JPH01294949A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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付近の値に維持されて
いないと、排気ガス中に含まれるＣ０１ＨＣ％Ｎ０８の
全てを効率よ（浄化させることができない。このため、
気化器を備えたものでは、一般に、エアブリード通路を
開閉する流量制御弁と、排気ガス中の酸素濃度を検出す
る酸素センサと、この酸素センサからの出力電圧に基づ
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空燃比制御装置を設けて、エンジン
に供給する混合気の空燃比を理論空燃比付近に維持する
ようにしている。

ところで、混合気を常に理論空燃比付近に維持すること
は、必ずしも好ましいものではなく、例えば高負荷、高
回転域では空燃比をリッチ側に設定して加速性能等を向
上させるようにしている。

しかしながら、エンジン回転数が上昇するにつれて、排
気ガス量および排気ガス中の未燃焼ガスや残留酸素など
が増加し、触媒温度が上昇する。このため、本発明の先
行技術として、例えば特開昭６１−２８３７４２号公報
に示されるように、空燃比がリッチ側に移行するに伴っ
て排気ガス温度が低下する性質を利用し、エンジンの高
負荷、高回転域で排気ガス温度が所定値を越えた場合に
は、空燃比をさらにリッチ側に操作して触媒の過熱を防
止するようにしているものもある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような構成によると、エンジン回転
数が前記所定値に略対応する前後で変化している場合に
は、触媒の過熱防止に有効であるが、エンジン回転数が
前記所定値に対応する回転数を上回ってさらに上昇し続
けた場合には、排気ガス量がこれに伴って増加するため
、触媒温度を十分に低下させることが困難となる。

本発明は、このような不具合を招くことなく、前述の課
題を解消することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、第１図に示すよ
うに、気化器の空燃比制御装置を、エンジンに供給する
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
ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ（１５）と、空
燃比を一定に制御するために前記酸素センサ（１５）か
らの出力電圧に基づいて前記流量制御弁（８）を開閉さ
せるフィードバック制御手段（１６）と、エンジン回転
数が所定値を上回った場合に前記フィードバック制御手
段（１６）による制御を解除するとともに前記所定値を
上回る各エンジン回転数に対応させて前記流量制御弁（
８）を空燃比リッチ側に設定したそれぞれの弁保持位置
に固定保持する弁保持手段（１７）とを具備してなるこ
とを特徴とする。

［作用コ このような構成によれば、エンジン回転数が所定値を下
回っている場合には、酸素センサ（１５）の出力電圧に
基づき、フィードバック制御手段（１６）によって空燃
比を一定に制御するためのフィードバック制御が行われ
る。

一方、エンジン回転数が所定値を上回り、高負荷、高回
転域にある場合には、弁保持手段（１７）によって空燃
比のフィードバック制御が停止されるとともに、流量制
御弁（８）が空燃比リッチ側の弁保持位置に固定保持さ
れる。そして、エンジン回転数が所定値を上回ってさら
に上昇し続けると、弁保持手段（１７）により、流量制
御弁（８）が各エンジン回転数に対応させて空燃比がさ
らにリッチ側となるそれぞれの保持位置に段階的に固定
保持される。このため、エアブリード通路（７）を介し
て供給される空気量が序々に絞られ、空燃比がエンジン
回転数の上昇につれて序々にリッチ側へと変化すること
になる。

［実施例］ 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ＡＢＣＶ８を設け、この流量制御弁
ＡＢＣＶ８の吸込口８ａを大気に開放している。流量制
御弁ＡＢＣＶ８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ことによって空気の流通量
を制御す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を後述する電子制御装
置１３により制御し、前記弁体９を全開位置（０ステツ
プ）乃至全開位置（１００ステツプ）のうち、空燃比フ
ィードバック制御中は、理論空燃比付近に対応する制御
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、混合気の空燃比が理論空燃比の近傍に存在する変
換点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を発生し、混合気の空燃比が前
記変換点よりもリッチ側にあって排気ガス中の酸素濃度
が低い場合には高い出力電圧を発生し得るように構成さ
れたものである。

