JPS60187724A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、希薄燃焼型内燃機関の空燃比制御装置に関し
、詳細には、吸入空気量を調整することにより機関の発
生トルクを変化させることなく空燃比を制御する内燃機
関の空燃比制御装置に関する。

〈背景技術〉 従来の内燃機関の空燃比制御装置としては１例えば第１
図の燃料系統、第２図の空気系統、および電子制御系統
を組み合わせたものが知られている（参考文献：ＥＣＣ
３Ｌ系エンジン１９７９技術解説書　日産自動車株式会
社　昭和５４年６月発行）。

第１図の燃料系統において、燃料はツユエルタンク１よ
り７ユエルポンプ２で吸入され、加圧されて圧送される
。次にフユエルダンバ３によりツユエルポンプ２で生じ
る燃料の脈動が減衰され、次いでツユエルフィルタ４で
塵埃や水分が取り除かれ、プレッシャレギュレータ５で
一定の燃料圧力に調整された燃料が、機関６の各気筒７
の吸気弁８近傍においてインテークマニホールド９に取
り付けられたインジェクタ（燃料噴射弁）１０から、所
定の時期に、後述するようにコントロールユニット２２
で演算された所定の噴射量Ｔ（噴射時間〕だけ、噴射さ
れろ。余剰燃料はプレッシャレギュレータ５からツユエ
ルタンク１に戻される。

図中、１１はシリンダブロック、１２はシリンダブロッ
ク１１の冷却水温度を検出する水温センサ、１３は冷却
水温度が低温の時に機関な始動する際に開いて燃料供給
量を増量するためのコールドスタートバルブである。

空気系統は第２図に示すように、空気はエアクリーナ１
４から吸い込まれて除塵され、エアフローメータ１５に
より吸入空気量Ｑが計量され、スロットルチャンバ１６
においてスロットルバルブ１７により吸入空気量Ｑが加
減され、インテークマニホールド９において、上述した
インジェクタ１０から噴射される燃料と混合され、混合
気が各気筒７に供給される。スロットルチャンバ１６に
は、スロットルバルブ１７が開の時に０ＦＦ（ロー）信
号、閉の時にＯＮ（ハイ）信号を出すスロットルスイッ
チ１８が取り付けらる。１９はスロットルバルブ１７が
閉（すなわち、アイドリンク）の時の吸入空気のバイパ
ス通路、２０はそのバイパス通路１９の空気流量を調整
するアイドルアジャストスクリュー、２１はエンジン始
動時およびその後の暖機運転中に補助的に空気量を調整
するエアレギュレータである。

次に電子制御系統は、コントロールユニット２２（第２
図）において、エアフローメータ１５からの吸入空気量
Ｑ信号と１機関６のクランク軸に取り付けられたクラン
ク角センサなどの回転数センサ２３からの機関回転数Ｎ
信号とを受けて、基本噴射量Ｔｐ ＴＰ＝Ｋ（Ｑ／Ｎ）　（但し、Ｋは定数）（１）を演算
する。さらに機関や車両各部位の状態を検出した各種情
報を入力して、ｌ！Ｊｔ射量の補正を演算して、実際の
燃料噴射量Ｔをめ、このＴによりインジェクタ１０を各
気筒同時に機関１回転につき１回駆動する。

各種補正を詳述すると、インジェクタ１０の駆動電圧の
変動による補正としてのバッテリ電圧補正値Ｔｓは、第
３図に示すように、バッテリ電圧ＶＢに応じて、 Ｔｓ　＝　ａ十ｂ　（１４−ｖｎ　）　（２）（但し、
ａ、ｂは定数）で与えられる。

機関が充分暖機されていない時の水温増量補正係数ＫＴ
Ｗは、水温に応じて第４図に示す特性図からめる。

円滑な始動性を得るため、おより始動からアイドリング
へのつなぎを円滑に行うための始動後増量補正係数ＫＡ
Ｓ　は、スタータモータがＯＮになった時の初期値ＫＡ
ＳＯが、その時の水温に応じて第５図に示す特性図から
められ、以後、時間の経過と共に０に減少していく。

暖機が充分に行われていない時の発進を円滑にするため
のアイドル後増量補正係数ＫＡＩ　は−スと ロットスイッチ１ＢがＯＦＦとなった時の初期値ＫＡＩ
Ｏが、その時の水温に応じて第６図に示す特性図からめ
られ、以後１時間の経過と共にＯに減少していく。

