JPS6350538B2

JPS6350538B2 -

Info

Publication number: JPS6350538B2
Application number: JP55058562A
Authority: JP
Inventors: Dan Toore Aruin
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1979-05-01
Filing date: 1980-05-01
Publication date: 1988-10-11
Also published as: US4248196A; JPS55151136A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般に閉ループ燃料制御装置及び方法
に関し、特に閉ループモードで装置全体を修正し
つつ、開ループ作動モードに切換えることによつ
て特定の内燃機関作動状態に応答する積分制御装
置及び方法に関する。

自動車に見られる従来の閉ループ燃料管理装置
は、現在内燃機関排気ガス中の酸素の有無に応答
する２レベル酸素感知器を使用している。一般に
これらの閉ループ燃料制御装置は、２レベル感知
器信号に応じて、空気・燃料比を化学量論値以上
に増加させまたそれ以下に減少させる積分制御器
を有している。特性的なリミツトスイツチ振動信
号を発生させて空気・燃料比を化学量論値近くの
平均値に集中させる。

これらの積分制御装置は例えば質量空気流の様
な、測定された内燃機関作動状態に応答する電子
制御器の開ループ部に閉ループ修正又は補償信号
を送ることが知られている。開ループ部は、測定
されたパラメータから内燃機関に流入する燃料の
量を計算して、通常はこの計算から得られる化学
量論値である所定の空気・燃料比を予測する。一
般にこの種の装置は、排気ガス制御用として狭い
許容空気・燃料比幅を有する三元触媒変換器を有
している。閉ループ制御信号は開ループ部と適切
に相互作用して、予測された空気・燃料比を限定
された狭範囲の空気・燃料比限度内に保つて触媒
変換器が排気ガスの放出を有効に減少できるよう
にする。

この種の積分制御器の一例は、1976年11月９日
付でオベルスタツド等に付与された米国特許第
3990411号（日本特願昭51−83918号）に示されて
いる。

上記のオベルスタツド等の米国特許には、閉ル
ープ制御モードで第１及び第２積分器を使用した
縦続型制御器が開示されている。相対的に高速の
積分又はランプ速度を有する第１積分器は、短い
時間単位で起る変動、つまり時定数の比較的小さ
い変動の制御に使用され、かつ空気・燃料比修正
の必要性を示す指示に速かに応動する。しかしこ
の様に積分速度が速いと、第１積分器に相当の制
御担当域を持たせた場合、積分制御法則に固有の
遅れて相まつて空気・燃料比が大幅に乱れる。こ
の様な大幅な乱れは、有効な触媒変換に必要とさ
れる狭範囲の空気・燃料比の限界を越える。

このため、時定数の比較的大きな第２積分器を
使用して全般的制御を行うようにし、かつこれに
第１積分器よりはるかに広範囲な制御担当域を持
たせる。第２積分器は、開ループ校正の空気・燃
料比修正の必要性をゆつくりではあるが、大きく
根本的に変更させる内燃機関の経年変化の補償と
高度補償とに主として使用される。従つて第２積
分器は、第１積分器がその周辺に閉曲線を描くこ
とができる総体的作動定常偏差を形成するものと
して考えることができる。

オベルスタツド等の装置は、ある特殊な内燃機
関状態と充分な燃料出力要求とを検出しながら閉
ループ制御から開ループ制御に切換えることがで
きる点において有用である。一般にこれらの状態
中さらに重要な状態は空転時、絞り弁を広く開い
た時、及び内燃機関の運転温度が低い時である。
これらの期間中、内燃機関は一般に閉ループモー
ドが提供する化学量論値より高い空気・燃料比を
必要とし、装置は開ループモードに切換えられて
この値を出す。通常この様に閉ループ制御から開
ループ制御に切換えれば装置は有効に作動し、従
つて作動時間に大半は化学量論値付近の狭い空
気・燃料比範囲内で作動し、内燃機関の特殊運転
状態が検出される時にのみより高い空気・燃料比
を発生する。この開ループ作動モード中は、第１
及び第２積分器は非修正値にクランプされる。

しかし、装置の作動を長い時間単位で制御する
時定数の比較的大きな第２積分器は、上記の特殊
な作動状態にある時でさえ、開ループ空気・燃料
比を修正するのに必要であることは勿論である。
これらの特殊な状態に対して発生された予定のよ
り高い空気・燃料比で作動する時、経年効果と高
度補償に対する修正は装置が閉ループ制御下で作
動する時と同程度必要とされる。上記の修正を行
うのに必要な情報は第２積分器の瞬時作動点信号
として記憶される。第２積分器に加えられる電圧
レベルを変化させる状態は長時間に亘つて形成さ
れ、また修正信号が使用されない場合には開ルー
プ作動時に重大な空気・燃料比誤差を引き起こ
す。しかしオベルスタツド等の装置では積分器を
クランプすることによつて装置が開ループ作動モ
ードに切換わる時上記情報は失われてしまい、閉
ループ制御に戻つた後再び発生しなければならな
い。

