JPS6319693B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般走行状態では空燃比を燃料消費率
最小の空燃比に、スロツトル弁の高開度時には、
最も出力の高い空燃比に帰還制御する空燃比制御
方法に関する。

内燃機関（以下エンジンと略称する）の空燃比
は、普通走行状態では、燃費（燃料消費率の略
称）を重点的に考慮し、理論空燃比か又は希薄空
燃比に設定してある。またスロツトル弁が高開度
の加速時や登坂時等では、最も出力の高い空燃比
（約13）に合わせてある。またアイドリング時に
は、エンジンの回転の安定性等を考慮して空燃比
の設定をしている。

まず燃費制御のための普通走行状態における空
燃比制御について述べる。従来用いられているキ
ヤブレタの制御は、開ループ制御方式であり、
個々のエンジンのバラツキ、エンジンの経時変
化、及びキヤブレタ自体の製作上のバラツキ等に
よつてある程度の燃料消費率の損失があつた。ま
た吸入空気量センサによつて直接エンジンの吸入
空気量を計測し、コンピユータ等により所要燃料
供給量を計算し、電磁弁により、吸入管内へ前記
計算値に従つて燃料を噴射する電子式燃料噴射装
置においては、排気管中に設けた酸素濃度センサ
の出力により理論空燃費（約15）の方向を判別し
て前記燃料供給量を修正する閉ループ制御方式が
実用化されている。またキヤブレタにおいてもエ
アブリードの空気量を前記酸素濃度センサの出力
により理論空燃比の方向を判別して修正する閉ル
ープ制御方式が一部で実用化されている。しかし
これらの閉ループ制御方式は空燃比のバラツキを
修正する効果はあるが、理論空燃比は燃費最小の
空燃比ではないため、やはり燃料消費に損失を生
じる。

これらの損失をなくして燃料消費率を最良に制
御する方法は米国特許第4026251号明細書等に記
されている。これによるとキヤブレタをバイパス
する空気をデイザ（dither）させ（空燃比を濃く
する側と薄くする側とに一定周期で切換えるこ
と）、燃費の良くなる空燃比の方向を判別し、キ
ヤブレタをバイパスする補助空気弁の開度を制御
して空燃比を修正するというものである。すなわ
ち、この装置においては、相対的に濃い側と薄い
側とに設定された２つの基準空燃比の点で各１回
運転し、濃い空燃比の点で運転したときの回転速
度N_eRと薄い空燃比の点で運転したときの回転速
度N_eLとを比較し、 N_eR＞N_eLのときはバイパス空気を減少する N_eR＜N_eLのときはバイパス空気を増加すると
いう制御を行なうものである。

しかしながらたとえばエンジンの出力の変化を
回転速度によつて判別する場合は、回転速度は種
種の要因により変化するものであるから、この方
法においては回転速度の変化が空燃比の変化によ
るものなのか外的要因（たとえばアクセル操作、
登坂、降坂等）によるものなのか判別能力がない
ため、燃費の良くなる方向とは逆に燃費が悪くな
る方向に制御してしまうことがあつた。また空燃
比を修正するのにキヤブレタをバイパスする空気
量を変化させて行なうので高精度に面積を変化さ
せる補助空気弁が必要とされるがいまだ実用化さ
れていない。またスロツトル弁が高開度の加速時
や登坂時等には、最も出力の高い空燃比に設定す
ることが要求されるが、定常走行時においては最
も良い燃費率を与える値に、加速及び登坂時等に
は最も高出力を与える値に空燃比を制御する方法
は現在実用化されていない。

本発明は、定常運転状態の際には計量されない
空気をスロツトル弁下流の吸気管内へバイパスさ
せ、それに同期したエンジンの回転速度の変化に
より燃費の良くなる方向を検知し、燃料供給量の
修正により空燃比をその方向へ修正し、アクセル
が高開度の加速時や登坂時等（本発明の実施例に
おいては吸気管圧力がある設定値P₁を超過した
とき）を検出した場合、エアバイパス三方弁によ
り、計量されない空気をスロツトル弁上流の吸気
管内へバイパスさせるように構成し、バイパス空
気の有無に同期したエンジン回転速度の変化によ
り出力の増大する方向を検知し、燃料供給量の修
正により空燃比をその方向へ修正することを目的
とする。

本発明においては、定常状態では燃費率最小の
空燃比へ、高出力が望まれる際には高出力の空燃
比へ自動的に制御させるために、バイパスエアを
スロツトル弁上流、下流に切り換えるための三方
弁のみを設けることにより、また電子回路又は論
理回路は、燃費率最小空燃比へ自動的に制御する
回路を使用することにより前記２つの制御が可能
となる。

