JP2896290B2

JP2896290B2 - 内燃機関用空燃比検出装置およびその方法

Info

Publication number: JP2896290B2
Application number: JP5130224A
Authority: JP
Inventors: 定寧上野; 紀夫長谷川; 南　　直樹; 金正佐藤; 四郎大内; 隆生笹山; 清光鈴木
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1992-06-01
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0650934A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用の空燃比制御
装置に適用される拡散律速型空燃比センサ−を使用する
空燃比検出装置および検出方法に係り、特に、自動車の
電子燃料噴射型内燃機関用の空燃比制御装置に適用され
る拡散律速型空燃比センサ−を使用している空燃比検出
装置および検出方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】拡散律速型空燃比センサ−の出力特性
は、その多孔質のガス拡散律速部への排ガス成分の付着
による目詰りおよび排ガスによる熱衝撃によるその部分
へのクラックの発生によって経時変化する。さらに拡散
律速型空燃比センサ−の出力特性は大気圧に依存して変
化し、その自動車用に設定した空燃比がリ−ン側にシフ
トした方向に検出空燃比に誤差が生じ、その結果自動車
の運転性が損なわれると云う問題があった。

【０００３】特開昭６２−７９３４４公報は、これには
米国特許第４６７６２１３が対応するが、拡散律速型空
燃比センサ−の拡散層の経時変化による出力特性の較正
を開示している。そこではその最大出力がサンプリング
されそして最新のものによって更新され、そしてセンサ
−の出力特性は最大出力が、更新されるたびにその最大
出力で較正され拡散層の経時変化が補償されている。

【０００４】特開昭６２−２６７５４４公報も同様に拡
散律速型空燃比センサ−の拡散層の経時変化による出力
特性の較正を開示しており、そこでは理論空燃比以外の
所定の空燃比における検出信号が読み込まれ、そしてそ
のセンサ−の出力特性を較正するために最初の検出信号
値と比較され拡散層の経時変化を較正している。

【０００５】特開平２−１０２４４７公報も、これには
米国特許第４９４４２７４が対応するが、同様に拡散律
速型空燃比センサ−の拡散層の経時変化による出力特性
の較正を開示しており、ここでは初期値からの拡散係数
の変化が検出され、そして検出された変化に基づいてそ
のセンサ−の出力特性が較正され拡散層の経時変化が補
償されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記それぞれの従来技
術による拡散律速型空燃比センサ−においては、出力特
性の変化についての較正は主として拡散層の経時変化に
基づいて決められており、この種の拡散律速型空燃比セ
ンサ−の検出精度に影響を与えている他のパラメ−タ−
については十分に配慮されていなかった。

【０００７】本発明の目的は、長期の使用期間に互って
高い検出精度を維持する内燃機関用の空燃比検出装置お
よび検出方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴によると、
上記目的は、空燃比検出装置中信号処理および出力手段
中に大気較正手段に加えて大気圧補正手段を導入し、内
燃機関が所定の運転条件を満たすたびに検出される大気
圧の変化に基づいて信号処理および出力手段中で処理さ
れる出力電圧信号を補正することにより達成される。

【０００９】本発明の他の特徴によると、上記目的は、
空燃比検出装置中の信号処理および出力手段中に大気較
正手段に加えて経時変化補正手段を導入し、所定のリッ
チ空燃比に達した時拡散律速型空燃比センサ−の濃淡電
池部分の起電力変化を検出し、そしてその濃淡電池部分
の検出された起電力変化に基づいてその拡散律速型空燃
比センサ−に設定された参照電圧を補正することにより
達成される。

【００１０】本発明のさらに他の特徴によると、上記目
的は、空燃比検出方法中に大気較正に基づく出力電圧信
号の較正ステップに加えて、内燃機関が所定の運転条件
を満足するたび毎に大気圧変化を求めるステップ、拡散
律速型空燃比センサ−からの空燃比に関連する信号を処
理することによって得られた出力電圧信号を求められた
大気圧変化に基づいて補正するステップ、所定のリッチ
空燃比に達した時その拡散律速型空燃比センサ−の濃淡
電池部分の起電力の経時変化を求めるステップおよびそ
の濃淡電池部分の求められた起電力の経時変化に基づい
てその拡散律速型空燃比センサ−に設定された参照電圧
を補正するステップを導入することによって達成され
る。