そして、後述する始動時以外の通常の噴射量は次式で決
定される。

Ｔｉ　＝ＴｐＸＣＯＥＦＸα＋Ｔｓ ここでＣ０ＥＦは、前記各種補正係数を加味した総合的
な補正係数であり、又、αは後述する空燃比のフィード
バック制御（λコントロール）のための空燃比フィード
バック補正係数である。

λコントロール九ついては、排気系に０２　センサを設
けて実際の空燃比を検出し、空燃比が理論空燃比より濃
いか薄いかをスライスレベルにより判定し、理論空燃比
になるように燃料の噴射量を制御するわけであり、この
ため、前記の空燃比フィードバック補正係数αというも
のを定めて、このαを変化させることにより理論空燃比
に保っている。

ここで、空燃比フィードバック補正係数αθ値は比例積
分（ＰＩ）制御により変化させ、安定した制御としてい
る。

すなわち、０２センサの出力電圧とスライスレベルとを
比較し、スライスレベルよりも高い場合、低い場合に、
空燃比を急に濃（したり、薄くしたりすることなく、空
燃比が濃い（薄い）場合には始めにＰ分だけ下げて（上
げて）、それから１分ずつ徐々に下げて（上げて）いき
、空燃比を薄く（濃く）するように制御する。

但し、λコントロールを行わない領域ではα＝１にクラ
ンプし、各種補正係数Ｃ０ＨＦの設定により所望の空燃
比を得る。

ところで、λコントロール領域でα＝１のときのベース
空燃比を理論空燃比（λ＝１）に設定することができれ
ばフィードバック制御は不要なのであるが、実際には構
成部分（例えばエアフローメータ、燃料噴射弁、プレッ
シャレギュレータ。

コントロールユニット）のバラツキや経時変化。

燃料噴射弁のパルス中−流量特性の非直線性、運転条件
や環境の変化等の要因で、ペース空燃比のλ＝１からの
ズレを生じるので、フィードバック制御を行っている。

また１機関の始動時には次のような制御を行う。

ＴＩ＝ＴＩ）Ｘ（１＋Ｉ（Ａｓ）Ｘｌ、３＋ＴＳ　（３
）Ｔｚ＝ＴＳＴＸＫＮＳＴＸＫＴＳＴ　（４）の２つの
値を演算し、大きい方を始動時の燃料噴射量とする。但
し、（４）式中のＴＳＴ、ＫＮＳＴ。

ＫＴＳＴはそれぞれ水温１機関回転数、始動後経過時間
に応じて、それぞれ第７図、第８図、第９図の特性図か
らめられる。

しかしながら、このような従来の内燃機関の空燃比制御
装置にあっては、機関に与える空燃比を理論空燃比の近
（で制御する限りでは、燃焼状態の良好な安定した制御
を行うことができるが、その場合には燃費の向上に限界
がある。燃費を向上させるためには空燃比を希薄にして
燃焼を行うとよいが、この場合空燃比を薄（する程、燃
焼のバラツキの度合が大きくなり、燃焼の安定性が悪く
なるので、安定性が許容範囲内にあるように空燃比を設
定する必要がある。このため、機関の筒内圧力が最大と
なるクランク角位置θｐｍａ）ｃをめ、このθｐｍａｘ
７ｂ−安定領域から外れる頻度に応じて燃料噴射量を増
減補正することにより機関安定領域の限界近傍まで空燃
比を可能な限り薄（設定して燃費向上を図ることが考え
られる。

しかしながら、このように燃料噴射量な増減補正して空
燃比の希薄化を促進する制御方式では。

安定限界付近の機関の発生トルクは燃料供給量に依存し
ているため、補正によりトルク変動を生じ、却って安定
性を損ねてしまうおそれがある。

〈発明の目的ン 本発明は、このような従来の実状に鑑みなされたもので
、燃料供給量は変更することなく吸入空気量のみを補正
制御することによって空燃比を希薄化する制御を行うこ
とにより発生トルクの変動を招くことなく空燃比を安定
限界近（まで十分に希薄化することができ、もって燃費
向上を促進できるようにした内燃機関の空燃比制御装置
を提供することを目的とする。

〈発明の構成〉 このため本発明は第１０図に示すように、空燃比に応じ
た機関状態を検出する手段と、該検出手段からの信号に
応じて機関の安定度を判定する手段と、該判定手段によ
って判定される機関の安定度に応じて、空燃比を理論空
燃比より希薄側に安定限界近（まで接近させるように吸
入空気量を増減補正する手段とを設けた構成として前記
目的を達成する。

