JPS5820379B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関４るものである
。

最近、自動車の有害排気ガスを減少させるための一方法
として、エンジンの排気ガス成分に関する情報によって
空燃比を制御するフィードバック方式の空燃比制御装置
が提案されている。

この方式は、例えば第１図に示すごとく、エンジン１の
排気ガス成分（例えば０２、Ｃ０１ＣＯ２、ＨＣ，ＮＯ
ｘ 等）の濃度を排気管２に設けた排気センサ３で検出
し、該排気センサ３の出力と基準値（例えば設定空燃比
に対応した値）との偏差を偏差検出回路４（差動増幅器
、比較器等）で検出し、制御回路５によって上記偏差に
応じた制御信号（例えば偏差に比例する比例分信号、又
は偏差を積分した積分分信号、もしくはこれら両信号を
加算した信号等）を作り、その制御信号に基づいて燃料
調量装置６（気化器、燃料噴射装置等）の燃料供給量や
空気供給量を付加的に制御（燃料調量装置は運転者がス
ロットル弁を操作する事等の他の要素によっても当然制
御される）することにより、エンジン１に供給する混合
気の空燃比を設定空燃比に維持するように構成されてい
る。

そしてこの設定空燃比を、例えば排気浄化装置１（触媒
装置、リアクタ装置等）の最適動作点に設定すれば、各
種の運転状態において排気ガス中の有害成分を効率よく
減少させることが出来る。

例えば、排気浄化装置としてＣＯ及びＨＣの酸化とＮＯ
ｘの還元とを同時に行なう三元触媒装置を用いる場合に
は、設定空燃比を理論空燃比近傍の値に設定する。

上記のごとき空燃比制御装置に用いる排気センサ３は、
一般に温度の影響を受けやすい。

例えば、排気センサとして通常用いられるジルコニア酸
素計の出力特性は、第２図に示すごときものであるが、
低温時には内部インピーダンスが極めて大きくなるので
外部に取り出せる電圧は非常に低くなり、そのため低温
時には正常なフィードバック制御をすることが困難にな
る。

上記の問題を解決するため、偏差検出回路４又は排気セ
ンサ３の出力状態から正常なフィードバック制御が可能
か否かを判別する制御停止・開始判別回路８を設け、正
常な制御が不能なときには、制御停止・開始判別回路８
から制御停止信号を制御回路５へ送ってフィードバック
制御を停止させるように構成している。

本発明は上記の制御停止・開始判別回路の新規な構成に
関するものであり、フィードバック制御の停止・開始を
確実に制御することの出来る空燃比制御装置を提供する
ことを目的とする。

以下、まず従来技術の欠点について説明し、続いて本発
明について詳細に説明する。

第３図は従来の偏差検出回路の入力部の一例図である。

第３図の回路は、演算増幅器１０等を用いた高入力イン
ピーダンスの電圧フォロワ回路・増幅器又は比較器によ
って入力部を構成することにより、排気センサ９から電
流を取り出すように構成した回路である。

この回路において、排気センサの内部抵抗をρ、起電力
ｅ、入力抵抗をＲ８とすれば、排気センサ９かも外部に
取り出し得る電圧Ｖは、第４図Ａに示すように内部抵抗
ρの値（すなわち温度）に応じて変化する。

なお第４図において、ｅＭＡＸＯ曲線は排気センサ起電
力の極太値（混合気が過濃のときの値）、ｅＭＩＮは極
小値（混合気が希薄のとＯ きの値・）を示す。

またＶＭＡＸ−ｅＭＡＸでＲｏ十ρ ある。

（ＶＭＡＸはＶの極大値）上記の回路において、偏差検
出回路の基準値をＶｇ （例えば温度が充分高くρが
小さいときのＶの極大値すなわちＶＭの十程度に定める
。

ｖｓは第２図のＶｓに相当する）に設定すれば、端子電
圧Ｖは空燃比の変動に応じて第４図Ｂに破線１１で示す
ごとく、ｅＭＡＸとｅＭＩＮ とを交互に繰返すが、
第４図Ｂから判るように、温度の低下につれて内部抵抗
ρが増加し、ｅＭＡＸの曲線がｖｓ以下になると、空燃
比の値にかかわらず常にＶが基準値ｖｓ以下になるため
、正常なフィードバック制御が出来なくなる。

そのため第３図のごとき入力部をもった回路においては
、■が継続してｖｓ以下になった場合にフィードバック
制御を停止し、ＶがＶＳ以上の値になれば、フィードバ
ック制御を開始させるように制御停止・開始判別回路を
構成している。

しかし、第４図Ａから判るように、ｖＩＪ″−７８以上
の値になるためには、内部抵抗ρがρ以下になると共に
、ｅがｅＭＡＸ又はそれに近い値にならなげればならな
い。

すなわち温度が充分上昇して内部抵抗ρが小さくなり、
かつ混合気が過濃な状態にならなければならない。

したがってフィードバック制御停止時の混合気が希薄側
（排気センサの出力が低レベルになっている）になって
いる場合には、温度が充分上昇して制御可能状態になっ
ているのにフィードバック制御が開始されないという欠
点がある。

