JPS638308B2

JPS638308B2 -

Info

Publication number: JPS638308B2
Application number: JP6353980A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yamakawa; Nobukatsu Ishikawa; Toshio Tanahashi; Isamu Hagino
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-05-13
Filing date: 1980-05-13
Publication date: 1988-02-22
Also published as: JPS56159550A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はエンジンの空燃比制御装置に係り、特
に気化器によつて混合気を供給されるエンジンの
空燃比制御装置に係る。

気化器方式のエンジンに於て、三元触媒コンバ
ータを有効に作動させ、且燃費の改善を図る目的
で、エンジンへ供給される混合気の空燃比を理論
空燃比付近の或るかなり狭い範囲に制御する空燃
比制御装置は従来から提案されている。

この種の空燃比制御装置の一つとして、O₂セ
ンサの如き排気センサによりエンジンより排出さ
れる排気ガスの排気成分の濃度を検出しつつ気化
器のエアブリード量をフイードバツク制御して空
燃比を制御するものが知られている。

ところで、エンジンが低負荷運転されている時
には排気ガス中のNOx濃度が小さく、エンジン
に供給される混合気の空燃比を理論空燃比より偏
倚した空燃比に修正する程度で排気ガス中の
NOx濃度を十分小さい値に維持することができ
る。

本発明は上述の如き事実に着目し、エンジンが
低負荷運転されている時にはフイードバツク制御
を中止してエンジンへ理論空燃比より大きい空燃
比の希薄混合気が供給されるようにし、燃費の向
上と排気ガスの浄化の両立を図つた改良されたフ
イードバツク制御式の空燃比制御装置を提供しよ
うとするものである。

以下に添付の図を用いて本発明を実施例につい
て詳細に説明する。添付の第１図は本発明による
空燃比制御装置の一つの実施例を示す概略構成図
である。図に於て、１はエンジンを示しており、
エンジン１は気化器２により燃料と空気との混合
気を吸気マニホールド３を経て吸入し、排気ガス
を排気マニホールド４へ排出する。

気化器２はその吸気ボア５内にラージベンチユ
リ６を有している。ラージベンチユリ６より下流
側の吸気ボア５内にはスロツトルバルブ７が設け
られており、又ラージベンチユリ６より上流側の
吸気ボア５内にはチヨークバルブ８が設けられて
いる。ラージベンチユリ６の喉部にはスモールベ
ンチユリ９が設けられており、このスモールベン
チユリの喉部にはメイン燃料ノズル１０が開口し
ている。メイン燃料ノズル１０にはフロート室１
１内に貯容されたガソリンの如き液体燃料がメイ
ン燃料ジエツト１２によりその流量を調整されつ
つメイン燃料通路１３を経て供給されるようにな
つている。メイン燃料通路１３の途中にはウエル
１４が形成されており、このウエル１４内には複
数個の小孔を有するエアブリードチユーブ１５が
設けられている。エアブリードチユーブ１５は固
定のエアブリードジエツト３８に接続されてい
る。メイン燃料ノズル１０の根元部にはエアブリ
ード導管１６が接続されており、又この導管には
該導管を流れる空気の流量を制御する比例アクチ
ユエータ１７が接続されている。比例アクチユエ
ータ１７は一つの流量制御弁であり、この装置
は、弁ポート１８を備えた円筒状のガイドチユー
ブ１９と、ガイドチユーブ１９の外周にあつてそ
の軸線方向に移動し弁ポート１８の実効開口面積
を制御するスライドスリーブ２０とを含んでい
る。スライドスリーブ２０には電磁コイル２１が
取付けられており、該スライドスリーブ２０はそ
の電磁コイルに供給される電流の増大に応じて永
久磁石２２との共働により圧縮コイルばね２３の
作用に抗して図にて右方へ移動し、弁ポート１８
の実効開口面積を増大するようになつている。電
磁コイル２１に対する通電制御は後述するコンピ
ユータ２４によつて行なわれるようになつてい
る。

又、気化器２にはスローポート２５が設けられ
ており、このスローポート２５にはメイン燃料通
路１３を通つて流れる燃料の一部が該通路の途中
より分岐して設けられたスロー燃料通路２６を経
て且その途中に設けられたスロージエツト２７ａ
及びエコノマイザジエツト２７ｂによりその流量
を調整されつつ供給されるようになつている。又
スローポート２５の部分にはアイドルアジヤスト
スクリユ２８が設けられている。又、スロー燃料
通路２６の途中には固定のエアブリードジエツト
２９が設けられている。

又スローポート２５の部分にはエアブリード導
管３０が接続されており、この導管には比例アク
チユエータ３１が接続されている。比例アクチユ
エータ３１は、比例アクチユエータ１７と同様
に、弁ポート３２を備えたガイドチユーブ３３
と、電磁コイル３５を取付けられたスライドスリ
ーブ３４と、永久磁石３６と、圧縮コイルばね３
７とを含み、前記比例アクチユエータと同様に作
動し、その作動をコンピユータ２４によつて制御
されるようになつている。比例アクチユエータ３
１はこれの弁ポート３２が全開とされたとき、ス
ローポート２５より吸気ボア５へ燃料が吐出され
ることを実質的に阻止する程度の比較的大きいエ
アブリード量によるエアブリードが行なわれるよ
うその弁ポートの大きさが設定されている。

