JPH0146697B2

JPH0146697B2 -

Info

Publication number: JPH0146697B2
Application number: JP55095512A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ootsuka; Shin Narasaka; Shunpei Hasegawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1980-07-12
Filing date: 1980-07-12
Publication date: 1989-10-11
Also published as: US4380985A; JPS5720529A

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
空燃比制御装置に関し、特に、かかる空燃比制御
装置に設けられて、エンジンの始動に際し、空燃
比制御弁を駆動するアクチユエータであるパルス
モータを所定の初期位置に設定する装置に関す
る。

排気系に三元触媒を備える内燃エンジンに供給
される混合気の空燃比を、排気系に設けられた排
気ガス成分センサからの信号に応じてフイードバ
ツク制御する装置は既に公知である。また、この
空燃比を制御する弁（空燃比制御弁）を気化器の
エアブリードや燃料通路または吸気マニホルドに
直接接続される空気通路内に設け、これをパルス
モータで駆動することも公知である。

このようなパルスモータで空燃比制御弁を駆動
させる従来の装置においては、その制御回路はエ
ンジンの始動時における空燃比制御弁の位置を判
別できるように構成されておらず、エンジン始動
時の弁位置をそのまま保持して空燃比制御を開始
しており、かかる弁の位置によつては引き続く始
動・暖機運転時においてエンジンの良好な始動
性、運転性或いは排ガスエミツシヨン特性が得ら
れない場合が多い。特にエンジンの始動直後は、
排気ガス成分センサとして一般に用いられるO₂
センサが不活性の為、フイードバツク回路をオー
プン化することが通常行われており、この場合、
適正な位置に移動させる制御信号が空燃比制御弁
に与えられないときは上述の諸特性が得られない
傾向が一層強くなる。

これに対処すべく、前回の運転の終了時にパル
スモータを所定位置に移動しその位置に機械的に
保持する方法も考えられるが、かかる方法を実施
する装置の構成が複雑となるので、好ましくな
い。

ところで、エンジンの始動・暖機時に機関に供
給される混合気の空燃比は所要の始動性・運転性
や排ガスエミツシヨン特性を得るために夫々特定
の値を持つことが好ましく、自動チヨーク等の空
燃比調整装置と上述のような空燃比制御弁との組
合せにおいては、エンジン始動時に空燃比制御弁
を特定の位置に自動的に保持するようにすると、
自動チヨーク弁の開度等の位置設定が容易になる
とともに制御回路の構成が簡単になる。

従つて、本発明は上述の要請に応えるべくなさ
れたもので、エンジンの始動に際し、先ずパルス
モータの絶対位置を知り、その位置からエンジン
の始動・暖機運転に最適な空燃比制御弁の位置を
得るようにパルスモータを駆動制御して、エンジ
ンの適正な始動性および暖機運転性並びに良好な
排ガスエミツシヨン特性を得ることを目的とす
る。

本発明の空燃比制御装置について図面を参照し
て以下詳細に説明する。

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室５，６が形成
され、これらの室は夫々空気通路８，８を介して
空燃比制御弁９に接続されている。一方、二次側
通路のスロツトル弁３０の少し上流側に開口した
別の空気通路７が空燃比制御弁９に接続されてい
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１０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１１ａ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のローラ１７とねじ係合
しており、更にロータ１７に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、ECU２０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１
５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には永
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
には非磁性材料から成る遮蔽板２４が永久磁石２
２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の弁体位置が永久磁石２２、リードスイツチ
２３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、符号２７は、シヨツトエア弁を示し、ケ
ーシング２７ａの下方室２７ｂは一方では吸気マ
ニホルドの二次側スロツト弁３０の下流側に開口
する管路３１と、他方ではベンチユリ部上流側の
エアクリーナ３２に連通する管路３３と接続さ
れ、弁体２７ｃがこれら通路３１，３３同志の連
通を遮断可能に前記下方室２７ｂ内に配されてい
る。ケーシング２７ａの上方室は弁体２７ｃと連
結され且つコイルばね２７ｄにより付勢されたダ
イアフラム２７ｅにより上方の空気室２７ｆと下
方の負圧室２７ｇとに仕切られている。ダイアフ
ラム２７ｅにはしぼり２７ｈと、室２７ｇから室
２７ｆへの空気の移行のみを許す逆止弁２７ｉと
が設けられている。空気室２７ｆは管路３７を介
してシヨツトエアカツト弁３８に連通し、負圧室
２７ｇは管路３９，４０を介して吸気マニホルド
２に連通している。このシヨツトエア弁２７は、
エンジンがスロツト弁全開から急速に全閉状態に
変化したときのように吸気マニホルド２内の吸気
負圧が急激に増加したときにダイアフラム２７ｅ
が下方に変位して弁体２７ｃを開成せしめて管路
３３，３１を介して吸気マニホルド２内に新しい
空気を一時的に供給し、エンジンに吸入される過
濃混合気を薄め失火を防止し、エンジンの排気系
内での未燃焼燃料の爆発的燃焼を防止するもので
ある。尚、シヨツトエア弁２７の作動時負圧室２
７ｇからオリフイス２７ｈを介して負圧が徐々に
空気室２７ｆに伝達され、ばね２７ｄの力により
ダイアフラム２７ｅには変位後間もなく元の位置
に戻る。また、逆止弁２７ｉは負圧室２７ｇの圧
力が空気室２７ｆの圧力より高くなつたときに負
圧室２７ｇの空気を急速に空気室に伝達させて弁
体を素早く閉成させて引き続く減速時の作動を可
能にする。

また、前述のシヨツトエアーカツト弁３８は管
路４２，４３を介して一次側のベンチユリ部のス
ロツトル弁４４の下流側に連通しており、管路３
７と４２，４３同志の連通を遮断可能に設けられ
た弁体３８ａと、弁体３８ａを閉成方向に押圧す
るコイルばね３８ｂと、ECU２０からの制御信
号により付勢されるソレノイド３８ｃとにより構
成されている。このシヨツトエアーカツト弁３８
は常閉弁であり、エンジン始動時にECU２０か
らの指令により開成方向に作動して吸気マニホル
ド２内の負圧をシヨツトエアー弁２７の空気室２
７ｆに導いて両室２７ｆ，２７ｇ間の差圧を零と
してシヨツトエアー弁２７を不作動ならしめて、
エンジン始動時シヨツトエアー弁２７の作動によ
つて吸入混合気が一時的に薄められることに因る
エンジン気筒内での失火の発生を防止するもので
ある。

符号４８はキヤニスタを示し、キヤニスタ４８
は、図示しない燃料タンクおよび気化器３のフロ
ート室４の上部と夫々管路４９，５０を介して連
通し該燃料タンクおよびフロート室４内の蒸発燃
料がその内部に導びかれる。更に、このキヤニス
タ４８には一端が気化器３の一次側ベンチユユリ
部に開口する管路５１と、電磁弁（パージカツト
弁）５３を介して前述の管路４３に連通する管路
５２とが接続されている。キヤニスタ４８には負
圧応動弁５４が設けられ、この弁５４は、キヤニ
スタケーシングと協働して管路５２に連通する圧
力室５４ａを画成するダイアフラム５４ｂと、キ
ヤニスタ周壁に一体形成され管路５１と連通する
弁座５４ｃと、ダイアフラム５４ｂを弁座５４ｃ
方向に押圧するばね５４ｄとから成る。一方、電
磁弁５３は大気に連通するフイルタを取付けられ
た空気取入口５３ａと、該取入口５３ａと管路５
２との連通を遮断可能に設けられた弁体５３ｂ
と、該弁体５３ｂを閉成方向に押圧するばね５３
ｃと、ECUからの制御信号により付勢可能にさ
れたソレノイド５３ｄとから成る。従つて、エン
ジンの回転時にスロツトル弁４４下流に負圧が発
生すると、電磁弁５３が作動していないときは管
路４３，５２を介して圧力室５４ａ内に負圧が導
入されダイアフラム５４ｂがばね５４ｄの力に抗
して変位して弁５４を開成し、キヤニスタ内の吸
着燃料が弁５４、管路５１を介して一次側ベンチ
ユ部に供給（パージ）される。