次に、第５図に示す回路は、上記の欠点を除くため、排
気センサ９に積極的に電流を流し込み、排気センサ９の
内部抵抗を測定するように構成したものである。

第５図において、フィードバック制御中はスイッチ１２
がオフになり、電流１１ のみが流し込まれる。

またフィードバック制御の停止中はスイッチ１２がオン
になり、電流源１３からの電流１２が流し込まれる。

したがって第５図の回路のＶ−ρ特性は第６図Ａに示す
ようになる。

第６図Ａにおいて、実線はスイッチ１２がオフのときの
ｅＭＡＸ及びｅＭＩＮを砒し、一点鎖線はスイッチ１２
がオンのときのｅＭＡＸ及びｅＭＩＮを示す。

またｖ□＝ｉ１Ｒ□でちる。

上記の回路においては、Ｖ Ｓ ＞ ｅｙＩ Ｉ Ｎの
範囲は市常な制御が可能であるから、制御停止の判断は
ｖｓくｅＭＩＮの点、すなわち図の０点を検出すること
によって行なう。

また、制御開始の判断は、排気センサに電流を流し一点
鎖線のｅＭＡＸ又はｅＭＩＮが翔以下になる点、すなわ
ちＡ点又はＢ点を検出することによって行なう。

したがって第５図の回路においては、混合気の過濃・希
薄にかかわらず、温度が上昇して内部抵抗ρが低下すれ
ば、必ずフィードバック制御が開始され、制御停止時に
混合気が希薄になっている場合にも、制御可能状態であ
るとして制御が開始される。

しかし第５図の回路においては、次のごとき二つの欠点
がある。

すなわち、第５図の抵抗Ｒ６の値は、排気センサ９の出
力を有効に取り出すため、極めて高い値（数ＭΩ〜十数
ＭΩ）に設定されている。

そのため排気センサから入力部までの配線や端子板にリ
ークが生ずるとＲ６が等制約に小さくなり、したがって
Ｖ。

の値が低下する。そしてＶ。＜ｖｓになると０点が存在
しないことになり、制御が停止出来なくなってしまう。

また、第６図Ｂから判るように、温度の低下と共にρが
増加すると、破線１１は次第にｖｓより上の部分が多く
なる。

すなわち基準値ＶＳが破線１１で示す排気センサ出力の
中心値より下方にずれるので、内部抵抗ρが大きくなる
につれて、特に排気センサとして前記酸素センサを使用
した場合混合気が希薄側に制御されてしまう（混合気が
濃い時０□センサの出力は犬となるため、ρが太き（な
ることにより０２センサ出力が大きいと判断して実際の
混合気を気薄側に制御するため）。

空燃比制御の理想としては空燃比が常に設定空燃比に一
致することが望ましいが、やむを得ず設定空燃比からは
ずれる場合には、第４図Ｂの特性のように混合気が濃い
方に変化する方が安全であり、上記のように薄い方に変
化するとエンジンが停止するおそれがある。

次に、第７図に示す回路は、第５図の回路の抵抗Ｒ６を
除いた回路である。

この回路のＶ−ρ特性は第８図に示すようになり、やは
り上記第５図の場合と同様の欠点がある。

本発明は上記のごとき従来技術の種々の欠点を解消し、
制御の停止・開始を確実に行なうことが出来、かつ低温
で内部抵抗ρが大きいときには、混合気が安全な過濃側
に制御されるように構成したものである。

以下本発明について詳細に説明する。

第９図は本発明の原理図であり、第１０図は第９図の回
路の特性図である。

第９図の回路においては、制御停止中にはスイッチ１２
がオンになって電流源１３から電流１２が流れる点は第
５図の回路と同じである。

しかし入力回路に高入力インピーダンスの回路（例えば
演算増幅器１０）を用いているため、スイッチ１２がオ
フになる制御中は逆に排気センサ９から電流を取り出す
（抵抗Ｒｏを流れる）。

したがって第９図の回路のＶ−ρ特性は第１０図Ａ（実
線はスイッチ１２がオフの時のｅＭＡＸ及びｅＭＩＮを
示し一点鎖線はスイッチ１２がオンの時のｅＭＡＸ ｅ
ＭＩＮを示す）に示すようになり、制御停止点はＣ点制
御開始点はＡ点又はＢ点となり、空燃比の状態や配線の
リーク等にかかわりなく、正確にフィードバック制御の
停止、開始を制御することが出来る。

また第１０図Ｂから判るように、温度の低下につれて内
部抵抗ρが上昇すると、破線１１は次第に基準値ｖｓよ
り下の部分が多くなり、基準値ｖｓが破線１１で示す排
気センサ出力の中心値より上方にずれる。