更に、本発明における燃費率最小空燃比へ自動
的に制御する方法によれば、目標空燃比の近傍に
おいて互いに異なつた少なくとも２つ以上の空燃
比となるように電子制御燃料噴射装置のエアフロ
ーメータのバイパスエアの量を変化させて交互に
所定の期間エンジンを運転すること、これらの空
燃比で運転したときのエンジンの回転速度信号、
トルク信号又はこれらに関連する運転状態の信号
を検出すること、かつ前記の少なくとも２つの空
燃比に対する４点の検出信号を比較することによ
り、前記目標空燃比が燃費最良の空燃比に対し濃
い側にあるのか薄い側にあるのかを判定し、かつ
電子制御燃料噴射装置の噴射量を修正することに
より目標空燃比を燃費最良空燃比の方向へ修正す
ることができる。

このように本発明によれば、アクセル操作の外
的要因によつて回転速度が変化したのか、バイパ
ス空気量の変更によつて回転速度が変化したのか
を識別でき、さらに燃料噴射量を変化させること
によつて空燃比の修正を行なうため、高精度の補
助空気弁を必要とせず、電子回路又は論理回路の
みで空燃比を修正するため、価格も安価になる。

上記の通り本発明の装置によれば、誤差なく燃
費最良の空燃比へ自動的に修正することにより燃
費を向上することが可能であり、また高開度のア
クセル操作時には最大の出力を引き出すことが可
能である。

以下本発明の実施例を添附図面を参照しつつ説
明する。

本発明の第１の実施例を第１図に示す。第１図
において、１はエンジン、２は回転角センサを一
体として含んだデイストリビユータ、４はスロツ
トル弁、３はスロツトル弁４の下流部、５はその
上流部を示す。６はエンジン１へ吸入される空気
を直接計量するエアフローメータであり、その上
流にダクト７が設けられ、その前にエアクリーナ
８が置かれている。９はスロツトル弁４の下流側
の圧力を検知する圧力センサであり、１０はスロ
ツトル弁４の開度によりエンジン１のアイドリン
グ状態等を知るスロツトルセンサである。

ダクト７からエアフローメータ６をバイパス
し、スロツトル弁４の上流部５及び下流部３に空
気を導く通路１３，１１及び１２があり、その途
中に空気流の断続を制御するオンオフ電磁弁１４
とエアフローメータ６の上流部７とスロツトル弁
４の上流部５及び下流部３のどちらかとを連通す
るための三方弁１５が設けられる。１６はマイク
ロコンピユータであり、エアフローメータ６、回
転角センサ２、圧力センサ９等の検出信号により
燃料噴射量を演算し、燃料噴射持続時間信号をイ
ンジエクタ１７へ送り、インジエクタ１７は同信
号に基づき燃料をエンジン内部へ噴射する。

コンピユータ１６の構成は公知であるが、本発
明による空燃比制御方法の実行上、その演算処理
内容にすぐれた特徴が含まれているので、演算回
路の詳細に関する説明は省略し、以下演算処理内
容をフローチヤートを用いて説明する。

第２図は本発明の空燃比制御のための演算処理
の手順を概略的に示したフローチヤートであり、
第４図及び第５図は本発明の空燃比制御に用いら
れる装置の作動の説明のためのタイムチヤートで
ある。

エンジンが起動すると、本発明の空燃比制御は
ステツプ100スタートより開始する。ステツプ100
−１において現在三方弁１５がONとなり弁が第
１図Ａ中右に動き右側の出口が閉じている場合は
その状態を示すためにＺ＝Ｏとおく。ここでＺは
噴射の時点における三方弁１５の開閉状態を表わ
す指標であり、今回の噴射時の三方弁１５の状態
をZ_NEW、前回の噴射時のそれをZ_OLDとする。ステ
ツプ101においてエアフローメータ６をバイパス
する空気通路を閉じる信号を電磁弁１４へ送る。
ステツプ102で燃料噴射回数を表わす指標Ｙのカ
ウント値を０にセツトする（Ｙ＝０）。次にステ
ツプ103では、その時点における回転角センサ２、
エアフローメータ６及び圧力センサ９のそれぞれ
より送られる回転速度信号Neの値、吸入空気量
信号Qaの値、吸気管圧力信号P_nの値を入力し、
ステツプ104ではそれに基づいて、要求される燃
料供給量を表わす信号としてインジエクタ１７へ
送られる燃料の供給時間を表わす信号である主パ
ルスの時間幅T_nを計算する。

第３図は、第１図図示のマイクロコンピユータ
１６の中の不揮発性メモリーの中のマツプを示し
ており、回転速度信号Neの値と吸気圧力信号Pm
の値とのそれぞれに対する主パルス時間幅Tmの
補正パルス時間幅△Ｔ（ｐ、ｒ）を記憶するもの
である。

ステツプ105では、回転角センサ２よりの現在
の回転速度信号Neと圧力センサ９よりの吸気管
圧力信号Pmとに対応する補正パルス幅△Ｔ（ｐ、
ｒ）を、上記の第３図図示のメモリー内のマツプ
より読みとる。ステツプ106は吸気管圧力P_nがP₁
という設定値を超過するかどうかを判別する。

