JPS6257812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、内燃機関用の空気−燃料比制御装置
に関し、特に空気−燃料比制御装置に使用される
改良された制御信号発生装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、内燃機関から放出される有害物質を減
少させるには、エンジンの排気ガス通路に触媒を
使用したコンバータを設けてこれを行なつてい
る。二路触媒装置では、触媒を使用して排気ガス
中の一酸化炭素と炭化水素とを効果的に酸化す
る。言わゆる三路触媒装置では、同様に触媒を使
用して窒素酸化物をも還元する。二路触媒装置で
は、コンバータの効率は、化学量論値（即ち燃料
と酸素とが完全に燃焼されて全部消費される）の
範囲内の空気−燃料比が増すに従つて高くなる。
三路触媒装置の場合では、空気−燃料比が化学量
論値を中心とした狭い範囲内に保たれている時
に、酸化と還元とに対する最適変換効率が得られ
る。有害物質の放出を減少させるには、二路触媒
装置及び三路触媒装置を使用した場合には化学量
論値を中心とした狭範囲の帯ないし幅内の化学量
論値の希簿側に空気−燃料比を保つことが望まし
い。

排気ガス成分の測定に応答してエンジンに供給
される空気と燃料の比を制御するために、多くの
空気−燃料比制御装置が提案されている。代表的
な装置は、排気ガス通路内に、空気−燃料比を修
正する制御信号を発生する酸素感知器を備えてい
る閉ループ制御を使用している。酸化ジルコニウ
ム型感知器の様な既知の酸素感知器は、一定温度
以上である場合だけ、正確な酸素含有量を示す電
気的信号を生じる。エンジンが低温起動後に暖機
される時、又は長時間空転される時は、酸素感知
器の温度はその作動温度以下にある。この様な状
態では、酸素感知器を備えた閉ループ制御装置は
空気−燃料比を最良の値に制御することができな
い。従つて、酸素感知器がその作動温度に達する
まで閉ループ制御装置を作動させないようにする
ことによつてこの問題を克服しようとする試みが
成されてきた。本出願人による昭和50年特許出願
第91500号では、出力信号を監視することによつ
て酸素感知器の作動状態を検出し、その酸素感知
器を使用した閉ループ制御装置は酸素感知器が作
動状態にある時だけ作動する。酸素感知器が適当
な作動温度に達するまで、与えられたエンジンの
作動状態に適する一定の乃至予定の数値に、空気
−燃料比を保つように作動する閉ループ制御装置
が本出願人による昭和51年特許願第83918号に開
示されている。

この種の公知の装置は、酸素感知器が作動状態
になつた後では、空気−燃料比の制御に非常に効
果的であるが、暖機時又はエンジンの冷寒時の運
転中のためには、改良を必要とする。今まで、２
つの制御系を使用することによつて、一方の制御
系でエンジンの暖機中に空気−燃料比を制御し、
また他方の制御系でエンジン暖機後に空気−燃料
比を制御しようとする努力が成されて来た。米国
特許第3926154号（ウイリアムス）では、一方の
制御ループは一酸化炭素感知器を使用してエンジ
ン暖機中の空気−燃料比を化学量論値の濃厚側で
制御し、また他方の制御ループは酸素感知器を使
用して暖機後の空気−燃料比を制御している。米
国特許第4027477号（ストレイ）には、触媒を使
用したコンバータの上流側に第１の酸素感知器
を、コンバータの下流側に第２の酸素感知器を設
けた閉ループ制御装置が開示されている。これは
第１酸素感知器がエンジンの起動後に、第２感知
器より速かに作動温度に達する点に着目したもの
であり、従つて、第２感知器が作動温度に達した
後に第１感知器の制御から第２感知器の制御に切
替える装置を設けている。

〔問題点〕

上記の２つの制御系を用いるものにおいても、
エンジンの暖機運転中は、空気−燃料比をエンジ
ンが円滑に作動する希簿限界値に保つことができ
なかつた。

従つて、本発明の主な目的は、酸素感知器が動
作温度に至つていないときは空気−燃料比をほぼ
希簿限界値で制御するために、交互に選択しうる
閉ループ制御装置を提供することによつて従来技
術の欠点を克服するにある。