さらに第２積分器は第１積分器より低速の積分
速度とはるかに大きい制御担当域とを有している
ため、特定の状態が終了して再び閉ループ制御に
切換わると、オベルスタツド等の装置は比較的ゆ
つくりと応答して第２積分器の作動点を取り戻
す。最初に行われていた時定数の比較的大きな修
正が大きい程、装置が修正信号を再び発生するの
に要する時間が長くなり、また遅延時の空気・燃
料比誤差が大きくなる。

従つて、開ループ制御に修正値信号として第２
積分器作動点信号を与えながら特定の内燃機関作
動状態時に開ループで装置の制御を保つことが非
常に望まれる。そうすることにより、時定数の比
較的大きな修正を再生する必要がないため、閉ル
ープモードへよりすみやかにかつ容易に再び切換
えることができる。

本発明によれば、縦続型積分制御器が予定の空
気・燃料比で作動しながら時定数の比較的小さな
制御と時定数の比較的大きな制御を行う閉ループ
空気・燃料比制御装置及び方法を提供する。好ま
しくは積分制御器は、装置が大むね閉ループモー
ドで作動する間に化学量論的空気・燃料比で装置
を作動させる。本装置は内燃機関の種々の特殊作
動状態と高い燃料出力要求とに応答して閉ループ
モードから開ループモードと相対的に高い空気・
燃料比とに切換える装置を有している。この切換
えはクランプ回路によつて第１積分器を特殊作動
状態時には非修正値にクランプすることによつて
行う。さらに切換え装置は開ループ作動時に第２
積分器の作動点から送られる比較的時定数の大き
な修正信号を保持する保持回路を有している。

従つて本発明の第１の目的は、内燃機関が開ル
ープモードで作動する特殊状態にある間は閉ルー
プ修正信号を保持する閉ループ積分制御器を提供
するにある。

本発明の第２の目的は、内燃機関が空転してい
る時、絞り弁が広く開いている時及び低温状態に
ある特殊な作動状態時には上記閉ループ修正値を
第２積分器の作動点信号として送るにある。

本発明の第３の目的は、開ループ制御から帰還
後に閉ループ制御を開始する始動値信号として第
２積分器の作動点信号を送るにある。

本発明の第４の目的は、内燃機関の特殊作動状
態に応答終了後に速かに所定の空気・燃料比に戻
るより速く応答する閉ループ制御を行うにある。

以下、添付図面を参照して本発明の目的、性質
及び要旨の詳細を説明する。

先ず、第１図の装置ブロツク結線図を参照し
て、本発明による閉ループ空気・燃料比制御装置
の詳細を説明する。電子制御器４０は内燃機関４
２に燃料計量信号を送つて内燃機関の燃料計量装
置を開ループモードに調整する。周知の様に、内
燃機関の燃料計量装置（図示せず）は、順次又は
群点火型電子式燃料噴射器、電子式燃料噴射器を
使用した一点計量装置、又は電子式気化器であ
る。

計量信号は、例えばマニホルド絶対圧力
（MAP）、排気ガス再循環（EGR）、外気温度
（AIR、TEMP）、絞り弁の全開位置を指示する
信号（WOT）、内燃機関の作動速度（RPM）及
び内燃機関冷却剤温度（H₂O−TEMP）の様な
種々の内燃機関運転パラメータを入力して得られ
る電子制御器４０の開ループスケジユールから発
生される。

感知された瞬間作動点に対して予測された空
気・燃料比を作るために燃料計量装置によつて投
入すべき燃料の量が上記運転パラメータによつて
決定される。作動点が移動すると、変化した状態
に応じて所望の空気・燃料比を保つために異る量
の燃料が計画される。電子制御器４０の開ループ
スケジユールは一般に理想状態の内燃機関を基準
に、また海面あるいは海面に近い高度を基準に校
正されている。製造される内燃機関は何れもこの
理想状態を満足せず、また摩耗による経年変化と
整備状態によつて何れの内燃機関も絶えず変化す
るため、開ループ校正は意図された数値からわず
かにずれてしまう。さらに、比較的小さい時定数
で変動する作動状態と、非標準高度での運転とに
よつて開ループ空気・燃料比に誤差が生じる。

