JPH0637861B2 - 空燃比制御方法 - Google Patents
空燃比制御方法Info
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- JPH0637861B2 JPH0637861B2 JP60001243A JP124385A JPH0637861B2 JP H0637861 B2 JPH0637861 B2 JP H0637861B2 JP 60001243 A JP60001243 A JP 60001243A JP 124385 A JP124385 A JP 124385A JP H0637861 B2 JPH0637861 B2 JP H0637861B2
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- fuel
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- F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
- F02D41/107—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration and deceleration
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
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- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は自動車エンジンの空燃比制御方法に係り、特に
ガソリン点火式エンジンに好適な空燃比制御方法に関す
る。
ガソリン点火式エンジンに好適な空燃比制御方法に関す
る。
従来より、エンジンの運転領域に応じて目標空燃比を変
えて空燃比制御を行う方法が提案されており、例えば、
特開昭58−41231号公報に開示されているよう
に、軽負荷等の運転域では、空燃比を大きくして燃費を
低減し、中負荷の運転域では、理論空燃比になるように
フィードバック制御を行って運転性を確保し、高負荷の
運転域では、空燃比を理論空燃比より小さくして出力を
充分に確保するように燃料量を制御している。
えて空燃比制御を行う方法が提案されており、例えば、
特開昭58−41231号公報に開示されているよう
に、軽負荷等の運転域では、空燃比を大きくして燃費を
低減し、中負荷の運転域では、理論空燃比になるように
フィードバック制御を行って運転性を確保し、高負荷の
運転域では、空燃比を理論空燃比より小さくして出力を
充分に確保するように燃料量を制御している。
また、特開昭55−104554号公報に開示されるよ
うに、気化器を使用したエンジンにおいて、ブリード空
気通路と絞り弁を迂回する空気通路に制御弁を設け、こ
れらの制御弁を排ガス濃度検出素子の出力信号に応じて
制御して空燃比制御する技術や、特開昭57−3204
3号公報に開示されるように、気化器を使用したエンジ
ンの吸気通路に制御弁付きバイパス空気通路を設け、適
正空燃比より若干小さい空燃比の混合気をエンジンに供
給可能に気化器を調整しておき、バイパス空気通路から
は空気を追加して、混合気を適正空燃比にフィードバッ
クする技術が提案されている。
うに、気化器を使用したエンジンにおいて、ブリード空
気通路と絞り弁を迂回する空気通路に制御弁を設け、こ
れらの制御弁を排ガス濃度検出素子の出力信号に応じて
制御して空燃比制御する技術や、特開昭57−3204
3号公報に開示されるように、気化器を使用したエンジ
ンの吸気通路に制御弁付きバイパス空気通路を設け、適
正空燃比より若干小さい空燃比の混合気をエンジンに供
給可能に気化器を調整しておき、バイパス空気通路から
は空気を追加して、混合気を適正空燃比にフィードバッ
クする技術が提案されている。
さらに、希薄燃焼(リーン空燃比)運転を達成するため
に、燃料噴射弁を用いたエンジンにおいても、空燃比セ
ンサの出力と目標リーン空燃比との偏差に応じて燃料噴
射弁の開弁時間を制御して技術が提案されている。
に、燃料噴射弁を用いたエンジンにおいても、空燃比セ
ンサの出力と目標リーン空燃比との偏差に応じて燃料噴
射弁の開弁時間を制御して技術が提案されている。
上記の種々の空燃比制御技術は、定常の部分負荷ではリ
ーン燃焼が達成できるが、始動時、過渡時には、精度の
よい空燃比制御を期待することができず、燃費、排気浄
化、運転性の点で従来のエンジンと同等の性能しか確保
できなかった。
ーン燃焼が達成できるが、始動時、過渡時には、精度の
よい空燃比制御を期待することができず、燃費、排気浄
化、運転性の点で従来のエンジンと同等の性能しか確保
できなかった。
本発明は上記に鑑みてなされ、その目的は、エンジン始
動時、過渡時等を含むエンジンのすべての運転条件下で
その運転領域に応じた精度のよい空燃比制御を実現さ
せ、且つ省電力を配慮した空燃比制御法を提供すること
にある。
動時、過渡時等を含むエンジンのすべての運転条件下で
その運転領域に応じた精度のよい空燃比制御を実現さ
せ、且つ省電力を配慮した空燃比制御法を提供すること
にある。
本発明は特徴は、自動車エンジンの吸気管に設けた燃料
噴射弁と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料を微粒化
するためのアトマイザと、前記吸気管の絞り弁を迂回
し、その入口側が該吸気管のエアフローメータ上流側
に、出口側が絞り弁下流に開口する空気バイパス管と、
該バイパス管に流れるバイパス空気量を制御する空気バ
イパス弁と、排気管内の排気ガス中の残存酸素濃度に比
例した信号により空燃比を検出する空燃比センサと、前
記燃料噴射弁から噴射される燃料量をエンジン回転数,
エアフローメータ検出値を基に決定し、前記アトマイザ
をエンジン運転領域に応じて制御し、前記空気バイパス
弁を介して前記バイパス空気量を制御する制御回路とを
備え、 エンジンの始動時には、スタータの起動と同時に前記
アトマイザを駆動させ、前記空気バイパス弁を最初は閉
じておいて、冷却水温に応じて理論空燃比より濃い混合
気を生成するための燃料を燃料噴射弁から噴射し、エン
ジンが始動すると、直ちに前記空気バイパス弁を作動さ
せて、前記空燃比センサで検出した空燃比がエンジン始
動時の目標空燃比となるよう前記バイパス空気量を制御
し、暖機運転が進行するにつれて、エンジン回転数を下
げるために前記燃料噴射量を低減させながら、前記バイ
パス空気量を低減させて前記空燃比制御を続行し、 暖機後の部分負荷運転時には、前記アトマイザを連続
的或いは燃料噴射弁の開弁時間に同期させて駆動させ、
前記空燃比が目標リーン空燃比となるように前記バイパ
ス空気量を制御し、また、部分負荷運転の加減速時には
絞り弁の単位時間あたりの変化量に応じて燃料を増減制
御すると共に前記バイパス空気量を増減制御して加減速
時にもリーン空燃比制御を行い、 高負荷運転時には、前記アトマイザの駆動を停止さ
せ、前記空気バイパス弁を閉じて、燃料噴射量を増量制
御しながら空燃比がリッチ空燃比となるように制御する
点にある。
噴射弁と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料を微粒化
するためのアトマイザと、前記吸気管の絞り弁を迂回
し、その入口側が該吸気管のエアフローメータ上流側
に、出口側が絞り弁下流に開口する空気バイパス管と、
該バイパス管に流れるバイパス空気量を制御する空気バ
イパス弁と、排気管内の排気ガス中の残存酸素濃度に比
例した信号により空燃比を検出する空燃比センサと、前
記燃料噴射弁から噴射される燃料量をエンジン回転数,
エアフローメータ検出値を基に決定し、前記アトマイザ
をエンジン運転領域に応じて制御し、前記空気バイパス
弁を介して前記バイパス空気量を制御する制御回路とを
備え、 エンジンの始動時には、スタータの起動と同時に前記
アトマイザを駆動させ、前記空気バイパス弁を最初は閉
じておいて、冷却水温に応じて理論空燃比より濃い混合
気を生成するための燃料を燃料噴射弁から噴射し、エン
ジンが始動すると、直ちに前記空気バイパス弁を作動さ
せて、前記空燃比センサで検出した空燃比がエンジン始
動時の目標空燃比となるよう前記バイパス空気量を制御
し、暖機運転が進行するにつれて、エンジン回転数を下
げるために前記燃料噴射量を低減させながら、前記バイ
パス空気量を低減させて前記空燃比制御を続行し、 暖機後の部分負荷運転時には、前記アトマイザを連続
的或いは燃料噴射弁の開弁時間に同期させて駆動させ、
前記空燃比が目標リーン空燃比となるように前記バイパ
ス空気量を制御し、また、部分負荷運転の加減速時には
絞り弁の単位時間あたりの変化量に応じて燃料を増減制
御すると共に前記バイパス空気量を増減制御して加減速
時にもリーン空燃比制御を行い、 高負荷運転時には、前記アトマイザの駆動を停止さ
せ、前記空気バイパス弁を閉じて、燃料噴射量を増量制
御しながら空燃比がリッチ空燃比となるように制御する
点にある。
このような空燃比制御法によれば、基本的には、燃料噴
射弁から噴射される燃料量は、エンジン回転数,エアフ
ローメータ検出値を基に決定されるが、絞り弁を迂回す