〔発明の概要〕

本発明では、エンジンの暖機中及び暖機後にお
いて円滑に作動しかつ有毒物質の放出レベルが低
いことを特徴とするエンジン作動を与えるように
空気−燃料比を保つ制御装置が提供される。

本発明による内燃機関の空気−燃料比制御器に
使用される制御信号発生装置は、内燃機関により
放出される排気ガスの中の酸素含量を示す第一の
信号を発生する酸素感知器を含むとともに、この
第一の信号に応答し、空気−燃料比制御器により
指定の空気−燃料比が化学量論値の近くに保たれ
るために必要とされる、空気−燃料比の変化量に
相当する、第一の制御信号を発生する第一装置を
含む酸素制御ループを有する。そして、内燃機関
の機械的出力を感知し、空気−燃料比制御器によ
り供給されている空気−燃料比を示すものである
内燃機関の不調の値の、第二の信号を発生する内
燃機関の不調検出装置を含むとともに、この第二
の信号に応答し、内燃機関の不調を所定の値に保
つに必要とされる、空気−燃料比の変化量に相当
する、第二の制御信号を発生する第二装置を含む
不調制御ループも有する。さらに、酸素感知器の
温度を示す値の第三の信号を発生する装置と、こ
の第三の信号に応答する切替装置とを備えてい
る。この切替装置は、第三の信号が所定値を上ま
わる温度を示すときは第一装置を空気−燃料比制
御器に接続して酸素制御ループを選択し、第三の
信号が所定値を下まわる温度を示すときは第二装
置を前記空気−燃料比制御器に接続して不調制御
ループを選択する。

〔実施例〕

以下添付図面を参照して本発明の詳細を説明す
る。

図は内燃機関の空気−燃料比の制御器に対して
制御信号を発する制御装置に適用した本発明の実
施例を示す。本実施例では、排気ガス中の酸素含
有量に応答する閉ループ制御装置を使用して、エ
ンジン暖機後の空気−燃料比を化学量論値に近い
値に保つ。エンジンの暖機中は、エンジンの不調
に応答する閉ループ制御装置を使用して空気−燃
料比を希簿限界値か又はそれに近い値に保つて、
エンジンが安定状態で即ち円滑に作動するように
する。図示した実施例では、エンジンは燃料噴射
装置を備えている。本発明は通常の気化器を用い
たシステムにも適応しうる。

第１図は自動車の内燃機関１０の空気−燃料比
を制御する本発明による装置のブロツク線図を示
す。第１図において、噴射サイクル毎にエンジン
の各燃料噴射器によつて供給される燃料の量を制
御する空気−燃料比の制御器１２が設けられてい
る。制御器１２は、周知の様に選択されたエンジ
ンの作動状態に相当する電気的入力信号を受け、
かつ所望の燃料の量を計算してこれに相当する燃
料制御パルスを発するように作動する。このた
め、エンジンは吸気マニホルド内にあつてマニホ
ルドの絶対圧力に相当する信号を形成する圧力感
知器１４を有している。圧力感知器１４からの圧
力信号は導線１６を通して制御器１２の一方の入
力端子に送られる。また、クランク軸に結合され
ていて、エンジンのクランク軸速度に相当する電
気信号を形成する速度感知器１８をエンジンは有
している。この速度信号は導線２０を通じて制御
器１２の他方の入力端子に送られる。また制御器
１２は別の入力端子で導線２２上の制御信号を受
けるが、この制御信号は本発明の閉ループ制御装
置によつて発生される。制御器１２はエンジンの
夫々の噴射器に接続されている出力導線２４を通
る電気的出力信号を発生する。導線２４を通る出
力パルスは、噴射器が燃料を噴射する期間、従つ
て燃料がエンジンに供給される量を決定する継続
時間を有している。本発明の閉ループ制御装置に
よつて発生される導線２２を通る制御信号の値は
可変的でありまた制御信号の値に従つて制御器に
空気−燃料比を有効に変調させる。