したがって内部抵抗ρが大きくなるにつれて混合気は過
濃側に制御されることになり、低温時においてもエンジ
ンは安定に運転をつづけることが出来る。

すなわち本発明においては、フィードバック制御の停止
中は排気センサに電流を流し込み、この状態において排
気センサの出力（端子電圧）が第１設定値（第１０図の
ｖＨ）以下の値を所定時間以上継続すればフィードバッ
ク制御を開始し、フィードバック制御中は排気センサか
ら電流を取り出し、この状態で排気センサの出力が上記
第１設定値より低い第２設定値（第１０図のｖｓ）以下
の値を所定時間以上継続すればフィードバック制御を停
止するように構成したものである。

次に第１１図は本発明の一実施例図であり、第１図の排
気センサ３、偏差検出回路４及び制御停止・開始判別回
路８０部分を示す。

第１１図において、１４は偏差信号の出力端子、１５は
制御停止信号の出力端子であり、これらの信号は図示し
ない制御回路５へ送られる。

なお３゜４及び８はそれぞれ第１図の同符号の部分に相
当する。

また、抵抗Ｒ１とＣ１とはノイズフィルタを構成し、排
気センサ３と偏差検出回路４との間の配線に生ずるｋＨ
２〜ＭＨｚ程度の周波数のノイズ（エンジン点火系等か
らのノイズ）を除去するものである。

なお排気センサ３の出力の変動周波数は嵩高１０Ｈｚ程
度であり、上記のノイズフィルタの影響は全く受けない
。

また、演算増幅器ＯＰ１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４は高入力イ
ンピーダンスの増幅回路を構成する。

なお増幅回路の増幅率を１とすればｖ＝ｖ、である。

またＲ２は入力抵抗であり、第９図の抵抗Ｒ６に相当す
る。

また演算増幅器ＯＰ２及び抵抗Ｒ５〜Ｒ８は差動増幅器
を構成し、電源電圧ＶＣＣを抵抗Ｒ５とＲ６とで分圧し
て作った基準値ＶＳと入力信号ｖ１との差を増幅した信
号を作り、その信号を偏差信号として出力端子１４から
図示しない制御回路５へ送る。

なおこの差動増幅器の代りに、ｖｌ〉ｖｓのとき高レベ
ルの信号、Ｖｌ＜ＶＳのとき低レベルの信号を出力する
比較器を用いてもよい。

また演算増幅器ＯＰ３及び抵抗ＲＩＯＪ Ｒ１□は比較
器を構成し、排気センサ３の端子電圧Ｖと設定値ｖＨ（
電源電圧をＲｌｏとＲ１１とで分圧して作るもので第１
０図のＶＨに対応する値）とを比較する。

また、ダイオードＤ１、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ９は
電流流し込み回路を構成する。

また、演算増幅器ＯＰ４及び抵抗Ｒ１４〜Ｒ１６も比較
器を構成し、この出力が制御停止信号（高レベルｖＨの
とき制御停止、低レベルｖＬ のとき制御）として出力
端子１５から図示しない制御回路５へ送られる。

またダイオードＤ２、コンデンサＣ３及び抵抗Ｒ１□、
Ｒ１３は極大値保持回路（充電時定数が小で放電時定数
が犬）を構成する。

以下回路の動作について説明する。

まず正常なフィードバック制御中は、入力端子Ｒ２の端
子電圧Ｖは空燃比の変化に対応して高しベルｅＭＡＸと
低レベルｅ とを繰返し、したＭＩＮ かってｖｌは７８以上と以下とを繰返すから、偏差信号
も高レベルと低レベルを繰返す。

そのため極大値保持回路のコンデンサＣ３の端子電圧、
すなわち演算増幅器ＯＰ４のマイナス入力端子の電圧Ｖ
−は高レベルになり、プラス入力端子の電圧Ｖ＋より高
いので、演算増幅器ＯＰ４の出力すなわち制御停止信号
は低レベルＶＬ（例えばＯＶ）になる。

そして演算増幅器ＯＰ４の出力が低レベルであれば、排
気センサ３には抵抗Ｒ９、ダイオードＤ１、コンデンサ
Ｃ２の回路を介して電流が流し込まれないので、ｖＭ＜
ｖＨにＶＨを設定しておくと演算増幅器ＯＰ３の出力は
高レベルになる。

そのためトランジスタＱ１ はオンになるので、上記の
電圧Ｖ＋は電源電圧ｖｃｃとｖＬを抵抗Ｒ１４，Ｒ，５
，Ｒ１６で分圧した値ＶＡＬ となる。

次に、低温となり排気センサ３の内部抵抗ρが太き（な
るにつれてＶ及びｖｌが低下し、ｖｌ＜ＶＳの状態が長
く続くようになると演算増幅器ＯＰ２の出力も低レベル
を長く継続するようになり、コンデンサＣ３の電荷は次
第に放電する。