【００１１】

【作用】内燃機関が所定の運転条件を満たすたびに検出
される大気圧の変化に基づいて信号処理および出力手段
中で処理される出力電圧信号が、大気較正手段及び大気
圧補正手段により補正され、長期の使用期間に互って空
燃比検出装置の高い検出精度が維持される。

【００１２】また、経時変化補正手段によって、所定の
リッチ空燃比に達した時拡散律速型空燃比センサ−の濃
淡電池部分の起電力変化が検出され、その変化に基づい
て拡散律速型空燃比センサ−に設定された参照電圧が補
正され、長期の使用期間に互って空燃比検出装置の高い
検出精度が維持される。

【００１３】

【実施例】以下本発明による内燃機関の空燃比検出装置
およびそのための方法の望ましい一実施例について図１
〜図４を参照して説明する。

【００１４】図１において、拡散律速型空燃比センサ−
１０は、イットリアによって部分的に安定化された管状
のジルコニア電解質１２、管状のジルコニア電解質１２
の一表面上に形成されかつ大気にさらされている多孔質
プラチナ性の参照電極１４、管状ジルコニア電極１２の
他方の表面上に形成された多孔質プラチナ性の検出電極
１６をカバ−しかつ排ガス通路を通過する排ガスにさら
されているガス拡散を制限するための拡散層１８およ
び、検出電極１６と拡散層１８の間に形成されている拡
散室２０を有する濃淡電池部分、参照電極１４および検
出電極１６間に挾まれた管状ジルコニア電解質１２の温
度を所定の範囲、例えば６５０℃±８０℃、に維持する
ためのヒ−タ−部分２２から構成されている。

【００１５】拡散律速型空燃比センサ−１０の駆動回路
は、管状ジルコニア電解質１２を双方向に電流が流れる
ように相補的に接続された第１および第２のトランジス
タ−対２４および２６、第１のトランジスタ−対２４に
接続された拡散電流検出抵抗２８、拡散律速型空燃比セ
ンサ−１０による広域線型空燃比検出とステップ状空燃
比検出を切り替えるための拡散電流検出抵抗２８と参照
電極１４間に接続されたスイッチングトランジスタ−対
３０、拡散律速型空燃比センサ−１０へのマイクロコン
ピュ−タ−４０からのデジタル信号をアナログ信号に変
換するラダ−回路３２およびヒ−タ−部２２を流れる電
流を制御するためのパスワ−トランジスタ−３４を含ん
でいる。このセンサ−駆動回路においては検出電極１６
は２．５Ｖのグラウディング電位に維持されている。

【００１６】広域線型空燃比検出の際には、スイッチン
グトランジスタ−対３０はオンされており、参照および
検出電極１４、１６間のジルコニア電解質１２を流れる
拡散電流Ｉｐはセンサ−１０用のマイクロコンピュ−タ
−４０によって濃淡電池部分の起電力が一定に維持され
るように制御されている。例えば０．５Ｖに、換言すれ
ば大気環境中の中の酸素分圧Ｐａ(２．０９×１０~¹at
m)と拡散室中の酸素分圧Ｐａ(２．０９×１０¹¹atm)の
比が、例えば１０~¹⁰に、維持されるように制御されて
いる。排ガス通路中を流れる排ガスがリ−ンの状態の時
には、実線の矢印で示した拡散電流がセンサ−の駆動回
路を流れ、そしてその排ガスがリッチの状態の時には点
線矢印で示した拡散電流がセンサ−駆動回路を流れる、
そしてさらに排ガスが理論空燃比の状態にあるときには
拡散電流は流れない。空燃比を表わしている拡散電流の
大きさおよび方向はセンサ−１０用のマイクロコンピュ
−タ−４０中で検出され処理されそしてそこから第１の
所定の同期で、例えばＡ／ＦＰＷＭ信号の形で、そこか
ら出力される。

