JPH01277642A - 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
値となるように空燃比をフィードバック制御するについ
て、この空燃比の調整を吸入空気量の制御によって行う
ようにした技術が、例えば、特開昭５９−９９０５６号
公報に見られるように公知である。

また、空燃比のフィードバック制御を行うについて、空
燃比の調整を燃料供給量の調整によって行うことも知ら
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかして、空燃比のフィードバック制御を吸入空気量制
御によって行うようにした場合には、この空燃比フィー
ドバック制御用の吸入空気をスロットル弁の下流側に吸
入することから、アイドル時スロットル弁を通らずに吸
入される空気量が増大し、その分スロットル弁のイニシ
ャル開度を閉じ側に設定する必要があり、アイドル回転
数の設定が低い場合などには、このスロットル弁を全開
状態としても所望のアイドル回転数まで低下しない恐れ
がある。

すなわち、例えば、検出空燃比がリッチ側の場合には吸
入空気量を増量補正して空燃比を目標値に収束させるよ
うなフィードバック制御を行うが、バージエア、ブロー
パイガスなどの供給と相俟って全体の吸入空気量が増大
してエンジン回転数が高くなり、アイドル回転数の収束
ができなくなる可能性がある。

一方、空燃比のフィードバック制御を燃料供給制御によ
って行う場合には、前記吸入空気量制御の場合のように
アイドル回転数の収束不能が発生することはないが、低
負荷状態のように吸入空気量が少ないと供給された燃料
の一部が吸気通路壁面に付着して流入することから、補
正信号の出力から検出空燃比の変動までの遅れ時間が長
くなって制御応答性が低くなる問題を有する。

そこで本発明は上記事情に鑑み、アイドル時におけるア
イドル回転数への収束を確保しつつ非アイドル時におけ
る空燃比フィードバック制御の応答性を向上するように
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。

（課題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、燃
料供給量の調整によって空燃比を変化させる第１空燃比
調整手段と、吸入空気量の調整によって空燃比を変化さ
せる第２空燃比調整手段と、空燃比検出手段の出力を受
は第１空燃比調整手段をフィードバック制御する第１フ
ィードバック手段と、空燃比検出手段の出力を受は第２
空燃比調整手段をフィードバック制御する第２フィード
バック手段と、アイドル状態検出手段の出力を受け、ア
イドル時は第１フィードバック手段による空燃比のフィ
ードバック制御を行う一方、非アイドル時は第２フィー
ドバック手段による空燃比のフィードバック制御を行う
ように切換えるフィードバック切換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を、燃料供給量の
調整によって、変化させる第１空燃比調整手段Ａを設け
ると共に、吸入空気量の調整によって変化させる第２空
燃比調整手段Ｂを設ける。上記第１空燃比調整手段Ａと
しては、気化器のスロー燃料もしくはブリードエア量の
調整またはインジェクタからの燃料噴射量の調整等によ
って燃料供給量を変更するものが使用され、また、第２
空燃比調整手段Ｂとしては、バイパスエア量もしくはス
ロットル開度調整等によって吸入空気量を変更するもの
が使用される。

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
号は第１および第２フィードバック手段り、Ｆに出力さ
れる。

第１フィードバック手段りは、エンジンＥに供給する混
合気の空燃比を目標空燃比とす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信号を前記第１
空燃比調整手段Ａに出力するものである。また第２フィ
ードバック手段Ｆは、同様にエンジンＥに供給する混合
気の空燃比を目標空燃比とす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信号を前記第２空
燃比調整手段Ｂに出力するものである。

一方、エンジンＥのアイドル運転状態を検出するアイド
ル状態検出手段Ｇを設け、該アイドル状態検出手段Ｇの
信号がフィードバック切換手段Ｈに出力される。このフ
ィードバック切換手段Ｈは、フィードバック切換信号を
第１および第２フィードバック手段り、Ｆに出力するも
のであり、アイドル時は前記第１フィードバック手段り
によって空燃比を燃料供給量制御によってフィードバッ
ク制御する一方、非アイドル時は前記第２フィードバッ
ク手段Ｆによって空燃比を吸入空気量制御によってフィ
ードバック制御するように、切換え制御を行うものであ
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り、アイドル時には
空燃比フィードバック制御を燃料供給量の調整で行って
、吸入空気量の制御による回転上昇の発生を防止してア
イドル回転数への収束を確保し、一方、非アイドル時に
は空燃比フィードバック制御を吸入空気量の調整で行っ
て、燃料供給量の制御による制御遅れを改善して良好な
制御応答性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からの排気ガスが排気
通路７よって触媒装置８を経て排出される。上記吸気通
路５の途中には、気化器１０が配置されると共に、スロ
ットル弁１１をバイパスするバイパス通路１２が設けら
れ、このバイパス通路１２にエアコントロールバルブ１
３が介装されている。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１４が、排気通路７の開口部
分には排気弁１５が各々配置されている。

