JPS6345499B2

JPS6345499B2 -

Info

Publication number: JPS6345499B2
Application number: JP55108507A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ootsuka; Shin Narasaka; Shunpei Hasegawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1980-08-07
Filing date: 1980-08-07
Publication date: 1988-09-09
Also published as: JPS5735139A; US4393843A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃エンジンに供給される混合気の空
燃比をフイードバツク制御する空燃比フイードバ
ツク制御装置に関し、特に空燃比を制御する弁を
駆動するアクチユエータの位置を正確に把握し
て、空燃比の制御精度を確保するための装置に関
する。

内燃エンジンの排気ガス成分の濃度を検出する
装置と、エンジンに供給される混合気を生成する
燃料調量装置と、前記濃度検出装置の出力信号に
応じ混合気の空燃比を設定値にフイードバツク制
御するように前記濃度検出装置を前記燃料調量装
置に結合する装置で、電気回路、空燃比制御弁、
前記電気回路より制御されて前記空燃比制御弁を
駆動するパルスモータ等から成る装置とを備えエ
ンジンに供給される混合気の空燃比をフイードバ
ツク制御する空燃比フイードバツク制御装置は既
に本出願人により提案されている。

かかる空燃比フイードバツク制御装置に依れ
ば、空燃比制御弁を駆動するアクチユエータであ
るパルスモータが基準位置として設定された特定
の位置を通過する時開閉するようにリードスイツ
チを設けるとともに、リードスイツチの前記開閉
点に対応するパルスモータの前記特定の位置を予
め前記結合装置の電気回路内のメモリに記憶させ
ておき、エンジンの始動時において、パルスモー
タを駆動して上記特定位置に達したことをリード
スイツチの開閉に依つて検出してパルスモータの
初期位置を知るとともに、その後の空燃比制御で
は、電気回路内のメモリの上記記憶値をパルスモ
ータの基準位置と見做して空燃比制御を行つてい
る。

この空燃比制御装置においては、パルスモータ
自体はその実際位置を示す信号を発生せず、パル
スモータの実際の位置は、パルスモータに駆動信
号を供給する電気回路内の装置からパルス信号を
供給される実際位置カウンタのカウント値をパル
スモータの実際位置と見做すことによりモニター
されており、パルスモータの実際位置を直接モニ
ターするようには構成されていない。

しかしながら、このパルスモータの脱調・乱調
により上記カウンタの内容とパルスモータの実際
位置との間にずれが生じることがあり得、この結
果、パルスモータの実際の位置を正しく把握する
必要のあるオープンループ制御においてはエンジ
ンへの供給混合気の空燃比を適正な値に制御する
ことができない。

従つて、本発明は、フイードバツク制御中にパ
ルスモータがリードスイツチの開閉点を通過する
と同時に電気回路内のメモリに記憶されたパルス
モータの基準位置ステツプ数を実際位置カウンタ
にシフトして、パルスモータの実際位置を適確に
把握し、特にオープンループ制御において適正な
空燃比を確保するようにする機能を備えた空燃比
フイードバツク制御装置を提供するものである。

以下本発明の詳細を添付図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の装置の全体の構成図であり、
符号１は内燃エンジンを示し、エンジン１に連る
吸気マニホルド２には全体として符号３で示す気
化器が設けられている。気化器３にはフロート室
４と一次側吸気通路とを連通する燃料通路５，６
が形成され、これらの通路は夫々空気通路８₁，
８₂を介して空燃比制御弁９に接続されている。
更に、気化器３にはフロート室４と二次側吸気通
路とを連通する燃料通路７₁，７₂が形成され、通
路７₁は空気通路８₃を介して空燃比制御弁９に接
続されると共に二次側吸気通路のスロツトル３０
_２の少し上流側に開口している。通路７₂は固定絞
りを有する空気路８₄を介してエアクリーナ内部
と連通している。該制御弁９は図示例では３個の
流量制御弁から成り、各流量制御弁はシリンダ１
０と、該シリンダ１０内に変位可能に挿入された
弁体１１と、該シリンダと弁体間に装架され弁体
を一方向に押圧するコイルばね１２とから構成さ
れている。各弁体１１の反コイルばね側端部１１
ａはテーパ状に形成されており、弁体１１の変位
に応じて弁体テーパ部１１ａが挿通されているシ
リンダ１０の対向端開口１０ａの開口面積が変化
するようになつている。各弁体１１の一端は往復
動可能で回り止めされたウオーム部材１４に連結
された連結プレート１５に当接している。ウオー
ム部材１４はその周囲にラジアル軸受１６を介し
て回転自在に配されたパルスモータ１３のロータ
１７とねじ係合しており、更にロータ１７の外周
にはソレノイド１８が配されている。ソレノイド
１８は電子コントロールユニツト（以下「ECU」
と云う）２０と電気的に接続されており、ECU
２０からの駆動パルスによりソレノイド１８が付
勢されてロータ１７が回転し、ロータ１７とねじ
係合したウオーム部材１４が図において左右方向
に変位する。従つて、ウオーム部材１４と連結し
たプレート１５が左右方向に変位する。

