの出力電圧に基づい
て前記流量制御弁を開閉させるフィードバック制御手段
とを具備してなるものが知られている。

酸素センサは、理論空燃比近傍に存在する基準電圧を境
にして、混合気の空燃比がリーンになれば出力電圧が低
下し、リッチになれば出力電圧が。

上昇する。そのため、かかる特性を利用して、第６図お
よび本発明の先行技術として、例えば特開昭５６−１２
４６４７号公報に示されるように、酸素センサの出力電
圧が基準電圧を下回ると、流量制御弁の開度を一定値ｍ
１だけステップ状に絞り、その後序々に一定値ｎづつ一
定速度で絞って、吸入空気量を減少させるように設定し
ている。−方、基準電圧を上回ると、流量制御弁の開度
を一定値ｍ２だけステップ状に増加させて、その後序々
に一定値ｐづつ一定速度で増加させて、吸入空気量を増
量させるように設定している。

［発明が解決しようとする問題点コ ところが、酸素センサの出力電圧に基づいて流量制御弁
が開閉され、調整された混合気が燃焼して排出されるま
でには、時間遅れがある。そのため、流量制御弁の開度
の増加値ｐおよび減少値ｎの変化率を大きくすると、吸
入空気量の増減の変化速度が速くなるとともに、空燃比
の制御速度も速くなるが、走行中などの時々刻々の空燃
比の振れ幅が大きくなるため、排気ガス中の有害成分が
増加したり、ドライバビリティが悪化するという問題が
ある。

一方、流量制御弁の開度の増加値ｐおよび減少値ｎの変
化率を小さくすると、吸入空気量の増減の変化速度が遅
くなるとともに、空燃比の制御速度も遅くなるため、加
速時などの過渡状況についていけず、追従性が悪くなる
。また、走行中などの時々刻々の空燃比の振れ幅は小さ
くなるが、過渡期に排気ガス中の有害成分が増加したり
、ドライバビリティを悪化させることになる。

本発明は、以上のような問題点を解消することができる
気化器の空燃比制御装置を提供することを目的としてい
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような構
成を採用したものである。すなわち、本発明にかかる気
化器の空燃比制御装置は、燃焼室に供給する混合気の空
燃比を調節するために気化器（１）のエアブリード通路
（７）を開閉する流量制御弁（８）と、排気中の酸素濃
度を検出する酸素センサ（１５）と、この酸素センサ（
１５）の出力電圧と基準電圧との差の絶対値を検出する
絶対値検出手段（１６）と、この絶対値検出手段（１６
）により検出された絶対値に応じて前記流量制御弁（８
）の開度の変化率を変化させて、該流量制御弁（８）の
開度を決定する開度決定手段（１７）と、この開度決定
手段（１７）により決定された開度に基づいて前記流量
制御弁（８）の開度位置を調節し、燃焼室へ供給する混
合気の空燃比を理論空燃比近傍に維持するフィードバッ
ク制御手段（１８）とを具備してなることを特徴とする
。

［作用］ このような構成によれば、絶対値検出手段（１６）によ
って、空燃比のリッチ／リーン側での酸素センサ（１５
）の出力電圧と基準電圧との差の絶対値が検出される。

そして、開度決定手段（１７）は、検出された絶対値が
大きい場合には、流量制御弁（８）の開度の変化率を絶
対値に対応させて大きな値に変化させ、絶対値が小さな
場合には、流量制御弁（８）の開度の変化率を絶対値に
対応させて小さな値に変化せて、流量制御弁（８）の開
度を決定する。

しかして、フィードバック制御手段（１８）は、かかる
開度に基づいて、流量制御弁（８）の開度位置を調節す
ることになる。そのため、空燃比が理論空燃比からリッ
チ側若しくはリーン側へ大きくずれた状況下では、流量
制御弁（８）の開閉時の変化速度が速くなり、理論空燃
比近傍では、流量制御弁（８）の開閉時の変化速度が遅
くなる。

すなわち、空燃比が理論空燃比からリッチ側若しくはリ
ーン側へ大きくずれた状況下では、エアブリード通路（
７）を介して燃焼室へ供給される空気の増減の変化速度
が速くなり、増減量が多くなるとともに、空燃比の制御
速度も速くなる。一方、理論空燃比近傍では、王アブリ
ード通路（７）を介して燃焼室へ供給される空気の増減
の変化速度が遅くなり、空気の増減量が小さくなるとと
もに、空燃比の制御速度も遅くなる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を第２図〜第５図を参照して説
明する。

図中１はエンジンのインテークマニホールドに装着され
る気化器を示しており、２はそのミキシングチャンバ、
３はメインジェット、４はスロットルバルブ、５はフロ
ート室、６はエアブリードをそれぞれ示している。そし
て、このエアブリード６の始端部分をなすエアブリード
通路７に流量制御弁８を設け、この流量制御弁８の吸込
み口８ａを大気に開放している。

