JPH0684736B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、空燃比制御装置に係り、特に内燃機関の減
速運転の際に、機関回転数の所定回転域に対応させて空
燃比補正値を所定値に変更し、この空燃比補正値によっ
て制御弁を作動制御させてブリードエアの供給量を調整
することにより、減速後の再加速時に運転性能の向上を
図るとともに、排気の浄化性能及び燃費の向上を図り得
る空燃比制御装置に関する。

［従来の技術］ 車両用の内燃機関においては、車両の走行速度、つまり
機関回転数及び負荷の変動が極めて大きく、この両変動
要素を組合わせた各種の運転状態において、低燃費、少
ない有害排出ガス等の性能が要請される。このため、内
燃機関の各種運転状態において、内燃機関の空燃比を適
正に制御することが必要である。

この空燃比を適正に制御するため、排ガス中の成分を検
知する排気センサからの出力信号状態によって決定され
る空燃比補正値により、ブリードエアの供給量を調整す
べく制御弁である電磁弁を作動制御させ、上述の各種運
転状態に対して、常に最良の燃焼状態を得るべく、ブリ
ードエアの調整量を調整して空燃比を制御するようにし
たフィードバック式の空燃比制御装置が使用されてい
る。

このような空燃比制御装置としては、例えば、特開昭60
-111033号公報に開示されている。この公報に記載のも
のは、気化器のフロート室に連通するメイン通路とスロ
ー通路とを設け、これらメイン通路及びスロー通路への
ブリードエアの供給量を調整する制御弁であるメイン系
電磁弁及びスロー系電磁弁を設け、これら各電磁弁を作
動するソレノイドを設け、排気センサの出力信号状態に
よって決定される空燃比補正値である空燃比補正信号電
圧により、上述の各電磁弁を作動制御させて空燃比をフ
ィードバック制御するものである。上述の空燃比補正値
は、ソレノイドへのデューティ比である。このデューテ
ィ比は、０％から100％までの範囲であり、０％でソレ
ノイドによってメイン系エアブリード通路及びスロー系
エアブリード通路を全閉状態にするとともに、100％で
ソレノイドによってメイン系エアブリード通路及びスロ
ー系エアブリード通路を全開状態にする。

また、気化器にあっては、減速時の燃料カット装置が設
けられている。この燃料カット装置は、スローポートを
開閉するカットソレノイド弁を有し、減速時に一時的に
スローポートをカットソレノイド弁によって遮断させて
スロー系燃料の供給を停止するものである。カットソレ
ノイド弁は、上述のブリードエアの供給量を調整するソ
レノイドよりも下流側に、つまり、吸気通路側に設置さ
れている。

更に、空燃比制御装置としては、特公昭59-16090号公報
に開示されているものがある。この公報に記載のもの
は、設定した内燃機関の特定作動状態に積分手段の積分
値を保持し、且つ内燃機関が減速状態又はアイドリング
状態の時に上述の積分値を第１の量だけ減少させた値を
積分出力として発生せしめる一方、加速状態の時に上述
の積分値を第２の量だけ増加させた値を積分出力として
発生せしめ、この積分出力に応じて空燃比を制御してい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の空燃比制御装置においては、内燃機関
の減速運転の際に、カットソレノイド弁を作動する制御
信号値と電磁弁を作動する空燃比補正値とを一定値にク
ランプ（保持）して空燃比の制御を行っていた。このと
き、この空燃比補正値を大なる値、つまり、100％側に
クランプした場合には、排気有害成分であるCO、THCの
発生が低減するとともに燃料消費率が小となる。

しかしながら、機関回転数が一定に低くなって燃料カッ
トが解除されても、第６、７図に示す如く、シフトアッ
プ等の要因による減速後の再加速時に、燃料の追従遅れ
が発生し、供給される燃料が減少して空燃比が徒にリー
ン側に移行してしまうので、エンジンストール等の不具
合が発生して運転性能が低下する弊害があった。

