JPH0718388B2

JPH0718388B2 - Ｌｐｇエンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0718388B2
Application number: JP27124886A
Authority: JP
Inventors: 浩見吉岡; 隆井上
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS63124855A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はLPGエンジン、特に空燃比をフィードバックす
るための空燃比制御弁と、減速運転時に燃料の供給を停
止するための燃料カット弁とを有するLPGエンジンの空
燃比制御装置に関する。

（従来の技術）燃料タンクからベーパライザを介して吸気通路のベンチ
ュリ部に燃料を供給するようにしたPLGエンジンにおい
ては、例えば特開昭61−23857号公報に示されているよ
うに、空燃比のフィードバック制御を行うことがある。
つまり、第５図に示すように、燃料タンク１からベーパ
ライザ２を介して吸気通路３のベンチュリ部４に通じる
主燃料通路５に加えて、上記ベーパライザ２から吸気通
路３におけるスロットルバルブ６の近傍に通じる補助燃
料通路７を設け、該補助燃料通路７上に該通路７を開閉
制御する空燃比制御弁８とそのアクチュエータ９とを備
える。そして、該制御弁８を別途備えられた空燃比セン
サ（例えば排気通路上に設置された残存酸素濃度セン
サ）からの信号で上記アクチュエータ９を介して開閉制
御することにより、補助燃料通路７からスロットルバル
ブ下流の吸気負圧によって吸気通路３内に吸入される燃
料供給量を調整して、空燃比を目標値に収束させるよう
にフィードバック制御するのである。

一方、この種のエンジンにおいては、主燃料通路上に該
通路を開閉する燃料カット弁を設け、燃料の供給が必要
でない減速運転時に該燃料カット弁を閉作動させて燃料
の供給を停止することにより、減速運転時における燃費
性能や排気性能の向上を図ることがある。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上記の如き空燃比のフィードバック制御用の
補助燃料通路及び空燃比制御弁を設け、且つ主燃料通路
に燃料カット弁を設けた場合、減速運転時に次のような
不具合が発生する。つまり、減速運転時に燃料供給を停
止すべく上記燃料カット弁を閉作動させても、補助燃料
通路上の空燃比制御弁が完全に閉鎖されていないと、燃
料が補助燃料通路から吸気通路内に吸入されることにな
って燃費性能や排気性能が効果的に向上されないことに
なる。また、これに対しては、減速運転時に主燃料通路
上の燃料カット弁と補助燃料通路上の空燃比制御弁の両
者を閉作動させることが考えられるが、このようにする
とエンジン回転数がアイドル領域まで低下して燃料の供
給を再開する時に、上記主燃料通路及び補助燃料通路の
両者から一斉に燃料が供給されることになって、急激な
トルクの発生によりショックを生じることになる。

本発明は、空燃比制御と燃料停止制御とを行うようにし
たLPGエンジンにおける上記のような不具合に対処する
もので、減速運転時における燃費性能や排気性能を効果
的に向上させながら、燃料の供給が再開されるアイドル
領域への移行をスムーズに行わせるようにすることを目
的とする。

（問題点を解決するための手段）即ち、本発明に係るLPGエンジンの空燃比制御装置は、
ベーパライザから吸気通路のベンチュリ部に通じる主燃
料通路に加えて、同じくベーパライザから吸気通路のス
ロットルバルブ下流に通じる補助燃料通路を設けて、該
補助燃料通路上に空燃比センサからの信号に応じて該通
路を開閉制御する空燃比制御弁を設置したLPGエンジン
において、上記主燃料通路に該通路を開閉する燃料カッ
ト弁を設ける共に、エンジンの減速運転時に該燃料カッ
ト弁及び上記空燃比制御弁を閉作動させる制御手段を備
える。そして、該制御手段が、エンジン回転数の低下時
に空燃比制御弁を燃料カット弁よりも低回転数まで閉状
態に保持するように構成する。

