JPS5833385B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に機関
の動作状態を表わす各種信号及び機関の空燃比信号等を
検出して燃料噴射供給量をｆｆ１ｌＪ御することにより
排気ガスの空燃比を制御する装置に関する。

内燃機関の動作状態を表わす各種信号、例えば機関の吸
入空気流量を表わす吸気量信号あるいは機関の吸気マニ
ホールドの負圧を表わす吸気圧信号及び機関の毎分回転
数あるいは回転速度を表わす回転数信号等、に基ずいて
燃料の基本噴射供給量を算出し、この基本噴射供船量を
、内燃機関の排気系に設けた酸素濃度検出器（以下排気
ガスセンサと称する）からの検出信号に基すいて補正し
て燃料噴射供給量を制御することにより、最終的に機関
の排気ガスの空燃比が常に所望範囲内にあるようにフィ
ードバック制御する技術は周知である。

このように制御することにより、機関の排気系の前記排
気ガスセンサの下流に設けられた三元触媒コンバータの
排気ガス浄化効果を向上させることができる。

これは、排気ガス中に含まれるＣｏ 、ＨＣ、ＮＯｘの
三つの有害成分を同時に浄化処理する三元触媒コンバー
タが、排気ガスの等髄空燃比が理論空燃比近傍の狭い空
燃比幅内にある場合に最も高い浄化効果を発揮するため
である。

しかしながら、従来のこの種制御装置では、機関の過渡
的な運転状態時に排気ガスセンサの検出応答遅れ、機関
の吸気系から排気系までの混合気の移動による時間的な
遅れにより空燃比のフィードバック制御が追従できなか
った。

従ってこの場合、燃料噴射供絽量は機関の動作状態を表
わす各種信号によって算出される基本噴射供給量に等し
くなる。

このため、フィードバック制御されない間の機関空燃比
は基本噴射供給量に基づく値となり、この空燃比が理論
空燃比からずれている場合、その分だり三元触媒コンバ
ータの浄化効率が低下し、排気ガス中の有害成分が多量
に排出される恐れがある。

従って本発明は従来技術の上述の問題点を解決するもの
であり、本発明の目的は、排気ガスの空燃比が機関の過
渡的な運転状態時においても所望の範囲内に制御される
燃料噴射制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成する本発明の特徴は、内燃機関の動作
状態を検出し動作状態信号を発生する手段と、該手段か
らの動作状態信号に基づいて前記内燃機関の燃料噴射弁
から供給すべき燃料量の基本値を算出する手段と、該機
関の排気ガス中の特定成分濃度を検出して２値の濃度信
号を出力する手段と、該濃度信号を時間に関して積分し
て空燃比フィードバック補正信号を得る手段と、該空燃
比フィードバック補正信号に応じて前記燃料量の基本値
を補正し燃料噴射量信号を得る手段と、該燃料噴射量信
号に応じて燃料噴射弁からの噴射燃料量を制御する手段
とを備えた燃料噴射制御装置において、前記空燃比フィ
ードバック補正信号の平均値を算出する手段と設定値と
前記算出した平均値とを比較し両者の差が所定値以下で
あるか否かを検出する手段と、両者の差が所定値以上の
場合は該差が小さくなる方向に前記動作状態信号の補正
動作を行う手段と、両者の差が所定値未満の場合は該補
正動作手段の補正動作を禁止せしめる手段とを備えたこ
とにある。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を適用した内燃機関の概略図
である。

この図において、１は機関のシリンダ、２はシリンダ１
内に位置するピストン、３は連接棒４を介してピストン
２に連結しているクランク軸である。

機関の吸気管５にはエアフローセンサ６が設けられてい
る。

機関の各シリンダの吸気マニホールド１には燃料噴射弁
８がそれぞれ設けられている。

機関の排気管９には排気ガスセンサ１０が設けられてお
り、該排気ガスセンサ１０の下流の排気管９には三元触
媒コンバータ１１が設けられている。

クランク軸３には図示しない減速機構を介して断続器カ
ム１２が連結されておす、コのカム１２はイグニッショ
ンコイルの１次巻線１３に電気的に直列接続される断続
器１４の開閉駆動を行うように構成されている。

エアフローセンサ６、燃料噴射弁８の励磁コイル（図示
なし）、排気ガスセンサ１０、及びイグニッションコイ
ル１３とスイッチ１４との接続点は電子制御回路１５に
電気的に接続されている。

エアフローセンサ６は機関の吸入空気流量を検出すると
共に該検出信号の補正動作を行うものであり、第２図Ａ
、Ｂさらに第３図に示す如き構成となっている。

即ち、エアフローセンサ６は、ハウジング内に吸入空気
通路２０を有しており、この吸入空気通路２０内には流
量計測板２１が設けられている。

この流量計測板２１はノ＼ウジングに回動可能に支持さ
れた回動軸２２に固着されている。

回動軸２２とハウジングとの間にはスパイラルばね２３
が設けられており、このスパイラルばね２３により流量
計測板２１は第２図Ａにおいて時計回りに押圧されてお
り、吸入空気通路２０内を吸入空気が矢印Ａ方向に流れ
た場合該流量計測板２１は第２図Ａにおける反時計回り
にその吸入空気量に応じて回動する。