るバイパス空気通路に流れる空気量をバイパス空気弁を
介して空燃比センサの検出値に応じて目標空燃比となる
ようにフィードバック制御することで、空燃比制御が可
能となる。
射弁から噴射される燃料量は、エンジン回転数,エアフ
ローメータ検出値を基に決定されるが、絞り弁を迂回す
るバイパス空気通路に流れる空気量をバイパス空気弁を
介して空燃比センサの検出値に応じて目標空燃比となる
ようにフィードバック制御することで、空燃比制御が可
能となる。
特に、本発明においては、バイパス空気量を制御しなが
ら混合気濃度(空燃比)を制御するが、空気の流入速度
は燃料に比べて大きいので、バイパス空気量を制御する
ことによって、空燃比制御の応答性を高めることができ
る。
ら混合気濃度(空燃比)を制御するが、空気の流入速度
は燃料に比べて大きいので、バイパス空気量を制御する
ことによって、空燃比制御の応答性を高めることができ
る。
そして、エンジンの始動時には、暖機前の始動を保証す
るために、冷却水温に応じて空燃比を理論混合気より若
干濃い混合気に生成するが、始動後には、直ちに空気バ
イパス弁を作動させて空燃比制御が行われる。この場合
の空燃比制御は、暖機が完了する前でも、アトマイザの
駆動により燃料の微粒化促進が図られるので、可能とな
り、理論空燃比或いはこれに近い空燃比になるように制
御されるが、暖機運転の進行状況に合わせて燃料とバイ
パス空気が低減されていくので、当初は、燃料噴射量を
多くして、これに対応のバイパス空気量を供給制御する
ことで、暖機後のアイドル回転数より高めのエンジン回
転数となり、エンジンが早急に暖機される。
るために、冷却水温に応じて空燃比を理論混合気より若
干濃い混合気に生成するが、始動後には、直ちに空気バ
イパス弁を作動させて空燃比制御が行われる。この場合
の空燃比制御は、暖機が完了する前でも、アトマイザの
駆動により燃料の微粒化促進が図られるので、可能とな
り、理論空燃比或いはこれに近い空燃比になるように制
御されるが、暖機運転の進行状況に合わせて燃料とバイ
パス空気が低減されていくので、当初は、燃料噴射量を
多くして、これに対応のバイパス空気量を供給制御する
ことで、暖機後のアイドル回転数より高めのエンジン回
転数となり、エンジンが早急に暖機される。
暖機が進むつれて、冷却水温センサの信号にもとづいて
制御回路がエンジン回転数を下げる指令を出し、これに
応じて空気バイパス量も所定空燃比となるように低減制
御されてゆくので、始動,暖機運転時の空燃比制御が可
能になる。
制御回路がエンジン回転数を下げる指令を出し、これに
応じて空気バイパス量も所定空燃比となるように低減制
御されてゆくので、始動,暖機運転時の空燃比制御が可
能になる。
次に暖機後に部分負荷運転がなされた場合には、空燃比
センサの出力値が目標リーン空燃比になるように空気バ
イパス量が制御される。この場合にも、リーン空燃比の
変動を少なくして良好に行うために、アトマイザは駆動
され燃料の微粒化促進が図られる。
センサの出力値が目標リーン空燃比になるように空気バ
イパス量が制御される。この場合にも、リーン空燃比の
変動を少なくして良好に行うために、アトマイザは駆動
され燃料の微粒化促進が図られる。
また部分負荷運転領域における加減速運転時には、絞り
弁の単位時間あたりの変化量に応じて燃料を増減制御す
るが、燃料の増減に応じてバイパス空気量も、空燃比セ
ンサの検出値を基に設定のリーン空燃比となるよう制御
される。
弁の単位時間あたりの変化量に応じて燃料を増減制御す
るが、燃料の増減に応じてバイパス空気量も、空燃比セ
ンサの検出値を基に設定のリーン空燃比となるよう制御
される。
高負荷運転時には、出力重視のために空気バイパス弁は
閉じられ、リーン制御に代わって理論空燃比より小さい
リッチ空燃比制御がなされる。この場合、吸気管を通る
空気流速(空気流量)が増しアトマイザを用いなくとも
充分に噴射燃料と空気の混合気が形成されるので、アト
マイザを停止させる。これにより、アトマイザの電力消
費を軽減することができる。
閉じられ、リーン制御に代わって理論空燃比より小さい
リッチ空燃比制御がなされる。この場合、吸気管を通る
空気流速(空気流量)が増しアトマイザを用いなくとも
充分に噴射燃料と空気の混合気が形成されるので、アト
マイザを停止させる。これにより、アトマイザの電力消
費を軽減することができる。
以下本発明を第1図,第5図〜第9図,第12図,第1
4図〜第16図に示した実施令および第2図〜第4図,
第10図,第11図,第17図を用いて詳細に説明す
る。
4図〜第16図に示した実施令および第2図〜第4図,
第10図,第11図,第17図を用いて詳細に説明す
る。
第1図は本発明の燃料制御装置の一実施例を示す全体構
成図である。第1図において、1はエンジン(内燃機
関)、2は吸気管、3はエアクリーナで、吸気管2に
は、エアクリーナ3のほかにエアフローメータ4、スロ
ツトルセンサ5、絞り弁6、燃料噴射弁7が接続してあ
るアトマイザ8が付加してある。9は空気バイパス弁、
10は絞り弁6を迂回してバイパスエアを導入する空気
バイパス管、11は排気管、12は排気管11に附帯し
た排気ガス中の残存酸素濃度に比例した信号により空気
と燃料との混合比を検出する空燃比センサで、エンジン
1には吸気管2と排気管11とが接続してあつて、ま
た、吸気管2のエンジン1の近傍には空気バイパス管1
0が開口しており、空気バイパス管10の途中には空気
バイパス弁9があり、空気バイパス管10の他端はエア
フローメータ4の上流側13に開口している。噴射弁7
に導かれる燃料は、タンク14よりフイルタ15、ポン
プ16を介して導かれ、レギユレータ17によつて圧力
が調整される。ここで、圧力の調整は、吸気管2の内圧
信号によつて行われる。
成図である。第1図において、1はエンジン(内燃機
関)、2は吸気管、3はエアクリーナで、吸気管2に
は、エアクリーナ3のほかにエアフローメータ4、スロ
ツトルセンサ5、絞り弁6、燃料噴射弁7が接続してあ
るアトマイザ8が付加してある。9は空気バイパス弁、
10は絞り弁6を迂回してバイパスエアを導入する空気
バイパス管、11は排気管、12は排気管11に附帯し
た排気ガス中の残存酸素濃度に比例した信号により空気
と燃料との混合比を検出する空燃比センサで、エンジン
1には吸気管2と排気管11とが接続してあつて、ま
た、吸気管2のエンジン1の近傍には空気バイパス管1
0が開口しており、空気バイパス管10の途中には空気
バイパス弁9があり、空気バイパス管10の他端はエア
フローメータ4の上流側13に開口している。噴射弁7
に導かれる燃料は、タンク14よりフイルタ15、ポン
プ16を介して導かれ、レギユレータ17によつて圧力
が調整される。ここで、圧力の調整は、吸気管2の内圧
信号によつて行われる。
次に動作について詳細に説明する。
(1) 始動,暖機過程 エンジン始動時には、イグニツシヨンキースイツチ10
1がオンになると、まず、制御回路18はエンジン1の
冷却水温センサ19の信号を読み取り、燃料噴射弁7か
ら噴射する燃料量を決定する。このとき、アトマイザ8
は、スタータ20が起動すると同時に動作を開始し、噴
射弁7から噴射される燃料を微細化し、これが吸気管2
内の空気流に乗つて各シリンダ102に吸引される。こ
の場合、空気バイパス弁9は動作せず、吸気管2内の混
合気は理論空燃料比より幾分濃い混合気となつている。
シリンダ102内では点火プラグ(図示せず)にイグニ
シヨンコイル21の点火エネルギーが導かれ、制御回路
18内にあらかじめ設定してある点火時期に点火され
る。エンジン1が完燥すなわち始動すると、制御回路1
8は直ちに空気バイパス弁9を動作させて空気バイパス
管10に新鮮な空気を導入し始める。この新鮮な空気の
量は、エンジン回転数、エアフロメータ4の信号にもと
づいて制御回路18の記憶部にあらかじめマツピングさ
れた値にしたがつてコントロールされる。空気バイパス
弁9は、開閉弁時間の比(デユーテイ比)と周波数でコ
ントロールするものと、比例ソレノイド弁の如く、開口
面積を制御する方式のもののいずれでもよい。
1がオンになると、まず、制御回路18はエンジン1の
冷却水温センサ19の信号を読み取り、燃料噴射弁7か
ら噴射する燃料量を決定する。このとき、アトマイザ8
は、スタータ20が起動すると同時に動作を開始し、噴
射弁7から噴射される燃料を微細化し、これが吸気管2
内の空気流に乗つて各シリンダ102に吸引される。こ
の場合、空気バイパス弁9は動作せず、吸気管2内の混
合気は理論空燃料比より幾分濃い混合気となつている。
シリンダ102内では点火プラグ(図示せず)にイグニ
シヨンコイル21の点火エネルギーが導かれ、制御回路
18内にあらかじめ設定してある点火時期に点火され
る。エンジン1が完燥すなわち始動すると、制御回路1
8は直ちに空気バイパス弁9を動作させて空気バイパス
管10に新鮮な空気を導入し始める。この新鮮な空気の
量は、エンジン回転数、エアフロメータ4の信号にもと
づいて制御回路18の記憶部にあらかじめマツピングさ
れた値にしたがつてコントロールされる。空気バイパス
弁9は、開閉弁時間の比(デユーテイ比)と周波数でコ
ントロールするものと、比例ソレノイド弁の如く、開口
面積を制御する方式のもののいずれでもよい。
空気バイパス弁9を始動直後に動作させるのは、エンジ