パルスモータ１３の固定ハウジング２１には氷
久磁石２２とリードスイツチ２３とが対向して設
けられているとともに、前記プレート１５の周縁
には磁性材料から成る遮蔽板２４が氷久磁石２２
とリードスイツチ２３間に出没しうるように取り
付けられている。上述のプレート１５の左右方向
の変位に伴い遮蔽板２４が左右に変位するが、こ
の変位に従つてリードスイツチ２３がオン・オフ
するようになつている。すなわち、空燃比制御弁
９の弁体位置が氷久磁石２２、リードスイツチ２
３および遮蔽板２４の取付位置により決定される
基準位置を通過するとその移動方向に応じてリー
ドスイツチ２３がオンまたはオフに切り換えられ
リードスイツチ２３はこのオン・オフ切換に応じ
た二値信号をECU２０に供給する。

尚、ハウジング２１には大気と連通した空気取
入口２５が形成され、この取入口２５に挿着され
たフイルタ２６を介して大気を各流量制御弁に導
いている。

一方、エンジンの排気マニホルド内壁２７には
酸化ジルコニウム等から成るO₂センサ２８が該
マニホルド２７内に突出して設けられ、その出力
はECU２０に供給される。また、大気圧センサ
２９がエンジンを塔載した車輌周囲の大気圧を検
出可能に配されて、その検出値信号をECU２０
に供給する。

尚、第１図において、符号３９は排気ガス中の
CO、HC、NOxを浄化する三元触媒、３１は管
路３２を介してスロツトル弁３０₁，３０₂より下
流の吸気マニホルド２内の吸気圧を検出しその出
力をECU２０に供給する圧力センサ、３３はエ
ンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検出す
るために冷却水が充満したエンジン気筒周壁内に
挿着されその出力をECU２０に供給するサーミ
スタ、３４は先端を燃焼室内に突出してエンジン
気筒頭壁内に埋設された点火プラグ、３５はデイ
ストリビユータ、３６は点火コイル、３７は点火
スイツチおよび３８はバツテリである。デイスト
リビユータ３５はエンジン回転数に比例した速度
で回転する駆動軸（図示せず）を有し、該駆動軸
の回転に同期したコンタクト・ポイントの開閉ま
たは無接点型のピツクアツプの出力信号に対応し
た点火コイル３６のパルス電流がECU２０に供
給されるようになつており、従つてこの実施例で
はデイストリビユータ３５と点火コイル３６はエ
ンジン回転数センサを兼用する。

次に、上述した本発明の空燃比制御装置の制御
内容について、先に説明した第１図を参照して説
明する。

始動時の制御先ず、エンジンの始動時において、点火スイツ
チ３７がオンにセツトされると、ECU２０がイ
ニシヤライズ（初期化）され、ECU２０はリー
ドスイツチ２３を介してアクチユエータであるパ
ルスモータ１３の基準位置を検出し、次いでパル
スモータ１３を該基準位置からエンジンの始動に
最適な所定の位置（プリセツト位置）（以下
「PS_CR」と云う）に云るまで駆動し、初期空燃比
を所定の対応する値にセツトする。この初期空燃
比の設定は、エンジン回転数Neが所定の値N_CR
（例えば400rpm）以下であり且つエンジンが完爆
に至る前であることを条件として行われる。但
し、N_CRはクランキング回転数よりも大で且つア
イドル回転数より小である。

尚、上記基準位置は、第１図の説明において述
べたように、パルスモータ１３のリードスイツチ
２３がオン・オフするときの位置に基づいて検出
される。

次に、ECU２０はO₂センサ２８の活性化状態
およびサーミスタ３３により検出されるエンジン
の冷却水温T_Wをモニタし、空燃比制御の開始の
条件が成立したか否かを決定する。空燃比フイー
ドバツク制御を正確に行うにはO₂センサ２８が
十分に活性化した状態にあり且つ、エンジンが暖
機完了状態にあることが必要である。また、酸化
ジルコニウム等から成るO₂センサはその内部抵
抗が温度の上昇につれ減少してくる特性を持つて
いる。このO₂センサにECU２０に内蔵される定
電圧源から適当な抵抗値を有する抵抗を介して電
流を供給すると、不活性時には最初その出力電圧
が定電圧源の電圧（例えば5V）に近い値を示し、
その温度が上昇するにつれて出力電圧が低下す
る。そこでO₂センサの出力電圧が所定の電圧Vx
まで低下した時に活性化信号を発生し、その信号
の発生から所定の時間tx（例えば１分間）をカウ
ントするタイマがカウントを完了した後であつて
且つ冷却水温T_Wが空燃比のフイードバツク制御
が可能な開度まで自動チヨークが開くような所定
の値T_Wxに達した後に空燃比フイードバツク制御
を開始する。