これにより、回動軸２２に連結された回動摺動子２４が
固定摺動抵抗２５上を回動する。

その結果、固定摺動抵抗２５の一端と回転摺動子２４と
の間の抵抗値が変化し、吸入空気量に反比例した電圧を
得ることができる。

なお第２図において、２６はダンパ室、２９はダンパ板
である。

前述の固定摺動抵抗２５には分圧抵抗２１が並列接続さ
れている。

この分圧抵抗２７は複数の可変抵抗器から構成されてお
り、該可変抵抗器は複数のパルスモータによってそれぞ
れ駆動されるように構成されている。

即ち、第３図に示す如く、摺動抵抗２５には複数の（第
３図の場合は３つの）回転式可変抵抗器２７ａ 、２７
ｂ 。

２７ｃが並列に接続されており、この各回転式可変抵抗
器の回転軸にはパルスモータ２８ａ、２８ｂ。

２８ｃがそれぞれ連結されている。

従って摺動抵抗２５の一端２５ａと回転摺動子２４の出
力端子２４ａとの間の抵抗値は各パルスモータの回動量
によって補正制御されることになる。

燃料噴射弁８は図示しない燃料供給システムにより一定
圧力の燃料の供給を受けており、該噴射弁８の励磁コイ
ルが付勢される期間に対応する燃料量を各吸気マニホー
ルド内に供給するように構成されている。

排気ガスセンサ１０は酸化ジルコニウムを酸素イオン電
導体として用いた酸素濃度検出器であり、排気ガスの等
髄空燃比が理論空燃比より小さいとき即ちリンチ側にあ
る場合はＩＶ程度の出力電圧を発生し、上記等価空燃比
が理論空燃比より太きいとき即ちリーン側にある場合は
０．１〜０．２ｖ程度の出力電圧を発生するものである
。

第４図は電子制御回路１５０回路構成を詳細に表わすブ
ロック図である。

この電子制御回路１５は機関の動作状態を表わす信号に
基づいて燃料噴射弁８０基本噴射時間を設定する基本噴
射時間設定部と、排気ガスの空燃比に基づいて上記基本
噴射時間を補正して噴射時間を設定する空燃比補正設定
部と、該空燃比補正設定部からの信号に基づいて前述の
機関の動作状態を表わす信号を補正制御する基本噴射時
間補正設定部とから構成されている。

基本噴射時間設定部は特開昭４７−９７５７及び特開昭
４９−６７０１６明細書等により公知の構成となってい
る。

以下簡単にこの部分の構成及び動作を説明する。

第４図において、この基本噴射時間設定部は断続器１４
に接続されるフリップフロップ４０と、該フリップフロ
ップブ４０の出力端子に順次直列に接続される第１の充
放電回路４１及び第１のパルス発生回路４２とから構成
されている。

第１の充放電回路４１にはエアフローセンサ６の出力端
子が接続されている。

断続器１４が機関の回転に応じて開閉動作を行うことに
よりフリップフロップ４０に印加される信号は第６図Ａ
に示す如き波形となる。

フリップフロップ４０はこの入力信号によってセット、
リセット動作を繰り返し、その出力電圧は第６図Ｂに示
す如くなる。

即ち、このフリップフロップ４０の出力パルスの周波数
は機関の毎分回転数Ｎに比例する。

換言すれば、該出力パルスのパルス幅が機関の毎分回転
数Ｎに反比例することになる。

フリップフロップ４０の出力パルスは第１の充放電回路
４１に印加される。

第１の充放電回路４１は充放電コンデンサを備えており
、入力信号が高レベルの間一定の充電電流で該コンデン
サの充電を行う。

従ってこの充放電回路４１の充１了時の出力電圧は第６
図Ｃに示す如く、フリップフロップ４０の出力パルス幅
、即ち、機関の毎分回転数Ｎに反比例した値となる。

入力信号が低レベルに変化すると、第１の充放電回路４
１は放電動作を行う。

この充放電回路４１には前述のエアフローセンサ６の出
力端子が接続されており、上述の放電動作時の放電電流
はエアフローセンサ６の出力電圧に応じて増減側聞され
る。

即ち、機関の吸入空気量Ｑが多い場合は、前述の如く、
エアフローセンサ６の出力電圧が低くなるため上述の放
電電流が小さくなり、従って、この場合、この充放電回
路４１の出力電圧は第６図Ｃの実線に示す如く徐々に減
少して行く。

