JPS63113146A - 内燃機関のアイドル運転時の空燃比制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動変速機を備える車両に搭載され、可変ベ
ンチュリ気化器を有する内燃機関のアイドル運転時の空
燃比制御装置に関する。

〔従来の技術〕

可変ベンチュリ気化器を有する内燃機関において、空燃
比のフィードバック制御を、気化器の燃料通路に供給さ
れるブリード空気の流量を制御することにより行うもの
がある。このフィードバック制御は、例えば暖機後の低
中負荷運転域において行われ、アイドル運転時には、特
開昭５１−１２４７３９号公報に開示されているように
、運転状態を安定化させるためフィードバック制御は行
われず、ブリード空気の供給が停止されてオープン制御
が行われる。すなわち、アイドル運転時の空燃比はやや
リッチ（１３〜１４程度）となる。また、このとき、排
気系には二次空気が供給され、触媒による排気ガスの浄
化作用が確保されている。

ところで、自動変速機を備えた車両において、アイドル
運転時、自動変速機をドライブレンジに設定すると共に
ブレーキペダルが踏み込まれた場合、機関の負荷が増大
してアイドル回転数が太き（低下し、これにより機関の
振動が太き（なる。

この振動により可変ベンチュリ気化器は、気化器本体が
揺れる一方、サクションピストンは慣性のために振動せ
ず、この結果、燃料通路の流路面積が変化して多量の燃
料が吸い出され、空燃比がオーバーリッチになることが
ある。そして、このような運転状態においては、アイド
ル安定性は悪化し、また、排気系に二次空気を供給して
も、排気ガスを十分浄化できないという問題が生じる。

そこで、アイドル運転時、自動変速機がドライブレンジ
に設定されており、且つブレーキ操作が行われている場
合、吸気系に補助空気を導入する空燃比制御装置が、本
出願人により、提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記装置においては、補助空気を吸気系
に単に導入するだけであり、その導入する補助空気量を
制御していないため、依然として空燃比がオーバーリッ
チのままであったり、あるいは、逆にオーバーリーンに
なったりし、この結果、アイドル安定性が十分ではなく
、また、触媒による排気ガスの浄化効率も十分には高く
ならないという問題点があった。

本発明は上記問題点に迄みてなされたもので、アイドル
運転状態の安定化を図ると共に、触媒による排気ガスの
浄化効率を向上させる内燃機関のアイドル運転時の空燃
比制御装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、第１図に示
すように、自動変速機を備える車両に搭載され、可変ベ
ンチュリ気化器を有する内燃機関のアイドル空燃比制御
装置であって、該気化器とは独立に該機関の吸気系に補
助空気を導入する空気導入手段Ａと、該機関の排気系に
設けられる空燃比検出手段Ｃと、該機関のアイドル運転
されていること、該自動変速機がドライブレンジに設定
されていること、及び該車両にブレーキ操作が行われて
いることを検出する運転状態検出手段りと、該機関のア
イドル運転時、該自動変速機がドライブレンジに設定さ
れており、且つ該車両にブレーキ操作が行われている場
合、該空燃比検出手段Ｃの出力に基づき、該機関に供給
される混合気の空燃比が理論空燃比になるよう該空気導
入手段Ａをフィードバック制御し、そのときのフィード
バック制御量を学習し、学習終了後、学習した学習制御
量に基づくオープン制御Ｈｔで該空気導入手段Ａをオー
プン制御する制御手段Ｂと、を具備する内燃機関のアイ
ドル運転時の空燃比制御装置が提供される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す全体構成図である。同
図において、可変ベンチュリ気化器１０は吸気マニホル
ド３１を介して機関（エンジン）本体３２に接続されて
いる。スロットル弁１１の上流に配設されたサクション
ピストン１２の先端には計量ニードル１３が設けられ、
この計量ニードル１３は燃料通路を形成するパイプ１４
内に延在する。パイプ１４内には計量ジェット１５が形
成され、この計量ジェット１５が計量ニードル１３のテ
ーパ部１３ａと協働することにより、ピストン１２のス
トロークに応じた量の燃料が吸引される。吸引パイプ１
６の上端部は、パイプ１４内であって燃料の流動方向に
おける計量ジェット１５より上流の位置に開口され、吸
引パイプ１６の下端部は、フロート室１８内に延在する
。