上記電磁弁５３は、エンジンの始動時に管路５
２を空気取入口５３ａを介して大気に連通させて
弁５４を閉成せしめてキヤニスタ４８内の吸着燃
料のベンチユリ部への供給を一時的に遮断するも
のである（パージカツト）。すなわち、エンジン
始動時にはベンチユリ部上流側のチヨーク弁（図
示せず）の閉塞により吸入空気量は制限され吸気
マニホルド２内の混合気は十分濃くなつている
が、このときキヤニスタ４８内の燃料を吸気マニ
ホルド２に供給すると混合気は過濃となり好まし
くない。従つて、電磁弁５３によりキヤニスタ４
８内の燃料の供給を一時的に遮断するものであ
る。しかして、キヤニスタ４８から吸気ホニホル
ド２への燃料供給は機関始動後チヨーク弁が開放
され、且つ暖機運転によりエンジン温度が所定値
を越えたときに開始される。このエンジン温度は
エンジンの冷却水温度として冷却水が充満したエ
ンジン気筒周壁内に挿着されたサーミスタ５９に
より検出され、その検出値信号はECU２０に供
給される。ECU２０は、検出値信号の値とその
内部に記憶された所定値（例えば70℃）とを比較
し、前者が後者を越えたときそれまで行われてい
た電磁弁５３への通電を停止して管路５２を管路
４３に連通させキヤニスタ４８から弁５４、管路
５１を介してのベンチユリ部への吸着燃料の供給
を開始させる。

符号６０は二次エア供給弁を示し、この弁は、
管路６１を閉塞可能に設けられたリード６０ａと
そのリード６０ａの上流側に配され同じ管路６１
を遮断可能に設けられたダイアフラム６０ｂと、
該ダイアフラムを閉成方向に押圧するばね６０ｃ
とから成り、管路６１は一端で大気に開放すべ
く、エアクリーナに連通する。この弁６０は、一
方では管路６１を介してエンジンの排気マニホル
ド６２に、他方では管路６０ｄを介して電磁弁か
ら成るリードエアカツト弁６３に、更に管路６
４，４３を介して吸気マニホルド２のスロツトル
弁４４下流側に夫々連通している。尚、排気マニ
ホルド６２内には排気中の酸素濃度を検出する
O₂センサ６８が挿着され、その出力信号はECU
２０に供給されるようになつている。しかして、
管路６１はO₂センサ６８の上流側に開口してい
る。更に、O₂センサ６８の下流側には三元触媒
６９が配設されている。電磁弁６３は管路６０ｄ
と６４との連通を遮断可能に設けられた弁体６３
ａと、弁体６３ａを閉成方向に押圧するばね６３
ｂと、ECU２０からの制御信号により付勢可能
に配されたソレノイド６３ｃと、弁閉成時に管路
６０ｄと連通可能に設けられた空気取入口６３ｄ
とから成る。弁６３の作動時には、エンジンの回
転によつてスロツトル弁４４の下流側に生じた負
圧は弁６３を介して二次エア供給弁６０に導入さ
れて二次エア供給弁６０のダイアフラム６０ｂを
後退動せしめ、その結果管路６１を介して大気
（二次エア）が弁６０内に導入され更に排気マニ
ホルド６２内が負圧になる時にリード６０ａを押
圧開成して排気ホニホルド６２内に導入される。
この二次エアの導入により、前記三元触媒６９が
酸化雰囲気になり、酸化雰囲気下で燃焼する排気
ガス中のHC、CO成分の浄化が良好に行われる。

しかし、O₂センサ６８の検出値信号に基づい
た後述する空燃比のフイードバツク制御が行われ
ている時にこのリード弁６０による二次エアの導
入が行われると、その下流側に配されたO₂セン
サ６８の検出値信号は本来の制御されるべき空燃
比を表わさないことになる。従つて、後述するよ
うに、このリード弁６０は、空燃比フイードバツ
ク制御時にはECU２０からの制御信号により制
御される電磁弁６３により不作動状態に保持さ
れ、該フイードバツク制御が行われない特定のオ
ープンループ制御条件が成立するときにのみ作動
される。

一方、エンジン１の排気マニホルド６２と吸気
マニホルド２とを連通して管路９６が設けられ、
この管路９６の途中に該管路を開閉可能に排気還
流弁（EGR弁）７０が設けられている。前記還
流弁７０は管路６９を閉塞可能に設けられた弁体
７０ａと、ダイアフラム７０ｂと、該ダイアフラ
ムを押圧するばね７０ｃとを備えた負圧応動弁で
あり、ダイアフラム７０ｂは管路７４を介して気
化器３のスロツトル弁４４の全閉位置の少し上流
側に設けられた負圧取出口に生じた負圧により変
位し弁を開閉する。この還流弁は公知の如く、不
活性ガスである排気ガスを吸入混合気に導入しエ
ンジン気筒内の燃焼時の最高温度を低下せしめて
排気ガス中のNOxを減少するためのものである
が、この排気ガスの還流によりエンジンのアイド
リング時、減速時等の低負荷運転時やエンジンの
低温時にはエンジン気筒内の燃焼不良を来たすこ
とがあり、そのため、かかる状態の時に弁７０へ
の負圧の供給を停止すると同時に大気を導入して
該弁７０を閉塞するための電磁弁７０から成る
EGR制御弁７５が設けられている。この弁７５
は管路７４を閉塞可能に設けられた弁体７５ａ
と、該弁体７５ａを閉成方向に押圧するばね７５
ｂと、ECU２０からの制御信号により付勢可能
に配されたソレノイド７５ｃと、弁閉成時に
EGR弁７０側の管路７４に連通可能なフイルタ
を取付けられた空気取入口７５ｄとから成る。エ
ンジンの低負荷状態の検出は、後述する空燃比制
御に用いられる圧力センサ７６により吸気マニホ
ルド２内に開口した管路４０を介して該マニホル
ド２内の絶対圧力を検出して行われる。センサ７
６からの検出値信号は、ECU２０に送られ、
ECU２０はこの信号とその内部に記憶された所
定の値とを比較し前者が後者より低い間電磁弁７
５をダイヤフラム７０ｂへの負圧の伝達を遮断す
る閉塞位置に保ち前者が後者を越えるとダイヤフ
ラム７０ｂに負圧を伝達しうる開放位置に切り換
えるように制御する。

また、エンジンの温度状態は前述したサーミス
タ５９が検出し、上述の低負荷状態の検出による
制御と同様に、ECU２０はサーミスタ５９の検
出値信号が所定の値を越えない限り電磁弁７５を
閉塞位置に保つ。

尚、第１図において、符号７７は点火プラグ、
７８はデイストリビユータ、７９は点火コイル、
８０は点火スイツチ、８１はバツテリ、８２は大
気圧センサ、８３はサイレンサである。デイスト
リビユータ７８は機関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
転に同期してコンタクト・ポイントの開閉又は無
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７９のパルス電流がECU２０に供給され
るようになつており、従つてこの発明ではデイス
トリビータ７８と点火コイル７９はエンジン回転
数センサを兼用する。

次に、上述した構成の本発明の空燃比制御装置
の空燃比制御の詳細について先に説明した第１図
並びに第２図乃至第１１図を参照して説明する。

先ず、第２図は本発明の空燃比制御内容の全体
タのプログラムを示すフローチヤートであり、制
御内容に依つて、始動機能Ａ、基本空燃比制御機
能Ｂ、付加機能Ｃ、およびフエイルセーフ診断機
能Ｄに分けて示している。

始動時の制御先ず、始動ブロツクＡにおいて、第１図の点火
スイツチ８０がオンにセツトされると、ECU２
０がイニシヤライズ（初期化）され（ステツプ
１）、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）に至るまで駆
動し、初期空燃比を所定の対応する値にセツトす
る（アクチユエータのイニシヤライズ−ステツプ
２）。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６８の活性化状態
およびサーミスタ５９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（ステツプ３）。
空燃比フイードバツク制御を正確に行うにはO₂
センサ６８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V_X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t_X（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、上記のような
O₂センサ出力電圧が所定値V_Xに達した後所定時
間t_Xを設けたのは、暖機中には時間に対する出力
電圧の変化率がその電圧が小さくなる程小さくな
ることにより、現実の比較回路等の性質上比較的
高い精度で検出しやすいように所定値V_Xを高い
値に設定したためで、この時点ではO₂センサは
未だ不活性の状態にある。この所定値V_X達成後
適当な時間の経過を待つてO₂センサ出力電圧が
十分に低くなつ時点即ちO₂センサが活性化した
時点から空燃比のフイードバツク制御を開始させ
るようにしたものである。

エンジンの暖機運転中、即ちO₂センサの不活
性及び冷却水の低温時には、エンジンから未燃成
分が多量に排出される。二次エア供給弁はこの暖
機運転中に開弁し、三元触媒を酸化雰囲気で運転
させることにより、この未燃成分を大巾に低減さ
せることができる。この結果、O₂センサ活性化
の検出は排気ガスのLEAN（空燃比が大）領域で
なされることになる。