逆に機関の吸入空気量Ｑが少ない場合、放電電流が大き
くなり充放電回路４１の出力電圧は第６図Ｃの破線に示
す如く急激に減少する。

第１の充放電回路４１の出力電圧は第１のパルス発生回
路４２に印加され、該充放電回路４１の充電終了時から
放電終了時までの時間に等しいパルス幅ｔ１ を有する
パルスが形成される。

第６図りはこの第１のパルス発生回路４２の出力パルス
波形を示している。

第１の充放電回路４１において、充電終了時の出力電圧
が機関の毎分回転数Ｎに反比例し、その放電電流が機関
の吸入空気量Ｑに比例するため、上述のパルス発生回路
４２０出カパルスのパルス幅ｔ１ はｔ、” Ｑ／Ｎｃ
！：表わされる。

次にこれも周知技術である空燃比補正設定部の構成及び
動作について説明する。

この空燃比補正設定部は、排気ガスセンサ１０の出力端
子に接続された比較器４３と、該比較器４３の出力端子
に接続された積分器４４と、一方の入力端子が該積分器
４４の出力端子に反転回路４５を介して接続されかつ他
方の入力端子が前述の第１のパルス発生回路４２の出力
端子に接続された第２の充放電回路４６と、該充放電回
路４６の出力端子に接続された第２のパルス発生回路４
７と、第１及び第２のパルス発生回路４２及び４７の出
力端子に接続されるオア回路４８とから構成されている
。

オア回路４８の出力端子は、燃料噴射弁８の励磁コイル
８ａに直列に接続された噴射弁駆動制御用のスイッチン
グトランジスタ４９０ベースに接続されている。

第６図Ｈに示す如き波形となる排気ガスセンサ１０の出
力電圧Ｖａは、演算増幅器ＯＰｌ等から構成される比較
器４３に印加され、０．４５Ｖ程度の基準電圧ｖｂと反
転比較される。

その結果比較器４３の出力電圧Ｖｃは第６図■に示す如
くなる。

この比較器４３の出力電圧Ｖｃは、演算増幅器Ｏ１２等
によって構成される通常の積分器４４に印加されて積分
され、演算増幅器ＯＰ３より構成される反転回路４５に
おいて反転される。

従って反転回路４５の出力電圧Ｖｄは第６図Ｊに示す如
くなる。

この出力電圧即ち空燃比補正電圧Ｖｄは前述の第２の充
放電回路４６に印加される。

一方、この第２の充放電回路４６には前述の第１のパル
ス発生回路の出力パルス（第６図Ｄ）が印加される。

第２の充放電回路４６は充放電コンデンサを備えており
、入力信号が高レベルの間、一定の充ｉｔ流で該コンデ
ンサの充電を行う。

従ってこの充放電回路４６の充電終了時の出力電圧は第
６図Ｅに示す如く、第１のパルス発生回路４２の出力パ
ルス幅ｔ１ 即ちＱ／Ｎに比例した値となる。

第１のパルス発生回路４２からの入力信号が低レベルと
なると、第２の充放電回路４６は放電動作を行う。

この放電動作時の放電電流は反転回路４５からの印加電
圧に反比例して増減制御される。

即ち反転回路４５からの電圧が高い場合この充放電回路
４６の出力電圧は第６図Ｅの実線に示す如く、徐々に減
少して行く。

逆に反転回路４５からの電圧が低い場合、放電電流が大
きくなり、充放電回路４６の出力電圧は第６図Ｅの破線
に示す如く急激に減少する。

第２の充放電回路４６の出力電圧は第２のパルス発生回
路４７に印加され、充放電回路４６の充電終了時から放
電終了時までの時間に等しいパルス幅ｔ２を有するパル
ス（第６図Ｆ参照）が形成される。

即ち、このパルス幅ｔ２は反転回路４５の出力電圧に応
じた大きさを有することになる。

第１及び第２のパルス発生回路４２及び４７の出力電圧
はオア回路４８に印加される論理和か求められる。

従って第６図Ｇに示す如くオア回路４８の出力パルス幅
ＴはＴ−ｔ１＋ｔ２となる。

従ってこのパルス幅Ｔは空燃比がリーン側にある場合は
第６図Ｊに示すごとく反転回路４５の出力電圧が正の傾
きを有するため、徐々に増大し、空燃比がリッチ側にあ
る場合は逆に減少する。

オア回路４８の出力パルスがスイッチングトランジスタ
４９のベースに印加されることにより、励磁コイル８ａ
が付勢され、その結果、燃料噴射弁８が上記出力パルス
幅Ｔに等しい時間だけ開成され、機関への燃料の供船が
行われる。

以上説明した基本噴射時間設定部と空燃比補正設定部と
からのまにより燃料噴創制御装置を構成すると、機関の
運転状態が定常動作状態である場合には問題が生じない
。

即ち、機関の吸入空気量及び機関の毎分回転数に応じて
算出される基本燃料噴射量に基づいて設定される機関の
空燃比（以下基本空燃比と称する）がたとえ理論空燃比
よりずれていても空燃比補正が行われるため、補正され
た燃料噴創量に基づいて設定される機関の空燃比（以下
補正空燃比と称する）は理論空燃比にほぼ等しくなる。

