JPH0491347A - 酸素濃度センサ及び酸素濃度センサを有する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】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の排気中の酸素濃度に応じた空燃比情
報を出力する酸素濃度センサ及び酸素濃度センサを有す
る内燃機関の空燃比制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、ジルコニアの酸素濃度電池作用と酸素イオンポン
ピング作用という特性を利用して、空燃比（Ａ、／Ｆ）
を単にストイキオよりもリーン側かリッチ側かだけでな
く、どの程度の値であるか検出するリニアＡ／Ｆセンサ
が提案されており、その−例が第１１図や第１５図に示
されている。

第１１図に示したリニアＡ／ＦセンサＳｏはコーン型で
安定化ジルコニア素子からなる固体電解質層Ｅと、その
内外両面の一対の電極Ａｎ、Ｃ’ａとその外側を覆うと
共に拡散律速体（分子拡散）を成す拡散制限層ｓｂと、
固体電解質ＩＥの内部のヒータＨｅ及これらを覆うカバ
ー〇とで構成されている。

ここで、画電極Ａｎ、Ｃａはセンサ制御部ＣＢに接続さ
れている。このセンサ制御部ＣＢは画電極Ａｎ、Ｃａに
印加電圧Ｖｅを印加する通電回路及び画電極Ａｎ、Ｃａ
間に流れる電流値を降下電圧より検出する抵抗器（図示
せず）を備えた濃度差検出回路により構成される。

このようなコーン型のリニアＡ／ＦセンサＳＯは所定の
印加電圧Ｖｅを印加された状態で大気の基４１！雰囲気
と排気路の測定雰囲気に配設された場合、空燃比対応電
流値であるポンプ電流ＩＰが第１２図に示すような特性
を示し、そのポンプ電流ＩＰは第１３図に示すように空
燃比Ａ／Ｆに対して連続的に変化することが出来る。

ここで、印加電圧Ｖｅを印加された画電極Ａｎ、Ｃａ間
の固体電解質層Ｅは基準雰囲気（大気）に対する排気路
の酸素濃度が大きい（リーン）と酸素０２をイオン化し
て基準雰囲気側に汲み出し、逆に、排気路の酸素濃度が
小さい（リッチ）と大気側の酸素ｏ２をイオン化して排
気雰囲気側に汲み込み、排気中（７）　ＣＯ、ＨＣ、Ｈ
ｚをＧＯ，、Ｈ２Ｏに変換することによりポンプ電流Ｉ
ｐを流す。この時のポンプ電流Ｉｐが空燃比情報を含む
ことと成る。

更に、第１５図に示したリニアＡ／ＦセンサＳ□は特開
昭筒６３−３６１４０号公報に開示されているものと同
様であり、その基部が第１４図に示すように各々安定化
ジルコニア素子であるセンサセル（第１の固体電解質Ｍ
）２０とポンプセル（第２の固体電解質層）２１とを絶
縁層２２を介して結合して構成される。

両セルには排ガスの通過する拡散口２３．２４が形成さ
れ、絶縁層２２内には拡散口２３．２４からの排ガスを
収容する検出室２５が形成され、これらにより、拡散律
速体（細孔拡散）が構成されている。また、絶縁層２２
には基準雰囲気を保つリファレンス室２５ａが形成され
、ここに参照気体例えば大気を導くように構成されてい
る。更に、両セルには触媒を兼ねて白金の電極２６．２
７．２８．２９が設けてあり、これらには多数の微小穴
があけられている。３０は電気ヒータであり、セル全体
を例えば８００±１００℃に加熱して各セルを活性状態
で作動させている。

センサセル２０は従来のＯ，センサと同様の原理で電極
２６．２７間に酸素濃度差があると起電力を生じる性質
を備え、ポンプセル２１は逆に電極２８．２９間に強制
的にポンプ電流Ｉｐが流されると酸素をマイナス電極側
からプラス電極側に汲み出す性質を備えている。

そこで、制御部３１にてセンサセル２０の起電力ＶＳを
検出し、この起電力Ｖｓを一定に保つように、即ち検出
室２５内または拡散孔２３．２４内をストイキオに対応
する酸素濃度に保つようにポンプ電流ＩＰをフィードバ
ック制御する。これにより、ポンプ電流Ｉｐは第１６図
に示すように空燃比に対して連続的に変化するので、ポ
ンプ電流Ｉｐがら空燃比を算出することが出来る。

制御部３１としては、比較回路１にてセンサセル２０の
起電力Ｖｓをストイキオ相当の参照電圧Ｖｒｅｆと比較
し、比較回路１の出力を正負電源付き積分アンプ２で積
分し、その積分出力でポンプセル２１にポンプ電流Ｉｐ
を流す。

そして、ポンプ電流Ｉｐの回路に電流検出用の抵抗器５
を介装し、抵抗器の降下電圧から電流検出回路３により
ポンプ電流Ｉｐを検出するという濃度差検出手段が構成
されている。

更に、電流検出回路３の出力を加算回路４に入力し、下
式の処理により、たとえば、０〜５ボルトの信号Ｖ。Ｉ
ＪＴにより、空燃比（Ａ／Ｆ）を表す様にしている。

Ｖ　ＯＵＴ　＝　Ｇ　・Ｉ　ｐ　＋　Ｖ　ＳＴＰ但し、
Ｇは電流−電圧変換ゲイン、ｖ５７Ｐはステップアップ
電圧である。

なお、三元触媒を用いた排ガスシステムでは空燃比をス
トイキオを中心とした狭いウィンドウ域内に制御する必
要があり、ストイキオ検出精度が重要である。このため
、第１５図から判るように、ポンプ電流がストイキオ点
で正負が反転するのを利用し、このポンプ電流ＩＰを電
流反転検出器６で検出すれば、第１７図のように、スト
イキオ点を境にレベルを２値に変化する信号Ｖ　ｓｔｃ
が得られる。

処で、内燃機関は空燃比を目標空燃比に調整すべく、空
燃比センサからの空燃比情報に基づきフィードバック制
御を行っている。例えば、空燃比をストイキオ近傍の狭
いウィンドウ内に制御することにより、排気系に用いら
九る三元触媒を効率良く作動させている。あるいは、リ
ーンＮ　Ｏｘ触媒及び三元触媒を排気系に備えたリーン
バーンエンジンの場合は、その空燃比を目標値である所
定のリーン側の値に保持すべく、リニアＡ／Ｆセンサか
らの空燃比情報に基づきフィードバック制御を行ってい
る。