P₁はドライバが要求する出力の領域を想定し
て設定する。吸気管圧力PmがP₁を超過すると
YESに分岐しステツプ204へ進み三方弁１５への
ON出力を行なう。三方弁１５がONになると、
エアフローメータ６の上流部７とスロツトル弁４
の上流部５とが連通する。しかしこの時は、電磁
弁１４が閉じているためその間に空気は流れな
い。ステツプ106において吸気管圧力Pmの値が
設定値P₁以下の場合はNOへ分岐しステツプ200
へと進む。ステツプ200では三方弁１５へのOFF
出力を行ない、エアフローメータ６の上流部７と
スロツトル弁４の下流部３とを連通する。そして
ステツプ201でＺ＝０とし、ステツプ202で前回の
Ｚの値と比較し等しい場合にはステツプ203へ進
み運転状態がアイドルかどうかの判別を行なう。
アイドル状態であれば、スロツトルセンサ１０の
アイドル接点がONとなり、その時は処理ステツ
プはステツプ140へとび、アイドル時の空燃比に
必要なパルス時間幅を計算するため、ステツプ
104で計算した主パルス幅Tmに補正係数K₁を掛
け、更にインジエクタ１７の無効噴射時間Tvを
加算する。一定圧力に保たれた燃料を前記パルス
幅に対応して間欠的に噴射するインジエクタ１７
におけるパルス幅Ｔと燃料噴射量Ｊとの関係は第
１０図に示されている。計算回路１６が発生する
出力パルスの幅Ｔが大となるに従い、インジエク
タ１７よりの噴射量Ｊは直線的に増大する。イン
ジエクタの閉弁遅れ時間に相当するパルス時間幅
は無効噴射時間と称しTvであらわされる。なお
インジエクタが実際に制御される期間に当るパル
ス時間幅の実効範囲はTeであらわされる。すな
わちアイドル時のパルス時間幅Tiは、Ti＝K₁×
Tm＋Tvとなる。

ステツプ141においてインジエクタ１７にパル
ス幅信号を出力し、ステツプ102へ戻る。すなわ
ちアイドル時には吸気管圧力の値PmがP₁を超過
した時と同様に、燃費最良の空燃比の判別及び修
正は行なわない。

ステツプ203において、アイドルでないと判定
すると、ステツプ110へ進み、そこで最終パルス
時間幅を求めるため、主パルス時間幅Tmと補正
時間幅△Ｔ（ｐ、ｒ）、さらに無効噴射時間Tvを
加算する。最終パルス時間幅T_Rを求めた後ステ
ツプ111においてインジエクタ１７へ付勢信号を
出力する。

次にステツプ112において噴射回数のカウント
値Ｙを１だけ増加させ、次のステツプ113では噴
射回数が設定回数ＫになるまではNOに分岐し、
ステツプ103からステツプ113までをループ演算す
る。この実施例では第４図及び第５図の中で左下
に示したようにＫ＝４に設定してある。噴射回数
が設定回数Ｋに一致したならばYESに分岐し、
ステツプ114でＸ＝０とおく。指標Ｘについては、
Ｘ＝０は電磁弁１４が閉の時のリツチステツプの
動作を示し、Ｘ＝１は電磁弁１４が開の時のリー
ンステツプの動作を示している。そしてステツプ
115においてＫ回の噴射が行なわれる間において
クロツクパルスジエネレータより送られる一定周
波数のクロツクパルスのカウント値であるN_Rつ
まりＫ回の噴射が行なわれる間のエンジンの回転
周期（回転時間）の値をメモリー内に格納する。
ここでクロツクパルスの数とエンジン回転速度と
の関係について言えば、エンジン回転速度が上昇
すればＫ回の噴射が行なわれる期間が短くなるの
でその期間内のクロツクパルスのカウント値は減
少する。

この状況を第４図の時間経過を示したタイムチ
ヤートを参照して説明する。第４図には、回転速
度を表わす信号Ne、空燃比を表わす信号Ａ／Ｆ、
バイパス空気電磁弁１４の開閉状態を示す信号
VLV、パルス時間幅信号Ｔ、クロツクパルス信
号Ｎ、および燃料噴射回数を示す信号Ｙが図示さ
れている。バイパス空気電磁弁１４が閉（CL）
のときはリツチサイクル（RS）であり、それが
開（OP）のときはリーンサイクル（LS）であ
る。

この場合、エンジンの軸トルクを一定として、
燃料流量Qf及び回転速度と空気流量Qaとの関係
を表わしたものが第６図ａで、その中Ne及び
N′eは等回転速度の曲線である。今燃料流量をあ
る一定の値Qfに固定して、回転速度及び燃費率
と空気量との関係を示したものが、第６図ｂであ
る。第６図ｂにおける回転速度M₁及びR₁の値は
第６図ａに示されたNe及びN′eに等しい。また
第７図において、F₁、F₂、……、F₇、但しF₁＞
F₂＞F₃＞……＞F₇は燃料流量（燃料供給）Ｆを
パラメータとして空気流量を変化させたときのエ
ンジン回転速度の変化を示す。Ａ／Ｆ（（Ａ／Ｆ）₁、 （Ａ／Ｆ）₂、……、（Ａ／Ｆ）₅）で示す線は、混合気
量の 変化に対する、等空燃比のときの回転速度をあら
わす直線である。通常、混合気量が一定で回転速
度が最も上昇する空燃比値（Ａ／Ｆ）₂の値は約13で ある。燃料量をパラメータとして回転速度が最も
上昇する点Ｍ（M₁、M₂、……、M₇）は空燃比で
いえば（Ａ／Ｆ）₄の線上にある。このＭ点において、 各燃料流量における燃料消費率が最も良好とな
る。このＭ点への自動制御を行うことが、本発明
の意図するところである。