尚、パルスモータ１３は、このO₂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、基本空燃比制御ブロツクＢに移ると、こ
のブロツクはO₂センサの出力信号に応じた空燃
比の検出機能４、エンジンの作動状態および大気
圧P_Aの検出機能５、パルスモータ１３のプリセ
ツトアクシヨン機能６、比例項修正機能７および
積分項修正機能８から成る。以下、これらの機能
についてまとめて説明する。

ECU２０は、O₂センサ６８からの出力電圧、
圧力センサ７６からの吸気マニホルド内の絶対圧
P_B、回転数センサ７８，７９からのエンジン速
度Neおよび大気圧センサ８２からの大気圧P_Aを
表わす各信号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、スロツトルバルブ全開時のオープンルー
プ制御条件は上記圧力センサ７６で検出された絶
対圧P_Bと大気圧センサ８２の大気圧P_A（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７６，
８２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はパルスモータ１３は全
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が所定のアイドル回転数N_IDL（例え
ば1000rpm）より低いときに成立する。ECU２
０は回転センサ７８，７９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。

次に、減速時の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。ECU２０は圧力セン
サ７６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
ないことにある。従つて、上述のように圧力セン
サ７６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。この減速の初期にはシヨツトエア
弁により吸気マニホルドに空気が供給され未燃成
分の発生を防止している。

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は夫々適当に補
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７８，７９により検出されたエ
ンジン回転数NeとO₂センサ６８の出力信号に応
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６８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
る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６８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
電圧の変化に直線比例した値に従つてパルスモー
タ１５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項修正による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基準アイ
ドル回転数N_IDL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。この後、ECU
２０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PA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、特に停車位置から加速
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。尚、この加速
時の制御も暖機完了状態で行われる。

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
ときに、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プに切換わつた直後のパ
ルスモータ１５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
エミツシヨンに安定性が得られるのである。

また、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QR、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_ACCのうちのい
ずれか１つを夫々表わす。尚、PSi、CiはECU２
０の内部に予め記憶されている。

ECU２０は、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、先に第２図の始動ブロツクＡについて述べ
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。

付加機能第２図の付加機能ブロツクＣにおいては、エン
ジンの種々のエミツシヨン制御装置（EGR弁７
０、二次エア制御６０、シヨツトエア弁２７等）
の作動をエンジンの作動状態に応じて適宜制御す
る諸機能が設けられている。

次に、これらのエミツシヨン制御装置の制御の
内容について説明する。

(1) 排気還流弁（EGR弁）７０については、エ
ンンジンの低負荷時や低温時に燃焼不良を防止
するため前記弁７０を開成して排気還流を中断
させることは既に述べた。この排気還流の中断
の条件は吸気マニホルド内の絶対圧P_Bが所定
値P_BE以下またはエンジンの冷却水温度T_Wが所
定値T_WE以下のとき成立する。かかる条件P_B＜
P_BEまたはT_W＜T_WEが成立するとき、ECU２０
は排気還流弁７０の開閉制御用電磁弁（EGR
制御弁）７５のソレノイドへの通電を遮断し還
流弁７０の作動を停止せしめる。

特に、従来の排気還流制御システムでは、エ
ンジンの低負荷状態を検出するために大気圧補
正用ベローズを備えた専用の吸気マニホルド負
圧センサとエンジンの温度状態を検出するため
に専用の温度センサとを夫々特別に設けていた
が、本発明の空燃比制御システムでは、空燃比
制御用に用いられている第１図の圧力センサ７
６およびサーミスタから成る冷却水温センサ５
９が上述の排気還流の中断制御にもそのまま適
用できるので、これらセンサを当該制御に兼用
している。

(2) 三元触媒６９内部を酸化雰囲気にして排気ガ
ス中のHC、CO成分の浄化を良好にするための
二次エア制御弁６０は、前述した理由により空
燃比フイードバツク制御時には不作動状態にす
る必要があり、このため本発明では、二次エア
制御弁６０を、空燃比フイードバツク制御と干
渉しないようにオープンループ制御と同期して
作動させるようにしている。

すなわち、エンジンのアイドル時、減速時、
O₂センサの非活性化時および低温時（暖機完
了前）の各オープンループ制御条件が成立する
とき、二次エア制御弁６０の作動を行う。この
ため、ECU２０は次の条件ａ〜ｃのうちいず
れか１つが成立するとき二次エア制御弁６０の
開閉制御用電磁弁６３を付勢して二次エア制御
弁６０を作動せしめる。

ａ O₂センサ６８の活性化信号に応じてカウ
ンタ開始する前述したタイマのカウントが完
了していない（１分以内）、またはエンジン
冷却水温T_Wが所定値（35℃）より低い。

ｂエンジン回転数Neが所定値（1000rpm）
より低い。

ｃ吸気マニホルド内の絶対圧P_Bが所定値200
mmHgより低い（負圧が大きい）。

上述の各条件ａ、ｂ、ｃの成立時に二次エア
制御弁６０を作動することにより、夫々次の効
果が得られる。

イ条件ａはエンジン暖機完了前の状態に対応
し、排気ガス中のCO、HC成分が多いので、
これらの成分が三元触媒６９により効果的に
浄化される。

ロ条件ｂは、NO_Xの元々少ないアイドル時
の状態に対応し、空燃比に関係なく排気ガス
中のCO、HCが浄化される。

ハ条件ＣはNO_Xの元々少ない減速時の状態
に対応し、減速時のCO、未燃焼HCが浄化さ
れる。

尚、上述のT_W、Ne、P_Bは夫々第１図のエン
ジン冷却水温センサ５９、回転センサ７８，７
９、圧力センサ７６により検出される。

(3) シヨツトエア弁２７は、前述したようにエン
ジン始動時には吸入混合気が一時的に薄められ
ることに因るエンジン気筒内での失火を防止す
るためにエンジン始動時に電磁弁３８を介して
一時的に不作動状態にされる。

このシヨツトエア弁２７は、エンジンの初爆
後所定の時間（例えば、５秒間）が経過するま
での間不作動状態におかれる。前記エンジンの
初爆は、エンジンの回転数Neが所定の値N_CR
を越えたときに発生したものと判定される。
ECU２０には上記の５秒間をカウントするタ
イマが内蔵されており、回転センサ７８，７９
により検出された回転数Neが該所定値N_CRを
越えたとき前記タイマがカウントを開始し、こ
の開始後５秒間のカウントを完了するまでの間
ECU２０は電磁弁３８を作動させてシヨツト
エア弁２７を不作動状態におくものである。

(4) 最後に、先に第１図の説明において言及した
キヤニスタ４８から気化器３のベンチユリ部へ
の燃料供給の一時的遮断（パージカツト）につ
いて述べると、この一時的遮断の条件は、エン
ジンの冷却水温T_Wが所定の値T_WPより低いと
きに成立する。すなわち、エンジン始動後の暖
機運転によりエンジン温度が所定値に達するま
では、ECU２０は電磁弁５３を付勢してキヤ
ニスタ４８上部の弁５４の圧力室５４ａに大気
圧を導入して該弁５４を閉塞せしめてキヤニス
タ４８からベンチユリ部への吸着燃料の供給を
停止し、エンジン温度が前記所定値を越えると
ECUは電磁弁５３を消勢してキヤニスタ４８
からベンチユリ部への吸着燃料の供給を開始せ
しめる。

フアイルセーフ診断機能本発明の空燃比制御装置では、安全且つ確実な
エンジンの運転を確保するため、制御装置を構成
する各種センサ、スイツチ、弁、ECU等に故障
が生じた場合に該故障を直ちに検知し、パルスモ
ータを停止させるかまたは夫々予め設定された位
置に移動させるフエイルセーフ機能並びに、これ
らの故障の警報機能や記憶機能を備えている（第
２図の機能Ｄ）。ここでは、種々の構成要素のフ
エイルセーフ診断機能のうち、パルスモータの基
準位置を検出するリードスイツチ２３の故障時の
フエイルセーフ診断機能のみを説明する。

ECU２０は電源投入時にリードスイツチ２３
からの二値信号のレベルに応じてパルスモータ１
３の回転方向を決め、該回転方向にパルスモータ
１３を駆動してその基準位置を求めるようになつ
ているが、リードスイツチ周辺部の振動等により
リードスイツチ２３の出力が開閉点を過ぎても変
化しない場合も考えられる。従つて、パルスモー
タ１３を複数回その全ストロークに亘つて駆動
し、この駆動後にもリードスイツチ２３の出力信
号が変化しない場合は、リードスイツチ系に異常
があるものと見做してパルスモータ１３を空燃比
が最小（燃料の割合が最大）となる極限位置に移
動し、その後、その位置か大気圧に応じた所定の
アイドル位置PS_IDL（P_A）に移動し該位置にて停止
させる。これと同時に、適当な警報および故障内
容の記憶とその表示を行う。