次に、第１図のブロツク線図を参照して、導線
２２を通る制御信号を発生する本発明の閉ループ
制御装置を説明する。この装置はエンジンの不調
検出回路３０を含む不調制御ループと検出回路５
０を含む酸素制御ループとを有し、それらの何れ
かが選択されて導線２２を通る制御信号を発生す
る。これらのループの選択は温度応答回路３４の
制御の下で、切替装置３２によつて行われる。温
度応答回路３４は、酸素制御ループが作動状態に
なるまでエンジン不調制御ループを使用して導線
２２を通る制御信号を発生するように切替装置３
２を作動させ、酸素検出回路５０が作動状態にな
ると、酸素制御ループを使用して導線２２を通る
制御信号を発生させるように切替装置３２を制御
する。

エンジンの不調制御ループは適当な公知の形の
ものである。例えばエンジンの不調検出回路３０
は米国特許第3789816号（タプリン）に開示され
ている型のものである。エンジンの不調検出回路
３０は、速度感知器１８を有しているが、これは
好ましくはクランク軸速度に相当する電圧を有す
る信号を発生するタコメータである。速度感知器
１８の出力は波器兼二重微分器３６に印加され
る。波器は所望の帯域外の速度信号の周波数を
減衰し、次に波された速度信号は微分されて速
度信号の２次の時間微分である出力信号を形成す
る。微分器の出力は、加速信号を減速信号とに対
して同一の極性を有する出力信号を発生する整流
器３８に印加される。整流器３８の出力は、比較
器４２の一方の入力端子に印加されて、比較器４
２の他方の入力端子に印加される不調基準信号と
比較される。比較器４２は、不調信号が不調基準
信号により大きい時に正の極性を有し、また不調
信号が不調基準信号より小さい時に負の極性を有
する不調制御信号電圧を発生する。比較器４２が
発生する不調制御信号の大きさは、不調信号と不
調基準信号との差に相当する。比較器４２の出力
は切替装置３２に印加される。切替装置３２の出
力は、導線２２を通して制御器１２に送られる空
気−燃料比制御信号を発生する積分器４６の入力
端子に印加される。

次に、第２図の概略結線図を参照して不調検出
回路３０の詳細を説明する。速度感知器１８の出
力信号は、端子１０２と、分圧抵抗器１０４及び
１０６間のシヤーシ接地点との間に送られる。抵
抗器の接続点から導出した速度信号は、直列抵抗
器１１０、並列キヤパシタ１１２、直列抵抗器１
１４及び直列キヤパシタ１１６を有する波器回
路を介して第１微分器１０８に送られる。微分器
１０８はその反転入力端子で波器回路の出力を
受ける演算増幅器１１８を有している。増幅器１
１８の非反転入力端子はシヤーシ接地電位以上の
一定電圧にある基準電位点に接続されている。増
幅器１１８の出力は、帰還抵抗器１２０と帰還キ
ヤパシタ１２２とを介して反転入力端子に印加さ
れる。演算増幅器１１８の出力は速度信号の１次
の時間微分に相当する信号である。この出力信号
はキヤパシタ１２４を介して第２微分器１２６の
入力端子に送られる。第２微分器は、第１微分器
の出力端子と接続された反転入力端子を有する演
算増幅器１２８を有している。増幅器１２８の非
反転入力端子は、基準電位点に接続されている。
増幅器１２８の出力端子は、帰還抵抗器１３０と
帰還キヤパシタ１３２とを介して反転入力端子に
接続されている。微分器１２６は速度信号の２次
の時間微分に相当する出力信号を発生する。