しかしながら、機関の運転状態が過渡動作状態となると
、補正空燃比が理論空燃比から大幅にずれる恐れが生じ
る。

以下この現象について説明する。

第７図において、機関の吸入空気量がＱｌ である領域
をＸｌ、Ｑ２ である領域をＹとし、領域Ｙにおける基
本空燃比が理論空燃比に等しく、領域Ｘにおける基本空
燃比が理論空燃比から例えばリーン側にずれているとす
る。

従って領域Ｘにおいては空燃比補正により燃料の増量が
なされている。

さて、機関の運転状態が変化して領域Ｘから領域Ｙに急
激に変化すると、排気ガスセンサの応答遅れ、機関の流
通遅れ等によりＹ領域の初期においては燃料の増量が必
要ないのに増量が行われる。

従ってこの場合、第７図のｂに示す如く空燃比はリッチ
側にスパイクする。

逆にＸ領域の基本空燃比がリッチ側にある場合は、第７
図のａに示す如くリーン側にスパイクすることになる。

このスパイクの量Ａ／Ｆｐは第８図に示す如くＸ領域に
おける基本空燃比の理論空燃比に対するずれが大きいほ
ど犬となる。

上述の如き問題を除去するため、本実施例では次に述べ
る基本噴射時間補正設定部を設けて基本空燃比の上記ず
れが実用上はとんど無親できる程度に小さくなるよう制
御している。

以下、本発明の特徴であるこの基本噴射時間補正設定部
について、その構成及び動作を説明する。

第４図に示す如く、比較器４３の出力端子は、入力電圧
の立下りでトリガされる立下り単安定マルチバイブレー
ク５０と入力電圧の立上りでトリガされる立上り単安定
マルチバイブレーク５１の入力端子に接続されている。

従ってこの各単安定マルチバイブレーク５０及び５１の
出力電圧Ｖｅ及びＶｆは第６図Ｋ及びＬに示す如くなる
。

単安定マルチバイブレーク５０及び５１の出力端子はそ
れぞれスイッチングトランジスタ５２及び５３０制御入
力端子に接続されている。

スイッチングトランジスタ５２及び５３は反転回路４５
と充電用コンデンサ５４及び５５との間にそれぞれ挿入
接続されている。

従って単安定マルチハイフレーク５０及び５１から印加
されるパルスＶｅ及びＶｆに応じてスイッチングトラン
ジスタ５２及び５３が閉成されることにより、コンデン
サ５４及び５５は、その時の反転回路４５の出力電圧に
等しい電圧まで充電される。

即ち、コンデンサ５４の端子電圧は排気ガスの空燃比が
リーン側からリンチ側に変化した時点の反転回路４５の
出力電圧、換言すれば空燃比補正電圧Ｖｇ（第６図Ｊ参
照）となり、コンデンサ５５の端子電圧は空燃比がリー
ン側からり゛ノチ側に変化した時点の空燃比補正電圧Ｖ
ｈ（第６図Ｊ参照）となる。

コンデンサ５４及び５５の端子電圧は演算増幅器ＯＰ４
及びＯＰ５からそれぞれ構成されるバッファ回路５６及
び５７をそれぞれ介して加算回路５８に印加される。

加算回路５８は演算増幅器ＯＰ６等から構成される一般
的なもので、その入力端子は前述のバッファ回路５６及
び５１と接続され、出力端子は演算増幅器ＯＰ７及び抵
抗器Ｒ，，Ｒ２から構成される一般的な反転増幅器５９
０入力端子に接続されている。

反転増幅器５９の入力抵抗Ｒ１及び帰還抵抗Ｒ２の抵抗
値は２：ｌの比となっており、従って該反転増幅器５９
の出力電圧Ｖｉ（ｆｉ、Ｖｉ＝（Ｖｇ−１−Ｖｈ ）／
２と表わされる（第６図Ｊ参照）。

反転増幅器５９の出力端子は演算増幅器ｏＰ８及びＯＰ
、からそれぞれ構成される比較器６０及び６１の入力端
子に接続されている。

比較器６０及び６１とこれらの比較器の出力端子に接続
されているオア回路６２とは入力信号の値が２つの設定
値の間にある場合だけ出力値が低レベルとなるいわゆる
ウィンド型の比較回路を構成している。

即ち、比較器６０は第６図Ｍに示す上側の基準設定電圧
Ｖｊを有しており、入力信号電圧Ｖｉが変化してこの基
準設定電圧Ｖｊ以上となった場合に第６図Ｎに示す高レ
ベルの出力Ｖ１を発生する。

また、比較器６１の下側の基準設定電圧Ｖｋは第６図Ｍ
に示す如くなっており、入力信号電圧ｖ１が変化してこ
の基準設定電圧Ｖｋ以下となった場合に第６図Ｏに示す
如く高レベルの出力Ｖｍを発生する。

