JPH0329982B2

JPH0329982B2 -

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Publication number: JPH0329982B2
Application number: JP60143449A
Authority: JP
Priority date: 1985-06-29
Filing date: 1985-06-29
Publication date: 1991-04-25
Also published as: JPS623158A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主として自動車のエンジン等に適用
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使用されている。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
（14.5）付近の値に維持されていないと排気ガス
中に含まれるNO_X，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、気化器のエアブリード通路に流量制
御弁（いわゆるエアブリードコントロールバル
ブ）を設けておき、この流量制御弁を排気中の酸
素濃度を検出するO₂センサの出力に基いてフイ
ードバツク制御することによつて、エンジンに供
給する混合気の空燃比を前述した理論空燃比の近
傍に維持し得るようにした空燃比制御装置（いわ
ゆるフイードバツクキヤブシステム）が開発され
使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、単にこれだけのものでは、アイドル
放置等により気化器の温度が上昇した場合に不都
合が生じ易い。すなわち、高温雰囲気下でエンジ
ンをアイドリング運転状態のまま放置したような
場合には、気化器の温度が異常に高くなつてフロ
ート室や燃料通路内等のガソリンにベーパが発生
することがある。その結果、エンジンの安定燃焼
が損なわれてアイドル回転が不安定になり、エン
ジンストールを招き易いという問題がある。

本発明者は、かかる問題点を解消するために
種々の実験を重ねた結果、アイドル回転が不安定
になつた場合には、O₂センサの出力が大きくハ
ンチング状態で変化するため、この出力によりそ
のラフアイドル状態を検出することができるとい
う点、および、アイドル回転数が不安定になつた
場合には、空燃比を理論空燃比の近傍に制御する
フイードバツク制御を休止して、前記流量制御弁
をフイードバツク制御時の平均開度よりもリツチ
側に設定した保持位置に固定することによつてエ
ンジンの回転を安定化することができるという事
実を見い出した。

本発明は、このような事情および究明結果に基
いてなされたもので、ラフアイドル状態を簡単に
検出してそれに対処することができ、アイドル放
置時等におけるエンジンストールの発生を確実且
つ効果的に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、このような目的を達成するために、
気化器１のエアブリード通路６，７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O₂
センサ１４と、このO₂センサ１４からの信号に
基いて前記流量制御弁８を開閉させエンジンに供
給する混合気の空燃比を設定値に制御するフイー
ドバツク制御手段Ａと、前記O₂センサ１４から
の信号に基いてエンジンのアイドル回転が不安定
になつた旨を検出するラフアイドル検知手段Ｂ
と、このラフアイドル検知手段Ｂによりアイドル
回転が不安になつた旨が検知された場合に前記フ
イードバツク制御手段Ａによる制御を排除して前
記流量制御弁８の開度をフイードバツク制御時の
平均ステツプ位置の学習値（LAMDA）に冷却
水温に応じて変化する暖機補正係数（BFWL）
を乗じてなるリツチ側保持位置に保持するラフア
イドル時制御手段Ｃとを具備してなるものにした
ことを特徴とする。

［作用］このような構成によれば、通常は、流量制御弁
８がフイードバツク制御手段Ａの制御支配下にお
かれ、O₂センサ１４からのフイードバツク信号
に基く空燃比一定の制御が行なわれる。

一方、この状態で、高温雰囲気下に放置される
等の原因により気化器１にベーパが発生してエン
ジンの回転が不安定になると、O₂センサ１４の
出力が激しく昇降し、いわゆるハンチング状態と
なる。それをラフアイドル検知手段Ｂが検知する
と、ラフアイドル時制御手段Ｃの働きにより前記
流量制御弁８が前記フイードバツク制御手段Ａの
制御支配下から開放され、リツチ側保持位置
（HLDOL）に固定される。なお、このリツチ側
保持位置（HLDOL）は、フイードバツク制御時
の平均ステツプ位置の学習値に冷却水温に応じて
変化る暖機補正係数（BFWL）を乗じてなるも
のであり、運転状態に応じて変化する。そのた
め、暖機補正係数（BFWL）を適切に設定して
おきさえすれば、いかなる運転状態でラフアイド
ルが発生しても、必要かつ最小限の空燃比リツチ
制御を行うことが可能となる。そのため、ラフア
イドル時に流量制御弁８を一定のリツチ側の保持
位置に固定する場合に比べて、燃料経性やエミツ
シヨンを良好な状態に保つことができる。