尚、パルスモータ１３は、このO₅センサ活性
化および冷却水温T_Wの検出段階では前述の所定
位置PS_CRに保持されており、後述の空燃比制御
の開始後エンジンの作動状態に応じた適当な位置
に駆動制御される。

基本空燃比制御次に上述した始動時の制御が終ると、基本空燃
比制御に係り、ECU２０は、O₂センサ２８から
の出力信号Ｖ、圧力センサ３１からの吸気マニホ
ルド内の絶対圧P_B、回転数センサ３５，３６か
らのエンジン速度Neおよび大気圧センサ２９か
らの大気圧P_Aに応じてパルスモータ１３を駆動
して空燃比を制御する。より詳細には、この基本
空燃比制御は、スロツトル弁全開時、アイドル
時、減速時の各オープンループ制御並びに部分負
荷時のクローズドループ制御から成る。これらの
制御はすべてエンジンが暖機完了状態に至つた後
に行われる。

先ず、スロツトル弁全開時のオープンループ制
御条件は大気圧センサ２９からの大気圧P_Aと圧
力センサ３１からの負圧P_B（絶対圧）との差P_A−
P_B（ゲージ圧）が所定の差ΔP_WOTより低い時に成
立する。ECU２０は上記センサ２９，３１の出
力信号間の差とその内部に記憶された所定の差
ΔP_WOTとを比較し、上記のP_A−P_B＜ΔP_WOTなる条
件が成立するときにはパルスモータ１３を全開時
のオープンループ制御条件の消滅時にエンジンの
エミツシヨンに最適となる所定位置（プリセツト
位置）PS_WOTに至るまで駆動し該所定位置に停止
させる。全開時には公知のエコノマイザ（図示せ
ず）等が作動し、エンジンにはRICH（空燃比が
小）な混合気が供給される。

アイドル時のオープンループ制御条件は、エン
ジン回転数Neの所定のアイドル回転数I_IDL（例え
ば1000rpm）より低いときに成立する。ECU２
０は回転センサ３５，３６の出力信号Neとその
内部に記憶された所定の回転数N_IDLとを比較し、
上記のNe＜N_IDLの条件が成立するときは、パル
スモータ１３をエンジンのエミツシヨンに最適な
所定のアイドル位置（プリセツト位置）PS_IDLに
至るまで駆動し、該所定位置に停止させる。

尚、上記の所定アイドル回転数N_IDLは調整され
る実際のアイドル回転数よりもわずかに高い値に
設定される。

次に、減速時にオープンループ制御条件は、吸
気マニホルド内の絶対圧P_Bが所定の絶対圧P_BDEC
より低いときに成立する。ECI２０は圧力センサ
３１の出力信号P_Bとその内部に記憶された所定
の絶対圧P_BDECとを比較し、上述のP_B＜P_BDECの条
件が成立するときはパルスモータ１３を所定の減
速位置（プリセツト位置）PS_DECに至るまで駆動
し該所定位置に停止させる。

上述の減速時の制御条件の根拠は、減速により
吸気マニホルド内の絶対圧P_Bが所定値以下に低
下すると排気ガス中の未燃HCが増大し、その結
果O₂センサの検出値信号に基づく空燃比フイー
ドバツク制御が正確に出来ず理論混合比が得られ
ないことがある。従つて、上述のように圧力セン
サ３１により検出された吸気マニホルド内の絶対
圧P_Bが所定値P_BDECより小さいときアクチユエー
タ（パルスモータ）を減速時のオープンループ制
御条件の消滅時にエンジンのエミツシヨンに最適
となる所定の位置（プリセツト位置）PS_DECに移
動してオープンループによる制御を行うようにし
たものである。

尚、上記スロツトル弁全開時、アイドル時、減
速時の各オープンループ制御には、後述するよう
に、大気圧P_Aに応じて夫々のパルスモータ１３
の所定位置PS_WOT、PS_IDL、PS_DECを夫々適当に補
正される。

一方、部分負荷時のクローズドループ制御条件
は、エンジンが前述した各オープンループ制御条
件の成立時以外の作動状態にあるときに成立す
る。このクローズドループ制御においてECU２
０は、回転センサ３５，３６により検出されたエ
ンジン回転数NeとO₂センサ２８の出力信号Ｖに
応じてフイードバツクに依る比例制御（以下「Ｐ
項制御」と云う）または積分制御（以下「Ｉ項制
御」と云う）を行う。

より詳細には、O₂センサ２８の出力電圧が所
定電圧Vrefより高レベル側または低レベル側で
のみ変化する場合はＩ項修正、即ちO₂センサの
出力電圧が所定電圧Vrefに対し高レベル側或い
は低レベル側にあることに相応する二値信号を積
分した値に従つてパルスモータ１３の位置を修正
し、安定した正確な位置制御を行うようにしてい
る。一方O₂センサ２８の出力信号が高レベルか
ら低レベルにまたは低レベルから高レベルに変化
した場合はＰ項修正、即ちO₂センサの出力電圧
の変化に直接比例した値に従つてパルスモータ１
３の位置を修正し、Ｉ項修正に比しより迅速で効
率のよい制御を行う。

