JPS58140449A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の空燃比制御方法に関する。

一般に、第１図に示されるように、内燃機関で燃焼して
排出される排気ガス成分及び内燃機関の燃料消費率ｑ　
（ＩＩ／ｐｍ、ｈ）は、内燃機関に供給される空燃比（
Ａ／Ｆ　）と密接な関係にある。

最近では排気ガスの清浄化とともに省資源という見地か
ら機関の燃料消費率の低減も合わせ要求されている。第
１図に示すように排気ガスの清浄化と燃料消費率の低減
を同時に達成するには希薄混合気域Ｏ１）で内燃機関を
運転した場合が有利であるものの、希薄混合域では失火
という不具合が発生することからエンジンのバラツキ、
経年変化等を考えた場合には失火限界ぎりぎりの希薄混
合気域では＃まとんど機関は運転できず、失火発生限界
から空燃比で２ｔ１どり、チの安定領域で使用している
のが現状であシ排気ガスの清浄化、省資源を　　”達成
するための問題点となっている。

第１図に示す如く失火載置前の希薄空燃比で磯関を運転
した時に最少燃費消費率となる。燃焼変動はＡ／Ｆに関
係しており、かつ失火域に近づくほど急激に燃焼震動は
大きくなっている。そこで、シリンダ内の燃焼変動がそ
れぞれのシリンダで生じるトルク反力によって、機関本
体の振動として現われるので、機関本体の燃焼変動はエ
ンジン振動によって検出できることを利用し、エンジン
から機関の燃焼震動を求め機関の燃焼変動がある一定の
値となるよう機関への供給空燃比を制御することにより
、常に失火域前のしかも燃費最良点の空燃比に制御する
ことで大幅な燃費向上を達成することができる。なお第
１図においてΔτ（ｋｇ・ｍ）はトルク震動暢をあられ
す。

前述の供給空燃比制御によれば、自動車の運転車が要求
する機関の減速状態においても、一様に燃焼変動がある
一定の値となるよう機関への供給空燃比を制御する。

しかし、もともと減速時の軽負荷域においては機関トル
クは零又は負であり、燃焼変動によって現われるｍ号と
は異なった信号であり、この信号により機関への供給空
燃比を制御すると、燃焼状態が愚化し、未燃ガスが排出
されたり、燃費が悪化するとともに運転フィーリングも
患いという問題点がある。

本発明の目的は前述の問題点に鑑み、エンノンの燃焼変
動を求めエンジンの燃焼変動が成る一定の値となるよう
エンジンへの供給空燃比を制御し、かつ、エンジンの減
速状態を検出し、機関への供給空燃比増減量制御動作を
解除して、強制的に基準空燃比で運転するという構想に
もとづき、常に失火域前のしかも燃費最良の空燃比に制
御するとともに、エンジンの減速時に燃焼状態が悪化す
ることを防止し、常に燃費、排気ガスの両者をｉ良の状
態に保って運転することにある。

本発明においては内燃機関の燃焼変動を燃焼変動検出器
により検出し、該検出された燃焼変動に応じて制御装置
により前記内燃機関への供給空燃比を増減量し、機関の
減速時に供給空燃比増大皺停止装置により咳供給空燃比
の増減蓋を停止することを特徴とする内燃機関の空燃比
制御方法が提供さ７Ｌる。

本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御方法を
行う装置が第２図に示される。第２図装置においてエン
ジン１は自動車駆動用の火花点火式エンノンで、燃焼用
の空気はエア・クリーナ２３、エアフローメータ３、吸
入導管２１及び吸気弁２４を経て、前記エンジン１の燃
焼室１１内に吸入される。吸入導管２１には運転者によ
り任意に操作さｎるスロットル弁４が設けられている。

燃料は吸入導管２１に設置さｔ′した電磁式燃料噴射弁
５から吸気弁２４に向は噴射供給される。燃料と空気か
らなる混合気は燃焼室１１内で燃焼し、排気弁２５及び
排気導ｔ２２を経て大気中に放出される。制御ユニ、ト
８はエンノン１の運転状態に応じてエンノン１への供給
燃料費を演算し電磁雰燃料噴射弁５を駆動し、エンジン
１への供給燃ｌＩ＋籠を制御する制御回路で、エンジン
ｌの吸入空気蓋を検出するエアフローメータ３、点火コ
イル６、エンノンｌのトルク駆動を検出するトルク検出
器７の検出信号と減速を検出するスロットル開度検出器
４１の検出信号が入力されている。なお本実施例ではエ
ンジン１への吸入空気蓋としてエアフローメータ３の信
号を用いているが、エアフローメータ３のかわりにエン
ジンｌのスロットル弁４の下流に生ずる吸気管負圧とエ
ンジン回転数から吸入空気量を求めてもよぐ、またエン
ノンｌの回転に同期して回るリングギア、ディス）　Ｉ
Ｊピユータ等から回転信号を検出して四転倣を求めても
よいのは当然である。トルク検出器７は第２図に示すよ
うにエンジンを支持するマウント７５にメルトにより装
着してあり、エンノンのリーンバンドにおけるクランク
軸を中心とした嶽鯛を複数の方位、できれば４方位以上
の方位に向けて配電したピエゾ素子等で検出してエンノ
ンの機械的トルク変動に比例してアナログ的信号を得る
ものであり、第２図装置では１つのエンジンについて２
個配置されているが、１個でも十分検出できる。

