(57)【要約】【課題】ベンチュリ式燃料供給装置において、エアコン及び電気負荷等の外部負荷に依らず安定した空燃比を保持し、且つアイドル時に安定したエンジン回転を提供する。【解決手段】外部負荷変動を検出し、エアブリード開度を切り替える。エアブリードの開度が空燃比のリッチからリーン移行及びリーンからリッチ移行のそれぞれに応じたエアブリード開度の変化の移行処理を設定する。【選択図】　図１
2004052638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブの上流に位置するベンチュリ室と該ベンチュリ室内に燃料と空気の混合ガスを供給するための通路とを少なくとも有するベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法であって、
該通路はさらに大気を取り込むための可変エアブリードバルブを備えており、エンジンの外部負荷の作動状況が変動したときに、該変動に応じて前記エアブリードバルブの開度を調整し、前記通路からベンチュリ室に流入する混合ガスの燃料と空気の混合比を制御することを特徴とするベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法。
【請求項２】
外部負荷の作動状況の変動に応じてエアブリードバルブの開度を調整するための２つ以上の制御量を備えており、エアブリードバルブの開度の調整は該２つ以上の制御量の切り替えにより行うことを特徴とする請求項１記載の空燃比制御方法。
【請求項３】
該エアブリードバルブの開度調整のための移行処理をさらに備えており、開度調整は段階的に進行すると共に、外部負荷無しから有りへの切り替え時のエアブリードバルブの移行量及び移行時間と、外部負荷有りから無しへの切り替え時の移行量及び移行時間とは異なって設定されていることを特徴とする請求項２記載の空燃比制御方法。
【請求項４】
ベンチュリ式燃料供給装置はスロットルバルブの前後をバイパスするバイパス通路と該バイパス通路に備えた絞り弁とをさらに備えており、外部負荷の作動状況の変動により前記絞り弁の開度量を調整し、該絞り弁の開度調整量に応じて前記エアブリードバルブの開度を調整することを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の空燃比制御方法。
【請求項５】
外部負荷の作動状況の変動は当該エンジンを搭載した車両のエアコンスイッチのＯＮ／ＯＦＦによりもたらされることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の空燃比制御方法。
【請求項６】
外部負荷の作動状況の変動は当該エンジンを搭載した車両の電気負荷の変動によりもたらされることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の空燃比制御方法。
【請求項７】
エンジンのスロットルバルブの上流に位置するベンチュリ室と、
該ベンチュリ室内に燃料と空気の混合ガスを供給するための通路と、
該通路に備えられた大気を取り込むための可変エアブリードバルブと、
エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段と、
エンジンの外部負荷の作動状況が変動したときに、前記エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段から前記エアブリードバルブの開度を調整するための制御量を得る手段と、
前記通路からベンチュリ室に流入する混合ガスの燃料と空気の混合比を制御するために前記制御量に応じて可変エアブリードバルブの開度を調整する手段
とを少なくとも備えることを特徴とするベンチュリ式燃料制御装置。
【請求項８】
前記エアブリードバルブの開度を調整するための制御量を得る手段は、エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段からの情報に応じて２つ以上の制御量を得るようにされており、かつ、前記可変エアブリードバルブの開度を調整する手段は前記２つ以上の制御量の切り替えにより行うことを特徴とする請求項７記載のベンチュリ式燃料制御装置。
【請求項９】
前記スロットルバルブの前後をバイパスするバイパス通路と該バイパス通路に備えた絞り弁と、外部負荷の作動状況の変動により前記絞り弁の開度量を調整する手段とをさらに備えており、可変エアブリードバルブの開度を調整する手段は、前記絞り弁の開度調整量に応じて前記エアブリードバルブの開度を調整することを特徴とする請求項７または８記載のベンチュリ式燃料制御装置。
【請求項１０】
エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段は、当該エンジンを搭載した車両のエアコンのＯＮ／ＯＦＦスイッチの作動状況を得る手段であることを特徴とする請求項７ないし９いずれか記載の空燃比制御装置。
【請求項１１】
エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段は、当該エンジンを搭載した車両の電気負荷の作動状況を得る手段であることを特徴とする請求項７ないし９いずれか記載の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法及びその方法を備えた燃料制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法及びその方法を備えた燃料制御装置は知られている。例えば、特開２０００−１８１００号公報には、スロットルバルブの上流に位置するベンチュリ室と該ベンチュリ室内に燃料を供給するための通路とを有するベンチュリ式燃料供給装置を備えた気体燃料エンジンが記載されており、気体燃料としてＣＮＧ（圧縮天然ガス）を用いている。この燃料供給装置では、燃料を供給する通路のベンチュリ室に近傍側に３ポート電磁弁を設けるとともに、この３ポート電磁弁とエンジンのスロットルバルブよりも下流側の吸気系とを連絡するバイパス通路を設けると共に、３ポート電磁弁を切り替え制御して始動時にバイパス通路側へ気体燃料を導く制御手段を設けることにより、始動性、特に低温時の始動性を向上しようとしている。さらに、エンジンのスロットルバルブよりも下流側の吸気系にサブインジェクタを配設し、加速時にはサブインジェクタを動作させて気体燃料の供給量を補正制御することにより、エンジンの運転状態を良好に維持できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来のこの種のベンチュリ式燃料供給装置では、始動時あるいは加速時での気体燃料の流量のみに着目して、始動時や加速時でのエンジンの運転状況の改善を行うようにしている。実際にエンジンを搭載した車両では、アイドル時及び非アイドル時を問わず、車両のエアコンスイッチやライトなどの電気スイッチ等のＯＮ／ＯＦＦにより、エンジンに対する外部負荷が変化する。例えばアイドル時に、エアコンスイッチがＯＮとなり外部負荷が印加されたとき、その負荷に応じたエンジン回転数を維持するために、要求アイドル空気流量（混合気流量）は高くなる。しかし、上記したベンチュリ式燃料供給装置を備えた気体燃料エンジンではこの点での配慮はなく、失火を起こす恐れがある。
【０００４】
スロットルバルブの前後をバイパスするバイパス通路を設け、さらに、該バイパス通路の流路面積を制御するための絞り弁（ＩＳＣバルブ）を備えるようにし、外部負荷の変動に対応して該絞り弁の開度を適宜の制御手段により調整することにより、要求アイドル空気流量（混合気流量）を高くあるいは低く調整することができる。しかし、ＩＳＣバルブを開いて空気量を増加させると、アイドル空気量増加にともなってベンチュリ室の圧力が、下流の吸気管圧力に引かれる形で低下する。ベンチュリ室の圧力が低下すると、燃料通路からの気体燃料の流入量が増加し、空燃比がリッチとなり、その度合いによってはリッチ失火を起こすこととなる。また、排ガスのエミッション悪化も起こる。このような事態は、アイドル時のみでなく非アイドル時であっても同様に起こり得る。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、外部負荷の変動時にその負荷に応じたエンジン回転数を維持するための混合気を空燃比を大きく変化させることなく供給できるようにし、それにより、空燃比変動によるエンジン回転数の変化を抑制して、失火を防止し、かつ、排ガスのエミッション悪化も抑制できるようにしたベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法及びその方法を備えた燃料制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明のさらに他の目的は、上記空燃比変動抑制のために移行処理を設定することにより、運転者に対してトルク変動感を抑制することにある。さらに他の目的は、空燃比がリッチからリーン変化方向とリーンからリッチ変化方向おのおのに移行処理時間を設定することにより、空燃比変動とトルク変動感の両立をはかることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明によるベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法は、スロットルバルブの上流に位置するベンチュリ室と該ベンチュリ室内に燃料と空気の混合ガスを供給するための通路とを少なくとも有するベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法であって、基本的に、該通路はさらに大気を取り込むための可変エアブリードバルブを備えており、エンジンの外部負荷の作動状況が変動したときに、該変動に応じて前記エアブリードバルブの開度を調整し、前記通路からベンチュリ室に流入する混合ガスの燃料と空気の混合比を制御することを特徴とする。
【０００８】
上記の方法によれば、外部負荷（例えば、エアコン負荷、電気負荷等）が変動したときに、エンジンの目標回転数の設定がそれに応じて変化してベンチュリ室内の負圧が変化するが、外部負荷変動に応じてエアブリードバルブの開度が制御されるので、燃料通路からベンチュリ室に流入する混合ガスの燃料と空気の混合比の変動幅を抑制することができる。それにより、外部負荷が増大する場合にも、減少する場合にも、吸気管での従前の空燃比を負荷変動後も許容できる変動幅内に抑制することができ、空燃比変動によるエンジン回転数の変化を抑制して失火を防止し、かつ排ガスのエミッション悪化も抑制することができる。
【０００９】