ン1を早急に暖機する必要があり、暖機後のアイドル回
転数より高めにエンジン回転数を設定するためである。
ン1を早急に暖機する必要があり、暖機後のアイドル回
転数より高めにエンジン回転数を設定するためである。
次に、エンジン1が回転を始めると、直ちに制御回路1
8を排気管11に設置した空燃比センサ12の信号を読
み取り、空燃比を演算して制御回路18にあらかじめマ
ツピングされた空燃比マツプと比較して偏差を求め、こ
の偏差量に応じて設定した燃料噴射弁7の開弁時間幅ま
たは空気バイパス弁9の開弁時間幅を修正する。この場
合、空気バイパス弁9の開度を修正する方が空気の移動
が早いため応答性が高くなる。
8を排気管11に設置した空燃比センサ12の信号を読
み取り、空燃比を演算して制御回路18にあらかじめマ
ツピングされた空燃比マツプと比較して偏差を求め、こ
の偏差量に応じて設定した燃料噴射弁7の開弁時間幅ま
たは空気バイパス弁9の開弁時間幅を修正する。この場
合、空気バイパス弁9の開度を修正する方が空気の移動
が早いため応答性が高くなる。
暖気が進むにつれて冷却水温センサ19の信号にもとづ
いて制御回路18がエンジン回転数を下げる指令を出し
て空気バイパス弁9の開弁時間を小さくすると同時に燃
料噴射量を低減する。この過程を第2図に示した。第2
図(a)はスタータ20、(b)は燃料噴射弁7、
(c)はアトマイザ8、(d)は空気バイパス弁9の動
作状態を示し、(e)は冷却水温の変化を示す。
いて制御回路18がエンジン回転数を下げる指令を出し
て空気バイパス弁9の開弁時間を小さくすると同時に燃
料噴射量を低減する。この過程を第2図に示した。第2
図(a)はスタータ20、(b)は燃料噴射弁7、
(c)はアトマイザ8、(d)は空気バイパス弁9の動
作状態を示し、(e)は冷却水温の変化を示す。
(2) 部分負荷運転 部分負荷域内での空燃比制御について説明する。
暖機後に部分負荷運転がなされた場合には、空燃比セン
サ12の出力値が目標リーン空燃比になるように空気バ
イパス量が制御される。この場合にも、リーン空燃比の
変動を少なくして良好に行うために、アトマイザ8は駆
動され燃料の微粒化促進が図られる。
サ12の出力値が目標リーン空燃比になるように空気バ
イパス量が制御される。この場合にも、リーン空燃比の
変動を少なくして良好に行うために、アトマイザ8は駆
動され燃料の微粒化促進が図られる。
次に、部分負荷内での加速、減速時について説明する。
第3図は絞り弁6の開度を半開した後、少し閉じた場合
(a)の、燃料量の増量(b)、空気バイパス弁9の動
作(c)および設定空燃比の状況(d)を示したタイム
チャートである。
第3図は絞り弁6の開度を半開した後、少し閉じた場合
(a)の、燃料量の増量(b)、空気バイパス弁9の動
作(c)および設定空燃比の状況(d)を示したタイム
チャートである。
絞り弁6が急開したときは、吸気管2に充満していた空
気量分だけ多くの空気量を計量するため、燃料の瞬時増
量を行い、その後、空気量、エンジン回転数に対応した
燃料量を噴射する。瞬時増量の割合は、絞り弁6の単位
時間当りの変化量に応じて燃料増量分を制御回路18で
演算する。
気量分だけ多くの空気量を計量するため、燃料の瞬時増
量を行い、その後、空気量、エンジン回転数に対応した
燃料量を噴射する。瞬時増量の割合は、絞り弁6の単位
時間当りの変化量に応じて燃料増量分を制御回路18で
演算する。
この場合、吸気管2を流れる空気流量は、エアフローメ
ータ4で検出されて、吸気管2を流れる空気流量と燃料
噴射弁7から噴射される燃料量は、暖機後は空燃比が1
5(理論空燃比)になるように制御回路10からの設定
値で制御され、この混合気が空気バイパス弁9より流入
する空気により稀釈され、燃焼ガスを排気管中に空燃比
センサ12によって検出し、その信号にもとづいて、制
御回路18が空気バイパス弁9の開弁時間幅を制御し
て、予め設定した所定の空燃比21になるようにフード
バック制御される。このとき、アトマイザ8は連続動作
し、燃料微粒化を促進する。
ータ4で検出されて、吸気管2を流れる空気流量と燃料
噴射弁7から噴射される燃料量は、暖機後は空燃比が1
5(理論空燃比)になるように制御回路10からの設定
値で制御され、この混合気が空気バイパス弁9より流入
する空気により稀釈され、燃焼ガスを排気管中に空燃比
センサ12によって検出し、その信号にもとづいて、制
御回路18が空気バイパス弁9の開弁時間幅を制御し
て、予め設定した所定の空燃比21になるようにフード
バック制御される。このとき、アトマイザ8は連続動作
し、燃料微粒化を促進する。
(3) 出力運転 絞り弁6の開度が大きい加速の場合は、必然的に空気バ
イパス弁9から流入する空気は減少し、吸気管2からシ
リンダ(燃焼室)102に流入する混合気の空燃比は理
論空燃比となり、出力無視の燃料制御に変わる。第4図
はその場合の各アクチユエータ、センサの動きを模式的
に示したタイムチヤートで、(a)は絞り弁6の開度、
(b)は燃料量、(c)は空気バイパス弁9、(d)は
空燃比である。絞り弁6の開度が全開になつた場合、空
気バイパス弁9は閉じ、燃料量は前述の部分負荷のとき
と同様に一時増量し、過渡的の空燃比の落ち込み(希薄
化)を防止する。また、エンジン1のトルクが最大とな
る空燃比12〜13になるように制御回路18で制御す
る。
イパス弁9から流入する空気は減少し、吸気管2からシ
リンダ(燃焼室)102に流入する混合気の空燃比は理
論空燃比となり、出力無視の燃料制御に変わる。第4図
はその場合の各アクチユエータ、センサの動きを模式的
に示したタイムチヤートで、(a)は絞り弁6の開度、
(b)は燃料量、(c)は空気バイパス弁9、(d)は
空燃比である。絞り弁6の開度が全開になつた場合、空
気バイパス弁9は閉じ、燃料量は前述の部分負荷のとき
と同様に一時増量し、過渡的の空燃比の落ち込み(希薄
化)を防止する。また、エンジン1のトルクが最大とな
る空燃比12〜13になるように制御回路18で制御す
る。
エンジン回転数が3000rpm 以上の全開運転ではアトマイ
ザ8の動作を停止し、電力消費の軽減をはかる。
ザ8の動作を停止し、電力消費の軽減をはかる。
次に、第1図の各要素の構造、動作について説明する。
第5図は第1図のアトマイザ8の一実施例を示す構造図
で、(a)は断面図、(b)は側面図である。従来はリ
ング振動子をホーンにリジツトに固定されていたが、こ
のときはリング振動子とホーンとの接合部に振動による
疲労破壊が生ずるので、この問題をさけるために、第5
図(b)に示すように、切り欠き22を設けたリング振
動子23を用い、これをホーン24の先端に固定し、ボ
ルト25によつて圧着された2個の圧電素子26の中間
の電極27に電圧を印加したときに、圧電素子26が軸
方向に振動し、ホーン24を介してリング振動子23に
伝達される構成としてある。切り欠き22を有するリン
グ振動子23を展開すると第6図に示すように平板とな
り、平板の振動は、第6図の波線28のように振動す
る。すなわち、リング振動子と同様な振動を呈し、ホー
ン24とリング振動子23との接合部だけに負担が加わ
らず、疲労破壊に強くなる。この場合、切り欠き22か
ら燃料を噴射するようにすることができる。
で、(a)は断面図、(b)は側面図である。従来はリ
ング振動子をホーンにリジツトに固定されていたが、こ
のときはリング振動子とホーンとの接合部に振動による
疲労破壊が生ずるので、この問題をさけるために、第5
図(b)に示すように、切り欠き22を設けたリング振
動子23を用い、これをホーン24の先端に固定し、ボ
ルト25によつて圧着された2個の圧電素子26の中間
の電極27に電圧を印加したときに、圧電素子26が軸
方向に振動し、ホーン24を介してリング振動子23に
伝達される構成としてある。切り欠き22を有するリン
グ振動子23を展開すると第6図に示すように平板とな
り、平板の振動は、第6図の波線28のように振動す
る。すなわち、リング振動子と同様な振動を呈し、ホー
ン24とリング振動子23との接合部だけに負担が加わ
らず、疲労破壊に強くなる。この場合、切り欠き22か
ら燃料を噴射するようにすることができる。
次に、第1図の燃料噴射弁7とアトマイザ8との位置関
係について説明する。
係について説明する。
第7図は燃料噴射弁7とアトマイザ8との取付位置関係
の一実施例を示す側面図である。アトマイザ8のリング
振動子23は、アトマイザ8のホルダ30のボア31と
同心円上に設置してあり、燃料噴射弁7のノズル部32
は、アトマイザ8の軸上に対向して配置してある。ノズ
ル部32は、リング振動子23の切り欠き22に近接し
ており、燃料噴射弁7に流入する燃料は、ポート33,
34を矢印方向に流れ、ポート34は噴射弁7内に発生
した気泡を排除する作用をする。
の一実施例を示す側面図である。アトマイザ8のリング
振動子23は、アトマイザ8のホルダ30のボア31と
同心円上に設置してあり、燃料噴射弁7のノズル部32
は、アトマイザ8の軸上に対向して配置してある。ノズ
ル部32は、リング振動子23の切り欠き22に近接し
ており、燃料噴射弁7に流入する燃料は、ポート33,
34を矢印方向に流れ、ポート34は噴射弁7内に発生
した気泡を排除する作用をする。
この場合、第8図に示すように、燃料噴射弁7とアトマ