上述のＩ項制御においては、O₂センサの出力
電圧の変化に基づく二値信号を積分して得られる
値に従つてパルスモータの位置を変化させるが、
毎秒当り増減するステツプ数はエンジンの回転数
に対応して変えている。すなわち、低い回転域に
おけるＩ項修正により毎秒当り増減するステツプ
数は少ないが、回転数の上昇に応じて増加し、高
い回転数における毎秒当りのステツプ増減数は多
くなるように制御する。

また、所定電圧Vrefに関して高レベルから低
レベルへのO₂センサ出力の変化またはその反対
方向への変化があつたときに行われるＰ項制御に
おいては、毎秒当り増減するパルスモータのステ
ツプ数は、エンジン回転数と無関係に一律に同一
の所定値（例えば、６ステツプ）に設定されてい
る。

また、エンジンの加速（ゼロ発進−加速）時の
空燃比制御はエンジンの暖機が完了し、エンジン
回転数Neが低速回転域から高速回転域に移行す
る段階で前述した所定のアイドル回転数N_IDL（例
えば1000rpm）を越えたとき、即ちNe＜N_IDLの
状態からNe≧N_IDLの状態に変つたときを条件と
して行われる。この時点においてECU２０はパ
ルスモータ１３を所定の加速時位置（プリセツト
位置）PS_ACCに急速に移行させる。この直後から、
ECU２０は前述した空燃比フイードバツク制御
を開始する。このPS_ACCについても、後述のよう
に大気圧P_Aに対応して適当に補正される。

上述のように、エンジンの加速時にはアクチユ
エータ位置を有害ガス排出量の少ない所定の値
PS_ACCに移行させるので、エンジンを塔載した車
輌の停車位置から加速するいわゆるゼロ発進にお
いて、排気ガス対策上有利であるとともにその後
の空燃比フイードバツクを最適に行うことが可能
となる。このように、ゼロ発進時にパルスモータ
をこのプリセツト値PS_ACCにセツトすることによ
り、ゼロ発進状態での排気ガス中の有害成分の排
出量を低減させるとともに、このゼロ発進に直ぐ
に続く空燃比フイードバツクの初期空燃比が設定
されることになり、かかるフイードバツク制御時
においてエンジンのエミツシヨン特性上および運
転性上最適な混合気の空燃比を得ることができ
る。

特にゼロ発進時からその前後の空燃比フイード
バツク制御時にかけて発生する排気ガス中の有害
ガス成分のトータルの排出量を大幅に減少するこ
とが出来るので、公害対策上有利である。

上述した種々のオープンループ制御から部分負
荷時のクローズドループ制御への移行またはその
逆の移行の際オープンループ状態とクローズドル
ープ状態間の切換は次のように行われる。先ず、
クローズドループからオープンループに切換える
ときは、ECU２０はパルスモータ１３を、各オ
ープンループ状態に入る前のその位置と無関係
に、後述の方法により大気圧補正された所定の位
置PSi（P_A）に移動させ該所定位置に停止させる。
この所定位置PSi（P_A）とは前述したパルスモー
タのオープンループ時の種々のプリセツト位置
PS_CR、PS_WOT、PS_IDL、PS_DEC、PS_ACCであつて、後
述のように大気圧に対応して補正されたものを示
す。上述の夫々の所定位置へのパルスモータ１３
の位置セツトにより夫々のオープンループ制御を
即座に行うことが出来る。

一方、オープンループからクローズドループへ
の切換時には、ECU２０からの指令によりパル
スモータ１３はＩ項モードにより空燃比フイード
バツク制御を開始する。すなわち、オープンルー
プからクローズドループへ切換わるタイミングに
対してO₂センサの出力信号レベルが高レベルか
ら低レベルにまたはその逆方向に切換わるタイミ
ングが多少変化することがあり、このときにはＰ
項モードにより空燃比フイードバツク制御を開始
する場合に比してＩ項モードによりかかる制御を
開始する場合のほうが上記タイミングの差異によ
り生ずるクローズドルーブに切換わつた直後のパ
ルスモータ１３の位置差はかなり小さくなるの
で、正確な空燃比制御が早期に可能となり、高い
エミツシヨンの安定性が得られるのである。

また、前述したようにオープンループによる空
燃比制御時およびオープンループからクローズド
ループへの移行時に大気圧の変化に拘らず最良の
排気ガスエミツシヨン特性を得るようにするため
には、オープンループ時のパルスモータ１３の位
置を大気圧の変化に応じて補正する必要がある。
本発明の空燃比制御に依れば、前述したパルスモ
ータ１３の各オープンループ制御時の所定値（プ
リセツト値）PS_CR、PS_WOT、PS_IDL、PS_DEC、PS_ACC
を下記の式により大気圧P_Aの変化に対してリニ
ア補正するようにしている。