好ましくは、外部負荷の作動状況の変動に応じてエアブリードバルブの開度を調整するための２つ以上の制御量を備えるようにし、エアブリードバルブの開度の調整は該２つ以上の制御量の切り替えにより行うようにする。このような制御量のためのテーブルを用意することにより、エアブリードバルブの開度調整の制御方法を簡易化することができる。
【００１０】
好ましい態様において、エアブリードバルブの開度調整のための移行処理をさらに備えており、開度調整は段階的に進行すると共に、外部負荷無しから有りへの切り替え時のエアブリードバルブの移行量及び移行時間と、外部負荷有りから無しへの切り替え時の移行量及び移行時間とは異なって設定される。
【００１１】
この態様により、運転者に対してトルク変動感を抑制することができる。また、一般に、気体燃料のエンジンは、リーン側の失火限界がリッチ側のそれに対して高い。そのために、一例として、外部負荷無しから有りへの切り替え時のエアブリードバルブの移行量及び移行時間を外部負荷有りから無しへの切り替え時の移行量及び移行時間よりも短く設定することにより、空燃比変動とトルク変動感の両立をはかることができる。
【００１２】
本発明のさらに他の態様において、スロットルバルブの前後をバイパスするバイパス通路と該バイパス通路に備えた絞り弁（ＩＳＣバルブ）とをさらに備えるようにし、外部負荷の作動状況の変動により前記絞り弁の開度量を調整し、該絞り弁の開度調整量に応じてエアブリードバルブの開度を調整するようにする。
【００１３】
この方法では、外部負荷の変動に対応して絞り弁（ＩＳＣバルブ）の開度を適宜の制御手段により調整し、要求アイドル空気流量（混合気流量）を高くあるいは低く調整するとともに、それに伴うベンチュリ室内の圧力変動に応じてエアブリードバルブの開度を調整する。それにより、要求アイドル空気流量（混合気流量）に応じて、燃料通路からベンチュリ室に流入する混合ガスの燃料と空気の混合比の変動幅を抑制することができ、空燃比変動によるエンジン回転数の変化を確実に抑制可能となる。
【００１４】
本発明は、また、上記した空燃比制御方法を備えた燃料制御装置をも開示している。該燃料制御装置は、基本的に、エンジンのスロットルバルブの上流に位置するベンチュリ室と、該ベンチュリ室内に燃料と空気の混合ガスを供給するための通路と、該通路に備えられた大気を取り込むための可変エアブリードバルブと、エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段と、エンジンの外部負荷の作動状況が変動したときに、前記エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段から前記エアブリードバルブの開度を調整するための制御量を得る手段と、前記通路からベンチュリ室に流入する混合ガスの燃料と空気の混合比を制御するために前記制御量に応じて可変エアブリードバルブの開度を調整する手段、とを少なくとも備える。
【００１５】
好ましくは、前記エアブリードバルブの開度を調整するための制御量を得る手段は、エンジンの外部負荷の作動状況を得る手段からの情報に応じて２つ以上の制御量を得るようにされており、かつ、前記可変エアブリードバルブの開度を調整する手段は前記２つ以上の制御量の切り替えにより行われる。
【００１６】
他の態様において、前記スロットルバルブの前後をバイパスするバイパス通路と該バイパス通路に備えた絞り弁（ＩＳＣバルブ）と、外部負荷の作動状況の変動により前記絞り弁の開度量を調整する手段とをさらに備えており、可変エアブリードバルブの開度を調整する手段は、前記絞り弁の開度調整量に応じて前記エアブリードバルブの開度を調整するようにされている。
【００１７】
本発明による上記燃料制御装置の作動等は、上記したベンチュリ式燃料供給装置を備えたエンジンの空燃比制御方法におけると同様である。また、本発明による方法と装置は、エンジンが燃料をＣＮＧのような気体燃料を主燃料とするものである場合に好適に機能するが、ガソリンエンジンにも適用可能であり、また、ガスとガソリンの双方を切り替えて燃料として用いるエンジンにも適用可能である。さらに、エアコン負荷や電気負荷等の外部負荷変動に対応してエアブリードバルブの開度を制御する運転態様は、エンジンがアイドル状態のときに特に効果的に機能するが、非アイドル時においても実質的に同様な作用効果を果たしうることは当然である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、添付図面を参照した実施の形態に基づき説明する。本発明が以下に説明する形態に限られるものではないことは当然である。
図１は、本発明の対象となるベンチュリ式燃料供給装置の空燃比制御方法を備えた燃料制御装置の制御ブロックの一例であり、図２は、本発明による燃料制御装置が制御するエンジン回りの一例を示している。図２をも参照しながら、図１の制御ブロックを説明する。
【００１９】
図１において、ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。エンジン２０１の所定のカム（クランク）角度位置に設定されたカム（クランク）角度センサ２０９の電気的な信号、おもにパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジン２０１の単位時間当りの回転数を計算する。
【００２０】
ブロック１０２は、スロットルバルブ２０２の開度の電気的な信号を処理し、エンジン２０１のアイドル／非アイドルを判定する。