【００１７】ステップ状の空燃比検出の際には、スイッ
チングトランジスタ対３０は強制拡散電流制御を取り除
くためにオフされる。そして大気環境中の酸素分圧と排
ガス通路中の酸素分圧間の酸素圧力差によって濃淡電池
部分に誘起される起電力が検出され、拡散律速型空燃比
センサ−に印加されている参照信号レベルを参照してリ
ッチあるいはリ−ンの状態を決めるためにセンサ−１０
用のマイクロコンピュ−タ−４０中で処理され、かつそ
こからＯ₂のリ−ンあるいはリッチのスイッチング信号
として出力される。

【００１８】広域線型空燃比検出の際には、センサ−１
０の濃淡電池部分の内部抵抗Ｒｉがセンサ−１０用のマ
イクロコンピュ−タ４０の中で拡散電流Ｉｐおよび参照
および検出電極１４および１６間に現われている電圧を
利用して空燃比出力の第１の所定の同期より長い第２の
所定の同期で検出され求められる。

【００１９】この求められた内部抵抗Ｒｉに基づいてセ
ンサ−１０用のマイクロコンピュ−タ−４０中のヒ−タ
−制御手段４８は、パワ−トランジスタ−３４のオンオ
フデュ−ティ−を広域線型空燃比検出動作およびステッ
プ状空燃比検出動作の間中内部抵抗Ｒｉが所定の範囲に
維持されるように、換言すればジルコニア電解質１２の
温度が所定の範囲に維持されるように制御する。

【００２０】センサ−駆動回路を制御しその拡散律速型
空燃比センサ−１０からの信号を処理するマイクロコン
ピュ−タ−４０はさらに大気較正機能４２、大気圧補正
機能４４および経時変化補正機能４６を有しており、か
つエンジン制御装置用の主マイクロコンピュ−タ−５０
からの例えば空気流量ＡＦＭ，燃料噴射時間Ｔｐ，エン
ジン回転速度ＲＥＶ、燃料カットＦＣおよびバッテリ−
電圧ＢＡＴＴのようなその時のエンジン運転状態に関連
する信号を受け取りそれらの信号を使って大気較正ある
いは大気圧補正を始めるタイミングを決定する。

【００２１】図２を参照してセンサ−１０用のマイクロ
コンピュ−タ−４０中における大気圧補正４４について
説明する。図２は空気流量Ｑ、エンジン回転数Ｎ，絞り
弁開度θ、吸入空気温度ｔ、冷却水温度Ｔｗおよびバッ
テリ−電圧Ｖв等によって決まる同一のエンジン運転状
態下における基本燃料噴射時間の一般的な低下傾向、例
えば海抜０レベルにおける基本燃料噴射時間Ｔр₁から
それより高い高度におけるもう一つの基本燃料噴射時間
Ｔр₂への一般的な低下傾向を図示している。

【００２２】大気圧補正手段４４は所定の運転条件が満
たされた時の基本燃料噴射時間Ｔр₂を読み込みそして
同じエンジン運転状態下で海抜０レベルの時求められた
参照基本燃料噴射時間Ｔр₁と比較しその時の大気圧を
求める。そして実験によって事前に求められかつマイク
ロコンピュ−タ−４０中に記憶されているルックアップ
テ−ブルからその求めた大気圧に基づいて空燃比信号の
補正係数を読み出し、そしてそれからＡ／ＦＰＷＭ信
号のような形で出力されるように処理された空燃比信号
が、読み出された補正係数に基づいて補正される。その
結果空燃比センサ−の出力特性の大気圧依存性は補正さ
れそしてこのような空燃比センサ−を利用している自動
車について適切な運転性能が確保される。

【００２３】図３を参照して次にセンサ−１０用のマイ
クロコンピュ−タ−４０中での大気較正手段４２につい
て説明する。図３は理論空燃比λおよび空燃比に対する
ジルコニア電解質１２を流れる拡散電流Ｉｐ、換言する
とポンピング電流および理論空燃比λおよび空燃比に対
する、それぞれ対応する検出拡散電流Ｉｐから変換され
かつ展開されたセンサ−出力電圧信号を図示している。