この運転性能の低下を防止するために、空燃比補正値を
小なる値、つまり、０％側にクランプすればよいが、上
述の如き排気の浄化性能又は燃費が悪化し、相反する不
都合が生ずるので改善が望まれていた。

［発明の目的］ そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく、
内燃機関の減速運転の際の絞り弁の開閉状態を検出して
オンになるスロットルスイッチを設け、スロットロスイ
ッチがオンになった内燃機関の減速運転開始時から機関
回転数が設定機関回転数に低下するまでの第１回転域に
は空燃比補正値を内燃機関の減速運転開始前の値に一定
に保持させて制御弁を作動し、機関回転数が設定機関回
転数よりも低下した第２回転域には該機関回転数の低下
状態に対応させて空燃比補正値を漸次小なる値に変更す
べく保持させて制御弁を作動し、機関回転数が前記第２
回転域よりも更に低く且つアイドリング回転数よりも高
い第３回転域には空燃比補正値をエンジンストールが発
生しない予め定められた設定空燃比補正値に保持させて
制御弁を作動する制御部を設けたことにより、減速後の
再加速時に燃料の追従遅れの発生を回避させ、エンジン
ストール等の不具合を防止して運転性能を向上するとと
もに、排気の浄化性能及び燃費の向上を果し得る空燃比
制御装置を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、気化器フロート
室に連通するメイン通路とスロー通路とを設け、これら
メイン通路及びスロー通路へのブリードエアの供給量を
調整する制御弁を設け、排気センサの出力信号状態によ
って決定される空燃比補正値により前記制御弁を作動制
御させて空燃比を制御する空燃比制御装置において、内
燃機関の減速運転の際の絞り弁の開閉状態を検出してオ
ンになるスロットルスイッチを設け、このスロットロス
イッチがオンになった前記内燃機関の減速運転開始時か
ら機関回転数が設定機関回転数に低下するまでの第１回
転域には前記空燃比補正値を前記内燃機関の減速運転開
始前の値に一定に保持させて前記制御弁を作動し、機関
回転数が前記設定機関回転数よりも低下した第２回転域
には該機関回転数の低下状態に対応させて前記空燃比補
正値を漸次小なる値に変更すべく保持させて前記制御弁
を作動し、機関回転数が前記第２回転域よりも更に低く
且つアイドリング回転数よりも高い第３回転域には前記
空燃比補正値をエンジンストールが発生しない予め定め
られた設定空燃比補正値に保持させて前記制御弁を作動
する制御部を設けたことを特徴とする。

［作用］ この発明の構成によれば、内燃機関の減速運転の際に、
機関回転数の所定の第１、第２、第３回転域に対応させ
て制御弁への空燃比補正値を所定値に変更してブリード
エアの供給量を調整するので、スロー通路の空気の混入
量を常に機関回転数の所定の回転域に応じて調整させ、
減速後の再加速時に、燃料が適正な空気の混入量で吸気
通路に供給され、これにより、燃料の追従遅れの発生を
回避させ、エンジンストール等の不具合を防止して運転
性能の向上を図るとともに、排気の浄化性能及び燃費の
向上を図ることができる。

［実施例］ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜８図は、この発明の実施例を示すものである。図
において、２は空燃比制御装置、４は内燃機関、６は気
化器、８は吸気通路、10は絞り弁、12は三元触媒であ
る。内燃機関４に供給される混合気は、気化器６によつ
て調整される。この気化器６における混合気の調整は、
後述するCPU（中央演算処理装置）24を主体とする制御
部14によって作動制御される制御弁である電磁弁16、16
を介して行われる。

制御部14は、排気系に設けた排気センサ18から入力する
出力信号を基準値と比較する比較回路20と、機関運転状
態を検知する各種センサの信号を入力として取入れる入
力回路22と、この入力回路22から入力した信号を演算処
理するCPU24と、このCPU24の処理に基づき電磁弁16、16
に出力する出力信号、つまり制御部14の空燃比補正信号
である空燃比補正値を出力する駆動回路26とからなる。