ブロック１０３は、前述のブロック１０１で演算されたエンジン２０１の回転数、エンジン負荷、エアコン負荷で代表される外部負荷、及びエンジン水温からエンジン２０１のアイドリング時の目標とする回転数を定め、定められたエンジン回転数となるようにＩＳＣバルブ２０５開度を帰還制御によって決定する。また、ＩＳＣバルブ２０５の要求空気量（ＩＳＣＱＡ）の変化から、エンジン２０１への外部負荷の変化を判定する手段も備えている。
【００２１】
ブロック１０４は、前述のブロック１０１で演算されたエンジン２０１の回転数、エンジン２０１の吸気管２０４に設置された圧力センサ２０６より検出された吸気管圧力をエンジン負荷として、各領域におけるエンジン２０１の最適な空燃比となるエアブリードバルブ２０８の基本開度を計算する。前記計算されたエアブリードバルブ２０８の基本開度に対して、後述する基本開度の移行処理、基本開度補正、空燃比帰還制御による帰還制御補正係数の補正、空燃比補正係数を学習し学習した値の反映を行い、エアブリードバルブ開度として出力する。またエンジン２０１の始動時は、別途始動時の開度補正を行う手段も備えている。
【００２２】
ブロック１０５は、前述のエンジン回転数、前述のエンジン負荷、エンジン水温、及びエンジン２０１の排気管に設定された酸素濃度センサ２１２の出力から、エンジン２０１に供給される燃料と空気の混合気が後述する目標空燃比に保たれるように空燃比帰還制御係数を計算する。なお、前述の酸素濃度センサ２１２は、図２に示す例では、排気空燃比に対して比例的な信号を出力するものを示しているが、排気ガスが理論空燃比に対して、リッチ側／リーン側の２つの信号を出力するものでも差し支えはない。
【００２３】
ブロック１０６は、前述のエンジン回転数、前述のエンジン負荷、及びエンジン水温からエンジン２０１の各領域における最適な点火時期をマップ検索等で決定するブロックである。
ブロック１０７は、前述のブロック１０５で計算された空燃比帰還制御係数から、目標空燃比からのずれ分のエアブリードバルブ２０８開度を、開度学習値として計算し、計算された値を学習値として格納する。
【００２４】
ブロック１０８は、ブロック１０４で計算されたエアブリードバルブの開度により実際のエアブリードバルブ２０８の開度（エアブリード開度）を制御するブロックである。
ブロック１０９は、ブロック１０３で帰還制御されたＩＳＣバルブ開度により実際のＩＳＣバルブ２０５の開度を制御するブロックである。
【００２５】
ブロック１００は、前述のブロック１０６で決定された点火時期によりシリンダに流入した燃料混合気を点火する点火手段である。なお、本実施例ではエンジン負荷を吸気管２０４の圧力（圧力センサ２０６で計測）で代表させているが、エンジン２０１が吸入する空気量で代表させてもよい。
【００２６】
図２に示すエンジン回りの一例において、エンジン２０１は、吸入する空気量を制御スロットルバルブ２０２、スロットルバルブ２０２の上流側にスロットルバルブと機械的リンク機構より開度が調整されるチョークバルブ２０３、スロットルバルブ２０２をバイパスして、吸気管２０４へ接続されたバイパス通路２０５ａ、該バイパス通路の流路面積を制御し、エンジン２０１のアイドル時の回転数を制御するＩＳＣバルブ２０５、吸気管２０４内の圧力を検出する吸気管圧力センサ２０６、エンジン２０１に供給される燃料（例えば、ＣＮＧ）の圧力を調整するレギュレータ２０７、レギュレータ２０７の下流に設置され大気開放された通路の流路面積を制御するエアブリードバルブ２０８、エンジン２０１の所定位置に設定されたカム（クランク）角度センサ２０９、エンジン２０１のシリンダ内に供給された燃料の混合気に点火する点火栓に、エンジン制御装置２１５の点火信号に基づいて点火エネルギを供給する点火モジュール２１０、エンジン２０１のシリンダブロックに設定されエンジン２０１の冷却水温を検出する水温センサ２１１、エンジン２０１の排気管に設定され排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２１２、エンジンの運転、停止のメインスイッチであるイグニッションキイスイッチ２１３、エアコンをＯＮ／ＯＦＦするエアコンＳＷ２１４、及びエンジン２０１の空燃比及び点火を制御するエンジン制御装置２１５、車両の電気系統をＯＮ／ＯＦＦする電気負荷ＳＷ（不図示）、などから構成されている。なお、前述したとおり酸素濃度センサ２１２は、図２の例では、排気空燃比に対して比例的な信号を出力するものを示しているが、排気ガスが理論空燃比に対して、リッチ側／リーン側の２つの信号を出力するものでも差し支えはない。また、本実施例では吸気管２０４の圧力を検出して燃料制御を行っているが、エンジン２０１の吸入空気量を検出して空燃比制御を行っても差し支えはない。
【００２７】
図３は、本発明の対象となるベンチュリ式燃料供給装置の空燃比制御方法を備えた燃料制御装置の内部構成の一例である。エンジンに設置された各センサの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換、及びデジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換するＩ／Ｏドライバ３０１、Ｉ／Ｏドライバ３０１からのデジタル演算処理用の信号から、エンジンの状態を判断しエンジンの要求する燃料量、点火時期等を予め定められた手順に基づいて計算し、その計算された値を前述のＩ／Ｏドライバ３０１に送る演算装置（ＭＰＵ）３０２、演算装置（ＭＰＵ）３０２の制御手順及び制御定数が格納された不揮発性のメモリ（ＥＰ−ＲＯＭ）３０３、演算装置（ＭＰＵ）３０２の計算結果等が格納される揮発性のメモリ（ＲＡＭ）３０４から構成される。揮発性メモリ（ＲＡＭ）３０４には、前述のイグニッションキイスイッチ２１３がＯＦＦで、燃料制御装置２１５に電源が供給されない場合でも、メモリ内容を保存することを目的としたバックアップ電源が接続されることもある。