流量制御弁８は、尖頭状の弁体９を弁座１０に対して進
退させて、弁体９と弁座１０との間に形成される空気通
路の開口面積を変化させるようにしたもので、前記弁体
９は、ステッパモータ１１の作動ロッド１２の先端部に
取着しである。そして、上記ステッパモータ１１を電子
制御装置１３により制御し、第３図に概略的に示すよう
に、前記弁体９を全閉位置（０ステツプ）〜全開位置（
１００ステツプ）のうち、空燃比フィードバック制御中
は、理論空燃比近傍に設定された所定位置の前後で進退
するように設定しである。

一方、排気系に設けられた触媒コンバータ１４の上流に
は、酸素センサ１５を配置しである。この酸素センサ１
５は、第３図に示されるように、混合気の空燃比が理論
空燃比近傍に存在する基準電圧Ｅ。よりもリーン側にあ
って、排気ガス中の酸素濃度が高い場合には、低い出力
電圧Ｅ１を発生し、混合気の空燃比が基準電圧Ｅ。より
もリッチ側にあって、排気ガス中９酸素濃度が低い場合
には、高い出力電圧Ｅ工を発生し得るように構成された
ものである。

電子制御装置１３は、絶対値検出手段１６と、開度決定
手段１７と、フィードバック制御手段１８との役割を担
っている。この電子制御装置１３は、中央演算処理装置
１９と、記憶装置２０と、入・出力インターフェース２
Ｌ　２２等を備えている。そして、上記入力インターフ
ェース２１に、少なくとも前記酸素センサ１５からの信
号ｄが入力され、出力インターフェース２２から、前記
流量制御弁８に向けてフィードバック制御信号ｅが出力
されるようになっている。

また、上記電子制御装置１３には、第５図に概略的に示
すようなプログラムを内蔵しである。

先ず、ステップ５１では、エンジン冷却水の温度が設定
値以上で、かつフューエルカット実行中でないこと、あ
るいはエンジンが高負荷・高速状態でないこと等の空燃
比フィードバック条件が成立しているか否かを判断する
。空燃比フィードバック条件が成立していないと判断し
た場合には、ステップ５２で、酸素センサ１５からのフ
ィードバック制御信号ｅによる空燃比フィードバック制
御をしない旨を示す０をフラグＦＬＡＧにセットし、空
燃比フィードバック条件が成立していると判断した場合
にはステップ５３へ進む。ステップ５３では、酸素セン
サ１５の出力電圧Ｅ１を読込み、ステップ５４へ進む。

ステップ５４では、第３図に示すように、出力電圧Ｅ、
と基準電圧Ｅ。

との差の絶対値Ｅを読込むとともに、第４図に概略的に
示すように、絶対値Ｅの増加に伴って変化率が序々に大
きくなる流量制御弁８の開度Ｔの修正値Ｋを算出し、ス
テップ５５へ進む。ステップ５５では、酸素センサ１５
の出力電圧Ｅ１が基準電圧Ｅ。を上回っているか否か、
換言すれば、混合気の空燃比がリッチかリーンかを判断
する。空燃比がリーンであると判断した場合にはステッ
プ５６へ進み、リッチであると判断した場合にはステッ
プ５７へ進む。

ステップ５６では、空気を増量中か否かを判断し、増量
中であると判定した場合にはステップ５８へ進み、増量
中でないと判断した場合にはステップ５９へ進む。ステ
ップ５８では、流量制御弁８の開度Ｔを一定値Ｃ工だけ
ステップ状に減少させる。そして、この値Ｃ工を前回の
開度Ｔ。から減算して、今回の開度Ｔを決定する。ステ
ップ５９では、単位時間毎の減少度合いを修正値にと減
少値すとを乗じた値（Ｋｘｂ）に変更して、流量制御弁
８の開度Ｔを減少させる。そして、かかる値（ＫＸｂ）
を前回の開度Ｔｏから減算して、今回の開度Ｔを決定す
る。

一方、空燃比がリッチ状態である場合には、ステップ５
７で空気の減量制御中か否かが判定され、減量制御中で
ある場合にはステップ６０へ進み、減量制御中でない場
合にはステップ６１へ進む。

ステップ６０では、流量制御弁８の開度Ｔを一定値Ｃだ
けステップ状に増加させる。そして、この値Ｃを前回の
開度Ｔ。に加算して、今回の開度Ｔを決定する。ステッ
プ６１では、単位時間毎の増加度合いを修正値にと増加
値ａとを乗じた値（ＫＸａ）に変更して、流量制御弁８
の開度Ｔを増加させる。そして、かかる値（ＫＸａ）を
前回の開度Ｔ。に加算して、今回の開度Ｔを決定する。