開ループスケジユールを補償又は修正するため
に閉ループ積分制御器が設けられている。閉ルー
プ積分制御器は適応性に富み、実際の空気・燃料
比を示すパラメータ周辺のループを閉じる。図示
した装置のパラメータは排気ガス中の酸素含有量
であることが好ましい。測定された空気・燃料比
が所望の予定値以下である場合には、積分制御器
はこの比を増加させ、同様に予定値以上である場
合は減少させる。制御器が空気・燃料比を変化さ
せてからその効果が測定できるようになるまでに
は固有の遅延があり、この遅延によつて予定値を
幾分越えるため、装置は特徴的なリミツトサイク
ル振動を発生する。

本明細書中に開示されている積分制御器は第１
積分器５６と第２積分器５４とを主構成要素とし
ている。第１積分器５６は酸素感知回路１０から
の入力信号を受取つて、これを積分して抵抗器Ｒ
２６とダイオードＤ２とを介して信号線１４に第
１修正信号を送る。酸素感知回路１０の出力信号
は、エンジンの排気マニホルド内の酸素が比較的
多いか又はほぼ皆無であるかを示す２レベル信号
である。該信号は積算されると第１積分器５６か
ら中間点電圧付近の正又は負に向うランプ電圧を
発生する。

第１積分器５６から出された出力信号は第２積
分器５４内でさらに積分されてここから抵抗器Ｒ
４２とダイオードＤ４とを介して信号線１４に第
２修正信号を送る。第２積分器は第１積分器が中
間点の上にあるか下にあるかを示す第１修正信号
から得られる２レベル信号を積分する。第１及び
第２積分器から出される制御信号はその後組み合
わされて合成信号となり、閉ループモードで電子
制御器を制御する。合成信号は、装置の制御様式
に従つて電子制御器４０に空気・燃料比を増分さ
せるようにする電流又は電圧である。

一般に第１積分器５６は比較的に速い積分速度
を有しており、化学量論的空気・燃料比又はこれ
に近い酸素感知回路の予定の設定点周辺に空気・
燃料比のサイクルを限定する閉曲線を作る。第２
積分器のランプ速度は比較的に遅く、通常は第１
積分器のさらに高速のランプ速度によつて掩蔽さ
れるが、絶えず変化している。しかし、第１積分
器がその制御担当域を越えると、第２積分器が修
正を支配する。従つて第１積分器は、長時間の経
年効果及び摩耗効果、並びに内燃機関が非標準高
度で運転される場合の高度補償に関係する第２積
分器が設定した比較的大きな時定数で行う修正電
圧付近でサイクルを描く。

内燃機関が内燃機関速度回路４６によつて感知
される空転状態にある時、広開絞り回路４４によ
つて感知される絞り弁が広開した状態にある時、
内燃機関温度回路４８によつて感知される内燃機
関が低温状態にある時、又は感知器温度回路６０
によつて検出される酸素感知器が作動しない状態
にある時の様な内燃機関が特殊な状態で作動する
時、積分制御器は開ループモードに切換わる。こ
の切換えは、特殊な状態にある回路中の何れかか
ら発せられ、信号線１２と１３とを通つてクラン
プ回路５８を有する切替回路と保持回路５２とに
送られる高レベル信号によつて行われる。第１積
分器５６は、内燃機関が特殊な作動状態にある間
は修正を行わないように、クランプ回路５８によ
つてその中間値にクランプされる。この時、酸素
感知回路の信号は第１積分器の出力を調整せず、
また装置は電子制御器４０の開ループスケジユー
ルで運転される。また内燃機関がこの様な特殊な
作動状態にある時、保持回路５２が作動し、この
ため第２積分器５４はその積分作用を中止又は停
止する。本発明では、保持回路５２は第２積分器
の作動点を静止点に保ち、このため第２積分器は
開ループモードで作動する時線１４を介して装置
全体を修正する修正信号を送る。

感知された特殊な作動状態が終了して、特殊状
態感知回路から発生される出力信号が減少する
と、クランプ回路５８は第１積分器に酸素感知器
信号を積分させ、保持回路５２は第２積分器を解
放する。このため第１及び第２積分器が作動して
閉ループ制御を行う。

さらに、感知器温度回路６０と内燃機関速度回
路４６とから発生される信号に対して、保持回路
５２と到来する信号との間に遅延回路５０を設け
て、特殊作動状態が終了して第２積分器が開放さ
れる前に遅延信号を発生させる。遅延回路５０は
２個の制御ダイオードＤ６とＤ１０とによつて制
御されるが、これらダイオードは内燃機関速度回
路４６と感知器温度回路６０とから送られる高レ
ベル信号を伝送して、保持回路５２、クランプ回
路５８、及び遅延回路５０を同時に作動させる
が、他の特殊状態信号が遅延回路を作動させるこ
と及び遅延回路の出力信号がクランプ回路を作動
させることを阻止する。