入力回路22には、内燃機関４の減速運転の際の絞り10の
開閉状態を検出してオンになるスロットルスイッチ28
と、機関回転数を検知するイグニションコイル30とが連
絡している。スロットルスイッチ28は、アイドルスイッ
チとして機能し、絞り弁10がアイドル開度状態でオンに
なる一方、絞り弁10がアイドル開度以上でオフとなるも
のである。なお、この入力回路22には、他の機関運転状
態を検知する検知手段を連絡することが可能である。

制御部14は、内燃機関４の減速運転の際に、機関回転数
の所定の第１、第２、第３回転域に対応させて電磁弁16
への空燃比補正値を所定値にクランプ（保持）するもの
である。

上述の電磁弁16への空燃比補正値は、排気センサ18の出
力信号状態によって決定されるものであり、電磁弁16を
作動するデューティ比である。このデューティ比は、第
８図に示す如く、０％から100％までの範囲であり、０
％で電磁弁16によってメイン系エブリード通路（図示せ
ず）及びスロー系エアブリード通路（図示せず）を全閉
状態にするとともに、100％で電磁弁16によってメイン
系エアブリード通路及びスロー系エアブリード通路を全
開状態とする。このように、電磁弁16が空燃比補正値
（デューティ比）によって作動制御されることにより、
メイン通路34及びスロー通路36へのブリードエアの供給
量が調整される。但し、デューティ比が100％で電磁弁1
6が作動して上述のメイン系、スロー系エアブリード通
路が全開状態であっても、メイン通路34及びスロー通路
36からの燃料量が零になるのではなく、所定の燃料量が
吸気通路８に供給される。この燃料量は、例えば、第８
図に示す如く、セッティングによって変更が可能である
ものである。

また、気化器６にあっては、減速時の燃料カット装置
（図示せず）が設けられている。この燃料カット装置
は、スローポートを開閉するカットソレノイド弁を有
し、減速時に一時的にスローポートをカットソレノイド
弁によって遮断させてスロー系燃料の供給を停止するも
のである。カットソレノイド弁は、上述のブリードエア
の供給量を調整する電磁弁16よりも下流側に、つまり吸
気通路８側に設置されている。この燃料カット装置は、
燃料カット時にスローポート（図示せず）を略全閉にす
る。このとき、メイン通路34には、絞り弁10が全閉のた
めに、燃料が流入しない。しかし、吸気通路８には、ス
ローポートから少しではあるが、燃料が流出する。

制御部14においては、別表に示す如く、スロットルスイ
ッチ28がオンになった内燃機関４の減速運転開始の際か
ら機関回転数が設定機関回転数に低下するまでの第１回
転域である「高」の場合には、空燃比補正値を内燃機関
４の減速開始前の値（第５図のａで示す）に一定に保持
（クランプ）させて電磁弁16を作動し、また、機関回転
数が設定機関回転数よりも低い第２回転域である「中」
の場合には空燃比補正値を機関回転数とリニア（同線
型）は値、つまり機関回転数の低下状態に対応させて漸
次小なる値（第５図のｂで示す）に変更すべく保持させ
て電磁弁16を作動し、更に、機関回転数が第２回転域よ
りも低く且つアイドリング回転数よりも高い第３回転域
である「低」の場合にはエンジンストールが発生しない
予め定められた設定空燃比補正値（第５図ｃで示す）
に、つまり、第５、８図に示す如き０％に空燃比補正値
を保持させて電磁弁16を作動するものである。

また、第３図に示す如く、気化器６は、フロート室32を
有している。このフロート室32には、メイン通路34はス
ロー通路36とが連通して設けられている。これ等メイン
通路34とスロー通路36との先端側は、吸気通路８に臨ん
でいる。なお、第２図において、符号38はイグニション
スイッチ、40はヒューズ、42はバッテリである。

次に、この実施例の作用を、第４図のフローチャートに
基づいて説明する。

内燃機関４の減速運転時において、制御部14のプログラ
ムがスタート（ステップ102）すると、先ず、スロット
ルスイッチ28のON、OFF状態を検出する（ステップ10
4）。

