JPH0454819B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関の空燃比、詳しくは暖機
中の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置
に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、自動車などに使用する内燃機関では、排
気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ（O₂
センサ）のフイードバツク信号を受けて機関燃焼
室に供給する混合気の空燃比を理論空燃比に収束
させる空燃比制御装置が用いられているが、暖機
運転時においては酸素センサが正常に機能しない
ためフイードバツク制御をすることができない。 このため、従来では、このフイードバツク制御
が不可能な運転時には、空燃比制御用のアクチユ
エータ（電磁弁）を予め定めた状態にオープンル
ープ制御することにより暖機時の空燃比を改善す
る試みが特開昭59−196949号公報に示されてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記オープンループ制御では、酸素センサの機
能が正常である定常運転時に、空燃比が理論空燃
比に収束するようにフイードバツク制御中の制御
量の平均値を機関回転数とスロツトル弁開度とに
よつて定めた複数の運転状態別に演算記憶（すな
わち学習）させた記憶値（すなわち、フイードバ
ツク制御量の学習値）、またはこの記憶値を係数
などによつて補正した値を上記電磁弁の制御量と
して定めたものである。 しかし、ここで考えられている制御量の平均値
は、運転状態別の識別コードをｎ、酸素センサの
出力が３回反転したときの上記電磁弁の制御量を
それぞれX₁，X₂，X₃、前回算出した制御量の平
均値をA_o，_n、定数をα（０＜α＞１）としたと
き、新たな制御量の平均値A_o，_n+1として、 A_o，_n+1＝A_o，_n×（１−α）＋α・X₁＋X₂／２＋X₂＋
X₃／２／２…(1) に基づいて算出されており、酸素センサの出力が
反転する回数だけで、制御量の平均値の更新が行
なわれる。 酸素センサの出力信号波形は、実際には機関等
の影響を受けて多くのノイズ成分を含んでいる。
さらに、機関への燃料分配の不均等などの影響に
より、その形状はかなり乱れている。 第１２図はノイズ成分により酸素センサの出力
が短時間で多くの回数反転した場合の制御量の記
憶値を示したもので、上記(1)式により算出した場
合、制御量の平均値はノイズ成分の平均値として
記憶してしまい、暖機中あるいは酸素センサの不
活性時に空燃比を常に最適値に設定できないとい
う問題点があつた。 この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、気化器の製造精度のばらつきや経
年変化あるいは機関の使用環境を問わず暖機時の
空燃比を常に最適値に設定制御し得る内燃機関の
空燃比制御装置を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、
定常運転時に混合気の空燃比が理論空燃比に収束
するように電磁弁などの駆動手段のフイードバツ
ク制御中の制御量の平均値を機関回転数とスロツ
トル弁開度とによつて定めた複数の運転状態別に
演算記憶する手段を設けたものである。 〔作用〕 この発明においては、駆動手段を制御するフイ
ードバツク制御中の制御量の平均値を算出するた
め運転状態別の識別コードをｎ、酸素センサの出
力が３回反転したときの電磁弁の制御量をそれぞ
れX₁，X₂，X₃、１回目の反転から３回目の反転
が起こるまでの時間をＴ、前回算出した制御量の
平均値をA_o，_n、定数をαとしたときの演算記憶
手段は新たな制御量の平均値A_o，_n+1を A_o，_n+1＝A_o，_n×（１−αT）＋αT・X₁＋X₂／２＋X₂
