JPS6326860B2

JPS6326860B2 -

Info

Publication number: JPS6326860B2
Application number: JP55124913A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ootsuka; Shin Narasaka; Shunpei Hasegawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1980-09-08
Filing date: 1980-09-08
Publication date: 1988-05-31
Also published as: JPS5772054A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃エンジンの空燃比制御装置に設け
られて内燃エンジンの排気ガス成分の酸素濃度を
検出するO₂センサの故障補償装置に関する。

内燃エンジンの排気ガス成分の酸素濃度を検出
するO₂センサと、エンジンに供給される混合気
を生成する気化器等の燃料調量装置と、前記O₂
センサ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O₂センサ
を前記燃料調量装置に結合する電気回路（ECU）
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制御装置
は既に本出願人により提案されている。

かかる装置に使用されているO₂センサは酸化
ジルコニウム等をセンサ素子として用い、その酸
化ジルコニウム等の内部を透過する酸素イオンの
量が大気中の酸素分圧と排気ガス中の酸素分圧の
差によつて変化するのを利用してこの変化に応じ
たO₂センサの出力電圧の変化により排気ガス中
の酸素濃度を検出するものである。

このO₂センサの内部抵抗はその活性化状態に
よつても変化するので、O₂センサの活性化をそ
の内部抵抗を測定することにより判定することが
可能である。又O₂センサはその不活性時には出
力電圧の変化巾が小さいと共に排気中の酸素濃度
の変化に対して十分追従することができないので
空燃比のフイードバツク制御はO₂センサが十分
に活性化した状態に至つた後に行われる。斯くし
てO₂センサの活性化後のフイードバツク制御時
にはO₂センサの出力電圧の変化に対応してパル
スモータ等のアクチユエータを介して行われる空
燃比制御弁の作動により空燃比がエンジンの作動
状態（回転速度、負荷、等）に対応するように制
御される。

従つて、O₂センサが故障すれば適正な空燃比
制御を行い得ないことは云うまでもないが、この
場合何らの処置も執らずにフイードバツク制御を
継続すれば空燃比が異常な値に制御され、その結
果エンジンの運転性および排気ガスエミツシヨン
特性に悪影響を及ぼすことになるので、O₂セン
サの故障を直ちに検出して適正な処置を執ること
がフイードバツク制御において不可欠である。

本発明は上述の要請に応えるためになされたも
ので、O₂センサの活性時に活性化信号を出力す
るO₂センサ活性化判定手段と、前記O₂センサの
出力を設定値と比較し、斯く検出された空燃比が
理論空燃比より大きいかまたは小さいかに相当す
る二値信号を出力する空燃比判定回路と、前記活
性化信号が出力されている間前記二値信号が所定
時間以内に反転しないとき異常信号を出力する異
常判別回路と、必要により、前記異常信号に応じ
て大気圧に応ずる空燃比が得られるように燃料調
量装置を制御する手段とを含み、O₂センサを始
め、ECU、気化器、パルスモータ、これら装置
間の配線系統等の異常を確実に検知するとともに
空燃比が異常な値に制御されることを防止するよ
うにした内燃エンジンの空燃比制御装置を提供す
るものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の内燃エンジンの空燃比制御装
置の全体を示す構成図である。

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にはフロート室と一次及
び二次側吸気通路とを連通する各メイン系及びス
ロー系の燃料通路が形成され、これらの通路は
夫々エアブリード用空気通路を介して大気に接続
されている。これらの空気通路又は燃料通路の少
なくとも１つは空燃比制御弁４に接続される。該
制御弁４は所要数の流量制御弁から成り、各流量
制御弁は各通路の開口面積を変化させるようパル
スモータ５により駆動される。パルスモータ５は
電子制御回路（以下「ECU」と云う）６と電気
的に接続されており、ECU６からの駆動パルス
により回転させられ、その結果流量制御弁は空気
流量又は燃料流量を変化させるべく変位する。こ
のように、空気流量または燃料流量を変化させて
空燃比を制御するが、具体的手段としては前記の
エアブリード用空気通路の開口面積を変化させて
ブリード空気量を制御するのが好ましい。