そしてその状態が所定時間以上継続すると、演算増幅器
ＯＰ４のマイナス入力端子の電圧Ｖ−が、プラス入力端
子の電圧Ｖ ＋ （このときの値はＶＡＬ）より低くな
り、演算増幅器ＯＰ４の出力が高レベルＶＨ（例えば電
源電圧ＶＣＣより１ｖ程度低い値）となる。

そしてこの信号が出力端子１５から制御回路５へ送られ
、フィードバック制御が停止させられる。

また演算増幅器ＯＰ４の出力が高レベルＶＨになると、
ダイオードＤ１、抵抗Ｒ９及びコンデンサＣ２の回路を
介して排気センサ３に電流が流し込まれるので、端子電
圧Ｖは排気センサ３の内部抵抗ρに対応した値になる。

そして低温でρが大きいときはｖ＞ｖＨとなるから、演
算増幅器ＯＰ３の出力は低レベルになり、そのためトラ
ンジスタＱ１がオフになる。

トランジスタＱ１がオフになると、演算増幅器ＯＰ、の
プラス入力端子の電圧Ｖ＋は、電源電圧ＶＣＣと高レベ
ルの出力ｖＨとをＲ１４とＲ１６で分圧した高い値ＶＡ
Ｈとなる。

一方、電流が流し込まれた端子電圧Ｖの値が高レベルを
継続すると、ｖ １”’：＞Ｖｓになるので演算増器Ｏ
Ｐ２の出力は高レベルを継続する。

そのためコンデンサＣ３の端子電圧も上昇するが、この
値は前記演算器ＯＰ４の出力の高レベルｖＨ以上にはな
らず（演算増幅器ＯＰ２の出力の高レベルもｖＨと等し
い）、かつＶＨ＜ＶＡＨに設定しテするので演算増幅器
ＯＰ４の出力は高レベルに保たれ、フィードバック制御
は停止状態を継続する。

次に、温度の上昇と共に内部抵抗ρが低下するにつれて
端子電圧Ｖが低下し、ｖ＜ｖＨになると演算増幅器ＯＰ
３の出力が高レベルに反転する。

この高レベルの出力が与えられるとトランジスタＱ１が
オンになり、演算増幅器ＯＰ４のプラス入力端子の電圧
Ｖ十は電源電圧ｖｃｃとｖＨとを抵抗Ｒ１４ｔ Ｒ１５
、Ｒｔ６トテ分圧り、た値ｖＡＭとなる。

このとき演算増幅器ＯＰ２の出力はｖＨで飽和している
のでｖ ＝ＶＨとなっているから（なおＯＦ２を飽和
させない方式の場合は、このときのＶ−がｖＡＭより大
きくなるようにｖＨＯ値を定める）ＶＡ）Ｉ＞ＶＨ＞Ｖ
ＡＭ＞ＶＡＬ Ｋ設定ジテオはハ、ｖ−〉■十となり、
そのため演算増幅器ＯＰ４の出力は低レベルに反転し、
フィードバック制御が再開される。

すなわち端子電圧ＶがＶＨ以下になるとフィードバック
制御が開始され、排気センサ３への電流の流し込みは停
止され、またＶ十は低い値ＶＡＬ になり、上記の状態
が確実に継続される。

なお第１１図において、トランジスタＱ１ と抵抗Ｒ
１７を除いて抵抗Ｒ１５を直接接地し、その代りに破線
で示すごとく、ダイオードＤ４ を介して演算増幅器Ｏ
Ｐ３の出力と極大値保持回路のダイオードＤ２とを接続
し、演算増幅器ＯＰ３の出力が低レベルとなっている間
（制御停止中で排気センサのρが大きい時）は、コンデ
ンサＣ３の端子電圧が上昇しないように構成しても上記
と同様に動作する。

次に、電流流し込み回路のコンデンサＣ２について説明
する。

コンデンサＣ２がない場合には、ノイズフィルタのコン
デンサＣ１の影響のため、制御の停止と開始を交互に繰
返す不安定状態が生ずるおそれがある。

すなわち第１２図Ａ、（図の左半分）に示すごとく、時
点ｔ１において演算増幅器ＯＰ４の出力が高レベルに反
転し、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ９（コンデンサＣ２のな
い場合）とを介して排気センサ３に電流が流し込まれる
と、端子電圧Ｖが上昇するが、コンデンサＣ１のためそ
の上昇の勾配は図のＶに示すごとく、なだらかになる。

■が上昇すればｖｌ も上昇するが、図から判るように
、ＶがＶＨに達するよりｖｌがＶＳに達する（時点ｔ２
）方が早い。

ｖｌがｖｓに達すると演算増幅器ＯＰ２の出力が上昇し
、そのため、極大値保持回路の抵抗Ｒ１υＲ１３と１ン
デンサＣ３で定まる充電時定数に応じて演算増幅器ＯＰ
４のマイナス入力端子の電圧Ｖ−も上昇し、その値がプ
ラス入力端子の電圧Ｖ ＋ （このときＶ ＋ ＝ Ｖ
ＡＭ ）に達すると（時点ｔ３）、この時点ｔ３までに
ＶがＶＨに達していなければ、演算増幅器ＯＰ４の出力
は低しベ／Ｌ／ＶＬに反転し、制御が再開されると共に
電流の流し込みは停止する。