例えば、回転速度N_e1において走行する場合、
最初の状態が燃料流量F₁線上におけるR₁点であ
るとき、同じ回転速度の得られるM₄とM₅との中
間、すなわち燃料流量でF₄とF₅との中間の、空
燃比で運転することにより、最良の燃料消費率の
運転状態が得られることになる。ステツプ106で
吸気管圧力Pmの値がP₁を超過した場合はステツ
プ204において三方弁１５へのON出力を行ない、
次にステツプ205においてＺ＝１とする。そして
ステツプ206において前回のＺの値とを比較する。
ここで前回のＺが「０」の場合、つまり前回のス
テツプ103から113までのループ演算においてはス
テツプ204を通らず、今回初めて通過する場合は、
ステツプ206よりNOへ分岐しステツプ207へ進
み、前回のＺを「１」に置き換えつまり今回のＺ
の値と同じ値にし、ステツプ101へ戻り、そこか
ら噴射回数のカウントへと進む。

ステツプ206において、前回のＺが「１」であ
る場合、つまり前回噴射が行なわれ既にステツプ
204からはじまる処理ステツプを通過したときは、
ステツプ206よりYESに分岐し、ステツプ110へ
と進み、パルス時間幅の演算を行ない噴射回数の
カウントはそのまま連続して行なわれる。またス
テツプ202においてＺの値が異なる場合にはNO
へ分岐し、ステツプ207へとぶ。

さて第２図の流れ図において、次のステツプ
116、ステツプ117に進み、現在のリツチステツプ
の回転周期NRを含めて過去にさかのぼり４回の
回転周期N_L-1、N_R-1、N_LおよびN_Rを比較する。
ここに、N_Rは現在のリツチステツプ、N_Lはその
前のリーンステツプ、N_R-1はさらにその前のリ
ツチステツプ、N_L-1はさらにその前のリーンス
テツプにそれぞれ対応するものであり、これら４
つの回転周期（エンジン回転期間）の比較が行な
われる。

前述の比較の結果として、ステツプ116におい
て、N_L-1＞N_R-1＜N_L＞N_Rなる関係が成立するか
否かを判別し、成立すればYESに分岐し、ステ
ツプ120に進む。これは、リツチステツプで回転
速度が上昇しリーンステツプで回転速度が下降す
るので、燃料を増量することが、回転速度を上昇
させ、燃料消費率を良好ならしめることをあらわ
す。

ステツプ118及びステツプ120においては、パル
ス幅補正分△Ｔ（ｐ、ｒ）の演算が行なわれる。
現在の回転速度Neと吸気管圧力Pmとに対応する
補正パルス幅△Ｔ（ｐ、ｒ）を、計算回路におけ
る不揮発性メモリー領域に形成されたマツプの対
応番地から読み取り、増分△ｔを加算または減算
処理し、この演算後の△Ｔ（ｐ、ｒ）をメモリー
の対応番地へ書き込む。

ステツプ116においてN_L-1＞N_R-1＜N_L＞N_Rな
る関係が成立しないときはステツプ117へ進む。
これは第７図でいえば、最良燃料消費率に相当す
る空燃比に対応する点Ｍにおける空燃比よりも濃
い空燃比で運転されている場合であつて、N_L-1
＜N_R-1＞N_L＜N_Rとなり、ステツプ117はYESと
なり、ステツプ118へ進み、その運転状態に対応
するメモリーの補正分△Ｔ（ｐ、ｒ）に対し△ｔ
の減算を行なつて記憶する。すなわち、パルス幅
で△ｔに相当する噴射量を減少させて最適燃料供
給量に近づける。

N_L-1＞N_R-1＜N_L＞N_R及びN_L-1＜N_R-1＞N_L＜
N_Rの関係が成立しないときはステツプ119に進
み、△Ｔ（ｐ、ｒ）の補正は行わない。例えば、
内燃機関の運転の過渡時において内燃機関の運転
状態が変化するとき、例えばアクセルを踏んで加
速するときは、リツチステツプ、リーンステツプ
において僅かに空気量を変化させ、空燃比を変化
させたときの回転速度の変化に比べてはるかに加
速のための回転速度の変化が大きくなり、順次回
転速度が上昇する。それにより、回転周期は、
N_L-1＞N_R-1＞N_L＞N_Rとなり、ステツプ116及び
ステツプ117の判定条件は成立せず、ステツプ119
に進み△Ｔ（ｐ、ｒ）の補正は行わない。また、
燃料消費率最良に相当する空燃比にあるときも
N_L-1＝N_R-1＝N_L＝N_Rとなり、補正は行わず、最
適噴射量を維持しようとする。