［実施例］以下、本発明の一施例を第２図〜第６図を参照
して説明する。

図中１は自動車用エンジンの気化器を示してお
り、２はこの気化器１のミキシングチヤンバ、３
はメインジエツト、４はスロツトルバルブ、５は
フロート室、６，７はエアブリード通路である。
そして、このエアブリード通路６，７を流量制御
弁８により開閉し得るようにしている。

流量制御弁８は、入口８ａを大気に開放すると
ともに出口８ｂを前記エアブリード通路６，７に
接続した弁箱９内に弁座１１と針弁１２とを設け
ている。そして、この針弁１２をステツパモータ
１３により弁座１１方向に進退させて前記エアブ
リード通路６，７内に流入する外気の量を制御し
得るように構成されている。この実施例では、前
記ステツパモータ１３が０ステツプから100ステ
ツプまで作動することにより、前記針弁１２が全
閉位置から全開位置にまで移動するように設定し
てある。

また、１４は三元触媒コンバータの上流側に位
置する排気管１５に設けたO₂センサである。こ
のO₂センサ１４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つ
て排気ガス中の酸素濃度が高い場合にはLowレ
ベル電圧を出力し、逆に混合気の空燃比が前記変
換点よりもリツチ側にあつて排気ガス中の酸素濃
度が低い場合にはHiレベル電圧を出力するよう
になつている。

さらに、２１は前記流量制御弁８を制御するた
めのマイクロコンピユータシステムであり、フイ
ードバツク制御手段Ａ、ラフアイドル検知手段Ｂ
およびラフアイドル時制御手段Ｃとしての役割り
を担つている。

このマイクロコンピユータシステム２１は、中
央演算処理装置２２と、メモリ２３と、インター
フエース２４，２５とを備えている。そして、入
力側のインターフエース２４に、少なくとも前記
O₂センサ１４からの信号ａ、アイドルスイツチ
２６からの信号ｂ、水温センサ２７からの信号ｃ
および車速センサ２８からの信号ｄが入力される
とともに、出力側インターフエース２５から前記
流量制御弁８に向けてフイードバツク制御信号ｅ
またはラフアイドル時制御信号ｆが出力されるよ
うになつている。アイドルスイツチ２６は、前記
スロツトルバルブ４が閉止位置に復帰している場
合にON状態となるスイツチである。水温センサ
２７は、エンジンの冷却水温を検出するためのも
ので、前記冷却水温をアナログ電気信号に変換す
るサーミスタ（図示せず）と、このサーミスタの
出力をデジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換器
（図示せず）とを具備してなる。また、車速セン
サ２８は、車両の走行速度を検出するためのもの
で、例えば、速度表示用のセンサを利用してい
る。

