JPH07103037A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の運転性能の向上等のために、気化器に
よる燃料供給によって生じる混合気の空燃比を理論空燃
比よりも常時小さくさせるようにした場合において、燃
料の消費量を従来より減少させることができるように
し、かつ、排気の浄化用触媒を設ける場合に、この触媒
の容量が小さくて足りるようにする。 【構成】 吸入空気２３に対する気化器３の燃料１２供
給によって生じる混合気２４の空燃比を、理論空燃比よ
りも常時小さくさせる。排気２５の性状を検出する排気
検出センサ３３を設ける。この排気検出センサ３３の検
出信号により、上記気化器３を制御して燃料１２供給量
を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、気化器による燃料供
給量を調整して、空燃比を所定範囲に収めるようにした
エンジンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動二輪車では、運転性能における特に
加速性を高めるため、通常運転状態で、混合気における
燃料の濃度を十分に高くし、つまり、混合気の空燃比＝
Ａ（空気重量）／Ｆ（燃料重量）を、理論空燃比（＝１
４．７）よりも小さい値として、エンジンを駆動させる
ことが一般的に行われている。

【０００３】上記燃料の供給には、例えば、燃料噴射弁
が用いられることがあるが、これよりも安価な気化器が
多用されている。

【０００４】ところで、気化器の構造上、この気化器に
よる燃料供給量は、吸入空気の量や負圧が一定であると
してもばらつき易く、このため、空燃比の変動幅が大き
くなりがちである。

【０００５】そこで、上記空燃比の変動幅において、空
燃比が大きくなったときでも、上記した所定の運転性能
が確保されるようにするため、上記変動幅のままで燃料
の濃度が全体的に高くなるよう、つまり、空燃比が上記
変動幅のままで全体的に小さくなるよう予め気化器が設
定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
空燃比を全体的に小さくすると、燃料の消費量が過大に
なるという問題を生じる。

【０００７】また、上記したように空燃比を全体的に小
さくすると、酸素の不足量が大きくなって排気中のＣＯ
量が増大する。このため、排気の浄化用触媒を設ける場
合に、この触媒の負担が大きくなり、この触媒の容量を
大きくさせざるを得ないという問題も生じてくる。

【０００８】

【発明の目的】この発明は、上記のような事情に注目し
てなされたもので、車両の運転性能の向上等のために、
気化器による燃料供給によって生じる混合気の空燃比を
理論空燃比よりも常時小さくさせるようにした場合にお
いて、燃料の消費量を従来より減少させることができる
ようにし、かつ、排気の浄化用触媒を設ける場合に、こ
の触媒の容量が小さくて足りるようにすることを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明は、吸入空気２３に対する気化器３の燃料１
２供給によって生じる混合気２４の空燃比を、理論空燃
比よりも常時小さくさせるようにしたエンジンの空燃比
制御装置において、排気２５の性状を検出する排気検出
センサ３３を設け、この排気検出センサ３３の検出信号
により、上記気化器３を制御して燃料１２供給量を調整
するものである。

【００１０】

【作 用】上記構成による作用は次の如くである。

【００１１】気化器３は、その構造上、吸入空気２３の
量や負圧が一定であるとしても燃料１２供給量がばらつ
き易く、このままでは、空燃比の変動幅が大きくなる。
しかし、この発明によれば、排気検出センサ３３の検出
信号による気化器３の制御で、燃料１２供給量が刻々と
適量に調整されることから、上記空燃比の変動幅が狭め
られる。

【００１２】よって、上記空燃比の変動幅が狭められる
のに応じて、この空燃比を全体的に大きくしても、所定
の運転性能が確保されるのであり、上記したように空燃
比を大きくした分、気化器３による燃料１２供給量が全
体的に少なくなる。

【００１３】また、上記したように、空燃比を大きくで
きる分、混合気２４中の酸素の不足量が減少して排気２
５中のＣＯ量も少なくなり、よって、同上排気２５を浄
化させるための触媒５を設ける場合に、この触媒５の負
担が小さくなる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１５】図１において、符号１は自動二輪車に搭載
されるエンジンである。このエンジン１の吸気ポートに
は吸気管２が連結され、この吸気管２の中途部に気化器
３が介設されている。また、上記エンジン１の排気ポー
トに排気管４が連結され、この排気管４の中途部に触媒
５が介設されている。