排気マニホールド４にはO₂センサ４０が取付
けられている。O₂センサ４０は排気マニホール
ド４内を流れる排気ガス中の余剰酸素を検出し、
それに応じた電気信号を発生するようになつてい
る。このO₂センサ４０は空燃比が理論空燃比よ
り小さいとき約1.0Vの電圧信号を出力し、これ
に対し空燃比が理論空燃比より大きいとき、即ち
リーン時には約0.1V程度の電圧信号を出力し、
これら電圧信号はコンピユータ２４に入力され
る。

第２図はコンピユータ２４の一つの実施例を示
す電気回路図である。O₂センサ４０が発生する
電圧信号はボルテージフオロワ４１、可変利得増
幅器AGC４２、抵抗素子４３を経て比較器４４
の反転端子に入力される。比較器４４は可変利得
増幅器４２の出力電圧Vxとその非反転端子に入
力される定電圧発生回路４５の設定電圧Vrとを
比較して、Vx≦Vrのとき、換言すれば空燃比が
所定空燃比（理論空燃比）より大きいとき高レベ
ルの電圧信号“１”信号を出力し、Vx＞Vrのと
き低レベルの電圧信号“０”を出力する。即ち、
比較器４４は空燃比の変動に応じたパルス信号を
出力する。このパルス信号は互いに並列に接続さ
れた積分器４６と反転増幅器４７の反転端子に
各々入力される。積分器４６は演算増幅器４６ａ
と抵抗素子４６ｂとコンデンサ４６ｃとから成
り、抵抗素子４６ｂとコンデンサ４６ｃとによつ
て決まる積分定数に従つて入力電圧を積分し、そ
の積分した値に比例した電圧信号を出力する。積
分器４６の非反転端子は定電圧発生回路４６ｄに
接続されている。反転増幅器４７は演算増幅器４
７ａと抵抗素子４７ｂ，４７ｃとを有しており、
入力信号を反転増幅する。反転増幅器４７の非反
転端子は定電圧発生回路４７ｄに接続されてい
る。積分器４６と反転増幅器４７の出力信号は
各々加算器４８の非反転端子に入力される。加算
器４８は演算増幅器４８ａと抵抗素子４８ｂ，４
８ｃ，４８ｄとを有し、前記両信号を同期加算
し、スキツプを有する積分信号を出力する。加算
器４８の反転端子は定電圧発生回路４８ｅに接続
されている。この出力信号はアナログスイツチ４
９、抵抗素子５０を経て比較器５１の非反転端子
に選択的に入力される。比較器５１はその反転端
子に三角波発生回路５２が発生する三角波を抵抗
素子５３を経て与えられ、この三角波と加算器４
８よりの信号との比較を行ない、その比較結果に
基いたデユーテイレシオのパルス信号を発生す
る。三角波発生回路５２が発生する三角波は200
Hz程度の周波数のものであつて良い。

比較器５１は加算器４８より信号を与えられて
いる時には空燃比が小さい時ほど、即ち混合気が
リツチであるほど大きいデユーテイレシオのパル
ス信号を発生する。

比較器５１が発生するパルス信号は抵抗素子５
４，５５を経てトランジスタ５６，５７のベース
端子に各々入力される。トランジスタ５６はその
コレクタ端子にて前記比例アクチユエータ１７の
電磁コイル２１に接続され、エミツタ端子にてア
ースされている。トランジスタ５７はそのコレク
タ端子にて前記比例アクチユエータ３１の電磁コ
イル３５に接続され、エミツタ端子にてアースさ
れている。またトランジスタ５６，５７の各々の
ベース端子とコレクタ端子とはコンデンサ５８，
５９を介して接続されている。

比較器５１が発生するパルス信号はトランジス
タを経て比例アクチユエータの電磁コイルに入力
される。電磁コイルに与えられるパルス信号は
200Hz程度の周波数のパルス信号であるため、こ
のパルス信号は電磁コイルに平均化された直流電
流信号として作用し、そのデユーテイレシオが大
きいほどスライドスリーブを第１図で見て右方に
駆動して弁ポートの実効開口面積を増大するよう
になる。

また、前記比較器５１の非反転端子には定電圧
発生回路６０が発生する定電圧がアナログスイツ
チ６１を経て選択的に入力されるようになつてい
る。定電圧発生回路６０が発生する定電圧がアナ
ログスイツチ６１を経て比較器５１に入力されて
いる時には、比較器５１は比較的大きい所定のデ
ユーテイレシオのパルス信号を発生する。このパ
ルス信号が電磁コイル２１及び３５に与えられて
いる時には比例アクチユエータ１７及び３１はエ
ンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃
比より大きくなるよう、例えば18程度になるよう
弁ポート１８，３２の実効開口面積を調整する。