前記電子制御装置１３は、マイクロコンピュータユニッ
トからなり、フィードバック制御手段１６と、弁保持手
段１７としての機能を担っている。

この電子制御装置１３は、中央演算処理装置１８と、メ
モリー１９と、入・出力インターフェース２０．２１と
を有している。そして、入力インターフェース２０に少
くとも前記酸素センサ１５からの信号ａと、エンジン回
転数を検出する回転数センサ２２からの信号ｂ１吸気圧
を検出する圧力センサからの信号、エンジン冷却水の温
度を検出する水温センサからの信号、およびアイドルス
イッチ（図示せず）からの０Ｎ−ＯＦＦ信号等、空燃比
のフィードバック制御を行うか否かを判断するのに必要
な信号がそれぞれ入力されるようになっている。出力イ
ンターフェース２１からは、前記流量制御弁ＡＢＣｖ８
に向けてフィードバック制御信号Ｃ若しくは弁保持信号
ｄが出力されるようになっている。

また、この電子制御装置１３には、高回転域でのフィー
ドバック制御を停止する直前の領域（例えば３０００〜
３５００ｒｐｍ）で、流量制御弁ＡＢＣＶ８の制御位置
の中央値を学習させるために、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。まず、ステップ５１で
は、フィードバック制御開始時の流量制御弁ＡＢＣＶ８
の高開度側の制御位置若しくは低開度側の制御位置を初
期値とする１を番地ｎにセットしてステップ５２へ進む
。

ステップ５２では、流量制御弁ＡＢＣＶ８の前回の高開
度側（若しくは低開度側）の制御位置Ｐｎと前回の低開
度側（若しくは高開度側）の制御位置Ｐｆｉ＋ｌとの平
均値と、フィードバック制御開始時の流量制御弁ＡＢＣ
Ｖ８の制御位置の中央値Ｘ（なお、この場合の中央値Ｘ
は、気化器１の制御誤差等を考慮し、流量制御弁ＡＢＣ
Ｖ８の制御中心付近に対応する５５ステツプとしである
）とを比較し、前記平均値が大きい場合にはステップ５
３へ進み、中央値Ｘが大きいと判断した場合にはステッ
プ５４へ進む。ステップ５３では、前回の制御位置の平
均値と中央値Ｘとの差が５ステップ以上か否かを判断し
、５ステップ以上であると判断した場合にはステップ５
５へ進み、５ステップ未満であると判断した場合にはス
テップ５７へ進む。ステップ５４では、前回の制御位置
の平均値と中央値Ｘとの差が５ステップ以上か否かを判
断し、５ステップ以上であると判断した場合にはステッ
プ５６へ進み、５ステップ以上でないと判断した場合に
はステップ５７へ進む。ステップ５５では中央値Ｘに１
を加算した値を番地Ｘにセットしてステップ５７に進む
。ステップ５６では中央値Ｘから１を減算した値を番地
Ｘにセットしてステップ５７に進む。ステップ５７では
、流量制御弁ＡＢＣＶ８の制御回数を示す値ｎに１を加
算した値を番地ｎにセットしてステップ５２へ戻る。

そして、このような制御を繰返し実行している間に、エ
ンジン回転数が高回転域に定めた所定値（例えば３５０
０ｒｐｍ）を上回ると、フィードバック制御を停止する
とともに、フィードバック制御を停止する直前の中央値
Ｘを基準にして、流量制御弁ＡＢＣＶ８を空燃比リッチ
側に設定したそれぞれの弁保持位置に段階的に固定保持
するようにしである。具体的には、第４図に概略的に示
すように、前記所定値を上回る各エンジン回転数（例え
ば５００　ｒｐｍ毎）に対応させて、流量制御弁ＡＢＣ
Ｖ８をそれぞれの保持位置に段階的に移行させるように
しである。

このような構成によると、エンジン始動後所定時間経過
しており、アイドルスイッチが０ＦＦ（スロットルバル
ブ４が開弁状態）で、エンジン回転数が低回転域に定め
た設定値を上回っている場合等のフィードバック制御を
行うための条件が全て成立している場合には、酸素セン
サ１５からの信号ａに基づいてフィードバック制御が行
われる。すなわち、酸素センサ１５からの出力電圧が変
換点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、流量制御弁ＡＢＣＶ８の開度を一定値だけ
ステップ状に絞り、その後序々に所定値づつ減少させて
い（。他方、酸素センサ１５の出力電圧が変換点よりも
リッチ側にあって排気ガス中の酸素濃度が低い場合には
、流量制御弁ＡＢＣＶ８の開度を一定値だけステップ状
に増加させ、その後序々に所定値づつ増加させる。そし
て、このような制御をフィードバックの制御領域でエン
ジンの運転中繰返し実行することにより、混合気の空燃
比を理論空燃比付近の値に維持する制御を行う。