く実　施　例〉 以下、本発明の詳細な説明する。但し、以下の実施例で
第１図及び第２図に示した従来例と同一の構成要素には
同一の符号を付し、説明を省略する。

全体構成を示す第１１図において、エアクＩＪ−す１４
下流の吸気管から分岐し、エアフローメータ１５及びス
ロットルバルブ１７をバイパスＬ、−’Ｃ下流側のイン
テークマニホールド９に接続スるバイパス空気通路２４
を設け、該バイパス空気通路２４の途中に空気流量匍」
両弁２５を介設する。

空気流量制御弁２５は第１２図に示すような内部構造を
有し、弁体２５ａを連結したダイヤフラム２５ｂにより
弁体２５ａの反対側に画成された負圧作動室２５ｃに制
御負圧を導き、該制御負圧と負圧作動室２５ｃに装着さ
れたリターンスプリング２５ｄとのバランスによって弁
体２５ａの開度を制御し、もってバイパス空気通路２４
を流れる空気流量を制御するようになっている。前記負
圧作動室２５ｃには、スロットルバルブ１７下流の吸気
負圧を負圧制御弁２６によって制御した負圧が導かれる
。

負圧制御弁２６は例えば第１３図に示すような内部構造
を有し、ダイヤフラム２６ａの両側に画成された大気圧
室２６ｂと負圧室２６ｃには夫々スプリング２６ｄ、２
６ｅが装着され、負圧室２６ｃにはスロットルバルブ１
７下流のインテークマニホールド９に連通する負圧導入
管２７の一端部が導入される。負圧導入管２７の先端開
口面は、ダイヤフラム２６ａの中心部に近接して設げら
れ。

該負圧導入管２７によって負圧室２６ｃ内に生じる負圧
が所定値（−１２０ｍｍＨ９程度）以上になると、スプ
リング２６ｅが押し縮められてダイヤフラム２６ａが負
圧導入管２７の先端開口面に圧着して閉塞し、負圧室２
６ｃ内の負圧を所定値に保つようになっている。又、負
圧室２６ｃの下方に形成される第２の大気圧室２６ｆに
はソレノイドバルブ２６ｇが設けられ、前記負圧室２６
ｃにオリフィス２６ｉを介して連通接続した管２６ｊの
開口面なソレノイドバルブ２６ｇによって開閉すた制御
負圧供給管２Ｂが前記空気流量制御弁２５の負圧作動室
２５ｃに接続される。ソレノイドバルブ２６ｇはコント
ロールユニット２９からの出力により開閉制御され、閉
時は負圧室２６ｃ内の負圧がそのまま制御負圧供給管２
８を介して空気流量制御弁２５の負圧作動室２５ｃに導
かれるが、第１４図に示すようにソレノイドバルブ２６
ｇの開弁時間割合（％）を変えて大気圧室２６ｂから管
２６ｊ内に導入される負圧希釈用大気の割合を変えるこ
とにより、制御負圧供給管２８から空気流量制御弁２５
の負圧作動室２５ｃに導かれる制御負圧を変えられるよ
うになっている。コントロールユニット２９はエアフロ
ーメータ１５や回転センサ２３からの信号に基づきイン
ジェクタ１０の駆動信号を出力して燃料噴射制御を行う
と共に各気筒に図示の如く点火プラグの座金として設け
られた圧電素子からなる筒内圧力センサ３０からの筒内
圧力信号に基づき後述するように、負圧制御弁２６を制
御してバイパス空気通路２４の空気流量を制御し、もっ
て希薄空燃比制御を行う。尚。

燃料噴射制御に関しては、従来例で示した空燃比フィー
ドバック制御は行わないので空燃比フィードバック係数
αは常に１．０に固定しておく。

、第１５図）！コントロールユニット２９の負圧制御弁
２６の制御に係る部分を示し、安定度判定回路３１及び
負圧制御弁駆動回路３２とで構成される。安定度判定回
路３１は、前記筒内圧力センサ３０からの筒内圧力信号
に基づいて機関の安定度に相関する信号を出力する。負
圧制御弁駆動回路３２は、安定度判定回路３１からの信
号を入力し。