アナログスイツチ４９及び６１は各々そのゲー
ト端子に“１”信号を与えられている時には導通
状態になり、そのゲート端子に“０”信号が与え
られている時には非導通状態になる。

負圧スイツチ６２はエンジン１の吸気管負圧に
感応し、それが所定値より大きい時、例えば−
300mmHgより大きいとき“１”信号を発生し、そ
の信号をNOTゲート６３、ORゲート８７を経て
NORゲート６４に出力する。アイドリングスイ
ツチ６５は、例えばスロツトルバルブ７の開度に
感応し、スロツトルバルブがアイドリング位置も
しくはそのアイドリング位置付近にあるとき
“１”信号を発生し、その信号をNORゲート６４
及び６８に出力する。従つて、NORゲート６４
はアイドリング運転時を除く低負荷運転時のみ
“１”信号を発生する。

もう一つの負圧スイツチ６６はエンジン１の吸
気管負圧に感応し、それが所定値より小さい時、
例えば−100mmHgより小さいとき“１”信号を発
生し、それを遅延回路６７を経てもう一つの
NORゲート６８に出力する。

NORゲート６４の出力信号は遅延回路６９を
経てアナログスイツチ６１のゲート端子に入力さ
れ、またNORゲー６８に入力される。NORゲー
ト６８の出力信号はアナログスイツチ４９のゲー
ト端子に入力される。

また前記反転増幅器４７の反転端子には定電圧
発生回路６０が発生する定電圧が抵抗器７０、ア
ナログスイツチ７１、抵抗素子７２を経て選択的
に入力されるようになつている。抵抗器７０は定
電圧発生回路６０が発生する定電圧を所定量低減
する作用を行なう。この低減された電圧の信号が
反転増幅器４７の反転端子に入力され、この信号
に基いて反転増幅器４７が所定の電圧信号を出力
し、それが加算器４８及びアナログスイツチ４９
を経て比較器５２に入力されている時には、該比
較器５１はエンジン１に供給される混合気の空燃
比が燃料により決まる理論空燃比と予め定められ
た所定の希薄空燃比との中間的な空燃比、になる
よう電磁コイル２１及び３５を駆動する所定のデ
ユーテイレシオのパルス信号を発生する。燃料が
一般的なガソリンである場合には前記希薄空燃比
は18程度であつてよい。

また前記負圧スイツチ６２が発生する信号はＳ
―Ｒ型フリツプフロツプ回路７３のセツト端子Ｓ
に入力される。このフリツプフロツプ回路７３の
リセツト端子Ｒには比較器４４の出力信号が入力
され、出力端子Ｑに発生する信号はアナログスイ
ツチ７１のゲート端子に入力される。

また前記負圧スイツチ６２が発生する信号は
NOTゲート６３を経てもう一つのＳ―Ｒ型フリ
ツプフロツプ回路８８のセツト端子Ｓに入力され
る。このフリツプフロツプ回路８８の出力端子Ｑ
はORゲート８７及び抵抗素子８９を経てトラン
ジスタ９０のベース端子に接続されている。トラ
ンジスタ９０はそのコレクタ端子にて比較器４４
の出力端子に接続され、またエミツタ端子にてア
ースされている。フリツプフロツプ回路８８のリ
セツト端子Ｒは比較器９１の出力端子に接続され
ている。比較器９１はその反転端子に入力される
加算器４８の出力電圧Vyとその非反転端子に入
力される定電圧発生回路９２の設定電圧Vsとの
比較を行い、Vy≦Vsのとき高レベルの電圧信号
“１”信号を出力し、Vy＞Vsのとき低レベルの
電圧信号“０”信号を出力する。

上述の如き構成から成る空燃比制御装置は次の
如く作動する。エンジン１が中負荷運転されてい
る時には、負圧スイツチ６２、アイドリングスイ
ツチ６５、負圧スイツチ６６の各々が“０”信号
を出力しているので、アナログスイツチ６１のゲ
ート端子には“０”信号が、アナログスイツチ４
９のゲート端子には“１”信号が入力される。
又、この時にはフリツプフロツプ回路７３がリセ
ツト状態にあり、アナログスイツチ７１には
“０”信号が入力される。又、フリツプフロツプ
回路８８もリセツト状態にあり、トランジスタ９
０のベース端子には“０”信号が与えられる。こ
の時にはアナログスイツチ４９のみが導通状態に
なり、加算器４８が発生する電圧信号がアナログ
スイツチ４９を経て比較器５１に入力される。従
つてこの時にはO₂センサ４０が発生する信号に
基いて決定されたデユーテイレシオのパルス信号
によつて電磁コイル２１及び３５が駆動され、そ
れによつて弁ポート１８及び３２の実効開口面積
が制御されてエアブリード量が制御される。この
エアブリード制御によりエンジン１には理論空燃
比付近の空燃比の混合気が供給されるようにな
る。尚、この運転時に於ては排気系に設けられた
三元触媒コンバータはHC、CO、NOxの三成分
を同時に浄化する三元触媒コンバータとして作用
する。