（発明が解決しようとする課題） このため運転領域全域にわたって空燃比を検出できるリ
ニアＡ／Ｆセンサはその使用頻度が高まり、その検出精
度や耐久性を向上させる必要がある。しかし、このリニ
ア空燃比センサはこ九が過度の加熱を受けると熱劣化を
生じ、逆に、低温のセンサネ活性領域で使用されるとブ
ラックニングという素子破壊につながることがあり、所
定の温度条件（例えば８００±１００’Ｃ）で使用する
必要がある。

このため従来はセンサの取り付は位置やヒータ能力の選
択でのみ対応してきたが、十分な対応でなかった。

更に、内燃機関を駆動させる上で、空燃比を目標値に精
度良く制御することは燃費の向上、機関出力の向上、ア
イドル回転の安定化、排ガスの改善、ドライバビリティ
−の改善の上で極めて重要であり、その空燃比制御処理
の信頼性を向上させることが重要と成っている。

本発明の目的は、空燃比センサのブラックニング破壊を
確実に防止出来る酸”素濃度センサ提供すｌす ることにあり、更に、内燃機関の空燃比を目標値に制御
できる信頼性のある酸素濃度センサを有する空燃比制御
装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、第１の発明は、測定雰囲
気と基準雰囲気との間に介装された酸素イオン伝導性金
属酸化物からなる固体電解質層の両表面にそれぞれ設け
られた電極と、この両電極間に通電する通電回路と、同
通電回路による通電状態を検出して上記測定雰囲気と基
準雰囲気との酸素濃度の差に応じた電気的出力を得る濃
度差検出手段と、上記固体電解質層に隣接して設けられ
上記固体電解質層の温度が所定の温度範囲内に収まるよ
うに上記固体電解質層を加熱する加熱素子と、上記固体
電解質層の温度又は同温度と相関関係を有する状態パラ
メータを検出して上記固体電解質層の温度が上記所定の
温度範囲を下回った時に上記通電回路をカットする通電
カット手段とを備えたことを特徴とする。

第２の発明は、」１記基準雰囲気と大気との間に酸素イ
オン伝導性を有する第２の固体電解質層を介装せしめ、
この第２の固体電解質層の両表面間に発生する起電力を
検出する・起電力検出検出手段を備え、上記通電回路は
上記起電力検出手段の出力に基づき上記起電力が所定値
になるように上記両電極間の通電が制御されるように構
成され、上記濃度差検出手段が上記通電回路を流れる電
流値または上記電極間の電位差の内少なくとも一方に基
づいて上記酸素濃度差を検出しうるように構成されたこ
とを特徴とする。

第３の発明は、上記基準雰囲気をなす空間との間を酸素
イオン伝導性を有する第２の固体電解質層によって仕切
られ且つ上記第２の固体電解質層に微弱電流を流し込む
ことによって上記基準雰囲気側側から酸素が導入される
酸素過剰雰囲気空間が設けられるとともに、上記第２の
固体電解質層の両表面間に発生する起電力を検出する起
電力検出手段を備え、上記通電回路は上記起電力検出手
段の出力に基づき上記起電力が所定値になるように上記
両電極間の通電が制御される様に構成され、上記濃度差
検出手段が上記通電回路を流れる電流値又は上記電極間
の電位差の内掛なくとも一方に基づいて上記酸素濃度差
を検出しうるように構成されたことを特徴とする。

第４の発明は、上記基準雰囲気が大気で構成されると共
に、上記通電回路が上記両電極間に所定の電圧を印加し
上記濃度差検出手段が上記通電回路を流れる電流値に基
づいて上記酸素濃度差を検出しうるように構成されたこ
とを特徴とする。

第５の発明は、上記加熱素子が電熱線で構成されると共
に上記状態パラメータとしての上記電熱線の抵抗値を検
出する抵抗値検出手段を備え、上記電熱線の抵抗値が設
定値を下回ったことを上記抵抗値検出手段が検出したと
きに上記通電カット手段が作動するように構成されたこ
とを特徴とする。

第６の発明は、上記電熱線には直列に第１の抵抗が接続
され、この直列抵抗には並列に、第２の抵抗と第３の抵
抗とを直列に接続した回路が接続されてブリッジ回路が
構成されると共に、上記電熱線及び第１の抵抗の接続点
と第２の抵抗の及び第３の抵抗の接続点との電位差が無
くなるように上記ブリッジ回路への通電を制御するヒー
タ用通電制御手段を備え、更に、上記抵抗値検出手段が
上記電熱線、を流れる電流値と上記電熱線への印加電圧
との関係から上記電熱線の抵抗値を検出しうるように構
成されたことを特徴とする。

第７の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた酸素濃
度センサ、同酸素センサの検出結果と目標空燃比との比
較結果に基づいて上記内燃機関の空燃比を制御する空燃
比フィードバック制御手段、上記酸素濃度検出手段によ
らずに上記内燃機関の空燃比を制御するオープンループ
制御手段、上記内燃機関の各種運転状態に応じて上記空
燃比フィードバック制御手段とオープンループ制御手段
とを択一的に作動せしめる空燃比制御切換手段を備えた
ものにおいて、上記酸素センサが、上記排気雰囲気と基
準雰囲気との間に介装された酸素イオン伝導性金属酸化
物からなる固体電解質層の両表面にそれぞれ設けられた
電極と、この両電極間に通電する通電回路と、同通電回
路による通電状態を検出して上記測定雰囲気と基準雰囲
気との酸素濃度の差に応じた電気的出力を得る濃度差検
出手段と、上記固体電解質層に隣接して設けられ上記固
体電解質層の温度が所定の温度範囲内に収まるように上
記固体電解質層を加熱する加熱素子と、上記固体電解質
層の温度又は同温度と相関関係を有する状態パラメータ
を検出して上記固体電解質層の温度が上記所定の温度範
囲を下回った時に出力を発する低温検出手段と、同低温
検出手段の出力に基づいて上記通電回路をカットする通
電カット手段とを備えて構成され、上記空燃比フィード
バック制御手段が上記濃度差検出回路からの出力を受け
て上記空燃比のフィードバック制御を行なうと共に、上
記空燃比制御切換手段が上記低温検出手段の出力に基づ
いて上記オープンループ制御手段を作動せしめるように
構成されたことを特徴とする。

第８の発明は、上記通電カット手段が上記低温検出手段
の出力削減に伴って作動を停止すると共に、上記空燃比
制御切換手段は上記低温検出手段の出力削減後所定時間
上記オープンループ制御手段を継続的に作動せしめるよ
うに構成されたことを特徴とする。