＋X₃／２／２…(2) に基づいて算出する。 〔実施例〕 以下、この発明の内燃機関の空燃比制御装置の
実施例について図面に基づき説明する。第１図は
その一実施例を示す機能ブロツク図であり、同図
において１はたとえば内燃機関などの制御対象、
２は制御対象１を制御するための電磁弁などの駆
動手段である。 制御対象１の酸素濃度は酸素濃度検出手段３で
検出し、制御対象１の回転数は回転数検出手段４
で検出し、制御対象１のスロツトル弁開度位置は
スロツトル弁開度検出手段５で検出するようにな
つている。 回転数検出手段４によつて検出された制御対象
１の回転数と、スロツトル弁開度検出手段５によ
つて検出された制御対象１のスロツトル弁開度か
ら、制御対象１の運転状態を運転状態判定手段６
で判定するようにしている。 一方、制御量決定手段７は演算記憶手段９の情
報をもとに、オープンループ制御手段１０、また
はフイードバツク制御手段１１を選択し、駆動手
段２に与える制御量を決定するようになつてい
る。 さらに、制御量検出手段８は制御量決定手段７
が駆動手段２を駆動するための制御量を検出する
もので、酸素濃度検出手段３と運転状態判定手段
６によつて検出された情報とともに演算記憶手段
９において演算され、その値をフイードバツク制
御量の学習値として記憶する。この学習値は、機
関の暖機中の制御量決定時に用いられる。 第１１図はこの発明の一実施例を適用した機関
の部分の構成を示す図である。この第１１図にお
いて、まず機関側の構成を説明する。ピストン５
０１はシリンダ５０２内で往復運動を行うように
なつており、このシリンダ５０２には、吸気弁５
０３、排気弁５０４が設けられており、また、排
気管５０５が連結されている。 排気管５０５には三元触媒コンバータ５０６が
設けられているとともに、酸素センサ５３０が設
けられている。酸素センサ５３０は排ガス中の酸
素濃度を検出するもので、その検出出力は制御回
路５３８に送出するようになつている。 また、シリンダ５０２には、吸気管５０７が連
結されている。この吸気管５０７内には、スロツ
トル弁５０８が配置されている。このスロツトル
弁５０８の上流側にはベンチユリ５０９およびエ
アクリーナ５１０が設けられ、フロート室５１１
内の燃料はエアクリーナ５１０を経て吸入された
吸入空気がベンチユリ５０９を通過する際にメイ
ン燃料通路５１２を経て吸引されて霧化され、吸
入空気との混合気となつてスロツトル弁５０８お
よび吸気管５０７を介してシリンダ５０２内に供
給される。 この場合、メイン燃料通路５１２の途中には、
メインエアブリード５１３およびメイン燃料電磁
弁５１４が設けられ、メイン燃料通路５１２から
ベンチユリ５０９に到る燃料はベンチユリ５０９
の上流側に設けたメインエアブリード通路５１５
からの吸入空気によつて微細化された後ベンチユ
リ５０９に導かれる。 また、フロート室５１１からメインエアブリー
ド５１３に到る燃料量の一部はメイン燃料電磁弁
５１４の開閉によつて可変される。 なお、このメイン燃料電磁弁５１４はノーマル
オープン型の電磁弁である。 一方、スロツトル弁５０８の下流側には、アイ
ドルポート５１６が設けられ、また、ベンチユリ
５０９の上流側にはスローエアブリード通路５１
７が設けられ、さらにこれらアイドルポート５１
６とスローエアブリード通路５１７との間のスロ
ー燃料通路にはスロー燃料電磁弁５１８が設けら
れ、スロツトル弁５０８がほぼ全閉状態となつて
いるアイドル時において、スロー燃料電磁弁５１
８を開状態とすることにより、フロート室５１１
内の燃料をスローエアブリード通路５１７からの
吸入空気で吸引して混合気とした後アイドルポー
ト５１６から噴出させるようになつている。 なお、スロー燃料電磁弁５１８はノーマルクロ
ーズ型の電磁弁である。 また、アイドルポート５１６から吐出させる混
合気量スローアジヤストスクリユー５１９によつ