このように、パルスモータの基準位置検出回路
の故障時にパルスモータをその大気圧補正した所
定位置PS_IDL（P_A）に対応する一定の値の空燃比
（例えば14.7）を得るような位置に移動させるの
で、その後の車輌等の運転に対する影響を最小に
抑えることができる。

以上、本発明の空燃比制御装置の種々の機能を
説明したが、これらの機能を実行するための具体
的な手順について第３図乃至第８図を参照して説
明する。

Ａ初期化ルーチン (1) ECUの初期化先ず、第３図についてECU２０の始動手
順を説明すると、電源スイツチ（第１図にお
いては、点火スイツチ８０）をオンにするこ
とにより、ECU内のリフレツシユ回路が同
じくECU内の中央処理装置CPUをオンにす
る。これによりCPUは初期化（イニシヤラ
イズ）が完了した旨を表わすタイミング信号
を出力するが、この信号が正常であるか否か
の判断がECU内で行われ、正常であれば
CPUの初期化が完了したことになり、後述
の機能の実行に移る。一方、タイミング信号
が異常と判断されると再びCPUをオンさせ
る段階に戻り、正常なCPUのタイミング信
号が得られるまで上述の操作が繰り返され
る。

(2) アクチユエータ（パルスモータ）の初期位
置設定前述したECUの初期化が完了すると、空
燃比制御弁９のアクチユエータであるパルス
モータ１３を所定位置PS_CRにセツトする段
階に移るが、ここでは、前述したパルスモー
タ位置検出用リードスイツチ２３のフエイル
セーフ機能の実行手順も併せて第４図および
第５図を参照して説明する。前述したよう
に、パルスモータの初期位置設定に際し、基
準位置が検出できない場合はパルスモータの
全ストロークに亘る駆動を複数回繰り返す
が、かかる場合に備えて前記回数をカウント
するECU内の反転回数カウンタのカウント
値を１にセツトしておく（第４図ステツプ
１）。次いで、リードスイツチ２３の出力信
号が高レベル（Hi）または低レベル（Lo）
であるかを判定する（ステツプ２）。もし、
前記出力信号がHiであると、パルスモータ
を１ステツプ減少するように駆動し（ステツ
プ３）、再び前記出力信号を判定する（ステ
ツプ４）。その結果出力信号Loが得られると
後述するステツプ９に移る。他方、依然前記
出力信号の値がHiであるときは、パルスモ
ータの減少ステツプ数が全ストロークのステ
ツプ数、例えば120を越えたか否かを判定す
る（ステツプ５）。その答が否（NO）であ
れば、ステツプ３に戻り、減少ステツプ数が
120に達するまで上記の出力信号の判定−パ
ルスモータの１ステツプ減少駆動の操作を繰
り返し行う。そして、減少ステツプ数が120
に達すると、反転回数カウンタの上述のカウ
ント値Ｎ＝１に１を加え（ステツプ６）、該
反転回数が３回を越えたか否かを判定し（ス
テツプ７）、３回を越えないときは、パルス
モータを反対方向即ちステツプ数増加方向に
120ステツプをカウントするまで、駆動し
（ステツプ８）、３回を越えるまで前述のステ
ツプ３〜７を繰り返し行う。

ステツプ３〜７を３回を越えて繰り返した
とき（ステツプ７の答が肯定（YES））、リ
ードスイツチ２３に故障があるものとしてパ
ルスモータを大気圧（P_A）補正した所定の
アイドル位置PS_IDL（P_A）に至るまで駆動し該
アイドル位置に保持し、警報を行うとともに
該故障をECU内の記憶装置に記憶する（ス
テツプ８）。

一方、ステツプ２の判定の結果リードスイ
ツチ２３の出力信号がLoのときは、パルス
モータを１ステツプ増加した位置に駆動し
（ステツプ９）、再びリードスイツチの出力信
号を判定する（ステツプ10）。依然前記出力
信号の値がLoであるときは、パルスモータ
の増加ステツプ数が全ストロークのステツプ
数120を越えたか否かを判定し（ステツプ
11）、その答が否（NO）であればステツプ
９に戻り、ステツプ数が120に達するまで上
記の出力信号の判定−パルスモータの１ステ
ツプ増加駆動の操作を繰り返す。そして増加
ステツプ数が120に達するとパルスモータを
直ちに反対方向即ちステツプ数減少方向に
120ステツプをカウントするまで駆動し（ス
テツプ12）、駆動完了時反転回数カウンタの
上述のカウント値Ｎ＝１に１を加える（ステ
ツプ13）。次いで反転回数が３回を越えたか
否かを判定し（ステツプ14）、答が否（NO）
であれば反転回数が３回を越えるまで、ステ
ツプ９〜14の操作を繰り返し行う。ステツプ
14の答が肯定（YES）であれば、ステツプ
18に移り、前述と同様の処理が行われる。

一方、ステツプ10での比較の結果、リード
スイツチの出力信号がHiの場合は基準位置
に達したと判断し、パルスモータの基準位置
検出操作を停止し（ステツプ15）、基準位置、
例えば50ステツプをECU内のパルスモータ
の位置を記憶する位置カウンタに書き込み
（ステツプ16）、その後パルスモータを駆動し
て大気圧P_Aに応じて補正した所定の位置
PS_CR（P_A）に移動させ、パルスモータの初期
化操作を終了する。

第５図は上述のパルスモータの初期位置設
定操作におけるパルスモータの位置の変移を
図示したものであり、同図ＡおよびＢは
夫々、パルスモータの当初の位置がその基準
位置（50ステツプ）より大きいステツプ数位
置にある場合および小さいステツプ数位置に
ある場合である。

第５図Ａ，Ｂにおいて、はリードスイツ
チが正常動作した場合であり、はリードス
イツチに異常があり、パルスモータの位置検
出が出来なかつた場合である。尚、第５図Ａ
の(i)では、パルスモータの軌跡が基準位置
（50ステツプ）ではなく破線で示すａ点にて
折り返しているが、これは、リードスイツチ
の開成位置と閉成位置間にヒステリシス特性
（例えば５ステツプ分）があるためで、図示
例ではリードスイツチ出力がHiからLoに変
化するときのみリードスイツチの切換タイミ
ングがパルスモータの実際の基準位置より遅
れるようになつている。そこで、パルスモー
タは、リードスイツチ出力がHiからLoに変
化したときは基準位置より所定ステツプ数だ
け少ない位置にあるとして基準位置を示す信
号としては用いず、LoからHiに化したとき
は基準位置にあるとして基準位置信号として
採用する。更に、第５図Ａ，Ｂにおいてｂ，
b′は、パルスモータが、始動当初は、一般に
上限または下限位置ではなくその中間位置に
あり、リードスイツチの異常時には該中間位
置から120ステツプに亘つて駆動されるため
120ステツプに相当する数の駆動パルス信号
の供給が完了するまで機械的に上限位置又は
下限位置に留められていることを示してい
る。

(3) 空燃比制御開始時間の検知パルスモータの初期位置の設定を上述のよ
うに行う一方、O₂センサの活性化状態とエ
ンジン冷却水温度に依り空燃比制御開始タイ
ミングを検知する。第６図はこの検知手順の
プログラムを示すフローチヤートであり、先
ずO₂センサの出力が所定の電圧V_X（例えば、
0.5V）以下に低下したか否かおよび冷却水
温度T_Wが所定の電圧T_WX（例えば、35℃）を
越えたか否かを夫々判定し（ステツプ１、
２）、その結果O₂センサ出力が未だV_X以下に
低下せず且つ冷却水温度が35℃以上に上昇し
ないときは、判定を何回も繰り返す。そし
て、この判定操作の繰り返しにおいてT_Wが
T_WXを越えてなおかつ、上記ステツプ１の判
定操作が10分間に亘つて続いたか否かを判定
し（ステツプ３）、その答がYESのときは、
O₂センサ回路に故障があると見做して所定
のフエイルセーフ診断機能を実行する（ステ
ツプ４）。

一方、ステツプ１においてO₂センサの出
力が所定の電圧V_X（0.5V）以下に低下したと
判定されたときは、ECU内の関係するタイ
マを作動して所定時間t_X（例えば、１分間）
経過後タイマ出力を発生せしめる（ステツプ
５）。このとき、冷却水温T_Wが所定の温度
T_WX（35℃）を越えているか否かを判定し
（ステツプ６）、YESであれば空燃比制御を
開始する（ステツプ７）。NOであれば、温
度T_Wが所定の温度（35℃）を越えるまで空
燃比制御の開始を保留する。