（作　　用） 第１の発明では、固体電解質層の温度又は同温度と相関
関係を有する状態パラメータに応じ、固体電解質層の温
度が所定の温度範囲を下回った時に、通電カット手段が
通電回路をカットするので、両電極間の通電をカットで
きるようになる。

第２の発明では、通過カット手段により通電がカットさ
れる通電回路を備え、特に、その通電回路が第２の固体
電解質層間の起電力が所定値になるように通電を制御す
るので、濃度差検出手段が通電回路の電流値または電極
間電位差の内の少なくとも一方に基づいて酸素濃度差を
検出するようになる。

第３の発明では、通過カット手段により通電がカットさ
れる通電回路を備え、特に、第２の固体電解質層によっ
て基準雰囲気をなす空間と仕切られた酸素過剰雰囲気空
間が設けられ、しかも通電回路が第２の固体電解質層間
の起電力が所定値になるように通電を制御するので、濃
度差検出手段が通電＠路の電流値または電極間電位差の
内の少なくとも一方に基づいて酸素濃度差を検出するよ
うになる。

第４の発明では、通道カット手段により通電がカットさ
れる通電回路を備え、特に、その通電回路が上記ＷＪ電
極間に所定の電圧を印加するので、濃度差検出手段が通
電回路の電流値に基づい−Ｃ酸素濃度差を検出するよう
になる。

第５の発明では、通道カット手段により通電がカットさ
れる通電回路を備え、特に、加熱素子が電熱線で構成さ
れるので、抵抗値検出手段が電熱線の抵抗値が設定値を
下回ったのを検出した時に通電のカットに入るようにな
る。

第６の発明では、過通カット手、段により通電がカント
される通電回路を備え、特に、加熱素子が電熱線で構成
され、この電熱線にはブリッジ回路が接続され、ヒータ
用通電制御手段がブリッジ回路の抵抗量電位差が無くな
るようにブリッジ回路への通電を制御するので、抵抗値
検出手段が電熱線の電流値と電熱線への印加電圧との関
係から抵抗値を検出し、その値が設定値を下回ったのを
検出した時に通電のカットに入るようになる。

第７の発明では、空燃比制御切換手段が空燃比フィード
バック制御手段と空燃比を制御するオープンループ制御
手段とを択一的に作動せしめ、特に、排気通路に設けら
れた機素濃度センサが、上記第１項記載の空燃比濃度セ
ンサと同様に構成されるので、空燃比制御切換手段が低
温検出手段の出力に基づいて上記オープンループ制御手
段を作動せしめるようになる。

第８の発明では、空燃比制御切換手段が空燃比フィード
バック制御手段と空燃比を制御するオープンループ制御
手段とを択一的に作動せしめ、特に、排気通路に設けら
九た酸素濃度センサが上記第１項記載の空燃比濃度セン
サと同様に構成されるので、通電カット手段が低温検出
手段の出方削減に伴って作動を停止させる−と共に、空
燃比制御切換手段が低温検出手段の出力削減後の所定時
間オープンループ制御手段を継続的に作動せしめるよう
になる。

（実　施　例） 第１図には本発明の１実施例としての酸素濃度センサと
酸素濃度センサを有する空燃比制御装置が示されている
。この空燃比制御装置は５図示しない内燃機関の燃料供
給系の制御システム内に配設されている。

ここで、燃料供給系は、排気路に配設されるリニアＡ／
Ｆセンサ（酸素濃度センサ）Ｓｌより得られた空燃比（
Ａ／Ｆ）情報に基づき燃料供給量を算出し、その供給量
の燃料を噴射ノズルＮが適時に吸気路に噴射供給すると
いう構成を採る。

ここでの酸素濃度センサとしてのリニアＡ／ＦセンサＳ
１及びそれに接続される制御手段としての制御部３１、
電流検出回路３、加算回路４、電流検出用の抵抗器５は
第１５図に示した従来装置と同じ構成を採るためその重
複説明を略す。

第１図において、制御部３１である比較回路１と正負電
源付き積分アンプ２及びＡ点を含む電極２８゜２９に接
続する回路が通電回路を構成し、抵抗器５、電流検出回
路３、加算回路４が濃度差検出手段を構成し、電気ヒー
タ３０　（以後単にヒータと記す）３０及びその駆動回
路３２が加熱素子を構成し、固体電解質層の温度と相関
関係を有するヒータ抵抗Ｒ９に基づき固体電解質層の温
度が所定値を下回った時に低温信号を出力する低温検出
手段（後述のコントローラ３７がその機能を有する）と
その低温信号に基づき通電回路をカットする通電カット
回路３９が通電カット手段を構成し、これらが酸素濃度
センサであるリニア空燃比センサｓ１を構成する。

なお、センサセル２０は従来のｏ２センサと同様の原理
で電極２６．２７間に酸素濃度差があると起電力を生じ
る性質を備え、特に、ここでは電極２６，２７間に自己
０□汲み込み用の電流ＩＢを供給する。。

吸い込み電源回路４４が接続されている。この場合、基
準雰囲気を保つリファレンス室２５ａは０２汲み込みに
よりリーン化され、リーンの基準雰囲気が用いられるこ
とになる。

ここで通電回路はセンサセル２０の電極２６．２７間の
起電力Ｖｓを参照電圧Ｖｒｅｆ　（例えば０．４Ｖ）と
比較し、その出力を積分アンプ２で積分して正又は負の
制御出力をポンプセル２１の電極２８．２９間に印加し
、Ｖｓ＝Ｖｒｅｆとなるように、ポンプセル２１にポン
プ電流Ｉｐを流す。

濃度差検出手段は、抵抗器５に生じる電圧降下から回路
３でポンプ電流Ｉｐを検出する。このポンプ電流Ｉｐ自
体が空燃比の情報を有するが、ここでは、加算回路４に
より０〜５ボルトの空燃比信号ｖｏｕｔに変換してこの
空燃比信号Ｖｏｕｔをエンジンコントロールユニット（
以後単にコントローラと記す）３７に出力させている。

ポンプセル２１のＡ点には電極２８．２９間のポンプ電
圧Ｖｐが印加され、ここにはストイキオ検出手段として
のオペアンプ（演算増幅器）３２が接続されている。

ここで、Ａ点の電圧をオペアンプ（演算増幅器）１１の
反転入力端子に与え、非反転入力端子にはゼロ電位を与
える。するとポンプ電圧ＶＰが第３図（ａ）に示すよう
に、ストイキオ点でジャンプする特性を有し、その不連
続部分を閾値を用いて検出した場合、ストイキオ点を境
にリーン側とリッチ側で異なるレベルとなる理論空燃比
λ（ストイキオ）信号Ｖ　ｓｔｃをコントローラ３７に
出力できる。