該入力信号を入力し、該入力信号に相関した０Ｎ−ＯＦ
Ｆデユーティ比りな持つ負圧制御弁駆動信号な負圧駆動
弁２６へ出力する。

ところで１機関の安定度の判定としては１機関回転数の
変動１機関の振動、筒内圧力から得られるサイクル毎の
筒内圧力Ｐｉの変動、Ｐｉの最大値Ｐｍａｘの変動、　
Ｐ　ｉ　＝Ｐｍａｘ　となるクランク角度θｐｍａｘの
変動９点火からＰｍａｘが得られるまでの時間の変動等
圧より判定することが可能である。

第１６図は安定度判定回路３１の具体例とじて４気筒機
関においてθｐｍａ　ｘにより機関の安定度を判定する
もののブロック図を示す。

同図において、３０Ａ〜３０Ｄは各気筒にそれぞれ装着
され、各気筒の筒内圧力Ｐを検出する筒内圧力センサで
、前記した点火プラグの座金として圧電素子を用いたも
のの他シリンダヘッドとシリンダブロックの間のガスケ
ットに圧電素子を用いたものなどを使用してもよい。１
０１はマルチプレクサで、クランク角位置θに応じて４
個の圧力検出器３０Ａ〜３０Ｄのいずれか１つを選択し
１選択した筒内圧力センサのアナログ検出信号を通過さ
せ出力する。１０２はＡ／Ｄ変換器で、マルチプレクサ
１θ１により選択された圧力検出器の筒内圧力Ｐのアナ
ログ値をデジタル値に変換し、そのＡ／Ｄ変換はクラン
ク角１°毎に行う。１０３は第１メモリで、Ａ／Ｄ変換
器１０２でデジタル値に変換されたクランク角ｌ°毎の
筒内圧力Ｐを記憶する。１０４は第１演３ｉｌＮ、回路
で、１サイクル分のＡ／Ｄ変換を終えた時点で第１メモ
リ１０３に記憶されている筒内圧力Ｐのデータを読み出
し１回転数センサ２３からの入力信号と照らして筒内圧
力Ｐが最大となった時のクランク角位置θｐｍａｘを計
測する。１０５は第２メモリで、演算回路１０４で計測
されたθｐｍａ　＞の値をルサイク／Ｉ／（例えば４回
）分、各気筒毎に各気筒別に割り合てられた場所に記憶
する。第１演算回路１０４はさらに、第２メモリ１０５
の内容を読み出し、各気筒毎にθｐｍａｘの平均値ＡＶ
Ｉ　〜Ａ　Ｖ　４を演算し、それぞれについて上限値Ａ
１〜Ａ４と下限値Ｂｘ＝Ｂ４を演算する。ここで平均値
ＡＶは、過去の動作状態が比較的良好に保持される移動
平均値であることが好ましい。また、上限値Ａと下限値
Ｂの設定は、例えば上、下限値Ａ、Ｂと平均値ＡＶとの
差が安定度限界時のθｐｍａｘの分；　ｄｅｇはクラン
ク角度〕の平方根（４）に余裕を持たせるため２を加え
た数、即ち６　（ｄｅｇ　）となるようにする。第１演
算回路１０４は、前記ルサイクルのうちの最後に検出さ
れたθｐｍａｘがその気筒の上限値Ａと下限値Ｂの範囲
内にあるか否かを判定する。１０６は第３メモリで、各
気筒に割り当てられたカウンタとなっており、前記θｐ
ｍａ　ｘがθｐｍａｘ〉Ａ、又はθｐｍａ　ｘ　＜　Ｂ
　のとき、その気筒に対応するカウンタの値ｕ１〜ｕ４
を１つ増加する。

１０７は第２演算回路で、上述した第３メモリ１０６に
記憶された各気筒毎のカウンタ値ｕｌ””−’ｕ４のう
ち、どれか１つ以上が所定期間中（例えば２４回転）に
所定値ｕ（１（例えば３）となった場合、又はカウンタ
値ｕ１〜ｕ４が１以上となる気筒数Ｃが所定値ｃｏ（例
えば２）とな−った場合は、機関の安定度は悪化してい
る（安定度限界に近づいている）として、ただちに空燃
比を濃側に制御すべく。

すなわちバイパス空気通路２４の空気流量を減少スヘく
負圧制御弁２６０ルノイドバルプ２６ｇの０Ｎ１０Ｆ’
Ｆデユーテイ比Ｄ（例えば初期値Ｄ＝１とする）をＤ＝
Ｄ−ＫＲとする演算を行う。一方、前記カウンタ値ｕ１
〜ｕ４及び気筒数Ｃが前記所定値ｕＱ及びＣＱとならな
い時は、機関は安定で第２演算回路１０７は、このよう
にしてめた係数りをアナログ又はデジタル信号にして、
負圧制御弁駆動回路３２に出力する。