従ってオア回路６２の出力電圧Ｖｎは第６図Ｍ及びＰに
示す如＜Ｖｉ≦ＶｋあるいはＶｊ≦Ｖｉの場合に高レベ
ルとなる。

オア回路６２の出力端子はスイッチングトランジスタ６
３の制御入力端子に接続されている。

従ってこのスイッチングトランジスタ６３はｖｋくＶｉ
＜Ｖｊの場合に開成され、Ｖｉ≦ＶｋあるいはＶ、≦Ｖ
ｊの場合に閉成される。

スイッチングトランジスタ６３の信号入力端子はアンド
回路６４を介してパルス発生器６５の出力端子に接続さ
れており、さらにアンド回路６４を介して単安定マルチ
バイブレーク６６の出力端子に接続されている。

この単安定マルチバイブレーク６６の入力端子はオア回
路６１を介して前述の単安定マルチバイブレーク５０及
び５１の出力端子に接続されており、従って比較器４３
の出力電圧Ｖ。

が反転する毎に所定のパルス幅のパルス電圧がこの単安
定マルチバイブレーク６６より出力され、アンド回路６
４０オン、オフ制御が行われる。

従ってパルス発生器６５の出力パルスは排気ガスセンサ
１０の出力信号が反転する毎に所定数だけスイッチング
トランジスタ６３に印加され、反転増幅器５９の出力電
圧ＶｉがＶｉ≦ＶｋあるいはＶ、≦Ｖｉの時のみ該スイ
ッチングトランジスタ６３を通過する。

スイッチングトランジスタ６３の出力端子はスイッチン
グトランジスタ６８を介してパルスモータ駆動ｉ！ＩＪ
御回路６９のパルス入力端子６９ａに接続されている。

スイッチングトランジスタ６８の制御入力端子には微分
回路７０及び比較器７１から成る機関の定常運転時判別
回路の出力端子が接続されており、該判別回路の入力端
子はエアフローセンサ６の出力端子に接続されている。

この判別回路は機関の吸入空気量の変化を微分回路１０
によって検出し、その検出値が所定値よりも小さいこと
を比較器γ１で判別することにより機関の定常運転時を
判断するもので、この定常運転時にのみ高レベルの出力
電圧をスイッチングトランジスタ６８に印加してこのト
ランジスタ６８をオンにし前述のスイッチングトランジ
スタ６３からの出力パルスをパルスモータ駆動制御回路
６９に供給する働きを行う。

パルスモータ駆動制御回路６９０制御信号入力端子６９
ｂはエアフローセンサ６の出力端子に接続されており、
また回転方向信号入力端子６９Ｃ及び６９ｄは前述の比
較器６０及び６１の出力端子にそれぞれ接続されている
。

第５図はこのパルスモータ駆動制御回路６９の一部をよ
り詳しく表わした回路図であり、以下この図に基づいて
パルスモーク駆動制御回路６９の構成及び動作を説明す
る。

前述の如く、エアフローセンサ６の出力端子に接続され
ている制御信号入力端子６９ｂはウィンド型の比較回路
８０ａに接続されている。

この比較回路は２つの設定基準値を有しており、入力信
号が上記２つの設定基準値の間にあるときのみ高レベル
の信号を出力するものである。

なお、第５図には示していないが、各パルスモータ２８
ａ乃至２８ｅ毎に設定基準値の異なる比較回路がそれぞ
れ別個に設けられている。

各比較回路８０ａ。・・・の出力端子は各パルスモータ
毎にそれぞれ設けられているスイッチングトランジスタ
８１ａ。

８１ｂ、・・・の制御入力端子に接続されており、各ス
イッチングトランジスタ８１ａ、８１ｂ、ｇｌｃ。

・・・の入力端子はパルス入力端子６９ａに接続され、
出力端子はこれも各パルスモータ２８ａ乃至２８ｅ毎に
設けられた駆動回路８２ａ 、８２ｂ 、８２ｃ。

・・・の入力端子にそれぞれ接続されている。

従ってエアフローセンサ６の出力電圧に応じてスイッチ
ングトランジスタ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、・・・のう
ちの対応するスイッチングトランジスタがオンとなり、
入力端子６９ａより印加される前述のパルスが対応する
駆動回路に印加され、その駆動回路に接続されているパ
ルスモータが駆動され、エアフローセンサ６の前述の分
圧抵抗２７０対応する可変抵抗器が可変制御される。

駆動回路８２ａ。８２ｂ、８２Ｃ，・・・は、通常のパ
ルスモータ用の駆動回路であり、回転方向信号入力端子
６９ｃ及び６９ｄを介して印加される信号に応じてパル
スモータの正逆転方向を設定している。