PSi（P_A）＝PSi＋（760−P_A）×Ci 但し、ｉはCR、WOT、IDL、DEC、ACCの
うちのいずれか１つを表わし、従つてPSiは１気
圧（＝760mmHg）におけるPS_CR、PS_WOT、PS_IDL、
PS_DEC、PS_ACCのうちのいずれか１つ、Ciは補正係
数であつて、C_CR、C_WOT、C_IDL、C_DEC、C_ACCのうち
のいずれか１つを夫々表わす。尚、PSi、Ciは
ECU２０の内部に予め記憶されている。

ECU２０は、後に詳細に述べるように、各オ
ープンループ制御に固有の係数PSi、Ciを上述の
式に適用して、該式によりオープンループ時のパ
ルスモータ１３の位置PSi（P_A）を計算し、パル
スモータ１３を該計算により求められた位置PSi
（P_A）まで移動せしめる。

このようにしてオープンループ制御時の空燃比
を大気圧に対応して補正することにより、最良の
運転性の確保、点火プラグのくすぶり等の防止と
云う従来周知の効果に加え、上述のオープンルー
プ時のパルスモータ位置はその後のクローズドル
ープ制御の開始点となるため、Ciの値を適当に選
ぶことにより最適なエミツシヨン特性を得ること
ができる。

更に、空燃比制御弁９のアクチユエータとして
使用されるパルスモータ１３の位置はECU２０
内の位置カウンタによりモニターされているが、
このパルスモータの脱調・乱調によりカウンタの
内容とパルスモータの実際の位置との間にずれが
生じることがあり得る。このような場合、ECU
２０はカウンタのカウント値をパルスモータ１３
の実際の位置と見做して作動することになるが、
パルスモータ１３の実際の位置を正しく把握する
必要のあるオープンループ制御においては制御操
作において支障を来たす。

このため、本発明の空燃比制御システムにおい
ては、先に述べたように、ECU２０がパルスモ
ータ１３を駆動してリードスイツチ２３が開閉す
るパルスモータ位置を基準位置（例えば、50ステ
ツプ）として把握することから成る初期位置検出
に加え、パルスモータ１３がリードスイツチ２３
の開閉点を通過すると同時にECU２０内に記憶
された基準位置ステツプ数（例えば、50ステツ
プ）を位置カウンタにシフトすることにより、そ
の後の制御精度を確保するようにしている。

例えば、第２図に示すように、パルスモータ１
３はＩ項制御およびＰ項制御により実線で示すよ
うな位置に駆動制御されている一方、ECU２０
のパルスモータ実際位置カウンタのカウント値は
破線で示すようにパルスモータの実際位置からず
れる現象が前述したパルスモータの脱調・乱調等
を原因として生じ得る。このため、例えばＡ時点
でパルスモータが基準位置（50ステツプ）を通過
するときリードスイツチ２３の開閉によりこれを
検出してそのときのカウンタのカウント値ａを上
記基準位置の内容（50ステツプ）に書き換えるこ
とにより修正するのである。

第３図は、上述した本発明の空燃比制御装置に
使用されるECU２０の内部構成を示すブロツク
図である。

符号２０１は、O₂センサ活性化検出回路であ
り、その入力側には第１図のO₂センサ２８の出
力電圧Ｖが入力される。前記回路２０１の出力電
圧Ｖが所定値Vx以下になつてから所定時間tx経
過後活性化判定回路２０２に活性化信号S₁を供給
する。活性化判定回路２０２の入力側には第１図
のサーミスタ３３からのエンジン冷却水温信号
T_Wも入力される。しかして、活性化判定回路２
０２は前記活性化信号と所定値W_Wxを越えた値の
水温信号T_Wとが共に入力されれたとき空燃比制
御開始信号S₂をPI制御回路２０３に供給し、PI
制御回路２０３をこの制御開始信号により作動開
始状態に至らしめる。空燃比判定回路２０４は、
O₂センサ２８の出力電圧が所定電圧Vrefより大
きいか小さいかに応じてエンジン排気ガスの空燃
比を判定し、斯く得られた空燃比を表わす二値信
号S₃をPI制御回路２０３に供給する。一方、第
１図のエンジン回転センサ３５，３６からのエン
ジン回転数信号Ne、圧力センサ３１からの絶対
圧信号P_B及び大気圧センサ２９からの大気圧信
号P_Aが又第３図の活性化判定回路２０２からの
開始信号S₂がECU内のエンジン状態検出回路２
０５に入力され、この回路２０５は、これらの信
号に対応した制御信号S₄をPI制御回路２０３に
供給する。PI制御回路は、従つて、空燃比判定
回路２０４からの空燃比信号S₃と、エンジン状態
検出回路２０５からの制御信号S₄中エンジン回転
数Neに応ずる信号分とに応じて必要なパルスモ
ータ制御パルス信号S₅を後述する切換回路２０９
に供給する。更にエンジン状態検出回路２０５は
エンジン回転数Ne、吸気マニホルド絶対圧P_B、
大気圧P_A、空燃比制御開始信号S₂とに応じた信
号分を含む該制御信号S₄をPI制御回路２０３に
供給する。該信号分がPI制御回路２０３に与え
られる時該回路２０３は作動を停止する。PI制
御回路２０３は該信号分の供給が停止される時、
積分項から始まるパルス信号S₅を切換回路２０９
に出力するよう構成される。