（作用）上記の構成によれば、ベーパライザからの燃料は、主燃
料通路と補助燃料通路とから吸気通路内に吸入される
が、補助燃料通路上の空燃比制御弁が空燃比センサから
の信号で開閉制御されて、該通路からの燃料供給量が現
実に燃焼室へ供給されている混合気の空燃比に応じて増
減されることにより、該空燃比が目標値に収束、維持さ
れることになる。また、エンジンの減速運転時には、制
御手段により主燃料通路上の燃料カット弁だけでなく、
上記空燃比制御弁も閉作動されるので燃料の供給が完全
に停止されると共に、エンジン回転数がアイドル領域ま
で低下して燃料供給を再開する時には、先ず燃料カット
弁が開作動して主燃料通路から燃料が供給開始され、次
いで空燃比制御弁が開作動して補助燃料通路からも燃料
の供給が開始されることになり、従って両通路から同時
に燃料の供給を開始する場合のような急激なトルクの発
生が回避されて、アイドル運転にスムーズに移行するこ
とになる。

（実施例）以下、本考案の実施例を説明する。

第１図はLPGエンジンの空燃比制御システムを示すもの
で、該エンジン10は吸、排気弁11,12を介して燃焼室13
に夫々接続された吸気通路14及び排気通路15を有すると
共に、吸気通路14には、上流端にエアクリーナ16が、そ
の下流部に通路断面積を絞縮するベンチュリ部17が、更
にその下流側に２連式のスロットルバルブ18が配設され
ており、また、排気通路15には排気浄化装置19が設置さ
れている。

また、上記吸気通路14には燃料供給系統20が接続されて
いる。この燃料供給系統20は、基本的には、LPG燃料を
貯留したタンク21と、該タンク21に開閉弁22を介して接
続されたベーパライザ23と、該ベーパライザ23で気化さ
れた燃料を上記吸気通路14におけるベンチュリ部17に導
く主燃料通路24とで構成されていると共に、この主燃料
通路24からは補助燃料通路25が分岐されて、吸気通路14
におけるスロットルバルブ18の下流に連通されている。
そして、この補助燃料通路25には、主燃料通路24側から
デューティソレノイドでなる空燃比制御弁26とオリフィ
ス27とが設けられ、且つ該制御弁26とオリフィス27との
間に、上記吸気通路14のベンチュリ部17における主燃料
通路24の開口位置下流側から導かれた大気導入通路28が
合流されている。

一方、上記主燃料通路24における補助燃料通路25の分岐
位置の下流側には、該主燃料通路24を開閉する燃料カッ
ト弁29が設けられていると共に、該弁29を駆動する負圧
応動式のアクチュエータ30と該アクチュエータ30に対す
る負圧の給排を制御する第１負圧制御弁31とが備えられ
ている。また、この実施例においては、燃料カット弁29
の下流側にオリフィス32と、該オリフイス32をバイパス
するバイパス通路33とが設けられていると共に、該バイ
パス通路33を開閉する燃料増量弁34と、該弁34を駆動す
る負圧応動式のアクチュエータ35と、該アクチュエータ
35に対する負圧の給排を制御する第２負圧制御弁36とが
備えられている。

以上の構成に加えて、このエンジン10には、上記空燃比
制御弁26及び第1,第２負圧制御弁31,36の作動を制御す
るコントロールユニット40が備えられている。このコン
トロールユニット40は、上記スロットルバルブ18の開度
を検出するスロットル開度センサ41からの信号ａと、エ
ンジン回転数を検出するエンジン回転センサ42からの信
号ｂと、上記排気通路15に設けられて排気ガス中の残存
酸素濃度から燃焼室13へ供給された混合気の空燃比がリ
ッチ（燃料比率が大きい状態）がリーン（同じく小さい
状態）かを検出する空燃比センサ43からの信号ｃとを入
力する。そして、上記信号a,bが示すスロットル開度と
エンジン回転数とで現実の運転領域を判定し、その領域
に応じて所定の制御を行うように、上記空燃比制御弁26
及び第1,第２負圧制御弁31,36に夫々制御信号d,e,fを出
力するようになっている。