【００２８】
なお、本実施例の燃料制御装置は、水温センサ２１１、クランク角度センサ２０９、酸素濃度センサ２１２、吸気管圧力センサ２０６、スロットル開度センサ２０２、イグニッションＳＷ２１３、エアコンＳＷ２１４、電気負荷ＳＷからの信号が入力され、エアブリードバルブ２０８の開度指令値３１３〜３１６、ＩＳＣバルブ２０５の開度指令値３１７〜３２０、点火信号３２１、及びレギュレータ２０７のバルブ駆動信号３２２が出力されている例である。
【００２９】
図４は、本発明の対象となるベンチュリ式燃料供給装置のチョークバルブ２０３とスロットルバルブ２０２の間のベンチュリ室４００回りの構成の一例を示している。チョークバルブ２０３とスロットルバルブ２０２は機械的リンク４０３により連動している。ベンチュリ室４００には、燃料混合ガスの燃料ガスと空気の混合比を決定するエアブリードバルブ２０８が設けられた通路４０１が連通している。そして、前記機械的リンク４０３は、アイドル時に通路４０１から混合ガスを吸引できる負圧をベンチュリ室４００に発生させるように設定する。さらに、ＩＳＣバルブ２０５により流路面積を制御される通路（バイパス通路）２０５ａがスロットルバルブ２０２をバイパスして設定されている。ここでＩＳＣバルブ２０５が開くと、図中のベンチュリ負圧Ｐｂが、吸気管２０４内の圧力Ｐｍに引かれて低下し、エアブリードバルブ２０８が同一開度でも通路４０１から流入する燃料混合ガスの空燃比が変化することとなる。このときの空燃比はＩＳＣバルブ２０５が開くとリッチ、閉じるとリーンの傾向となる。本発明は、この空燃比の変化をエアブリードバルブ２０８の開度を制御することにより抑制することを主たる目的とする。
【００３０】
図５は、本発明の対象となるエアブリード開度の計算ブロックの一例である。ブロック５０１では、検出されたエンジン回転数、エンジン負荷、電気負荷やエアコン負荷のような外部負荷、及びアイドル判定等により、基本エアブリード開度を算出する。ブロック５０２ではエンジン回転数、外部負荷及びエンジン水温により、エアブリード開度の回転補正分を計算する。ブロック５０３はエンジン水温によりエアブリード開度の水温補正分を計算する。前記回転補正分と前記水温補正分は加算器５０４で加算することにより、完爆前のエアブリード開度として算出される。前記基本エアブリード開度と前記完爆前のエアブリード開度はブロック５０６の完爆判定によりスイッチ５０５で切り替えられ、エアブリード開度として出力される。なお、この例において、完爆判定は始動後のエンジン回転数により判定している。
【００３１】
図６は、前述の図５の基本エアブリード開度算出ブロック５０１の詳細な一例である。ブロック６０１及びブロック６０２は非アイドル時の基本エアブリードを検索するマップである。ブロック６０１は、外部負荷がＯＦＦと判定された場合のマップ、ブロック６０２は外部負荷がＯＮと判定された場合のマップである。前記のマップは、前述されたエンジン回転数とエンジン負荷によりエアブリード開度を検索される。ブロック６０３及びブロックブロック６０４はアイドル時の基本エアブリードを検索するテーブルである。ブロック６０３は外部負荷がＯＦＦと判定された場合のテーブル、ブロック６０４は外部負荷がＯＮと判定された場合のテーブルである。テーブル６０３、６０４では前述のエンジン水温によりエアブリード開度が検索される。ブロック６０５及びブロック６０６は前記マップもしくは前記テーブルが外部負荷ＯＮ／ＯＦＦで切替られた場合の移行処理のブロックである。なお、外部負荷ＯＮ／ＯＦＦの判定は、ブロック６０７の負荷判定値、エアコンＳＷ及び電気負荷ＳＷにて行う。本実施例ではブロック６０８のＯＲ回路により、前記負荷判定値、エアコンＳＷ及び電気負荷ＳＷの何れかがＯＮ（負荷判定値に関しては、判定された場合）の時に外部負荷がＯＮと判定することとしている。アイドル／非アイドルの切り替えに関しても、ブロック６０９で移行処理を行う。アイドル／非アイドルの判定は、前述のスロットル開度からブロック６１０の処理により行うこととしている。ブロック６０９で移行処理を行ったエアブリード開度を基本エアブリード開度として出力する。なお、本実施例では、基本エアブリードの切り替えを外部負荷ＯＮ／ＯＦＦに対する２つのマップで切り替ええることとしているが、他の要因によるマップ等を追加してもよい。
【００３２】