エンジン１が低負荷運転されている時には負圧
スイツチ６２が“１”信号を発生し、アイドリン
グスイツチ６５と負圧スイツチ６６が各々“０”
信号を発生するので、アナログスイツチ４９のゲ
ート端子には“０”信号が、アナログスイツチ６
１のゲート端子には“１”信号が入力されるよう
になる。従つてこの時には比較器５１には定電圧
発生回路６０が発生する電圧が入力され、比較器
５１がそれに基いた比較的大きい所定のデユーテ
イレシオのパルス信号を発生する。これにより比
例アクチユエータ１７及び３１の電磁コイル２１
及び３５に供給される電流が実質的に増大し、そ
れに応じて弁ポート１８及び３２の実効開口面積
が増大する。この結果、エアブリード量が大きく
なり、エンジン１には理論空燃比より大きい例え
ば18程度の前記希薄空燃比を有する希薄混合気が
供給されるようになる。尚、この運転時に於ては
排気系に設けられている三元触媒コンバータは
HC、COの如き未燃焼成分の浄化を行なう酸化触
媒コンバータとして作用する。

遅延回路６９はNORゲート６４の出力信号が
アナログスイツチ６１のゲート端子に伝達される
ことを遅らせ、エンジン１が所定時間以上連続し
て低負荷運転された時のみアナログスイツチ６１
が導通状態になるよう作用する。

エンジン１が低負荷運転されている時には負圧
スイツチ６２は“１”信号を出力し続けるのでフ
リツプフロツプ回路７３はセツトされることなく
“０”信号を出力し続け、これによりアナログス
イツチ７１は非導通状態を維持する。

エンジン１が低負荷運転より中負荷運転へ移行
すると、負圧スイツチ６２の出力信号が第３図に
示されている時系列的信号波形図の如く“１”信
号より“０”信号に変化する。この為、アナログ
スイツチ６１が非導通状態になり、アナログスイ
ツチ４９が導通状態になると同時にフリツプフロ
ツプ回路７３がセツト状態になり、アナログスイ
ツチ７１に“１”信号を出力するようになる。こ
の為、定電圧発生回路６０が発生する定電圧が抵
抗器７０によつてその電圧を減圧調整され、アナ
ログスイツチ７１を経て反転増幅器４７の反転端
子に入力される。この結果、比較器５１はエンジ
ン１に供給される混合気の空燃比が前記中間的空
燃比になるよう電磁コイル２１及び３５を駆動す
る所定のデユーテイレシオのパルス信号を発生す
るようになり、電磁コイル２１及び３５がこのパ
ルス信号により駆動されることによりエンジン１
に供給される混合気の空燃比は比較的急速に前記
中間的定燃比になる。この時にはまだその空燃比
が理論空燃比より大きいため比較器４４が“１”
信号を出力し、それが積分器４６に入力されるこ
とにより比較器５１に与えられる電圧信号は徐々
に減少し、これに基き比較器５１が発生するパル
ス信号のデユーテイレシオが徐々に小さくなり、
それが電磁コイル２１及び３５に与えられること
によりエンジン１に供給される混合気の空燃比が
積分器４６の積分定数に従つて徐々に理論空燃比
に近付くようになる。このように空燃比が希薄空
燃比より徐々に理論空燃比に修正されることによ
り過渡運転時の運転性が良好に維持される。そし
て、エンジン１に供給された混合気の空燃比が理
論空燃比より小さくなると、フリツプフロツプ回
路７３のリセツト端子ＲにO₂センサ４０が“１”
信号を発生するようになり、これにより“０”信
号が与えられるようになり、フリツプフロツプ回
路７３は再びリセツト状態になり、アナログスイ
ツチ７１は非導通状態になる。これより以降は上
述した如くO₂センサが発生する信号に基き空燃
比がフイードバツク制御され、エンジン１に供給
される混合気の空燃比がほぼ理論空燃比に維持さ
れる。

また、エンジン１が中負荷運転より低負荷運転
へ移行すると、負圧スイツチ６２の出力信号が第
３図に示されている時系列的信号波形図の如く、
“０”信号より“１”信号に変化する。またこの
時にはフリツプフロツプ回路８８のセツト端子Ｓ
に入力される信号が“１”信号より“０”信号に
変化するためフリツプフロツプ回路８８が“１”
信号を出力する。この出力信号がORゲート８７
を経てNORゲート６４へ出力されるからアナロ
グスイツチ６１は非導通状態を、またアナログス
イツチ４９は導通状態を維持する。またフリツプ
フロツプ回路８８の出力信号はトランジスタ９０
のベース端子に入力され、このためトランジスタ
９０のコレクタ端子とエミツタ端子とが導通状態
になり、比較器４４の出力端子がアースされるよ
うになる。このため比較器４４の出力信号は
“０”信号になり、積分器４６はそれ自身の時定
数に従つて徐々に増大する電圧信号を発生する。
この結果、比較器５１が発生するパルス信号のデ
ユーテイレシオが徐々に増大し、それに従つて比
例アクチユエータ１７及び３１の弁ポート１８及
び３２の実効開口面積が徐徐に増大し、またこれ
に従つてエンジン１に供給される混合気の空燃比
が徐々に増大する。空燃比が前記希薄空燃比と理
論空燃比との間の中間値を示す前記中間空燃比に
なると、加算器４８が発生する信号の電圧Vyが
定電圧発生回路９２の設定電圧Vsより大きくな
り、このため比較器９１の出力信号は“１”信号
から“０”信号に変化する。このためフリツプフ
ロツプ回路８８はリセツトされ、トランジスタ９
０のベース端子には“０”信号が与えられるよう
になる。またこの時にはNORゲート６４の出力
信号が“１”信号になり、アナログスイツチ６１
が導通状態に、またアナログスイツチ４９が非導
通状態になる。この結果、比較器５１には定電圧
発生回路６０が発生する電圧信号が与えられ、比
較器５１がその電圧信号に従つて所定のデユーテ
イレシオのパルス信号を発生することにより、比
例アクチユエータ１７，３１の弁ポート１８，３
２の実効開口面積が比較的急激に増大し、エンジ
ン１には例えば18程度の前記希薄空燃比を有する
希薄混合気が供給されるようになる。