Ｂ基本空燃比制御ルーチン第７図は、本発明の基本空燃比制御プログラ
ムのフローチヤートである。

先ず、オープンループにおける基本空燃比制
御について述べると、制御開始に際し、実際の
エンジン回転数Neが所定回転数N_CR（例えば、
400rpm）を越えたか否かを判定し（ステツプ
１）、その結果がNOであれば、前述した初期
ルーチンを再び行う。一方、YESであれば、
エンジンがアイドル状態にあるか否か、即ちエ
ンジン回転数が所定のアイドル回転数（例え
ば、1000rpm）を越えたか否かを判定し（ステ
ツプ３）、越えなければパルスモータを所定の
アイドル位置PS_IDLにセツトする（ステツプ
４）。一方、越えていれば吸気通路のスロツト
ル弁が全開か否かを判定する（ステツプ５）。
その結果、全開であればパルスモータをスロツ
トル弁全開制御の所定の位置PS_WOTにセツト
し、全開でなければエンジンが減速状態である
かを判定する（ステツプ７）。減速状態のとき
はパルスモータを所定の減速位置PS_DECにセツ
トし（ステツプ８）、減速状態でなければ前回
ループのエンジン回転数Neが所定値
（1000rpm）を越えていたか否かを判定し（ス
テツプ９）、越えていなければ、パルスモータ
を所定の加速位置PS_ACCにセツトする（ステツ
プ10）。

次に、クローズドループによる空燃比制御の
場合の制御手順について述べると、上述したス
テツプ９において、前回ループのエンジン回転
数が所定アイドル回転数1000rpmを越えていた
と判定された場合は、前回ループがオープンル
ープか否かを判定し（ステツプ11）、オープン
ループであれば前述したように、積分項（Ｉ
項）による制御を行う。この場合、ステツプ12
においてO₂センサの出力がLoまたはHiである
かを判定し、夫々Lo、Hiであれば、パルスモ
ータをエンジン回転数に応じた積分値で夫々ス
テツプ数を減少または増加方向に駆動し（ステ
ツプ13、14）、この駆動後もO₂センサ出力がLo
とHi間に亘つて変化しない状態で所定時間１
分間以上経過した場合（ステツプ15、16にて判
定）はO₂センサの故障としてフエイルセーフ
診断処理を執る（ステツプ17、18）。

一方、ステツプ11において前回ループがクロ
ーズループであつたと判定されたときは、O₂
センサ出力がLoまたはHiであるかを判定し
（ステツプ19）、この結果得られたO₂センサ出
力が前回ループと同じレベルであるか否かを判
定し（ステツプ20、21）、その結果同じレベル
であれば上述のＩ項による制御ステツプ13、
15、17、14、16、18を実行する。また、同じレ
ベルでないときは、ステツプ22、23にて比例項
（Ｐ項）によるパルスモータの駆動制御を行う。

Ｃエミツシヨン制御装置の制御ルーチン上述した項目Ａ、Ｂの制御と関連してエンジ
ンの各種エミツシヨン制御装置の制御が行われ
る。

以下、第１図について先に述べたEGR制御弁
７５、パージカツト弁５３、シヨツトエアカツト
弁３８、リードエアカツト弁６３の制御ルーチン
を第８図について説明する。

エンジン始動時は、EGR制御弁７５はオフ状
態およびパージカツト弁５３はオン状態にあつて
夫々の被制御弁７０，５４を不作動状態に維持す
る一方、シヨツトエアカツト弁３８はオフ状態に
あつてシヨツトエア弁２７を一時的に作動可能な
状態においており、リードエアカツト弁６３はオ
ン状態であつて、二次エア供給弁６０を作動可能
な状態にしている。先ずステツプ１において、エ
ンジンの冷却水温T_Wが所定値（T_WE）35℃より
低いか否かを判定し、YESであればEGR制御弁
７５はオフの状態に保たれ（ステツプ３）、EGR
弁７０による排気還流を停止した状態を維持す
る。NOであれば、圧力センサ７６の検出圧力が
所定値（P_BE）240mmHgより低いか否かを判定し
（ステツプ２）、低いときは同じく上記弁７５がオ
フの状態に保たれる。他方、エンジン冷却水温が
35℃を越えて上昇すると共に、圧力センサ７６の
検出負圧が該所定値より高くなるとEGR制御弁
７５はオフからオンに切り換えられる（ステツプ
４）。次いで、該冷却水温T_Wが所定値（T_WP）70
℃より低いか否かを判定し（ステツプ５）、未だ
70℃に達しないときはパージカツト弁５３は依然
オンの状態に保たれてキヤニスタ４８からのベン
チユリ部への燃料供給を停止した状態を維持する
（ステツプ６）。その後冷却水温が上昇し70℃を越
えるとパージカツト弁５３がオンからオフに切り
換えられる（ステツプ７）。しかして、エンジン
回転数Neがシヨツトエアカツト条件の所定値
（Nc_R）400rpm以上であるか否かを判定し（ステ
ツプ８）、YESのときは前回ループの回転数Neが
該所定値より小さいか否かを判定し（ステツプ
９）、YES、即ち初爆に至つたときシヨツトエア
カツト弁３８を所定時間（例えば、５秒間）に亘
つてオンにしシヨツトエア弁２７を不作動状態に
おく（ステツプ10）。他方エンジン回転数Neが所
定値（Nc_R）以下か、前回ループの回転数が該所
定値より大きい時にはシヨツトエアカツト弁３８
をオフにして（ステツプ11）、シヨツトエア弁２
７の作動を可能にする。

一方、二次エア供給弁６０の制御については、
冷却水温T_W＜35℃（ステツプ12）、O₂センサの
不活性（ステツプ13）、圧力センサ７６の検出圧
P_B＞200mmHg（ステツプ14）およびエンジン回転
数Ne＜1000rpm（ステツプ15）の各判定を上述し
た順に各先行するステツプの判定結果がNOを条
件として行い、これら判定のいずれか１つの答が
YESのときリードエアカツト弁６３をオンにし
て二次オア供給弁６０を作動状態に至らせる（ス
テツプ16）。上述のステツプの全ての判定結果が
NOの時リードエアカツト弁６３をオフにして
（ステツプ17）、二次エア供給弁６０の不作動状態
にする。

第９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。ECU２０内のO₂センサ活性化検出回
路２０１の入力側にはO₂センサの出力信号V_Xが
入力される。前記回路２０１は出力電圧が所定値
V_X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
５９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２０２は前記活性
化信号と所定値T_WXを越えた値の水温信号T_Wと
が共に入力されたとき空燃比制御開始信号S₂をを
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７８，７９からのエンジン回転信号Ne、
圧力センサ７６からの絶対圧信号P_Bおよび大気
圧センサ８２からの大気圧信号PAが又第９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２０５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PA、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に出力するように構成
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の開閉によ
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
位置を検出する為に、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、アツプダウン
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６８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
ツプダウンカウント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１０図はパルスモータの初期位置設定を実行
するための電気回路の詳細を示し、ECU２０の
内部に設けられている。該電気回路は (イ) 電源スイツチのオン時、位置検出装置が一方
のレベルの出力を発生するとき、位置検出装置
が他方のレベルの出力を発生するまで基準位置
の方向にパルスモータを駆動し、 (ロ) 電源スイツチのオン時、位置検出装置が他方
のレベルの出力を発生するときまたは前記(イ)項
のパルスモータの駆動により位置検出装置が他
方のレベルを出力するに至つたとき、位置検出
装置が一方のレベルの出力を発生するまで基準
位置の方向にパルスモータを駆動し、 (ハ) 一方のレベルの出力の発生に応じてパルスモ
ータを停止させる駆動手段を有している。即ち、電源スイツチ
SW（例えば第１図の点火スイツチ８０）が定電
圧電源８４を介して、パルスモータ１３の基準位
置検出装置の一部を成すリードスイツチ２３と抵
抗R₁を介して接続され、その開閉により結合点
Ｐでの出力が高レベルＨと低レベルＬ間で変化す
るようにされている。AND回路８６，８７がそ
れらの一入力端子を夫々インバータ８５を介して
および直接に前記Ｐ点に接続され、出力側を夫々
パルスモータ駆動装置８８の入力端子８８ａ，８
８ｂに接続されている。AND回路８６，８７の
他方の入力端子はフリツプフロツプ８９の一出力
端子８９ｂに接続されている。フリツプフロツプ
８９のＲ入力端子は、定電圧電源８４とアース間
に直列に接続された抵抗R₂とコンデンサＣとの
結合点に接続されている。このフリツプフロツプ
８９の他方の出力端子８９ａは夫々の出力側を前
記パルスモータ駆動装置８８の入力端子８８ａ，
８８ｂに接続されたAND回路９０，９１の入力
端子に接続されている。一方、パルスモータ１３
がその基準位置（50ステツプ）を通過するとき信
号を発生する第９図の基準位置検出信号処理回路
２０８が入力側を前記Ｐ点に、パルス信号S₇の出
力側をOR回路９３を介してフリツプフロツプ８
９のＳ入力端子に夫々接続されている。検出信号
処理回路２０８のパルス信号S₈の出力側は更にパ
ルスモータ１５の基準位置（50ステツプ）を記憶
保持する第９図の基準位置レジスタ２１２の入力
側に接続され、該レジスタ２１２の一方の出力端
子は第９図のアツプダウンカウンタ２１３の一入
力端子に接続されている。このアツプダウンカウ
ンタ２１３はその入力側にパルスモータ駆動装置
８８の出力信号とパルスモータ１３の回転方向の
反転回数をカウントする反転回数カウンタ９８の
出力信号を入力端子２１３ａに入力され、パルス
モータ１３の実際の位置をカウントする。アツプ
ダウンカウンタ２１３の出力側は比較器２１０の
一入力端子２１０ｄに接続されている。