電流の流し込みが止まると、ＶとｖｌばほぼＯｖまで下
る（このときρは極めて太きいため）ので演算増幅器Ｏ
Ｐ２の出力は低レベルｖＬに反転しくＶ＋＝ＶＡＬとな
る）、それから所定時間後。

にＶ−がＶ＋まで低下すると再び演算増幅器ＯＰ４の出
力が高レベルに反転して制御が停止され、以後上記の状
態が反復する。

次に、コンデンサＣ２を設けた場合には第１２図Ｂ（図
の右半分）に示すようになる。

すなわち、時点ｔ１．において演算増幅器ＯＰ４の出力
が高レベルに反転すると、電流が流し込まれるが、コン
デンサＣ２によって流し込み電流が微分的に増加させら
れる。

そのためｖｌがＶＳに達して（時点ｔ′２）Ｏｖ２の出
力が上昇し、それに従つ。

てＶ−が漸増してＶ＋に達する前にＶがＶＨに達しく時
点ｔ′３）、演算増幅器ＯＰ３の出力を低レベルに反転
させる。

そのため時点ｔ′３においてＶ＋は高い値ＶＡＩ（に変
化し１．■−の最高電圧ｖＨ以上になるので、演算増幅
器ＯＰ４の出力は高レベルを。

継続し、前記のごとき不安定状態は生じない。

次に、第１１図に破線で示したダイオードＤ３及びＤ５
０回路について説明する。

一般に、自動車用エンジンを始動する場合には、イグニ
ションスイッチをオンにして電源を各種電４気系統に接
続したのち、スタータスイッチをオンにしてスタータモ
ータを回転させて始動する。

通常）始動操作においては、イグニションスイッチをオ
ンにしてからスタータスイッチをオンにするまで間隔は
極めて短いので問題は生じないが、特別の場合には次の
ごとき問題が生ずる。

すなわち、第１３図に示すごとく、イグニションスイッ
チイを時点ｔ１ でオンにした後、エンジンを始動せず
に時点ｔ３で一旦オフにし、時点ｔ４ で再びオンにし
、スタータスイッチ口を時点ｔ５でオンして始動する場
合には、へに示すように時点ｔ５からｔ６までの間は、
低温で正常な制御が出来ないときでもフィードバック制
御が停止されない区間が生ずる。

すなわち、第１３図ハに示すごとく第１１図の演算増幅
器ＯＰ４のプラス入力端子電圧Ｖ＋は、イグニションス
イッチがオンになった時点ｔ１ においてＶ／ＡＬ（ト
ランジスタＱ１がＯＦＦでＶｃｃ をＲ１４とＲ１６で
分圧した値）を経由して直ちにＶＡＭになる（電源オン
の瞬間にはＯｖ４の出力はＶＬであり、かつＯｖ３の出
力も低レベルなのでｖ＋は一瞬間ｖｒＬになるが、この
ときＶ＜Ｖ＋なのでＯｖ４の出力は直ちにｖＨに反転し
それとほぼ同時にＯｖ３の出力が高レベルになるのでＶ
＋は直ちにＶＡＭになる）。

そして排気センサ３に電流が流し込まれてｖ ＞ ｖ
Ｈになった時点ｔ２においてＶ＋はＶＡＨに上昇する。

次に時点ｔ３においてイグニションスイッチがオフにな
ると、■＋は直ちにＯになるが、■＝はコンデンサＣ３
と抵抗Ｒ１２で定まる時定数でゆっくり下降する。

そしてＶ−がＶＡＬ より高い間、すなわち時点ｔ４
において再びイグニションスイッチがオンにされると、
Ｏｖ４の出力がｖＨにならないので、■＋はＶＡＬの状
態を継続する。

そして時点ｔ６においてｖ ＜ＶＡＬになって始めて
Ｏｖ４がｖＨに反転し、フィードバック制御が停止させ
られる。

したがって時点ｔ４とｔ６どの間、例えば時点ｔ５にお
いてスタータスイッチがオンになってエンジンが始動さ
れた場合には、時点ｔ５からｔ６までの間はフィードバ
ック制御が停止されないことになる。

上記の問題を解決するには、スタータスイッチがオンに
なった時、Ｖ−を急速に低下させるか、又はＶ＋を上昇
させればよい。

例えば、スタータスイッチがオンのとき低レベル（Ｏｖ
）になるスタート俗信を、第１１図の入力端子１６に与
えれば、コンデンサＣ３の電荷が抵抗Ｒ１３（Ｒｔ ｓ
＜Ｒ１２）とダイオードＤ３ とを介して急速に放電
し、Ｖ−は急速に低下する。