このように中負荷運転より低負荷運転に移行す
る時にはその際の空燃比の変動幅のほぼ半分に相
当する部分だけ空燃比が徐々に増大するので空燃
比の急激な変化による運転性の悪化が回避され
る。

エンジン１がアイドリング運転されている時に
は負圧スイツチ６２が“１”信号を発生するが、
アイドリングスイツチ６５も“１”信号を発生す
るのでNORゲート６４及び６８は共に“０”信
号を出力するようになる。この時には電磁コイル
２１及び３５に電流が与えられないから、弁ポー
ト１８及び３２は全閉になり、気化器２はアイド
リング運転に必要な比較的濃い混合気をエンジン
１に供給するようになる。

また、エンジン１が高負荷運転されると、負圧
スイツチ６２とアイドリングスイツチ６５が
“０”信号を発生し、負圧スイツチ６６が“１”
信号を発生するので、この時もNORゲート６４
と６８は共に“０”信号を発生する。従つてこの
時にも電磁コイル２１及び３５に電流が与えられ
ないから、弁ポート１８及び３２は全閉になり、
気化器２は高負荷運転時に必要な比較的濃い混合
気をエンジン１に供給するようになる。尚、遅延
回路６７の作用により、高負荷運転時に上述の如
く比較的濃い混合気が供給されるのは低負荷運転
より高負荷運転へ移行されてから所定の時間が経
過した後である。

第４図は本発明による空燃比制御装置の他の一
つの実施例を示している。尚、第４図に於て第２
図に対応する部分は第２図に付した符号と同一の
符号により示されている。かかる実施例に於て
は、比較器５１の非反転端子に経時的平均空燃比
算出装置７４が発生する信号が非反転増幅器７５
及びアナログスイツチ６１を経て選択的に入力さ
れるようになつている。また非反転増幅器７５の
出力信号は抵抗器７０、アナログスイツチ７１、
抵抗素子７２を経て反転増幅器４７の反転端子に
選択的に入力される。比較器９１の非反転端子に
は前記非反転増幅器７５の出力信号が抵抗器９３
を経て入力されるようになつている。

経時的平均空燃比算出装置７４はアツプダウン
カウンタとラダーネツトワーク回路とを含んでお
り、そのアツプダウンカウンタはイネーブル端子
ｂに“１”信号を与えられている時のみカウント
端子ａにNOTゲート９４を経て入力される比較
器４４の出力信号のカウントを行なうようになつ
ている。アツプダウンカウンタは、カウント端子
ａに入力される信号が“１”の時、即ち比較器４
４の出力信号が“０”の時アツプカウントにな
り、カウント端子ａに入力される信号が“０”の
時、即ち比較器４４の出力信号が“１”の時ダウ
ンカウントになる。ラダーネツトワーク回路はア
ツプダウンカウンタのデイジタル信号をアナログ
信号、即ち電圧に変換する作用を行ない、出力端
子ｃに空燃比の経時的平均値を表わす電圧信号を
発生し、それを非反転増幅器６１の非反転端子に
出力するようになつている。

非反転増幅器７５は演算増幅器７５ａと抵抗素
子７５ｂ，７５ｃとを有しており、入力電圧を所
定倍した値の出力信号を発生する。非反転増幅器
７５の出力信号はアナログスイツチ６１を経て比
較器５１の非反転端子に選択的に入力される。

非反転増幅器７５が発生する出力信号がアナロ
グスイツチ６１を経て比較器５１に入力されてい
る時には、比較器５１は経時的平均空燃比に基い
た比較的大きいデユーテイレシオのパルス信号を
発生する。このパルス信号が電磁コイル２１及び
３５に与えられている時には比例アクチユエータ
１７及び３１はエンジン１に供給される混合気の
空燃比が理論空燃比より大きい所定の希薄空燃比
になるよう、例えば18程度になるよう弁ポート１
８，３２の実効開口面積を調整する。