アイドル時にエンジン１に供給する混合気の空燃比は、
前記気化器１０によるスロー燃料の供給量によって調整
されるものであり、フロート室１７からのメイン燃料通
路１８から分岐したスロー燃料通路１９に燃料コントロ
ールソレノイド２０が介装されている。このスロー燃料
通路１９は、スロージェット２１で計量された燃料が、
さらに燃料コントロールソレノイド２０によって供給量
が調整され、この燃料にスローエアブリード２２によっ
てブリードエアが混入され、微粒化された燃料がスロッ
トル弁１１近傍のスローボート２３およびアイドルポー
ト２４から吸気通路５に供給される。

また、非アイドル時にエンジン１に供給する混合気の空
燃比は、一端がエアクリーナ６のクリーンサイドに接続
され、他端がスロットル弁１１下流の吸気通路５に接続
されたバイパス通路１２の途中に介装されたエアコント
ロールバルブ１３で吸入空気量を調整して行う。このエ
アコントロールバルブ１３は、その作動量でバイパスエ
ア量を調整し、スロットル弁１１の開度調整によらない
吸入空気量を供給する。

上記燃料コントロールソレノイド２０およびエアコント
ロールバルブ１３には内部にＣＰＵ等を有するコントロ
ーラ２５から制御信号（燃料噴射パルス）が出力されて
、燃料供給量もしくは吸入空気量の調整によって空燃比
がフィードバック制御される。上記コントローラ２５に
は、排気通路７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センサ２６から
の空燃比信号、エンジン回転数を検出するために回転セ
ンサ２７からのエンジン回転信号、エンジン温度を冷却
水温度から検出する水温センサ２８からの水温信号、吸
気通路５に介装され所定値以上の吸気負圧となるとＯＮ
作動するブーストスイッチ２９からの負圧信号、スロッ
トル弁１１の全開状態でＯＮ作動するスロットルスイッ
チ３０からのスロットル信号がそれぞれ入力される。

前記コントローラ２５はエンジン回転数Ｎとスロットル
スイッチ３０およびブーストスイッチ２９の信号に基づ
くエンジン負荷Ｂとから、第４図に示すような特性に基
づいて、燃料供給量制御によるフィードバックゾーンＩ
か、吸入空気量制御によるフィードバックゾーン■か、
フィードバック解除ゾーン■かを判定する。すなわち、
燃料フィードバックゾーンＩは、エンジン回転数Ｎが第
１設定値Ｎｌ　　（例えば８００ｒｐｍ）以下で、スロ
ットルスイッチ３０がＯＮとなる第１負荷Ｂ１以下のア
イドル領域に設定され、また、エアフィードバックゾー
ン■は、上記アイドルゾーンより高負荷高回転ゾーンで
、エンジン回転数Ｎが第２設定値Ｎｚ　　（例えば４０
００ｒｐａ＋　）以下でブーストスイッチ２９がＯＮと
なる第２負荷８２以下の非アイドル領域に設定され、こ
れより高負荷高回転領域がフィードバックを停止するフ
ィードバック解除ゾーン■に設定されている。

次に、上記コントローラ２５による空燃比のフィードバ
ック制御を第３図のフローチャートに基づいて説明する
。スタート後、ステップ８１〜Ｓ３でエンジン回転数Ｎ
２水温Ｔｗ、ブーストスイッチ２９およびスロットルス
イッチ３０の信号を読み込む。そして、ステップＳ４で
水温Ｔｗがフィードバック開始温度Ｔｏ　　（例えば６
０℃）以上の温間状態か否かを判定し、温間状態（ＹＥ
Ｓ）の場合には、ステップＳ５でエンジン回転数Ｎが前
記第２設定値Ｎ２　（例えば４００Ｏｒｐｍ　）以下か
否かを判定すると共に、ステップＳ６でブーストスイッ
チ２９がＯＮ作動しているか否かを判定する。

上記ステップＳ５およびＳ６の判定がＹＥＳでフィード
バックゾーンｌ、■にある場合には、ステップＳ７でス
ロットルスイッチ３０がＯＮ作動しているか否かを判定
すると共に、ステップＳ８でエンジン回転数Ｎが前記第
１設定値Ｎ、（例えば８００ｒｐｍ）以下否かを判定す
る。

そして、上記ステップＳ７およびＳ８の判定がＹＥＳの
場合、すなわちアイドル領域で燃料フィードバックゾー
ンｌにある時には、ステップＳ９で空燃比センサ２６に
よる検出空燃比が目標空燃比となるように燃料コントロ
ールソレノイド２０の作動による空燃比のフィードバッ
ク制御を実行する。