リニア空燃比センサＳ工に装着されるヒータ３゜及びそ
の駆動回路３２はヒータ制御手段としての機能を有する
コントローラ３７に接続される。このヒータ制御手段は
ヒータ印加電圧ｖ９とヒータ電流■□よりヒータ抵抗Ｒ
，を算出し、その値が所定の温度範囲内（例えば制御目
標温度Ｔｏ＝８００±１００℃）に収まるような制御抵
抗Ｒ□０に制御すべく、ヒータ制御出力をトランジスタ
３３に出力する。

このヒータ抵抗と素子温度の関係を第４図に示した。こ
こで、ＰＣ領域はポンプ電流カット域を示している。

なお、符号４０はエンジンの図示しないコンビネイショ
ンスイッチ内のスタータスイッチを示している。

このようなリニア空燃比センサＳｔを有する空燃比制御
装置は、第２図に示すように空燃比センサの各手段に加
えて、空燃比フィードバック制御手段と、空燃比のオー
プンループ制御手段と、雨空燃比制御手段を低温検出手
段の出力に基づいて択一的に作動せしめる空燃比制御切
換手段とで構成されている。

ここで、雨空燃比制御手段とこれらを択一的に作動せし
める空燃比制御切換手段との各機能はコントローラ３７
が果たすように構成されている。

コントローラ３７はマイクロコンピュータでその要部が
構成され、特に、各出力信号を受けて、適時にその情報
を取り込み、あるいは適時に制御信号を駆動回路３７１
　、３７２．３７３等に出力する入出力回路３７６と、
第５図および第６図に示す空燃比制御のメインプログラ
ムや燃料噴射量算出プログラムや各特性値等を書き込ま
れた記憶回路３７４と、各制御プログラムに沿って制御
値を算出する制御回路３７５１等で構成されている。

ここで、コントローラ３７による空燃比制御と共に行な
われる燃料噴射量の制御（フィードバック制御及び非フ
イードバツク時に行われるオープンループ制御）を第５
図及び第６図の制御プログラムと共に説明する。

コントローラのプログラムは、第５図に示すようにスタ
ータスイッチのオン処理によりスタータフラグが１とさ
れ、スタートする。

この場合、メインルーチンではヒータ３０の目標抵抗が
最大値であるＲ、ｏとされて、オン処理がなされ、それ
に続いてスタータフラグが１か否か判定し、スタータオ
ン処理がなされていないと、ステップａ７に、スタータ
オンされるとステップａ３に進む。

ステップａ３ではスタータフラグがクリアされ、ポンプ
電流ＩＰの作動を許容するポンプセル作動フラグがクリ
アされる。ステップａ５ではリニア空燃比センサＳの起
動時期を規制するセンサ起動タイマがまずリセットされ
、その後スタートされる。

ステップａ７に達すると、ここではセンサ起動タイマの
カウント値が設定値θ（この値は起動時における空燃比
センサの確実な活性化を待つ、待ち時間に応じた値）を
上回ったか否かを判定する。

上回らない間はステップａ２４に進み、空燃比フィード
バックを禁止処理し、燃料噴射量のオープンループ処理
、即ち、エンジン回転数及び負荷に応じた燃料噴射量を
算出すべく後述の燃料噴射量制御（非フイードバツク時
に行われるオープンループ制御ステップｆｌ、ｆ２側）
に進み、算出した燃料噴射量を所定のエリアに取り込み
、ステップａ１に戻る。この処理と共に図示しない燃料
噴射ルーチンが所定クランク角での割込みタイミングに
応じて順次実行されており、所定の目標空燃比を達成出
来る燃料噴射が行われる。

この後のステップａ２ではスタータフラグがゼロである
ことより、ステップａ７に進み、センサ起動タイマのカ
ウント値がθを上回るとステップａ８に達する。ここで
はセンサ起動タイマがまだ作動中であればそのカウント
作動をそのときの値のまま停止圧させ、ステップａ９に
進む。

ステップａ９ではヒータ印加電圧ｖＨを、ステップａ９
ではヒータ電流工□をそれぞれ取り込み、ヒータ抵抗Ｒ
Ｈ（＝　ＶＨ／　Ｉｌ＋）を算出する。

ステップａ２１に達すると、現ヒータ抵抗Ｒ）Ｉが最大
値のＲイを上回っていない時はステップａ１・２に進む
。ステップａ１２では現ヒータ抵抗ＲＩ（が下限値であ
るポンプカット抵抗値ＲＰＣより大きいか否かが判定さ
れ、大きいとステップａ１５に進む。

リニア空燃比センサＳ１が適正の活性状態に達したとし
て、ステップａ１５に進むと、ここでは始め、ポンプセ
ル作動フラグが１でないとステップａ１６に進み、ポン
プセル２１を作動し、ポンプセル作動フラグを１とし、
ポンプセル作動タイマをスタートさせ、同タイマのカウ
ントが設定値ε（低温検出手段の出力削減後の所定時間
に相当する）を上回ったか否かを判定し、上回らない間
は空燃比センサＳ工の出力が安定するのを待つ待ち時間
に相当する設定値εのカウントを待つ（ステップａ２６
）、この間はステップａ２５側のオープンループ処理を
継続的に行なう。そして、上回ると、即ちポンプセル作
動タイマのカウント値が設定値εを上回ると、ステップ
ａ１９に進み同タイマが作動中であればその時のカウン
ト値のままで、その作動を停止させ、ステップａ２０に
進む。

ステップａ２０ではメインルーチンで既に決定されてい
る現車両の運転状況に応じた目標空燃比Ａ／Ｆの値の読
み込みを行い、リニア空燃比センサＳより空燃比信号Ｖ
ｏｕｔを読み込む。更に、所定の空燃比Ａ／Ｆ算出マツ
プ（図示せず）に沿って、空燃比信号Ｖ　ｏｕｔに応じ
た実空燃比を概算する。

そして現運転状態での目標空燃比がストイキオであれば
、ストイキオ信号Ｖ　ｓｔｃに基づき、そうでなくなく
、リーンあるいはリッチ域にある場合、空燃比信号Ｖｏ
ｕｔに基づき目標空燃比（ここではり−ンあるいはリッ
チ側の値）を達成出来るフィードバック制御を第６図の
燃料噴射量算出ルーチンに沿って行い、ステップａ１に
戻る。