次に上記の積分制御器の回路図の詳細を第２図
に示す。酸素感知回路１０は、好ましくは内燃機
関の排気マニホルド内に設置されていて、一方の
線で電圧増幅器Ａ２の非反転入力端に接続され、
また他方の線で接地されている排気ガス感知器１
１を有している。従来の装置の様に、排気ガス感
知器１１は鮮明に画定された遷移縁を有する２レ
ベル切換え信号Ｏ２を発生するが、該信号は感知
器が排気ガス中の酸素含有量から先に燃焼された
化学量論的空気・燃料比を検出する時とほぼ同時
に発生される。増幅器Ａ２はその出力端子と大地
との間に接続された一対の帰還抵抗器Ｒ２とＲ４
とを有している。帰還抵抗器Ｒ２とＲ４との接続
点は増幅器Ａ２の反転入力端に接続されている。
従つて増幅器Ａ２は非反転直線増幅器として作動
して排気ガス感知器１１から送られる２レベル信
号Ｏ２に電圧利得を与える。

増幅器Ａ２の出力は、閾値比較器Ａ６の非反転
入力端で第１積分器に加えられる。第１積分器は
比較器Ａ６、積分増幅器Ａ８及びそれらの関連回
路部品を有している。比較器Ａ６は排気ガス感知
器から送られる信号の閾値を求めて、その閾値信
号を積分増幅器Ａ８に送る。

正電圧源＋Ａと大地との間に接続された一対の
分圧抵抗器Ｒ８とＲ１０との接続点に増幅器Ａ６
を接続することにより、該増幅器の反転入力端に
閾値信号が発生する。分圧器の接続点は第１積分
器が装置を調整する値の空気・燃料比を得るよう
に設定されている。感知器信号の増減速度は極め
て速いため、前記空気・燃料比はほぼ化学量論的
値か又はそれに近い非常に狭い範囲内にある。

比較器Ａ６の出力は抵抗器Ｒ１２を介して積分
増幅器Ａ８の入力抵抗器Ｒ１４に送られる。一対
の分圧抵抗器Ｒ１６とＲ１８とを正電圧源＋Ａと
大地との間に接続することにより、抵抗器Ｒ１２
とＲ１４との接続点に中間値の電圧を得ている。
この中間値電圧は、比較増幅器Ａ６が正出力と負
出力との間の切換えを行うとき第１積分器が空
気・燃料比を増減する電圧である。中間値電圧で
は装置の閉ループ修正は行われない。

積分増幅器Ａ８はその反転入力端と出力端との
間に接続された積分コンデンサＣ２を有し、また
正電圧源＋Ａと大地との間に接続された一対の分
圧抵抗器Ｒ２０とＲ２２との接続点からその非反
転入力端に閾値電圧が加えられている。増幅器Ａ
８の閾値は中間値電圧と等価になるように設定さ
れている。第１積分器の出力は抵抗器Ｒ２６と直
列に接続された阻止ダイオードＤ２とを介し、端
子１４を通して電子制御器４０に送られる。抵抗
器Ｒ２６は第１積分器の制御担当域を制御し、ま
た抵抗器Ｒ１４はそのランプ速度を制御する。

クランプ回路５８は増幅器Ａ８の出力端と反転
入力端との間に直列に接続された抵抗器Ｒ２４と
切換装置Ｓ２とを有している。切換装置Ｓ２は図
示の様な電界効果形トランジスタであることが好
ましい。この回路は、特殊状態感知回路中の何れ
かから正電圧信号が信号線１２に送られると、切
換装置Ｓ２は導通して、抵抗器Ｒ２４を介してコ
ンデンサＣ２を放電して第１積分器の電圧を中間
値に事実上クランプするように作動する。中間値
電圧出力は、クランプされた時に抵抗器Ｒ２４と
Ｒ１２との数値の比から増幅器Ａ８の利得が１に
なるために得られる。

第１積分器の出力信号は、増幅器Ａ１０の反転
入力端にある入力抵抗器Ｒ２８を介して第２積分
器に送られる。第２積分器は基本的に第１積分器
と類似の構造を有し、増幅器Ａ１０とＡ１２、及
びそれらに関連する回路部品を有している。増幅
器Ａ１０は閾値比較器として作用して、抵抗器Ｒ
３０と通常は導電性の切換装置Ｓ４とを介して２
レベル信号を積分増幅器Ａ１２に送る。増幅器Ａ
１０の閾値電圧は、正電圧源＋Ａと大地との間に
接続された一対の分圧抵抗器Ｒ３２とＲ３４との
接続点から供給される。この場合、閾値電圧は第
１積分器の中間値と等価のものとして供給され
る。