イザ8とを垂直に位置させるようにしてもよい。この場
合は、噴射弁7内の気泡が逃げやすくなるという効果が
ある。
イザ8とを垂直に位置させるようにしてもよい。この場
合は、噴射弁7内の気泡が逃げやすくなるという効果が
ある。
次に、第1図の制御回路18について第9図を用いて説
明する。
明する。
第9図は第1図の制御回路18の一実施例を示すブロツ
ク図である。制御回路18はデイジタル式マイクロコン
ピユータ(以下MCPと略する)を主体としており、各
入力信号にもとづき演算処理を行う。MCP35、揮発
性メモリ36、不揮発性メモリ36′、定数、プログラ
ム等が記憶されている不揮発性メモリ37、入力ポート
38、出力ポート39、パルス発生回路40が双方向バ
ス41を介して互いに接続されている。
ク図である。制御回路18はデイジタル式マイクロコン
ピユータ(以下MCPと略する)を主体としており、各
入力信号にもとづき演算処理を行う。MCP35、揮発
性メモリ36、不揮発性メモリ36′、定数、プログラ
ム等が記憶されている不揮発性メモリ37、入力ポート
38、出力ポート39、パルス発生回路40が双方向バ
ス41を介して互いに接続されている。
空気量センサ42はバツフア43並びにA−Dコンバー
タ44を介して入力ポート38に連結されており、空気
量センサ42としては、質量流量が計測できる熱線式あ
るいは可動ベーン式のものが使用しており、エンジン1
に吸引された空気量に対応した信号を発生し、この出力
電圧がA−Dコンバータ44で2進数に変換されて入力
ポート38、バス41を介してMCP35に入力され
る。また、クランク角センサ45の信号はバツフア46
を経て入力ポート38に接続されており、バス41を介
してMCP35に入力され、エンジン1のクランクシヤ
フト回転数が計算される。
タ44を介して入力ポート38に連結されており、空気
量センサ42としては、質量流量が計測できる熱線式あ
るいは可動ベーン式のものが使用しており、エンジン1
に吸引された空気量に対応した信号を発生し、この出力
電圧がA−Dコンバータ44で2進数に変換されて入力
ポート38、バス41を介してMCP35に入力され
る。また、クランク角センサ45の信号はバツフア46
を経て入力ポート38に接続されており、バス41を介
してMCP35に入力され、エンジン1のクランクシヤ
フト回転数が計算される。
また、ドライバの意志をMCP35に伝達するアクセル
ペタル踏込量はスロツトルセンサ5の信号をバツフア4
7を介してA−D変換器48で2進数に変換して入力ポ
ート38、バス41を介してMCP35に入力される。
ペタル踏込量はスロツトルセンサ5の信号をバツフア4
7を介してA−D変換器48で2進数に変換して入力ポ
ート38、バス41を介してMCP35に入力される。
また、空燃比センサ12の発生信号は、波形整形回路4
9を介してA−D変換器50で2進数に変換され、入力
ポート38、バス41を介してMCP35に入力され
る。
9を介してA−D変換器50で2進数に変換され、入力
ポート38、バス41を介してMCP35に入力され
る。
一方、出力ポート39は、燃料噴射弁7、点火コイル5
1を動作させるためのデータを出力するためのもので、
出力ポート39には、MCP35からのデータがバス4
1を介して書き込まれ、出力ポート39からの2進のデ
ータは、ダウンカウンタ52に入力され、出力ポート3
9からのデータのダウンカウントをクロツク発生器53
からのクロツク信号で開始し、カウント値が零になる
と、出力端子にカウント完了信号を発生する。この出力
端子の出力はフリツプフロツプ回路54に入力され、フ
リツプフロツプ回路54は同時にクロツク発生器53か
らのクロツク信号を入力し、ダウンカウントが行われて
いる間だけフリツプフロツプ回路54の出力端子を高レ
ベルに維持する。フリツプフロツプ回路54の出力は増
幅器55を介して燃料噴射弁7に接続されており、フリ
ツプフロツプ回路54の出力端子が高レベルを維持して
いる間だけ、噴射弁7が作動し、燃料が吐出される。
1を動作させるためのデータを出力するためのもので、
出力ポート39には、MCP35からのデータがバス4
1を介して書き込まれ、出力ポート39からの2進のデ
ータは、ダウンカウンタ52に入力され、出力ポート3
9からのデータのダウンカウントをクロツク発生器53
からのクロツク信号で開始し、カウント値が零になる
と、出力端子にカウント完了信号を発生する。この出力
端子の出力はフリツプフロツプ回路54に入力され、フ
リツプフロツプ回路54は同時にクロツク発生器53か
らのクロツク信号を入力し、ダウンカウントが行われて
いる間だけフリツプフロツプ回路54の出力端子を高レ
ベルに維持する。フリツプフロツプ回路54の出力は増
幅器55を介して燃料噴射弁7に接続されており、フリ
ツプフロツプ回路54の出力端子が高レベルを維持して
いる間だけ、噴射弁7が作動し、燃料が吐出される。
次に、点火装置の駆動について説明する。
MCP35で演算された点火角と点火エネルギー充電開
始角を示すデイジタル2進データが不揮発性メモリ37
より読み出され、バス41を介してパルス発生回路40
にセツトされ、クロツク発生器53、ダウンカウンタ5
6、フリツプフロツプ回路57によつて点火エネルギー
充電を開始し、点火角に到達したらフリツプフロツプ回
路57よりパルス信号を発生し、点火装置の点火コイル
51に通電する。
始角を示すデイジタル2進データが不揮発性メモリ37
より読み出され、バス41を介してパルス発生回路40
にセツトされ、クロツク発生器53、ダウンカウンタ5
6、フリツプフロツプ回路57によつて点火エネルギー
充電を開始し、点火角に到達したらフリツプフロツプ回
路57よりパルス信号を発生し、点火装置の点火コイル
51に通電する。
ここで、燃料噴射弁7の駆動にあたり、空燃比センサ1
2の信号により補正制御する内容について説明する。
2の信号により補正制御する内容について説明する。
第10図は本発明に係る燃焼制御装置を用いて自動車を
走行させる場合のエンジン1の負荷に対する目標空燃比
制御パターン図の一例を示す図である。すなわち、負荷
が小さいアイドル領域では、エンジン1の安定回転を確
保するため、理論空燃比15とし、負荷が中負荷では、
燃料経済性に重点をおいて、負荷が加速域に入ると、理
論空燃比に戻し、さらに出力を必要とする領域では、理
論空燃比の場合より濃い混合気に設定する。この空燃比
の設定パターンは、エンジン1の回転数によつて多少変
わり、エンジン回転数が高まるにつれて経済燃費運転域
が軽負荷側に拡大する。このように、エンジン負荷に対
して空燃比を設定する方法には、第9図のMCP35の
不揮発性メモリ37に各エンジン回転数に対応する設定
空燃比をあらかじめ書き込んでおく。空燃比に対応する
空燃比センサ12の出力は、第11図に示すように、酸
素濃度に比例関係があり、空燃比が大きい値のときは、
センサ出力も大きくなる。したがつて、第10図の設定
空燃比に対応した空燃比センサ12の出力電圧をあらか
じめ第9図の不揮発性メモリ36′に記憶しておく。
走行させる場合のエンジン1の負荷に対する目標空燃比
制御パターン図の一例を示す図である。すなわち、負荷
が小さいアイドル領域では、エンジン1の安定回転を確
保するため、理論空燃比15とし、負荷が中負荷では、
燃料経済性に重点をおいて、負荷が加速域に入ると、理
論空燃比に戻し、さらに出力を必要とする領域では、理
論空燃比の場合より濃い混合気に設定する。この空燃比
の設定パターンは、エンジン1の回転数によつて多少変
わり、エンジン回転数が高まるにつれて経済燃費運転域
が軽負荷側に拡大する。このように、エンジン負荷に対
して空燃比を設定する方法には、第9図のMCP35の
不揮発性メモリ37に各エンジン回転数に対応する設定
空燃比をあらかじめ書き込んでおく。空燃比に対応する
空燃比センサ12の出力は、第11図に示すように、酸
素濃度に比例関係があり、空燃比が大きい値のときは、
センサ出力も大きくなる。したがつて、第10図の設定
空燃比に対応した空燃比センサ12の出力電圧をあらか
じめ第9図の不揮発性メモリ36′に記憶しておく。
第12図は第9図のMCP35における運転域が経済燃
費域(リーン域と称する)のときの処理の一実施例を示
すフローチヤートである。ステツプ61においてエンジ
ン回転数Nを、ステツプ62においてエアフローメータ
4からのエアフロー信号により空気量を計算し、この結
果からステツプ63で運転領域を判定する。そして、ス
テツプ64で運転領域がリーン域か否かを判定し、リー
ン域の場合は、ステツプ65で第1図の空気バイパス弁
(以下スタビライザという)9を動作させ、そのデユー
テイ幅を第10図に示したように制御する。ステツプ6
6では、スタビライザ動作を含めた目標空燃比を設定
し、これにもとづいてステツプ69で噴射時間幅を計算
する。次に、ステツプ70でこの結果と空燃比センサ1
2の出力とを比較し、ステツプ71でその絶対値がある
値αより小さいかどうかを判定し、小さければ、ステツ
プ71で燃料噴射処理を行い、このプラグラムを終了す
る。αがある値より大きい場合は、スタビライザ9のデ
ユーテイ比を変化させて、空燃比センサ12の出力V−
空燃比の目標値V0の差の絶対値がある値以下になるよ
