JPS6095171A - 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】 （技術分野） 本発明は空燃比制御装置に関する。

（従来技術） 従来の空燃比制御装置としては、例えば、特開昭４’！
１３５７２８号公報に記載されたオートチョーク式気化
器が知られており、第１図のように示すことができる。

このオートチョーク式気化器ｌは絞り弁２とチョーク弁
３とが連動リンク４の作用により連動して作動し、チョ
ーク弁３は、吸気圧力により作動するチョークピストン
５の作用およびハイメクルヒータ６により加熱されて作
動するバイメタル７の作用によりその開度が制御されて
いる。そして、絞り弁２は連動リンク４を介して絞り弁
２に連結されたカムフオローレバ８とチョーク弁３に連
結されたファストアイドルカム９とが接してチョーク弁
３に連動する。

したがって、始動開始からの時間の経過に伴ってバイメ
タル７が加熱されてチョーク弁３が徐々に開くとともに
、吸気負圧の大きさに′１１応してチョークｊ「３が開
き、この−ノーづ−り介３の開度に応して絞り弁２の開
度が設定される。

その結果、機関の暖機に伴って空燃比が制御されるとと
もに、アイドル回転数が制御される。

なお、第［図中１０は機関のインテークマニホルドであ
る。

しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては、チョーク弁と絞り弁がカム機構を介して連結され
ており、また、チョーク弁が始動後の経過時間（バイメ
タルの加熱時間）と吸気負圧という少数の制御因子によ
り制御されていたため、絞り弁の開度が不連続的で、機
関回転数が段階的に変化するととも°に機関状態に適し
た燃料量を供給することができなかった。その結果、機
関状態に最適な機関回転と空燃比に制御することができ
ないという問題点があ　っ　ノこ。

（発明の目的） そこで、本発明は、機関の運転状態を検出する手段を設
け、機関の運転状態に基づいて、チョークレス気化器に
取付けた第１アクチユエータにより燃料増量を行うとと
もに第２アクチユエータにより絞り弁開度を制御するこ
とにより、機関の運転状態に最適な空燃比制御を行うと
ともに機関の運転状態に最適なアイドル回転数に制御す
ることを目的としている。

（発明の構成） 本発明の空燃比制御装置は、その全体構成図を第２図に
示すように、吸気流量に応じた燃料を機関に供給すると
ともに燃料供給量を増量する第１アクチユエータを備え
た気化器と、アクセルペダルと連動して吸気流量を制御
する絞り弁と、絞り弁に連係し、絞り弁開度を制御する
第２アクチユエータと、機関の運転状態を検出する機関
状態検出手段と、機関の運転状態に基づいて燃料増量割
合を演算し、増量信号を第１アクチユエータに出力する
燃料量演勢手段と、機関の運転状態に基づい°Ｃ機関の
アイドル回転数を演算し、該アイドル回転数に応じた絞
り弁の開度信号を出力するーノ′イトル回転数演算手段
と、を備えたものとすることにより、機関の運転状態に
最適な空燃比制御を行うとともに機関の運転状態に最適
なアイドル１転に制御するものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３〜１２図は本発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明すると、第３図において、１１は機関
本体であり、機関１１の燃焼室１２にはエアクリーナ１
３で清浄にされた空気が気化器１４で燃料と混合され、
吸気管１５を通して供給される。

燃焼室１２に供給される吸気流量は絞り弁１６により制
御され、燃焼室１２内で燃焼した排気は排気管１７を通
して触媒器１８に導入される。そして、触媒器Ｉ８で浄
化されて後マフラ１９で消音され°ζ人気外に排出され
る。エアクリーナ１３には吸気温度を検出する吸気温セ
ンサ２ｏが取付けられており、機関１１のシリンダブロ
ック２１には冷却水温度’ｒｗを検出する水温センサ２
２が取イリけられている。また、排気管１７には排気中
の酸素濃度を検出する酸素センサ２３が取付けられζい
る。