ステツプ118、ステツプ119、又は、ステツプ
120を終了するとステツプ121に進み、現在のステ
ツプがリツチステツプ（Ｘ＝０）であるかリーン
ステツプ（Ｘ＝１）であるかを判別し、リツチス
テツプ（Ｘ＝０）であればNOに分巻し、ステツ
プ122へ進み、リーンステツプ（Ｘ＝１）であれ
ばYESに分岐しステツプ101へ進む。今まで述べ
たように電磁弁１４が閉じているステツプを終了
してきた時はNOに分岐しステツプ122へ進む。
ステツプ122において墳射回数Ｙを０に設定する。
今回はリーンステツプ、すなわちＸ＝１であるた
めバイパス空気電磁弁１４を開にする。

ステツプ124からステツプ126までにおいてはス
テツプ103からステツプ105までと同様の演算を行
なう。ステツプ127においてはステツプ106と同様
に吸気管圧力Pmの値が設定圧力P₁を超過してい
るか否かを判別し、P₁を超過しているときは
YESに分岐し、ステツプ304へ進む。ステツプ
304で三方弁１５へのON出力を行ない、エアフ
ローメータ６の上流部７とスロツトル弁４の上流
部５とを連通させ、エアフローメータ６をバイパ
スする空気をスロツトル弁４の上流部５へ流す。
この時スロツトル弁４を通過する空気量は一定で
あるため、バイパス空気をスロツトル弁４の上流
部５に流すことにより、エアフローメータ６を流
れる空気量は減少し、エアフローメータ６は低空
気量信号をマイクロコンピユータ１６へ送り、燃
料供給量の計算のデータとして用いられる。バイ
パス空気をスロツトル弁の上流部５へ流すことは
噴射燃料量を減少させることである。

この状況を第５図の手順経過図について説明す
る。第５図には、回転速度信号N_e1、バイパス空
気電磁弁開閉状態信号VLV、吸入空気量信号Ｕ、
パルス時間幅信号Ｔ、空燃比信号Ａ／Ｆ、クロツ
クパルス信号Ｎおよび噴射回数信号Ｙが示されて
いる。バイパス空気電磁弁の閉（CL）のときは
リツチサイクル（RS）、開（OP）のときはリー
ンサイクル（LS）である。空気量をある値Qaに
固定して燃料供給量と回転速度及び燃費率との関
係を示したものが第６図Ｃである。前述の空気量
一定の運転状態は燃料供給量曲線上のR₂の点に
相当し、吸気管圧力P_nの値がP₁を超過しスロツ
トル弁４が全開状態の近傍においては、その空気
量において最も回転速度の高い、つまり最大出力
の点M_pへの自動制御を行なうことが本発明の目
的である。

ステツプ127で吸気管圧力Pmの値がP₁以下の
場合はNO出力へ分岐し、ステツプ300へ進み、
三方弁１５へのOFF出力を行なう。すると、エ
アフローメータ６の上流部７とスロツトル弁４の
下流部３とが連通して空気が流れる。次にステツ
プ301においてＺ＝０とおく。そしてステツプ302
で前回のＺの値との比較を行ない、等しい場合に
はステツプ303へ進む。次にステツプ303ではスロ
ツトル弁４が全閉であるか否かを判別し、全閉状
態にあればYESへ分岐し、ステツプ139へとぶ。
ステツプ１３９においては、バイパス空気電磁弁
１４を閉じ、ステツプ140においてアイドル空燃
比のパルス時間幅Tiを計算し、ステツプ141にお
いてインジエクタ１７へ同パルス時間幅信号を出
力し、ステツプ102へ進み、再び最初からの制御
を行なう。

ステツプ303において、スロツトル弁４が全閉
でないときは、NOに分岐し、ステツプ131へ進
む。ステツプ131からステツプ133までにおいて
は、ステツプ110からステツプ112までと同様の計
算を行なう。ステツプ134においては噴射回数Ｙ
が設定噴射回数Ｋに達したか否かを判別し、達し
ないときはNOに分岐して、ステツプ124からス
テツプ134までのループ演算を行なう。ステツプ
127において吸気管圧力Pmの値が設定圧力P₁を
超過しているためYESへ分岐するときは、ステ
ツプ304へ進み、ステツプ304からステツプ306ま
では、ステツプ204からステツプ206までと同様の
演算を行ない、ステツプ306において前回のＺと
比較し、等しい場合はYESに分岐し、ステツプ
131へ進む。反対に異なる場合はNOに分岐し、
ステツプ307へ進み、前回のＺの値を今回のＺの
値と同じ値にする。そしてその後ステツプ101へ
と進む。また、ステツプ134においては、噴射回
数がＫ回に達するとYESに分岐し、ステツプ135
において現在のステツプが、リーンステツプであ
ることを記憶するためＸ＝１とおく。ステツプ
136においてはステツプ115と同様にリーンステツ
プの回転周期NLをメモリーに格納する。