なお、以上の手順は、空燃比のフィードバック制御中に
繰返し実行されるようになっている。

このような構成によると、空燃比のフィードバックを行
うための諸条件が成立している場合には、酸素センサ１
５からのフィードバック制御信号ｅに基づいて、空燃比
の調整が行われる。すなわち、酸素センサ１５の出力電
圧Ｅ１が基準電圧Ｅ。を下回り、空燃比がリーンである
場合には、流量制御弁８の開度Ｔが単位時間毎に修正値
にと予め設定された減少値すとを乗じた値（ＫＸｂ）づ
つ減少される。その際、酸素センサ１５の出力電圧Ｅ１
が比較的低く、絶対値Ｅが大きい場合、換言すれば、空
燃比が理論空燃比から離れた領域にある場合は、流量制
御弁８の開度Ｔの減少率が比較的急となる。そのため、
エアブリード通路７から燃焼室（図示せず）へ供給され
る空気の量は、理論空燃比から離れた領域では比較的急
激に絞られ、理論空燃比付近では緩やかに絞られること
になる。

一方、酸素センサ１５の出力電圧Ｅ１が基準電圧Ｅ。を
上回り、空燃比がリッチである場合には、流量制御弁８
の開度Ｔが単位時間毎に修正値にと増加値ａとを乗じた
値（ＫＸａ）づつ増加される。

その際、酸素センサ１５の出力電圧Ｅ、が比較的高く、
絶対値Ｅが大きい場合、換言すれば、空燃比がオーバリ
ッチ側にある場合には、流量制御弁８の開度Ｔの増加率
が比較的急となる。そのため、エアブリード通路７から
燃焼室へ供給される空気の量は、オーバリッチよりの領
域では比較的急激に増世され、理論空燃比近傍では緩や
かに増曾されることになる。

したがって、以上のような構成によると、空燃比が理論
空燃比から離れた領域では、エアブリード通路７を介し
て燃焼室へ供給される空気の量が比較的急激に増減され
るため、空燃比の制御速度が速められて、速やかに理論
空燃比近傍に収束されることになる。一方、空燃比が理
論空燃比近傍にある場合には、エアブリード通路７を介
して燃焼室へ供給される空気の量が緩やかに増減される
ため、空燃比の制御速度が緩やかとなり、空燃比のリッ
チ／リーンへの変化も緩やかなものとなる。

その結果、走行中などの時々刻々の空燃比の振れ幅が小
さくなり、空燃比が常に理論空燃比近傍に維持されるた
め、触媒コンバータ１４内での排気ガスの浄化効率が高
められる。しかも、加速時などの過渡域では、空燃比の
制御速度が速くなるため、ドライバビリティを向上させ
ることができる。

なお、上記実施例では、酸素センサの出力電圧と基準電
圧との差の絶対値に応じて流量制御弁の開度の修正値を
求め、この修正値を予め設定された増加値および減少値
に乗じて開度の増減率を変化させるようにしたが、開度
の増減率は、このような変更手順に限定さないのは勿論
である。例えば、空燃比のリーン／リッチ側での酸素セ
ンサの出力電圧と基準電圧との差の絶対値に応じて、予
め、流量制御弁の開度をマツプ化しておくようにしても
よい。

［発明の効果］ 以上叙述の如く、本発明では、酸素センサの出力電圧と
基準電圧との差の絶対値に応じて、燃焼室へ供給する空
気の量および増減速度を調節するようにしているので、
理論空燃比から離れた領域では、空燃比の制御速度が速
められ、理論空燃比近傍では空燃比の制御速度を緩やか
にすることができる。爾の結果、空燃比が従来のものに
比して、さらに理論空燃比近傍に維持されるので、エミ
ッションの悪化が無理なく防止できるとともに、過渡期
のドライバビリティを略確実に向上させることができる
制御精度に優れた気化器の空燃比制御装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を明示するための構成説明図、第２図
〜第５図は本発明の一実施例を示し、第２図は概略的な
構成説明図、第３図および第４図は制御の設定条件を示
す図、第５図は制御手順を示すフローチャート図である
。第６図は従来例を示す図である。 １・・・気化器 ７・・・エアブリード通路 ８・・・流口制御弁 １３・・・電子制御装置 １５・・・酸素センサ １６・・・絶対値検出手段 １７・・・開度決定手段 １８・・・フィードバック制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室に供給する混合気の空燃比を調節するために気化
   器のエアブリード通路を開閉する流量制御弁と、排気中
   の酸素濃度を検出する酸素センサと、この酸素センサの
   出力電圧と基準電圧との差の絶対値を検出する絶対値検
   出手段と、この絶対値検出手段により検出された絶対値
   に応じて前記流量制御弁の開度の変化率を変化させて、
   該流量制御弁の開度を決定する開度決定手段と、この開
   度決定手段により決定された開度に基づいて前記流量制
   御弁の開度位置を調節し、前記燃焼室へ供給する混合気
   の空燃比を理論空燃比近傍に維持するフィードバック制
   御手段とを具備してなることを特徴とする気化器の空燃
   比制御装置。