【００１６】上記気化器３はエアーブリード方式で、そ
の内部に吸気通路７を有している。この吸気通路７に向
って出退するピストン８が設けられ、このピストン８の
突出部と上記吸気通路７の内周面との間にベンチュリ部
９が形成されている。上記ベンチュリ部９に向って開口
するメインノズル１１が設けられている。このメインノ
ズル１１は、燃料１２を溜めたフロート室１３に連通す
ると共に、気化器３よりも上流側の吸気管２内にメイン
系空気管１４を介して連通している。また、上記ピスト
ン８にはテーパニードル１５が突設され、このテーパニ
ードル１５は上記メインノズル１１に挿入されている。

【００１７】上記ベンチュリ部９よりも下流側の吸気通
路７の開度を調整するバタフライ式のスロットル弁１７
が設けられている。このスロットル弁１７に対応した位
置で吸気通路７に向って開口するスローポート１８が設
けられている。このスローポート１８は上記フロート室
１３に連通すると共に、上記気化器３よりも上流側の吸
気管２内にスロー系空気管１９を介して連通している。

【００１８】符号２１は、上記エンジン１を電子的に制
御するエンジン制御装置である。

【００１９】上記エンジン制御装置２１の制御によりエ
ンジン１を駆動させると、機外の吸入空気２３が上記吸
気管２を通ってエンジン１に吸入される。この際、スロ
ットル弁１７の操作により、吸気通路７の開度を大きく
すると、ベンチュリ部９や、このベンチュリ部９よりも
下流側の吸気通路７が、上記スロットル弁１７の開弁動
作に応じて負圧が高くなり、この負圧により、上記メイ
ンノズル１１とスローポート１８とを通って燃料１２が
同上吸気通路７内に吸引される。そして、上記燃料１２
が吸入空気２３に混合させられ、これにより生じた混合
気２４が上記エンジン１内に吸入されて燃焼に供され
る。

【００２０】上記燃焼により生じた排気２５は上記排気
管４と触媒５を通って排出される。この際、上記触媒５
は上記排気２５中の未燃分を燃焼させて、この排気２５
を浄化させる。

【００２１】図２において、エンジン１の常時使用領域
では、上記混合気２４の空燃比が理論空燃比（１４．
７）よりも、常時小さくなるよう上記気化器３の各部が
設定されている。即ち、混合気２４における燃料１２の
濃度が十分に高められることにより、運転性能が高めら
れている。

【００２２】図１と図３において、上記混合気２４の空
燃比を制御する空燃比制御装置２７が設けられている。
この空燃比制御装置２７につき説明する。

【００２３】前記メイン系空気管１４の中途部にこのメ
イン系空気管１４の開度を調整するメイン系空気弁２８
が設けられている。また、このメイン系空気弁２８を開
閉弁動作させるメイン系アクチュエータ２９が設けられ
ている。一方、前記スロー系空気管１９の開度を調整す
るスロー系空気弁３０が設けられている。また、このス
ロー系空気弁３０を開閉弁動作させるスロー系アクチュ
エータ３１が設けられている。上記各アクチュエータ２
９，３１はいずれもサーボモータ、もしくはソレノイド
等である。

【００２４】上記排気２５の性状のうちＣＯ濃度を検出
するＣＯセンサである排気検出センサ３３が、上記排気
管４に取り付けられている。この排気検出センサ３３
は、例えば、ＳｎＯ₂ を材料とする金属酸化物の半導体
を感応体としたものであり、図４で示すように、ＣＯ濃
度が増加するに従って、素子抵抗（出力電圧）が減少す
るという出力特性を利用してＣＯ濃度を検出する。

【００２５】図１と図３において、エンジン１の回転数
を検出するエンジン回転数検出センサ３４、スロットル
弁１７の開度を検出するスロットル開度検出センサ３
５、エンジン１の冷却水の温度を検出し、つまり、エン
ジン１の温度を間接的に検出する水温検出センサ３６が
設けられている。

【００２６】上記エンジン制御装置２１は、運転状態判
定手段３８、目標空燃比決定手段３９、比較手段４０、
アクチュエータ制御手段４１、および空燃比演算手段４
２を備えている。そして、上記排気検出センサ３３によ
るＣＯ濃度の検出信号（出力電圧）が空燃比演算手段４
２に入力され、この空燃比演算手段４２により、前記混
合気２４の空燃比（Ａ／Ｆ）が算出される。