トルク検出器７は圧力センサ７１．ゴムマウント７３及
びゴムマウントカバー７４から成り、アーム７２の側か
ら圧力センサ７１、ゴムマウントヵパー７４、ゴムマウ
ント７３の順に重ねて取付けられている。圧力センサ７
１は例えばピエゾ素子を１史用した小板の圧力検出器が
用いられる。スロットル開度センサ４１はスロットル４
の軸の回転に７・Ｊシて連動するような構造でポテンシ
ョメーターの出力は直線的な電圧として出力される。

第２図装置における制御ユニット８の構成が第３図に示
される。増幅器８８１はバッファと増幅器で構成さｔし
る公知の構成のものである。バンドパスフィルタ８８２
は増幅器８８１からのアナログ信号のうちＩ　Ｈｚない
し数Ｈｚの周波数の出力のみを取り出すもので例えばロ
ックランドシステムズ社製のモｒル８５２を使用する。

クロック回路８８３１ま水晶振動子を便用した発振回路
と、この発振回路の周波数を分局するカウンタより構成
される公知の構成のものである。

゛。

タイミングパルス発生回路８００はクロック回路８８３
からのクロックを基にして、ピークホールド回路８１０
へのリセット信号と補正演算回路（以ｇｃｐｕという）
８８６への割込み信号とを作り出す回路である。

タイミングパルス発生回路８ｏｏの構成が第４図に示さ
れる。第４図において入力端子８００ｍ　。

８００ｂへはクロ、り回路８８３よりの２Ｈｚと５　ｋ
Ｈｚのクロ、りがそれぞれ入力される。入力端子８００
ｍはデバイダ付カウンタ８０１のリセット端子Ｒに接続
してあり、入力端子８００ｂはデバイダ付カウンタ８０
０ｍのクロック端子ＣＬに接続しである。該デバイダ付
カウンタ５ｏｉＶｉ例えばＲＣＡ社製ＩＣのＣＤ４０１
７が使用され、その出力Ｑ１は端子８００ｅを介してＣ
ＰＵ　８８６の割込演算用の信号として使われる・出力
Ｑ５とＱ８＋−１Ｒ−Ｓフリ、デフロ、ゾ８０２のセッ
ト端子Ｓとリセット端子Ｒにそれぞれ接続してあり、出
力Ｑ９はクロックエネイブル端子ＣＥに接続しである。

Ｒ−Ｓフリ、デフロッｆ８０２は例えばＲＣＡ社ＩＣの
ＣＤ４０１３が使用され、その出力Ｑは端子８００ｄを
介してピークホールド回路８１０に接続される。

タイミング／臂ルス発生回路８ｏｏの作動が第１２Ｖの
波形ン１を参照しつつ説明される。デバイダ付カウンタ
８０１のリセット遍子には第１２図（１）の２　Ｈｚの
・９ルスが入力され前記・ゼルスが「１」から１０」に
なると計数を開始する。該カウンタ８０１のクロック入
力には５ｋＨｚの周波数のりＯツクか入力される。従っ
て１番目の・９ルスか来ると出力Ｑ　Ｉ　Ｋ−４’ルス
が出力さｆＬる。９番目のパルスが来ると出力Ｑ９が「
１」になってクロックエネイブル端子「ｌ」になるので
次にリセットされるまでり０ツクが人力さノするのを停
止する。従って出力Ｑ１には第１２図（２）に示すごと
く・マルスが出力さｎる。該出力・Ｐルスは端子８００
ｃを弁してＣＰＵ８８６の割込演算開始のトリが・マル
スとなる。出力Ｑ５及びＱ８はＲ−Ｓフリツノフロップ
８０２をセット及びリセットし該Ｒ−Ｓフリ、プフロッ
！８０２０出力Ｑからは第１２図（３）の／ｆルスが出
力さ′れる。ｆｄｌ／４ルスは端子８００ｄを介してピ
ークホールド回路８１０に入力され約６００マイクロ秒
の・９ルス幅となって該ピークホールド回路のリセット
信号となる。

ピークホールド回路８１０の構成が第５図に示される。

第５図においてダイオード８０１の正極と８１１の負極
は前記パントノ母スフィルタ８８２の出力に接続してあ
り、ダイオード８０１のｊｉ４極は抵抗８０２の一端に
接続しである０Ｍ抵抗８０２の他端はコンデンサ８０３
の正極とパッソア増暢器８０６の非反転入力と抵抗８０
４に接続しである。コンデンサ８０３の負極は接地しで
ある。抵抗８０４の他端はアナログスイッチ８０５の一
端に接続しである。該アナログスイッチ８０５の他端は
接地してあり、コントロール端子はｆ３ｔｉ記タイミン
グノ臂ルスマルス路８００の第１２図（３）１１号に接
続しである。前記ダイオード８１１の正極は抵抗８１２
の一端に接続しである。該抵抗８１２の他端はコンデン
サ８１３の負極とバッファ増幅器８１６の非反転入力と
抵抗８１４に接続しである。

コンデンサ８１３の正極は接地しておる。抵抗８１４の
他端はアナログスイッチ８１５の一端に接続しである。

該アナログスイッチ８１５の油漏は接地してあり、コン
トロール端子は前記タイミング・母ルス発生回路８００
の第１２図（３）信号に接続しである。バッファ増幅器
８１６０反転入力は出力に接続しである。バッファ増幅
器８０６の出力は抵抗８２２の一端に接続され、他端は
バッファ増幅器８２５の非反転入力と抵抗８２１に接続
してめる。抵抗８２１の他端は接地されている。