他方、ステップａ２１で現ヒータ抵抗ＲＨが最大値のＲ
□０を所定値以上上回っている、すなわち、リニア空燃
比センサＳ１が過度に加熱されている時には、ステップ
ａ１４で現ヒータ電圧ｖＨを一定値αだけ低下させるべ
くトランジスタ３３のベース電圧を低下処理し、ステッ
プａ１５に進む。この時ポンプセル作動フラグが１であ
り、ステップａ２６に達し、カウント値が設定値εを上
回ることより、ステップａ２０の目標空燃比を達成出来
るフィードバック制御を第６図の燃料噴射量算出ルーチ
ンに沿って行い、ステップａ１に戻る。

他方、ステップａ１２で現ヒータ抵抗Ｒ９が下限値であ
るポンプカット抵抗値Ｒｐｃより小さい、即ち、内燃機
関が急加速の初期にあったり、レーシングされた場合、
排気温が急に低下し、非活性状態に陥っていると判断さ
れるとステップａ２２に進む。ここでは、ヒータ電圧■
８を最大値ＶＲｍａＸにセットし、ステップａ１３に進
む。ここではポンプ電流Ｉｐ通電中か否かの判定がなさ
れ、非通電でははそのままステップａ２５に、通電中は
ステップａ２３に達し、そこでポンプ電流ＩＰ通電停止
処理をし、空燃比フィードバック制御の中止処理をし、
ステップａ２５に進む。ここでは、オープンループ処理
の後ステップａ１に戻る。

第６図の燃料噴射量算出ルーチンでは、まず、ステップ
ｆ１で、燃料噴射フィードバック制御の条件が満たされ
ているか否かを入力信号より判断する。

Ｎｏの空燃比のオープンループ制御処理の場合はステッ
プｆ２に進み、空燃比のフィードバック制御処理ではス
テップｆ３へ進む。

ステップｆ２に達した場合、即ち、オープンループでの
ストイキオ運転域にある時、燃料量補正係数ＫＦＢを１
とする。そして、ステップｆ４で燃料量Ｆ　ｕｅ　（ｌ
の算出を行う。ここでは、割込みにより、エンジン回転
センサ４１、エアフローセンサ４２、大気圧センサ４３
より各データを取り込む。そして、吸入空気量Ａ／Ｎと
エンジン回転数Ｎに基づき基本燃料量Ｆ　（Ａ／Ｎ、Ｎ
）を算出し、この値に後述の空燃比による補正係数Ｋｒ
＋ａを乗じ、更に、その他の条件例えば大気圧等による
補正係数Ｋを乗じて適正燃料量Ｆ　ｕｅ　Ｑを算出し、
メインルーチンにリターンする。

なお、Ａ／’Ｈの代わりに、吸気圧、スロットル開度等
を用いても良い。

ステップｆｌからｆ３へ進むフィードバック制御の場合
、差分ΔＶの平均値ΔＶＭの算出に先立ち、これをクリ
アする必要があるか否かという初期設定の判断をし、必
要ならステップｆ５でクリアを行い、その後はステップ
ｆ６へ進む。

ステップｆ６ではストイキオ信号Ｖ　ｓｔｃと空燃比信
号Ｖｏｕｔを読み取る。

次にステップｆ７で、Ｖｓ、ｔｃの値が前回取り込み時
における値と比べられ、両者に変化があるか否かを判断
し、理論空燃比に達したことによる変化がある場合はス
テップｆ８へ進む。

ステップｆ８では、現在の混合比が理論空燃比に達して
いるので、差分平均値ΔＶＭを修正する条件（アクセル
開度の変化が基準値以下か、目標空燃比を変更した直後
でないのかなど）が適正であるとステップｆｌＯへ、不
適格の場合は直接、ステップｆ９に進む。

ステップｆｌＯでは空燃比信号Ｖｏｕｔを、理論空燃比
に達した時点での実際の値ＶＳＴとして読み取リ、予め
設定しておいた理論空燃比信号ＵｓＴとの差分ΔＶを算
出し、更に、外乱排除等のため、前回またはそれ以前の
差分との平均化を行い、差分平均値ΔｖＭを更新する。

そしてステップｆ９では燃料量補正係数ＫＦＢの算出を
行う。ここでは、その時点での空燃比信号Ｖ　ｏｕｔの
偏差をΔＶＭにより修正し、例えば（Ａ／Ｆ）ｚ＝ｆ　
（Ｖｏｕｔ−ΔｖＭ）なる空燃比算出を行う。

続いて、メインルーチンで既に決定されている現車両の
運転状況に応じた目標空燃比Ａ／Ｆの値の読み込みを行
い、この目標空燃比Ａ／Ｆと実際の空燃比（Ａ／Ｆ）ｘ
との差を求め、しかも、これの前回値との差Δεも算出
しておき、空燃比による燃料量補正係数ＫＦ！ｌの算出
に入る。

ここでは、差Δεのレベルに応じたゲインの比例項ＫＡ
（Ｅ）と、三元触媒の応答遅れを防ぐためのオフセット
量に、を算出し、更に、微分項としてのＫ。（Δε）、
積分項としてのΣに、（ｇ、ｔ、、）を各々算出し、こ
れらの加減算により、ＫＦＢを求める。

この後ステップｆ４に進み、各補正係数ＫＦＢＩＫ、及
び基準燃料量Ｆにより、この時点での適正燃料供給量を
算出し、メインルーチンにリターンする。

このような燃料噴射量算出ルーチンで得られた値はメイ
ンルーチン中における所定クランク角信号の割込み時に
行われる燃料噴射ルーチンで呼び出され、その値に応じ
た噴射時間だけ燃料噴射ノズルＮが駆動回路３７１を介
して駆動され、所定の空燃比を達成可能な燃料噴射がな
されることとなる。

上述の処において、低温検出手段はヒータ抵抗Ｒ，（＝
Ｖイ／Ｉ□）に基づきセンサ温度を検出していたが（ス
テップａ９参照）、これに代えて、温度センサによりセ
ンサ温度を直接検出し、リニア空燃比センサＳ、の活性
、非活性を検出するように構成しても良い。

更に、第１図に示したリニア空燃比センサｓ１は基準雰
囲気を成すキャビティー２５と大気との間に電極２６．
２７を備えたセンサセル２ｏが配設された構成を採って
いたが、これに代えて、第７図に示すような構成のリニ
ア空燃比センサｓ２を用いても良い。

