JPH0524214Y2

JPH0524214Y2 -

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Publication number: JPH0524214Y2
Application number: JP11929486U
Authority: JP
Priority date: 1986-08-01
Filing date: 1986-08-01
Publication date: 1993-06-21
Anticipated expiration: 2001-08-01
Also published as: JPS6325363U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、自動車等エンジンの空燃比を制御す
る装置に関する。

（従来の技術）近時、自動車エンジンに対する要求が高度化し
ており、排出ガス低減、高出力、低燃費等の互い
に相反する課題について何れも高レベルでその達
成が求められる傾向にある。

これらの課題に対応するため、超希薄空燃比下
における燃焼制御が試みられており、例えばその
ようなものとしては「内燃機関、23巻12号」1984
年10月号 33〜40頁山海堂発行に記載の希薄燃
焼装置がある。この装置では、リーン空燃比を広
範囲に検出可能なリーンセンサの出力に基づいて
超希薄空燃比領域まで空燃比のフイードバツク制
御を行つて上記要求を達成しようとしている。こ
の場合、定常走行においては理論空燃比一定の特
性と異なり、一部の加速領域においてもリーンな
空燃比を目標値としている。例えば、通常の加速
域では空燃比22.5、定常走行域では空燃比21.5、
アイドリング時は空燃比15.5としている。また、
全負荷状態では出力空燃比12〜13を用い車両動力
性能を確保しようとする。このようなリーン空燃
比に移行するにつれてNOxは極めて減少する傾
向にあり、近時におけるNOxエミツシヨンの低
減化に沿うものである。しかし、一方において、
排出ガス規制を満足するためのNOxの排出レベ
ルと許容できるトルク変動レベルの両者を満足で
きる空燃比適合可能領域は狭く、精密な空燃比制
御が必要となつている。

ところで、前述のリーンセンサは広範囲な空燃
比を検出できるものの、ストイチ点において検出
精度が粗いという特質がある。ストイチとはStoi
−ch to metric point：当量点の略でλ＝１であ
る（以下、ストイチとする）。したがつて、近時
のように排気エミツシヨンの低減が厳しく求めら
れている状況下にあつて、空燃比をストイチに精
度よく制御して三元触媒の機態を有効に発揮させ
ようとする場合、三元空燃比（三元触媒が有効に
働く空燃比であり、例えばストイチ）を高精度検
出できるセンサが要望される。

かかる要望に鑑み、本考案の出願人はストイチ
において、リーンセンサの出力を所定幅でステツ
プ状に信号処理して、ストイチの検出精度を格段
と高める装置を提案している（特開昭60−200162
号参照）。この場合、リーンセンサの出力をマイ
クロコンピユータで読み取るが、マイクロコンピ
ユータではリーンセンサの負側の値を処理し難い
ので、すべての出力を正側に移すためセンサ出力
を一律にオフセツトしている。そして、このオフ
セツト値はストイチ点を判断するためのスライス
レベルに設定される。なお、この装置の具体的構
成は後に詳述する本考案の一実施例と同じである
ため省略する（第３〜７図参照）。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、このような先願に係る空燃比検出装
置あつては、オフセツト電圧の設定を信号処理回
路上で行つているため、次に示すような原因によ
り設定誤差が生じるおそれがあり改善が好まし
い。

イセンサ出力をＡ／Ｄ変換するときのBit落ち、ロオフセツト電圧設定の精度、ハ温度ドリフト、ニコネクタ部の接触抵抗、また特に、検出範囲が狭いストイチ点で設定さ
れるため誤差が生じやすい。したがつて、オフセ
ツト電圧設定のために回路の微妙な調整を必要と
し、また、誤差によつて検出空燃比がばらつくと
排気エミツシヨンが悪化するおそれも有り得る。

（考案の目的）そこで本考案は、酸素センサのポンプ電圧が急
変状態にあるときのポンプ電流の平均値を求め、
この平均値に基づいてストイチ点のオフセツト値
を設定することにより、オフセツト電圧を正確な
ものとしてオフセツト誤差をなくし空燃比検出精
度を向上させることを目的としている。

（問題点を解決するための手段）本考案による空燃比検出装置は上記目的達成の
ため、その基本概念図を第１図に示すように、排
気中の酸素濃度に相関するポンプ電流が供給さ
れ、理論空燃比を境にポンプ電圧が急変するポン
プセルと、所定の基準ガスとの比較のもとに、こ
の相関状態を監視する電圧を出力するセンサセル
と、を有する酸素センサａと、酸素センサａのポ
ンプ電圧が急変状態にあるとき、ポンプ電流の平
均値を求め、この平均値に基づいてポンプ電流を
排気中の酸素濃度に相関させて読み取るためのオ
フセツト値を設定する設定手段ｂと、酸素センサ
ａのポンプ電流を設定手段ｂにより設定されたオ
フセツト値によりオフセツトさせて読み取り、空
燃比を検出する空燃比検出手段ｃと、を備えてい
る。