このときの■＋とＶ−の関係は第１３図二に示すように
なり、時点ｔ５においてＶ−が急速に低下Ｖ−くｖ＋と
なるので、制御停止機構は正常に動作する。

また、スタータスイッチがオンのとき低レベルになるス
タート信号を、第１１図の入力端子１ ＝７に与えれば
、第１３図示に示すごとく、スタータスイッチがオンに
なった時点ｔ、において直ちにトランジスタＱ１ がオ
フになり、■＋は瞬間的にＶＡＭを経てＶＡＨに上昇す
るので、この場合も時点ｔ、においてフィードバック制
御が確実に停止させられる。

次に、第１４図は本発明の第２の実施例図である。

図において第１１図と同符号は同一物もしくは同等の機
能を有するものを示す。

第１４図の実施例は第１１図の実施例と基本的には同一
の機能を有する。

異なる点は、偏差検出回路４の差動増幅器０Ｐ２０入力
端子の接続が逆になっており、したがって偏差信号が第
１１図と逆極性（排気センサ出力が高レベルすなわち混
合気過濃のとき偏差信号は低レベルとなり、混合気希薄
のとき偏差信号は高レベルになる）になることである。

このように構成したのは図示しない制御回路５等の他の
部分における信号処理上の問題であり、第１１図又は第
１４図の回路を適宜使用すればよい。

なお、第１４図においては、偏差信号の極性が第１１図
と逆であるから、ｖ １（ｖ ｓのときは偏差信号が高
レベルｖＨとなる。

したがって偏差信号がＶＨの値を所定時間以上継続した
場合に演算増幅器ＯＰ４の出力が高レベルになってフィ
ードバック制御を停止するように構成されている。

そのため演算増幅器ＯＰ３及びＯＦ２の入力端子の接続
やダイオード等の極性は第１１図と逆になっている。

またトランジスタＱ２、抵抗Ｒ２□、Ｒ２８の回路が付
加されている。

第１４図の回路において、正常なフィードバック制御中
はコンデンサＣ４の端子電圧すなわち演算増幅器ＯＰ４
のプラス入力端子の電圧Ｖ十は小さくなる。

又この時正常なフィードバック制御中であるため演算増
幅器ＯＰ４及びＯＦ２の出力は低レベルとなっており、
トランジスタＱｌ、Ｑ２が共にオフになるので、演算増
幅器ＯＰ４のマイナス入力端子の電圧Ｖ−はＶＣＣを抵
抗Ｒ１４，ＲＸ５で分圧した大きな値Ｖａｈとなってい
る。

このためＶ＋〈Ｖ−となり演算増幅器ＯＰ４の出力は低
レベルに保たれ継続してフィードバック制御が行なわれ
る。

次に排気センサの内部抵抗ρが太き（なり演算増幅器Ｏ
Ｐ１の出力ｖ１が低下してＶｌ＜ＶＳの状態が長く続く
ようになり、そのため演算増幅器ＯＰ２の出力が高レベ
ルｖＨを継続すると、コンデンサＣ４の端子電圧すなわ
ちＶ＋の値が大きくなり（電源電圧ＶＣＣに近ず＜）ｖ
−の値（このときｖ−−ｖａｈ）より大きくなる。

このため演算増幅器ＯＰ４の出力は高レベルとなりフィ
ードバック制御が停止される。

又、この時演算増幅器ＯＰ４の出力が高レベルになると
トランジスタＱ２はオンとなり同時に排気センサ３に電
流が流し込まれ入力抵抗Ｒ２の端子電圧Ｖは該センサ３
の内部抵抗ρに対応した値（ただし演算増幅器ＯＰ４の
出力の高レベルｖＨよりは大きくならない）になる。

そして、このときρは大きい値になっているため演算増
幅器ＯＰ３の出力は高レベルとなりトランジスタＱ１を
オンとする。

このためＶ−の値はＶａｈより小さな値Ｖａｌ（はとん
どＯレベル）になる。

又この時は演算増幅器ＯＰ２の出力は低レベルになるが
、■＋はＶＣＣを抵抗Ｒ１８Ｊ Ｒ１９ＪＲ２ｏで分圧
した値となり、上記ｖａｌ（はとんどＯ）よりは大きな
値に保たれる。

そＩ） ｔ、＝ メＶ 十＞ ｖ−となるので演算増幅
器ＯＰ４の出力は高レベルｖＨに保たれフィードバック
制御は停止され続ける。

次に前記ρが低下してゆき、入力抵抗Ｒ２の端子電圧Ｖ
が低下してｖ＜ｖＨになると、演算増幅器ＯＰ３の出力
は低レベルとなりトランジスタＱ１がオフとなるためＶ
−の値がＶａｈ より小さくＶａｌより大きい値ｖａｍ
（Ｖｃｃを抵抗Ｒ１５とＲ２７との並列抵抗値とＲ１４
とで分圧した値）になり、■＋の値よりＶ−の値（この
ときｖ−−Ｖａｍ）が大きくなるため演算増幅器ＯＰ４
の出力は低レベルに変わりフィードバック制御が再開さ
れる。