うにする。ステツプ64でリーン域でない場合は、スタ
ビライザ9の動作を中止し、ステツプ67で加速域かど
うかを判定し、加速域の場合は、ステツプ68で絞り弁
6の開度の微分値に応じて燃料増量信号を出力し、ステ
ツプ69へ進む。ステツプ67で加速域でない場合は、
ステツプ74でエンジン1が出力域であると見なし、燃
料噴射パターンを変更する命令を発する。
費域(リーン域と称する)のときの処理の一実施例を示
すフローチヤートである。ステツプ61においてエンジ
ン回転数Nを、ステツプ62においてエアフローメータ
4からのエアフロー信号により空気量を計算し、この結
果からステツプ63で運転領域を判定する。そして、ス
テツプ64で運転領域がリーン域か否かを判定し、リー
ン域の場合は、ステツプ65で第1図の空気バイパス弁
(以下スタビライザという)9を動作させ、そのデユー
テイ幅を第10図に示したように制御する。ステツプ6
6では、スタビライザ動作を含めた目標空燃比を設定
し、これにもとづいてステツプ69で噴射時間幅を計算
する。次に、ステツプ70でこの結果と空燃比センサ1
2の出力とを比較し、ステツプ71でその絶対値がある
値αより小さいかどうかを判定し、小さければ、ステツ
プ71で燃料噴射処理を行い、このプラグラムを終了す
る。αがある値より大きい場合は、スタビライザ9のデ
ユーテイ比を変化させて、空燃比センサ12の出力V−
空燃比の目標値V0の差の絶対値がある値以下になるよ
うにする。ステツプ64でリーン域でない場合は、スタ
ビライザ9の動作を中止し、ステツプ67で加速域かど
うかを判定し、加速域の場合は、ステツプ68で絞り弁
6の開度の微分値に応じて燃料増量信号を出力し、ステ
ツプ69へ進む。ステツプ67で加速域でない場合は、
ステツプ74でエンジン1が出力域であると見なし、燃
料噴射パターンを変更する命令を発する。
ここで、通常の燃料噴射パターンについて第13図を用
いて説明する。第1図を平面図で示すと第14図のよう
になる。すなわち、4気筒のエンジン1には、入口側に
2つのポート75,76があり、ポート75,76の出
口側はそれぞれ2つに分岐している。ポート75,76
の上流側の吸気管2には、アトマイザ8a,8bを収納
したホルダ30a,30bが装着されていて、ホルダ3
0a,30bの上流側は集合筒77となつていて絞り弁
6が設けてある。絞り弁6とエアフローメータ4との間
は可撓性のある蛇腹78で連結してあり、エアフローメ
ータ4にはダスト侵入防止用のエアクリーナ3が装着し
てある。一方、エンジン1の排気側には、排気管11と
これの途中に設けた空燃比センサ12が装着してある。
なお、センサ、アクチユエータ類は制御回路18によつ
て総括される。第14図に示すように、本発明による燃
料制御装置は、2つの燃料噴射弁7a,7bを具備し、
1つの噴射弁7aでエンジン1のシリンダNo.1,No.2
の、他の噴射弁7bでシリンダNo.3,No.4の燃料をカ
バーしている。したがつて、燃料噴射のパターンは、第
13図(a)に示したようになる。すなわち、第1の噴
射弁7aはNo.2,No.1のシリンダに燃料を計量して供
給し、第2の噴射弁7bが動作している間は休止してい
る。第2の噴射弁7bはNo.3,No.4のシリンダに燃料
を供給し、第1の噴射弁7aが動作している間は休止し
ている。したがつて、1つの噴射弁に要求される応答性
は高いものとなり、計量精度も高いことが必要である。
なお、本発明では、エンジン1の高負荷、高回転域に限
り、第13図(a)に示すシーケンシヤル燃料噴射を同
時噴射に切り換えて必要燃料の確保をはかるようにして
ある。
いて説明する。第1図を平面図で示すと第14図のよう
になる。すなわち、4気筒のエンジン1には、入口側に
2つのポート75,76があり、ポート75,76の出
口側はそれぞれ2つに分岐している。ポート75,76
の上流側の吸気管2には、アトマイザ8a,8bを収納
したホルダ30a,30bが装着されていて、ホルダ3
0a,30bの上流側は集合筒77となつていて絞り弁
6が設けてある。絞り弁6とエアフローメータ4との間
は可撓性のある蛇腹78で連結してあり、エアフローメ
ータ4にはダスト侵入防止用のエアクリーナ3が装着し
てある。一方、エンジン1の排気側には、排気管11と
これの途中に設けた空燃比センサ12が装着してある。
なお、センサ、アクチユエータ類は制御回路18によつ
て総括される。第14図に示すように、本発明による燃
料制御装置は、2つの燃料噴射弁7a,7bを具備し、
1つの噴射弁7aでエンジン1のシリンダNo.1,No.2
の、他の噴射弁7bでシリンダNo.3,No.4の燃料をカ
バーしている。したがつて、燃料噴射のパターンは、第
13図(a)に示したようになる。すなわち、第1の噴
射弁7aはNo.2,No.1のシリンダに燃料を計量して供
給し、第2の噴射弁7bが動作している間は休止してい
る。第2の噴射弁7bはNo.3,No.4のシリンダに燃料
を供給し、第1の噴射弁7aが動作している間は休止し
ている。したがつて、1つの噴射弁に要求される応答性
は高いものとなり、計量精度も高いことが必要である。
なお、本発明では、エンジン1の高負荷、高回転域に限
り、第13図(a)に示すシーケンシヤル燃料噴射を同
時噴射に切り換えて必要燃料の確保をはかるようにして
ある。
ここでは、同期噴射では、シリンダNo.2とNo.3が燃料
過多となるので、第13図(b)の如くに燃料を噴射す
ればよい。すなわち、第1表に示すように、No.2のシ
リンダの吸気行程の次がNo.1シリンダの吸気行程にな
るのに着目し、第1の噴射弁7aの動作範囲をNo.2シ
リンダの吸気行程の途中から始め、No.1シリンダの吸
気行程の途中までとするようにすればよい。第2の噴射
弁7bについても同様である。このようにすると、噴射
弁7a,7bが動作するまでの無駄時間分だけ多く燃料
を供給することができ、前述の如く分配が悪化すること
を防止できる。
過多となるので、第13図(b)の如くに燃料を噴射す
ればよい。すなわち、第1表に示すように、No.2のシ
リンダの吸気行程の次がNo.1シリンダの吸気行程にな
るのに着目し、第1の噴射弁7aの動作範囲をNo.2シ
リンダの吸気行程の途中から始め、No.1シリンダの吸
気行程の途中までとするようにすればよい。第2の噴射
弁7bについても同様である。このようにすると、噴射
弁7a,7bが動作するまでの無駄時間分だけ多く燃料
を供給することができ、前述の如く分配が悪化すること
を防止できる。
アトマイザ8a,8bを動作させた場合、燃料噴射弁7
a,7bの噴射タイミングは、各シリンダの吸気の始め
に設定するのが望ましいが、吸気管2の長さによつてタ
イミングを調整する必要がある。
a,7bの噴射タイミングは、各シリンダの吸気の始め
に設定するのが望ましいが、吸気管2の長さによつてタ
イミングを調整する必要がある。
次に、空燃比センサ12の信号を使つた空燃比の制御方
法について説明する。燃料噴射弁7の開弁時間tiは、
次式で計算される。
法について説明する。燃料噴射弁7の開弁時間tiは、
次式で計算される。
ti=k・tN・α・K+TB …(1) tN=QA/N …(2) ここに、tN;基本噴射時間幅 k;定数 QA;空気流量 N;エンジン回転数 α;空燃比補正係数 K;各種補正係数の和 TB;補正時間 (1)式のtNはエンジン回転数N、エアフローメータ
4の信号にもとづいて、第9図の不揮発性メモリ37に
記憶されている。ここでは、空燃比補正係数αを操作し
て所定の目標空燃比に収束させることになる。αは空燃
比センサ12の出力信号に応じて比例、積分制御を行
う。目標空燃比に相当する空燃比センサ出力V0は、各
運転条件によつて第9図の不揮発性メモリ37に記憶さ
れており、現在の運転条件における空燃比センサ12の
出力Vと比較してVが大きい場合は、比例分を偏差量に
見合つて加える。また、積分分は燃料噴射弁7の開弁時
間幅tiに応じた定数をエンジン回転1回転毎にV>V
0の場合に減じ、VV0の場合は加える。
4の信号にもとづいて、第9図の不揮発性メモリ37に
記憶されている。ここでは、空燃比補正係数αを操作し
て所定の目標空燃比に収束させることになる。αは空燃
比センサ12の出力信号に応じて比例、積分制御を行
う。目標空燃比に相当する空燃比センサ出力V0は、各
運転条件によつて第9図の不揮発性メモリ37に記憶さ
れており、現在の運転条件における空燃比センサ12の
出力Vと比較してVが大きい場合は、比例分を偏差量に
見合つて加える。また、積分分は燃料噴射弁7の開弁時
間幅tiに応じた定数をエンジン回転1回転毎にV>V
0の場合に減じ、VV0の場合は加える。
ここで、比例分はエンジン1の運転条件に応じて4段階
に切り替えて用いる。すなわち、(1)式の中の補正係
数Kを定常、加速、減速、出力の4項目に分けることに
なる。
に切り替えて用いる。すなわち、(1)式の中の補正係
数Kを定常、加速、減速、出力の4項目に分けることに
なる。
次に、燃料制御に学習機能を付加したものを第15図を
用いて説明する。ここでは、定常運転時の補正について
述べる。空燃比センサ12からの信号が目標空燃比を境
にしてリーン/リツチを繰り返し、空燃比補正係数αの
値が、制御の幅の上限値または下限値をn回通過したと
きの偏差分Klを第9図のメモリ36′に記憶保管し、