図７は、前述の図６の負荷判定ブロック６０７の詳細な一例である。差分器７０１で現在のエンジン回転数と目標とするエンジン回転数の差分を計算する。その差分値を基に、要求ＩＳＣ空気量（ＩＳＣＱＡ）の帰還制御量をブロック７０２、７０３、及び７０４で計算する。ブロック７０２で帰還制御のＰ分計算、ブロック７０３でＩ分計算、及びブロック７０４でＤ分計算を行い、ブロック７０５の加算器でＰ分、Ｉ分、Ｄ分の加算を行い、帰還制御量ＩＳＣＦＢとする。ブロック７０６はＩＳＣ空気量（ＩＳＣＱＡ）の基本量のテーブル検索のブロックである。前述のエンジン水温により、テーブル検索を行うこととしている。ブロック７０６で検索された基本量は、加算器７０７で前記帰還制御量（ＩＳＣＦＢ）と加算されＩＳＣ空気量（ＩＳＣＱＡ）として出力される。ブロック７０８は、基本の帰還制御量を検索するブロックである。前記基本量と同様、エンジン水温によりテーブル検索されて求められる。ブロック７０８での基本の帰還制御量は、前記帰還制御量ＩＳＣＦＢと比較器７０９で比較され、前記帰還制御量ＩＳＣＦＢが多い場合は、負荷有りとして負荷判定値がブロック６０８へ出力される。
【００３３】
図８は、前述の図６の負荷判定ブロックの詳細な他の例である。前述の図７の例と異なるのは、ブロック８０６のＩＳＣ空気量（ＩＳＣＱＡ）の基本量のテーブルを多数設定しているところである。前記多数のテーブルは、ブロック８１０のＯＲ回路で電気負荷またはエアコンＳＷが入力された場合に、スイッチ８１１で切り替えられる。また、ブロック８０８で基本のＩＳＣ空気量（ＩＳＣＱＡ）をエンジン水温で検索、比較器８０９でＩＳＣ空気量（ＩＳＣＱＡ）と比較することとしている。前記ＩＳＣ空気量（ＩＳＣＱＡ）が前記基本のＩＳＣＱＡより多い場合、負荷有りとして負荷判定値が出力される。
【００３４】
図９は、本発明の対象となるエアブリード開度の移行処理のチャートの一例である。チャート９０１は、外部負荷有りから無しに変化すると、チャート９０２で示すエアブリード開度は、減衰量９０４、減衰時間９０５で最終の到達値９０３の開度へ収束していく。なお、最終の到達値９０３への収束時間９０６はＴｏｐｅｎである。図１０は、本発明の対象となるエアブリード開度の移行処理のチャートの他の例である。図９が外部負荷の変化が有り→無しであるのに対して本例では、外部負荷の変化は無し→有りとしている。図９の例と同様、チャート１００１が無し→有りに変化すると、最終の到達値１００５へ時間１００６　Ｔｃｌｏｓｅで収束している。前記図９の例と合わせて最終の到達値への収束時間は、下記式１の関係にある。
【００３５】
Ｔｏｐｅｎ　≦　Ｔｃｌｏｓｅ　　　　・・・式１
すなわち、エアブリードが開く側の収束時間が閉じる側への収束時間より短く設定している。なお、この減衰時間及び減衰量はエンジンの状況に応じて任意に設定できるものとする。
【００３６】
図１１は、前述の図９、図１０における移行処理減衰量及び移行処理減衰時間設定のブロックの一例である。ブロック１１０１及びブロック１１０２で移行処理の減衰量をテーブル検索で決定する。ブロック１１０１は外部負荷有りと判定された時の減衰量、ブロック１１０２は外部負荷無と判定された時の減衰量であり、前述のエンジン水温でテーブル検索し決定する。ブロック１１０３及びブロック１１０４は移行処理の減衰時間をテーブル検索で決定する。ブロック１１０３は外部負荷無と判定された時の減衰時間、ブロック１１０４は外部負荷無と判定された時の減衰時間であり、前記の減衰量と同様にエンジン水温のテーブル検索で決定する。エアコンＳＷ、負荷判定ブロックの負荷判定値、及び電気負荷ＳＷ等がブロック１１０５のＯＲ回路に入力されており、この出力に基づいてスイッチ１１０６及びスイッチ１１０７を切り替え、外部負荷有り／無しの減衰量、減衰時間を切り替えることとしている。
【００３７】
図１２は、本発明の対象となるエアブリード開度の、動作のチャートの一例である。チャート１２０１は電気負荷ＳＷ、チャート１２０２はエアコンＳＷ、チャート１２０３はＩＳＣＱＡ、チャート１２０４は負荷判定値、及びチャート１２０５はエアブリード開度を示している。タイミング１２０６で電気負荷ＳＷがＯＮし、チャート１２０３のＩＳＣＱＡが増加するも、基本ＩＳＣＱＡ１２０８を超えていないため、チャート１２０４の負荷判定値は外部負荷無しと判定している。タイミング１２０７でエアコンＳＷがＯＮし、更にチャート１２０３のＩＳＣＱＡが増加し、基本ＩＳＣＱＡ１２０８を超える。この結果、負荷判定値は外部負荷無しから外部負荷有りと判定され、チャート１２０５のエアブリード開度は移行処理を開始する。
【００３８】
図１３は、本発明の対象となるベンチュリ式燃料供給装置の空燃比制御方法を備えている場合の、エンジン回転数及び空燃比挙動のチャートの一例である。チャート１３０１は外部負荷判定値、チャート１３０２はエアブリード開度、チャート１３０３はベンチュリ室４００の負圧（Ｐｂ）、チャート１３０４は空燃比、及びチャート１３０５はエンジン回転数を示している。本実施例ではエアコン等の外部負荷が印加されＩＳＣＱＡが増加、負荷判定により外部負荷有りと判定された場合である。ＩＳＣＱＡが増加していることから（ＩＳＣバルブ２０５が開くことから）、チャート１３０３のベンチュリ負圧（Ｐｂ）が低下している。このことからチャート１３０４の領域においては、本発明のエアブリード開度の切り替え及び減衰処理を適用しなかった場合の破線よりも、適用した場合の実線のリッチ側への空燃比変動が小さくなっている。同様にチャート１３０５のエンジン回転数は領域１３０８において、本発明を適用しなかった場合の破線がリッチ失火により回転低下を起こしているのに対して、適用した場合の実線は回転低下を起こしていない。
【００３９】