【００２７】図３と図５において、上記エンジン回転数
検出センサ３４、スロットル開度検出センサ３５、およ
び水温検出センサ３６の検出信号は運転状態判定手段３
８に入力され、この運転状態判定手段３８により、運転
状態が判定される。つまり、始動時、過渡時、定常時、
およびアイドリング時のいずれであるかが判定される。
なお、これらの運転状態は、いずれも図２で示したエン
ジン１の常時使用領域に含まれる。

【００２８】図５において、上記運転状態判定手段３８
で判定される運転状態に対し、好ましい目標空燃比がマ
ップとして予め設定されている。そして、このマップに
基づき、運転状態判定手段３８で判定された運転状態に
対応する目標空燃比が目標空燃比決定手段３９により決
定される。

【００２９】図１と図３において、上記目標空燃比決定
手段３９で決定された目標空燃比と、前記空燃比演算手
段４２で算出された空燃比とが比較手段４０において比
較される。この比較結果により、アクチュエータ制御手
段４１を介して前記メイン系アクチュエータ２９とスロ
ー系アクチュエータ３１とが駆動させられ、前記メイン
系空気弁２８とスロー系空気弁３０とが開閉弁動作させ
られる。そして、この開閉弁動作により、メインノズル
１１とスローポート１８とを通り吸気通路７側に吸引さ
れる燃料１２の量が調整されて、混合気２４の空燃比が
調整される。

【００３０】より具体的には、混合気２４における燃料
１２の濃度が高いとき（もしくは、低いとき）には、Ｃ
Ｏ濃度が高くなり（もしくは、低くなり）、これを検出
した排気検出センサ３３の検出信号に基づいて空燃比演
算手段４２で算出された空燃比は小さい値（もしくは、
大きい値）となる。そして、この算出された空燃比が目
標空燃比決定手段３９で決定された目標空燃比よりも小
さい（もしくは、大きい）ときには、上記メイン系空気
弁２８とスロー系空気弁３０とが開弁動作（もしくは、
閉弁動作）させられて、メイン系空気管１４とスロー系
空気管１９を介し、吸入空気２３がメインノズル１１と
スローポート１８に送り込まれ（もしくは、送り込まれ
ることが抑制され）、その分、吸気通路７に吸引される
燃料１２の量が減らされ（もしくは、増やされ）、これ
によって、空燃比が大きくされて（もしくは、小さくさ
れて）、この空燃比が所望値に近づけられる。

【００３１】このため、前記気化器３は、その構造上、
吸入空気２３の量や負圧が一定であるとしても燃料１２
供給量がばらつき易く、このままでは、空燃比の変動幅
が大きくなるが、上記実施例によれば、燃料１２供給量
が刻々と適量に調整されることから、上記空燃比の変動
幅が狭められる。

【００３２】よって、上記空燃比の変動幅が狭められる
のに応じて、この空燃比は全体的に大きくされており、
この状態で所定の運転性能が確保されている。

【００３３】図１において、前記触媒５は酸化触媒で、
この触媒５に排気２５中のＣＯ，ＨＣが反応することに
より燃焼させられ、これにより、上記排気２５が浄化さ
せられて排出させられるようになっている。

【００３４】この場合、ＣＯ，ＨＣの量が多いと、触媒
５との反応による燃焼熱で、この触媒５の劣化が促進さ
れてこの触媒５の負担が大きくなり、寿命上の問題を生
じる。しかし、前記したように混合気２４の空燃比は全
体的に大きくされるため、その分、混合気２４中の酸素
の不足量が減少して排気２５中のＣＯ量も少なくなるこ
とから、同上排気２５を浄化させるための触媒５の負担
が小さくなる。

【００３５】図１と図３において、上記排気２５を更に
浄化させるための排気浄化装置４３が設けられている。

【００３６】この排気浄化装置４３は、上記気化器３よ
りも上流側の吸気管２内を排気管４内に連通させる二次
空気管４４を備えている。この二次空気管４４の中途部
にこの二次空気管４４の開度を調整する二次空気弁４５
が介設されている。また、この二次空気弁４５を開閉弁
動作させる二次空気アクチュエータ４６が設けられてい
る。この二次空気アクチュエータ４６はサーボモータ、
もしくはソレノイド等である。