そして排気センサ３への電流の流し込みが停止されると
共にトランジスタＱ２もオフになるのでまたＶ−は大き
い値ｖａｈとなり上記の状態が確実に継続される。

なお第１１図及び第１４図の回路において。

偏差検出回路４は入力信号Ｖを演算増幅器ＯＰ１で一旦
増幅したのち差動増幅器ＯＰ２に与えるように構成して
いるが、ＯＰｌを省略し、入力信号Ｖを直接ＯＰ２に与
えてもよい。

次に、第１５図は本発明の第３の実施例図である。

第１５図に第１１図と同符号は同一物を示す。第１５図
の回路は、偏差検出回路４０基準値ｖｓを固定値ではな
く排気センサ出力ｖ（Ｌ、たがってｖｌ）の極大値ｅＭ
ＡＸに応じて変化させるように構成した回路である（な
お極大値の代りにＶの平均値を用いても同様である）。

すなわち、ｖｌを抵抗Ｒ２１とＲ２□ とで所定の割合
（例えば−））で分割した値を、ダイオードＤ７コンデ
ンサＣ６及び抵抗Ｒ２３からなる保持回路で保持して基
準値ｖ８とするものである。

このようにｖｓをｅＭＡＸに応じて変化させることによ
り、より低い温度までフィードバック制御を行なうこと
が可能になる（制御に対する排気センサ特性例えば０２
センサ特性の温度によるバラツキや経時変化の影響等を
なくすことが出来る）。

また、トランジスタ０２及び抵抗Ｒ２，、Ｒ２，１７）
回路は、フィードバック制御中に基準値ｖ８が異常に上
昇するのを防止するための回路である。

すなわち第１６図に示すごとく、フィードバック制御が
停止されて排気センサ３に電流が流し込まれている間は
、内部抵抗ρに比例してｖｌは高い値（第１０図Ａから
も判るごとく、ｅＭＡＸより極めて高い値）になってい
る。

そのためその値を分割した基準値ＶＳ１も非常に高い値
になっている。

そして温度の上昇につれて内部抵抗ρが低下し、それに
ともなってＶ、も低下し、時点ｔ１においてフィードバ
ック制御が開始された場合、基準値Ｖ８１の値は保持回
路で保持されているため急激に低下することは出来ず、
適正な値（時点ｔ１以後のｖｌ の極大値の１程度の値
）よりずっと太き（なっているため、フィードバック制
御開始からしばらくの間は正常な制御が出来ないことに
なる。

そのため、演算増幅器ＯＰ３の出力が低レベル（フィー
ドバック制御の停止時）になっている間トランジスタＱ
２をオンにして抵抗Ｒ２□とＲ２２との交点の電圧を低
下させてやれば、基準値は第１６図のＶＳ２のように変
化し、フィードバック制御の開始時から直ちに正常な制
御を行なうことが可能になる。

なお抵抗Ｒ２４の値は、基準値ＶＳ２ の値が制御開
始時に適正値（例えば制御開始時のｅＭＡＸの＋−）に
なるように設定する。

また第１６図Ａはｖｌが飽和しない場合、Ｂはｖｌ が
飽和する場合を示す。

また第１５図において、トランジスタＱ２及び抵抗Ｒ２
４ｔ Ｒ２５の代りに、破線で示すごとくダイオードＤ
８と抵抗Ｒ２６との回路を用いても良い。

以上説明したごとく本発明によれば、制御開始点が空燃
比の状態にかかわらず必ず存在し、かつ制御停止点が排
気センサの配線のリーク等によらず必ず存在するので、
フィードバック制御の停止・開始を確実に制御すること
が出来る。