て調整される。 ここで、スロツトル弁５０８はアクセルペダル
（図示せず）に連結されており、走行中において
は、アクセルペダルの踏込量に対応した開度とな
る。 一方、またシリンダ５０２には吸気弁５０３の
ほかに径の小さなジエツトバルブ５２０が設けら
れるとともに、このジエツトバルブ５２０とベン
チユリ５０９の上流側との間にはベンチユリ５０
９から吸気弁５０３に到る混合気通路と並列にジ
エツト燃料通路５２１が設けられ、このジエツト
燃料通路５２１の途中に開口したフロート室５１
１からの燃料路を開閉するように設けたジエツト
燃料電磁弁５２２を開くことにより、ジエツトエ
ア取入口５２３からの吸入空気でフロート室５１
１の燃料を吸引して高速の混合気を形成してジエ
ツトバルブ５２０によつてシリンダ５０２内に噴
出させ、吸気管５０７からの混合気とは独立して
シリンダ５０２内に高速の混合気を供給するとと
もに、シリンダ５０２内で混合気のスワールを生
じさせるようになつている。 この場合、ジエツト燃料電磁弁５２２はノーマ
ルオープン型の電磁弁で構成されている。 次に、空燃比制御系の構成について説明する。
５３１は機関の冷却水５３２の温度を検出する温
度センサ、５３３はスロツトル弁５０８の開度が
ほぼ全閉状態のとき、すなわち、アイドル運転時
にオン（閉成）するアイドルスイツチ、５３４は
スロツトル弁５０８の回転軸に連結され、スロツ
トル弁５０８の開度に対応した電圧信号を出力す
る弁開度検出器、５３５は機関回転数Ｎを検出す
る回転数検出器であり、ここでは点火コイル５３
６と断続器５３７との接続点から機関回転数Ｎに
対応した周期の回転パルス信号を取り出してい
る。 制御回路５３８は上記の酸素センサ５３０、温
度センサ５３１、アイドルスイツチ５３３、弁開
度検出器５３４、回転数検出器５３５の検出出力
信号に基づき、機関始動後のすべての運転状態に
おける空燃比をメイン燃料電磁弁５１４、スロー
燃料電磁弁５１８およびジエツト燃料電磁弁５２
２の開閉状態を変えることによつて理論空燃比あ
るいは設定値に制御するようにしている。 この場合、スロー燃料電磁弁５１８はオンまた
オフのいずれかに制御されるが、メイン燃料電磁
弁５１４およびジエツト燃料電磁弁５２２はその
オン時間とオフ時間のデユーテイ比が制御され
る。 電池５３９は制御回路５３８内に設けられたメ
モリの記憶内容を保持するためのバツクアツプ用
の電池である。 制御回路５３８は、第２図に示すように演算処
理装置（以下、CPUと略記）３８０と、空燃比
制御を行うためのプログラムや定数などを記憶し
た、リードオンリメモリ（以下、ROMと略記）
３８１と、演算途中の結果などを記憶するランダ
ムアクセスメモリ（以下、RAMと略記）３８２
と、上記酸素センサ５３０などやメイン燃料電磁
弁５１４などとの信号送受用のインタフエース回
路（以下、IFCと略記）３８３とから構成されて
いる。 次に以上のように構成されたこの発明の内燃機
関の空燃比制御装置の動作について第３図〜第５
図に示すフローチヤートを用いて説明する。 まず、機関が始動されると、CPU３８０は
ROM３８１に記憶されたプログラムにしたがつ
て第３図に示すメインルーチンの処理を実行す
る。 すなわち、CPU３８０はステツプ100におい
て、回転数検出器５３５からの出力信号を取り込
み、この出力信号の周期を計測することによつ
て、現在の機関回転数Ｎを検出する。 次に、ステツプ101において、弁開度検出器５
３４の出力信号を取り込んで、スロツトル弁５０
８の開度θを検出する。 この場合、弁開度検出器５３４の出力信号は弁
開度に対応したアナログ電圧信号であるため、
IFC３８３において、デイジタル信号に変換され
た後、CPU３８０に取り込まれる。 次に、CPU３８０はステツプ102において、酸
素センサ５３０の出力信号を取り込んで、現在の
運転状態におる排ガス中の酸素濃度を検出する。 この場合、酸素センサ５３０の出力信号はIFC