空気ブリード通路２１は、計量ジェット１５にブリード
空気を供給するものであり、下端部が計量ジェット１５
に連通し、上端部が空気ブリード制御弁２２を介して空
気フィルタ２３に接続されている。空気ブリード制御弁
２２は電磁弁であり、空燃比フィードバック制御時、後
述する制御回路５０から供給される空燃比信号に応じて
開閉し、空燃比を理論空燃比に制御すべく作用する。本
実施例における空気ブリード制御弁２２は、電流相当値
としてのデユーティ比を有するパルス信号により駆動さ
れ、デユーティ比が「０」のとき全閉となり、「１」の
とき全開となり、またこれらの中間の値のとき中間の開
度を有する。

排気マニホルド３３には空燃比センサ４１が設けられて
いる。空燃比センサ４１は、排気ガスの空燃比に応じた
信号を発生する。なお排気マニホルド３３の下流側には
排気ガス浄化用の触媒３４が配設されている。

気化器１０とは独立に吸気マニホルド３１へ補助空気を
導入するため、吸気マニホルド３１の集合部には空気導
入管３４が接続されている。空気導入管３４は空気フィ
ルタ３５を介して大気に連通し、その途中には空気導入
弁３６が設けられている。空気導入弁３６は混合気の空
燃比がオーバーリーンあるいはオーバーリッチにならな
いような適当な量の補助空気を導入できる流路面積を有
する電磁弁であり、後述する制御回路５０から供給され
る指令信号に応じて開閉し、空燃比を所定の空燃比に制
御すべく作用する。本実施例における空気導入弁３６は
、上記空気ブリード制御弁２２と同様、電流相当値とし
てのデユーティ比を有するパルス信号により駆動される
。なお、空気導入管３４及び空気導入弁３６が第１図に
おける空気導入手段Ａに対応する。

第１図における制御手段Ｂに対応する制御回路５０は空
気ブリード制御弁２２及び空気導入弁３６を制御するも
のであり、マイクロコンピュータから成る。すなわち制
御回路５０はマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ
）５１と、メモリ５２と、入力ボート５３と、出力ポー
ト５４と、これらを接続するバス５５とから成る。入力
ボート５３には種々のエンジン運転条件信号が入力され
る。空燃比センサ４１は理論空燃比を境にリッチでは１
Ｈ”レベル、リーンでは“Ｌ″レベル信号を発生する。

スロットルスイッチ４２はスロットル弁１１が所定開度
以下のときオンとなり、それ以外のときオフとなる。回
転数センサ４３はエンジン回転数に応じた信号を発生す
る。Ｄレンジスイッチ４４は自動変速機（図示せず）が
ドライブレンジ（Ｄレンジ）にあるとき、Ｄレンジ信号
を出力し、ブレーキスイッチ４５は、ブレーキペダル（
図示せず）が踏み込まれたとき、ブレーキ信号を出力す
る。出力ポート５４は空気ブリード制御弁２２と空気導
入弁３６とに接続されている。ＭＰＵ５１は、メモリ５
２に格納されているプログラムに従って、空気ブリード
制御弁２２及び空気導入弁３６を駆動するための信号を
出力ポート５４から出力する。なお、スロットルスイッ
チ４２、回転数センサ４３、Ｄレンジスイッチ４４及び
ブレーキスイッチ４５が第１図における運転状態検出手
段りに対応する。

次に、第３図に示すフローチャートを用いて上記制御回
路５０の動作を説明する。

第３図は空燃比制御ルーチンを示すフローチャートであ
り、このルーチンは一定時間毎に割込処理される。

先ず、ステップ３０１において、エンジン３２がアイド
ル運転状態にあるか否かが判別され、その判別結果が否
定（ＮＯ）の場合、すなわちエンジン３２がアイドル運
転状態でないとき、ステップ３０２以下に進み、空気ブ
リード制御弁２２を駆動しての空燃比のフィードバック
制御が行われる。