パルスモータ５にはリードスイツチ７が設けら
れており、空燃比制御弁４の弁体位置が基準位置
を通過するとその移動方向に応じてリードスイツ
チ７がオンまたはオフに切り換えられリードスイ
ツチ７はこのオン・オフ切換に応じた二値信号を
ECU６に供給する。

一方、エンジンの排気マニホルド８内壁には酸
化ジルコニウム等から成るO₂センサ９が該マニ
ホルド８内に突出して設けられ、その出力は
ECU６に供給される。また、大気圧センサ１０
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ECU６に供給
する。

尚、第１図において、符号１１は三元触媒、１
２は管路１３を介して吸気マニホルド２内の吸気
圧を検出しその出力をECU６に供給する圧力セ
ンサ、１４はエンジン冷却水温を検出しその出力
をECU６に供給するサーミスタ、１５は全体と
して点火コイルのパルス電流をECU６に供給す
るエンジン回転数センサを構成するデイストリビ
ユータおよび点火コイルである。

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
チがオンにセツトされると、ECU６がイニシヤ
ライズ（初期化）され、ECU６はリードスイツ
チ７を介してアクチユエータであるパルスモータ
５の基準位置を検出し、次いでパルスモータ５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。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５のリードスイツチ７
がオン・オフするときの位置に基づいて検出され
る。

次に、ECU６はO₂センサ９の活性化状態およ
びサーミスタ１４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９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ECU６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
Twx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５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、上述した始動時の制御が終ると、基本空
燃比制御に移り、ECU６は、O₂センサ９からの
出力信号Ｖ、圧力センサ１２からの吸気マニホル
ド内の絶対圧P_B、回転数センサ１５らのエンジ
ン速度Neおよび大気圧センサ１０からの大気圧
P_Aに応じてパルスモータ５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、減速時お
よびゼロ発進の加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
御条件は上記圧力センサ１２で検出された絶対圧
P_Bと大気圧センサ１０で検出された大気圧（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。ECU６は上記セン
サ１２，１０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
５を所定位置（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。

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。ECU６
は回転センサ１５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５を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。ECU６は圧力センサ
１２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５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。

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ECU６はパルスモータ５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、ECU６は後述する空燃比フイー
ドバツク制御を開始する。

尚、上記スロツトル弁全開時、アイドル時、減
速時、及び加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５の所定位置PS_WOT、PS_IDL、PS_DEC、
PS_ACC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ECU６
は、回転センサ１５により検出されたエンジン回
転数NeとO₂センサ９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）を行う。

より詳細には、O₂センサ９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
み変化する場合は高レベル側或は低レベル側にあ
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５の位置を修正する（Ｉ項制御）。
一方O₂センサ９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
合は二値信号の変化に直接比例した値に従つてパ
ルスモータ５の位置を修正する（Ｐ項制御）。

上述のＩ項制御においては、毎秒当り増減する
パルスモータの駆動ステツプ数はエンジンの回転
数の上昇に応じて増加し、高い回転数における程
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、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。

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、ECU６はパルスモータ５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前述のパルスモ
ータのオープンループ時の夫々のプリセツト位置
PS_CR、PS_WOT、PS_IDL、PS_DEC、PS_ACCに移動させ、
該位置に停止させる。

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、ECU６からの指令によりパルス
モータ５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。

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５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５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、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ECU６の
内部に予め記憶されている。

ECU６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５の位置PSi（P_A）を計算し、パルスモ
ータ５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。

第２図は、上述した本発明の空燃比制御装置に
使用されるECU６の内部構成を示すブロツク図
である。

符号６１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９の出力電圧
Ｖが入力される。前記回路６１は出力電圧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６２に活性信号S₁を供給する。活性化
判定回路６２の入力側には第１図のサーミスタ１
４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６２は前記活性信号と
所定値T_WXを越えた値の水温信号（高温信号）
T_Wとが共に入力されたとき空燃比制御開始信号
（活性化信号）S₂をPI制御回路６３に供給し、PI
制御回路６３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６４は、O₂
センサ９の出力電圧が所定電圧Vrefより大きい
か小さいか、即ち検出された空燃比が理論空燃比
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６３に供給する。一方、
第１図のエンジン回転数センサ１５からのエンジ
ン回転数信号Ne、圧力センサ１２からの絶対圧
信号P_Bおよび大気圧センサ１０からの大気圧信
号P_Aが又活性化判定回路６２からの開始信号S₂
がエンジン状態検出回路６５に入力され、この回
路６５は、これらの信号に対応した制御信号S₄を
PI制御回路６３に供給する。PI制御回路は、従
つて、空燃比判定回路６４からの空燃比信号S₃
と、エンジン状態検出回路６５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６９に供給する。