微分器１２６から発生した出力信号は整流器３
８の入力端子に送られる。整流器３８は抵抗器１
３６を介してその反転入力端子で微分器１２６の
出力を受ける演算増幅器１３４を有している。増
幅器１３４の非反転入力端子は基準電位点に接続
されている。増幅器１３４の出力端子はダイオー
ド１３８と抵抗器１４０とを有する第１帰還通路
を通して反転入力端子に接続され、かつ同様に反
対極性のダイオード１４２と抵抗器１４４とを有
する第２帰還通路を通して反転入力端子に接続さ
れている。微分器１２６の出力電圧は整流器３８
によつて整流され、接続点１４６に整流電圧が発
生する。接続点１４６の電圧は抵抗器１５０を介
して加算点１４８に送られる。比較器４２は加算
点１４８に接続された反転入力端子を有する演算
増幅器１５２を有している。また微分器１２６の
出力端子は抵抗器１５４を介して加算接続点１４
８に接続されている。不調基準信号は分圧抵抗器
１５６によつて発生されて、抵抗器１５８を介し
て加算点１４８に送られる。演算増幅器１５２の
非反転入力端子は基準電位点に接続されている。
演算増幅器１５２の出力は分圧抵抗器１６０の両
端に印加され、よつて分圧抵抗器の端子１６２に
エンジン不調制御信号が発生する。分圧抵抗器１
５６によつて所望の不調閾値に不調基準信号を設
定すると、比較器４２はエンジン不調が閾値を越
える時に増幅器１５２の出力端子に正の極性を有
する不調制御信号を発生させるように作用する。
一方、エンジン不調が閾値以下である時は、演算
増幅器１５２の出力は負の極性を有する信号電圧
である。端子１６２に発生されて空気−燃料比を
制御するエンジン不調制御信号の働きを以下に説
明する。

第１図のブロツク線図に戻つて、酸素制御ルー
プを説明する。酸素感知器５２は、エンジンから
排出される排気ガスの通路中にある触媒を使用し
たコンバータ５４の下流側に設置されている。感
知器５２は周知の構造を有する酸化ジルコニウム
を使用した装置であることが望ましい。酸素感知
器は、酸素制御信号を発する酸素信号回路５６の
入力端子に接続されている。回路５６の出力は比
較器５８の一方の入力端子に印加される。ちなみ
に前記比較器の他方の入力端子は酸素基準信号供
給源に接続されている。比較器５８は酸素制御信
号を発生するが、これは切替装置３２の一方の入
力端子に送られる。

次に第３図の概略的結線図を参照して酸素制御
ループの詳細を説明する。酸素感知器５２は酸素
信号回路５６の入力端子１７０と接続されてい
る。該回路は電界効果トランジスタ（FET）１
７２とNPNバイポーラトランジスタ１７４とを
有している。FET１７２は入力端子１７０と接
続されたゲート電極、トランジスタ１７４のコレ
クタと接続されたソース電極、及びトランジスタ
１７４のベース電極と接続されたドレン電極を有
している。トランジスタ１７４のエミツタは抵抗
器１７６を介してシヤーシ接地電位点に接続され
ている。トランジスタ１７４の出力はエミツタか
ら取出されて、抵抗器１７８を介して加算点１８
０に印加される。酸素基準信号は分圧抵抗器１８
２によつて発生され与えられた空気−燃料比に相
当する酸素の閾値を設定する。酸素基準信号は抵
抗器１８４を介して加算点１８０に送られる。排
気ガス中の酸素含有量が増加するに従つて、
FET１７２とトランジスタ１７４との導電性は
さらに増していく。その結果、トランジスタ１７
４のエミツタにおける酸素信号電圧が増加する。
酸素制御信号を発する比較器５８は接続点１８０
と接続された反転入力端子を有する演算増幅器１
８６を有している。増幅器１８６の非反転入力端
子は基準電位点に接続されている。排気ガス中の
酸素含有量が閾値以下である場合には、酸素信号
は酸素基準信号以下であり、演算増幅器１８６に
よつて発生された酸素制御信号は負の極性及び酸
素制御信号と酸素基準信号との差に相当する大き
さを有する。一方酸素信号が酸素基準信号より大
きい場合には、酸素制御信号は正の極性及びその
差に相当する大きさを有する。演算増幅器１８６
の出力は分圧抵抗器１８８の両端に印加され、よ
つて分圧抵抗器の出力端子１９０に酸素制御信号
が発生する。酸素制御信号を使用して空気−燃料
比を制御する方法を以下に説明する。