尚−Ｃ０，１１０，上・下限界値Ａ、Ｂの幅を機関の運
転状態により切換える方式、例えば演算、又はテーブル
読み出しによりめる方式としてもよい。

父性、回転数センサ２３によって検出される機関のクラ
ンク角位置を示す信号が第１演算回路１０４に入力され
る。

次に一連の動作を説明する。

回転数センサ２３からは、第１７図（ａ）に示すような
、例えば１番気筒の上死点を示す基準パルスと第１７図
（ｂ）に示すような、クランク角１毎のパルスが出力さ
れる。

第１８図のフローチャートにおいて、例えば１番気筒の
上死点をサイクルの基準（０）として、１サイクル（機
関の２回転＝クランク角７２００回転）毎に、第１演算
回路１０４において、クランク角位置θが判別され（ス
テップ１５０）、０−０゜〜６０″′の範囲は１番気筒
が選択され（ステップ１５１）、１番気筒を選択したこ
とが第１メモ１月０３に記憶され（ステップ１５５）、
マルチプレクサ１０１が１番気筒の圧力検出器３０Ａを
選択し、１番気筒の筒内圧力Ｐがクランク角１毎に検出
され、そのデジタル値が第１メモ１月０３に記憶される
（ステップ１５５）。

次いでクランク角位置θか６１に到達したか否かを判別
しくステップ１５６）、θ＝６１°となるとそのサイク
ルにおける１番気筒のＰの検出を終了し。

そのサイクルにおいて筒内圧力が最大であったクランク
角位置（θｐｍａｘ）月（ｊ−１〜ｒＬ：ｒＬは例えば
４サイクル〕を計測しくステップ１５７）、その値を第
２メモリ１０５０１番気筒に割り当てられた場所に記憶
しくステップ１５８）、第２メモリ１０５内の１番気筒
の今回の値を含めた過去４回の（θｐｍａｘ）１のデー
タを平均しく従って最古の値が今回の値に置き換えられ
る、即ち移動平均をとる）、平均値をＡＶｌとする（ス
テップ１５９）。更に、このＡ　Ｖ　ｌ　に所定値（例
えば６）を加φ減算して所定値Ａ１及びＢｌを算出する
（ステップ１５９）。

次に、前記今回の値（θｐｍａｘ）ｌｊを所定値Ａ１、
Ｂｌ　と比較して、今回の値が所定値の範囲外（θｐｍ
ａｘ）１　ｊ＞Ａ１又は（θｐｍａ’ｘ　）　ｌｊ　＜
　Ｂ　１の場合はステップ１６１に飛び（ステップ１６
０）、第３メモリ１０６内の１番気筒に割り当てられた
場合のカウンタを１つ増す（ステップ１６１）。

次に、前記今回の値（θｐｍａｘ）ｌｊを所定値Ａ１、
Ｂｌ　と比較して、今回の値が所定値の範囲外（θｐｍ
ａｘ）ｌｊ＞Ａｌ又は（θｐｍａ、ｘ）ｌｊ＜Ｂｔの場
合はステップ１６１に飛び（ステップ１６０）、第３メ
モリ１０６内の１番気筒に割り当てられた場合のカウン
タな１つ増す（ステップ１６１）。

そして、θ＝１８０〜２４０では３番気筒が、θ＝３６
０°−４２０°では４番気筒が、それぞれ選択され（ス
テップ１５２〜１５４）で同様に処理され、その判定結
果に応じて第３メモリ１０６０所定場所のカウンタのカ
ウント数を増す。

第１９図のフローチャートにおいて、第２の演算回路１
０７は第３メモリ１０６から各気筒に割り当てられたカ
ウンタ値ｕ１”’−ｕａ　を読み出し、それぞれの値が
例えば１以上のカウンタの数Ｃを数える（ステップ１６
２）。

次に、前述のＣが所定の数（例えば２）に達したか否か
を判別しくステップ１６３）、達していれば機関は不安
定であると判定してステップ１６５に進む。それ以外の
場合、ｕｌ−ｕ４の値が所定値（例えば３）の場合は、
機関は不安定であると判定してステップ１６５に進む。

このようにして、機関は不安定であると判定した場合は
、前記所定期間の終了を待たず０Ｎ１０ＦＦデユーテイ
比りをＤ＝Ｄ−ＫＲとし、空燃比を濃側にする（ステッ
プ１６５）。次に第３メモ１月０６に記憶された各気筒
別のカウンタの値を全て０とし、所定期間を計測する回
転カウンタもＯとする（ステップ１６８）。