更にエンジン状態検出回路６５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６３に供給する。該信号
分がPI制御回路６３に与えられる時該回路６３
は作動を停止する。PI制御回路６３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６９に出力するよう構成され
る。

一方、プリセツト値レジスタ６６にはその基本
値レジスタ部６６ａにおいて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の基本値が、
また、その補正係数レジスタ部６６ｂにおいてこ
れらの大気圧補正係数C_CR、C_WOT、C_IDL、C_DEC、
C_ACCが夫々記憶保持されている。エンジン状態検
出回路６５はエンジンの作動状態を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６６
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６７に読み出す。演算処理回路６７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７０に印加される。

一方、基準位置検出信号処理回路６８は基準位
置検出装置（リードスイツチ）７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６９に供
給され、この切換回路６９はこのレベル信号を印
加されている間PI制御回路６３からパルスモー
タ駆動信号発生装置７１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６８はまた基準位置を検出す
るために、基準位置検出装置７からの出力信号に
応じてパルスモータ５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７１に直接供給されて該装置をして
パルスモータ５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６８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５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７２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７０の一方の入力端
子と、アツプダウンカウンタ７３とに印加する。
アツプダウンカウンタ７３はパルスモータの駆動
信号発生装置７１からの出力パルス信号S₉を供給
されてパルスモータ５の実際位置をカウントする
ものであるが、上記基準位置レジスタ７２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７０の
他方の入力端子に印加されるが、比較器７０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７０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９の不活性時には
比較器７０の前記一方の入力端子に演算処理回路
６７から大気圧補正されたプリセツト値PS_CR
（P_A）が入力され、このプリセツト値とアツプダ
ウンカウンタ７３のカウント値の差に対応した比
較出力S₁₀が比較器７０からパルスモータ駆動信
号発生装置７１に入力され、正確なパルスモータ
５の位置制御を行うことができる。尚、エンジン
状態検出回路で他のオープンループ条件を検出し
たときも同様な作動がなされる。

第２図において、ブロツクＡは、O₂センサ９
の故障補償装置を示し、この装置はO₂センサ出
力変化検出回路７４と、タイマ回路７５と、警報
装置７６とから成る。O₂センサ出力変化検出回
路７４は排他的OR回路７４ａから成り、O₂セン
サ空燃比判定回路６４の出力側が該回路７４ａの
一方の入力端子に直接に接続されるとともに他方
の入力端子には抵抗ＲとコンデンサＣとから成る
遅延回路を介して接続されている。この排他的
OR回路７４ａの出力端子はタイマ回路７５内に
設けられたOR回路７５ａの一入力端子に接続さ
れている。このOR回路７５ａの別の入力端子に
は活性化判定回路６２の出力側が接続されO₂セ
ンサの活性化信号S₂が入力されるようになつてい
る。OR回路７５ａの更に別の入力端子にはエン
ジン状態検出回路６５の出力側が接続されエンジ
ンの作動状態に対応するオープンループ化および
クローズドループ化信号S₄をOR回路７５ａに供
給する。OR回路７５ａの出力端子はカウンタ７
５ｂのリセツト入力端子Ｒに接続されている。こ
のカウンタ７５ｂの計数カウント入力端子には一
定周期でパルスを出力する発振回路７５ｃの出力
側が接続されている。カウンタ７５ｂの出力側に
は警報装置７６とエンジン状態検出回路６５とが
接続されている。