次に、上記実施例の作用を説明すると、燃料タンク21な
いしベーパライザ23からエンジン10に供給される燃料
は、吸気通路14のベンチュリ部17に生じる負圧により主
燃料通路24を通って、また吸気通路14におけるスロット
ルバルブ18の下流の吸気負圧により補助燃料通路25を通
って、夫々吸気通路14内に吸入、供給されるのである
が、この時、コントロールユニット40により、燃焼室13
に吸入される混合気の空燃比を目標値に収束、維持する
ための空燃比制御が行われる。つまり、該コントロール
ユニット40は、信号a,bが示すスロットル開度とエンジ
ン回転数とに基づいてエンジン10の運転領域を判定し、
該領域が第２図に示すアイドル領域Ｉを含む低中負荷低
中回転領域の所定の空燃比制御領域IIにある時に、更に
空燃比センサ43からの信号ｃを入力して燃焼室13に供給
されている混合気の空燃比がリーンであるかリッチであ
るかを判定する。そして、リーンである時は上記補助燃
料通路25上の空燃比制御弁26に対してデューティ比（開
弁時間比率）を増大させるように、またリッチである時
はデューティ比を減少させるように制御信号ｄを出力す
る。これにより、空燃比がリーンである時は、補助燃料
通路25からの吸気通路14におけるスロットルバルブ18の
下流に吸入、供給される燃料が増量され、また空燃比が
リッチである時は該燃料が減量されて、空燃比が所定の
目標値に収束されることになる。尚、補助燃料通路25に
おける空燃比制御弁26の下流側にはオリフィス27が設け
られ且つ大気導入通路28が合流されているが、これら
は、上記吸気負圧が大きい時（スロットル開度が小さい
時）に、空燃比制御弁26の下流側に大きな負圧が作用し
て燃料が過剰に吸入、供給されるのを防止するためのも
のである。

また、エンジン10の運転領域が第２図に示す高負荷高回
転領域IIIにある時は、コントロールユニット40は燃料
増量弁34のアクチュエータ35内の負圧を排出するように
（大気を導入するように）第２負圧制御弁36に対して制
御信号ｆを出力する。これにより、上記アクチュエータ
35を介して燃料増量弁34がバイパス通路33を開通させ、
主燃料通路24から吸気通路14に供給される燃料がオリフ
ィス32及びバイパス通路33の両者を通って供給されるこ
とになり、燃料供給量が増量されることになる。尚、こ
の高負荷高回転領域III及び第２図に示す通常運転領域I
Vにおいては、上記空燃比制御弁26のデューティ比は領
域に応じて予め設定された所定値に固定される。

一方、エンジン10の運転領域が第２図に示す減速領域
Ｖ、即ちスロットルバルブ開度が極く小さな所定開度θ
_０以下であって、燃料を供給する必要がない領域にある
場合は、コントロールユニット40は燃料カット弁29のア
クチュエータ30に負圧を導入させるように第１負圧制御
弁31に制御信号ｅを出力すると同時に、空燃比制御弁26
のデューティ比を零にするように該弁26に制御信号ｄを
出力する。そのため、燃料カット弁29が閉作動すると共
に空燃比制御弁26も全閉状態となって、主燃料通路24及
び補助燃料通路25が共に遮断されることになり、吸気通
路14ないし燃焼室13への燃料の供給が完全に停止される
ことになる。これにより減速運転中における無駄な燃料
供給が確実に防止され、燃費性能及び排気性能が効果的
に向上されることになる。

そして、このような燃料供給停止状態での減速運転によ
りエンジン回転数が低下して、運転領域が第２図に示す
アイドル領域Ｉに移行した時には、コントロールユニッ
ト40は空燃比制御弁26及び燃料カット弁29を開作動させ
るように制御信号d,eを出力して、燃料の供給を再開さ
せるのであるが、コントロールユニット40による上記の
如き燃料供給の停止及び再開は、第３図に示すフローチ
ャートに従って次のように行われる。