一方、パルスモータ駆動装置８８の出力側はパ
ルスモータ１３およびアツプダウンカウンタ９７
の入力側に接続され、その出力側は反転回数カウ
ンタ９８の入力側と駆動装置８８の反転信号入力
端子８８ｃとに接続されている。反転回数カウン
タ９８の出力側は警報装置９９とレジスタ１００
の各入力側に接続されている。更に、カウンタ９
８の出力信号は前述のOR回路９３の他方の入力
端子およびアツプダウンカウンタ１３の入力端子
２１３ａに接続されている。

レジスタ１００の出力側はAND回路１０１の
一入力端子に接続され、このAND回路１０１の
他方の入力端子には前記反転回数カウンタ９８の
出力信号が入力される。このAND回路１０１の
出力側は別のAND回路１０２の出力側と結線さ
れ、この結合点が比較器２１０の他方の入力端子
２１０ｅに接続されている。AND回路１０２の
一入力端子は前述のレジスタ２１２の出力信号が
他方の入力端子は反転回数カウンタ９８の出力信
号をインバータ１０３を介して入力されるように
なつている。比較器２１０は３個の出力端子２１
０ａ，２１０ｂ，２１０ｃを備え、一方の入力端
子２１０ｄを介して印加されるアツプダウンカウ
ンタ２１３のの出力パルス数をＡ、他方の入力端
子２１０ｅを介して印加されるAND回路１０１，
１０２の出力パルス数をＢとすると、出力端子２
１０ａはＡ＜Ｂのとき、２１０ｂはＡ＝Ｂのと
き、２１０ｃはＡ＞Ｂのとき夫々出力信号を出力
するようになつている。出力端子２１０ａ，２１
０ｃはAND回路９０，９１の夫々他方の入力端
子に接続される一方、２１０ｂは別のAND回路
１０４の一方の入力端子に接続されている。この
AND回路１０４の他方の入力端子はインバータ
１０３の出力側に、その出力側はパルスモータ１
３の初期設定位置を記憶保持するレジスタ１０５
の入力側に接続され、このレジスタ１０５の出力
側は比較器２１０の前記他方の入力側２１０ｅに
接続されている。

上述した構成のパルスモータ１３の初期位置設
定回路の作動を説明する。第１０図において、電
源スイツチSWの投入時は、抵抗R₂とＣ間の結合
点の電位上昇によりフリツプフロツプ８９の一出
力端子８９ｂから高いレベルの信号＝１がAND
回路８６，８７の一入力端子に印加される（フリ
ツプフロツプ８９はリセツトされると出力端子８
９ｂに高いレベル信号＝１を出力するように構成
されている）。このとき、パルスモータ１３の位
置がLEAN（空燃比大）側にあつてリードスイツ
チ２３がオフになつているとすると、Ｐ点の電位
は高レベル＝１であり、従つて、AND回路８６
の出力は０、AND回路８７の出力は１である。
このAND回路８７の出力＝１がパルスモータ駆
動装置８８の入力端子８８ｂに印加されるので、
該装置８８はパルスモータ１３をRICH（空燃比
小）側に駆動する（駆動装置８８は入力端子８８
ａおよび８８ｂへの高レベル信号入力によりパル
スモータ１３を夫々LEAN側およびRICH側に駆
動する構成となつている）。上述とは反対に、電
源投入時に、パルスモータ１３の位置がRICH側
にあつてリードスイツチ２３がオンになつている
と、AND回路８６と８７の出力は夫々１、０で
あるから、駆動装置８８はパルスモータ１３を
LEAN側に駆動する。

パルスモータ１３のRICH側への駆動中、パル
スモータが基準位置を越えたRICH側の位置に到
達するとリードスイツチ２３がオンに切り替わ
る。この結果始動時にパルスモータ１３がRICH
側にある時と同様にAND回路８６と８７の出力
は夫々１と０に反転するのでパルスモータ１３は
LEAN側に向けて逆転する。

パルスモータ１３がLEAN側に向けて駆動さ
れている間、パルスモータが基準位置（50ステツ
プ）を通過すると、リードスイツチ２３がオンか
らオフに切り替わりＰ点の電位が低レベルから高
レベルに変化するが、基準位置検出信号処理回路
２０８はこの変化に応じて前述の信号を出力す
る。このパルス信号S₇によりOR回路９３が出力
＝１をフリツプフロツプ８９に印加してその出力
端子８９ｂの出力レベルを０にする。同時に出力
端子８９ａの出力レベルは１となるので、AND
回路９０，９１は動作可能に設定される。この結
果、AND回路８６，８７の出力が共に０となつ
てパルスモータ駆動装置８８の作動が中断され、
これと同時に、処理回路２０８のパルス信号S₈は
レジスタ２１２に印加され、該レジスタ２１２は
この信号に応じてその記憶された基準位置内容
（50ステツプ）をアツプダウンカウンタ２１３に
書込み、該カウンタ２１３はこの内容を比較器２
１０の一方の入力端子２１０ｄに印加する。同時
に、レジスタ２１２はAND回路１０２の一方の
入力端子に上述の基準位置内容（50ステツプ）を
印加する。このとき、AND回路１０２の他方の
入力端子はインバータ１０３を介して反転回数カ
ウンタ９８の出力側に接続されているが、後述の
ようにモータ１３の反転回数が所定値（例えば、
３回）に達していないときは該他方の入力端子も
出力＝１が印加されている。従つて、上記基準位
置内容（50ステツプ）は比較器２１０の他方の入
力端子２１０ｅにも印加される。この結果、比較
器２１０はその出力端子２１０ｂから出力＝１を
AND回路１０４の一方の入力端子に印加する。
上述のようにインバータ１０３からは出力＝１が
出力されており、AND回路１０４はその他方の
入力端子にこのインバータ１０３の出力が印加さ
れているので、出力＝１をレジスタ１０５に印加
し、該レジスタ１０５はその内部に記憶されてい
るパルスモータ１３の初期設定位置（PS_CR）内
容（例えば40ステツプであるが、前述のように大
気圧に応じて補正されている）を比較器２１０の
入力端子２１０ｅに印加する。比較器２１０の２
つの入力の大小関係はＡ＞Ｂとなるから、比較器
２１０はその出力端子２１０ｃから出力パルスを
AND回路９１を介してパルスモータ駆動装置８
８のRICH側駆動入力端子８８ｂに印加し、該駆
動装置をしてパルスモータ１３をＡとＢとのパル
ス数の差だけRICH側に駆動し、モータ１３をそ
の初期設定位置にセツトする。