第１図では上記の様に温度応答制御回路３４を
切替回路３２の制御装置として説明した。このた
めには、温度感知器６０はエンジン１０の冷却剤
通路に設置されていることが好ましく、こうして
前記感知器は冷却剤の温度に応答する。該感知器
は導線６２を介して温度応答制御回路３４と接続
されている。温度応答制御回路３４の出力は導線
６４を通して切替装置３２の制御入力端子に印加
される。温度応答制御回路３４と切替装置３２と
の詳細を以下に説明する。

第４図について、不調制御ループと酸素制御ル
ープとの交互切替装置を有して、制御器に対して
制御信号を発生する閉ループ制御装置を説明す
る。該装置は不調検出回路３０を有する不調制御
ループと、酸素感知回路５０を有する酸素制御ル
ープとに接続していることが判かる。これらの制
御ループは、温度応答回路３４の制御を受けて、
切替装置３２を介して交互に積分器４６の入力端
子に接続される。積分器４６は空気−燃料比制御
器１２に対して導線２２を通る制御信号を発生す
る。さらに本装置はエンジンクランキング信号回
路２００を有している。第４図に示す本装置の詳
細を以下に説明する。

エンジンの起動を容易に行なうため、エンジン
クランキング信号回路２００を設けて、エンジン
のクランキング中に積分器４６に優位制御信号を
送る。エンジンのクランキング中は、優位制御電
圧は分圧抵抗器２１４によつて発生されて積分器
４６の入力端子に印加される。このため、分圧抵
抗器２１４は抵抗器２１６とFET２１２とを介
して積分器４６の入力側にある接続点２１８に接
続されている。エンジンクランキング信号は一対
の分圧抵抗器２０６と２０８との間にある端子２
０４に送られる。クランキング信号回路２００
は、NPNトランジスタ２０２を有している。ト
ランジスタ２０２のベース電極は一対の分圧抵抗
器の接続点に接続されており、一方エミツタはシ
ヤーシ接地電位点に接続されている。トランジス
タ２０２のコレクタは抵抗器２１０を介して電圧
供給源に接続されている。エンジンがクランクさ
れている時、正の極性を有するクランキング信号
電圧が端子２０４に印加されて、トランジスタ２
０２は導電性になる。トランジスタ２０２の出力
はコレクタから取出されてFET２１２のゲート
電極に印加される。従つてクランキング中にトラ
ンジスタ２０２がONになると、その出力信号は
低くなり、FET２１２がONになつて優位制御信
号が点２１８に送られる。

積分器４６は演算増幅器２２０を有しており、
該増幅器は点２１８に接続された反転入力端子
と、基準電位点に接続された非反転入力端子とを
有している。積分器４６はまたその出力端子と反
転入力端子との間に接続された帰還キヤパシタ２
２２を有している。積分器４６はさらにFET２
１２を介して出力端子と反転入力端子との間に接
続された帰還抵抗器２２４を有している。積分器
４６は、導線２２を通る制御信号を発するよう作
用するが、該信号は上記の様に空気−燃料比制御
器１２に送られる。エンジンがクランクされてい
る間、FET２１２はONにされて、分圧抵抗器２
１４からの正の優位電圧がFETを介して増幅器
２２０の反転入力端子に送られる。これによつて
積分器４６は導線２２上の正の制御電圧を加え
る。この様に導線２２上に正の制御電圧が生じる
と、制御器１２は長い継続時間を有する噴射器パ
ルスを発生し、このため空気−燃料比が減少し、
即ちさらに濃厚な燃料混合物が生じる。エンジン
起動後は、クランキング信号はもはや端子２０４
上に存在しなくなり、トランジスタ２０２は
OFFにされる。この結果、FET２１２はOFFに
され、分圧抵抗器２１４からの優位信号は積分器
４６の入力端子から除去される。この場合、積分
器４６に印加される入力は以下に説明する切替装
置３２を介して温度応答回路３４によつて選択的
に制御される。