ステツプ137においてN_R-1＜N_L-1＞N_R＜N_Lが
成立するときはステツプ120へ進み、補正分△Ｔ
（ｐ、ｒ）に△ｔを加算して記憶する。ステツプ
137においてN_R-1＜N_L-1＞N_R＜N_Lなる関係が成
立しないときはNOに分岐し、ステツプ138にお
いて、N_R-1＞N_L-1＜N_R＞N_Lなる関係が成立する
か否かを判別する。この関係が成立するときはス
テツプ138よりYESに分岐し、ステツプ118へ進
み、補正分△Ｔ（ｐ、ｒ）より△ｔの減算を行な
つて記憶する。また、この関係が成立しないとき
はNOに分岐し、ステツプ119へ進み補正分△Ｔ
（ｐ、ｒ）に対する修正を施さない。

ステツプ118、ステツプ119、又はステツプ120
を終了するとステツプ121へ進み、現在がリーン
ステツプか否かを判別する。今回の計算ではステ
ツプ122からステツプ136までの間のリーンステツ
プ（Ｘ＝１）であつたため、YESに分岐し、ス
テツプ101へ進む。

前述の制御により、吸気管圧力Pmがある設定
値P₁以下のとき燃料消費率最良の空燃比よりず
れているときは補正を行い、燃料消費率最良の空
燃比に制御することができる。また高出力を望む
ときは、（吸気管圧力Pmが設定値P₁より大きい
とき）、出力最大の空燃比よりずれている場合は
補正を行ない、出力最大となる空燃比に制御する
ことができる。

前述の演算処理の過程と自動車の運転の実際と
の関係において、吸気管圧力Pmが設定値P₁以下
の場合につき、第７図の特性図によつて説明す
る。第７図の特性曲線は、第６図ｂの中の上方の
特性曲線と同じものであり、燃料流量をパラメー
タとしてそれぞれF₁〜F₇に固定したときの空気
流量と機関回転速度との関係を示している。最初
のリツチステツプがR₁、次のリーンステツプが
L₁、その燃料流量における燃料消費率最良点が
M₁であり、L₁の次のリツチステツプがR₂、その
次がリーンステツプL₂となる。リーンステツプ
L₂まで制御が行なわれると、第２図のステツプ
138において、N_R-1＞N_L-1＜N_R＞N_Lの判別につ
いて、N_R1＞N_L1＜N_R2＞N_L2が成立し、ステツプ
118においてパルス幅を△ｔだけ減算するため、
燃料流量は減少しF₁からF₂のラインへ移り（F₁
＞F₂）、R₃点において運転が行われる。次にR₃点
における運転が終了すると、ステツプ117におい
て、同様に、N_L1＜N_R2＞N_L2＜N_R3が成立し、ス
テツプ118に進みパルス幅を△ｔだけ減算するの
で、F₂からF₃のラインへ移る（F₂＞F₃）。以後、
同様な修正が行なわれ、運転がF₇曲線上のL₈点
において行なわれるようになると、ステツプ138
においてはN_R5＞N_L6＜N_R7＜N_L8となるのでNO
へ分岐し、ステツプ119へ進む。従つて燃料ライ
ンはF₇以後は補正されない。

以上は吸気管圧力Pmが設定値P₁以下のとき燃
料消費率最良の空燃比へ制御する場合について説
明したが、次に吸気管圧力Pmの値が設定値P₁よ
り大きい場合において出力最大となる空燃比へ制
御する場合の手順を第８図の特性図を参照しつつ
説明する。ここで第８図の特性曲線は第６図Ｃの
中の右側の特性曲線と同じものであり、空気量は
一定値Q′aに固定されている。

第８図は、燃料供給量と機関回転速度との関係
を示す特性図であり、最大出力点に帰還制御する
手順を説明するための図面である。その際三方弁
１５はONとなり、空気のバイパス通路は第１図
ｂに示した通りである。

この場合は、バイパス空気をエアフローメータ
６をバイパスさせ、スロツトルバルブ４の上流へ
流す。電磁弁１４の閉の時はスロツトルバルブ４
を通過する空気量Ｑとエアフローメータを通過す
る空気量Q₁は等しく、インジエクタ１７はＱ（Ｑ
＝Q₁）に対応した燃料を噴射する。その場合の
パルス幅をT_Rとする。電磁弁１４が開の時にス
ロツトルバルブ４を通過する空気量は電磁弁１４
が閉の時と同じＱであり、この場合はバイパス空
気量Q₂があるためにエアフローメータ６を通過
する空気量Q₁は減少してＱ−Q₂となりインジエ
クタ１７はＱ−Q₂に対応した燃料を噴射する。
その場合のパルス時間幅をT_Lとする。

上述のようにエアフローメータ６のバイパス空
気をスロツトルバルブ４の上流部５へ流し、デイ
ザすることは燃料量をT_A（T_A＝T_R−T_L）だけパ
ルス幅を変化させることに等しくなる。