３８３において、基準電圧と比較されることによ
つて高レベルまたは低レベルの信号に変換された
後、CPU３８０に取り込まれる。 CPU３８０はこの後、ステツプ103において、
温度センサ５３１の出力信号を取り込んで、現在
の冷却水温度TPを検出する。 この場合、温度センサ５３１の出力信号はIFC
３８３において、デイジタル信号に変換された
後、CPU３８０に取り込まれる。 CPU３８０はこのようにして、各種センサの
出力信号により機関回転数Ｎ、スロツトル弁開度
θ、酸素濃度PPMおよび冷却水温度TPを検出し
た後、次のステツプ104〜109において機関回転数
Ｎおよびスロツトル弁開度θに基づき、機関の運
転モードが始動モードであるのか、高負荷走行時
のパワーモードであるのか、などの運転状態を検
出する。 この実施例における運転モードは、酸素センサ
５３０の機能が正常に発揮されない暖機前におけ
る不活性モードと、冷却水温がまだ充分に高まつ
ていない暖機モードと、暖機完了後の低負荷時あ
るいは低速回転時の定常モードと、機関回転数Ｎ
が400RPM以下の状態である始動モードと、高負
荷走行時のパワーモードと、機関回転数Ｎが
2000RPM以上でかつアクセルペダルが離されて
いる状態（すなわちアイドルスイツチ５３３がオ
ンの状態）である減速モードとに区別されてい
る。 不活性モード、暖機モードおよび定常モード
は、第６図に示すように機関回転数Ｎとスロツト
ル弁開度θとによつてさらに16種類のゾーンZ1
〜Z16に区別されている。 そこで、CPU３８０はまずステツプ104におい
て、現在の運転状態がどのゾーンに該当するかを
検出する。 すなわち、第４図のフローチヤートに詳しく示
すように、まずステツプ200〜203においてゾーン
分割のために回転数に対応して定められたスロツ
トル弁開度の四つの基準値θ₁〜θ₄（但し、θ₁＞θ₂
＞θ₃＞θ₄）と現在のスロツトル弁開度θとを比較
し、θ≧θ₁であれば、ステツプ204においてRAM
３８２内に設けられた運転状態の識別用レジスタ
にパワーゾーンであることを示すパワーゾーンコ
ードをセツトする。 また、θ₂≦θ＜θ₁であれば、ステツプ205にお
いて、ゾーンZ4〜Z16を示すゾーンコードの中か
らさらに機関回転数Ｎに応じて選択した一つのゾ
ーンコードをセツトし、さらにθ₃≦θ＜θ₂であれ
ば、ステツプ206において、ゾーンZ3〜Z15を示
すゾーンコードの中からさらに機関回転数Ｎに応
じて選択した一つのゾーンコードをセツトする。 また、θ₄≦θ＜θ₃であれば、ステツプ207にお
いて、ゾーンZ2〜Z14を示すゾーンコードの中か
らさらに機関回転数Ｎに応じて選択した一つのゾ
ーンコードを選択してセツトし、さらにθ＜θ₄で
あれば、ステツプ208において、ゾーンZ1〜Z9を
示すゾーンコードの中からさらに機関回転数Ｎに
応じて選択した一つのゾーンコードを選択してセ
ツトする。 ステツプ205〜208の処理では、ステツプ208の
処理を代表して図示しているように、ゾーン分割
のために定められた機関回転数の四つの基準値
N₁（＝400RPM）、N₂（＝1000RPM）、N₃（＝
2000RPM）、N₄（＝4000RPM）のうちN₂〜N₄と
現在の機関回転数Ｎとがステツプ2080〜2082にお
いて比較され、この比較結果に応じてゾーンコー
ドZ1，Z5，Z9，Z13の一つがステツプ2083〜2086
において選択された運転状態の識別用レジスタに
セツトされる。 CPU３８０はこのようにして運転ゾーンを検
出した後、ステツプ105〜109において運転状態が
始動モード〜定常モードのいずれに該当するかを
検出し、この検出結果に基づき空燃比をオープン
ループによつて制御するか、あるいはフイードバ
ツクループによつて制御するかを選択する。 すなわち、ステツプ105において、機関回転数
Ｎと基準値N₁（＝400RPM）とを比較し、Ｎ＜N₁