【００２４】実線のカ−ブλ＝Ｆ（Ｉｐ）は図１に示し
た空燃比検出装置中に装着された特定の拡散律速型空燃
比センサ−の初期拡散電流特性あるいは同じタイプの拡
散律速型空燃比センサ−の標準拡散電流特性を示してい
る。理論空燃比λの０．８〜１．５に対応する拡散電流
Ｉｐはセンサ−ユニットの出力電圧信号のほぼ全スパン
０〜５Ｖをカバ−するように変換および展開されてい
る。

【００２５】空燃比センサ−１０の検出電極１６が拡散
層１８を通して大気にさらされるたびに、換言すれば排
ガス通路が例えば内燃機関の燃料カットによって大気に
接続されるたびに拡散電流Ｉｐが参照状態における最初
の拡散電流Ｉｐ₁を較正するために検出され、すなわち
補正係数α₂＝Ｉｐ₁／Ｉｐ₂が求められる、そしてその
後検出された拡散電流は得られた最新の補正係数α₂＝
Ｉｐ₁／Ｉｐ₂を利用して補正され、次に対応するセンサ
−ユニットの出力電圧信号がこの補正された拡散電流に
基づいて求められる。

【００２６】点線で図示した拡散電流は最初の拡散電流
Ｉｐ₁の検出の後に求められる実際に検出された拡散電
流Ｉｐ₂に基づいて画かれた推定値を示している。

【００２７】図３においてセンサ−ユニット出力電圧信
号の０〜５Ｖスパン全領域は理論空燃比λの０．８〜
１．５をカバ−している。しかしこのフルスパンがカバ
−する領域は本発明の空燃比検出装置が適用されるエン
ジンのタイプ例えばリ−ンバ−ンガソリンエンジンかあ
るいはディ−ゼルエンジンかによってまたセンサ−ユニ
ット出力電圧信号に要求される分解能によって変えるこ
とが出来る。

【００２８】さらに濃淡電池部分の内部抵抗は、ジルコ
ニアの電解質１２の温度をパワ−トランジスタ３４のオ
ンオフデュ−ティ−の制御によってヒ−タ−部分２２の
パワ−トランジスタ−３４を流れる電流を制御すること
によって実行される所定の領域例えば６５０℃±８０℃
内に制御することによって実質的に一定値に保持されて
いるが、この濃淡電池部分の所定の内部抵抗は例えばヒ
−タ−電流による電力消費の低減、拡散電流の分解能等
の拡散電流の検出精度および周囲温度のような要求され
るエンジンの運転状態に応じて変えることが出来る。

【００２９】さらにある特定のセンサ−１０を空燃比検
出装置に装着する前に、センサ−１０用のマイクロコン
ピュ−タ−４０のメモリ−中に同じタイプの拡散律速型
空燃比センサ−の標準拡散電流特性カ−ブを記憶させて
おくと、その新たに装置した特定のセンサ−の拡散電流
の特性はその内燃機関の運転中に排ガス通路が最初に大
気に接続されその新たに装着されたセンサ−が最初に大
気にさらされた時に較正されその結果個々のセンサ−の
拡散電流特性の初期のバラツキは容易に補償される。

【００３０】図４を参照して最後にセンサ−１０用のマ
イクロコンピュ−タ−４０中の経時変化補正手段４６に
ついて説明する。図４は図３に図示したと同じ理論空燃
比λおよび空燃比に対する拡散電流曲線λ＝Ｆ（Ｉｐ）
に加えてこの空燃比センサ−１０が通常のＯ₂センサ−
として動作している時の理論空燃比λおよび空燃比に対
応するセンサ−の起動力を図示している。