増幅器Ａ１０から出される出力は、一方のレベ
ルで第１積分器が中間値点以上にあり、他方のレ
ベルで中間値点以下にあることを表わす。別の中
間値電圧レベルは、正電圧源＋Ａと大地との間に
接続された分圧抵抗器Ｒ３４とＲ３６との接続点
Ｎ３に発生する。接続点Ｎ３の電圧は第２積分器
を第１積分器と同様に中間値点周辺を中心として
作動させる。積分増幅器Ａ１２はその出量端と非
反転入力端との間に接続されたコンデンサＣ４を
有し、またその反転入力端に閾値電圧が加えられ
ている。閾値電圧は第１積分器の中間値電圧と等
価となる様に設定されており、正電圧源＋Ａと大
地との間に接続された分圧抵抗器Ｒ３０とＲ４０
との接続点に発生される。積分増幅器Ａ１２の出
力は阻止ダイオードＤ４及びそれと直列に接続さ
れた抵抗器Ｒ４２を通して端子１４を介して電子
制御器に送られる。抵抗器Ｒ４２は第２積分器の
制御担当域を制御し、また抵抗器３２はそのラン
プ速度を制御する。

保持回路は、切換装置Ｓ４とＳ６とを有してい
る。切換装置Ｓ４はその制御端子が正バイアス源
に接続されているため、抵抗器Ｒ４２′の端子を
介して正電圧源＋Ｖに接続されているため、通常
閉じており、即ち導通状態にある。他の切換装置
Ｓ６は、本発明の好ましい実施例ではNPN型バ
イポーラトランジスタであるが、負荷抵抗器Ｒ４
２′の上記端子に接続されたコレクタ電極と接地
接続されたエミツタ電極とを有している。切換装
置Ｓ６は、直列接続されたダイオードＤ２０と抵
抗器Ｒ４１とを介してそのベース電極で内燃機関
の特殊作動状態を表わす信号を受取る。特殊作動
状態信号中の高レベル信号は、切換装置Ｓ６を制
御して負荷抵抗器Ｒ４２′を通じて正バイアス源
を接地して、切換装置Ｓ４をOFFにする。

従つて、切換装置Ｓ６の作動いかんによつて、
切換装置Ｓ４は導通状態又は非導通状態になり、
増幅器Ａ１０の出力端と増幅器Ａ１２の入力端と
を接続したり遮断したりする。

第２積分器は、切換装置Ｓ４が導通している時
正常に作動するが、内燃機関の特殊状態を検出す
ると、入力を遮断してコンデンサＣ４内に電圧を
保持する。蓄積された電圧は第２積分器の作動点
電圧でありその後開ループ作動時に使用される。
さらに特殊な作動状態が終了して、切換装置Ｓ４
が導通状態になると、第２積分器はコンデンサＣ
４に蓄積された電圧から始動する。

次に、切換装置Ｓ２を作動させて第１積分器の
電圧をその中間値にクランプし、さらに切換装置
Ｓ４を作動させて第２積分器の作動点電圧を保持
する特殊状態感知回路の詳細を説明する。

これらの特殊状態感知回路中の第１回路は信号
WOTで示される絞り弁が広く開いている状態を
示すためのものである。絞り弁と関連する常開接
点９及び２０は絞り弁が拡開したとき閉じて抵抗
器Ｒ４４を介して広開した状態を示す正電圧レベ
ル信号を送る。直列接続された抵抗器Ｒ４６と阻
止ダイオードＤ１２とは信号線１２と１３とを介
して高レベルWOT信号を送つて、絞り弁が広開
している状態にある時切換装置Ｓ２をONにし、
切換装置Ｓ４をOFFにする。

第２の特殊状態感知回路は内燃機関温度表示回
路であつて、阻止ダイオードＤ１４と、１組の計
数抵抗器Ｒ４８及びＲ５０とを介して信号線１２
と１３とに高電圧レベル信号を送る増幅器Ａ１４
を有している。増幅器Ａ１４は、制御装置に高電
圧又は低電圧の信号によつて内燃機関が作動温度
まで充分暖気されているか否かを示す閾値比較器
である。

内燃機関温度は、通常内燃機関の冷却剤中に置
かれている可変抵抗温度感知器１６で感知する。
増幅器Ａ１４の非反転入力端は、正電圧源＋Ａと
大地との間に接続された一対の分圧抵抗器Ｒ５２
とＲ５４との接続点に接続されており、該接続点
に閾値電圧が発生する。閾値電圧は、後で内燃機
関を閉ループモードで作動させる基準内燃機関作
動温度を示す。閾値電圧は非反転端子の電圧と比
較され、該端子は、正電圧源＋Ａと大地との間に
直列接続された抵抗器Ｒ５６と温度感知器１６と
の接続点から抵抗器Ｒ５８を介して信号を受取
る。