ならば始動モードであることを検出し、またステ
ツプ106において運転状態の識別用レジスタにパ
ワーゾーンコードがセツトされているか否かを判
別し、セツトされている場合はパワーモードであ
ることを検出する。 さらに、ステツプ107において、機関回転数Ｎ
と基準値N₃（＝2000RPM）とを比較し、Ｎ≧N₃
であり、かつアイドルスイツチ５３４がオン状態
になつている場合には、減速モードであることを
検出し、さらにステツプ108において、現在の冷
却水温TPと基準値TP₀とを比較し、TP＜TP₀な
らば暖機モードであることを検出する。 さらに、ステツプ109において、酸素センサ５
３０の出力電圧信号V₀₂と基準値Ｖとを比較し、
V₀₂＜V_A（V_Aは不活性レベル判定基準電圧を示
す）ならば、不活性モードであることを検出す
る。 始動モード、パワーモード、減速モード、暖機
モード、不活性モードでは、ステツプ111のオー
プンループ制御処理を選択し、これ以外のモード
すなわち定常モードでは、ステツプ110のフイー
ドバツク制御処理を選択する。 すなわち、CPU３８０は酸素センサ５３０の
出力に基づくフイードバツク制御が不可能な運転
モード（始動モード、暖機モード、不活性モー
ド）および理論空燃比より馬力を優先するために
フイードバツク制御を行う必要のない運転モード
（パワーモード）ならびにフイードバツク制御を
実行しても意味のない運転モード（減速モード）
の特殊な運転モードではすべてステツプ111のオ
ープンループ制御処理を選択する。 次のステツプ113において、メイン燃料電磁弁
５１４、スロー燃料電磁弁５１８およびジエツト
燃料電磁弁５２２の駆動制御を行う。 しかし、運転状態が上記の条件にない運転モー
ド、すなわち暖機運転完了後の低負荷時あるいは
低速回転時の定常モードなどでは、ステツプ110
のフイードバツク制御処理を選択し、この後ステ
ツプ113においてジエツト燃料電磁弁５２２のオ
ン時間（閉時間）とオフ時間との比（パルスデユ
ーテイ）を酸素センサ５３０の出力信号を比例積
分処理した信号に基づき比例積分制御（PI制御）
し、シリンダ５０２に供給される混合気の空燃比
を理論空燃比に収束させる。 すなわち、酸素センサ５３０の出力電圧信号
V₀₂は第７図に示すように空燃比がリツチ側のと
きは高い電圧レベルとなり、リーン側のときは低
い電圧レベルとなるため、理論空燃比（＝14.7）
に対応する電圧を基準電圧V_THに設定し、酸素セ
ンサ５３０の出力電圧信号V₀₂がこの基準電圧
V_THを横切る毎にリツチ・リーン判別を行い（第
８図ａ）、この判別信号をこの第８図のタイムチ
ヤートに示すように比例積分処理して制御量を判
定し、これに対応してジエツト燃料電磁弁５２２
の駆動用の一定周期のパルス信号のデユーテイ比
D_Jを制御する（第８図ｂ）。 これにより、シリンダ５０２内に供給される混
合気の空燃比は第９図に示すようにジエツト燃料
電磁弁５２２のオン時間デユーテイが長くなるの
に比例して、リーン側に制御され、逆にオン時間
デユーテイが短かくなるのに比例してリツチ側に
制御される。 このようなフイードバツク制御が継続して行わ
れる結果、シリンダ５０２内に供給される混合気
の空燃比は理論空燃比に収束する。 この場合、フイードバツク制御時においては、
メイン燃料電磁弁５１４はその駆動パルスのデユ
ーテイ比が第１表に示すように100％に設定され
て、全閉状態に駆動される。 一方、スロー燃料電磁弁５１８はその駆動パル
スがオン側に設定されて全開状態に駆動される。 このため、シリンダ５０２内には、ジエツトバ
ルブ５２０を経由した混合気と、メイン燃料電磁
弁５１４のバイパス通路５２４を通つてベンチユ
リ５０９で霧化され、かつ吸気弁５０３を経由し
た混合気と、アイドルポート５１６からの混合気
とが供給されることになる。 フイードバツク制御時においては、これら三つ
の通路からの混合気の空燃比がジエツトバルブ５