上述のO₂センサの故障保償装置Ａの作動を第
２図および第３図を参照して説明する。エンジン
状態検出回路６５はオープンループ制御時には高
レベルの二値信号S₄＝１を、クローズドループ制
御時には低レベルの二値信号S₄＝０を異常判別回
路７５のOR回路７５ａに供給する（第３図ａ）。
また、活性化判定回路６２はO₂センサ活性信号
S₁と所定値T_WXを越えたエンジン冷却水温信号
（高温信号）T_Wの両方を同時に入力されない時は
非活性化信号として高レベルの二値信号S₂＝１
を、前記信号の両方を同時に入力された時には活
性化信号として低レベルの二値信号S₂＝０をOR
回路７５ａに供給する（第３図ｂ，ｃ）。一方、
O₂センサ空燃比判定回路６４はO₂センサ９の出
力に対応した二値信号S₃をO₂センサ出力変化検
出回路７４の排他的OR回路７４ａの前記一方の
入力端子に供給する（第３図ｂ，ｄ）。この二値
信号S₃は同じ回路７４ａの前記他方の入力端子に
も遅延回路RCを介して供給されるが、該遅延回
路の時定数に応じた遅れをもつて該他方の入力端
子に印加される。従つて、二値信号S₃が反転した
瞬間には回路７４ａのいずれか一方の入力端子に
のみ二値信号S₃＝１が印加されるので、回路７４
ａの出力端子には出力S₁₁＝１が出力される。（第
３図ｅ）。

タイマ回路７５のカウンタ７５ｂはOR回路７
５ａから出力＝１が出力されるとリセツトされる
が、リセツト後所定時間ｔ（例えば、１分間）に
相当する発振回路７５ｃからの所定のパルス数を
カウントすると二値信号S₁₂＝１を異常信号とし
て出力するように構成されている（第３図ｇ）。

ここで、オープンループ制御時またはO₂セン
サが活性化しておらず且つエンジン冷却水温信号
が所定値T_WXを越えない時はOR回路７５ａには
高レベルの二値信号S₄＝１またはS₂＝１が供給さ
れるので（第３図ａ，ｃ）、カウンタ７５ｂは
OR回路７５ａからの出力＝１によつて常時リセ
ツト状態におかれ、従つてO₂センサ出力変化検
出回路７４からの信号S₁₁に拘らず、カウント数
は０に保持されている（第３図ｆ）。

クローズドループ制御時で且つO₂センサ９が
活性化し且つエンジン冷却水温信号が所定値T_WX
を越えた時には、OR回路７５ａに印加される信
号S₄，S₂の出力は共に０である（第３図ａ，ｃ）
一方、O₂センサ出力変化検出回路７４はO₂セン
サ９の出力変化に対応した信号S₃の変化に応じて
反転信号S₁₁をOR回路７５ａに印加する（第３図
ｄ，ｅ）。カウンタ７５ｂはこの反転信号S₁₁の各
パルスによつてリセツトされるが、O₂センサ９
が正常動作しているときは通常O₂センサ出力電
圧は所定値Vrefの高レベル側と低レベル側間で
間断なく変化するのでカウンタ７５ｂは反転信号
S₁₁のある反転パルスによりリセツトされた後前
記所定時間に相当する発振回路７５ｃからの所定
のパルス数をカウントしないうちに信号S₁₁の次
の反転パルスによりリセツトされるので、異常信
号S₁₂＝１を出力することはない（第３図ｅ，
ｆ）。

ここで、O₂センサ９、ECU６、気化器３、パ
ルスモータ５、これら装置間の配線等に故障が生
じたときはクローズドループ制御時であつても
O₂センサ９の出力は所定の電圧Vrefに対し高・
低レベルのいずれか一方に留まつたまま変化せず
（第３図ｂ）、この結果、カウンタ７５ｂのリセツ
ト入力端子Ｒには信号S₁₁の反転パルスが印加さ
れなくなり、カウンタ７５ｂは所定時間ｔに相当
する発振回路７５ｃからの所定のパルス数をカウ
ントした時点で異常信号S₁₂＝１を出力する（第
３図ｆ，ｇ）。この信号S₁₂は警報装置７６に印加
されて該装置を作動せしめる。更に該信号S₁₂は
エンジン状態検出回路６５にも供給され、該回路
６５はこの信号S₁₂を入力されると、制御信号S₄
によりPI制御回路６３の作動を停止せしめると
ともに、プリセツト値レジスタ６６の基本値レジ
スタ部６６ａから所定のプリセツト値PS_IDLを、
補正係数レジスタ部６６ｂから補正係数C_IDLを
夫々演算処理回路６７に読み出し、前述した方法
によりパルスモータ５を大気圧に応じた所定位置
PS_IDLになるように駆動し該位置に停止させる。