温度応答回路３４は、上記の様に不調検出回路
３０又は酸素感知回路５０を選択的に積分器４６
の入力端子に接続する切替装置３２を制御する。
不調検出回路３０を積分器４６に接続するため
に、切替装置はFET２３０を有している。不調
検出回路３０の出力端子は抵抗器２３２、及び
FET２３０のソース電極とドレン電極とを介し
て積分器４６の入力側にある点２１８に接続され
ている。同様に、酸素検出回路５０と積分器４６
とを接続するため、切替装置３２はFET２３４
を有している。酸素検出回路の出力端子は抵抗器
２３６及びFET２３４のソース電極とドレン電
極とを介して、積分器の入力側にある点２１８に
接続されている。

上記の様に、温度感知器６０は酸素感知器が作
動状態にあるか否かを表示する信号を発する。

この状態はエンジン冷却剤の温度によつて示さ
れる様に、エンジンの温度を測定することによつ
て感知される。実際問題として、エンジンが一定
の作動温度に達すると、酸素感知器内に流れるエ
ンジンの排気ガスによつて酸素感知器の温度は作
動温度にまで上昇する。温度感知器を酸素感知器
に隣接させることにより同様な結果が得られ、こ
の様にしてその温度を測定することによつてその
作動状態を直接決定できることが判かる。また酸
素感知器の作動状態は上記の米国特許第3938479
号（オベルスタツド）に記載されている様に決定
できる。

温度感知器６０は第４図に示す様に一種のサー
ミスタである。前記感知器６０は抵抗器２３８を
介して電圧源の両端に接続されており、また温度
信号は接続点２４０から発せられる。温度応答回
路は比較器２４２とインバータ２４４とを有して
いる。比較器２４２は演算増幅器２４６を有して
いる。接続点２４０から発せられた温度信号は、
抵抗器２４８を介して増幅器２４６の反転入力端
子に送られる。一方増幅器の非反転入力端子は基
準電位点に接続されている。温度基準信号は分圧
抵抗器２５０によつて発生されて、酸素感知器を
作動状態にする閾温度に相当する電圧を有してい
る。温度基準信号は増幅器２４６の反転入力端子
に送られる。演算増幅器２４６の出力は、一対の
抵抗器２５２と２５４との両端に印加される。イ
ンバータ２４４はNPNトランジスタ２５６を有
しており、該トランジスタは抵抗器２５２と２５
４との接続点に接続されたベース電極、大地電位
点に接続されたエミツタ、及び抵抗器２５８を介
して電圧源に接続されたコレクタを有している。
インバータ２４４の出力はコレクタから取出され
て、ダイオード２６０を介してFET２３４のゲ
ート電極に印加される。演算増幅器２４６の出力
はインバータ２４４に印加されると共に、ダイオ
ード２６２を介してFET２３０のゲート電極に
印加される。エンジンの温度が閾値以下である
時、演算増幅器２４６の出力は、負の極性を有
し、一方インバータ２４４の出力は正の極性を有
する。またこれらの出力電圧の大きさは温度信号
と基準温度信号との差の大きさに相当する。一方
エンジンの温度が閾温度以上である場合は、演算
増幅器２４６の出力は正の極性を有し、インバー
タ２４４の出力は負の極性を有する。またこれら
の出力電圧の大きさは温度信号と基準温度信号と
の大きさの差に相当する。