図１４は、本発明の対象となるベンチュリ式燃料供給装置の空燃比制御方法を備えている場合の、エンジン回転数及び空燃比挙動の他の例である。前述の図１３の例と異なる点は、エアコン等の外部負荷をＯＦＦした場合を示した点である。この場合は、チャート１４０２のエアブリード開度は開側から閉側と移行処理を行っている。チャート１４０４の空燃比は、本発明を適用しなかった場合の破線はリーン側への空燃比変動となる。また本発明の気体燃料のエンジンは、リーン側の失火限界がリッチ側のそれに対して高い。このため図１３の例に対して収束時間が長くても領域１４０８で示すように、本発明の適用のない破線の場合でも、失火による回転低下は復帰できる。
【００４０】
図１５は、本発明の対象となるベンチュリ式燃料供給装置の空燃比制御方法を備えた燃料制御装置の、制御のフローチャートの一例である。ブロック１５０１でエンジン回転数を計算し、ブロック１５０２で吸気管圧力等のエンジン負荷を読み込む。ブロック１５０４でエンジン水温を読み込む。前記読み込まれたエンジン回転数、エンジン負荷、及びエンジン水温に基づいてブロック１５０５で基本点火時期を計算する。ブロック１５０６で前記読み込まれたエンジン水温等に基づいてＩＳＣ目標回転数を設定し、ブロック１５０７でエンジン回転数がＩＳＣ目標回転数となるよう帰還制御を行う。前記ＩＳＣ帰還後の制御値はブロック１５０８でＩＳＣバルブに出力される。ブロック１５０９で酸素濃度センサの出力値を読み込み、ブロック１５１０で空燃比の帰還制御を行う。空燃比の帰還制御後は、ブロック１５１１で前記空燃比帰還制御値を用いて、エアブリードの開度学習の計算及び学習値の格納（記憶）を行う。ブロック１５１２で例えば回転数により完爆か否かの判定を行う。完爆状態でないと判断された場合は、ブロック１５１３において始動時のエアブリード開度の計算を行う。ブロック１５１２で完爆状態と判定された場合は、ブロック１５１４〜１５１６の処理を行う。ブロック１５１４は前記のエンジン回転数、及びエンジン負荷等でエアブリードの基本開度を計算する。ブロック１５１５は前記エアブリードの基本開度の移行処理を行う。ブロック１５１６は前記空燃比学習の学習値等の補正を行う。ブロック１５１７は、前記計算されたエアブリード開度の指令値をエアブリード開度として出力する。
【００４１】
図１６は、前述の図５の、エアブリード開度計算ブロックの、全体のフローチャートの一例である。本実施例では始動前後のエアブリード開度の計算ブロックを一連のフローで示している。１６０１でエンジン回転数を読み込む。ブロック１６０２でエンジン負荷を読み込む。ブロック１６０３ではエンジンが完爆状態かどうかを判断し、完爆状態の場合は、ブロック１６０４で基本エアブリード開度のマップ検索を行う。ブロック１６０３でエンジンが完爆状態でないと判断された場合は、ブロック１６０５、１６０６、１６０７、１６０８でエアブリード開度に対するエンジン回転数補正分、水温補正分のテーブル検索を行い、各々を加算したものを基本エアブリード開度とする。ブロック１６０９では、完爆／非完爆に対応した基本エアブリード開度を出力する。
【００４２】
図１７は、前述の図５の、基本エアブリード開度算出ブロックの詳細なフローチャートの一例である。ブロック１７０１でエンジン回転数を読み込む。ブロック１７０２でエンジン負荷を読み込む。ブロック１７０３でスロットル開度を読み込み、ブロック１７０４でアイドル判定を行う。ブロック１７０５は後述する図１８及び図１９に示す外部負荷判定を行うブロックである。ブロック１７０６でアイドル状態か否か判断する。アイドルと判定されている場合は、ブロック１７０７〜１７１３の処理を行う。ブロック１７０７は外部負荷ＯＦＦか否かを判定する。外部負荷ＯＦＦの場合は、ブロック１７０８で外部負荷ＯＦＦ時の基本エアブリード開度をエンジン水温等でテーブル検索する。ブロック１７０９で移行処理終了したかどうかを判断する。移行処理が終了していない場合は、ブロック１７１０で移行処理を行う。ブロック１７０７で外部負荷ＯＮと判定された場合は、ＯＦＦと判定された時と同様に、ブロック１７１１〜１７１３の処理を行う。ブロック１７０６でアイドル状態でないと判定された場合は、アイドルと判定された時と同様にブロック１７１４〜１７２０の処理を行う。アイドル状態でないと判定された時の基本エアブリード開度は、エンジン回転数とエンジン負荷等によるマップ検索を行う。なお、本実施例では移行処理が終了したか否かの判断は、現在のエアブリード開度が最終値の所定値以内に到達したか否かでおこなうこととしている。
【００４３】
図１８は、前述の図７の、負荷判定ブロックのフローチャートの一例である。ブロック１８０１で現在のエンジン回転数とＩＳＣの目標回転数を読み込み、ブロック１８０２で前記読み込まれたエンジン回転数と目標回転数との差分を計算する。ブロック１８０３〜ブロック１８０５でＩＳＣ帰還制御のＰ，Ｉ，Ｄ分を計算し、ブロック１８０６で加算し帰還制御量ＩＳＣＦＢを計算する。ブロック１８０７でエンジン水温を読み込み、ブロック１８０８でＩＳＣ空気量を前記エンジン水温でテーブル検索する。テーブル検索したＩＳＣ空気量はブロック１８０９で前記帰還制御量ＩＳＣＦＢと加算され、ＩＳＣの開度を決定する。ブロック１８１０では前記エンジン水温で基本ＩＳＣＦＢをテーブル検索する。テーブル検索された基本ＩＳＣＦＢはブロック１８１１、ブロック１８１２で前記帰還制御量ＩＳＣＦＢと比較を行い、帰還制御量ＩＳＣＦＢが大きい場合はブロック１８１３で外部負荷有りと判定される。帰還制御量ＩＳＣＦＢが小さい場合は、ブロック１８１４で外部負荷判定を解除する。