（作用）本考案では、酸素センサのポンプ電圧が急変状
態にあるときのポンプ電流の平均値が求められ、
この平均値に基づいてストイチ点のオフセツト値
が設定される。したがつて、オフセツト電圧が正
確なものとなつて、その誤差がなくなり、空燃比
検出精度が格段と向上する。

（実施例）以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第２〜１５図は本考案の一実施例を示す図であ
り、本考案をSPi（Single Point Injection）方式
のエンジンに適用した例である。

まず、構成を説明する。第２図において、１は
エンジンであり、吸入空気はエアクリーナ２から
スロツトルチヤンバ３を経て、ヒータ制御信号S_H
によりON／OFFするPTCヒータ４で加熱された
後、インテークマニホールド５の各ブランチより
各気筒に供給され、燃料は噴射信号S_Tiに基づき
スロツトル弁６の上流側に設けられた単一のイン
ジエクタ７により噴射される。各気筒には点火プ
ラグ１０が装着されており、点火プラグ１０には
デイストリビユータ１１を介して点火コイル１２
からの高圧パルスPULSEが供給される。これら
の点火プラグ１０、デイストリビユータ１１およ
び点火コイル１２は混合気に点火する点火手段１
３を構成しており、点火手段１３は点火信号S_IGN
に基づいて高圧パルスPULSEを発生し放電させ
る。そして、気筒内の混合気は高圧パルス
PULSEの放電によつて着火、爆発し、排気とな
つて排気管１４を通して触媒コンバータ１５で排
気中の有害成分（CO，HC，NOx）を三元触媒
により清浄化されてマフラ１６から排出される。

ここで、吸入空気の流れはアクセルペダルに連
動するスロツトルチヤンバ３内のスロツトル弁６
により制御され、アイドリング時にはスロツトル
弁６はほとんど閉じている。アイドリング時の空
気の流れはバイパス通路２０を通り、開度信号
S_ISCに基づいてISCバルブ（Idle Speed Control
Valve：アイドル制御弁）２１により適宜必要な
空気が確保される。

また、各気筒の吸気ポート近傍にはスワールコ
ントロール弁２２が配設されており、スワールコ
ントロール弁２２はロツド２３を介してサーボダ
イヤフラム２４に連結される。サーボダイヤフラ
ム２４には電磁弁２５から所定の制御負圧が導か
れており、電磁弁２５はデユーテイ値D_SCVを有す
るスワール制御信号S_SCVに基づいてインテークマ
ニホールド５から供給される負圧を大気に漏らす
（リークする）ことによつてサーボダイヤフラム
２４に導入する制御負圧を連続的に変える。サー
ボダイヤフラム２４は制御負圧に応動し、ロツド
２３を介してスワールコントロール弁２２の開度
を調整する。上記スワールコントロール弁２２、
ロツド２３、サーボダイヤフラム２４および電磁
弁２５は全体としてスワール操作手段２６を構成
する。

スロツトル弁６の開度αはスロツトルセンサ３
０により検出され、冷却水の温度Twは水温セン
サ３１により検出される。また、エンジンのクラ
ンク角Caはデイストリビユータ１１に内蔵され
たクランク角センサ（回転数検出手段）３２によ
り検出され、クランク角Caを表すパルスを計数
することによりエンジン回転数Ｎを知ることがで
きる。排気管１４には酸素センサ３３が取り付け
られており、酸素センサ３３は空燃比検出回路３
４に接続される。空燃比検出回路３４は酸素セン
サ３３にポンプ電流Ipを供給するとともに、ポン
プ電圧Vpを検出し、このポンプ電流Ipおよびポ
ンプ電圧Vpの値から排気中の酸素濃度がリツチ
からリーンまで広範囲に亘つて検出される。変速
機の操作位置は位置センサ３６により検出され、
車両の速度S_VSPは車速センサ３７により検出され
る。また、エアコンの作動はエアコンスイツチ３
８により検出され、パワステの作動はパワステ検
出スイツチ３９により検出される。