上記の様に、エンジンの温度が閾値以下である
場合は、温度応答回路はインバータ２４４の出力
端子に正の電圧を加える。これはFET２３４を
OFFにするのに有効であり、このため酸素感知
回路５０の出力端子は積分器４６の入力端子から
遮断される。この場合、演算増幅器２４６の出力
電圧は負となり、従つてFET２３０は予定の数
値でONにされる。この結果、不調検出回路３０
の出力はFET２３０を介して積分器４６の入力
側にある点２１８に印加される。FET２３０が
ONにされると、積分器４６は帰還回路網２６４
と接続される。該回路網は電圧源の両端間に直列
に接続された一対の分圧抵抗器２６６と２６８と
を有している。演算増幅器２２０の出力端子は一
対の分圧抵抗器２６６と２６８との接続点に接続
されている。分圧抵抗器２６６の可動接点はダイ
オード２７０とFET２３０とを介して演算増幅
器２２０の入力側にある接続点２１８に接続され
ている。同様に、分圧抵抗器２６８の可動接点は
ダイオード２７０に対して逆の極性を有するダイ
オード２７２とFET２３０とを介して積分器４
６の入力側にある接続点２１８に接続されてい
る。この様に配線することによつて、積分器４６
の帰還抵抗を正の出力電圧に対して所望の値に設
定することができ、また負の出力電圧に対して別
の所望の値に設定することができる。従つて、
FET２３０はエンジンが暖気される前に温度応
答回路３４によつてONにされ、不調検出回路３
０を有する閉ループによつて、積分器４６の出力
側の導線２２に制御信号を発生する。

エンジンが閾値より大きい不調で運転されてい
る時は、不調制御信号は正の極性と、不調の程度
に相当する大きさとを有する。不調基準信号は、
エンジンが不調のとき、これを正調で運転してエ
ンジンの排気ガスの放出を最少限に保つ低い限界
値の空気−燃料比で作動するように設定されるた
め、これは空気−燃料比が低過ぎることを示して
いる。不調制御信号の極性が正になると、積分器
４６の出力はさらに正になる。このため、不調制
御信号が基準値に減少するまで制御器１２は燃料
の量を増加させて空気−燃料比を減少するように
する。不調制御信号が負の極性を有し、エンジン
が円滑に運転されかつ空気−燃料混合物が不必要
に濃厚であることを示す場合は、積分器４６の出
力の正の値が減少する。このため制御器１２は、
不調制御信号が基準値に増加するまで燃料の量を
減少させる。

エンジンの温度が閾値を越えると、演算増幅器
２４６の出力は正の極性を有し、FET２３０は
OFFにされる。この場合、インバータ２４４の
出力電圧の極性は負であり、FET２３４はONに
されて、酸素検出回路５０の出力はFET２３４
を介して積分器４６の入力側にある点２１８に印
加される。FET２３４がONにされると、積分器
４６が帰還回路網２７４に接続される。回路網２
７４は電圧源の両端間に直列に接続された一対の
分圧抵抗器２７６と２７８とを有している。演算
増幅器２２０の出力端子は前記分圧抵抗器の間の
接続点に接続されている。分圧抵抗器２７６の可
動接点はダイオード２８０とFET２３４とを介
して増幅器２２０の反転入力端子に接続されてい
る。また分圧抵抗器２７８の可動接点はダイオー
ド２８２とFET２３４とを介して点２１８に接
続されている。ダイオード２８２はダイオード２
８０に対して逆の極性を有していることが判か
る。この様に配線することにより、積分器４６の
帰還抵抗を正の出力信号に対しある値に、また演
算増幅器２２０の負の出力信号に対し別の値に設
定することができる。従つてエンジンの温度が閾
値以上である場合、FET２３０はOFFにされ、
またFET２３４はONにされる。この場合、積分
器４６の出力側にある導線２２からの制御信号は
酸素検出回路５０を有する酸素制御ループ制御方
式によつて発生される。エンジンに供給される空
気−燃料混合比が低過ぎる場合は、酸素検知回路
５０は正の極性の酸素信号を発する。この酸素信
号は積分器４６に送られて、該積分器の出力が一
層正になるようにする。これによつて空気−燃料
比制御器１２は燃料の量を増加させて、空気−燃
料比を所望の値まで変化させる。