つまり、コントロールユニット40は先ずフローチャート
のステップS₁で信号ａが示すスロットル開度θが極く小
さな所定開度θ_０以下であるか否か、即ちスロットルバ
ルブ18が全閉もしくは略全閉状態にあるか否かを判定
し、所定開度θ_０以下の場合は、次にステップS₂で信号
ｂが示すエンジン回転数Neのアイドル回転数に近い第１
所定回転数N₁以上であるか否かを判定する。そして、該
回転数N₁以上であれば、ステップS₃で空燃比制御弁26の
デューティ比を零にするように、即ち該弁26を完全に閉
じるように制御信号ｄを出力する（第４図の符号イ）。
また、コントロールユニット40は、ステップS₄でエンジ
ン回転数Neが上記第１所定回転数N₁より高回転側の第２
所定回転数N₂以上であるか否かを判定し、以上である時
はステップS₅で燃料カット弁29を閉作動させるように第
１負圧制御弁31に制御信号ｅを出力する（第４図の符号
口）。これにより、第２図に示すエンジン回転数Neが第
２所定回転数N₂以上の減速領域Ｖにおいて空燃比制御弁
26及び燃料カット弁29が共に閉鎖されることになる。

そして、第４図に示すようにエンジン回転数Neが低下し
て、先ず上記第２所定回転数N₂より小さくなると、コン
トロールユニット40がフローチャートのステップS₅を実
行しなくなって燃料カット弁29が開作動され（第４図の
符号ハ）、これにより第１図に示す主燃料通路24からの
燃料供給が再開される。また、エンジン回転数Neが第１
所定回転数N₁より小さくなると、コントロールユニット
40が更にステップS₃も実行しなくなって空燃比制御弁26
が開作動され（第４図の符号ニ）、補助燃料通路25から
空燃比を目標値に収束されるのに必要な量の燃料が供給
されることになる。

このようにして、エンジン10の運転領域が空燃比制御の
行われるアイドル領域Ｉに移行することになるが、この
場合に、主燃料通路24と補助燃料通路25からの燃料供給
が時間差を設けて再開され、これに伴って燃料室13にお
ける燃料も徐々に再開されるので、空燃比制御弁及び燃
料カット弁が同時に開作動して主燃料通路及び補助燃料
通路の両者から一斉に燃料供給が開始される場合のよう
な急激なトルクの発生ないしショックが回避され、運転
領域が減速領域Ｖからアイドル領域Ｉへスムーズに移行
することになる。

尚、減速領域Ｖからアイドル領域Ｉへの移行時に、先ず
空燃比制御弁26を開作動させ、次いで燃料カット弁29を
開作動させることも考えられるが、燃料カット弁29が設
けられた主燃料通路24が連通するベンチュリ部17は燃料
室13から遠いので、燃料カット弁29の開作動を後にした
場合、主燃料通路24から燃料室13への燃料供給が遅れて
エンストを招くおそれがある。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、空燃比制御と減速領域で
の燃料停止制御とを行うようにしたLPGエンジンにおい
て、上記減速領域で燃料カット弁及び空燃比制御弁の両
者を閉じるようにしたので、減速運転中における無駄な
燃料供給が確実に防止されて燃費性能及び排気性能が向
上されると共に、減速領域から燃料供給が再開されるア
イドル領域への移行時に上記燃料カット弁及び空燃比制
御弁を時間差を設けて開作動させるようにしたので、シ
ョックを伴うことなく、スムーズに運転領域が移行する
ことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すLPGエンジンの空燃比制
御システム図、第２図はその制御領域を示すグラフ、第
３図は燃料供給の停止及び再開時の動作を示すフローチ
ャート図、第４図は同じくタイムチャート図である。ま
た、第５図は従来の空燃比制御システムを示す概略図で
ある。 10……エンジン、14……吸気通路、17……ベンチュリ
部、18……スロットルバルブ、23……ベーパライザ、24
……主燃料通路、25……補助燃料通路、26……空燃比制
御弁、29……燃料カット弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベーパライザから吸気通路のベンチュリ部
に通じる主燃料通路と、上記ベーパライザから吸気通路
のスロットルバルブ下流に通じる補助燃料通路と、該補
助燃料通路上に設置されて空燃比センサからの信号に応
じて該通路を開閉制御する空燃比制御弁とを有するLPG
エンジンにおいて、上記主燃料通路上に該通路を開閉す
る燃料カット弁を設け、且つエンジンの減速運転時に上
記燃料カット弁及び空燃比制御弁を閉作動させると共
に、空燃比制御弁を燃料カット弁よりも低エンジン回転
数まで閉状態に保持する制御手段を備えたことを特徴と
するLPGエンジンの空燃比制御装置。