【００３１】濃淡電池部分に誘起される起電はその長期
の使用期間中に汚損等によって、特に触媒として働いて
いる多孔質プラチナ性の参照および検出電極１４および
１６の汚損によって低下する。実線のステップ状の曲線
は理論空燃比λおよび空燃比に対する初期のセンサ−の
起電力カ−ブを図示している。また点線のステップ状曲
線はこの長期の使用後の予測されるセンサ−起電力カ−
ブを図示している。内燃機関が、点線のステップ状曲線
によって図示したようなセンサ−の起電力カ−ブの経時
変化に気付かずにＡ−Ｂを通るスライスラインを使って
λ＝１のところでフィ−ドバック制御されているとする
と、このフィ−ドバック制御は、λ＝１の点Ａから少し
ばかりリッチ側にシフトした点Ｂを基準に実行されるこ
とになる。センサ−起電力の経時変化による上のような
不都合を回避するために、所定のリッチ空燃比例えばλ
＝０．８に対応するセンサ−の起電力Ｂ₁を所定の空燃
比λ＝０．８に達した時検出し、そして最初のセンサ−
起電力Ａ₁と比較し、次にＡ₁／Ｂ₁の比較結果に基づい
て点Ａから点Ｂへのシフト量が、所定のリッチ空燃比例
えばλ＝０．８の時のセンサ−起電力に関連する実験に
よって前もって準備された予測センサ−起電力曲線から
求められる。そして次に求められたシフト量に基づい
て、このスライスレベルが例えば同様に実験を通して事
前に準備されたシフト量とスライスレベルの関係を参照
してＡ−Ｂを通るスライスレベルから、Ｃを通るスライ
スレベルに補正される。

【００３２】さらに濃淡電池部分の起電力のこの求めら
れた経時変化を利用して広域線型空燃比検出中に一定に
保持されている所定の起電力のレベルを変更することが
出来る。

【００３３】図５、図６および図７は内燃機関のエンジ
ン制御装置中の主マイクロコンピュ−タ−５０と関連付
けたこれまで説明してきた空燃比検出装置のパッケ−ジ
ングレイアウトの３つ例である。図中、ＭＣはマイクロ
コンピュ−タ、ＣＮはコネクタ−、ＰＳは電源、ＤＲＶ
は電源駆動部、ＰＣＢは印刷回路基板である。

【００３４】図５はエンジン制御装置中の主マイクロコ
ンピュ−タ−５０に関してはスタンドアロン型である空
燃比検出装置を示しており、この装置は図１に図示した
ものと類似している。図５に示したパッケ−ジングレイ
アウトは本発明による空燃比検出装置を既設のエンジン
制御ユニットと組み合わせる必要がある時に便利であ
る。

【００３５】図６はエンジン制御ユニット中の主マイク
ロコンピュ−タ−５０に関して内臓型の空燃比検出装置
を示しており、ここではセンサ−駆動回路およびセンサ
−用のマイクロコンピュ−タ−４０は補助の印刷回路基
板ＰＣＢ上に装着されており、そしてこの補助の印刷回
路基板はエンジン制御ユニット用の主印刷回路基板と組
み合わされている。

【００３６】図７は一体型の空燃比検出装置を示してお
り、ここではエンジン制御ユニット用の主マイクロコン
ピュ−タ−５０が空燃比センサ−１０用のマイクロコン
ピュ−タ−４０としても働くように構成されている。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、拡散律速型空燃比セン
サ−を使用する空燃比検出装置及び検出方法において、
長期の使用期間に互って高い検出精度を維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明空燃比検出装置の一実施例のブロック図
である。

【図２】図１に示した拡散律速型空燃比センサ−の駆動
制御および信号処理を行なうマイクロコンピュ−タ−中
での、特に大気圧補正手段で実行される大気圧補正を説
明するためのグラフである。

【図３】図１に示した拡散律速型空燃比センサ−の駆動
制御および信号処理を行なうためのマイクロコンピュ−
タ−中における、特に大気較正手段中において実行され
る大気較正を説明するためのグラフである。

【図４】図１に示した拡散律速型空燃比センサ−の駆動
制御および信号処理のためのマイクロコンピュ−タ−中
で、特に経時変化補正手段において実行される経時変化
補正を説明するためのグラフである。