そして、前記マイクロコンピユータシステム２
１には、第３図に概略的に示すようなプログラム
が内蔵させてある。

すなわち、まず、ステツプ５１でO₂センサ１
４からの信号ａ、アイドルスイツチ２６からの信
号ｂ、水温センサ２７からの信号ｃおよび車速セ
ンサ２８からの信号ｄ等を入力する。次いで、ス
テツプ５２でアイドル時のフイードバツク制御を
行なうための条件が成立しているか否かを判断す
る。すなわち、概略的は、エンジンの冷却温が
60℃以上であるという条件、および、車速が10
Km以下でアイドルスイツチがON状態にあるとい
う条件が共に満たされた場合に、アイドルフイー
ドバツク条件が成立したとしてステツプ５３へ進
むようにしている。ステツプ５３ではO₂センサ
１４の出力が上側設定値0.6Vを上まつているか
否かを判断し、上まわつている場合にはステツプ
５４へ進み、上回つていない場合にはステツプ５
５へ進む。ステツプ５４では、上側インクリメン
トカウンタCHIGHをクリアしてステツプ５６へ
進む。ステツプ５６では、下側インクリメントカ
ウンタCLOWのカウント値が１秒未満か否かを
判断し、１秒未満の場合にはステツプ５７へ、１
秒以上の場合にはステツプ７１へ進む。ステツプ
５７では、フラグFCNTHに１がセツトされてい
るか否かを判断し、１がセツトされている場合に
は直接ステツプ８１へ進むが、１がセツトされて
いない場合にはステツプ５８でフラグFCNTHに
１をセツトするとともに、ステツプ５９でフラグ
FCNTLをクリアしてステツプ８０に進む。ステ
ツプ８０では、カウンタCNTを１だけインクリ
メントして前記ステツプ８１へ進む。一方、前記
ステツプ５３からステツプ５５へ進んだ場合に
は、前記O₂センサ１４の出力が下側設定値0.3V
を下回つているか否かを判断し、下回つている場
合にはステツプ６１へ移り、下回つていない場合
は直接前記ステツプ８１へ進む。ステツプ６１で
は下側インクリメントカウンタCLOWをクリア
し、ステツプ６２へ進む。ステツプ６２では、上
側インクリメントカウンタCHIGHのカウント値
が１秒未満か否かを判断し、１秒未満の場合には
前記ステツプ６３へ進み、１秒以上の場合には前
記ステツプ７１でカウンタCNTをクリアすると
ともに、ステツプ７２でフラグFCNTH，
FCNTLをそれぞれクリアした上で前記ステツプ
８１へ進む。前記ステツプ６３に進んだ場合に
は、フラグFCNTLに１がセツトされているか否
かを判断し、１がセツトされている場合には直接
にステツプ８１に進むが、１がセツトされていな
い場合にはステツプ６４でフラグFCNTLに１を
セツトするとともに、ステツプ６５でフラグ
FCNTHをクリアして前記ステツプ８０，８１へ
進む。ステツプ８１では、前記カウンタCNTの
カウント数が10以上に達しているか否かを判断
し、10以上の場合はステツプ８２でフラグ
YHLDをセツトしてステツプ８３へ進み、10未
満の場合には直接ステツプ８３へ進む。ステツプ
８３では、前記フラグYHLDがセツトされてい
るか否かを判断し、セツトされている場合（１の
場合）にはステツプ８４へ進み、セツトされてい
ない場合にはステツプ８５へ進む。ステツプ８４
では、流量制御弁８をリツチ側保持位置HLDOL
に保持する。このリツチ側保持位置HLDOLは、
フイードバツク制御時の平均ステツプ位置を学習
した値LAMDAに１以下の暖機補正係数BFWL
を乗じたものであり、前記係数BFWLは、第６
図に示すようにエンジンの冷却水温に応じて変化
するように設定してある。一方、ステツプ８５で
は通常のアイドルフイードバツク制御が実行され
る。すなわち、このアイドルフイードバツク制御
は、O₂センサ１４の信号がLowレベル信号（リ
ーン検知信号）であるかHiレベル信号（リツチ
検知信号）であるかを判断し、Lowレベル信号
（リーン検知信号）である場合には流量制御弁８
を閉成方向に所定の速度で作動させ、O₂センサ
１４の信号がHiレベル（リツチ検知信号）信号
である場合には前記流量制御弁８を開成方向に所
定の速度で作動させる。なお、前記ステツプ５２
でアイドルフイードバツク制御条件が成立しない
旨の判断がなされた場合には、ステツプ９１でフ
ラグYHLDをクリアするとともにステツプ９２
でカウンタCNTをクリアしてステツプ５１へ戻
る。