これを第８図について説明する。

第８図における燃料供給量の制御において、電
磁弁１４が閉じている状態をR₁として示してあ
る。又その時のパルス幅はT_Rで表わされる。第
５図に示すようにそのR₁の期間（つまり電磁弁
１４が閉じているリツチサイクル）で４回噴射が
行なわれる期間内のクロツクパルス数はN_R1であ
る。既に述べた通り機関の回転速度Neとの関係
については、Neが大きくなれば４回の噴射期間
は短くなるのでクロツクパルス数Ｎは小さくな
る。次に電磁弁１４を開けるとエアフローメータ
６の吸入空気量信号は減少しパルス幅はT_Lとな
る。その状態がL₁で表わされている。第５図に
おいて電磁弁１４開、つまりL₁の間のクロツク
パルス数が計測されN_L1となる。

これにより第８図に示したように燃料供給量を
（パルス幅に換算して）T_Aでデイザしたことにな
る。

次に、電磁弁１４を閉じたサイクルR₂（サイク
ルR₁と同じ）におけるクロツクパルス数はN_R2、
さらに、電磁弁１４を開けたサイクルL₂（サイク
ルL₁と同じ）におけるクロツクパレス数はN_L2と
なる。

ここで４つのサイクル、R₁、L₁、R₂、L₂が終
了し各々のクロツクパルス数が求められた。ここ
でクロツクパルス数は現在（N_L2）と過去３回分
（N_R2、N_L1、N_R1）を比較のため記憶しておかね
ばならない。ここで、クロツクパルス数の比較は
結果としては各々の回転速度を較べることになる
が、N_R1＜N_L1＞N_R2＜N_L2であれば、よりリツチ
側に回転の上昇する点があることがわかる。その
場合電磁弁１４が閉じている時のパルス幅に対し
て第５図及び第８図に示したように△ｔのパルス
幅の加算がなされる。そして補正がなされたR₃
の期間内のクロツクパルス数がN_R3となる。

ここで再び前回と同様に、現在（N_R3）と過去
３回（N_L2、N_R2、N_L1）のクロツクパルス数の比
較を行なう。この場合はN_L1＞N_R2＜N_L2＞N_R3と
なるためさらに△ｔのパルス幅加算をする。

第５図においては、L₃（噴射順番数20〜24）の
期間内に第８図中の２点鎖線の位置に制御する
が、実際このL₃はリーンサイクル、つまり電磁
弁１４が開く状態（エアフローメータ出力信号が
減少する場合）であるため太線で示したパルス時
間幅にて燃料を噴射する。

ここでクロツクパルス数の比較（現在のL₃期
間のクロツクパルス数N_L3と過去のクロツクパル
ス数N_R3、N_L2、N_R2との比較）を行なう。その結
果N_R2＜N_L2＞N_R3＜N_L3となり、さらにリツチに
する方が回転が上昇することになるので、次に
R₄にて△ｔだけパルス幅の加算を行なう。

第５図、第８図にR₄期間の状態が示されてい
る。このときはクロツクパルスの比較を行うと
N_L2＞N_R3＜N_L3＜N_R4となるので補正は行なわな
い。

以上の様な手順を経て最大出力点M_Pへ制御す
ることができる。また補正量はマイクロコンピユ
ータ１６の中のメモリーに運転条件毎に記憶され
ているため常に最適の状態で運転することができ
る。

第２図の実施例においてステツプ116における
判別をN_L-1＞N_R-1、NL＞NR、ステツプ117にお
ける判別をN_L-1＜N_R-1、N_L＜N_R、ステツプ137
における判別をN_R-1＜N_L-1、N_R＜N_L、ステツプ
138における判別をN_R-1＞N_L-1、N_R＞N_Lとそれ
ぞれ分けても同様の制御が可能である。

上述の第１の実施例では空気流量制御を共通の
電磁弁１４で行ない、空気供給路の切換えに三方
弁１５を用いたが、エアフローメータ６の上流部
７よりの空気通路１３を二又に分岐し２つの分岐
通路をそれぞれ電磁弁１４−１及び１４−２を介
してスロツトル弁の上流部５と下流部３とにそれ
ぞれ連通させ、それら２つの電磁弁１４−１及び
１４−２に空気供給路の切換え及び空気流量制御
の両機能を受け持たせるようにしても同様の制御
ができる。

また、上記の本発明の実施例においては空気供
給路の切換えや空気流量制御を電磁式の弁を用い
て行つているが、この弁は圧力制御式あるいはス
テツプモータ等の他の駆動手段を用いた構造であ
つても同様の制御を実現することができる。

更に、第１の実施例においては、バイパス空気
の出口の切り換えは、吸気管圧力Pmの値と設定
値P₁との大小関係によつているが、スロツトル
弁４の開度信号、パルス時間幅信号、その他の信
号を用いても良い。