一方、ステップ１６３及び１６４で機関は不安定である
と判定しなかった場合は機関は安定であるとし、空燃比
を希薄にするため０Ｎ１０ＦＦデユーテイ比りをＤ＝Ｄ
十に１．とし、史に所定期間を計測するカウンタ（例え
ば回転カウンタ）のカウント値な１つ増加させる（ステ
ップ１６６）。続いてステップ１６７へ進んで所定期間
中（例えば２４回転）に機関が不安定であると判定しな
かった場合は第３メモリ１０６に記憶された値を全て０
とし。

回転カウンタも０とする（ステップ１６８）。

このようにして、筒内圧力が最大となるクランク角位置
θｐｍａｘが計算（よって与えられた範囲からはずれた
頻度忙応じて負圧制御弁２Ｂのソレノイドパルプ２６ｇ
の０Ｎ１０ＦＦデユーテイ比りがめられ、この信号が負
圧制御弁駆動回路３２−−へ出力される。

負圧制御弁駆動回路３２は、前記安定度判定回路３１か
らの入力信号圧相関する０Ｎ１０ＦＦデユーテイ比りを
もつ第２０図に示すような制御パルス信号（ｔ　’ｏ’
　Ｍ／　ｔ　′ｏ′ＦＭ＝Ｄ）を負圧制御弁２６のソレ
ノイドバルブ２６ｇへ出力する。この信号パルスの周期
Ｔは固定値でもよ（、例えば５０ｍ９［１０である。

これにより前記ソレノイドバルブ２６ｇの開弁時間割合
、即ち０Ｎ１０ＦＦデユーテイ比りに応じた制御負圧が
空気流量制御弁２５の圧力作動室２５ｃに供給される結
果、弁体２５ａが前記制御負圧に応じた開度に制御され
、もって、バイパス空気通路２４を流れる空気流量を所
望の値に可変制御することができる。

一方、スロットルバルブ１７を通過する主空気流量は、
バイパス空気通路２４を流れる空気流量とは殆んど無関
係にスロットルバルブ１７の開度に対して一義的に定ま
り、従ってインジェクタ１０から噴射供給される機関１
回転当りの燃料量は変化しないため、バイパス空気通路
２４の空気流値を制御することによって空燃比な可変制
御することが可能になる。

そして、前記したようにバイパス空気通路２４の空気流
量は、クランク角位置θｐｍａｘが所定の範囲から外れ
た頻度に応じて設定されるソレノイドパルプ２６ｇの０
Ｎ１０ＦＦデユーテイ比りに相関した値に制御されるた
め１機関の安定領域の限界近傍まで空燃比を可能な限り
薄く制御することができ、安定性を確保した上で可及的
に燃費な向上することができる。

又、空気流量のみを制御し燃料供給量は変化させない構
成であるため１機関発生トルクの変動を招くことなく、
安定限界内での空燃比の希薄化を真に促進することがで
き燃費向上な促進できるのである。

第２１図は本発明の別の実施例を示す。但し。

前記第１の実施例と同一構成要素には同一符号な付しで
ある。即ち一本実施例においては、バイパス空気通路２
４に介設されるバタフライ式の空気流量制御弁３３をモ
ータ３４によって開閉駆動するようにしたものである。

スロットルバルブ１７にはスロットルバルブ開度センサ
３５が設けられ、スロットルバルブ開度に相関した信号
を出力する。

前記モータ３４は例えば所定回転角度毎に正転・逆転が
可能なステップモータが使用され、空気流量制御弁３３
の支軸にリンク機構３６を介して連結されており、モー
タ３４の回転量に応じて空気流量制御弁３３の支軸回り
の回転量即ち開度が制御されるようになっている。又、
モータ３４には。

弁開度検出スイッチ３７が設けられ、空気流量制御弁３
３が全開時に１．全閉時に２．それ以外で０となる信号
なモータ３４の回転量から検出して出力する。

コントロールユニット３８は前記回転数センサ２３、筒
内圧力センサ３０の他スロットルバルブ開度センサ３５
と弁開度検出スイッチ３７からの信号な入力し、これら
信号に基づいて検出される機関状態に応じてインジェク
タ１−０の駆動信号及びモータ３４の駆動信号を出力す
る。