このような構成のものであれば、エンジンの回
転が比較的安定しているアイドリング運転状態に
おいては、第３図に示す制御が５１→５２→５３
→５５→８１→８３→８５と進行することにな
り、第４図に示すように通常のフイードバツク制
御が実行されてエンジンに供給される混合気の空
燃比が理論空燃比の近傍に制御される。なお、こ
のようなフイードバツク制御が行なわれているア
イドル運転状態で高温雰囲気下に放置され、気化
器１の燃料通路等にベーパが発生してエンジン回
転が不安定になつたような場合には、前記O₂セ
ンサ１４の出力が第５図に示すように短い時間間
隔で激しく昇降することになる。そして、かかる
O₂センサ出力のハンチングが10回以上繰り返さ
れると前記フイードバツク制御が休止され、前記
流量制御弁８がリツチ側保持位置HLDOLに移行
せられて固定されることになる。すなわち、前記
O₂センサ１４の出力が上側設定値0.6Vと下側設
定値0.3Vとを越えて昇降し、しかも、その出力
が前記上側設定値0.6Vを下回つた時点から最小
値まで降下しさらに下側設定値0.3V以上に転ず
るまでの経過時間および下側設定値0.3Vを上回
つて最大値にまで上昇しさらに前記上側設定値
0.6V以下に転ずるまでの経過時間がそれぞれ１
秒以下の場合には、カウンタCNTが１づつカウ
ントアツプすることになり、そのカウント量が10
以上になるとステツプ８４でラフアイドル時の制
御が実行される。具体的には、O₂センサ１４の
出力が上側設定値0.6Vを上回つた時点では、第
３図に示す制御は、５１→５２→５３→５４→５
６と進み、さらに、下側インクリメントカウンタ
CLOWが計時を開始してから１秒が経過してい
ない場合には、ステツプ５７→５８→５９→８０
と進行してカウンタCNTが１だけインクリメン
トされる。そして、その後前記O₂センサ１４の
出力が上限設定値0.6Vを上回つている間は、フ
ラグFCNTHに１がセツトされているため、第３
図に示す制御はステツプ５１→５２→５３→５４
→５６→５７→８１と進行し、上側インクリメン
トカウンタCHIGHがクリアされ続ける。この間
も下側インクリメントカウンタCLOWは時間の
経過とともにカウントアツプを続けるが、それが
１秒に満たない場合にはこのルートを繰り返し実
行する。そして、前記O₂センサ１４の出力が上
側設定値0.6Vを下回ると、その時点から、第３
図に示す制御が５１→５２→５３→５５→８１と
進行するため、上側インクリメントカウンタ
CHIGHがクリアされなくなつて計時を開始す
る。そして、前記O₂センサ１４の出力がさらに
低下して下限設定値0.3Vを下回ると、その時点
で、まず、第３図に示す制御がステツプ５１→５
２→５３→５５→６１→６２と進行し、前記上側
インクリメントカウンタCHIGHのカウント値が
１秒に満たない場合にはさらにステツプ６３→６
４→６５→８０と進んでカウンタCNTが１だけ
インクリメントされる。そして、その後前記O₂
センサ１４の出力が下限設定値0.3Vを下回つて
いる間は、フラグFCNTLに１がセツトされてい
るため、第３図に示す制御はステツプ５１→５２
→５３→５５→６１→６２→６３→８１と進行
し、下側インクリメントカウンタCLOWがクリ
アされ続ける。この間も上側インクリメントカウ
ンタCHIGHは時間の経過とともにカウントアツ
プを続けるが、それが１秒に満たない場合にはこ
のルートを繰り返し実行する。そして、前記O₂
センサ１４の出力が下側設定値0.3Vを上回ると、
その時点から、第３図に示す制御が５１→５２→
５３→５５→８１と進行するため、下側インクリ
メントカウンタCLOWがクリアされなくなつて
計時を開始する。そして、前記O₂センサ１４の
出力が上限設定値0.6Vを上まわつた時点で再び
第３図に示す制御がステツプ５３からステツプ５
４へ進むことになり、以上の動作を繰り返すこと
になる。したがつて、このようなハンチング時に
は、前記O₂センサ１４の出力が上側設定値0.6V
を下回わるかまたは下側設定値0.3Vを上回る毎
にカウンタCNTが１づつ増大することになる。
そして、そのカウンタCNTの値が10以上になつ
た場合には、ステツプ８２でフラグYHLDがセ
ツトされ、ステツプ８４に進んで流量制御弁８が
リツチ側保持位置HLDOLに保持される。なお、
車両の発進などにより、アイドル運転状態が解除
された場合には、制御がステツプ５２からステツ
プ９１，９２へ進んで前記フラグTHLDおよび
カウンタCNTがクリアされるため、前記流量制
御弁８のリツチ側保持位置への固定状態が解除さ
れる。