バッファ増幅器８１６の出力は抵抗８２３の一端に接続
さ扛、他端はバッファ増幅器８２５の反転入力に接続さ
れている。バッファ増幅器８２５の出力は出力端子８１
０ｃを介してアナログ−ディジタル（Ａ−Ｄ）変換器８
３０に出力され、かつ抵抗８２４の一漏に接続される。

抵抗８２４の他端はバッファ増１器８２５０反転入力に
接続される。

ビータホールド回路８１０の作動が以下に説明さｎる。

アナログスイッチ８０５．８１５のコントロール入力に
前記タイミングパルス発生回路８００から第１２図（３
）のノ母ルスが印加されると、この７４ルス暢の間アナ
ログスイッチ８０５　、８１５は閉成するのでコンデン
サ８０３．８１３の電荷を低い抵抗値の抵抗８０４，８
１４を通じて放電し、コンデンサ８０３．８１３の電圧
を零にリセットする。その後バンドパスフィルタ８８２
（０８１２図（４）で示す出力波形が入力端子８１０ｂ
から入ってくるとダイオード８０１及び抵抗８０２を通
してコンデンサ８０３が正の電圧に充電される。

このコンデンサ８０３の電圧はリセットされてから、次
にリセットされるまで、正のピーク櫨がホールドされる
。該コンデンサ８０３の電圧を表の入力インピーダンス
の高いバッファ増幅器８０６を介して出力すると第１２
図（５）の波形となる。

一方前記第１２図（４）で示す出力波形が入力端子８１
０ｂから入ってくるとダイオード８１１、抵抗８１２を
通してコンデンサ８１３が負の電圧に充電される。この
コンデンサ８１３の延圧はリセ、トされてから次にリセ
ットされる′まで、負のピーク値がホールドされる。＃
コンデンサ８１３０′岨圧を次の入力インピーダンスの
高いバッファ増幅器８１６を介して出力すると第１２図
（６）の波形となる。前記バッファ増幅器８０６の出力
と８１６の出力の差を差動増幅器８２５でとることによ
り、リセットされてから次にリセットされるまでの正の
ピーク値と負のピーク値の差が差動増幅器８２５から出
力され、その波形は第１２図（７）となる。

以下余白 Ａ−Ｄ変侠回路８３０の＃Ｉｔ成が第６図にボされる。

第６図においてＣＰＵ８８６’よりの入出力制御（Ｉｌ
ｏ）信号はナンドｒ　−）　８８３に直接入力されアン
ドｆ−）８３６にはインノ４−夕８３５で反転されて入
力される。ＣＰＵ８８６のデ・１イスセレクト（ＳＥＬ
）信号は直接ナンドｆ　−）　８３３とアンドダート８
３６に入力される。またインバータ８３７、抵抗８３８
、コンデンサ８３９により遅延回路が構成されており、
テンドｆ　−ト８３６にはこの遅延回路を介してＳＥｔ
イ＝号が入力される。

しかしてアンドｆ　−）　８３６はｍ１２図（８）に示
すような幅ｌＯＯナノ秒程度の・ぐルズ信号を出力する
。このノｅルス信号は逐次比較型Ａ−Ｄ変ｙ変器８姦１
のＡ−Ｄ変換命令端子ＣＮＶに人力される。

Ａ−Ｄ変換器８３１としては例えば・々−ブラウン社製
ＡＤＣ８０ＡＧ−１２が使用される。Ａ−Ｄ変侠５８３
１の変換終了端子ＥＯＣは袖正演昇回路８８６のビジィ
端子ＢＵＳＹに接続され出力端子ＢｌないしＢ１２は３
ステートバツフγ８３２を介してＣＰＵ８８６のパスラ
インに接続されている。３ステ−トパッフ了８３２Ｖｉ
例えば東芝製ＩＣのＴｅ３０１２が１史用される。

Ａ−Ｄｔ侠副回路８３０作動が以上に説明される。ｍ１
２図（２）に示すノ９ルスがタイミングノ譬ルス発生回
路８００からＣＰＵ８８６に入力されると、ＣＰＵ８８
６　ｔユ現在実行しているプログラムに割り込みがかけ
られＡ−Ｄ変換処理のプログラムを実行する。プログラ
ムでｒｒｉＡ−Ｄ変換開始命令によって第１２図（８）
の・ｆルスがＡ−Ｄ変侠器８３１のＡ−Ｄ変侠甜令端子
ＣＮＶに印加され、このノ９ルスの立上りでｔ換１ノ作
を開始する。これと同時に第１２図（９）に示す変換終
了端子Ｅｏｃの出力信号がｌ」レベルｔζ立上る。ここ
で変換終了端子ＥＯＣはＣＰＵ　。

８８６１７）７−”、イー’　ｍｉｌ、”　＝　、ｙ　
）　ＤＣＵＯｅ　、イ＠（”ＢＳＹに接続されており、
ピークホールドロー８１０からのアナログ１６号の読込
命令の完了は、変換路ｒ端子ＥＯＣＯ出力色号の「Ｏ」
しくルへの立下りまで待たされ、このときまでＩ１０信
号及びＳＥＬ信号はともに「ｌ」レベルに抹持される。