この値にもとづいて次回からの噴射弁の開弁時間を制御
する。
用いて説明する。ここでは、定常運転時の補正について
述べる。空燃比センサ12からの信号が目標空燃比を境
にしてリーン/リツチを繰り返し、空燃比補正係数αの
値が、制御の幅の上限値または下限値をn回通過したと
きの偏差分Klを第9図のメモリ36′に記憶保管し、
この値にもとづいて次回からの噴射弁の開弁時間を制御
する。
次に、本発明におけるエンジン始動法について説明す
る。第1図において、エンジン1のイグニツシヨンキー
スイツチ101をオンしたときにアトマイザ8a,8b
の駆動回路79(第14図参照)を動作させてエンジン
冷却水温センサ19の信号がある設定値になるまで連続
的にアトマイザ8a,8bを励振させる。冷却水温セン
サ19の出力が設定値に到達したら、アトマイザ8a,
8bは噴射弁7a,7bの開弁時間に同期して励振され
る。すなわち、アトマイザ8a,8bの消費電力の軽減
をはかることができる。アトマイザ8a,8bの駆動回
路79は、第15図に示したものを用いる。この駆動回
路79の特徴は、アトマイザ8の圧電素子P1部が飽和
し、インピーダンスが大きくなると、負荷電流が減り、
トランスT1の磁心の磁束密度の時間微分値がマイナス
になる結果、トランスT1の第3次巻線の起動力も低下
する。したがつて、これによりトランジスタQ1,Q2の
ベース電流が低下し、トランスT2のドライブ電流も減
る。このため、トランジスタQ3またはQ4はオン状態
を保ち得ず、コレクタ電流が減ずる。以上の正帰還によ
りトランジスタQ1とQ2,Q3とQ4の状態が反転する。
この発振系はアトマイザ8の圧電素子P1(第5図の2
7に相当)のインピーダンス変化による自励発振である
ので、常に負荷の変化に追従して発振周波数が変化す
る。
る。第1図において、エンジン1のイグニツシヨンキー
スイツチ101をオンしたときにアトマイザ8a,8b
の駆動回路79(第14図参照)を動作させてエンジン
冷却水温センサ19の信号がある設定値になるまで連続
的にアトマイザ8a,8bを励振させる。冷却水温セン
サ19の出力が設定値に到達したら、アトマイザ8a,
8bは噴射弁7a,7bの開弁時間に同期して励振され
る。すなわち、アトマイザ8a,8bの消費電力の軽減
をはかることができる。アトマイザ8a,8bの駆動回
路79は、第15図に示したものを用いる。この駆動回
路79の特徴は、アトマイザ8の圧電素子P1部が飽和
し、インピーダンスが大きくなると、負荷電流が減り、
トランスT1の磁心の磁束密度の時間微分値がマイナス
になる結果、トランスT1の第3次巻線の起動力も低下
する。したがつて、これによりトランジスタQ1,Q2の
ベース電流が低下し、トランスT2のドライブ電流も減
る。このため、トランジスタQ3またはQ4はオン状態
を保ち得ず、コレクタ電流が減ずる。以上の正帰還によ
りトランジスタQ1とQ2,Q3とQ4の状態が反転する。
この発振系はアトマイザ8の圧電素子P1(第5図の2
7に相当)のインピーダンス変化による自励発振である
ので、常に負荷の変化に追従して発振周波数が変化す
る。
次に、加速時の燃料制御法について言及する。第10図
に示したように、本発明では空燃比の設定がワイドな範
囲になつている。このため、軽負荷域からの加速にもた
つきが生じることが考えられる。この現象を回避する方
策として、アクセル踏み込み量を検出し、この信号の時
間微分値の大きさに応じて割込み増量を行う。
に示したように、本発明では空燃比の設定がワイドな範
囲になつている。このため、軽負荷域からの加速にもた
つきが生じることが考えられる。この現象を回避する方
策として、アクセル踏み込み量を検出し、この信号の時
間微分値の大きさに応じて割込み増量を行う。
第16図はアクセルペタルの開度検出法の具体的一実施
例を示す構成図である。すなわち、アクセルペダル80
を足で踏むと、支点81の作用でアクセルリンク82に
係合したアクセルワイヤ83は図示矢印のように動き、
絞り弁6(図示していない)が開く。このとき、アクセ
ルリンク82の支点部と同じに回動するリンク84の先
端にポテンシオメータ85を取り付ける。ポテンシヨオ
メータ85からの信号は制御回路18に入力する。アク
セルワイヤ83とアクセルペダル80の動きは、第17
図の曲線a,bに示したように、アクセルペダル80が
動いて、ある無駄時間τ後にアクセルワイヤ83が動作
する。このときは、アクセルペダル80の開度が信号と
してもつとも早いことを意味し、アクセルベダル80に
同調して回動するポテンシオメータ85の信号の微分値
にしたがつて加速度を設定し、この微分値の大きさに応
じて加速増量を決めればよい。
例を示す構成図である。すなわち、アクセルペダル80
を足で踏むと、支点81の作用でアクセルリンク82に
係合したアクセルワイヤ83は図示矢印のように動き、
絞り弁6(図示していない)が開く。このとき、アクセ
ルリンク82の支点部と同じに回動するリンク84の先
端にポテンシオメータ85を取り付ける。ポテンシヨオ
メータ85からの信号は制御回路18に入力する。アク
セルワイヤ83とアクセルペダル80の動きは、第17
図の曲線a,bに示したように、アクセルペダル80が
動いて、ある無駄時間τ後にアクセルワイヤ83が動作
する。このときは、アクセルペダル80の開度が信号と
してもつとも早いことを意味し、アクセルベダル80に
同調して回動するポテンシオメータ85の信号の微分値
にしたがつて加速度を設定し、この微分値の大きさに応
じて加速増量を決めればよい。
次に、減速時の動作について説明する。第1図におい
て、スタビライザ9は制御回路18からの指令によつて
デユーテイ制御による開閉動作をするが、スタビライザ
9およびエンジン吸気ポート部に開口するノズル(空気
バイパス管)10,10′,10″,10(第14図
参照)より流出する空気は、エアフローメータ4の上流
より取り込んであり、ここで、ノズル10,10′,1
0″,10はそれぞれ4つのシリンダの吸気ポート部
に開口している。
て、スタビライザ9は制御回路18からの指令によつて
デユーテイ制御による開閉動作をするが、スタビライザ
9およびエンジン吸気ポート部に開口するノズル(空気
バイパス管)10,10′,10″,10(第14図
参照)より流出する空気は、エアフローメータ4の上流
より取り込んであり、ここで、ノズル10,10′,1
0″,10はそれぞれ4つのシリンダの吸気ポート部
に開口している。
エンジン1が減速状態に入つたとき、絞り弁6の開度セ
ンサであるスロツトルセンサ5の微分値または第16図
のアクセルペダル80の開度センサ(ポテンシオメー
タ)85の微分値によつて減速の大きさを判定すること
ができる。この減速の大きさにもとづいてスタビライザ
9を動作させ、吸気管2内の負の圧力が必要以上(−55
0mmHg)にならぬように新鮮な空気を導入する。これに
よつて、減速時に発生していた混合気の濃化を防ぎ、排
気中のCO濃度の増大を防止し、かつ、次の加速時に
は、スタビライザ9の動作を停止し、すばやく混合気の
シリンダへの到達が実現できる。以上、アトマイザ8
a,8bおよびスタビライザ9の制御については、第1
2図に示した制御回路18内での燃料噴射弁7の駆動と
同等の制御フローによつて制御することができる。
ンサであるスロツトルセンサ5の微分値または第16図
のアクセルペダル80の開度センサ(ポテンシオメー
タ)85の微分値によつて減速の大きさを判定すること
ができる。この減速の大きさにもとづいてスタビライザ
9を動作させ、吸気管2内の負の圧力が必要以上(−55
0mmHg)にならぬように新鮮な空気を導入する。これに
よつて、減速時に発生していた混合気の濃化を防ぎ、排
気中のCO濃度の増大を防止し、かつ、次の加速時に
は、スタビライザ9の動作を停止し、すばやく混合気の
シリンダへの到達が実現できる。以上、アトマイザ8
a,8bおよびスタビライザ9の制御については、第1
2図に示した制御回路18内での燃料噴射弁7の駆動と
同等の制御フローによつて制御することができる。
以上説明したように、本発明によれば、エンジンのすべ
ての運転条件下で目標空燃比に設定空燃比が一致するよ
うにでき、燃費、排気浄化、運転性の3つの基本的条件
を満足させることができ、しかも空燃比制御の燃料微粒
化に用いるアトマイザを運転領域の状況に応じて駆動を
必要とする運転域か否か見定めて駆動したり、駆動を停
止させたりするので、アトマイザの空燃比制御による消
電力化を図ることができる。という効果がある。
ての運転条件下で目標空燃比に設定空燃比が一致するよ
うにでき、燃費、排気浄化、運転性の3つの基本的条件
を満足させることができ、しかも空燃比制御の燃料微粒
化に用いるアトマイザを運転領域の状況に応じて駆動を
必要とする運転域か否か見定めて駆動したり、駆動を停
止させたりするので、アトマイザの空燃比制御による消
電力化を図ることができる。という効果がある。
第1図は本発明の燃料制御装置の一実施例を示す全体構
成図、第2図は第1図の制御回路がエンジン回転数を下
げる指令を出したときの各要素の動作状態を示すタイム
チヤート、第3図は第1図の絞り弁の開度を半開した後
少し閉じた場合の燃料量の増量、空気バイパス弁の動作
および空燃比の状況を示すタイムチヤート、第4図は第