なお、本実施例においては、スロットルスイッチ４２が
オン状態であり、且つエンジン回転数が所定値以下のと
き、エンジン３２がアイドル運転状態にあると判断する
。

ステッーブ３０２においては、空燃比が理論空燃比（１
４，７）よりリッチか否か、すなわち空燃比センサ４１
が“Ｈ″レベル信号出力しているか否かが判別される。

その判別結果が肯定（ＹＥＳ）の場合、すなわちリッチ
のとき、ステップ３０３に進み、空気ブリード制御弁２
２に供給される駆動パルス信号のデユーティ比り、が所
定値ΔＤ、だけインクリメントされる。この結果、空気
ブリード制御弁２２の開度は大きくなり、空気ブリード
量が増大し、空燃比は理論空燃比に向けて大きくなる。

そして、ステップ３０４で後述する学習終了フラグＦに
“０”を設定し、リターンする。

他方、上記ステップ３０２の判別結果が否定（Ｎｏ）の
場合、ステップ３０５に進み、上記デユーティ比り、が
上記所定値△ＤＩだけインクリメントされ、空燃比は理
論空燃比に向けて小さくなる。そして、上記ステップ３
０４で学習終了フラグＦに０”を設定し、リターンする
。ステップ３０３、３０５におけるこのようなフィード
バック制御により、理論空燃比が維持される。

次に、エンジン３２がアイドル運転状態にある場合につ
いて説明する。この場合、前記ステップ３０１の判別結
果は肯定（Ｙ　Ｅ　Ｓ）であるのでステップ３０６に進
み、空気ブリード制御弁２２に供給される駆動パルス信
号のデユーティ比り、が「０」に固定され、空気ブリー
ド制御弁２２は全閉となり、空気ブリードは停止される
。

次いで、ステップ３０７においては、自動変速機がＤレ
ンジに設定されており、且つブレーキ操作が行われてい
るか否かが判別され、その判別結果が否定（ＮＯ）の場
合、すなわち、自動変速機がＤレンジに設定されてなく
、あるいはブレーキ操作が行われていないとき、ステッ
プ３０８に進む。

ステップ３０８においては、空気導入弁３６に供給され
る駆動パルス信号のデユーティ比Ｄ２が「０」に固定さ
れる。すなわち、空気導入弁３６は全閉となり、空燃比
はオープン制御されることになる。そして、ステップ３
０９において学習終了フラグＦに“０”を設定し、リタ
ーンする。

他方、上記ステップ３０７の判別結果が肯定（ＹＥＳ）
の場合、すなわち、自動変速機がＤレンジに設定されて
おり、且つブレーキ操作が行われているとき、ステップ
３１０に進み、学習終了フラグＦに“１”が設定されて
いるか否かが判別される。そして、その判別結果が否定
（ＮＯ）の場合、すなわちフラグＦに“１′″が設定さ
れていないときにはステップ３１１以下に進み、空気導
入弁３６を駆動しての空燃比のフィードバック制御が行
われ、且つその制御量、すなわち、本実施例においては
、空気導入弁３６に供給される駆動パルス信号のデユー
ティ比が学習される。

すなわち、ステップ３１１において、空燃比が理論空燃
比よりリッチか否かが判別され、リッチの場合（判別結
果が肯定（ＹＥＳ））、ステップ３１２に進み、空気導
入弁３６に供給される駆動パルス信号のデユーティ比Ｄ
２が所定値ΔＤ２だけインクリメントされる。この結果
、空気導入弁３６の開度は大きくなり、吸気マニホルド
３１に導入される補助空気量が増大し、空燃比は理論空
燃比に向けて大きくなる。他方、上記ステップ３１１の
判別結果が否定（Ｎｏ）の場合にはステップ３１６に進
み、上記デユーティ比り、が上記所定値△Ｄ２だけイン
クリメントされ、空燃比は理論空燃比に向けて小さくな
る。すなわち、ステップ３１２．３１６におけるこのよ
うなフィードバック制御により、空燃比は急速に理論空
燃比に近付き、最終的にはそれを維持することになる。

そして、ステップ３１２あるいはステップ３１６で設定
されたデユーティ比Ｄｔは、ステップ３１３で学習、す
なわち、制御回路５０内のメモリ５２に記憶され、ステ
ップ３１４に進む。