一方、プリセツト値レジスタ２０６にはエンジ
ンの種々の状態に適用されるパルスモータのプリ
セツト値PS_CR、PS_WOT、PS_IDL、PS_DEC、PS_ACCの基
本値とこれらの大気圧補正係数C_CR、C_WOT、C_IDL、
C_DEC、C_ACCとが記憶保持されている。エンジン状
態検出回路２０５はエンジンの状態をO₂センサ
の活性化の有無、エンジン回転数Ne、吸気通路
絶対圧P_B、大気圧P_Aにより検出してレジスタ２
０６から夫々のエンジン状態に対応したプリセツ
ト値の基本値とその補正係数とを選択して演算処
理回路２０７に読み出す。演算処理回路２０７は
大気圧信号P_Aに応じて、前述したPSi（P_A）＝PSi
＋（760−P_A）×Ciなる式により演算処理し、得ら
れたプリセツト値は比較器２１０に印加される。

一方、基準位置検出信号処理回路２０８は基準
位置検出装置（リードスイツチ）２３の開閉のよ
る出力信号に応じてエンジン始動時からパルスモ
ータが基準位置に到達したことを検出するまでの
間レベル信号S₆を発生し、該信号は切換回路２０
９に供給され、この切換回路２０９はこのレベル
信号を印加されている間PI制御回路２０３から
パルスモータ駆動信号発生装置２１１に制御信号
S₅が伝達されるのを遮断し、パルスモータの初期
位置設定とPI制御の両操作同志の干渉を回避す
る。基準位置検出信号処理回路２０８はまた基準
位置を検出するために、基準位置検出装置２３か
らの出力信号に応じてパルスモータ１３がステツ
プ数の増加又は減少方向に動作することを許容す
るパルス信号S₇を発生する。このパルス信号S₇は
パルスモータ駆動信号発生装置２１１に直接供給
されて該装置をしてパルスモータ１３を基準位置
を検出するまで駆動せしめる。更に基準位置検出
信号処理回路２０８は基準位置を検出する毎にパ
ルス信号S₈を発生する。このパルス信号S₈はパル
スモータ１３の基準位置（50ステツプ）の内容が
記憶保持された基準位置レジスタ２１２に供給さ
れ、該レジスタはこの信号に応じてその記憶値を
比較器２１０の一方の入力端子と、アップダウン
カウンタ２１３とに印加する。アツプダウンカウ
ンタ２１３はパルスモータの駆動信号発生装置２
１１からの出力パルス信号S₉を供給されてパルス
モータ１３の実際位置をカウントするものである
が、上記所定値レジスタ２１２からの信号を印加
されたときそのカウント値がパルスモータの基準
位置の内容に書き換えられる。

斯く書き換えられたカウント値は比較器２１０
の他方の入力端子に印加されるが、比較器２１０
は前記一方の入力端子にも同じパルスモータ基準
位置内容が印加されているので、比較器２１０か
らパルスモータ駆動信号発生装置への比較出力
S₁₀が出力されず、パルスモータは基準位置に確
実に位置付けられる。その後O₂センサ２８の不
活性時には比較器２１０の前記一方の入力端子に
演算処理回路２０７から大気圧補正されたプリセ
ツト値PS_CRが入力され、このプリセツト値とア
ツプダウンカウンタ２１３のカウント値の差に対
応した比較出力S₁₀が比較器２１０からパルスモ
ータ駆動信号発生装置２１１に入力され、正確な
パルスモータ１３の位置制御を行うことができ
る。尚、エンジン状態検出回路２０５で他のオー
プンループ条件を検出した時も同様な作動がなさ
れる。

第４図はパルスモータが基準位置を通過する時
点を検出してECU２０内の実際位置カウンタの
値を該基準位置の値に修正する装置の回路図であ
る。

ECU２０内には、第３図の基準位置信号処理
回路２０８の一部を成す基準位置検出回路２０
８′がパルスモータ１３の位置検出装置（リード
スイツチ）２３と接続され、その出力側は必要ビ
ツト数の信号を発生するべく複数の並列AND回
路から成る基準位置信号発生回路２１２ｂの一入
力端子に接続されている。この回路２１２ｂの他
方の入力端子には回路２１２ｂと共に第３図の基
準位置レジスタ２１２を構成する基準位置メモリ
２１２ａが接続されている。この基準位置メモリ
２１２ａにはパルスモータ１３の基準位置の値が
記憶されている。回路２１２ｂの出力側はパルス
モータの実際の位置を保持するレジスタ２１３ａ
に接続されている。実際位置レジスタ２１３ａは
出力側がパルスモータ駆動信号発生装置２１１に
接続された比較器２１０の一方の入力端子に接続
されている。パルスモータ駆動信号発生装置２１
１の出力側はパルスモータ１３に接続されるとと
もに、AND回路２１３ｂを介して実際位置レジ
スタ２１３ａに接続されている。AND回路２１
３ｂの一入力端子にはインバータ２１３ｃを介し
て基準位置検出回路２０８′の出力側に接続され
ている。また、AND回路２１３ｄが一方の入力
端子を実際位置レジスタ２１３ａの出力側に、他
方の入力端子を基準位置検出回路２０８′の出力
側に、且つ出力側を比較器２１０の他方の入力端
子に夫々接続されている。上記実際位置レジスタ
２１３ａはAND回路２１３ｂ、インバータ２１
３ｃ、及びAND回路２１３ｄと共に第３図のア
ツプダウンカウンタ２１３を構成する。