そして逐次比較型Ａ−Ｄｉ：決器８３１は、ＥＯＣ端子
の出力信号が「ｌ」レベルの間に変侠動作を行ない、出
力端子ＢｌないしＢ１２からディノタル化した２辿デ一
タ信号を出力する。ム一り変換動作が終了すると、変換
終了端子ＥＯＣの出力信号が「０」レベルとなりＣＰＵ
８８６の読込命令の侍憎状態が解除され、ピークホール
ド回路８１０からのア尤ログ信号データがＣＰＵ８８６
に読込１れる。

回転速度検出回路８４０ｏ構成が第７図に示される。回
転速度検出回路８４０はＡ？ルス整形回路８４０−１と
計数回路８４０−２より構成されている。／４’ルス整
形回路８４０−１は、入力端子８４０ｍより点火コイル
６のコイルのマイナス端子の）４ルスが入力され、該入
力端子８４０　ａＨ抵抗８４０１の一端に接続されてい
る。抵抗８４０１の他端は抵抗８４０２とコンデンサ８
４０３に接続され、コンデンサ８４０３の他端は接地さ
れている。抵抗８４０２の他端はダイオード８４０４の
アノードに接続され、該ダイオード８４０４のカソード
は抵抗８４０５、コンデンサ８４０６、ツェナダイオー
ド８４０７、及び抵抗８４０８に接続さ！ｔている。抵
抗８４０５、コンデンサ８４０６、及びツェナダイオー
ド８４０７の他端は接地されており、抵抗８４０８の他
端はトランジスタ８４１８のペースに接続されている。

該トランジスタ８４１８のエミッタｅよ嵌地され、コレ
クタは抵抗８４０９とシュミノトナンドク゛−ト８４１
Ｏに入力源れる。

抵抗８４０９の一端とシュミットナントゲート８４１Ｏ
の仙入力は＋５■ｒｔｏ！Ｖ、が入力される。

該シエミットナンドケ９−ト８４１Ｏの出力はコンデン
サ８４１１と抵抗８４１２で構成される単安定マルチバ
イブレータ８４１３にトリガパルスとして人力され、咳
率安定マルチバイブレータ８４１３の出力は、コンデン
サ８４１４と抵抗８４１５で構成される単安定マルチバ
イブレータ８４１６にトリガ・臂ルスとして入力される
。前記単安定マルチパイグレータ８４１３．８４１６と
しては例えばＲＣＡ社表ＩＣのＣＤ４０４７が使用され
る。こうして単安定マルチバイブレータ８４１６の出力
からは８ｇ１３図（１）の点火コイル１２からの信号に
対してｍ１３図（２）に示すような波形のタイミング・
母ルス信号が出力される。

計数回路８４０−２について以下に説明さ′ｉＬる。

２ａカウンタ８４２１は、クロ、り端子ＣＬに人力され
るクロ、り・譬ルス信号を計数し分周するもので、例え
ばＲＣＡ社製ＣＤ４０２４が用いられる。

そして、このカウンタ８４２１は、第１３図（３）に示
スような約１２８　ｋＨｚ程度のクロ、クツ９ルスイδ
号を分周して第１３図（４）に示すような、ｆ１３２　
ｋＨｚ程度の分周・母ルス信号を出力端子Ｑ２から出力
する。デバイダ付カウンタ８４２２け、基本的にはクロ
ック端子ＣＬに入力されるクロ、り・９シス１ｉ号を計
数するもので、出力端子Ｑ２ないしＱ４のうち１つの出
力端子の出力信号が「ｌ」レベルとなり、かつカウント
動作停止端子ＥＮに「ｌ」レベル信号が入力されると、
動作を停止する。

しかしてこの実施例では出力端子Ｑ４と停止−子ＥＮが
接続されており、出力端子Ｑ４の出力が「ｌ」レベルに
なると停止端子ＥＮに「１」レベル信号が入力され、カ
ウント動作を停止する。この状態で／ｌｌスス形回路８
４０−１から４ｔ３図（２）Ｋ示すタイミング・母ルス
信号がリセット端子Ｒに入力されると、カウンタ８４２
２はリセットされ、出力端子Ｑ４の出力は第１３図（７
）Ｋ示すようＫｒ０Ｊレベルとなる。そして時間Ｔだけ
経過し、リセット端子Ｒに入力される信号が「０」レベ
ルになると、カウンタ８４２２は計数動作を開始し、出
力端子Ｑ２　、Ｑ３からはそれぞれ第１３図（５）。

（６）に示すようＫｐｌ！Ｌ次・ｆルス信号が出力され
る。その後、出力端子Ｑ４の出力が「ｌ」レベルになる
とカウンタ８４２２は、再び計数動作を停止する。

カウンタ８４２１，８４２２及びノ々ルス整形回路８４
０−１の出力信号は、それぞれノアｒ−）８４２３．８
４２４を介して１２ビツトのカウンタ８４２５のクロ、
り端子ＣＬに入力され、またカウンタ８４２２のＱ３出
力はカウンタ８４２５のリセット端子Ｒに入力されてい
る。

すなわち、第１３図（２）に示す・９ルス整形回路曳 ８４０−１の出力信号と第１３図（７）に示すカウンタ
８４２２の９３出力のノア論理をとるととＫよりノアグ
ー）８４２３からは第１３図（８）に示すような・臂ル
ス信号が出力され、さらにこのノアｒ−）８４２３の出
力信号と第１３図（４）に示すカウンタ８４２１の出力
信号とのノア論理をとるととにより、ノアｒ　−）　８
４２４から第１３図（９）に示すような・々ルス信号が
出力され、この・ヤルス信号がカウンタ８４２５に入力
される。