【００３７】前記触媒５には触媒温度検出センサ４７が
取り付けられている。この触媒温度検出センサ４７は触
媒５の温度を直接的に検出し、もしくは、この触媒５を
通る排気２５の温度により間接的に上記触媒５の温度を
検出する。また、前記エンジン制御装置２１には二次空
気供給量決定手段４９とアクチュエータ制御手段５０と
が設けられている。

【００３８】前記空燃比演算手段４２で算出された空燃
比と、上記触媒温度検出センサ４７の検出信号とが上記
二次空気供給量決定手段４９に入力され、これに基づ
き、この二次空気供給量決定手段４９で、吸気管２内か
ら二次空気管４４を通って排気管４内に供給されるべき
二次空気２３ａの量が決定される。そして、このように
決定された二次空気２３ａの供給量が得られるだけ、ア
クチュエータ制御手段５０により二次空気アクチュエー
タ４６が開閉弁動作させられる。

【００３９】上記二次空気２３ａが排気管４内の排気２
５に供給されると、この排気２５に含有されるＣＯ，Ｈ
Ｃが、上記二次空気２３ａ中の酸素により燃焼させられ
て、十分に浄化される。

【００４０】なお、上記触媒５や、排気浄化装置４３は
本発明に必須のものではない。また、エンジン１が多気
筒の場合には、各気筒毎に上記した空燃比制御装置２７
を設ければよく、このようにすれば、各気筒間の出力に
ばらつきの生じることが防止される。

【００４１】

【発明の効果】この発明によれば、吸入空気に対する気
化器の燃料供給によって生じる混合気の空燃比を、理論
空燃比よりも常時小さくさせるようにしたエンジンの空
燃比制御装置において、排気の性状を検出する排気検出
センサを設け、この排気検出センサの検出信号により、
上記気化器を制御して燃料供給量を調整するようにして
ある。

【００４２】ところで、気化器は、その構造上、吸入空
気の量や負圧が一定であるとしても燃料供給量がばらつ
き易く、このままでは、空燃比の変動幅が大きくなる。
しかし、上記したように排気検出センサの検出信号によ
る気化器の制御で、燃料供給量が刻々と適量に調整され
ることから、上記空燃比の変動幅が狭められる。

【００４３】よって、上記空燃比の変動幅が狭められる
のに応じて、この空燃比を全体的に大きくしても、車両
においては所定の運転性能が確保されるのであり、上記
したように空燃比を大きくした分、気化器による燃料供
給量が全体的に少なくなる。即ち、運転性能の向上等の
ために、気化器の燃料供給によって生じる混合気の空燃
比を理論空燃比よりも常時小さくさせるようにした場合
において、燃料の消費量を従来より減少させることがで
きる。

【００４４】また、上記したように、空燃比を大きくで
きる分、混合気中の酸素の不足量が減少して排気中のＣ
Ｏ量も少なくなることから、同上排気を浄化させるため
の触媒を設ける場合に、この触媒の負担が小さくなる。

【００４５】よって、上記触媒の容量は小さくて足りる
こととなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体線図である。

【図２】エンジン出力と空燃比の関係を示すグラフ図で
ある。

【図３】空燃比制御装置を主に示す電気ブロック図であ
る。

【図４】排気検出センサの出力特性を示す図である。

【図５】空燃比制御装置における目標空燃比とエンジン
の運転状態との関係を示すマップ図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 吸気管 ３ 気化器 ４ 排気管 ５ 触媒 １２ 燃料 ２１ エンジン制御装置 ２３ 吸入空気 ２４ 混合気 ２５ 排気 ２７ 空燃比制御装置 ３３ 排気検出センサ ４３ 排気浄化装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入空気に対する気化器の燃料供給によ
   って生じる混合気の空燃比を、理論空燃比よりも常時小
   さくさせるようにしたエンジンの空燃比制御装置におい
   て、 排気の性状を検出する排気検出センサを設け、この排気
   検出センサの検出信号により、上記気化器を制御して燃
   料供給量を調整するエンジンの空燃比制御装置。