一方、O₂センサ空燃比判定回路２０４は第３
図のPI制御回路２０３の一部を成すPI信号発生
回路２０３′に接続され、該回路２０３′の出力側
とエンジン状態検出回路２０５の出力側とは
AND回路２１４の入力側に接続されている。エ
ンジン状態検出回路２０５はオープンループ制御
条件下では二値信号＝０をAND回路２１４に供
給するようにされている。また、AND回路２１
４は出力側が比較器２１０の他方の入力端子に接
続されたパルスモータの目標値レジスタ２１５に
接続されている。また、この目標値レジスタ２１
５の入力側には更に第３図の演算処理回路２０７
の演算処理部２０７ａの出力側とAND回路２１
６を介して接続されている。AND回路２１６の
演算処理部２０７ａに接続された入力端子と別の
入力端子にはAND回路２１４に接続されたエン
ジン状態検出回路２０５の出力端子がインバータ
２１７を介して接続されている。また演算処理部
２０７ａと共に演算処理回路２０７を構成すると
ともに実際に検出された大気圧と所定大気圧（例
えば760mmHg）との差を算出する除算部２０７ｂ
が演算処理部２０７ａと大気圧センサ２９間に接
続されている。

尚、第４図において、O₂センサ活性化検出回
路２０１、活性化判定回路２０２、O₂センサ空
燃比判定回路２０４、エンジン状態検出回路２０
５、プリセツト値レジスタ２０６等は第３図と同
様に配置されているので説明を省略する。

上述した構成の回路の作動を以下説明する。前
述したようにパルスモータ１３はパルスモータ駆
動信号発生装置２１１からの駆動信号により駆動
されるが、この駆動信号はAND回路２１３ｂを
介して実際位置レジスタ２１３ａにも供給され、
従つて実際位置レジスタ２１３ａの記憶内容は駆
動信号に基づいたパルスモータの実際位置に対応
したものとなつている。パルスモータ１３が基準
位置（50ステツプ）を通過したときは位置検出装
置２３のオン・オフに基づいて基準位置検出回路
２０８′は二値信号の出力＝１を基準位置パルス
信号発生装置２１２ｂの一方の入力端子に印加す
る。同時に該二値信号はAND回路２１３ｂにイ
ンバータ２１３ｃを介して印加されてAND回路
２１３ｂから実際位置レジスタ２１３ａへの駆動
信号の供給を中断せしめる。この装置２１２ｂの
他方の入力端子には基準位置メモリ２１２ａから
の基準位置信号が印加され、従つて装置２１２ｂ
から実際位置レジスタ２１３ａにはパルスモータ
１３の基準位置に対応する信号が供給されて該レ
ジスタの記憶値を該基準位置の内容に書き換え
る。斯くして、パルスモータ１３の実際位置に対
応してECU２０内のアツプダウンカウンタ２１
３の記憶値の修正が行われる。尚、このとき、第
３図について述べたように、斯く書き換えられた
実際位置レジスタ２１３ａの値（基準位置）はパ
ルスモータ１３の基準位置検出時には比較器２１
０の一方の入力端子に印加されるが、これと同時
にレジスタ２１３ａの同じ値（基準位置）は
AND回路２１３ｄ（この回路の一方の入力端子に
は基準位置検出回路２０８′からの二値信号＝１
が基準位置検出時に印加される）を介して比較器
２１０の他方の入力端子にも印加されるので、比
較出力S₁₀は出力されず、パルスモータ１３は基
準位置に確実に位置付けられる。従つて、パルス
モータ１３が基準位置を通過した後は実際位置レ
ジスタ２１３ａの値はパルスモータ１３の実際位
置に正確に対応したものとなる。