一方、リードスイツチ２３の故障により、パル
スモータ１３がその基準位置（50ステツプ）を通
過してもリードスイツチ２３が検出信号を出力し
ない場合がある。この場合は、上述した一連の初
期位置設定操作は行われず、パルスモータ駆動装
置８８は前述したようにパルスモータ１３の始動
時のリードスイツチ２３の信号に基づいてパルス
モータ１３のLEAN側或いはRICH側への駆動動
作を継続し、その動作限界位置（120ステツプま
たは０ステツプ）に至らしめる。この駆動時にア
ツプダウンカウンタ９７は駆動装置８８からの駆
動パルス数をカウントし、パルスモータ１３の全
ストロークのステツプ数（120）をカウントし終
つた時駆動装置８８の反転入力端子８８ｃに信号
を供給する。駆動装置８８は従つてパルスモータ
１３を前回とは反対方向に駆動する。このように
してパルスモータ１３の基準位置が検出されるま
で上述のようにパルスモータの全ストロークに亘
る駆動および反転駆動を繰り返す。アツプダウン
カウンタ９７はパルスモータ１３のRICH側動作
限界位置（０ステツプ）にあるとき単一パルス信
号を発生し反転回数カウンタ９８に印加する。反
転回数カウンタ９８はこの信号をカウントし、所
定の数だけカウントしたとき、即ち、パルスモー
タの反転回数が所定値（例えば３回）を越えたと
き連続的に発生する直流電圧の回数信号を警報装
置９９およびレジスタ１００に印加する。レジス
タ１００にはかかる異常時にセツトすべきパルス
モータの所定位置ステツプ数、例えば、前述のよ
うにアイドル時の所定位置PS_IDL（P_A）（大気圧補
正されている）が記憶されており、レジスタ１０
０は上記回数信号を印加されたとき、該記憶内容
をAND回路１０１を介して比較器２１０の入力
端子２１０ｅに供給する。すなわち、AND回路
１０１は一方の入力端子に上記回数信号を、他方
の入力端子にレジスタ１００からの記憶内容に相
当するビツト数の信号を供給される。同時に、上
記反転回数センサ９８からの回数信号はアツプダ
ウンカウンタ２１３のリセツト端子２１３ａおよ
びOR回路９３にも供給され、前者はカウント値
０にリセツトされ、後者はフリツプフロツプ８９
をセツトしてその出力端子８９ａの出力を０から
１に変化せしめる。

比較器２１０は上述のように入力端子２１０ｄ
の入力値Ａは零、入力端子２１０ｅの入力値Ｂは
パルスモータのPS_IDL値であるからＡ＜Ｂの関係
の成立によりその出力端子２１０ａからＡとＢと
の差に対応する信号がAND回路９０の一方の入
力端子に供給される。このAND回路９０の他方
の入力端子には上述のようにフリツプフロツプ８
９の出力端子８９ａから出力１が供給されている
ので、パルスモータ駆動装置８８はその入力端子
８８ａにAND回路９０から出力を印加されてパ
ルスモータをLEAN側に駆動し、所定アイドル
位置にセツトする。尚、このとき、AND回路８
６，８７は夫々の一方の入力端子にはフリツプフ
ロツプ８９の出力端子８９ｂから出力＝０が供給
されていて共に駆動装置８８の入力側には出力＝
０を供給しているから、上述の所定アイドル位置
への駆動を妨げない。

第１０図の実施例でアツプダウンカウンタ９７
のカウント数をパルスモータ１３の動作限界位置
間のステツプ数に一致させているが、このカウン
ト数を各動作限界位置から相応するリードスイツ
チ２３の切換え位置をわずかに越えた位置までの
ステツプ数の内大きい数（例えば80ステツプ）に
等しい値にしてもよい。これにより故障の早期の
検出と対策が可能になる。この場合もアツプダウ
ンカウンタ９７はカウントした値が所定値（０又
は80）になると、パルスモータ駆動装置８８の反
転入力端子８８ｃに信号を供給する。又カウンタ
９７はカウント値が一方の所定値（０）になる毎
に反転回数カウンタ９８にパルス信号を印加す
る。反転回数が所定値を越えると、先ずパルスモ
ータ１３を全ストロークに亘つて駆動するに要す
るパルス数から上述のカウンタ９７のカウントし
うる数を差し引いた分（例えば40パルス）だけ、
パルスモータ１３を同方向に駆動させる。その
後、同様に警報装置９９、レジスタ１００、アツ
プダウンカウンタ２１３のリセツト端子２１３
ａ、OR回路９３に信号を供給するように構成す
る。

又、上記説明において、基準位置を検出できな
い時に、パルスモータ１３に全ストロークのステ
ツプ数（120）よりわずかに多いパルス数（例え
ば135）を与えるようにしてパルスモータを確実
にその動作限界位置に至らせるようにしてもよ
い。この時アツプダウンカウンタ９７は全ストロ
ークのステツプ数以上はカウントしない（０又は
120に保持される）ように構成する。

次に、上述した本発明の空燃比制御装置全体の
作動を第１１図を参照して説明する。第１１図
は、エンジンの種々の作動状態におけるパルスモ
ータの位置制御の具体例とこれら種々の作動状態
に対応したO₂センサ６８、サーミスタ５９、圧
力センサ７６、回転センサ７８，７９の各出力並
びにエミツシヨン制御装置の制御例とを関連させ
て示したグラフであり、リードスイツチやセンサ
が正常に作動する正常制御時の作動パターンを示
す。

このグラフは、エンジンの作動内容に依つてＡ
−Ｉの各段階に区分されている。先ず、段階Ａは
エンジンの始動−暖機運動時の制御例を示し、グ
ラフでは、パルスモータの始動時の位置はリード
スイツチのオフ側、即ち、混合気がLEAN側に
ある状態に対応している。エンジンの点火スイツ
チをオンにすると、リードスイツチがオフである
ため、第１０図の説明において述べたようにパル
スモータはRICH側に駆動される。リードスイツ
チがオフからオンに切換わつた時点でパルスモー
タ１３は逆転し、リードスイツチが再びオフに切
換わる基準位置に至り、ここから所定の初期設定
位置PS_CRまで駆動されて該位置にて停止される。
尚、このパルスモータの初期位置設定はエンジン
回転数Neが所定値N_CRより低い時に行われてい
ることがグラフより認められる。次いで、O₂セ
ンサの出力が活性化状態に近づくにつれて所定値
V_Xより低下するとともにエンジン冷却水温セン
サのサーミスタの出力T_Wが上昇して所定T_WXを
越えるようになるが、該所定値V_Xに達した時点
から所定時間t_Xが経過後空燃比制御開始の条件が
成立する。一方、この段Ａにおいてはサーミスタ
出力T_Wが所定値T_WPに達しない状態であるから、
第１図の電磁弁５３にはECU２０からパージカ
ツト信号＝１が供給され、パージカツトが行われ
る。また吸気マニホルド内の絶対圧力P_Bは所定
値P_BEより高いが、サーミスタ出力T_Wはエンジン
始動時は所定値T_WEより低く、前者が後者を越え
るまでの間第１図の電磁弁７５にはEGRカツト
信号＝０が供給され、EGRカツトが行われる。
また、段階Ａの制御中は、制御システムはオープ
ンループの状態であるから第１図の電磁弁６３に
はリードエアオン信号＝１が供給され、第１図の
二次エア供給弁６０が作動し排気通路６２内に大
気の供給が行われる。更に、エンジン回転数Ne
がクランキング回転数より高い所定値N_CRを越え
た時点から所定時間t_SAが経過するまでの間第１
図の電磁弁３８にはシヨツトエアカツト信号＝１
が供給されてシヨツトエアカツトが行われる。

次いで、上述した空燃比制御開始条件が成立し
段階Ａから段階Ｂのエンジンの部分負荷運転に移
り、空燃比制御がオープンループからクローズド
ループに変ると、パルスモータはクローズドルー
プになつた直後は積分(I)項にて制御され、その制
御方向は、O₂センサ出力電圧がこのとき所定値
V_REFより低い（排気ガス空燃比がLEAN状態で
ある）から、ステツプ数０方向、即ちRICH側に
移る方向である。次いで、O₂センサ出力が
LEAN側とRICH側間で変化したときは比例
（Ｐ）項による制御が、また、LEAN側および
RICH側のいずれか一方のレベルに留まつている
ときは積分(I)項による制御が夫々に行われる（グ
ラスにおいて、実線a′内の図は破線ａで囲んだ部
分の詳細を示す）。また、サーミスタ出力T_Wが所
定値T_WPに達するとパージカツトが解除される。
また、クローズドループ時であるからリードエア
の供給は中断される。

次いで、吸気通路内のスロツトル弁が全開状態
になる（段階Ｃ）と、空燃比制御はオープンルー
プになり、絶対圧力P_Bは上昇して大気圧（＝760
mmHg）P_A−P_B＜ΔP_WOT（例えば、50mmHg）の条
件を満たし、パルスモータはプリセツト位置
PS_WOTに移動され前記の条件が成立している間そ
の位置に保持される。