酸素信号が負の場合は、積分器４６によつて発
生された制御信号はさらに負になり、このため制
御器１２は燃料の量を減少させて、空気−燃料比
を所望の値まで変化させる。

上記のような作動は以下の様に要約できる。エ
ンジンがクランクされる時、クランキング信号回
路２００がFET２１２をONにして、正の優位信
号電圧がFET２１２を介して積分器４６の入力
端子に印加される。積分器の入力側にあるこの正
の優位信号電圧は導線２２を通る正の制御信号を
発生させ、このため制御器１２は燃料量を増加さ
せて、エンジンの起動に必要とされる充分に濃厚
な混合物を供給する。エンジンが運転されている
ときは、クランキング信号は除去され、FETは
OFFにされる。エンジンが暖気される前は酸素
感知器の温度はその作動温度以下であり、従つて
温度信号は基準温度信号以下である。それ故、温
度応答回路３４は増幅器２４６の出力端子に負の
電圧を、またインバータ２４４の出力端子に正の
電圧を加える。これはFET２３４をOFFにし、
またFET２３０をONにする。従つて、エンジン
の暖機中、及び酸素感知器がその作動温度以下で
ある時は何時でも、不調検出回路３０からの不調
信号はFET２３０を介して積分器４６に送られ
る。エンジンに供給される空気−燃料の比はエン
ジンの暖機中は不調検出回路３０を有する不調制
御ループによつて制御される。温度応答回路３４
が表示するように、酸素感知器がその作動温度に
達した後は、FET２３０はOFFにされ、FET２
３４はONにされる。酸素検出回路５０によつて
発生された酸素信号はFET２３４を介して積分
器４６の入力端子に送られる。この場合、エンジ
ンに供給される空気−燃料の比は酸素検出回路５
０を有する酸素制御ループによつて制御される。

上記の様に特定の実施例に関して本発明を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、多くの変更及び変形をも成しうること勿論で
ある。

〔効果〕

本発明によれば、酸素感知器がその動作温度に
至つていない場合には空気−燃料比をほぼ希簿限
界値に保つように制御し、酸素感知器がその動作
温度に至つている場合には空気−燃料比を化学量
論値の近くに保つように制御できる、制御信号発
生装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロツク線図、第２図は不調
検出回路の概略線図、第３図は酸素検出回路の概
略線図、及び第４図は本発明の制御装置の概略線
図である。 １２……空気−燃料比制御器、３０……エンジ
ンの不調検出回路、３２……切替装置、３４……
温度応答回路、５０……酸素検出回路、５２……
酸素感知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の空気−燃料比制御器に使用される
   制御信号発生装置であつて、 内燃機関により放出される排気ガスの中の酸素
   含量を示す第一の信号を発生する酸素感知器と； 前記第一の信号に応答し、前記空気−燃料比制
   御器により指定の空気−燃料比が化学量論値の近
   くに保たれるために必要とされる、空気−燃料比
   の変化量に相当する、第一の制御信号を発生する
   第一装置と； 内燃機関の機械的出力を感知し、前記空気−燃
   料比制御器により供給されている空気−燃料比を
   示すものである内燃機関の不調の値の、第二の信
   号を発生する内燃機関の不調検出装置と； 前記第二の信号に応答し、内燃機関の不調を所
   定の値に保つに必要とされる、空気−燃料比の変
   化量に相当する、第二の制御信号を発生する第二
   装置と； 前記酸素感知器の温度を示す値の第三の信号を
   発生する装置と； 前記第三の信号に応答し、前記第三の信号が所
   定値を上まわる温度を示すときは前記第一装置を
   前記空気−燃料比制御器に接続し、前記第三の信
   号が所定値を下まわる温度を示すときは前記第二
   装置を前記空気−燃料比制御器に接続する切替装
   置と を備えることを特徴とする内燃機関の空気−燃料
   比制御器に使用される制御信号発生装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   前記第三の信号を発生する前記装置は、温度感知
   器であることを特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   前記温度感知器は、内燃機関の温度を示す温度を
   感知することを特徴とする装置。