また温度が低下するにつれて混合気が濃い方へ制御され
るので、低温でもエンジンが確実に動作するので安全性
が高い等、多くの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する空燃比制衝装置の一例のブロ
ック図、第２図は排気センサの特性例図第３図は従来の
入力部の一例図、第４図は第３図の回路の特性図、第５
図は従来の入力部の他の一例図、第６図は第５図の回路
の特性図、第１図は従来の入力部の更に他の一例図、第
８図は第１図の回路の特性図、第９図は本発明の原理図
、第１０図は第９図の回路の特性図、第１１図は本発明
の一実施例図、第１２図は電流流し込み回路の機能を説
明するための特性図、第１３図は始動時の制御停止機能
を説明するための特性図、第１４図及び第１５図はそれ
ぞれ本発明の他の実施例図第１６図は電流流し込み時に
おける基準値の上昇を防止する回路の機能を説明するた
めの特性図である。 符号の説明、１・・・−・・エンジン、２・・・−・・
排気管、３・・・−・・排気センサ、４・・・・・・偏
差検出回路、５・・・・・・制御回路、６・・−・・・
燃料調量装置、１・・・・・・排気浄化装置、８・・−
・・制御停止・開始判別回路、９・・・・・・排気セン
サ、１０・・・・−・演算増幅器、１２・・−・・・ス
イッチ、１３・・・・・・電流源、１４・・・・・・偏
差信号の出力端子、１５・・・・・・制御停止信号の出
力端子、１６゜１Ｔ・・・・・・スタート信号の入力端
子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの排気ガス成分濃度を検出する排気センサ
   と、該排気センサの出力と基準値との偏差信号を出力す
   る偏差検出回路を備え、上記偏差信号に対応した制御信
   号に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比をフィ
   ードバック制御する空燃比制御装置において、上記偏差
   検出回路の入力部を高入力インピーダンスで構成すると
   ともに、上記排気センサと並列に所定値の入力抵抗を接
   続し、さらにフィードバック制御の停止中は上記排気セ
   ンサに外部から電流を流し込み、この状態で上記排気セ
   ンサ出力が第１設定値以下になるとフィードバック制御
   開始信号を出力し、かつフィードバック制御中は上記電
   流の流し込みを停止し、この状態で上記排気センサ出力
   が第２設定値以下の値を所定時間以上継続するとフィー
   ドバック制御停止信号を出力する制御停止・開始判別回
   路を備え、該制御停止・開始判別回路の出力信号に対応
   してフィードバック制御を停止又開始するように構成し
   た空燃比制御装置。 ２ 上記制御停止・開始判別回路を、上記排気センサ出
   力と前記第１設定値に対応した第１比較基準値との大小
   関係を判別する第１比較回路と、上記偏差信号の極大値
   を保持する極大値保持回路と、上記第１比較回路の出力
   と自己の出力とに応じて定まる前記第２設定値に対応し
   た第２比較基準値と上記極大値保持回路の出力との大小
   関係に応じてフィードバック制御開始信号又はフィード
   バック制御停止信号を出力する第２比較回路と、該第２
   比較回路がフィードバック制御停止信号を出力している
   とき上記排気センサに電流を流し込む電流流し込み回路
   とから構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の空燃比制御装置。 ３ 上記制御停止・開始判別回路を、上記排気センサ出
   力と前記第１設定値に対応した第１比較基準値との大小
   関係を判別する第１比較回路と、上記偏差信号の極大値
   を保持する極大値保持回路と、上記第１比較回路の出力
   に応じて上記極大値保持回路の出力を所定値だけ変化さ
   せる回路と、自己の出力に応じて定まる前記第２設定値
   に対応した第３比較基準値と上記極大値保持回路の出力
   との大小関係に応じてフィードバック制御開始信号又は
   フィードバック制御停止信号を出力する第３比較回路と
   、該第３比較回路がフィードバック制御停止信号を出力
   しているとき上記排気センサに電流を流し込む電流流し
   込み回路とから構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の空燃比制御装置。 ４ 上記電流流し込み回路に微分特性を持たせたことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載の空燃
   比制御装置。 ５ エンジンを始動するスタート信号が与えられている
   あいだ上記第２比較基準値又は上記極大値保持回路の出
   力を所定値だけ変化させるように構成した特許請求の範
   囲第２項記載の空燃比制御装置。 ６ エンジンを始動するスタート信号が与えられている
   あいだ上記第３比較基準値又は上記極大値保持回路の出
   力を所定値だけ変化させるように構成した特許請求の範
   囲第３項記載の空燃比制御装置。 ７ エンジンの排気ガス成分濃度を検出する排気センサ
   と、該排気センサの出力と基準値との偏差信号を出力す
   る偏差検出回路を備え、上記偏差信号に対応した制御信
   号に基づいてエンジンに供給する混合気の空燃比をフィ
   ードバック制御する空燃比制御装置において、上記偏差
   検出回路の入力部を高入力インピーダンスで構成すると
   ともに上記排気センサと並列に所定値の入力抵抗を接続
   し、さらにフィードバック制御の停止中は上記排気セン
   サに外部から電流を流し込み、この状態で上記排気セン
   サ出力が第１設定値以下になるとフィードバック制御開
   始信号を出力し、かつフィードバック制御中は上記電流
   の流し込みを停止し、この状態で上記排気センサ出力が
   第２設定値以下の値を所定時間以上継続するとフィード
   バック制御停止信号を出力する制御停止・開始判別回路
   と、上記排気センサ出力の極大値又は平均値に応じて上
   記基準値の値を定める基準値設定回路とを備え、上記制
   御停止・開始判別回路の出力信号に対応してフィードバ
   ック制御を停止又は開始させると共に、フィードバック
   制御開始時の基準値を制御、開始時における排気センサ
   出力の極大値より小さな値に保つように構成した空燃比
   制御装置。