第９図は本発明の方法をギヤブレタを用いた内
燃機関の制御に適用した他の実施例を示す概要図
である。この実施例が前述の第１の実施例と異な
る点について説明する。第９図において気化器の
ベンチユリ部２０に設けられたメインノズル２１
から燃料が供給される。この時燃料溜の浮子室２
３からメインノズル２１へ通ずる燃料導管の途中
に設けたエアブリード室２２へ空気を導入するた
めの電磁弁１９が設けられている。バイパス空気
流の通路は、キヤブレタのメインノズル２１の部
分をバイパスするようにスロツトル弁の上流部５
と下流部３とに連通している。コンピユータ１６
はバイパス空気電磁弁１４を開閉して第１の実施
例と同様にバイパス空気の流量を制御する。燃料
供給量の補正は、エアブリード空気量を制御する
ために電磁弁１９へ供給する一定周波数の付勢信
号のデユーテイ比を変化させることによつて行な
う。

本発明による空燃比制御方法は燃料消費率最良
の空燃比をもつてエンジンを運転したい場合は、
目標空燃比の近傍で計量しない供給空気量をスロ
ツトル弁の上流部から下流部にバイパスさせて流
したり、止めたりすることにより若干変化させ、
少なくとも２点の空燃比を選択し、この選択した
少なくとも２点の空燃比をもつて交互に所定の期
間ずつエンジンを運転し、それぞれの空燃比で運
転したときのエンジンの回転速度信号又はトルク
信号を検出し、前記の少なくとも２点の空燃比で
エンジンを運転したときの検出信号のうち少なく
とも３つの時点における検出信号を求めてそれら
を比較することにより、現在の空燃比が燃費率最
良の空燃比に対し濃い側にあるのかあるいは薄い
側にあるのかを判別し、最良の燃費率を与える空
燃比の方向へ燃料供給量を修正する。又、最大出
力が望まれる時は三方弁を設けて使用することに
よりバイパス空気をスロツトル弁の上流部へ流す
ことにより、前記同様の制御及び判定を行ない、
現在の空燃比が最大出力の空燃比より濃い側にあ
るのか薄い側にあるのかを判別し、最大出力を与
える空燃比の方向へ燃料供給量の修正を行なうこ
とを特徴としている。従つて、エンジンの運転に
際し、燃費を重視する場合は燃費率最良の空燃比
へ、又出力が望まれる時は最大出力の空燃比へ制
御を行なうことができるという優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の１実施例としての内燃機関
の空燃比制御方法に用いられる内燃機関空燃比制
御のために用いる装置を示す概要図である。第１
図ｂは、第１図ａの一部分を示し、電磁弁１４を
開閉してエアフローメータ６の上流部よりスロツ
トル弁４の上流部へバイパスする空気を断続する
ときの状態を示す図面である。第２図は第１図図
示の装置の計算回路における演算処理の手順を示
す演算流れ図である。第３図は第１図図示の装置
の中のマイクロコンピユータのメモリー内のマツ
プの一例を示す図面である。第４図及び第５図は
第２図の演算流れ図に示した演算処理の手順の経
過を示す波形図である。第６図は燃料供給量及び
内燃機関回転速度と空気量との関係を示す特性図
である。第７図は空気流量と内燃機関の回転速度
との関係を示す特性図である。第８図は燃料供給
量と内燃機関の回転速度との関係を示す特性図で
ある。第９図は本発明の他の実施例の内燃機関の
空燃比制御方法に用いられる内燃機関空燃比制御
装置を示す概要図である。第１０図は電磁式噴射
弁における開弁付勢用パルス幅と燃料噴射量との
関係を示す特性曲線図である。 １……内燃機関本体、２……回転角センサ、３
……スロツトル弁下流部、４……スロツトル弁、
５……スロツトル弁上流部、６……エアフローメ
ータ、７……空気導入管上流部（エアフローメー
タ６の上流部）、８……エアクリーナ、９……圧
力センサ、１０……スロツトルセンサ、１４……
バイパス空気電磁弁、１５……三方弁、１６……
マイクロコンピユータ、１７……インジエクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の空燃比制御方法において、 前記内燃機関の負荷状態が高負荷であるか否か
   を判別し、 前記内燃機関が高負荷でないときは、前記内燃
   機関の空気導入管上流部より計量しない空気を前
   記内燃機関のスロツトル弁の下流側に断続的に流
   し、そのときの前記内燃機関の出力に関連した運
   転パラメータの変化に応じて、前記内燃機関が最
   良の燃料消費率を与える空燃比で運転されるよう
   に該空燃比を変化させ、 前記内燃機関が高負荷であるときは、前記空気
   導入管上流部より計量しない空気を前記スロツト
   ル弁の上流側に断続的に流し、そのときの前記運
   転パラメータの変化に応じて、前記内燃機関が最
   大出力を与える空燃比で運転されるように該空燃
   比を変化させることを特徴とする内燃機関の空燃
   比制御方法。 ２ 前記の内燃機関の出力に関連した運転パラメ
   ータとして、内燃機関の回転速度信号及びトルク
   信号の少なくとも一方を用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の空燃比
   制御方法。