ここで第１３図（２）に示すタイミング・母ルス信号が
ｒＯＪレベルに立下って第１３図（８）に示すノアｒ−
）８４２３の出力が「ｌ」レベルになる時刻ｔｌにおい
て、カウンタ８４２５は計数動作を停止する。その後カ
ウンタ８４２５の出力端子ＱｌないしＱ１２の出力は、
時刻ｔ２におけるカウンタ８４２２のＱ２出力の立上シ
にょクシ７トレジスタ８４２６ないし８４２ｇ（例えば
ＲＣＡ社製ＣＤ４０３５）に一時的に保持配憶される。

次に、時刻ｔ３においてカウンタ８４２２のＱ３出力が
「ｌ」レベルになると、カウンタ８４２５がリセ、トさ
れ、時刻ｔ４においてカウンタ８４２２のＱ４出力がｒ
ｌＪレベルになるとカウンタ８４２５は再びカウント動
作を開始する。

このカウンタ８４２５の動作は、点火コイル６が点火信
号を出力するのと同期して繰返し行われるため、シフト
レジスタ８４２６ないし８４２８の各出力端子Ｑｌない
しＱ４からはエンジン回転速度Ｎの逆数１／Ｎに比例し
た２通信号が出力される。３ステートバツフア８４３０
は、制御端子８４３１に「ｌ」レベル信号が加えられて
いる間は出力が高インピーダンスとなるもので、出力端
子ｐ　８４０　ｃ　−ｎはパスラインを介してＣＰＵ８
８６に接続されている。

制御端子８４３１にはナンドｆ−）　８４３２の出力信
号が入力され、ナンドグー）８４３２には、ＣＰＵ８８
６に内被されているデバイス制御ユニ。

）　（ＤＣＵ）からのＩ１０信号及びＳＥＬ信号が入力
されている。そしてナンドｆ−ト８４３２の出力信号が
「０」レベルになると、シフトレジスタ８４２６ないし
８４２８のｌ／Ｎに比偽した２過信号が補正演算回路８
８６に入力される。

吸入空気量計数回路８５Ｇの構成が第８図に示される。

入力端子８５０１には第１４図（２）に示すような約１
２８　ｋＨｚ程度のクロ、り／々ルスが入力され、ナン
ドｆ　−）　８　！Ｓ　２とデバイダ付カウンタ８５１
のり四ツク端子ＣＬＫ入力される。入力端子８５０ｂに
は第１４図（１）Ｋ示すようなエンノン１回転あた〕の
吸入空気量（以後Ｑ／Ｎと配す）に比りした時間Ｔｐの
ｐ４ルスが燃料量演算回路８８７から入力されナンドダ
ート８５２とデバイダ付カウンタ８５１のリセット端子
Ｒに入力される。該デバイダ付カウンタ８５１は例えば
ＲＣＡ社製ＩＣのＣＤ４０１７が使用される。デバイダ
付カウンタ８５１は基本的にはクロ、り端子ＣＬに入力
されるクロ、クツ臂ルス信号を計数するもので、出力端
子Ｑ２ないしＱ６のうち１つの出力端子の出力（ｉ号が
ｒｌＪレベルとなシ、かつカウント動作停止端子ｚＮＫ
ｒ　ｌ　Ｊレベル信号が入力されると、動作を停止する
。

しかしてこの実施例では出力端子Ｑ６と停止端子ＥＮが
接続されてお９出力端子Ｑ６の出力がｒｌＪレベルにな
ると停止端子ＥＮに「ｌ」レベル信号が入力され、計数
動作を停止する。この状態で燃料量演算回路８８７から
第１４図（１）Ｋ示すノ譬ルス信号がリセット端子Ｒに
入力されると、カウンタ８５１はリセットされ、前記の
入力される信号が「０」レベルになるとカウンタ８５１
はカウント動作を開始し、出力端子Ｑ２．Ｑ４からはそ
れぞれ第１４図（４）　、　（５）に示すように順次／
４ルス信号が出力される。その後、出力端子Ｑ６Ｏ出力
が「ｌ」レベルになるとカウンタ８５１は再び計数動作
を停止する。カウンタ８５１の出力Ｑ２゜Ｑ４はそれぞ
れシフトレジスタ８５４ないし８５６（？ｌｌえばＲＣ
Ａ社製のＩＣ，ＣＤ４０３５）のクロ、り端子ＣＬとカ
ウンタ８５３のリセット端子ＲＫ入力される。またナン
ドｒ　−）　８５２の出力はカウンタ８５３のクロ、り
端子ＣＬＫ入力される。

ここで第１４図（１）に示すＱ／Ｎに比例した時間Ｔｐ
のノ９ルスが入力端子８５０ｂに入力されると時間Ｔ、
の関のクロ、りがカウンタ８５３に入力され、この間の
クロ、り数をカウントする（すなわち時間Ｔｐが計数さ
れる）、その後時刻ｔｏで前記／母ルスが「０」レベル
になるとカウンタ８５３は計数動作を停止する。次に時
刻ｔ１でカウンタ９０１の出力Ｑ２が「ｌ」レベルにな
るとカウンタ９０３の出力端子ＱｌないしＱ１２の出力
はシフトレジスタ８５４ないし８５６に一時的に保持さ
れる。