1図の絞り弁の開度が大きい加速の場合の第3図に相当
するタイムチヤート、第5図は第1図のアトマイザの一
実施例を示す構造図、第6図は第5図のリング振動子の
振動状態の説明図、第7図は第1図の燃料噴射弁とアト
マイザとの取付位置関係の一実施例を示す側断面、第8
図は第7図の他の実施例を示す側面図、第9図は第1図
の制御回路の一実施例を示すブロツク図、第10図は本
発明に係る燃焼制御装置を用いて自動車を走行させた場
合のエンジンの負荷に対する目標空燃比制御パターン図
の一例を示す図、第11図は第1図の空燃比センサの出
力電圧と酸素濃度との関係を示す線図、第12図は第9
図のMCPにおける運転域が経済燃費域のときの処理の
一実施例を示すフローチヤート、第13図は第1図の燃
料噴射弁の開弁時間幅の制御の説明図、第14図は第1
図の平面図、第15図は第9図のアトマイザ用駆動回路
の一実施例を示す回路図、第16図はアクセルペダルの
開度検出法の一実施例を示す構成図、第17図は第16
図のアクセルペダルとアクセルワイヤの経過時間に対す
る動作説明図である。 1……エンジン、2……吸気管、3……エアクリーナ、
4……エアフローメータ、5……スロツトルセンサ、6
……絞り弁、7,7a,7b……燃料噴射弁、8,8
a,8b……アトマイザ、9……空気バイパス弁、10
……空気バイパス管、11……排気管、12……空燃比
センサ、14……タンク、16……ポンプ、17……レ
ギユレータ、18……制御回路、19……冷却水温セン
サ、20……スタータ、21……イグニツシヨンコイ
ル、22……切り欠き、23……リング振動子、24…
…ホーン、25……ボルト、26……圧電素子、27…
…電極、30,30a,30b……ホルダ、31……ボ
ア、32……ノズル部、33,34……ポート、35…
…MCP、36,36′,37……メモリ、38……入
力ポート,39……出力ポート、40……パルス発生回
路、41……双方向バス、42……空気量センサ、43
……バツフア、44……A−Dコンバータ、45……ク
ランク角センサ、46,47……バツフア、48,50
……A−D変換器、49……波形整形回路、51……点
火コイル、52,56……ダウンカウンタ、53……ク
ロツク発生器、54,57……フリツプフロツプ回路、
77……集合筒、78……蛇腹、79……アトマイザ駆
動回路、80……アクセルペタル、82……アクセルリ
ング、83……アクセルワイヤ、84……リンク、85
……ポテンシオメータ、101……イグニツシヨンキー
スイツチ、102……シリンダ。
成図、第2図は第1図の制御回路がエンジン回転数を下
げる指令を出したときの各要素の動作状態を示すタイム
チヤート、第3図は第1図の絞り弁の開度を半開した後
少し閉じた場合の燃料量の増量、空気バイパス弁の動作
および空燃比の状況を示すタイムチヤート、第4図は第
1図の絞り弁の開度が大きい加速の場合の第3図に相当
するタイムチヤート、第5図は第1図のアトマイザの一
実施例を示す構造図、第6図は第5図のリング振動子の
振動状態の説明図、第7図は第1図の燃料噴射弁とアト
マイザとの取付位置関係の一実施例を示す側断面、第8
図は第7図の他の実施例を示す側面図、第9図は第1図
の制御回路の一実施例を示すブロツク図、第10図は本
発明に係る燃焼制御装置を用いて自動車を走行させた場
合のエンジンの負荷に対する目標空燃比制御パターン図
の一例を示す図、第11図は第1図の空燃比センサの出
力電圧と酸素濃度との関係を示す線図、第12図は第9
図のMCPにおける運転域が経済燃費域のときの処理の
一実施例を示すフローチヤート、第13図は第1図の燃
料噴射弁の開弁時間幅の制御の説明図、第14図は第1
図の平面図、第15図は第9図のアトマイザ用駆動回路
の一実施例を示す回路図、第16図はアクセルペダルの
開度検出法の一実施例を示す構成図、第17図は第16
図のアクセルペダルとアクセルワイヤの経過時間に対す
る動作説明図である。 1……エンジン、2……吸気管、3……エアクリーナ、
4……エアフローメータ、5……スロツトルセンサ、6
……絞り弁、7,7a,7b……燃料噴射弁、8,8
a,8b……アトマイザ、9……空気バイパス弁、10
……空気バイパス管、11……排気管、12……空燃比
センサ、14……タンク、16……ポンプ、17……レ
ギユレータ、18……制御回路、19……冷却水温セン
サ、20……スタータ、21……イグニツシヨンコイ
ル、22……切り欠き、23……リング振動子、24…
…ホーン、25……ボルト、26……圧電素子、27…
…電極、30,30a,30b……ホルダ、31……ボ
ア、32……ノズル部、33,34……ポート、35…
…MCP、36,36′,37……メモリ、38……入
力ポート,39……出力ポート、40……パルス発生回
路、41……双方向バス、42……空気量センサ、43
……バツフア、44……A−Dコンバータ、45……ク
ランク角センサ、46,47……バツフア、48,50
……A−D変換器、49……波形整形回路、51……点
火コイル、52,56……ダウンカウンタ、53……ク
ロツク発生器、54,57……フリツプフロツプ回路、
77……集合筒、78……蛇腹、79……アトマイザ駆
動回路、80……アクセルペタル、82……アクセルリ
ング、83……アクセルワイヤ、84……リンク、85
……ポテンシオメータ、101……イグニツシヨンキー
スイツチ、102……シリンダ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−104554(JP,A) 特開 昭57−32043(JP,A) 特開 昭57−56642(JP,A) 特開 昭52−89726(JP,A) 特開 昭53−117125(JP,A) 特開 昭58−82042(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】自動車エンジンの吸気管に設けた燃料噴射
弁と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料を微粒化する
ためのアトマイザと、前記吸気管の絞り弁を迂回し、そ
の入口側が該吸気管のエアフローメータ上流側に、出口
側が絞り弁下流に開口する空気バイパス管と、該バイパ
ス管に流れるバイパス空気量を制御する空気バイパス弁
と、排気管内の排気ガス中の残存酸素濃度に比例した信
号により空燃比を検出する空燃比センサと、前記燃料噴
射弁から噴射される燃料量をエンジン回転数,エアフロ
ーメータ検出値を基に決定し、前記アトマイザをエンジ
ン運転領域に応じて制御し、前記空気バイパス弁を介し
て前記バイパス空気量を制御する制御回路とを備え、 エンジンの始動時には、スタータの起動と同時に前記
アトマイザを駆動させ、前記空気バイパス弁を最初は閉
じておいて、冷却水温に応じて理論空燃比より濃い混合
気を生成するための燃料を燃料噴射弁から噴射し、エン
ジンが始動すると、直ちに前記空気バイパス弁を作動さ
せて、前記空燃比センサで検出した空燃比がエンジン始
動時の目標空燃比となるよう前記バイパス空気量を制御
し、暖機運転が進行するにつれて、エンジン回転数を下
げるために前記燃料噴射量を低減させながら、前記バイ
パス空気量を低減させて前記空燃比制御を続行し、 暖機後の部分負荷運転時には、前記アトマイザを連続
的或いは燃料噴射弁の開弁時間に同期させて駆動させ、
前記空燃比が目標リーン空燃比となるように前記バイパ
ス空気量を制御し、また、部分負荷運転の加減速時には
絞り弁の単位時間あたりの変化量に応じて燃料を増減制
御すると共に前記バイパス空気量を増減制御して加減速
時にもリーン空燃比制御を行い、 高負荷運転時には、前記アトマイザの駆動を停止さ
せ、前記空気バイパス弁を閉じて、燃料噴射量を増量制
御しながら空燃比がリッチ空燃比となるように制御する
ことを特徴とする空燃比制御方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60001243A JPH0637861B2 (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 空燃比制御方法 |
| US06/813,720 US4643151A (en) | 1985-01-08 | 1985-12-27 | Fuel control apparatus for an internal combustion engine |
| EP86100113A EP0187654B1 (en) | 1985-01-08 | 1986-01-07 | A fuel control apparatus for an internal combustion engine |
| DE8686100113T DE3680677D1 (de) | 1985-01-08 | 1986-01-07 | Kraftstoffsteuerungsgeraet fuer brennkraftmaschine. |