内燃機関温度が閾値より低い間は、増幅器Ａ１
４の正出力は第１積分器の電圧を中間値にクラン
プして第２積分器の電圧を最後の作動値に保持す
る。増幅器Ａ１４の出力は低電圧値に変化するた
め、内燃機関温度が基準作動点に達して閾値を越
えると保持回路とクランプ回路とが解放される。

第３特殊状態感知回路である内燃機関速度回路
は、高レベル信号を送つて内燃機関が空転してい
る時第１積分器をクランプし、また第２積分器を
保持する増幅器Ａ１６と関連回路部品とを有して
いる。内燃機関速度回路は、内燃機関が前記内燃
機関速度以上で運転している時保持回路とクラン
プ回路とを解放する。増幅器Ａ１６の反転入力端
に緩速を表わす閾値電圧を送つて空転状態を感知
する。閾値電圧は正電圧源＋Ａと大地との間に接
続された一対の分圧抵抗器Ｒ５４とＲ５２との接
続点から供給される。また、波コンデンサＣ１
４′が増幅器の反転入力端と大地との間に接続さ
れている。空転閾値電圧と比較する電圧は一連の
並列接続されたコンデンサＣ８，Ｃ１０及びＣ１
２から供給され、これらコンデンサは夫々抵抗器
Ｒ６０とＲ５８とによつて相互接続されており、
そのRC時定数に従つて抵抗器Ｒ６２を介して正
電圧源＋Ａから充電される。これらコンデンサの
全電荷は空転閾値より大きくなり、増幅器Ａ１６
から高電圧レベル信号を送ることができる。

速度信号RPMは端子３０を介して受取られる
が、その周波数は内燃機関の１分当りの回転数を
表わす。各速度パルスは、コンデンサＣ１４と、
NPN開閉トランジスタＳ８のベース電極と端子
３０との間に接続された抵抗器Ｒ６４とを有する
直列微分器によつて微分される。入力パルスの微
分から生じるスパイクは、トランジスタＳ８のベ
ース電極と大地との間に接続された抵抗器Ｒ６６
とクリツピングダイオードＤ１６との並列接続部
に電圧を発生させる。スパイクが発生する度にト
ランジスタＳ８は予定時間だけ導通してある量だ
けコンデンサＣ８乃至Ｃ１２を放電させる。

速度パルスが空転周波数を通過すると、前記コ
ンデンサは増幅器Ａ１６の非反転入力端の電圧を
閾値以下に引き下げるに充分なだけ放電され、装
置のクランプ及び保持作用が終了する。ヒスチリ
シス抵抗器Ｒ５６は、減速時の切換を阻止するよ
うに回路が切換わる速度を変更させる。

第４特殊状態感知回路は、増幅器Ａ４を有する
温度感知回路６０である。増幅された信号Ｏ２
は、コンデンサＣ２′の一方の端子に接続された
抵抗器Ｒ６で構成される低域フイルタを有する温
度感知回路に送られる。ちなみに前記コンデンサ
Ｃ２′の他方の端子は接地接続されている。低域
フイルタＲ６及びＣ２′は増幅された信号に存在
する全ての高周波数雑音を波する。排気ガス感
知器１１から発生される波出力信号は次に閾値
比較器として作動する増幅器Ａ４の非反転入力端
に送られる。正電圧源＋Ａと大地との間に接続さ
れた一対の分圧抵抗器Ｒ７とＲ９との接続点に発
生する比較用の閾値電圧は増幅器Ａ４の反転入力
端に加えられる。

閾値電圧は、増幅器Ａ２の出力が閾値を越える
まで、増幅器Ａ４から接続点Ｎ１に高電圧レベル
信号を送る様に設定される。排気ガス感知器１１
は、低温状態即ち作動していない時、完全に作動
して作動温度に達している時より小さい信号を発
生する。増幅器Ａ４は充分な信号が検出されるま
で高レベル電圧を保持し、次に接続点Ｎ１が低レ
ベル電圧になるように切換えることによつてこの
状態を信号で知らせる。