したがつて、かかる装置によれば、ラフアイド
ル時には、フイードバツク制御が休止されて流量
制御弁８がリツチ側保持位置HLDOLに保持され
るので、エンジンに濃厚な混合気が供給されるこ
とになり、そのラフアイドル状態を速やかに収拾
してエンジンの回転を安定化させることができ
る。しかも、そのラフアイドル状態を、O₂セン
サ１４の出力のみによつて検出することができる
ので、構成が簡単であり実施が容易である。

なお、以上の実施例では、O₂センサの出力が
10回以上短時間に昇降した時に始めてハンチング
が発生したと判断して、ラフアイドル時用の制御
を行なうようにした場合について説明したが、そ
の回数は10回に限られないのは勿論である。しか
しながら、この回数をあまり少なくすると、一時
的なエンジン回転の変動によつて、誤動作を生じ
る虞れがあるため、前記実施例程度に設定するの
が望ましい。

［発明の効果］本発明は、以上のような構成であるから、ラフ
アイドル状態を簡単に検出してそれに対処するこ
とができ、アイドル放置時等におけるエンジスト
ールの発生を確実且つ効果的に解消することがで
きる気化器の空燃比制御装置を提供できるもので
ある。特に、本発明では、ラフアイドル状態を検
知した場合に、流量制御弁の位置を、一定の位置
ではなく、フイードバツク制御時の平均ステツプ
位置の学習値に冷却水温に応じて変化する暖機補
正係数を乗じてなる位置に保持するようにしてい
る。そのため、ラフアイドル時であつても必要最
小限のリツチ側に空燃比を制御することにより、
エンジンストールの発生を防止することができ、
燃料経済性や排気ガス浄化の面できわめて良好な
結果めて良好な結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で
ある。第２図〜第６図は本発明の一実施例を示
し、第２図はシステム説明図、第３図は制御の手
順を示すフローチヤート図、第４図および第５図
は作用説明図、第６図は制御の設定条件を示す説
明図である。Ａ……フイードバツク制御手段、Ｂ……ラフア
イドル検知手段、Ｃ……ラフアイドル時制御手
段、１……気化器、８……流量制御弁、１４……
O₂センサ、２１……マイクロコンピユータシス
テム。

Claims

【特許請求の範囲】

１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O₂センサ
と、このO₂センサからの信号に基いて前記流量
制御弁を開閉させエンジンに供給する混合気の空
燃比を設定値に制御するフイードバツク制御手段
と、前記O₂センサからの信号に基いてエンジン
のアイドル回転が不安定になつた旨を検出するラ
フアイドル検知手段と、このラフアイドル検知手
段によりアイドル回転が不安定になつた旨が検知
された場合に前記フイードバツク制御手段による
制御を排除して前記流量制御弁の開度をフイード
バツク制御時の平均ステツプ位置の学習値に冷却
水温に応じて変化する暖機補正係数を乗じてなる
リツチ側保持位置に保持するラフアイドル時制御
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。