尚、コントロールユニット３８による燃料噴射制御は、
前記実施例ではエアフローメータにより計測された吸入
空気流量と機関回転数とにより燃料噴射量を設定して行
うが、本実施例ではスロットルバルブ開度センサ３５に
より検出されたスロットルバルブ開度に対応する吸入空
気流量なめ〜これと機関回転数とにより燃料噴射量を設
定して行う。又、空燃比フィードバック制御を行わない
ので空燃比フィードバック補正係数αな１に固定するこ
とは同様である。

第２２図はコントロールユニット３Ｂのモータ３４の駆
動制御に係る部分の構成を示し、安定度判定回路３９と
モータ駆動回路４０とで構成される。

安定度判定回路３９は第１５図で示した第１実施例と同
様機関状態を示す筒内圧力センサ３０からの信号を入力
すると共に弁開度検出スイッチ３７からの信号を入力し
、これら信号に基づいて設定されるモータ３４の回転方
向及び回転量を示す信号をモータ駆動回路４０へ出力す
る。モータ駆動回路４０は、前記安定度判定回路３９か
らの入力に応じた駆動信号なモータ３４へ出力する。

次に、本実施例の一連の作用を第２３図に示す７０−チ
ャートに基づいて説明する。

但し、安定度判定回路３９による安定度の判定について
は第１実施例と全く同様に行われるため。

第１８図に相当する図、及び第２３図のステップ２０１
〜２０３の説明は省略する。

さて、ステップ２０２又はステップ２０３において機関
が不安定又はそれに近い状態であると判定した場合は、
ステップ２０４に進み、空気流量制御弁３３の回転駆動
角ΔθＴをΔθＴ−−ΔθＲ（ΔθＲは正の値）として
閉じる方向にセットする。次いでステップ２０５へ進ん
で空気流量制御弁３３が全閉（弁開度検出スイッチ３Ｔ
の信号が２）であるか否かを判別し、全開の場合は△θ
Ｔ＝＝０とし、全閉状態に固定した後ステップ２０７に
進み、第１６図における第３メモリ１０６て記憶された
カウント値を全て０とし、所定期間を計測する回転カラ
／りもＯとする。

一方、ステップ２０２及びステップ２０３の判断により
機関が安定状態であると判定された場合は。

空燃比を希薄化するため、即ち、空気流量制御弁３３を
開弁するためにΔｏＴ＝ΔＵＬ（ΔθＬは正の値）とし
、更に期間計測用の回転カウンタのカウンタ値を１増加
させる（ステップ２０８）。次いで空気流量制御弁３３
が全開（即ち弁開度検出スイッチ３７の出力信号が１〕
であるか否かを判別し、全開である場合は、ΔθＴ＝Ｑ
　として全開状態に保持した後、ステップ２１１へ進み
所定期間中（例えば２４回転）に不安定であると判定し
なかった場合は、ステップ２０７へ進んで第３メモ１月
０６のカウント値を全てＯとし、回転カウンタも０とす
る。

最後にステップ２１２へ進み１以上のようにして設定さ
れたΔθＴに相応する信号なモータ駆動回路４０へ出力
する。

モータ駆動回路４０はΔθＴの値に応じた駆動信号をモ
ータ３４へ出力して所定の方向へ所定角度だけモータ３
４を駆動させる。

第２４図は本発明の第３の実施例を示し、スロットルバ
ルブ開度を制御するだけで空燃比を希薄制御するように
したものである。

図において、アクセルペダル４１にはその暗度に応じた
出力を発生するアクセルペダル暗度センサ４２が設けら
れ、又、スロットルバルブ１Ｔにはリンク機構４３を介
して駆動用のモータ４４が連結される。該モータ４４は
、前記第２の実施例で使用したモータ３４と同様のもの
を使用すればよい。

又、モータ４４には、スロットルバルブ１７の開度をモ
ータ４４の回転量によって検出するスロットルバルブ開
度センサ４５が設けられる。

コントロールユニット４６は、回転数セフｔ２３゜筒内
圧力センサ３０の他、前記アクセルペダル暗度センサ４
２及びスロットルバルブ開度センサ４５からの信号を入
力し、インジェクタ１０．モータ４４に駆動信号を出力
する。

この場合、コントロールユニット４６は、マスアクセル
ペダル暗度センサ４２から燃料噴射量をめ、この噴射量
と機関回転数とから要求吸入空気量を設定し、該要求吸
入空気量を実現するためのスロットルバルブ１７開度θ
Ｔを設定する。