即ち、基本空燃比がリーン側にあるＶ、≦ｖ１の場合に
エアフローセンサ６の出力電圧が小さくなるように上記
分圧抵抗２７が可変制御される。

また、基本空燃比がリッチ側にある場合、即ち、Ｖｊ≦
Ｖｋの場合にはエアフローセンサ６の出力電圧が大きく
なるように制御される。

従って本実施例の如き構成によれば、基本空燃比自体が
理論空燃比にほぼ等しくなるように常に制御されるため
、排気ガスセンサの特性、機関の特性に無関係に、機関
の過渡運転状態における空燃比のスパイク現象が防止さ
れ、排気ガス浄化効果が大幅に向上する。

また、排気ガスセンサが不活性あるいは故障した際にも
それ以前に既に基本空燃比が補正されているため、排気
ガス浄化効果の低下を防止し得る。

以上本発明の一実施例を詳細に説明したが、本発明は、
上述の如きアナログ式の制御装置の他にデジタル式の制
御装置によっても実現することができる。

以下、第２の実施例としてマイクロコンピュータを用い
たデジタル式燃料噴射制御装置について説明する。

第９図は本発明の上述の第２の実施例装置を表わすブロ
ック図である。

この図において、９０はクロックパルス発生器である。

このクロックパルス発生器９０は論理積回路、本実施例
ではナンド回路９１、の一方の入力端子に接続されてい
る。

ナンド回路９１の他方の入力端子には第１の実施例と同
様のイグニッションコイルの１次巻線１３と断続器１４
との接続点からの入力電圧によって作動するフリップフ
ロップ９２の出力端子に接続されている。

また、ナンド回路９１の出力端子はプリセットバイナリ
カウンタ９３のカウント入力端子に接続されている。

第１の実施例におけるフリップフロップ４０と同様にフ
リップフロップ９２の出力パルスのパルス幅は機関の毎
分回転数Ｎに反比例しており、従ってナンド回路９１を
介してバイナリカウンタ９３によって計数されるクロッ
クパルスの数は上述の毎分回転数Ｎに反比例したバイナ
リ値となる。

バイナリカウンタ９３の出力端子はマイクロコンピュー
タ９５ （７）チー ’）バス９４に接続されている。

第１の実施例におけるエアフローセンサ６から分圧抵抗
及びその駆動用パルスモータ部分を除いたものに等しい
構成のエアフローセンサ９６の出力端子はアナログ−デ
ジタル変換ｉ（Ａ／Ｄ変換器）９７を介してマイクロコ
ンピュータ９５のデータバス９４に接続されている。

排気ガスセンサ１０、比較器４３、立下り単安定マルチ
バイブレーク５０、立上り単安定マルチバイブレータ５
１、及びオア回路６１の構成及び動作は第１の実施例と
全く同様である。

しかしながら本実施例においては、オア回路６７の出力
端子がマイクロコンピュータ９５の第１の割り込み用パ
ルス入力端子に接続されている。

また、比較器４３の出力端子はさらにデータバス９４に
接続されている。

マイクロコンピュータ９５の第２の割り込み用パルス入
力端子には排気ガスセンサ１０の出力信号の反転周期よ
りもかなり早い周期を有するトリガパルス発生器９８の
出力端子が接続されている。

マイクロコンピュータ９５のデ−タバス９４はランチ回
路９９を介してダウンカウンタ１００のデータ入力端子
に接続されている。

ダウンカウンタ１００のクロック入力端子は前述のクロ
ックパルス発生器９０に接続されており、ダウンカウン
タ１００のイネーブル端子には、磁気ピックアンプ変換
器１０１の出力端子が接続されている。

この磁気ピンクアンプ変換器１０１は機関のクランク軸
に連結され該クランク軸の回転に応じて回転するクラン
ク角検出用円板１０２の周端近傍に設けられており、該
円板１０２０周端に設けられた突起部が通過する毎にパ
ルス電圧を発生するものである。

従って該磁気ピックアンプ変換器１０１の出力パルスは
所定のクランク角毎に発生する。

ダウンカウンタ１００の出力端子は第１の実施例と同様
の構成の燃料噴射弁の励磁巻線８ａ駆動用のスイッチグ
トランジスタ４９のベースに接続されている。

マイクロコンピュータ９５はマイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）９５ａ、 リードオンメモリ（Ｒ，ＯＭ）９５ｂ
１ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９５ｃ等から構成
される一般的なものであり、例えばＩｎｔｅｌのＭＣ８
−８等によって実現することができる。

Ｒ，０Ｍ９５ ｂにはあらかじめ設定されたプログラム
がストアされている。

ＲＡＭ９５ ｃ／ｌｉ排気ガスセンサ１０の出力信号が
反転する際の空燃比補正量の平均値をストアしておくＲ
ＡＭ１と、第１０図に示すエアフローセンサ９６からの
出力データに対応する吸入空気量データを遂点的にスト
アしておくＲＡＭ２と、空燃比補正量をストアしておく
Ｒ，ＡＭ３と、排気ガスセンサ１０の出力信号がリーン
側からリンチ側に反転する際の空燃比補正量即ちＢ、Ａ
Ｍ３のデータをストアしておくＲＡＭ４と、排気ガスセ
ンサ１０の出力信号がリンチ側からリーン側に反転する
際の空燃比補正量即ちＲ，ＡＭ３のデータをストアして
おくＲＡＭ５とを備えている。