ここで、第１．第２の固体電解質層を成すセンサセル２
０及びポンプセル２１間のキャビティー２５は拡散通路
３２を介して排気路側に連通し、特に、センサセル２０
の背部には補助板部２０１が一体結合され、その間にリ
ファレンス室２５ｃが形成されている。ここで、リファ
レンス室２５ｃは拡散通路３３を介して、キャビティー
２５に連通し、このキャビティー２５とリファレンス室
２Ｓｃ間に電極２６．２７が対設されている。電極２６
．２７間には雨雲囲気中の酸素濃度差により起電力Ｖｓ
が生じ、その起電力Ｖｓは起電力測定回路４５により出
方され、比較回路１により参照電圧Ｖ　ｒｅｆと比較さ
れ、その差分に応じた空燃比信号Ｖｏｕｔがコントロー
ラ３７に出方される。

他方、空燃比信号として用いられたＶｏｕｔ出カは、ポ
ンプ電流工、のポンプ電流出方回路４６に印加され、そ
の非反転久方端子に印加されている基準電圧Ｖａとの差
分に応じたポンプ電流■、をポンプセル２１間に流す。

ここでセンサセル２０間には自己汲み込み電流工８が自
己汲み込み電源回路４４により与えられており、リファ
レンス室２．５ｃは基準雰囲気下のキャビティー２５よ
り０２を汲み込み導入され、酸素過剰雰囲気空間が設け
ら九でいる。このため、起電力Ｖｓはセンサセル２０自
体の出方に所定量シフトアップ処理がなされている。

このリニア空燃比センサｓ２にも、第１図に示したリニ
ア空燃比センサＳ工と同様のヒータ３ｏ及びその駆動回
路３２がはヒータ制御手段としての機能を有するコント
ローラ３７に接続される。このヒータ制御手段はヒータ
印加電圧ｖ、４とヒータ電流ＴＫよりヒータ抵抗Ｒ，４
＆算出し、その値が所定の温度範囲内（例えば制御目標
温度Ｔｏ＝８００±１００℃）に収まるような制御抵抗
Ｒイ０（第４図参照）に制御すべく、ヒータ制御出方を
トランジスタ３３に出力する。

第８図には本発明の他の実施例としてのリニア空燃比セ
ンサＳ、と同センサを有する空燃比制御装置が示されて
いる。

ここで、燃料供給系は、排気路に配設されるリニアＡ／
ＦセンサＳ３より得られた空燃比（Ａ／Ｆ）情報に基づ
き燃料供給量を算出し、その供給量の燃料を噴射ノズル
Ｎが適時に吸気路に噴射供給するという構成を採る。

ここでの酸素濃度センサとしてのリニアＡ／ＦセンサＳ
３は第１１図に示した従来装置ＳＯと同一部材を多く用
いるため同一部材には同一符号を付しその重複説明を略
す。

第８図に示したコーン型のリニアＡ／ＦセンサＳ３も固
体電解質層Ｅと、その内外画電極Ａｎ、Ｃａとその外側
を覆う拡散制限ＮＳｂと、固体電解質ＭＥの内部のヒー
タＨｅを備える。

画電極Ａｎ、Ｃａはセンサ制御部ＣＢに接続されている
。このセンサ制御部ＣＢは画電極Ａｎ、Ｃａに印加電圧
Ｖｅを印加する通電回路及び画電極Ａｎ、Ｃａ間に流れ
る電流値を降下電圧より検出する抵抗器（図示Ｇ せず）を備えた濃度差検出回路により構成される。

このようなコーン型のリニアＡ／ＦセンサＳ８は所定の
印加電圧Ｖｅを印加された状態で大気の基準雰囲気と排
気路の測定雰囲気に配設され、空燃比対応電流値である
ポンプ電流ＩＰを第１３図に示すように空燃比Ａ／Ｆに
対して連続的に変化させて出力することが出来る。

ここで、印加電圧Ｖｅを印加された画電極Ａｎ、Ｃａ間
の固体電解質層Ｅは基準雰囲気（大気）に対する排気路
の酸素濃度が大きい（リーン）と酸素０２をイオン化し
て基準雰囲気側に汲み出し、逆に、排気路の酸素濃度が
小さい（リッチ）と大気側の酸素０２をイオン化して排
気雰囲気側に汲み込み、排気中のＣＯ、ＨＣ、ＨｚをＣ
ｏｇ、　Ｈ２ｏに変換することによりポンプ電流Ｉｐを
流す。

ここでのヒータＨａも第１図のヒータ３０と同様に構成
され、その駆動回路３２がヒータ制御手段としての機能
を有するコントローラ３７（第１図のコントローラと同
様に構成さ九る）に接続される。

このヒータ制御手段はヒータ印加電圧ｖ８とヒー夕電流
工□よりヒータ抵抗Ｒやを算出し、その値が所定の温度
範囲内（例えば制御目標温度Ｔｏ＝８００±１００℃）
に収まるような制御抵抗Ｒイ０（第４図参照）に制御す
べく、ヒータ制御出力をトランジスタ３３に出力する。

上述の処において、各空燃比センサＳ工、　Ｓ　、、　
Ｓ３はそのヒータ３０、Ｈｅをその駆動回路３２及びヒ
ータ制御手段として機能するコントローラ３７に接続さ
れていたが、これに代えて、第９図に示すようなブリッ
ジ回路３２′及びヒータ用通電制御手段４７を用いてヒ
ータ３０を駆動させても良い。

この場合、ブリッジ回路３２はヒータ３０に直列に第１
の抵抗Ｒ１が接続され、この直列回路には並列に第２の
抵抗Ｒ２と第３の抵抗Ｒ３とを直列に接続した回路が接
続されて構成されている。さらに、ヒータ用通電制御手
段４７はヒータ３０及び第１の抵抗Ｒ１の接続点と、第
２の抵抗Ｒ２及び第３の抵抗Ｒ３の接続点との電位差を
比較器４７１に出力させ、この電位差の積分値がヒータ
印加電圧制御部４７２よりトランジスタ４８のベース端
に出力されるように構成されている。ここでヒータ３０
の制御目標温度（第４図の特性に基づき設定される）時
の抵抗をＲＫｏ、抵抗Ｒ３に並列接続される分岐抵抗を
Ｒ４とするとＲ４＝　（Ｒｚ　Ｘ　Ｒａ　Ｘ　Ｒｌｌｏ
　）／　（ＲＬ　Ｘ　Ｒａ　−Ｒｚｘ　Ｒ）Ｉｏ　）と
なる。

このようなブリッジ回路３２′及びヒータ用通電制御手
段４７によれば、制御目標温度を自動的に確保できる。

しかし、この回路のみでは応答性が低く、ここではヒー
タ電流検出器４９とヒータ印加電圧検出器５０とを介し
てヒータ電流工８、ヒータ印加電圧ｖＩ（がコントロー
ラ３７′に取り込まれている。