２０のみからの混合気の空燃比を変えることによ
つて、理論空燃比に制御される。

【表】 この場合PI制御におけるリツチ側およびリー
ン側の比例定数P_R，P_Lと、リツチ側およびリー
ン側の積分定数I_R，I_Lは次の第２表に示すよう
に、運転ゾーン別に定められ、きめ細かな制御が
行われる。

【表】 CPU３８０は暖機運転完了後の定常モードで
は、以上のようにして空燃比のフイードバツク制
御を行うとともに、フイードバツク制御を実行し
ている間、ステツプ112において、ジエツト燃料
電磁弁５２２のオン時間とオフ時間のデユーテイ
比D_Jの平均値を算出してRAM３８２に記憶させ
る。 このデユーテイ比D_Jの平均値は16種類のゾー
ンZ1〜Z16のそれぞれについて独立して算出され
る。このデユーテイ比D_Jの平均値は第５図のフ
ローチヤートに示すような処理によつて算出され
る。 すなわち、CPU３８０はゾーン毎の平均値を
算出するために、まずステツプ250において、ゾ
ーンの変更があつたか否かを検出し、ゾーン変更
があつた場合には、酸素センサ５３０の出力信号
V₀₂の極性反転回数をカウントする反転カウンタ
（換言すれば、出力信号V₀₂がリーン側からリツ
チ側へ、またはリツチ側からリーン側へ変化した
ことをカウントするカウンタ）をステツプ271に
おいてリセツトし、さらに、ステツプ280におい
て、１回目の反転から３回目の反転が起こるまで
の周期Ｔを格納するレジスタＹをリセツトして新
たなゾーンにおける平均値の算出に備える。 ゾーン変更がなかつた場合には、ステツプ251
において、酸素センサ５３０の出力信号V₀₂の極
性が反転したか否かを検出し、反転したことを検
出した場合には、次いでステツプ252および255に
おいて、その反転回数が１回であるか２回である
かを、反転カウンタのカウント値に基づき検出
し、１回目の反転であれば、ステツプ253におい
て、反転カウンタのカウント値を「１」に更新し
た後、ステツプ254において、このときのデユー
テイ比X₁を平均値算出用の第１レジスタに格納
する。 同様に、２回目の反転であれば、ステツプ256
において反転カウンタのカウント値を「２」に更
新した後、ステツプ257において、このときのデ
ユーテイ比X₂を平均値算出用の第２レジスタに
格納する。 さらに、３回目の反転であればステツプ258に
おいて、このときのデユーテイ比X₃を平均値算
出用の第３レジスタに格納し、ステツプ290にお
いて、１回目の反転から３回目の反転までの周期
ＴをレジスタＹに格納する。 第１０図ａには、デユーテイ比X₁〜X₃を得る
場合のタイムチヤートを示している。第１０図ｂ
は酸素センサ５３０の出力電圧信号V₀₂が基準電
圧V_THを横切つてリツチ側、リーン側になること
を示している。 CPU３８０はこのようにして酸素センサ５３
０の出力信号電圧V₀₂が３回反転したときのデユ
ーテイ比X₁，X₂，X₃を得た後、ステツプ259に
おいて反転カウンタをリセツトし、続くステツプ
260において、デユーテイ比X₁〜X₃の平均値を算
出する。 次のステツプ270において、この平均値を現在
のゾーンに対応した３８２のメモリ位置に記憶さ
せる。 ここで、ステツプ260における平均値は次の第
(3)式にしたがつて算出される。 A_o，_n+1＝A_o，_n×（１−αT）＋αT・X₁＋X₂／２＋X₂
＋X₃／２／２……(3) 但し、この第(3)式において、ｎは運転ゾーンの
識別記号、A_o，_nは前回の平均値、A_o，_n+1は新た
な平均値、Ｔは、レジスタＹに格納された反転周
期、αは定数である。ここに０＜αT＜１である。 このような演算式によつて、デユーテイ比X₁
〜X₃の平均値を算出するようにしたことにより、
酸素センサ５３０の出力信号波形の乱れにかかわ
らず、デユーテイ比の傾向を精度よく検出するこ
とができる。 すなわち、酸素センサ５３０の出力信号波形は
実際には、機関等の影響を受けて多くのノイズ成