遅延回路は、増幅器Ａ１６の出力又は増幅器Ａ
４の出力が低レベル電圧状態に変化した後予定時
間だけダイオードＤ１８と抵抗器Ｒ６６とを介し
て高レベル信号を発生する増幅器Ａ１８を有して
いる。正電圧源＋Ｖと大地との間に接続された一
対の分圧抵抗器Ｒ６２とＲ６４との接続点から増
幅器Ａ１８の反転入力端に送られる閾値電圧は、
増幅器Ａ１８の出力を低信号レベルに保つ。増幅
器Ａ１６又はＡ４が高レベル出力を発生する時、
コンデンサＣ６はダイオードＤ８を介して充電さ
れる。非反転入力端に加えられるコンデンサＣ６
の電圧は反転入力端で閾値より大きくなり、増幅
器Ａ１８を高レベルに切換える。増幅器Ａ１８
は、トランジスタＳ１０が抵抗器Ｒ６０を介して
コンデンサＣ６を閾値電圧以下の電圧レベルに放
電させた後に低レベルに変化する。トランジスタ
は正電圧源＋Ａと大地との間に直列接続された抵
抗器Ｒ５６、ダイオードＤ２２及び抵抗器Ｒ５８
を有する順バイアス回路網によつて定められる一
定量の電流を絶えず流す。バイアス回路網はダイ
オードＤ２２と抵抗器Ｒ５６との接続点でトラン
ジスタＳ１０のベース電極に接続されている。

次に第３ａ図に、信号線１４から積分制御器に
送られる合成修正信号の代表的波形を示す。波形
２００を有する第１積分器修正信号は、電圧レベ
ル２０２を中心として閉ループリミツトサイクル
で振動即ち変化している。第１積分器の波形２０
０は第３ｂ図に示す酸素感知器信号Ｏ２に基づ
く。第１積分器は、化学量論的空気・燃料比でＯ
２信号が変化する度に増減方向を変更することが
判る。第１積分器修正信号が上方に増加するに従
つて空気・燃料比は増分的に増加し、また第１積
分器修正信号が下方に減少するに従つて、空気・
燃料比は増分的に減少する。電圧レベル２０２は
両積分器がそれを中心として作動する中間値であ
り、かつ空気・燃料比に修正を加えない電圧レベ
ルを表わす。波形２００は校正された高度で作動
する正確な開ループスケジユールの閉ループ修正
を示す。

装置の使用年数が経過するか、又は気圧が変化
するか、或は時定数の比較的小さな変動が生じる
と、第１積分器５６の制御担当域を越え、もはや
２０２を中心とする第１積分器から発生される修
正電圧で開ループ空気・燃料比を得られなくな
る。従つて第２積分器は線２０４に沿つて傾斜し
て装置を校正された状態に戻す新規の修正電圧を
発見する。変化が緩慢であれば、第１積分器は第
２積分器が設定した数値の周りでサイクルを描
く。ある地点で新規のレベル２０６を発見する
と、第１積分器は再びこの作動点の周りにサイク
ルを描く。２０２にある第１積分器の元の中間値
と、２０６にある新規のレベルとの差Ａは、第２
積分器が発生し、かつその積分コンデンサに蓄積
される時定数の比較的大きな修正のための電圧で
ある。

第３ｃ図にWOT信号の正方向への変化で示さ
れる例えば絞り弁が広開した状態の様な特殊作動
状態が起ると、空気・燃緑比の所定の変更が電子
制御器の開ループスケジユールによつて行われ
る。

例えば、開ループスケジユールによつて空気・
燃料比をレベル２０２から２１２へ変更すると広
開絞り弁信号が発生している間空気・燃料との比
が高くなる。しかし、装置の作動点はレベル２０
６に変化しているため、予測された開ループ増分
がレベル２０２に加わると、レベルＡに等しい誤
差Δeが生じる。そのため、本装置は内燃機関が
特殊な作動状態にある間第２積分器の作動点をレ
ベル２０６に保持して前記誤差を修正して絞り弁
が広開状態にある時に発生される流量調節信号を
レベルＡの大きさだけ補償する。

装置が作動した結果、修正レベル２０８が得ら
れ、これは絞り弁が広開状態にある時必要とされ
るより高い空気・燃料比を形成するが、必要以上
に高い割合の余計な汚染物質は発生しない。広開
絞り弁信号が発生しなくなると、装置はレベル２
０６で閉ループ作動を開始して、第２積分器作動
点信号を再発生する必要なしに第１積分器が２１
０でサイクル振動を開始できるようにする。

図示した装置は本明細書中で説明した制御方法
を使用したアナログ式積分制御器である。しかし
デジタル形式のこの種の制御器は良く知られてい
る。制御器をデジタル形式で実施した場合、第２
積分器作動点信号は、不揮発性抵抗器又は記憶装
置に記憶されて初期状態設定に使用され、かつ該
装置内に保持される。従つて閉ループモードに再
度切換る時の様な始動の度毎に時定数の比較的大
きな修正信号を再発生する必要がない。