気化器１４には、いわゆるスローカットソレノイドバル
ブ２４、空燃比を目標空燃比（理論空燃比）に制御する
メインソレノイドバルブ２５および燃料増量を行うリン
チャーソレノイド（第１アクチユエータ）２〔；が取付
ＣＪられでおり、いわゆるチョーク弁は取イ１けられて
いない。そして、これらの各バルブ２４．２５．２６は
コントＩ′Ｊ−ルユニット２７からの信号により作動す
る。また、絞り弁１６には゛？イトル時の絞り弁１６の
開度を制御する第２アクチユエーク２８が作用しζおり
、第２アクチユエータ２８はスロットルコントローラー
２８ａとＶ’ＣＭバルブ２８　ｂにより構成されている
。スロットルコントローラー １５から直接導入される負圧と、ＶＣＭハルバル８ｂに
より圧力制御さ愁た負圧との圧力差により作動して絞り
Ｊｒ１６の開度を制御すイ１。ずなわら、スロットルコ
ントローラー すように、ＶＣＭバルブ２８ｂより導入される負圧と吸
気負圧との圧力差で作動してそのロッド３０が軸方向に
移動し、ロッド３０が絞り弁レバー３１を介して絞り弁
１６の開度を制御する。再び、第３図において、この絞
り弁１６の開度はスロットルスイッチ３２により検出さ
れ、吸気負圧ＰＡは圧力センサ３３により検出される。

一方、前記リンチャーソレノイドバルブ妬は、第５図に
示すように、絞り弁１６の乍流に開口する燃料通路３４
に配されており、コントロールユニット２７からの増量
信号ｓｐに応じてこの燃料通路３４を開閉するごとによ
り燃料量を制御してい、る。コン１−ロールユニット２
７には前記吸気温センサ２０、水温センサ２２、酸素セ
ンサ詔、スロットルスイッチ四および圧力センサ３３が
らの各信号が入力されるとともにエアコンの使用状態を
検出するエアコンスイッチ３５、機関の始動動作を検出
するスタータスイッチ３６、車葎を検出する車速センサ
３７、クラッチの作動状態を検出するクラッチスイッチ
羽、変速機のギア位置を検出するギア位置センサ３９お
よび機関１１の回転数を検出するクランク角カンサ４０
からの各信号が入力されておす、また、コントロールユ
ニット２７にはバッテリ３１からの電源が供給されてい
る。また、コントロールユニット２７は大気圧を検出す
る大気圧センサを内蔵している。これら上記吸気温セン
サ２０、水温センサ２２、スロットルスイッチ２９、圧
力センサ３３、エアコンスイッチ３５、スタータスイッ
チ３６、車速センサ３７、クラッチスイッチ３８、ギア
位置センサ３９、クランク角センサ４０および大気圧セ
ンサは機関の運転状態を検出する機関状態検出手段を構
成している。

コントロールユニット２７は、Ｉ１０ボート４１、ＣＰ
Ｕ４２およびメモリ４３で構成されており、：ｔ　７１
−　ロールユニノｉ・２７に人力される信号のうちアナ
ログ値で人力される信号はデジタル値に変換されて処理
される。ＣＰＵ４２はメモリ４３に再き込まれたプログ
ラムに従って１１０ボート４１より必要とされる外部デ
＝りを取り込んだり、また、メモリ４３との間でデータ
の授受を行ったりしながら演算処理し、必要に応し７°
（処理したデータをＩ１０ポート４１へ出力する。また
、メモリ４１はＲＯＭやＲＡＭで構成されており、ＣＰ
Ｕ４２における演算プログラムや演算に使用するデータ
がマツプ等の形で記憶されている。

次に、作用を説明する。

気化器４は吸気流量に応じた燃料量を機関１１に供給す
るとともに、メインソレノイドバルブ５の作動により燃
料供給量を増・減してφ燃比を理論空燃比に制御し、リ
ンチャソレノイドバルブあの作動により機関暖機時や加
速時等の燃料増ｍを行う。また、アイドリング時、第２
アクチユエータ四の作動により絞り弁１６の開度を制御
して機関１１のアイドル回転数を制御している。そして
、コントロールユニット２７は、メインソレノイドバル
ブ６、スローカットソレノイドバルブ潤いリンチャーソ
レノイドバルブあおよびＶＣＭバルブ２８ｂへのパルス
信号のデユーティ値を演算して出力する。まず、メイン
ソレノイドバルブδへのパルス信号のデユーティ値は、
Ｗ！素セセン詔の出力に基づいて空燃比を理論空燃比に
補正する値に制御されるとともに冷却水温度ＴＷ等に基
づいく補正が行われる。