時刻ｔ２でカウンタ８５１の出力Ｑ４が「ｌ」レベルに
なると、カウンタ８５３はリセットされ、次のカウント
動作の待機状線となる。このカウンタ８５３０動作は第
１４図（１）のパルスに同期し′て繰り返し行われるた
め、シフトレジスタ８５４ないし８！Ｓ６の各出力端子
Ｑ１ないしＱ４からはＱ／ＮＫ比例した２過信号が、エ
ンジン回転に同期して出力される。３ステートバツフ７
８５７は制御端子８５［に丁ｌ」レベル信号が加えられ
ている間は出力が高インピーダンスとなるもので、出力
端子群８５０　ｃ　＝　ｎはパスラインを介してＣＰＵ
８８６に接続されている。制御端子８５９にはナントゲ
ート８６０の出力信号が入力され、ナンドｒ　−）　８
６０にはＣＰＵ８８６に内蔵されているＤＣＵからのＩ
１０信号及びＳＥＬ信号が入力されている。そしてナン
）’ｒ−）８６０の出力信号；ｕｒＯＪレベルになると
シフトレジスタ８５４ないし８５６のＱ／Ｎに比例した
２過信号がｃｐυ８８６に入力される。

以下余白 微分回路８８４は公知の回路で前記スロットル開度検出
器４１からのアナログ信号を時間微分として出力にス四
ットル開度の速度に比例したアナログ出力を出力する。

スロットル４を踏み込んでいった場合を加速、緩めてい
うた場合を減速とすると、減速した場合には微分口゛路
８８４の出力は減速度合に比例し起電圧が出る。比較器
８８５は公知の回路で一定の減速度に対応する基準電圧
と前記微分回路８８４の出力電圧と比較し、基準電圧以
上だと「１」、未満だと「ｏ」信号を出す。

８８６ＫＦｉマイクロコンビ、−タル式のものを用いる
ことができる０例えば１２ビツトのマイクルコンビ、−
夕である東芝製ＴＬＣ８−１２ムを使用することができ
る。

ディジタル−アナログ（Ｄ−ム）変換回路８７Ｇの構成
が第９図に示される。Ｄ−ム変換回路８７０は、インΔ
−！＄７１、ナンドｒ−）８７２、シフトレジスタ８７
３ないし８７５及びＤ−ム変換器８７６（例えば・苛−
ブラウン社製ＤＡＣ８Ｇ　）から構成されている。そし
てＣＰＵ８８６の■ん信号は、インバータ８７１で反転
された後ナンドダート８７２に入力され、また８ＫＬ信
号は直接ナンドダート８７２に入力される。

したがってＣＰＵ　Ｂ　８６で演算された空燃比補正値
Ｆ４のＤ−Ａ変換回路８７０への出力命令がされると、
Ｉｌｏの信号ｒＯＪレベルに、ＳＥＬ信号は「１」レベ
ルとな）、アンドｒ−ト８７２は「１」レベル信号を出
力する。この「１」レベル信号は、各シフトレジスタ８
７３ないし８７５のりｐツク端子ＣＬに入力される。

シフトレジスタ８７３ないし８７５は、回転速度検出回
路８４０に使用したものと同じもので、クロ、り端子Ｃ
Ｌに「１」レベル信号が入力されるとデータ入力端子Ｄ
工ないしＤ４に印加されている信号をｌｌ１Ｌシ込み、
出力端子Ｑ１ないしＱ４からその信号を出力する。こう
して空燃比補正値Ｆｄの２過デ一タ信号は、Ｄ−’ム変
換器８７６０入力端子１１ないしＢ１２に入力され、ア
ナログ電圧に変換された後、出力端子ＯＵＴから出力さ
れる。

つｔシ、出力端子ＯＵＴからは空燃比補正値Ｆｄを示す
データ信号に比例したアナログ電圧が出力される。

以下に燃料量演算回路８８７が説明される。該回路８８
７は、特開昭４９−６７０１６号に示される４気筒工ン
ジン電子制御式燃料噴射装置（以後ＥＦＩという）と同
等の機能を有する装置でエアフローメータ３からＯＷｋ
人空気量信号及び点火コイル６からのエンジンのクラン
ク回転に同期した点火信号が入力されて、電磁式燃料噴
射弁（以後噴射弁という）の基本開弁時間Ｔｐ（前記し
たエンジン回転数 間）を演算し、これにエンジンの運転状態に応じ九各種
の補正演算を行なりて噴射弁Ｏ開弁時間を決定し、噴射
弁５を駆動し、エンジン１への燃料供給量を制御する。

ここでＣＰＵ　８８６で演算されＤ−ム変換−路８７Ｇ
でアナログ電圧に変換された空燃比補正値ＦｄＦｉ歇入
空気温、水温部の他の補正演算と同勢の方法によって補
正演算されている。

ＣＰＵ８８６０作動が第１０図の流れ図によシ説明され
る０図示しないキースイッチをオンすると電源が入り動
作をスタートする。ステ、グＳ１て全てのメモリをクリ
アして０にし、次にステップｓ２で空燃比補正値Ｆ−の
初期値を２０４８とする。

（１２ビ、）−４０９６の中心値とした。）ステ、ｒｓ
ｓでマスタマスクをセットして割込み演算をＣＰＵが受
は付けるようにし、その後はステップＳ４で割込み演算
の待機状態とな）、割込み演算実行待以外は常にステ、
グＳ４の状態となる。