| KR1019860000046A KR900000146B1 (ko) | 1985-01-08 | 1986-01-08 | 내연기관용 연료제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60001243A JPH0637861B2 (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 空燃比制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61160541A JPS61160541A (ja) | 1986-07-21 |
| JPH0637861B2 true JPH0637861B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=11496011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60001243A Expired - Lifetime JPH0637861B2 (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 空燃比制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4643151A (ja) |
| EP (1) | EP0187654B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0637861B2 (ja) |
| KR (1) | KR900000146B1 (ja) |
| DE (1) | DE3680677D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2218152A (en) * | 1988-05-05 | 1989-11-08 | Chuen Fu | I.C. engine air and mixture intake system |
| US5094196A (en) * | 1991-02-14 | 1992-03-10 | Tonen Corporation | System for operating two-cycle spark ignition engine |
| WO1995022687A1 (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-24 | Ford Motor Company Limited | Intake manifold system |
| DE19645389C1 (de) * | 1996-11-04 | 1998-03-26 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Regelung der Vollasteinspritzmenge einer Dieselbrennkraftmaschine |
| US8584650B2 (en) * | 2007-11-07 | 2013-11-19 | Ford Global Technologies, Llc | Ignition energy control for mixed fuel engine |
| JP5265903B2 (ja) * | 2007-11-12 | 2013-08-14 | 株式会社ニッキ | エンジンの空燃比制御方法及びその空燃比制御装置 |
| WO2011004934A1 (ko) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Lee Sangphil | 자동차 흡입공기 제어 시스템 |
| RU2677025C1 (ru) * | 2018-01-09 | 2019-01-15 | Вячеслав Иванович Новоковский | Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания при эксплуатации |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934860B2 (ja) * | 1974-08-19 | 1984-08-24 | カブシキガイシヤ ニツポンジドウシヤブヒンソウゴウケンキユウシヨ | 内燃機関の空燃比補正装置 |
| DE2453335A1 (de) * | 1974-11-11 | 1976-05-13 | Volkswagenwerk Ag | Mit ladungsschichtung betriebene, fremdgezuendete brennkraftmaschine |
| GB1539770A (en) * | 1975-04-17 | 1979-01-31 | Nippon Soken | Controlling the air-to-fuel ratio in internal combustion engines |
| JPS6011224B2 (ja) * | 1975-11-04 | 1985-03-23 | 株式会社豊田中央研究所 | 超音波燃料噴射供給装置 |
| JPS5834658B2 (ja) * | 1975-11-11 | 1983-07-28 | カブシキガイシヤ ニツポンジドウシヤブヒンソウゴウケンキユウシヨ | クウキリユウリヨウチヨウセイソウチ |
| JPS5844854B2 (ja) * | 1975-11-21 | 1983-10-05 | カブシキガイシヤ ニツポンジドウシヤブヒンソウゴウケンキユウシヨ | クウネンヒチヨウセイソウチ |
| SE7700312L (sv) * | 1976-01-14 | 1977-07-15 | Plessey Handel Investment Ag | Brensleinsprutningsanordning |
| JPS52139820A (en) * | 1976-05-18 | 1977-11-22 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas purifier for internal combustion engine |
| US4132203A (en) * | 1977-03-17 | 1979-01-02 | The Bendix Corporation | Single point intermittent flow fuel injection |
| JPS55104554A (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-11 | Nippon Carbureter Co Ltd | Carburetor |
| JPS5756642A (en) * | 1980-09-19 | 1982-04-05 | Toyota Motor Corp | Air-fuel ratio control of internal combustion engine |
| JPS5783631A (en) * | 1980-11-13 | 1982-05-25 | Suzuki Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
| JPS5732043A (en) * | 1981-04-02 | 1982-02-20 | Nippon Soken Inc | Air fuel ratio correcting devive for internal combustion engine |
| JPS57176339A (en) * | 1981-04-24 | 1982-10-29 | Nissan Motor Co Ltd | Auxiliary air controller of fuel injection valve |
| JPS5841231A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-10 | Nippon Denso Co Ltd | 電子制御式燃料噴射制御方法 |
-
1985
- 1985-01-08 JP JP60001243A patent/JPH0637861B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1985-12-27 US US06/813,720 patent/US4643151A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-01-07 EP EP86100113A patent/EP0187654B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-07 DE DE8686100113T patent/DE3680677D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-01-08 KR KR1019860000046A patent/KR900000146B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900000146B1 (ko) | 1990-01-20 |
| KR860005957A (ko) | 1986-08-16 |
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