ここで、θＴは、以下に示すように空燃比を安定限界内
で希薄化するように設定される。即ち。

コントロールユニット４６は第２実施例と同様の手段に
よりスロットルバルブ１７の駆動量ΔθＴをめる一方、
アクセルペダル４１の暗度からめた燃料噴射量と、機関
回転数とによりスロットルバルブ１７０基本開度θＴＯ
をめ、最終的なスロットルバルブ１７の開度θＴを次式
により設定する。

θＴ＝ｐｒｏ＋ΔθＴ はリンク機構４３の作動を介してスロットルバルブ１Ｔ
を設定開度θＴに制御する。

このようにして、理論空燃比に対応した基本空気量と筒
内圧力等によって機関安定度に応じて増減される空燃比
補正分に相応する補正空気量との制御をスロットルバル
ブ１７の操作だけで行える。

従ってバイパス空気通路、空気流量制御弁が不要となり
、コンパクト化、低コスト化を図れる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、吸入空気量のみを
補正制御することによって機関の安定限界近くまで空燃
比を希薄化制御する構成としたため、発生トルクの変動
を招くことなく十分に希薄化を促進することができ、も
って燃費の大幅な向上を図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関の空燃比制御装置の燃料系統の
構成図、第２図は従来装置の空気系統の構成図、第３図
はバッテリ電圧とバッテリ電圧補正値の関係を示す特性
図、第４図は水温と水温増量補正係数の関係を示す特性
図、第５図は水温と始動後増量補正係数の初期値を示す
特性図、第６図はアイドル後増量補正係数の関係を示す
特性図、第７図は水温と補正係数ＴＳＴの関係を示す特
性図、第８図は機関回転数と補正係数ＫＮＳＴの関係を
示す特性図、第９図は始動後経過時間と補正係数′ＫＴ
　８　’１’の関係を示す特性図、第１０図は本発明の
構成を示すブロック図、第１１図は本発明に係る内燃機
関の空燃比制御装置の第１の実施例を示す全体構成図−
第１２図は同上実施例に使用される空気流量制御弁の構
成を示す断面図、第１３図は同じく負圧制御弁の構成を
示す断面図、第１４図は同上の負圧制御弁の作動特性を
示す線図、第１５図は同上実施例における負圧制御弁の
制御回路構成を示すブロック図、第１６図は同上実施例
の安定度判定回路の具体的な構成を示すブロック図、第
１７図は同上実施例に使用される回転数センサの出力波
形を示す線図、第１８図及び第１９図は同上実施例の制
御過程を示馬ｚ°−チャート・第２０図は同上実施例の
負圧制御駆動回路の出力波形を示す線図、第２１図は本
発明の第２の実施例を示す全体構成図、第２２図は同上
実施例におけるモータ制御回路の構成を示すブロック図
、第２３図は同上実施例の制御過程を示すフローチャー
ト、第２４図は本発明の第３の実施例を示す全体構成図
である。 ６・・・内燃機関　１７・・・スロットルバルブ２３・
・・回転数センサ　２４・・・バイパス空気通路２５・
・・空気流量制御弁　２６・・・負圧制御弁２７・・・
負圧導入管　２８・・・制御負圧供給管２９・・・コン
トロールユニット　３０・・・筒内圧力センサ　３０Ａ
、３０Ｂ、３０Ｃ，３０Ｄ・・・筒内圧力センサ　３１
・・・安定度判定回路　３２・・・負圧制御弁駆動回路
　３３・・・空気流量制御弁３４・・・モータ　３５・
・・スロットルバルブ開度センサ　３６・・・リンク機
構　３７・・・弁開度検出スイッチ　３８・・・コント
ロールユニット３９・・・安定度判定回路　４０・・・
モータ駆動回路４２・・・アクセルペダル暗度センサ　
４３・・・リンク機構　４４・・・モータ　４５・・・
スロットルバルブ開度センサ　４６・・・コントロール
ユニット特許出願人　日１励車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　富二雄 第３図 第４図 氷温（０Ｃ） 第６図 第７図 竿８Ｍ ａ藺ＤＷＮＮ（ｒｐｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空燃比に応じた機関状態を検出する手段と、該検出手段
   からの信号に応じて機関の安定度を判定する手段と、該
   判定手段によって判定される機関の安定度に応じて、空
   燃比を理論空燃比より希薄側に安定限界近（まで接近さ
   せるように吸入空気量を増減補正する手段とを設けて構
   成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。