【図５】内燃機関のエンジン制御用の主マイクロコンピ
ュ−タ−との関連における本発明による空燃比検出装置
のパッケ−ジングレイアウトの例を示す図である。

【図６】内燃機関のエンジン制御用の主マイクロコンピ
ュ−タ−との関連における本発明による空燃比検出装置
のパッケ−ジングレイアウトの例を示す図である。

【図７】内燃機関のエンジン制御用の主マイクロコンピ
ュ−タ−との関連における本発明による空燃比検出装置
のパッケ−ジングレイアウトの例を示す図である。

【符号の説明】

１０……拡散律速型空燃比センサ−、１２……ジルコニ
ア電解質、４０……マイクロコンピュ−タ−、４２……
大気較正機能、４４……大気圧補正機能、４６……経時
変化補正機能、５０……主マイクロコンピュ−タ−

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０１Ｎ 27/58 Ｂ (72)発明者南直樹茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地３日立オートモティブエンジニアリング株式会社内 (72)発明者佐藤金正茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地３日立オートモティブエンジニアリング株式会社内 (72)発明者大内四郎茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者笹山隆生茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者鈴木清光茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内審査官黒田浩一 (56)参考文献特開昭58−57050（ＪＰ，Ａ) 特開平４−134152（ＪＰ，Ａ) 特開平６−174678（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 27/41 G01N 27/26 361 G01N 27/26 381 G01N 27/409 G01N 27/419