以上本発明の好ましい実施例を説明したが、本
発明の主旨を逸脱することなく種々の変更及び修
正も成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従つて構成された閉ループ
燃料制御装置のブロツク結線図；第２図は第１図
に示した燃料制御装置の閉ループ積分制御器の詳
細な回路図；及び第３ａ図乃至第３ｃ図は第２図
の回路中の種々の点の表示信号の波形図である。５２……保持回路、５４……第２積分器、Ｓ４
……切換装置、５６……第１積分器、５８……ク
ランプ回路。

Claims

【特許請求の範囲】１空気・燃料比を開ループ制御する電子制御器
を有する内燃機関の閉ループ空気・燃料比制御装
置において、排気ガス中の酸素が比較的少い時空
気・燃料比を増加させ、一方排気ガス中に相当量
の酸素が存在する時空気・燃料比を減少させ、か
つ非修正値を中心とする限定サイクルを形成する
第１修正信号を前記電子制御器に送つて、内燃機
関の排気ガス中の酸素含有量に基づき前記電子制
御器の時定数の比較的小さな補償を行う第１積分
器と、前記第１修正信号が前記非修正値より大き
い時空気・燃料比を増加させ、一方前記第１修正
信号が前記非修正値より小さい時空気・燃料比を
減少させる第２修正信号を前記電子制御器に送つ
て、前記第１修正信号に基づき前記電子制御器の
時定数の比較的大きな補償を行う第２積分器とを
有し、前記内燃機関が少くとも１個の特殊状態に
ある時前記第１積分器５６をその非修正値にクラ
ンプし、前記内燃機関の特殊状態終了時に前記第
１積分器５６を解放するクランプ装置５８と前記
内燃機関の特殊状態時に前記第２積分器５４を保
持して、前記内燃機関の特殊状態発生前の前記第
２積分器５４の最後の瞬時作動点として前記第２
修正信号を保持し、前記内燃機関特殊状態の終了
時に前記第２積分器を解放する保持装置５２とを
設けたことを特徴とする内燃機関の閉ループ空
気・燃料比制御装置。２前記第２積分器５４は、積分コンデンサＣ４
を有する演算増幅器Ａ１２を有し、前記積分コン
デンサは前記演算増幅器の切換装置Ｓ４を介して
第１修正信号を受取るように電気的に接続された
第１入力端子（＋）と出力端子との間に接続され
ており、又前記保持装置５２は前記切換装置Ｓ４
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の装置。３前記保持装置５２はさらに前記切換装置Ｓ４
を常時導通状態にバイアスする装置＋Ｖ，Ｒ４２
と、前記バイアス装置＋Ｖ，Ｒ４２に電気的に接
続されて、前記切換装置Ｓ４を非導通状態に切換
えるために前記内燃機関特殊状態に応答して前記
切換装置Ｓ４へのバイアス付与を終わらせる装置
Ｓ６とを有することを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の装置。４前記切換装置Ｓ４は、前記増幅器Ａ１２の前
記第１入力端子（＋）に接続された第１パワー端
子と、前記第１修正信号を受取る様に電気的に接
続された第２パワー端子とを有する電界効果トラ
ンジスタＳ４であることを特徴とする特許請求の
範囲第２項又は第３項記載の装置。５前記バイアス装置＋Ｖ，Ｒ４２は、前記電界
効果トランジスタＳ４の電圧源＋Ｖと制御端子と
の間に接続された抵抗器Ｒ４２を有することを特
徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項記載の
装置。６前記終端装置Ｓ６は、前記制御端子に接続さ
れたコレクタ端子、接地接続されたエミツタ端
子、及び前記内燃機関特殊状態の存在を示す信号
を受取つて前記終端装置Ｓ６を導通させるベース
端子を有するNPNトランジスタＳ６であること
を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の装置。７前記内燃機関特殊状態は、内燃機関絞り弁が
広開位置にある時であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の装置。８第２内燃機関特殊状態は内燃機関が空転速度
で作動している時であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の装置。９第３内燃機関特殊状態は内燃機関温度が内燃
機関の標準作動温度以下にある時であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。１０内燃機関排気ガス中の酸素含有量に基づい
て予測された空気・燃料比の変動の時定数の比較
的小さな誤差を修正する第１の工程と、前記第１
の工程の修正に基づいて予測された前記空気・燃
料比の変動の時定数の比較的大きな誤差を修正す
る第２の工程とを有し、さらに少くとも１個の内
燃機関特殊状態を感知する第３の工程、前記特殊
作動状態にある間、前記第１の工程の修正の値を
非修正値にクランプする第４の工程、及び前記特
殊作動状態にある間、前記第２の工程の修正値を
一定状態に保持する第５の工程から成ることを特
徴とする内燃機関の空気・燃料比制御方法。