分を含んでおり、その形状はかなり乱れている。 したがつて、酸素センサ５３０の出力信号電圧
V₀₂が反転する毎に得た複数のデユーテイ比によ
つてその平均値を単純に算出するようにした場合
には、その算出基礎となるデユーテイ比のいずれ
かにノイズが発生したときに誤つて採取したデユ
ーテイ比が含まれていることもあるため、最終的
に算出される平均値には誤差成分が多く含まれて
しまうことになる。 しかし、第(3)式で示したように時間的に隣り合
うタイミングで採取したデユーテイ比X₁〜X₃の
単純平均値を算出した後、さらにその再単純平均
値を求め、この再単純平均値に前回の算出平均値
A_o，_nに対する反映度を表わす定数αTを乗じて反
映平均値を求める。 一方、前回の算出平均値A_o，_nに「１−αT」を
乗じて前回の算出平均値A_o，_nが新たな平均値A_o，
_n+1に継承されるべき値を求め、この値に上記反
映平均値を加算するようにすれば、算出基礎のい
ずれかにノイズの発生タイミングにおけるデユー
テイ比が含まれていた場合には、反映度を表わす
定数αTが小さくなるため、上記反映平均値の値
が小さくなり、かつ、前回の算出平均値の影響が
大きくなるため、ノイズによるデユーテイ比の影
響は小さくなる。したがつて、デユーテイ比の全
体的な傾向を示す平均値A_o，_n+1を得ることがで
きる。 これに関する効果は第１２図に示されている。
第１２図ａは酸素センサ５３０の出力信号電圧
V₀₂、第１２図ｂはデユーテイ比D_j、第１２図
ｃ、第１２図ｄはそれぞれ(1)式、(3)式により算出
された新たな平均値A_o，_n+1を示す。 この平均値A_o，_n+1を得ることができる効果を
換言すれば、第(3)式は平均値A_o，_n+1を算出する
とともに、フイルタとしての機能も果しているこ
とになる。 つまり、酸素センサ５３０の反転周期は運転領
域によつて変化するが、この方式によれば反転周
期に関係なく、一定の時定数をもつてフイルタ効
果を有することになる。 したがつて、高価なフイルタ素子などを用いな
くても、ジエツト燃料電磁弁５２２のデユーテイ
比の全体的な傾向を示す平均値A_o，_n+1を得るこ
とができる。 このようにして得られた平均値A_o，_n+1は、
RAM３８２内に格納され、バツクアツプ用の電
池５３９によつて機関停止後も保持される。 この平均値A_o，_n+1は暖機モードおよび不活性
モードのときの空燃比制御に使用される。 さて、CPU３８０は第３図のステツプ111のオ
ープンループ制御処理において運転モード別に次
の第３表〜第６表に示すようなデユーテイ比でメ
イン燃料電磁弁５１４、スロー燃料電磁弁５１
８、ジエツト燃料電磁弁５２２を制御する。

【表】

【表】

【表】

【表】

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、機関燃焼室に
供給する混合気の空燃比を可変する電磁弁を設
け、酸素センサの機能が正常となつている定常運
転時にこの電磁弁を空燃比が理論空燃比に収束す
るようにフイードバツク制御するとともに、この
フイードバツク制御中の制御量の平均値に基づき
上記電磁弁の制御量をオープンループ制御によつ
て定めるようにし、さらに上記制御量の平均値は
A_o，_n+1＝A_o，_n×（１−αT）＋αT・Ｂにしたがつ
て算出するように構成したので、気化器の製造精
度のばらつきや経年変化あるいは機関の使用環境
を問わず、暖機時の空燃比を精度よく最適値に設
定制御することができ、一酸化炭素ガスなども抑
制できるという環境対策上も有益な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の内燃機関の空燃比制御装置
の一実施例の構成を示すブロツク図、第２図は同
上内燃機関の空燃比制御装置における制御回路の
詳細構成を示すブロツク図、第３図ないし第５図