そＯ後、時間が経過してタイミングパルス発生回路８０
０からＯ第１２図（２）パルスの「０」から「ｌ」への
立上シで割込み演算を開始する・割込み演算を開始する
とステップ８１？で以後０割込みを禁止する。ステラ！
８１１で第１２図（ＩＩ）　／々ルスを発生させ、こＯ
信号をトリガとしてムーＤ変換１１８３１ｕＡ−Ｄ変換
を開始すると同時に、恥Ｃ端子出力である第１２図（９
）　ノｆルスが「１」になってＣＰＵ　８８６はＢＵ８
Ｙ入力が「１」となシ演算を停止する。これがステ、グ
８１２であゐ、ムーＤ変換器８３１がムーＤ変換を終了
するとＺＯＣ端子出力である第１２図（９）が「Ｏ」と
なシＣＰＵ８８６は演算を再開する。演算が再開される
とステップ１１１３でムーＤ変換器８３１から出力され
ているトルタ変動値りをＣＰＵ　１１１１６に読み込む
０以上のようにステｙ７”ａｌｌｌ　、８１２．Ｓ１３
で）ル／変動値りがム一り変換されて読み込まれる。ス
テ、ｆｍ　１４で前記比較器８８５０出力Ｄ・が読み込
まれる。ステップ８１５で読み込まれた）が「１」か否
かを判別する。ノウの場合には、ステップ８１６に進み
、イエスの場合にはステ、グ８２５に進む、このステラ
ｆ８２ｓはスロットルの減速が設定値以下ならば補正値
をＯにする九めのものである。

ステ１ｆ８１６でａ大空気量計数回路８５０でカウント
されたＱ／）ＪＯ値が読込まれる。ステップ８１７では
回転速度検出回路８５０でカウントされたエンジン回転
数に反比例した値ｌハを読込み、この値の逆数をとるこ
とＫよりエンジン回転数Ｎを求めることができる。ここ
で第１１図はＮとＱ／Ｎｔエンジン運転条件のパラメー
タとして、各条件での燃費最良点で運転したとＩＯトル
ク変動値のピーク値Ｔａを示したマ、！である。これが
読出し専用メモリー（以後ＲＯＭと記す。）にあらかじ
め記憶されている。

ステップ８１ｇでは読込んだＱ／ＮとＮが第１１図のマ
ツプのどこになるかをさがして、＃轟するＲＯＭＣ）ア
ドレスに記憶されているＴａを読出す。ステ、グ８１９
では前記ｉｍと、ステ、グ８１３で読込んだＴｍの大小
を判別して、現在のエンジン運転状態での空燃比が燃費
最良点よシもり、テかリーンかを判別する。すなわちＴ
ｍ）Ｔａであればトルク変動が小さく空燃比り、チと判
別してステ、ｆ８２１で空燃比をリーン補正する。ステ
ップ１１２０は前記リッチ補正Ｏ演算であυ現在のトル
ク変動値りと目標トルク変動値Ｔａとの差に比例した空
燃比をリッチ補正する。すなわちトルク変動値が大きけ
れば大きく空燃比を補正し、トルク変動値が小さけ五ば
小さく空燃比補正する。ステップ、１１゜ ８２２．８２３は前配空燃此のリッチ補正の最大値を、
前記エンノンが不安定燃焼域から安定燃焼域となるに充
分な空燃比補正値りとして最大値の規制をしている。ス
テ、グａ２６ではステラ！８２０．８２２，８２３で得
られた補正値へを、前回の演算で得られた空燃比補正値
Ｆｄに加算して今回の空燃比補正演算を計算する。ステ
ラ！Ｓ２１は空燃比をリーン補正する演算で前回の空燃
比補正値Ｆ−からリーン補正する値Ｆｔを減算して今回
の空燃比補正値Ｆｄを計算する。リーン補正する値Ｆｔ
は制御の安定性と応答性を考慮して決定しである。ステ
ップ、８２４．８２５はステップ８２１の演算によって
空燃比補正値Ｆｄが負の数にならないよう、ＦｄＣ）最
小値をＯとしている。ステ、ノＳ２７は以上Ｏ演算で得
られ九空燃比補正値Ｆｄ　をＤ−直変換囲路８７０に出
力し、ステップ８２８で割込みを許可して、ステ、グ８
２９で割込みが発生する以前の！ログツム奥行状態にも
どる。

以上の構成と作動によってトルク検出ａ７よりの検出信
号によシ１．．エンジンへの供給空燃比を燃費最良点に
制御することができる。第１０図の流れ図のステｙ　７
”　８１５にないし８２７１での時間経過と空燃比補正
演算の関係を第１５図に示す。第１５図（１）はフィル
タ回路８８２の後のトルク変動信号であシ、（２）Ｆｉ
第１０図のステ、７’８１９０　）ルク変動大小判別の
結果を示すものでＴｏル、（３）は空燃比補正値ＦｄＯ
Ｄ−ム変換の結果を示すものである。第１５図（１）の
トルク変動信号が燃費最良点でのトルク変動ピーク値Ｔ
ａよシも大となると第１５図（２）はトルク変動大と判
別して第１Ｓ図（３）の空燃比補正値Ｆｄをリッチ補正
（ＲＣＨ，ＣＯＲ，月“る。