ずなわち、空燃比は酸素センサ２３の出力に基づいて理
論空燃比となるようにソイーＩＸハック制御されている
。

そして、リンチャーソレノイドバルブあへのパルス信号
（増量信号）のデユーティ値ＤＲの演算処理（燃料量演
算手段おける演算処理）は、第６図に示すフローチャー
トに従って行われる。なお、第６図中Ｓ、−Ｓ８はフロ
ーの各ステップを示している。まず、ステップＳ、にお
いて、冷却水温度１゛Ｗを読め取り、ステップＳ２にお
いて吸気温度ＴＷを機関１１の暖機完了を表示する冷却
水の基準温度１”　Ｗ　Ｏと比較する。

′Ｉ”　Ｗ　＞　’Ｉ’　Ｗ　Ｏのときには、機関１１
の暖機が完了したと判断してリンチャソレノイドバルブ
２６へのパルス信号の出力を停止し、′１゛ｗ≦’Ｉ’
　Ｗ　ＯのときにはステップＳ３において、スタータス
イッチ３６からの信号に基づいて機関始動時（クランキ
ング時）であるか否かを判別する。始動時であるときに
は、あらかじめメモリ４３に記憶されている始動時デユ
ーティ値ＤＳを採用して、このデユーティ値ＤＳのパル
ス信号をリッチャ−ソレノイドパルプ２６に出力する。

始動時でないときには、機関１１の回転数Ｎをステップ
Ｓ−４で、吸気圧力ＰＡをステップＳ、で読み取り、ス
テップＳ６において回転数Ｎと吸気圧力ＰＡをパラメー
タとしてあらかじめメモリ４３に記憶されているデユー
ティ値Ｄ□のテーブルマツプより上記ステップ５．６で
読み取った回転数Ｎと吸気圧力Ｐ八に基づいてデユーテ
ィ値り、をルックアップする。このデユーティ値り、を
ステップＳ７において冷却水温度ＴＷに基づく補正を４
３って最終的なデユーティ値ＤＲをめる。

この補正は冷却水温度′ｒＷをパラメータとしてあらか
じめメモリ４３に記憶されている補正係数を読み取り、
この補正係数を上記デユーティ値り、に乗しることによ
り行う。そし“ζ、ステップＳ８におい”でデユーティ
値ＤＲのパルス信号を１１０ボート４１を介して出力す
る。したがって、機関暖機時や加速時、気化器Ｉ４から
供給される燃料量を機関Ｉｔの回転数Ｎ、吸気圧力Ｐ八
および冷却水温度ＴＷ（これらの因子は機関１１の運転
状態を表示しζいる）に最適な量に制御することができ
る。

また、■ＣＭバルブ２８　ｂへのパルス信号（開度信司
）のデユーティ値ＩＪＮの演算処理（アイドル回転数演
算手段における演算処理）は、第７図に示すフローチャ
ートに従って行われる。

なお、第７図中２３．〜２Ｓ−，は７　ＣＩ−の各ステ
ップを示している。まず、ステップ２Ｓ、におい”ご冷
却水温度′Ｉ″Ｗを読み取り、ステップ２Ｓ２において
スタ＝タスイソチ３ｆｉからの信号に枯づいて始動時（
クランギング時）（あるが否かを判別する。始動時であ
るときＧこは、オープンループにより絞り弁１６の開度
が決定され、始動時でないときには、ステップ２Ｓ、に
おいてギア位置センサ３９からの信号とクランク角セン
サ４０からの信号に基づい°Ｃ空吹し、状態であるのか
否かを判断する。空吹し状態のときには、オープンルー
プにより絞り弁１６の開度が決定され、空吹し状態でな
いときには、ステ・ノブ２８′４にかいて車速センサ３
７からの信号に基づいて車両が走行り］であるか否かを
判別する。走行中であるときには、オープンルーフによ
り絞り弁１６の開度が決定され、走行中でないときには
、ステップ２Ｓｓにおいて冷却水温度１゛Ｗ、負荷変動
（エアコン使用中か否か等）および自動変速機のギア位
置（例えば、ニュートラルかドライブレンジか）をパラ
メータとしζあらかしめメモリ４３に記憶されている目
標回転数ＮＴをルックアップするとともに目標回転数Ｎ
Ｔに対応するパルス信号のデユーティ値Ｄ２を読み取る
。そして、ステップ２３ｇにおいて、現在の機関回転数
Ｎ（クランク角センサ４０より入力される）と目標回転
数Ｎ　ｉ”を比較して機関回転数Ｎが目標回転数ＮＴと
なるようにデユーティ値Ｄ２を補正して最終的なデユー
ティ値ＤＮを設定する。