そして、ステップ106において、スロットルスイッチ28
がONか否かを判断する。

このステップ106がNOの場合には、アイドル運転以外で
あるので、ステップ104に戻す。

このステップ106がYESの場合には、減速して内燃機関４
がアイドル運転状態となり、イグニションコイル30の信
号状態により機関回転数（Ne）を検出する（ステップ10
8）。この内燃機関４のアイドル運転時には、空燃比の
フィードバック制御が停止され、また、燃料カットが実
行される。

そして、機関回転数が設定機関回転数であるＮα以上か
否かを判断する（ステップ110）。

このステップ110がYESの場合には、ステップ112で、空
燃比補正値を内燃機関４の減速運転開始前のDL値と同じ
ａ値に一定にクランプする（第５図の第１回転域である
回転域Ａで示す）。

これにより、第６図に示す如く、従来、例えばシフトア
ップ時等の短時間の減速時において、つまり、減速後の
再加速時において、燃料の追従遅れ（破線で示す）が生
じて空燃比が徒にリーン側に移行し、機関回転数が低く
なりエンジンストールが発生する等で運転性能が低下す
る不都合があった。

しかし、この実施例によれば、空燃比補正値を内燃機関
４の減速運転開始前のａ値にクランプし、電磁弁16を作
動させてブリードエアの供給量を調整するので、つま
り、スローポートのカットソレノイド弁上流側のスロー
通路36の空気の混入量を機関回転数の第１回転域Ａにお
いて調整しているので、減速後の再加速時に、燃料を適
正な空気の混入量で吸気通路８に供給し、これにより、
減速後の再加速時に、第６図に示す如く、燃料の追従遅
れの発生を回避させ、エンジンストール等の不具合を防
止して運転性能の向上を図るとともに、排気の浄化性能
及び燃費の向上を図ることができる。

前記ステップ110がNOの場合には、上述の設定機関回転
数Ｎαよりも低い機関回転数Ｎβ以上か否かを判断する
（ステップ114）。

このステップ114がYESの場合には、空燃比補正値を機関
回転数にリニアなｂ値、つまり機関回転数の低下状態に
対応させて漸次小なる値に変更すべくクランプし、電磁
弁16を作動させてブリードエアの供給量を調整する（ス
テップ116）。即ち、ｂ＝α×Neとする（第５図の第２
回転域である回転域Ｂで示す）。このステップ116にお
いて、空燃比補正値を機関回転数とリニアなｂ値にクラ
ンプすることにより、機関回転数が高い場合に空燃比補
正値を大（デューティ比100％側）として電磁弁16を作
動し、排気の浄化性能及び燃費の向上を図るとともに、
機関回転数が低い場合には空燃比補正値を小（デューテ
ィ比０％側）として電磁弁16を作動し、エンジンストー
ル等の不具合の発生を防止することができる。

前記ステップ114がNOの場合には、上述の機関回転数Ｎ
βよりも低く且つアイドリング回転数N_IDよりも高い機
関回転数Ｎγ以上か否かを判断する（ステップ118）。

このステップ118がYESの場合には、ステップ120におい
て、空燃比補正値を、エンジンストールが発生しない予
め定められた設定空燃比補正値であるｃ値、例えばデュ
ーティ比０％にクランプする（第５図の第３回転域であ
る回転域Ｃで示す）。

ステップ118がNOの場合には、ステップ122において空燃
比のアイドリングフィードバック（ID F/B）制御を行
い、ステップ104にジャンプし、アイドリング運転時の
空燃比補正値Ｌにする（第５図参照）。

上述の如く、内燃機関４の減速運転状態において、フィ
ードバック制御を停止し、且つ燃料カットを行い、空燃
比補正値を所定の機関回転域に対応させて変更し、電磁
弁16を作動制御させ、ブリードエア量を調整して空燃比
を制御することにより、排気の浄化性能に大きく寄与す
る機関回転数の高、中回転域において排気の浄化性能を
向上すべく空燃比補正値を大に制御し、また、低回転域
においては空燃比補正値を例えば０％としてエンジンス
トール等の不具合の発生を防止することができる。