その他のトルク変動小のときにはリーン補正（ＬＮ。

ＣＯＲ，）する。

本実施例においては燃費最良点のトルク変動値は、例え
ば鮪１図に示すエンジン運転条件回転数２００Ｏｒｐｍ
、）ルク４　ｋ＃−ｍでは０．１　ｋｇ　−ｗｒであり
、ま九トルク変動値ｌτとピークホールド（ロ）路から
得られる検出信号８（８１０）の関係は第１６図のよう
であるので、前記エンジン運転条件での判定レベルＴａ
（第１０図流れ図のステ、グ８１９）はピークホールド
回路からの出力電圧で１５Ｖとした。リーン補正する場
合の１回（０，５秒）あ九りの補正値Ｆｔは空燃比でみ
て０．０１５とした。この値は制御の安定性と応答性を
考慮して実験から決めたものである。一方り、チ補正す
る場合、失火域と安定燃焼域の境界の空燃比（第１図に
示すように空燃比２α５）から、１回の補正で燃費最良
点の安定燃焼域の空燃比（第１図では空燃比２α０）に
補正するためには１回（０，５秒）あたシＯ補正値Ｆａ
の最大値Ｆｍは空燃比でみて０．５とした。そして前記
の空燃比２０．５と２０．０のトルク変動値の差で１回
あたシの空燃比補正値０、ｓが得られるよう、比例定数
Ｋを決定した。（リッチ側に補正する場合、１回の補正
で安定燃焼域まで迅速に空燃比補正をしているのはエン
ジンの失火を防ぐという意味で重要である。）なお前述
の実施例では電子制御式燃料噴射装置を使用した　。

エンジンについて説明しているが、それに限らず、電子
制御式のキャツレタをそなえたエンジンについて４同様
Ｏ制御をすることができる。

なお前述の実施例では機関の減速検出手段としてスロッ
トル開度信号からＯ微分値をとったが、それに限らすエ
ンシン回転数の微分値あるいは、吸入空気量、吸気管負
圧の微分値をとることができる。

本発明によれば常に失火城館のしかも燃費最嵐の空燃比
に制御するとともに、エンジンの減速時に燃焼状態が悪
化することを防止し、常に燃費、排気ガスの両者を最良
の状態に保って運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は内燃機関の空燃比とトルク変動、燃料消費率、
排気ガス成分の関係を示す特性図、第２図は本発明の一
実施例としての内燃機関の空燃比制御方法を行う装置を
示す図、第３図は第２図装置における制御ユニットの回
路図、第４図は菖３図回路におけるタイミングパルス発
生回路の回路図、第５図は絡３図回路におけるピークホ
ールド回路の回路図、第６図は第３図回路におけるム一
り変換回路の回路図、第７図は＃！３図回路における回
転速度検出回路の回路図、第８図は第３図回路における
吸入空気量計数回路の回路図、第９図は第３図回路にお
けるＤ−Ａ変換回路の回路図、第１０図はｔＩ７ｃ３図
回路における演算順序を示す演算流れ図、第１１図は第
１３図の流れ図のステツブ８１Ｂで用いられるＲＯＭに
記憶されているマツプを示す図、第１２図、第１３図、
第１４図は第３図回路の動作を説明する波形図、第１５
図は第１０図の流れ図のステ、プ８１９から８２７まで
の時間経過と空燃比補正演算の関係を示す図、第１６図
はエンジンのトルク変動値とピークホールド回路出力電
圧との関係を示す特性図である。 １−内燃機関、１１・−燃焼室、２１・・・吸入導管、
２２・・・排気導管、２３・・・エア・クリーナ、２４
・・・吸気弁、２５・−排気弁、３−エアフローメータ
、４・・・ス四、トル弁、４１−・・スロットル検出器
、５・・・電磁式燃料噴射弁、６一点火コイル、７・・
−トルク検出器、８−・制御ユニット、８００・・・タ
イミングパルス発生回路、８１Ｏ・−ピークホールド回
路、８３Ｇ−・ムーＤ変換回路、８４０・・・回転速度
検出回路、Ｓ　Ｓ　Ｏ−・吸入空気量計数回路、８７０
・・・Ｄ−ム変換回路、８８１−・増幅器、８８２・・
・バンドパスフィルタ、８８３−・クロッｌＤｏ路、８
ｓ４−・微分回路、８８５−・・比較器、８８６・・・
補正演算回路、１１０・・・Ｄ−ム変換回路、８８７・
・・燃料量演算回路。 特許出願人 株式会社日本自動車部品総合研究所 トヨタ自動車工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　　育　木　　　朗 弁理士　西舘和之 弁理士　　松　下　　　操 弁理士　　山　口　昭　之 第８図 ９５０ ７０ 【 第１頁の続き ０発　明　者　重松崇 豊田型トヨタ町１番地トヨタ自 動車工業株式会社内 ■出　願　人　トヨタ自動車株式会社 豊田市トヨタ町１番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内燃＠関の燃焼変動を燃焼変動検出器により検出
   し、該検出さ扛た燃焼変動に応じて制御装置により＝ｕ
   　［ｉピ内ｔ！ｌ！機関への供給空燃比を増減量し、機
   関の減速時に供給空燃比増減蓋停止装置により該供給空
   燃比の増減量を停止することを特徴とする内燃機関の空
   燃比制御方法。 ２、該供給空燃比の増減量を停止するための該内燃機関
   のＭＡの検出を、マニホールド圧力、スロットル開度、
   吸入空気量、機関回転数のうちの少なくとも１つの検出
   にもとづいて行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３、該内燃機関の減速の検出を、マニホールド圧力検出
   器、スロットル開度検出器、又は吸入空気検出器のアナ
   ログ出力を微分回路により微分し、該微分出力能と設定
   値を比較器により比較する、ことにより行なう特許請求
   の範囲第１項記載の方法。