第５図は経時的平均空燃比算出装置の一つの実
施例を示す電気回路図である。経時的平均空燃比
算出装置７４はアツプダウンカウンタ７６と、ラ
ダーネツトワーク回路７７と、無安定マルチバイ
ブレータ７８と、複数個の論理ゲートとを含んで
いる。アツプダウンカウンタ７６は二進アツプダ
ウンカウンタとされており、クロツク入力端CL
はANDゲート７９の出力端に接続され、また出
力端Q₁〜Q₅はＲ―2Rラダーネツトワーク回路７
７にそれぞれ下位桁から順に接続されている。

５入力ANDゲート８０の各入力端はアツプダ
ウンカウンタ７６の各出力端にそれぞれ接続され
ている。５入力ORゲート８１の各入力端はアツ
プダウンカウンタ７６の各出力端にそれぞれ接続
されている。NANDゲート８２の一方の入力端
はカウント端子ａに、他方の入力端はANDゲー
ト８０の出力端に各々接続されている。NAND
ゲート８２の出力端はANDゲート８３の一方の
入力端に接続されている。ORゲート８１の一方
の入力端はカウント端子ａに、他方の入力端は
ORゲート８１の出力端に各々接続されている。
ANDゲート８３及びORゲート８４の各々の出力
端はANDゲート７９の入力端に接続されている。
またANDゲート７９の一つの入力端はイネーブ
ル端子ｂに接続されている。ANDゲート８３の
他方の入力端は無安定マルチバイブレータ７８に
接続されている。無安定マルチバイブレータ７８
はコンデンサ８５と抵抗素子８６の時定数により
発信周波数が決定されている。

アツプダウンカウンタ７６はカウント端子ａに
“１”信号を入力されているときアツプカウント
になり、カウント端子ａに“０”信号を与えられ
ているときダウンカウントになる。５入力AND
ゲート８０はアツプダウンカウンタ７６のオーバ
フローを防止するためのものであり、アツプダウ
ンカウンタ７６の出力が全て“１”のときAND
ゲート８０の出力は“１”になる。Ｕ／Ｄ入力が
“１”の時はNANDゲート８２の出力は“０”に
なるので、ANDゲート７９の出力は“０”にな
り、無安定マルチバイブレータ７８が発生するク
ロツク信号がアツプダウンカウンタ７６のCL端
子に入力されることが禁止される。５入力ORゲ
ート８１はアツプダウンカウンタ７６の出力が全
て“０”になつた後、更にダウンカウントしよう
とした場合にそれを防止するためのものである。
アツプダウンカウンタ７６の出力が全て“０”に
なると、５入力ORゲート８１の出力は“０”に
なる。Ｕ／Ｄ入力が“０”であると、ORゲート
８４の出力は“０”となるので、無安定マルチバ
イブレータ７８よりANDゲート８３を経てAND
ゲート７９に入力されるクロツク信号はこの
ANDゲートにてアツプダウンカウンタ７６のCL
端子への伝達を阻止される。つまり、Ｕ／Ｄ入力
が“１”の時で、且アツプダウンカウンタ７６の
出力が全て“１”の時と、Ｕ／Ｄ入力が“０”の
時で且アツプダウンカウンタ７６の出力が全て
“０”の時にはクロツク入力端CLにクロツク信号
が入らないようにしている。またイネーブル端子
ｂに“０”信号が入力されている時にもクロツク
入力端CLにクロツク信号が入らない。

空燃比が理論空燃比より小さく、比較器４４の
出力が“０”の時にはアツプダウンカウンタ７６
はＵ／Ｄ端子に“１”を入力されるから無安定マ
ルチバイブレータ７８からの一クロツク毎に一個
づつアツプカウントし、また空燃比が理論空燃比
より大きくなつて比較器４４の出力が“１”にな
つた時にはアツプダウンカウンタ７６はＵ／Ｄ端
子に“０”を入力されるから無安定マルチバイブ
レータ７８が発生するクロツク信号の一クロツク
毎に一個づつダウンカウントを行なう。ラダーネ
ツトワーク回路７７はアツプダウンカウンタ７６
の二進出力値をアナログ電圧に変換する公知の
Ｄ／Ａ変換器である。

エンジン１が中負荷運転されている時には経時
的平均空燃比算出装置７４のイナーブル端子ｂに
“１”信号が入力されるので、該装置は比較器４
４の出力信号を受入れ、経時的平均空燃比の算出
を行なう。

エンジン１が低負荷運転されている時には非反
転増幅器７５が発生する電圧が比較器５１に入力
され、該比較器はそれに基いた比較的大きいデユ
ーテイレシオのパルス信号を発生する。これによ
り比例アクチユエータ１７及び３１の電磁コイル
２１及び３５に供給される電流が実質的に増大
し、それに応じて弁ポート１８及び３２の実効開
口面積が増大する。