マイクロコンピュータ９５は、ＲＯＭ９５ｂにストアさ
れているプログラムに従って演算を開始するが、本実施
例に関する演算は割り込み処理プログラムによって実行
されるように設定されている。

以下第１１図Ａ、Ｂに示すフローチャートを参照してこ
の演算手順を訣明する。

トリガパルス発生器９８より第２の割り込み用パルスが
印加されると、マイクロコンピュータ９５は、割り込み
信号を発生して第１１図Ａに示す第２の割り込み処理プ
ログラムを実行する。

即ち、まず機関の吸入空気量Ｑに関するエアフローセン
サの出力データをＡ／Ｄ変換器９７よりサンプリングし
、次いで機関の毎分回転数の逆数１／Ｎをバイナリカウ
ンタ９３よりサンプリングする。

そして、その前の演算時の吸入空気量Ｑ′に関するエア
フローセンサの出力データを所定のメモリより呼び出し
てサンプリングした吸入空気量Ｑに関するエアフローセ
ンサの出力データと減算し、その減算結果、即ち吸入空
気量の変化が設定値以下の場合に次の判断処理に進む。

吸入空気量の変化が設定値を越える場合は、機関が定常
運転時ではないため、そのまま、Ｒ，ＡＭ２のデータに
基づく吸入空気量Ｑの補間計算を行う。

吸入空気量変化が設定値以下の場合は、定常運転状態で
あると判別し、Ｒ，ＡＭｌにストアされている排気ガス
センサ反転時の空燃比補正量の平均値と設定値との差を
算出する。

この設定値は、機関の基本空燃比が所望空燃比にあると
きの空燃比補正量に等しい値に選ばれる。

上記平均値と設定値との差が所定値以上の場合はＲＡＭ
２にストアされるエアフローセンサ出力データと吸入空
気量データとの関係を修正する。

即ち、平均値が設定値より大きい側に所定値以上ずれて
いる場合は基本空燃比がり−ン側にずれているので同じ
エアフローセンサ出力データに対して吸入空気量データ
の値が大きくなるように両者の関係を修正する。

逆に平均値が設定値より小さい側に所定値以上ずれてい
る場合は基本空燃比がり゛ノチ側にずれているのでエア
フローセンサ出力データに対応する吸入空気量データの
値が小さくなるように両者の関係を修正する。

次いでこの修正したＲ、ＡＭ２のデータに基づいて吸入
空気量Ｑの補間計算を行う。

前述の空燃比補正量の平均値と設定値との差が所定値未
満の場合は、基本空燃比が理論空燃比にほぼ等しいとし
て、Ｒ，ＡＭ２のデータの修正を行うことなく、吸入空
気量Ｑの補間計算を行う。

次いで基本噴射量に対応するｔ、＝Ｑ／Ｎの計算を行う
。

次に、排気ガスセンサ１０からの従って比較器４３から
の信号に基づいて空燃比がり′ノチ側にあるかあるいは
リーン側にあるかの判別を行い、リーン側にある場合は
Ｔ＝ｔ、−１−ｔ２の計算、リンチ側にある場合はＴ＝
ｔ、−１２の計算をそれぞれ行う。

なお、ここでｔ２はＲ，ＡＭ３にストアされている空燃
比補正量であり、後述するように排気ガスセンサからの
信号が反転する毎に零にクリアされるものである。

この第２の割り込み処理プログラムではこノｔ２はＴの
計算の後に一定数ｄだけ加算され、再びＲ，ＡＭ３にス
トアされる。

この加算が前述のアナログ式燃料噴創制純装置における
積分動作に相当している。

次いで計算結果Ｔがラッチ回路９９に出力される。

オア回路６１より第１の割り込み用パルスが印加される
と、マイクロコンピュータ９５は割す込み信号を発生し
て第１１図Ｂに示す第１の割り込み処理プログラムを実
行する。

即ち、まずＲ，ＡＭ３にストアされている空燃比補正量
をＲ，ＡＭ４及びＲＡＭ５にストアさせる。

ただし、この第１の割り込み信号は排気ガスセンサの出
力信号が反転する毎に発生するため、上記空燃比補正量
は排気ガスセンサ反転時の値となる。

また、空燃比がリーン側からリッチ側に移行する際のｔ
２ の値ｔ２ａがＲ，ＡＭ４に、リッチ側からリーン側
に移行する際のｔ２の値ｔ２ａがＲＡＭ５にそれぞれス
トアされる。