ステップ３１４においては、理論空燃比を維持するデユ
ーティ比Ｄ２の学習が終了したか否かが判別される。こ
の学習終了の判断は、例えば、メモリ５２に記憶されて
いる、今回ルーチンを含む所定時間内の最大デユーティ
比り、。と最小デユーティ比Ｄ　Ｚｔｈｉｎとの差によ
り行い、その差が所定値以下のとき、学習が終了したも
のと判断する。そして、学習が終了していない場合、す
なわちステップ３１４の判別結果が否定（ＮＯ）のとき
にはリターンし、学習が終了するとステップ３１５に進
ふ、学習が終了したことを示すため、前述の学習終了フ
ラグＦに“１″を設定し、リターンする。

次に、前回ルーチンにおいて学習が終了したものとし、
今回ルーチンにおいても、エンジンはアイドル運転状態
であって、自動変速機はＤレンジに設定されており、且
つブレーキ操作が行われているものとすると、゛ステッ
プ３０１−ステップ３０６−ステップ３０７叫ステツプ
３１０と進むが、今の場合、前回ルーチンのステップ３
１５においてフラグＦは“１″に設定されているので、
上記ステップ３１０の判別結果は肯定（Ｙ　Ｅ　Ｓ）に
なり、ステップ３１７に進む。そして、ステップ３１７
においては、前回ルーチンで設定された、空燃比を理論
空燃比に維持するデユーティ比Ｄｔに、任意の定数αを
乗じたものを、空気導入弁３６に供給される駆動パルス
信号のデユーティ比Ｄ６として設定し、リターンする。

上記ステップ３１７で設定されたデユーティ比Ｄ０は、
エンジンがアイドル運転状態であって、自動変速機がＤ
レンジに設定されており、且つブレーキ操作が行われて
いる限り、維持されるので、空燃比はオープン制御され
ることになる。このとき、上記定数αを適宜選択するこ
とにより、空燃比を所望の状態に設定することが可能に
なる。すなわち、定数αを例えば１．１〜１．２に設定
することにより、空燃比を理論空燃比よりもややリーン
に設定することができ、また、定数αを例えば０．９〜
０．８に設定することにりより、空燃比を理論空燃比よ
りもややリッチに設定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、アイドル運転時
、自動変速機がドライブレンジに設定されると共にブレ
ーキ操作が行われた場合、オープン制御される空燃比を
任意に設定できるようにしたので、空燃比を適宜設定す
ることにより、そのような場合であっても、空燃比がオ
ーバーリッチあるいはオーバーリーンになることが防止
され、アイドル運転状態が安定化すると共に、触媒によ
る排気ガスの浄化効率が向上する。

更に、空燃比を理論空燃比よりもややリーンに設定した
場合には、燃費の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、 第２図は本発明の一実施例を示す全体構成図、及び、 第３図は空燃比制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。 １０・・・可変ベンチュリ気化器、 ３２・・・エンジン、　　３４・・・空気導入管、３６
・・・空気導入弁、　４１・・・空燃比センサ、４２・
・・スロットルセンサ、５０・・・制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自動変速機を備える車両に搭載され、可変ベンチュ
   リ気化器を有する内燃機関のアイドル空燃比制御装置で
   あって、 該気化器とは独立に該機関の吸気系に補助空気を導入す
   る空気導入手段と、 該機関の排気系に設けられる空燃比検出手段と、該機関
   がアイドル運転されていること、該自動変速機がドライ
   ブレンジに設定されていること、及び該車両にブレーキ
   操作が行われていることを検出する運転状態検出手段と
   、 該機関のアイドル運転時、該自動変速機がドライブレン
   ジに設定されており、且つ該車両にブレーキ操作が行わ
   れている場合、該空燃比検出手段の出力に基づき、該機
   関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比になるよう
   該空気導入手段をフィードバック制御し、そのときのフ
   ィードバック制御量を学習し、学習終了後、学習した学
   習制御量に基づくオープン制御量で該空気導入手段をオ
   ープン制御する制御手段と、 を具備する内燃機関のアイドル運転時の空燃比制御装置
   。