は同上制御回路の動作内容を示すフローチヤー
ト、第６図は同上内燃機関の空燃比制御装置によ
る運転状態の区分を示す図、第７図は同上内燃機
関の空燃比制御装置の酸素センサの出力特性を示
すグラフ、第８図は同上内燃機関の空燃比制御装
置のフイードバツク制御時の酸素センサ出力とジ
エツト燃料電磁弁のデユーテイ比の変化を示すタ
イムチヤート、第９図は同上内燃機関の空燃比制
御装置におけるジエツト燃料電磁弁のデユーテイ
比とシリンダ内の空燃比との関係を示すグラフ、
第１０図は同上内燃機関の空燃比制御装置におけ
るジエツト燃料電磁弁のデユーテイ比の学習値を
得るときのタイムチヤート、第１１図は同上内燃
機関の空燃比制御装置における機関系の構成を示
す断面図、第１２図は同上内燃機関の空燃比制御
装置における酸素センサの出力信号電圧とデユー
テイ比および(1)式と(3)式により算出された平均値
との関係を示すタイムチヤートである。 １……制御対象、２……駆動手段、３……酸素
濃度検出手段、４……回転数検出手段、５……ス
ロツトル弁開度検出手段、６……運転状態判定手
段、７……制御量検出手段、９……演算記憶手
段、１０……オープンループ制御手段、１１……
フイードバツク制御手段、３８０……演算処理手
段、３８１……リードオンリメモリ、３８２……
ランダムアクセスメモリ、３８３……インタフエ
ース回路、５０１……ピストン、５０２……シリ
ンダ、５０３……吸気弁、５０７……吸気管、５
０８……スロツトル弁、５０９……ベンチユリ、
５１０……エアクリーナ、５１２……メイン燃料
通路、５１４……メイン燃料電磁弁、５１６……
アイドルポート、５１８……スロー燃料電磁弁、
５２０……ジエツトバルブ、５２２……ジエツト
燃料電磁弁、５３０……酸素センサ、５３１……
温度センサ、５３３……アイドルスイツチ、５３
４……弁開度検出器、５３５……回転数検出器、
５３８……制御回路。なお、図中同一符号は同一
または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機関回転数を検出する回転数検出手段と、ス
   ロツトル弁開度を検出する弁開度検出手段と、排
   気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサと、機
   関燃焼室に供給する混合気の空燃比を可変する電
   磁弁などで構成される駆動手段と、機関の定常運
   転時に上記酸素センサの出力を受け機関燃焼室に
   供給する混合気の空燃比が理論空燃比に収束する
   ように上記駆動手段を制御するフイードバツク制
   御手段と、このフイードバツク制御される上記駆
   動手段の制御量の平均値を演算してスロツトル弁
   開度と機関回転数とによつて定められた各運転状
   態別に記憶する演算記憶手段と、機関の暖機時ま
   たは上記酸素センサの検出出力の異常時に上記弁
   開度検出手段と回転数検出手段の各検出出力によ
   りこれらの検出出力に対応する上記演算記憶手段
   に記憶された運転状態別の制御量の平均値を読み
   出してこの読み出された平均値に基づいて上記駆
   動手段の制御量を設定するオープンループ制御手
   段とを備え、運転状態別の識別コードをｎ、上記
   酸素センサの出力が少なくとも２回反転したとき
   の上記駆動手段の制御量をそれぞれX₁，X₂，X₃
   ……X_i、前回算出した制御量の平均値をA_o，_n、
   少なくとも２回反転したときの上記駆動手段の制
   御量の平均値をＢ、上記制御量の平均値A_o，_nを
   算出してから新たな制御量の平均値A_o，_n+1を算
   出開始するまでの時間をＴ、定数をαとしたとき
   上記演算記憶手段は上記新たな制御量の平均値
   A_o，_n+1を A_o，_n+1＝A_o，_n×（１−αT）＋αT・Ｂ に基づいて算出することを特徴とする内燃機関の
   空燃比制御装置。