尚、警報装置７６に加えて、故障内容を記憶表
示する装置を異常信号S₁₂に応動可能に設けても
よく、この装置に記憶表示された情報を故障修理
情報として利用することができる。また、前記所
定時間ｔは、本空燃比制御装置が塔載されるエン
ジンの仕様等に応じて適宜変更してもよい。

以上説明したように、本発明の空燃比制御装置
に依れば、O₂センサの出力を設定値と比較し、
斯く検出された空燃比が理論空燃比より大きいか
または小さいかに相当する二値信号がO₂センサ
の活性化信号が出力されている間所定時間以内に
反転しないときはO₂センサ、ECU、気化器、パ
ルスモータ、これら装置間の配線系統等に異常が
生じたものと判断するとともに、前述した燃料調
量装置を大気圧に応じた空燃比が得られるように
制御する故障補償機能を備えたので、O₂センサ
等の故障を確実に検出できるとともに、空燃比が
異常な値に制御されることを防止でき、エンジン
の運転性や排気ガスエミツシヨン特性を損うこと
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃エンジンの空燃比制御装
置の全体を示す構成図、第２図はO₂センサの出
力異常を検出する故障補償機能を備えた、第１図
のECU内の電気回路を示すブロツク図、および
第３図ａ−ｇは第２図の電気回路の作動の一部を
示すグラフである。１…内燃エンジン、３…気化器、５…パルスモ
ータ、６…ECU、９…O₂センサ、１４…エンジ
ン冷却水温センサ、６１…O₂センサ活性化検出
回路、６２…活性化判定回路、６４…O₂センサ
空燃比判定回路、６５…エンジン状態検出回路、
７４…O₂センサ出力変化検出回路、７５…タイ
マ回路。

Claims

【特許請求の範囲】１内燃エンジンの排気ガス成分の酸素濃度を検
出するO₂センサと、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O₂センサを
前記燃料調量装置に結合する電気回路とを備え、
エンジンが所定のオープンループ制御条件が成立
する作動状態にあるとき前記混合気の空燃比をオ
ープンループ制御により当該作動状態に応じた値
に設定すると共に、斯く設定した値を大気圧検出
値に応じて補正し、エンジンが前記所定のオープ
ンループ制御条件成立時以外の作動状態にあると
き前記混合気の空燃比を前記大気圧検出値に拘ら
ず前記O₂センサの出力信号に応じて所望の値に
フイードバツク制御する空燃比制御装置におい
て、前記O₂センサの活性時に活性化信号を出力
するO₂センサ活性判定手段と、前記O₂センサの
出力を設定値と比較し、斯く検出された空燃比が
理論空燃比より大きいかまたは小さいかに相当す
る二値信号を出力する空燃比判定回路と、前記活
性化信号が出力されている間前記二値信号が所定
時間以内に反転しないとき異常信号を出力する異
常判別回路と、前記異常信号に応じて前記フイー
ドバツク制御を中止すると共に大気圧に応ずる空
燃比が得られるように前記燃料調量装置を制御す
る手段とを含むことを特徴とする空燃比制御装
置。２前記O₂センサ活性化判定手段は、O₂センサ
の活性時に活性信号を出力するO₂センサ活性化
検出回路と、エンジンの冷却水温が所定の温度を
越えたとき高温信号を出力するエンジン冷却水温
センサと、前記活性信号と前記高温信号の両方を
同時に入力されたとき活性化信号を出力する活性
化判定回路とを含む、特許請求の範囲第１項記載
の空燃比制御装置。３前記異常判別回路は、空燃比のオープンルー
プ制御状態を検出しオープンループ化信号を出力
するエンジン状態検出回路と、前記空燃比判定回
路からの二値信号の反転時に反転信号を発生する
変化検出回路と、前記活性化信号を入力されない
とき、前記オープンループ化信号を入力されたと
きおよび前記反転信号を入力されたときの少なく
とも１つの条件下でリセツトされるカウンタを有
するタイマ回路とを含み、前記タイマ回路は前記
カウンタに接続されたパルス発振器を有し、前記
カウンタは前記パルス発振器からのパルスを所定
数までカウントすると異常信号を発生するように
構成されてなる、特許請求の範囲第１項記載の空
燃比制御装置。