なお、機関回転数の中回転域において、空燃比補正値を
機関回転数とのリニアなｂ値に制御することは、以下の
理由からである。即ち、積分分制御により一定の速さに
すると、運転条件によっては一致しない場合、例えば、
第７図に示す如く、レーシング（高速空転）が生じた際
に、燃料の追従遅れが発生し、エンジンストール等の不
具合が発生するので、この不具合の発生を防止するため
である。従って、この実施例では、内燃機関の減速運転
状態の際に、機関回転数の所定の第１、第２、第３回転
域に対応させて空燃比補正値を変更し、排気の浄化性能
や燃費の向上を図るとともに、運転性能の向上を図るこ
とができる。

［発明の効果］ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
内燃機関の減速運転の際の絞り弁の開閉状態を検出して
オンになるスロットルスイッチを設け、スロットロスイ
ッチがオンになった内燃機関の減速運転開始時から機関
回転数が設定機関回転数に低下するまでの第１回転域に
は空燃比補正値を内燃機関の減速運転開始前の値に一定
に保持させて制御弁を作動し、機関回転数が設定機関回
転数よりも低下した第２回転域には該機関回転数の低下
状態に対応させて空燃比補正値を漸次小なる値に変更す
べく保持させて制御弁を作動し、機関回転数が第２回転
域よりも更に低く且つアイドリング回転数よりも高い第
３回転域には空燃比補正値をエンジンストールが発生し
ない予め定められた設定空燃比補正値に保持させて制御
弁を作動する制御部を設けたことにより、スロー通路の
空気の混入量を常に機関回転数の所定の回転域に応じて
調整させ、減速後の再加速時に、燃料を適正な空気の混
入量で吸気通路に供給し、これにより、燃料の追従遅れ
の発生を回避させ、エンジンストール等の不具合を防止
して運転性能の向上を図るとともに、排気の浄化性能及
び燃費の向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図はこの発明の実施例を示し、第１図は空燃比
制御装置のシステム構成図、第２図は空燃比制御装置の
ブロック構成図、第３図は気化器の概略断面図、第４図
は空燃比制御のフローチャート、第５〜７図は空燃比制
御のタイムチャート、第８図は空燃比補正値と空燃比と
の関係を示す図である。 図において、２は空燃比制御装置、４は内燃機関、６は
気化器、８は吸気通路、10は絞り弁、14は制御部、16は
電磁弁、18は排気センサ、24はCPU、28はスロットルス
イッチ、30はイグニションスイッチ、32はフロート室、
34はメイン通路、そして36はスロー通路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気化器フロート室に連通するメイン通路と
   スロー通路とを設け、これらメイン通路及びスロー通路
   へのブリードエアの供給量を調整する制御弁を設け、排
   気センサの出力信号状態によって決定される空燃比補正
   値により前記制御弁を作動制御させて空燃比を制御する
   空燃比制御装置において、内燃機関の減速運転の際の絞
   り弁の開閉状態を検出してオンになるスロットルスイッ
   チを設け、このスロットロスイッチがオンになった前記
   内燃機関の減速運転開始時から機関回転数が設定機関回
   転数に低下するまでの第１回転域には前記空燃比補正値
   を前記内燃機関の減速運転開始前の値に一定に保持させ
   て前記制御弁を作動し、機関回転数が前記設定機関回転
   数よりも低下した第２回転域には該機関回転数の低下状
   態に対応させて前記空燃比補正値を漸次小なる値に変更
   すべく保持させて前記制御弁を作動し、機関回転数が前
   記第２回転域よりも更に低く且つアイドリング回転数よ
   りも高い第３回転域には前記空燃比補正値をエンジンス
   トールが発生しない予め定められた設定空燃比補正値に
   保持させて前記制御弁を作動する制御部を設けたことを
   特徴とする空燃比制御装置。