非反転増幅器７５は入力電圧、即ち経時的平均
空燃比を表わす電圧信号を所定倍した値の出力信
号を発生し、それを比較器５１の非反転端子に入
力するから、この時のエアブリード量の修正はフ
イードバツク制御に於ける空燃比の平均値、換言
すれば気化器２の平均的ベース空燃比に基いて行
なわれる。従つて、気化器２のベース空燃比が大
気圧、気温等の変化や経時的特性変化により変動
してもエンジン１には理論空燃比より大きい所定
の空燃比を有する希薄混合気が供給されるように
なる。このように低負荷運転時には常に一定の空
燃比を有する希薄混合気が供給されることによ
り、その空燃比を可燃限界空燃比に近づけること
が可能になり、燃費の大幅な改善を行なうことが
できる。

エンジン１が低負荷運転より中負荷運転へ移行
すると、上述した実施例と同様、アナログスイツ
チ６１が非導通状態になり、アナログスイツチ４
９と７１が導通状態になる。このため非反転増幅
器７５が発生する電圧信号が抵抗器７０によつて
減圧調整され、アナログスイツチ７１を経て反転
増幅器７４の反転端子に入力される。この結果、
比較器５１はエンジン１に供給される混合気の空
燃比が経時的平均空燃比と18程度の空燃比との間
の中間的な空燃比になるよう電磁コイル２１及び
３５を駆動する所定のデユーテイレシオのパルス
信号を発生するようになり、電磁コイル２１及び
３５がこのパルス信号によつて駆動されることに
よりエンジン１に供給される混合気の空燃比は比
較的急速に経時的平均空燃比と例えば18程度の希
薄空燃比との間の中間的な空燃比に修正される。
この時にはまだその空燃比が理論空燃比より大き
いため、比較器４４が“１”信号を出力し、それ
が積分器４６に入力されることにより比較器５１
に与えられる電圧信号は徐々に減少し、これに基
き比較器５１が発生するパルス信号のデユーテイ
レシオが徐々に小さくなり、それが電磁コイル２
１及び３５に与えられることによりエンジン１に
供給される混合気の空燃比が積分器４６の積分定
数に従つて徐々に前記経時的平均空燃比に近づく
ようになる。