ここでのコントローラ３７′は第９図に示すように、ヒ
ータ抵抗Ｒ８゜（＝ＶＩＩ／ＩＨ）　（７）演算器３７
１ト、このヒータ抵抗Ｒ□。に応じたヒータ温度がセン
サ活性温度の下限値を上回っているか否かを判定し、ポ
ンプ電流Ｉｐの通電の可否を判定するポンプ電流通電可
／不可判定器３７２と、その判定に応じてポンプ電流Ｉ
、をカットするポンプ電流カット回路３７３と、同カッ
ト回路３７３のカット信号を受けて空燃比フィードバッ
ク制御を停止可能な空燃比フイードバック制御手段３７
４と、空燃比フィードバック制御停止時に運転情報に応
じて空燃比を制御するオープンループ制御手段３７５と
、空燃比制御をエンジン運転情報に応じて空燃比フィー
ドバック制御かオープンループ制御かに切換る空燃比制
御切換手段３７６と、オープンループ制御より空燃比フ
ィードバック制御に切り替わる時点での待ち時間を設定
するタイマ３７７との各機能を備える。

なお、リニアＡ／ＦセンサＳの通電回路がポンプ電流カ
ット回路３７３のカット信号により適時に通電をカット
される。

このようなコントローラ３７′の行なう空燃比制御及び
これと共に行なわれる燃料噴射量の制御（フィードバッ
ク制御及び非フイードバツク時に行われるオープンルー
プ制御）は第１０図及び上述の第６図の制御プログラム
に沿って実行される。

ここで第１０図のメインルーチンは、第５図に示したメ
インプログラムと同様部分が多く、ここでは異なる部分
のみを説明する。なお、第６図の燃料噴射量算出プログ
ラムは同一のプログラムが両される。

メインルーチンがスタートし、ステップａｌｌに達する
と、ヒータ抵抗をＲＨ（＝　ＶＨ／　ＩＪ　を算出する
。この後のヒータの過度の加熱を規制する処理（ステッ
プａ２１及びステップａ１４）を必要としない。

更に、ステップａ１２に達した場合ヒータ抵抗値Ｒｏが
下限値を下回った場合のヒータ電圧Ｖ）ｌの最大値への
切換処理を必要としない。

この装置ではブリッジ回路３２′及びヒータ用通電制御
手段４７が採用されており、上述のような過度の加熱は
防止されており、その過度の加熱の防止処理を必要とし
ていない。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、固体電解質層の温度が所定の
温度範囲を下回った時に、通電カット手段が通電回路を
カットするので、酸素濃度センサのブラックニング破壊
を確実に防止出来る。

更に、通電回路が第２の固体電解質層間の起電力が所定
値になるように通電を制御する構成の酸素濃度センサの
ブラックニング破壊を確実に防止出来る。

更に、第２の固体電解質層によって基準雰囲気をなす空
間と仕切られた酸素過剰雰囲気空間が設けられ、通電回
路が第２の固体電解質眉間の起電力が所定値になるよう
に通電を制御する構成の酸素濃度センサのブラックニン
グ破壊を確実に防止出来る。

更に、濃度差検出手段が通電回路の電流値に基づいて酸
素濃度差を検出する構成を採る酸素濃度センサのブラッ
クニング破壊を確実に防止出来る。

更に、加熱素子が電熱線で構成されるので、抵抗値検出
手段が電熱線の抵抗値が設定値を下回ったのを検出した
時に通電カットを行なう酸素濃度センサのブラックニン
グ破壊を確実に防止出来る。

更に、加熱素子が電熱線で構成され、この電熱線はブリ
ッジ回路に接続さ九、ヒータ用通電制御手段がブリッジ
回路の抵抗量電位差が無くなるようにブリッジ回路への
通電を制御する酸素濃度センサのブラックニング破壊を
確実に防止出来る。

更に、空燃比制御切換手段が空燃比フィードバック制御
手段と空燃比を制御するオープンループ制御手段とを択
一的に作動せしめ、特に、排気通路に設けられた酸素濃
度センサが、上記第１項記載の空燃比濃度センサと同様
に構成されるので、空燃比制御切換手段が低温検出手段
の出力に基づいて上記オープンループ制御手段を作動せ
しめるようになり、空燃比を目標空燃比に制御出来る信
頼性のある酸素濃度センサを有する空燃比制御装置が得
られる・。