一方、エンジン回転数が高負荷域に定めた所定値を上回
ると、フィードバック制御が停止されるとともに、流量
制御弁ＡＢＣＶ８の制御位置の中央値Ｘを基準にして、
該流量制御弁ＡＢＣＶ８が空燃比リッチ側の弁保持位置
に固定保持される。そして、流量制御弁ＡＢＣＶ８を固
定保持している間にエンジン回転数がさらに上昇すると
、流量制御弁ＡＢＣＶ８が各エンジン回転数に対応する
それぞれの弁保持位置へと段階的に固定保持され、流量
制御弁ＡＢＣＶ８の保持位置が空燃比リッチ側へと序々
に移行していく。換言すれば、エンジン回転数が前記所
定値まで下降する場合には、流量制御弁ＡＢＣＶ８の保
持位置が各エンジン回転数に対応して理論空燃比側へと
序々に移行していくことになる。そして、エンジン回転
数が前記所定値を下回り、フィードバック制御を行うた
めの諸条件が成立している場合には、再び酸素センサ１
５からの信号ａに基づくフィードバック制御が行われる
。

したがって、以上のような構成によれば、フィードバッ
ク制御が停止された高負荷域では、エンジン回転数が上
昇するに伴って、流量制御弁ＡＢＣＶ８の保持位置が低
開度側へと段階的に移行し、エアブリード通路７を介し
て供給される空気の量が序々に絞られていくため、空燃
比はエンジン回転数の上昇につれて序々にリッチ側へと
移行する。

このため、エンジン回転数の上昇に伴って昇温する傾向
にある触媒コンバータ１４内の三元触媒の温度上昇が抑
制されるとともに、加速性能も向上するという効果が得
られる。

また、この実施例では、高回転域でのフィードバック制
御を停止する直前の領域で、流量制御弁ＡＢＣＶ８の制
御位置の中央値Ｘを学習するとともに、フィードバック
制御を停止する直前の中央値Ｘを基準にして、流量制御
弁ＡＢＣＶ８を空燃比リッチ側の所定位置へ固定保持さ
せるようにしている。このため、フィードバック制御を
停止して空燃比をリッチ側へ移行させる際に、空燃比の
急激な変化が防止できる。

以上、本発明の一実施例について述べたが、本発明は上
記実施例に限定されないのは勿論である。

例えば、流量制御弁の保持位置等は、図面に示す場合に
限らず、さらに細か（設定するようにしてもよい。

また、流量制御弁の制御の中央値を更新させる場合に、
中央値が頻繁に書き換えられるのを防止するために、叙
述の如く一定幅をもたせておくのが望ましい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明では、高回転域で空燃比を
リッチ側にするだけでなく、エンジン回転数に対応させ
て空燃比を段階的に調節し、三元触媒の温度を精度よく
管理するようにしているので、三元触媒の劣化が抑制で
きるとともに、加速性能を向上させことができるという
有益な効果を得ることができる。

【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図は全体の構成
を示す概略的な説明図、第３図は流量制御弁の制御態様
を示す図、第４図は流量制御弁の保持位置とエンジン回
転数との関係を示す図、第５図は制御手順を示すフロー
チャート図である。 １・・・気化器 ７・・・エアブリード通路 ８・・・流量制御弁 １３・・・電子制御装置 １４・・・触媒コンバータ １５・・・酸素センサ １６・・・フィードバック制御手段 １７・・・弁保持手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン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
   ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサと、空燃比を一
   定に制御するために前記酸素センサからの出力電圧に基
   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、エンジン回転数が所定値を上回った場合に前記
   フィードバック制御手段による制御を解除するとともに
   前記所定値を上回る各エンジン回転数に対応させて前記
   流量制御弁をリッチ側に設定したそれぞれの弁保持位置
   に固定保持する弁保持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。