また、エンジン１が中負荷運転より低負荷運転
へ移行すると、上述した実施例と同様、フリツプ
フロツプ回路８８が“１”信号を発生することに
よりアナログスイツチ６１が非導通状態に、また
アナログスイツチ４９が導通状態に維持される。
また、フリツプフロツプ回路８８の出力信号がト
ランジスタのベース端子に入力されることにより
そのトランジスタのコレクタ端子とリミツタ端子
との間が導通状態になり、比較器４４の出力端子
がアースされるようになる。このため比較器４４
の出力信号は“０”信号になり、積分器４６はそ
れ自身の時定数に従つて徐々に増大する電圧を発
生する。この結果、比例アクチユエータ１７及び
３１の弁ポート１８及び３２の実効開口面積が
徐々に増大し、またこれに従つてエンジン１に供
給される混合気の空燃比が徐々に増大する。空燃
比が例えば18程度の希薄空燃比と経時的平均空燃
比との間の中間の値になると、加算器４８が発生
する信号の電圧がこれの非反転端子に入力されて
いる電圧より大きくなり、このため比較器９１の
出力信号は“１”信号から“０”信号になる。こ
の場合、比較器９１の非反転端子には非反転増幅
器７５が発生した電圧信号が抵抗器９３にて所定
量分圧された電圧信号が入力されるので、上述の
如く空燃比が前記希薄空燃比と経時的平均空燃比
との間の中間の値になると比較器９１の出力信号
は“１”信号から“０”信号に変化する。このた
めフリツプフロツプ回路８８はリセツトされ、ト
ランジスタ９０のベース端子には上述した実施例
と同様に“０”信号が与えられるようになり、ア
ナログスイツチ６１が導通状態に、またアナログ
スイツチ４９が非導通状態になる。この結果、比
較器５１には非反転増幅器７５が発生する電圧信
号が与えられ、比較器５１がその電圧信号に従つ
て所定のデユーテイレシオのパルス信号を発生す
ることにより、比例アクチユエータ１７，３１の
弁ポート１８，３２の実効開口面積が比較的急激
に増大し、エンジン１には例えば18程度の前記希
薄空燃比を有する混合気が供給されるようにな
る。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について
詳細に説明したが、本発明はこれらに限られるも
のではなく本発明の範囲内にて種々の実施例が可
能であることは当業者にとつて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空燃比制御装置の一つの
実施例を示す概略縦断面図、第２図は本発明によ
る空燃比制御装置の電気回路の一つの実施例を示
す電気回路図、第３図は時系列的波形図、第４図
は本発明による空燃比制御装置の電気回路の他の
一つの実施例を示す電気回路図、第５図は経時的
平均空燃比算出装置の一つの実施例を示す電気回
路図である。１…エンジン、２…気化器、３…吸気マニホー
ルド、４…排気マニホールド、５…吸気ボア、６
…ラージベンチユリ、７…スロツトルバルブ、８
…チヨークバルブ、９…スモールベンチユリ、１
０…メイン燃料ノズル、１１…フロート室、１２
…メイン燃料ジエツト、１３…メイン燃料通路、
１４…ウエル、１５…エアブリードチユーブ、１
６…エアブリード導管、１７…比例アクチユエー
タ、１８…弁ポート、１９…ガイドチユーブ、２
０…スライドスリーブ、２１…電磁コイル、２２
…永久磁石、２３…圧縮コイルばね、２４…コン
ピユータ、２５…スローポート、２６…スロー燃
料通路、２７ａ…スロージエツト、２７ｂ…エコ
ノマイザジエツト、２８…アイドルアジヤストス
クリユ、２９…エアブリードジエツト、３０…エ
アブリード導管、３１…比例アクチユエータ、３
２…弁ポート、３３…ガイドチユーブ、３４…ス
ライドスリーブ、３５…電磁コイル、３６…永久
磁石、３７…圧縮コイルばね、３８…エアブリー
ドジエツト、４０…O₂センサ、４１…ボルテー
ジフオロワ、４２…可変利得増幅器、４３…抵抗
素子、４４…比較器、４５…定電圧発生回路、４
６…積分器、４７…反転増幅器、４８…加算器、
４９…アナログスイツチ、５０…抵抗素子、５１
…比較器、５２…三角波発生回路、５３…抵抗素
子、５４，５５…抵抗素子、５６，５７…トラン
ジスタ、５８，５９…コンデンサ、６０…定電圧
発生回路、６１…アナログスイツチ、６２…負圧
スイツチ、６３…NOTゲート、６４…NORゲー
ト、６５…アイドリングスイツチ、６６…負圧ス
イツチ、６７…遅延回路、６８…NORゲート、
６９…遅延回路、７０…抵抗器、７１…アナログ
スイツチ、７２…抵抗素子、７３…フリツプフロ
ツプ回路、７４…経時的平均空燃比算出装置、７
５…非反転増幅器、７６…アツプダウンカウン
タ、７７…ラダーネツトワーク回路、７８…無安
定マルチバイブレータ、７９…ANDゲート、８
０…５入力ANDゲート、８１…５入力ORゲー
ト、８２…NANDゲート、８３…ANDゲート、
８４…ORゲート、８５…コンデンサ、８６…抵
抗素子、８７…ORゲート、８８…フリツプフロ
ツプ回路、８９…抵抗素子、９０…トランジス
タ、９１…比較器、９２…定電圧発生回路、９３
…抵抗器。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンより排出される排気ガスの排気成分
の濃度を検出する排気センサと、前記排気センサ
が発生する信号に基きエンジンに供給された混合
気の空燃比を表す信号を発生する演算装置と、前
記演算装置が発生する信号に基き駆動され空燃比
が理論空燃比付近の空燃比になるよう気化器のエ
アブリード量をフイードバツク制御するエアブリ
ード制御装置と、アイドリング運転時を除く低負
荷運転時には前記演算装置からの信号に基くフイ
ードバツク制御を取止めて空燃比が理論空燃比よ
り実質的に大きい空燃比になるよう前記エアブリ
ード制御装置によるエアブリード量を増加せしめ
る低負荷運転時エアブリード修正装置と、前記演
算装置からの信号に基き空燃比をフイードバツク
制御されている運転域より前記低負荷運転時エア
ブリード修正装置により空燃比を制御される運転
域へ移行する時にこの際の空燃比変動幅の実質的
に半分に相当する分だけ空燃比を徐々に増大せし
め次いで空燃比を前記低負荷運転時エアブリード
修正装置により決定される空燃比に急速に増大せ
しめるよう前記エアブリード制御装置によるエア
ブリード量を増大せしめる過度運転時エアブリー
ド修正装置とを有していることを特徴とするエン
ジンの空燃比制御装置。２エンジンより排出される排気ガスの排気成分
の濃度を検出する排気センサと、前記排気センサ
が発生する信号に基きエンジンに供給された混合
気の空燃比を表す信号を発生する演算装置と、前
記演算装置が発生する信号に基き駆動され空燃比
が理論空燃比付近の空燃比になるよう気化器のエ
アブリード量をフイードバツク制御するエアブリ
ード制御装置と、前記エアブリード制御装置によ
り空燃比がフイードバツク制御されているとき前
記排気センサが発生する信号に基き空燃比の経時
的平均値を算出し記憶する経時的平均空燃比算出
装置と、アイドリング運転時を除く低負荷運転時
には前記演算装置からの信号に基くフイードバツ
ク制御を取止めて前記経時的平均空燃比算出装置
より算出された経時的空燃比に基き前記エアブリ
ード制御装置によるエアブリード量を増加せしめ
空燃比を理論空燃比より実施的に大きい所定の空
燃比に修正する低負荷運転時エアブリード修正装
置と、前記演算装置からの信号に基き空燃比をフ
イードバツク制御されている運転域より前記低負
荷運転時エアブリード修正装置により空燃比を制
御される運転域へ移行する時にこの際の空燃比変
動幅の実質的に半分に相当する分だけ空燃比を
徐々に増大せしめ次いで空燃比を前記低負荷運転
時エアブリード修正装置により決定される空燃比
に急速に増大せしめるよう前記エアブリード制御
装置によるエアブリード量を増大せしめる過度運
転時エアブリード修正装置とを有していることを
特徴とするエンジンの空燃比制御装置。