再びエンジンの部分負荷運転の段階Ｄに移つて
前述の段階Ｂと同様のクローズドループによる空
燃比制御が行われるが、この段階Ｄにおいては、
パルスモータはパルスモータに基準位置（50ステ
ツプ）を横切る場合が認められるが（ｂ点）、こ
のとき、前述したように、パルスモータの実際の
位置をカウントするカウンタ（第９図のカウンタ
２１３）のカウント値が基準値50ステツプに書換
えられ、パルスモータの位置とカウンタ２１３の
カウント値とのずれが修正される。

次いで、エンジンが減速されると、段階Ｅの空
燃比制御に移り、このとき、吸気通路内の絶対圧
P_Bが減速時の所定値P_BDECより低下するから、パ
ルスモータはプリセツト値PS_DECに移動され該位
置に保持される。同時に、EGRカツト条件P_B＜
P_BEおよびリードエアオン条件即ち減速オープン
ループ制御条件（P_B＜P_BDEC）が成立して、夫々
EGRカツトおよびリード弁による吸気通路内へ
の大気供給が行われる。

その後、部分負荷運転時のＩ項より制御が開始
されるクローズドループ制御（段階Ｆ）および減
速時のオープンループ制御（段階Ｇ）が繰り返さ
れ、これらの制御に伴い、EGRカツト信号およ
びリードエアオン信号のオン・オフが対応して繰
り返される。

次いで、エンジンがアイドル運転になると（段
階Ｈ）、パルスモータが所定のアイドル位置PS_IDL
にセツトされるとともに、P_B＜P_BEなる条件の成
立によりEGRカツトが行われ、アイドル時のオ
ープンループ制御条件の成立によりリードエアオ
ンの状態になる。

上述のアイドル状態から発進→部分負荷運転
（段階Ｉ）に移る際に、パルスモータは所定の加
速位置PS_ACCにセツトされるとともに、オープン
ループ制御からクローズドループ制御に移るの
で、パルスモータ位置のその後の制御は前述の段
階Ｂと同じく積分(I)項によつて開始される一方、
EGRはオンおよびリードエアはオフの状態に戻
る。

上述したように、本発明に依れば、内燃エンジ
ンに供給される混合気の空燃比を制御する弁を駆
動するパルスモータの特定の位置を、該位置にて
オン・オフするように配されたリードスイツチか
ら成る位置検出装置にて検出し、これを基準位置
としてパルスモータの他の全ての絶対位置を知る
ようにしたので、その後のエンジンの種々の作動
状態に対応したオープンループおよびクローズド
ループによる空燃比制御を常に正確に行うことが
可能である。

特に、エンジンの始動・暖機運転時のオープン
ループ制御の場合、パルスモータを前記基準位置
を基にしてエンジンの始動・暖機運転に最適な所
定の位置にセツトするようにしたので、エンジン
の適正な始動性および暖機運転性並びに良好な排
ガスエミツシヨン特性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空燃比制御装置の全体を示す
構成図、第２図は本発明の装置全体の作動手順を
示すフローチヤート、第３図、第４図は本発明の
装置に使用されるECUおよびパルスモータの初
期化手順を夫々示すフローチヤート、第５図はパ
ルスモータの初期化時の位置変移を示すグラフ、
第６図は本発明の空燃比制御開始条件の検出手順
を示すフローチヤート、第７図は本発明の基本空
燃比制御の手順を示すフローチヤート、第８図は
本発明のエミツシヨン制御装置の制御手順を示す
フローチヤート、第９図は前記ECU内の電気回
路の全体を示すブロツク図、第１０図は同じく
ECU内のパルスモータ初期位置設定用電気回路
の回路図、および第１１図は本発明の装置全体の
作動を示すグラフである。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、２２……永久磁石、
２３……リードスイツチ、２４……遮蔽板、６８
……O₂センサ、６９……三元触媒、７８……デ
イストリビユータ、７９……点火コイル、８０…
…点火スイツチ、８１……バツテリ、８５……イ
ンバータ、８６，８７……AND回路、８８……
パルスモータ駆動装置、８９……フリツプフロツ
プ、９０，９１……AND回路、９３……OR回
路、９７……アツプダウンカウンタ、９８……反
転回数カウンタ、９９……警報装置、１００……
レジスタ、１０５……レジスタ、２０８……基準
位置検出信号処理回路、２０９……切換回路、２
１０……比較器、２１１……パルスモータ駆動信
号発生装置、２１２……基準位置レジスタ、２１
３……アツプダウンカウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃エンジンに供給される流体の流量を制御
する弁装置と、該弁装置を駆動するパルスモータ
とを備えて成る内燃エンジンに供給される流体の
流量制御装置において、基準位置に対し前記弁装
置の弁位置がいずれの側にあるかを検出し、斯く
検出された値に応じて異なる二つのレベルの出力
を発生する位置検出装置と、電源スイツチおよび
前記位置検出装置に接続された電気回路で、 (イ) 前記電源スイツチのオン時、前記位置検出装
置が一方のレベルの出力を発生するとき、前記
位置検出装置が他方のレベルの出力を発生する
まで前記基準位置の方向にパルスモータを駆動
し、 (ロ) 前記電源スイツチのオン時、前記位置検出装
置が他方のレベルの出力を発生するときまたは
前記(イ)項のパルスモータの駆動により前記位置
検出装置が他方のレベルを出力するに至つたと
き、位置検出装置が一方のレベルの出力を発生
するまで前記基準位置の方向にパルスモータを
駆動し、 (ハ) 一方のレベルの出力の発生に応じて前記パル
スモータを停止させる駆動手段を有する電気回路とを含んでなる内燃
エンジンへの供給流体の流量制御装置。２前記エンジンの排気ガス成分の濃度を検出す
る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
度検出装置を前記エンジンに供給される混合気を
生成する気化器に結合する装置で、前記弁装置
と、前記パルスモータと、前記電気回路とから成
る装置とを備え、前記弁装置は前記混合気の空燃
比を制御する、空燃比制御装置から成る特許請求
の範囲第１項記載の内燃エンジンへの供給流体の
流量制御装置。３前記駆動手段は、(イ)前記パルスモータの実際
の位置を記憶するアツプダウンカウンタと、(ロ)基
準位置に対応する所定値を記憶するレジスタと、
(ハ)前記位置検出装置の出力が他方のレベルから一
方のレベルに変化する時前記カウンタの値を前記
レジスタの前記所定値に一致させる手段とを含ん
で成る、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
内燃エンジンへの供給流体の流量制御装置。４前記駆動手段は、(イ)パルスモータの駆動中、
前記位置検出装置の出力レベルが変化しないとき
パルスモータを一方の動作限界位置まで駆動する
手段と、(ロ)斯くパルスモータを前記一方の動作限
界位置まで駆動した後、基準位置を含む所定の動
作範囲に亘つてパルスモータを複数回に亘つて駆
動する手段と、(ハ)パルスモータを前記複数回に亘
つて駆動した後位置検出装置の出力レベルが変化
しないとき異常信号を発生する手段とを含んで成
る、特許請求の範囲第３項記載の内燃エンジンへ
の供給流体の流量制御装置。５前記駆動手段は、パルスモータに与えられる
駆動パルスをカウントし、カウントされた数が、
パルスモータが一方の動作限界位置から他方の動
作限界位置まで回転するに要するパルス数を超え
るとき信号を出力するカウンタを含んで成る、特
許請求の範囲第３項記載の内燃エンジンへの供給
流体の流量制御装置。６前記駆動手段は、(イ)所定の信号に応じてパル
スモータを逆方向に回転させる手段と、(ロ)パルス
モータのいずれか一方の動作限界位置において発
生する信号の回数をカウントし、所定回数に達す
ると回数信号を出力するカウンタとを含んで成
る、特許請求の範囲第５項記載の内燃エンジンへ
の供給流体の流量制御装置。７前記駆動手段は、所定の信号または所定の回
数信号に応じてパルスモータを逆方向に所定にパ
ルス数だけ駆動させる手段を含んで成る、特許請
求の範囲第５項又は第６項記載の内燃エンジンの
供給流体の流量制御装置。８前記駆動手段は、所定の信号または所定の回
数信号に応じて警報を発する手段を含んで成る、
特許請求の範囲第５項または第６項記載の内燃エ
ンジンへの供給流体の流量制御装置。９前記駆動手段は、一方のレベルの出力の発生
後エンジンのパラメータに応じた所定のパルス数
だけパルスモータを駆動した後停止させる手段を
含んで成る、特許請求の範囲第１項乃至第８項の
いずれかに記載の内燃エンジンへの供給流体の流
量制御装置。