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】濃淡電池部分およびこの濃淡電池部分の温
度を制御するためのヒ−タ−部分を有し、内燃機関の排
ガス通路中に配置されかつこの排ガス通路を通過する排
ガス中の酸素成分および未燃焼ガス成分に基づいて吸入
空気燃料混合物の空燃比を示すリッチからリ−ンまで実
質的に線型の出力信号および吸入空気燃料混合物の理論
空燃比を示すステップ状の出力信号を与えるように構成
されている拡散律速型空燃比センサ−と、上記拡散律速型空燃比センサ−を空気燃料混合物の空燃
比を表わすリッチからリ−ンにかけて実質的に線型の出
力信号を誘起するように第１の駆動状態で、およびさら
に吸入空気燃料混合物の理論空燃比を表わすステップ状
の出力信号を誘起するように第２の駆動状態で、上記拡
散律速型空燃比センサ−を駆動するセンサ−駆動手段
と、上記拡散律速型空燃比センサ−から上記センサ−駆動手
段によって誘起された実質的に線型の出力信号およびス
テップ状の出力信号を処理しかつ実質的に線型の出力電
圧信号および高電圧レベルあるいは低電圧レベルのいづ
れかを有するステップ状の出力信号を第１の所定の周期
で出力する信号処理および出力手段とを有する内燃機関
の空燃比検出装置において、上記信号処理および出力手段は排ガス通路が大気に接続
された時上記拡散律速型空燃比センサ−の実質的に線型
な出力信号の大気に対応する標準レベルを較正しかつそ
の較正された基準レベルに基づいて出力されるべき実質
的に線型の出力電圧信号のレベルを補正する大気較正手
段、およびさらに内燃機関が所定の運転条件を満たした
時大気圧変化を求めそしてその求めた大気圧変化に基づ
いて出力されるべき実質的に線型の出力電圧信号のレベ
ルを補正する大気圧補正手段を有することを特徴とする
内燃機関の空燃比検出装置。
【請求項２】請求項１に記載した内燃機関の空燃比検出
装置において、上記信号処理および出力手段はさらに所
定のリッチ空燃比状態に達した時ステップ状の出力信号
の高レベルを検出し同じ所定のリッチ空燃比状態におけ
る前回のレベルを検出した高レベルを比較し、その比較
結果に基づいて上記拡散律速型空燃比センサ−の運転の
ために設定された基準電圧を補正する上記拡散律速型空
燃比センサ−のための経時変化補正手段を有することを
特徴とする内燃機関の空燃比検出装置。
【請求項３】請求項２に記載の内燃機関の空燃比検出装
置において、上記センサ−駆動回路の第１の駆動状態は
上記拡散律速型空燃比センサ−の濃淡電池部分の内部抵
抗をほぼ一定に保持しつつ、その部分を流れる拡散電流
の大きさと方向を制御することによって濃淡電池部分の
起電力を一定に保持することによって達成され、かつ第
２の駆動状態は同様に上記拡散律速型空燃比センサ−の
濃淡電池部分の内部抵抗をほぼ一定に保持しつつ上記の
一定起電力を取り除くことによって達成されることを特
徴とする内燃機関の空燃比検出装置。
【請求項４】請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装
置において、実質的に線型の出力電圧信号の範囲は０Ｖ
〜５Ｖの間に広がるように決められていることを特徴と
する内燃機関の空燃比検出装置。
【請求項５】請求項２に記載の内燃機関の空燃比検出装
置において、上記大気圧補正手段による実質的に線型の
出力電圧信号のレベルの補正はその検出された大気圧変
化が所定の値以下の時は抑制されることを特徴とする内
燃機関の空燃比検出装置。
【請求項６】請求項２に記載の内燃機関の空燃比検出装
置において上記信号処理および出力手段から出力される
実質的に線型の出力電圧信号のレベルは上記大気圧補正
手段によって求められた大気圧変化に対するそこに記憶
されているルックアップテ−ブル中の補正係数を利用し
て補正されることを特徴とする内燃機関の空燃比検出装
置。
【請求項７】請求項２に記載の内燃機関の空燃比検出装
置において、上記大気較正手段は内燃機関への燃料の供
給が断たれた時作動されることを特徴とする内燃機関の
空燃比検出装置。
【請求項８】請求項２に記載の内燃機関の空燃比検出装
置において、上記センサ−駆動手段はさらに、上記拡散
律速型空燃比センサ−の濃淡電池部分の内部抵抗を第２
の周期で検出し、その濃淡電池部分の温度を求めかつそ
の求めた温度に基づいてその濃淡電池部分の温度を第１
の所定の温度に保持するようにそのヒ−タ−部分を流れ
るヒ−タ−電流を制御することを特徴とする内燃機関の
空燃比検出装置。
【請求項９】請求項８に記載の内燃機関の空燃比検出装
置において、上記拡散律速型空燃比センサ−の濃淡電池
部分の第１の所定の温度は周囲温度に基づいて第２の所
定の温度に変更されることを特徴とする内燃機関の空燃
比検出装置。
【請求項１０】請求項８に記載の内燃機関の空燃比検出
装置において、上記拡散律速型空燃比センサ−の濃淡電
池部分の温度を求める第２の所定の周期は上記信号処理
および出力手段から実質的に線型の出力電圧信号および
高電圧レベルあるいは低電圧レベルのいづれか１つを示
すステップ状の出力信号を出力する第１の所定の周期の
それより長く設定されていることを特徴とする内燃機関
の空燃比検出装置。
【請求項１１】濃淡電池部分およびその濃淡電池部分の
温度を制御するためのヒ−タ−部分を有しかつ内燃機関
の排気ガス通路中に配置された拡散律速型空燃比センサ
−をその濃淡電池部分の内部抵抗をほぼ一定に保持しつ
つそこを流れる拡散電流の大きさおよび方向を制御する
ことによって濃淡電池部分中に誘起される起電力を一定
に保持するように駆動するステップ；さらに同様にその
濃淡電池部分の内部抵抗を実質的に一定に保持しつつ排
ガス通路中を通過しつつある酸素成分によって誘起され
る起電力を検出するために拡散電流制御を取り除くよう
に拡散律速型空燃比センサ−を駆動するステップ；第１
の駆動ステップ中には拡散律速型空燃比センサ−からの
拡散電流信号の大きさおよび方向を、および第２の駆動
ステップ中にはそこからの誘起電力を出力に適した信号
に処理するステップ；拡散律速型空燃比センサ−が大気
にさらされた時拡散電流信号の基準レベルを較正しかつ
その較正基準レベルに基づいて出力されるべき拡散電流
信号に対応する処理された信号を補正するステップ；内
燃機関が所定の運転条件を満たした時大気圧変化を求め
かつその求められた大気圧変化に基づいて出力されるべ
き拡散電流信号に対応する処理された信号を補正するス
テップ；および所定のリッチ空燃比状態に達した時濃淡
電池部分の起電力の経時変化を検出しかつその検出した
経時変化に基づいて拡散律速型空燃比センサ−の動作の
ために設定された基準電圧を補正するステップからなる
内燃機関の空燃比検出方法。