一方、クローズドループにおけるフイードバツ
ク制御中はPI信号発生回路２０３′はO₂センサ空
燃比判定回路２０４からの信号に応じてＰ項又は
Ｉ項によるパルスモータ制御信号をAND回路２
１４を介して目標値レジスタ２１５に供給し、比
較器２１０は目標値レジスタ２１５の値と実際位
置レジスタ２１３ａの値とを比較して両者間の差
分に応じた比較出力S₁₀をパルスモータ駆動信号
発生装置２１１に供給して、実際位置カウンタ２
１３ａの値が目標値レジスタ２１５の値と同一に
なるまでパルスモータを駆動せしめる。オープン
ループ制御条件成立時には、O₂センサ活性化判
定回路２０２の出力信号、圧力センサ３１、エン
ジン回転センサ３５，３６および大気圧センサ２
９からの出力信号に応じてエンジン状態検出回路
２０５はかかるオープンループ制御条件の成立を
検出して二値信号＝０をAND回路２１４に印加
してPI信号発生回路２０３′から目標値レジスタ
２１５へのPI制御信号の供給を中断せしめる。
同時に、この二値信号＝０によりAND回路２１
６の一方の入力端子にはインバータ２１７を介し
て入力＝１が印加される。このとき、第３図につ
いて前述したように、エンジン状態検出回路２０
５はプリセツト値レジスタ２０６から夫々のエン
ジン状態に対応したプリセツト値の基本値とその
補正係数とを選択して演算処理部２０７ａに読み
出し、演算処理部２０７ａは除算部２０７ｂから
の実際の大気圧と所定の大気圧（760mmHg）との
差に応じてパルスモータの目標位置を演算処理に
より算出し、この目標位置に対応する演算値信号
をAND回路２１６を介して目標位置レジスタ２
１５に印加する。尚、前述のようにAND回路２
１６の一入力端子には入力＝１が印加されている
ので、この入力＝１が供給されている間、演算処
理部２０７ａから目標位置レジスタ２１５に上記
演算値信号を供給される。

オープンループ制御条件の成立時には、比較器
２１０は従つて、一方の入力端子には、基準位置
検出時に基準位置値に置き換えられたことにより
パルスモータの実際位置に正確に対応した実際位
置レジスタ２１３ａの値を、また他方の入力端子
にはそのときのオープンループ条件に対応したパ
ルスモータ１３の目標位置レジスタ２１５からの
パルスモータ目標値（大気圧補正されたプリセツ
ト値）を夫々供給され、両者間の差に対応した比
較出力S₁₀をパルスモータ駆動信号発生装置２１
１に供給し、パルスモータ１３を比較出力S₁₀に
基づいた該装置２１１からの駆動信号により、実
際位置レジスタ２１３ａの値が目標位置レジスタ
２１５の値と同一になるまで駆動せしめる。

以上説明したように、本発明の空燃比フイード
バツク制御装置に依れば、フイードバツク制御中
に、パルスモータがパルスモータ位置検出装置で
あるリードスイツチの開閉点を通過すると同時に
電気回路内のメモリに記憶されたパルスモータの
基準位置内容を実際位置カウンタにシフトし、斯
くパルスモータの実際位置に正確に対応した該カ
ウンタの値に基づいて空燃比制御を行うようにし
たので、特にオープンループ制御においてパルス
モータをエンジン状態に対応する所定のプリセツ
ト位置に正しく制御することが可能となり、適正
な空燃比を確保することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空燃比フイードバツク制
御装置を示す構成図、第２図はパルスモータの位
置とECU内の実際位置カウンタのカウント値と
の関係を示すグラフ、第３図は第１図のECU内
の電気回路の全体を示すブロツク図、および第４
図はパルスモータの基準位置を検出してECU内
の実際位置カウンタの値を修正する装置の回路で
ある。１……内燃エンジン、２……吸気マニホルド、
３……気化器、９……空燃比制御弁、１３……パ
ルスモータ、２０……ECU、２３……リードス
イツチ、２８……O₂センサ、２９……大気圧セ
ンサ、２０８′……基準位置検出装置、２１０…
…比較器、２１１……パルスモータ駆動信号発生
装置、２１２ａ……基準位置メモリ、２１２ｂ…
…基準位置信号発生回路、２１３……アツプダウ
ンカウンタ、２１３ａ……実際位置レジスタ、２
１５……目標位置レジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１内燃エンジンの排気ガス成分の濃度を検出す
る装置と、エンジンに供給される混合気を生成す
る燃料調量装置と、前記濃度検出装着の出力信号
に応じ混合気の空燃比を設定値にフイードバツク
制御するように前記濃度検出装置を前記燃料調量
装置に結合する装置で、電気回路と、空燃比制御
弁と、前記電気回路により制御されて前記空燃比
制御弁を駆動するパルスモータとを有する装置と
を備える内燃エンジンに供給される混合気の空燃
比をフイードバツク制御する空燃比フイードバツ
ク制御装置において、前記パルスモータがその可
動範囲内に設定された基準位置にあるとき出力を
発生する位置検出手段と、前記パルスモータの基
準位置を記憶するメモリと、前記濃度検出装置か
らの検出値信号に応じて前記パルスモータの目標
位置を示す第１レジスタと、前記パルスモータの
実際位置を示す第２レジスタと、前記第２レジス
タの値を第１レジスタの値と同一になるまでパル
スモータを駆動させる手段と、前記位置検出手段
の出力に応じ、前記メモリの値を前記第２レジス
タの値にシフトする手段とを含むことを特徴とす
る空燃比フイードバツク制御装置。