更に、排気通路に設けられた酸素濃度センサが上記第１
項記載の空燃比濃度センサと同様に構成されるので、通
電カット手段が低温検出手段の出力削減に伴って作動を
停止させると共に、空燃比制御切換手段が低温検出手段
の出力削減後の所定時間オープンループ制御手段を継続
的に作動せしめるよう空燃比制御切換手段が空燃比フィ
ードバック制御手段と空燃比を制御するオープンループ
制御手段とを択一的に作動せしめるようになり、空燃比
を目標空燃比に制御出来る信頼性のある酸素濃度センサ
を有する空燃比制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての酸素濃度センサを有
する空燃比制御装置の概略構成図、第２図は同上装置の
機能ブロック図、第３図は同上装置におけるストイキオ
信号Ｖｓｔｃの特性ｔｉＡ図、第４図はヒータ抵抗−素
子温度特性線図、第５図（ａ）、（ｂ）第６図は第１回
の空燃比制御装置のコントローラが行う空燃比制御プロ
グラム及び燃料噴射量算出プログラムの各フローチャー
ト、第７図、第８図は本発明の各々異なる他の実施例の
酸素濃度センサの概略構成図、第９図は本発明の異なる
他の実施例の酸素濃度センサを有する内燃機関空燃比制
御装置で用いるヒータの制御系の概略構成図、第１０図
（ａ）、（ｂ）は本発明の異なる他の実施例の酸素濃度
センサを有する内燃機関空燃比制御装置で用いる空燃比
制御プログラムのフローチャート、第１１図は従来の空
燃比センサの概略構成図、第１２図は第１１図の空燃比
センサの印加電圧毎のポンプ電流■、の特性線図、第１
３図−制御 は第１１図の空燃比センサのポンプ電流■、−空燃比特
性線図、第１４図は従来の空燃比センサのセンサ素子部
分の構成の説明図、第１５図は従来の空燃比センサの概
略構成図、第１６図はポンプ電流と空燃比の関係を示す
図、第１７図はポンプ電流の方向に基づくストイキオ信
号の特性を示す図である。 ３・・・電流検出回路、４・・・加算回路、５・・・抵
抗器、１１・・・オペアンプ、２０・・・センサセル、
２１・・・ポンプセル、２５・・・キャビティー、２５
ｃ・・・リファレンス室、３０・・・ヒータ、３１・・
・制御部、３５．３６・・・検出回路、３７・・・コン
トローラ、３８・・・検出回路、■、・・・ヒータ電流
、Ｖｏｕｔ・・・空燃比信号、■、・・・ポンプ電流、
Ｖｓ・・・センサセルの起電力、２５・・・キャビティ
ー、２５ｃ・・・リファレンス室、Ｎ・・・燃料噴射ノ
ズル、Ｖｓｔｃ・・・ストイキオ信号、■工・・・ヒー
タ電流、ｖ）Ｉ・・・ヒータ電圧、５ＯｔＳｔｔＳ２１
Ｓ、・・・リニア空燃比センサ。 ４・　・シ、１ 代理人　樺　山　亨、＜、）３刺 ゛−弓ｌ　・ ヒ１ −一ノ 粧へトー閥ぐ ｅ い王トＰ 〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定雰囲気と基準雰囲気との間に介装された酸素イ
   オン伝導性金属酸化物からなる固体電解質層の両表面に
   それぞれ設けられた電極と、この両電極間に通電する通
   電回路と、同通電回路による通電状態を検出して上記測
   定雰囲気と基準雰囲気との酸素濃度の差に応じた電気的
   出力を得る濃度差検出手段と、上記固体電解質層に隣接
   して設けられ上記固体電解質層の温度が所定の温度範囲
   内に収まるように上記固体電解質層を加熱する加熱素子
   と、上記固体電解質層の温度又は同温度と相関関係を有
   する状態パラメータを検出して上記固体電解質層の温度
   が上記所定の温度範囲を下回った時に上記通電回路をカ
   ットする通電カット手段とを備えたことを特徴とする酸
   素濃度センサ。 ２、上記基準雰囲気と大気との間に酸素イオン伝導性を
   有する第二の固体電解質層を介装せしめ、この第二の固
   体電解質層の両表面間に発生する起電力を検出する起電
   力検出検出手段を備え、上記通電回路は上記起電力検出
   手段の出力に基づき上記起電力が所定値になるように上
   記両電極間の通電が制御されるように構成され、上記濃
   度差検出手段が上記通電回路を流れる電流値または上記
   電極間の電位差の内少なくとも一方に基づいて上記酸素
   濃度差を検出しうるように構成されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の酸素濃度センサ。 ３、上記基準雰囲気をなす空間との間を酸素イオン伝導
   性を有する第２の固体電解質層によって仕切られ且つ上
   記第２の固体電解質層に微弱電流を流し込むことによっ
   て上記基準雰囲気側側から酸素が導入される酸素過剰雰
   囲気空間が設けられるとともに、上記第２の固体電解質
   層の両表面間に発生する起電力を検出する起電力検出手
   段を備え、上記通電回路は上記起電力検出手段の出力に
   基づき上記起電力が所定値になるように上記両電極間の
   通電が制御される様に構成され、上記濃度差検出手段が
   上記通電回路を流れる電流値又は上記電極間の電位差の
   内少なくとも一方に基づいて上記酸素濃度差を検出しう
   るように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の酸素濃度センサ。 ４、上記基準雰囲気が大気で構成されると共に、上記通
   電回路が上記両電極間に所定の電圧を印加し上記濃度差
   検出手段が上記通電回路を流れる電流値に基づいて上記
   酸素濃度差を検出しうるように構成されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の酸素濃度センサ。 ５、上記加熱素子が電熱線で構成されると共に上記状態
   パラメータとしての上記電熱線の抵抗値を検出する抵抗
   値検出手段を備え、上記電熱線の抵抗値が設定値を下回
   ったことを上記抵抗値検出手段が検出したときに上記通
   電カット手段が作動するように構成されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の酸素濃度センサ。 ６、上記電熱線には直列に第１の抵抗が接続され、この
   直列抵抗には並列に、第２の抵抗と第３の抵抗とを直列
   に接続した回路が接続されてブリッジ回路が構成される
   と共に、上記電熱線及び第１の抵抗の接続点と第２の抵
   抗の及び第３の抵抗の接続点との電位差が無くなるよう
   に上記ブリッジ回路への通電を制御するヒータ用通電制
   御手段を備え、更に、上記抵抗値検出手段が上記電熱線
   を流れる電流値と上記電熱線への印加電圧との関係から
   上記電熱線の抵抗値を検出しうるように構成されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の酸素濃度セン
   サ。 ７、内燃機関の排気通路に設けられた酸素濃度センサ、
   同酸素センサの検出結果と目標空燃比との比較結果に基
   づいて上記内燃機関の空燃比を制御する空燃比フィード
   バック制御手段、上記酸素濃度検出手段によらずに上記
   内燃機関の空燃比を制御するオープンループ制御手段、
   上記内燃機関の各種運転状態に応じて上記空燃比フィー
   ドバック制御手段とオープンループ制御手段とを択一的
   に作動せしめる空燃比制御切換手段を備えたものにおい
   て、上記酸素センサが、上記排気雰囲気と基準雰囲気と
   の間に介装された酸素イオン伝導性金属酸化物からなる
   固体電解質層の両表面にそれぞれ設けられた電極と、こ
   の両電極間に通電する通電回路と、同通電回路による通
   電状態を検出して上記測定雰囲気と基準雰囲気との酸素
   濃度の差に応じた電気的出力を得る濃度差検出手段と、
   上記固体電解質層に隣接して設けられ上記固体電解質層
   の温度が所定の温度範囲内に収まるように上記固体電解
   質層を加熱する加熱素子と、上記固体電解質層の温度又
   は同温度と相関関係を有する状態パラメータを検出して
   上記固体電解質層の温度が上記所定の温度範囲を下回っ
   た時に出力を発する低温検出手段と、同低温検出手段の
   出力に基づいて上記通電回路をカットする通電カット手
   段とを備えて構成され、上記空燃比フィードバック制御
   手段が上記濃度差検出回路からの出力を受けて上記空燃
   比のフィードバック制御を行なうと共に、上記空燃比制
   御切換手段が上記低温検出手段の出力に基づいて上記オ
   ープンループ制御手段を作動せしめるように構成された
   ことを特徴とする酸素濃度センサを有する内燃機関の空
   燃比制御装置。 ８、上記通電カット手段は上記低温検出手段の出力削減
   に伴って作動を停止すると共に、上記空燃比制御切換手
   段は上記低温検出手段の出力削減後所定時間上記オープ
   ンループ制御手段を継続的に作動せしめるように構成さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の酸素
   濃度センサを有する内燃機関の空燃比制御装置。