そし゛（、ステップ２Ｓｑにおいて、ＶＣＭバルブ２９
の作動上の安全性等からデユーティ値ＤＮが上限値と下
限値の間にあるか否かをチェックし、上限値あるいは下
限値を越えるときにはデユーティ値ＤＮとして上限値あ
るいは下限値を採用してＶＣＭバルブ２Ｂｂに出力する
。このようにして、ＶＣＭバルブ２８ｂに入力されるパ
ルス信号のデユーティ値ＤＮが変化すると、ス１：２ソ
トルコントローラー２８ａに導入される負圧の大キサが
変化して、スロソ］・ルコントローラー２８ａにより開
かれる絞り弁１６の開度が変化する。

したがって、機関１１の冷却水温度′１゛Ｗ、負荷状態
、ギア位置等の運転状態に最適な絞り弁１６の開度に調
整され、機関１１の回転数Ｎ′ｈ＜機関１１の運転状態
にｒ＆通な回転数に制御される。例えば、冷却水温度１
゛Ｗに対しては、う゛−ニーティ値が、第８図に示すよ
うに制御され、機関回転数が、第９図に示すように制御
される。

以上説明してきたように、機関アイドリング時や加速時
の空燃比を機関の運転状態に最適な空燃比に制御するこ
とができるとともに、機関のアイドリング回転数を機関
の運転状態に（ｉｌ適な回転数に連続的に制御すること
ができる。

例えば、機関始動後の経過時間に対して、空燃比と回転
数を、第１０図に示すように制御することができ、カム
機構を使用した従来の回転数（第１１図に表示）のよう
なカム落ちによる回転数の不連続的な変動を防止するこ
とができる。また、第１２図に示すように、従来、排気
中に多く含まれζいた一酸化炭素濃度を大幅に低減する
ことができる。さらに、加速時、スムースな加速性能を
得ることができる。

なお、上記実施例は、オートマチ・ツク変速機イ１車両
に適用した場合について述べたが、マニュアル変速機付
車両にも適用することができる。

（効果） 本発明によれば、機関暖機時や加速時、空炉比を機関の
運転状態に最適な空燃比に制御することができるととも
に機関のアイドリング回転数を機関の運転状態に最適な
回転数に制御することができるので、機関のアイドリン
グ性能や加速性を向上さセることができるとともに、機
関の排気性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空燃比制御装置を示す図、第２図は本発
明の全体構成図、第３〜１２図は本発明の空燃比制御装
置の一実施例を示す図であり、第３図はその概略構成図
、第４図はその第２アクチユエータの構成図、第５図は
その第１アクチユエータの構成図、第６図はその燃料■
演算手段における演算処理を示すフローチャート、第７
図はそのアイドル回転数演算手段にお＆）る演算処理を
示すフローチャー１１、第８図はその冷却水温度に対す
るＶＣＭバルブへのパルス信号のデユーティ値の関係を
示す図、第９図はその冷却水温度と機関回転数との関係
をボず図、第１Ｏ図はその機関始動後の経過時間に対す
る空燃比と機関回転数の関係を示す図、第１１図はその
機関始動後の経過時間に対する空燃比と機関回転数の関
係を従来例の回転数との対比で示す図、第１２図はその
機関始動後の経過時間に対する一酸化炭素濃度を従来例
と対比して車速とともに示す図である。 １４−−−気化器、 ＋６−−−−−絞り弁、 が−−−一−−第１アクチュエータ、 刈−一−−−−第２アクチュエータ。 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士　有我軍一部 ￥−１順１箪 葦−章準Ｍ洛、解

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気流量に応じた燃料を機関に供給するとともに燃料供
   給量を増量する第１アクチユエータを備えた気化器と、
   アクセルペダルと連動して吸気流量を制御する絞り弁と
   、絞り弁に連係し、絞り弁開度を制御する第２アクチユ
   エータと、機関の運転状態を検出する機関状態検出手段
   と、機関の運転状態にムづいて燃ｌ増量割合を演算し、
   増量信号を第１アクナヱエータに出力する燃料量演算手
   段と、機関の運転状態に基づいて機関のアイドル回転数
   を演算し、該アイドル回転数に応じた絞り弁の開度信号
   を出力する′ノ′イドル回転数演算手段と、を備えたこ
   とを特徴とする空燃比制御装置。