【００４４】
図１９は、前述の図８の、負荷判定ブロックのフローチャートの一例である。前述の図１８のフローチャートとほぼ同様であるが異なる点は、ブロック１９０９でＩＳＣ空気量のテーブルを各負荷ＳＷ（エアコンＳＷ、電気負荷ＳＷ等）に応じて選択することと、ブロック１９１２でエンジン水温による基本ＩＳＣＱＡを検索しＩＳＣＱＡと比較して（ブロック１９１３、１９１４）外部負荷判定することにある。
【００４５】
図２０は、前述の図１１の移行処理減衰量及び移行処理減衰時間の設定の詳細なフローチャートの一例である。ブロック２００１でエンジン水温を読み込む。ブロック２００２〜２００５において、外部負荷有無時のそれぞれの減衰量及び減衰時間を前記エンジン水温でテーブル検索する。ブロック２００６でエアコンＳＷ、電気負荷ＳＷ等を読み込み、ブロック２００７で外部負荷判定値を読み込む。ブロック２００８で何れかの負荷の有無を判定し、負荷がある場合は、ブロック２００９で外部負荷有りの減衰時間、減衰量を選択する。何れの負荷もない場合は、ブロック２０１０で外部負荷無の減衰時間、減衰量を選択する。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ベンチュリ式燃料供給装置において、外部負荷の変動時にその負荷に応じたエンジン回転数を維持するための混合気を空燃比を大きく変化させることなく供給することができる。好ましい態様では、外部負荷変動時のＩＳＣ要求空気量変化に対する空燃比変化を、エアブリード開度により補正できる。それにより、空燃比変動によるアイドル変動あるいは回転数変動による失火が発生しない。また、空燃比変動が抑制できるため、排ガスのエミッション悪化も抑制できる。
【００４７】
他の好ましい態様では、上記空燃比変動抑制のために移行処理を設定することにより、運転者に対してトルク変動感を抑制することができる。さらに、空燃比がリッチからリーン変化方向とリーンからリッチ変化方向おのおのに移行処理時間を設定することにより、空燃比変動とトルク変動感の両立をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料制御装置の制御ブロックの一例を示す図。
【図２】本発明の燃料制御装置が制御するエンジン回りの一例を示す図。
【図３】本発明の燃料制御装置の内部構成の一例を示す図。
【図４】本発明のベンチュリ室回りの構成の一例を示す図。
【図５】本発明のエアブリード開度の計算ブロックの一例を示す図。
【図６】本発明の基本エアブリード開度算出ブロックの詳細な一例を示す図。
【図７】本発明の負荷判定ブロックの詳細な一例を示す図。
【図８】本発明の負荷判定ブロックの詳細な他の例を示す図。
【図９】本発明のエアブリード開度の移行処理のチャートの一例を示す図。
【図１０】本発明のエアブリード開度の移行処理のチャートの他の例を示す図。
【図１１】本発明の移行処理減衰量及び移行処理減衰時間設定のブロックの一例を示す図。
【図１２】本発明の対象となるエアブリード開度の動作チャートの一例を示す図。
【図１３】本発明のエンジン回転数、及び空燃比挙動のチャートの一例を示す図。
【図１４】本発明のエンジン回転数、及び空燃比挙動のチャートの他の例を示す図。
【図１５】本発明のベンチュリ式燃料供給装置の空燃比方法を備えた燃料制御装置の制御のフローチャートの一例を示す図。
【図１６】本発明のエアブリード開度計算ブロックの全体のフローチャートの一例を示す図。
【図１７】本発明の基本エアブリード開度算出ブロックの詳細なフローチャートの一例を示す図
【図１８】本発明の負荷判定ブロックのフローチャートの一例を示す図。
【図１９】本発明の負荷判定ブロックのフローチャートの他の例を示す図。
【図２０】本発明の移行処理減衰量及び移行処理減衰時間の設定の詳細なフローチャートの一例を示す図。
【符号の説明】
１０４　　　　エアブリード開度計算手段
１０８　　　　エアブリードの基本開度補正手段
２０１　　　　エンジン
２０２　　　　スロットルバルブ
２０３　　　　チョークバルブ
２０４　　　　吸気管
２０５　　　　アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）
２０５ａ　　　バイパス通路
２０７　　　　レギュレータ
２０８　　　　エアブリードバルブ
２１４　　　　エアコンＳＷ
２１５　　　　エンジン制御装置
４００　　　　ベンチュリ室
４０１　　　　混合ガス通路
５０１　　　　基本エアブリード開度計算ブロック
６０１　　　　外部負荷ＯＦＦ時のエアブリード開度マップ
６０２　　　　外部負荷ＯＮ時のエアブリード開度マップ
６０３　　　　外部負荷ＯＦＦ時のエアブリード開度テーブル
６０４　　　　外部負荷ＯＮ時のエアブリード開度テーブル
６０５　　　　移行処理ブロック
６０６　　　　移行処理ブロック
６０９　　　　移行処理ブロック
６０７　　　　外部負荷判定ブロック
１３０４　　　負荷無しから有り変化時の空燃比挙動
１３０５　　　負荷無しから有り変化時のエンジン回転挙動
１４０４　　　負荷有りから無し変化時の空燃比挙動
１４０５　　　負荷有りから無し変化時のエンジン回転挙動
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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