また、前記ステップＳ８の判定がＮＯで、スロットル弁
１１が全閉でエンジン回転数Ｎが第１設定値Ｎ！より高
い場合すなわち減速時には、ステップ３１２で固定設定
された制御信号によって燃料コントロールソレノイド２
０の制御を行い、減速状態からステップＳ９のフィード
バック復帰時の燃料のつながりを確保するようにしてい
る。

一方、前記ステップＳ７の判定がＮＯで、エアフィード
バックゾーン■にある時には、ステップＳｌｌで空燃比
センサ２６による検出空燃比が目標空燃比となるように
エアコントロールバルブ１３の作動による空燃比のフィ
ードバック制御を実行する。

また、前記ステップ８４〜Ｓ６のいずれかの判定がＮｏ
で、冷間時もしくはフィードバック解除ゾーン■にある
場合には、ステップＳＩＯでリッチ側に固定設定された
制御信号によってエアコントロールバルブ１３の制御を
行う。

上記のような実施例によれば、アイドル時には燃料コン
トロールソレノイド２０の作動を制御し、燃料供給量調
整によって空燃比をフィードバック制御するようにした
ことにより、スロットル弁１１をバイパスして供給され
る吸気量の増大を伴うことなく空燃比のフィードバック
制御が行え、エンジン回転数をアイドル回転数に収束さ
せることができる。また、エンジン回転数もしくはエン
ジン負荷の増大による非アイドル領域では、エアコント
ロールバルブ１３の作動を制御し、吸入空気ｉ調整によ
って空燃比をフィードバック制御するようにしたことに
より、燃料の壁面付着による供給遅れを伴うことなく高
い制御応答性で空燃比のフィードバックが行え、制御精
度が向上しエミッション性、燃費性が改善できるもので
ある。

尚、フィードバックゾーンの判定は、前記のようなスロ
ットルスイッチ３０、ブーストスイッチ２９によって負
荷状態を判定する他に、吸入空気量、吸気負圧、スロッ
トル開度等の負荷に関連する信号に基づいて判定すれば
よい。また、燃料供給量もしくは吸入空気量による空燃
比の変更装置としては、前記燃料コントロールソレノイ
ド２０もしくはエアコントロールバルブ１３によるもの
のほか、公知の空燃比調整手段が適宜採用可能である。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、アイドル状態の検出に応
じて、アイドル時は第１フィードバック手段による空燃
比のフィードバック制御を行う−方、非アイドル時は第
２フィードバック手段による空燃比のフィードバック制
御を行うように切換えるようにしたことにより、アイド
ル時には燃料供給量の調整で空燃比フィードバック制御
を行って、吸入空気量の制御による回転上昇の発生を防
止しつつアイドル時のアイドル回転数への収束を確保す
ると共に、非アイドル時には空燃比フィードバック制御
を吸入空気量の調整で行って、燃料供給量の制御による
制御遅れを改善して良好な制御応答性を得ることができ
るものである。

【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、 第４図はエンジン回転数と負荷との関係におけるフィー
ドバックゾーンの設定例を示す説明図である。 Ｅ、　　１・・・・・・エンジン、Ａ・・・・・・第１
空燃比調整手段、Ｂ・・・・・・第２空燃比調整手段、
Ｃ・・・・・・空燃比検出手段、Ｄ・・・・・・第１フ
ィードバック手段、Ｆ・・・・・・第２フィードバック
手段、Ｇ・・・・・・アイドル状態検出手段、Ｈ・・・
・・・フィードバック切換手段、］０・・・・・・気化
器、１２・・・・・・バイパス通路、１３・・・・・・
エアコントロールバルブ、２０・・・・・・燃料コント
ロールソレノイド、２５・・・・・・コントローラ、２
６・・・・・・空燃比センサ。 第１図 第４図 ニレ〉ン０申ム数Ｎ 第３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、燃
   料供給量の調整によって空燃比を変化させる第１空燃比
   調整手段と、吸入空気量の調整によって空燃比を変化さ
   せる第２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
   するように上記第１空燃比調整手段をフィードバック制
   御する第１フィードバック手段と、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
   燃比とするように上記第２空燃比調整手段をフィードバ
   ック制御する第２フィードバック手段と、エンジンのア
   イドル運転状態を検出するアイドル状態検出手段と、該
   アイドル状態検出手段の出力を受け、アイドル時は前記
   第１フィードバック手段によって空燃比をフィードバッ
   ク制御する一方、非アイドル時は前記第２フィードバッ
   ク手段によって空燃比をフィードバック制御するように
   切換えるフィードバック切換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。