次いで（ｈａ＋ｔ２ｂ）／２の計算が行われ、その結果
がＲ，ＡＭｌにストアされる。

その後Ｂ、ＡＭ３にストアされているｔ２がクリアされ
る。

ランチ回路９９に印加された燃料噴射供給量に関するデ
ータＴ＝Ｔ、＋ｔ２あるいはＴ＝ｔ、−ｔ２はダウンカ
ウンタ１００に印加されて時間量に変換される。

即ち、磁気ピックアンプ変換器１０１より所定のクラン
ク角位置でパルスが印加されるとダウンカウンタ１００
はクロックパルス発生器９０から供給されるクロックパ
ルスの計数を開始し、同時に出力端子に高レベルの信号
を出力する。

これによりトランジスタ４９がオンとなり励磁コイル８
ａが付勢されて機関への燃料の供給が行われる。

ダウンカウンタ１００の計数値が入力データに一致する
とトランジスタ４９はオフとなり燃料供給が停止する。

以上駅間したように、第２の実施例においても前述の第
１の実施例と同様に基本空燃比自体を理論空燃比にほぼ
等しくなるように常に制御しているため、排気ガスセン
サの特性、機関の特性に関係なく機関の過渡運転状態に
おける空燃比のスパイク現象を防止することができる。

従って排気ガス浄化効果を大幅に向上することができる
。

また、排気ガスセンサが不活性あるいは故障した際にも
基本空燃比が補正されているため、排気ガス浄化効果及
び機関運転特性の悪化が防止できる。

なお、前述の実施例においては、機関運転状態を表わす
信号として機関の吸気量信号と回転数信号を用いている
が、これは機関の吸気マニホールドの負圧信号と回転信
号であっても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における機関全体を表わす概
略図、第２図Ａ、Ｂは第１図におけるエアフローセンサ
の一部の断面図、刷視図、第３図は第１図のエアフロー
センサの一部の構成図、第４図は第１図の電子制御回路
の回路図、第５図は第４図におけるパルスモータ駆動制
御回路の詳細ブロック図、第６図Ａ乃至Ｐは第４図にお
ける各部の波形図、第７図、第８図は空燃比のスパイク
現象の説明図、第９図は不発明の他の実施例のブロック
図、第１０図は第９図の実施例における説明図、第１１
図Ａ、Ｂは第９図のマイクロコンピュータのフローチャ
ートである。 １・・・シリンダ、２・・・ピストン、３・・・クラン
ク軸、５・・・吸気管、６．９６・・・エアフローセン
サ、１・・・吸気マニホールド、８・・・燃料噴射弁、
８ａ・・・励磁コイル、９・・・排気管、１０・・・排
気ガスセンサ、１１・・・三元触媒コンバータ、１２・
・・断続器カム、１３・・；イグニッションコイル１次
巻Ｍ、１４・・・断続器、１５・・・電子制御回路、２
７・・・分圧抵抗、２８ａ乃至２８ｅ・・・パルスモー
タ、４０．９２・・・フリップフロップ、４１．４６・
・・充放電回路、４２．４７．６５・・・パルス発生器
、４３．６０゜６１．７１・・・比較器、４４・・・積
分器、４８．６２゜６７・・・オア回路、４９，５２，
５３．６３．６８・・・スイッチングトランジスタ、５
０．５１．６６・・・単安定マルチバイブレータ、５４
．５５・・・コンデンサ、５８・・・加算器、６４・・
・アンド回路、６９・・・パルスモータ駆動制御回路、
７０・・・微分回路、９０・・・クロックパルス発生器
、９１・・・ナンド回路、９３・・・バイナリカウンタ
、９４・・・データバス、９５・・・マイクロコンピュ
ータ、９７・・・Ａ／Ｄコンバータ、９８・・・トリガ
パルス発生器、９９・・・ランチ回路、１００・・・ダ
ウンカウンタ、１０１・・・磁気ピックアップ変換器、
１０２・・・クランク角検出用円板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の動作状態を検出し動作状態信号を発生す
   る手段と、該手段からの動作状態信号に基づいて前記内
   燃機関の燃料噴射弁から供紹すべき燃料量の基本値を算
   出する手段と、該機関の排気ガス中の特定成分濃度を検
   出して２値の濃度信号を出力する手段と、該濃度信号を
   時間に関して積分して空燃比フィードバック補正信号を
   得る手段と、該空燃比フィードバック補正信号に応じて
   前記燃料量の基本値を補正し燃料噴射量信号を得る手段
   と、該燃料噴射量信号に応じて燃料噴射弁からの噴射燃
   料量を制御する手段とを備えた燃料噴射制御装置におい
   て、前記空燃比フィードバンク補正信号の平均値を算出
   する手段と、設定値と前記算出した平均値を比較し両者
   の差が所定値以上であるか否かを検出する手段と、両者
   の差が所定値以上の場合は該差が小さくなる方向に前記
   動作状態信号の補正動作を行う手段と、両者の差が所定
   値未満の場合は該補正動作手段の補正動作を禁止せしめ
   る手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射制御装置。