上記各センサ３０，３１，３２，３４，３６，
３７，３８，３９からの信号はコントロールユニ
ツト５０に入力されており、コントロールユニツ
ト５０はこれらのセンサ情報に基づいてエンジン
の燃焼制御（点火時期制御、燃料噴射制御等）を
行う。すなわち、コントロールユニツト５０は空
燃比検出回路３４と共に空燃比検出手段としての
機能を有するとともに、単体で設定手段としての
機能を有し、CPU５１，ROM５２，RAM５３
およびＩ／Ｏポート５４により構成される。
CPU５１はROM５２に書き込まれているプログ
ラムに従つてＩ／Ｏポート５４より必要とする外
部データを取り込んだり、またRAM５３との間
でデータの授受を行つたりしながらエンジンの燃
焼制御に必要な処理値を演算し、必要に応じて処
理したデータをＩ／Ｏポート５４へ出力する。
Ｉ／Ｏポート５４には上記各センサ３０，３１，
３２，３４，３６，３７，３８，３９からの信号
が入力されるとともに、Ｉ／Ｏポート５４からは
前記各信号S_Ti，S_IGN，S_ISC，S_SCV，S_Hが出力され
る。ROM５２はCPU５１における演算プログラ
ムを格納しており、RAM５３は演算に使用する
データをマツプ等の形で記憶している。なお、
RAM５３の一部は不揮発性メモリからなり、エ
ンジン１停止後もその記憶内容を保持する。

ここで、前記酸素センサ３３および空燃比検出
回路３４の構造について詳述する。第３，４図
は、酸素センサ３３の分解斜視図およびその断面
図である。これらの図において、６０はアルミナ
からなる基板であり、基板６０上にはヒータ６１
を介してチヤンネル上の大気導入部６２を形成し
た大気導入板６３が積層される。その上に、酸素
イオン伝導性の平板状の第１の固体電解質６４が
積層され、第１の固体電解質６４の下面には大気
に晒される電極であるセンサアノード（基準電
極）６５が、それに対応する上面には排気ガスに
晒される電極であるセンサカソード（測定電極）
６６がそれぞれ印刷により設けられる。さらに、
この第１の固体電解質６４の上に厚さＬ（Ｌ＝0.1
mm程度）のスペーサ板６７が積層され、その上に
平板状の第２の固体電解質６８が積層される。こ
れらの固体電解質６４，６８およびスペーサ板６
７はセンサカソード６６を覆つてこのセンサカソ
ード６６の周りにガス導入部（酸素層）６９を画
成する酸素層画成部材７０を構成しており、酸素
層画成部材７０は排気とガス導入部６９との間の
酸素分子の拡散を制限する。上記センサアノード
６５、センサカソード６６および第１の固体電解
質６４はセンサ部７１を構成しており、センサ部
７１は大気導入部６２とガス導入部６９との間の
酸素分圧比に応じた電圧（以下、センサ電圧とい
う）Vsを出力する。

また、第２の固体電解質６８の上、下面にはそ
れぞれポンプ電極としてのポンプアノード７２お
よびポンプカソード７３が設けられ、これらのポ
ンプアノード７２、ポンプカソード７３および第
２の固体電解質６８はポンプ部７４を構成する。
ポンプ部７４はポンプ電極間に供給されるポンプ
電流Ipの値に応じてガス導入部６９の酸素分圧を
制御する。

上記センサ部７１、ポンプ部７４、酸素層画成
部材７０および大気導入板６３は排気中の酸素濃
度を検出する素子部７５を構成する。なお、ヒー
タ６１は固体電解質６４，６８を適温に加熱し、
それらを活性化させる。また、７６，７７はヒー
タ６１のリード線、７８〜８１はそれぞれセンサ
アノード６５、センサカソード６６、ポンプアノ
ード７２、ポンプカソード７３のリード線であ
る。

第５図は空燃比検出回路３４の構成を示す回路
図であり、この図において、空燃比検出回路３４
は目標電圧Vaを発生する電圧源９０、差動アン
プ９１，９２、オフセツト電圧源９３、加算器９
４、ゼロクロスコンパレータ９５および抵抗Ｒ１
により構成される。

差動アンプ９１はセンサ電圧Vsを目標電圧Va
と比較してその差値ΔV｛ΔV＝Vs−（Va）｝を算
出し、その、差値ΔVが零になるように素子部７
５のポンプカソード７３からのポンプ電流Ipを流
し出す（あるいは流し込む）。すなわちΔVが正
のときはIpを増やし、負のときはIpを減らす。差
動アンプ９２は抵抗Ｒ１の両端間の電位差により
ポンプ電流Ipを電圧Vi（Vi∝Ip）に変換して検出
する。加算器９４は、前記Viに所定のオフセツ
ト電圧Vofstを加算し、信号Vipとして出力する。
一方、ゼロクロスコンパレータ９５はポンプ電圧
Vpを基準電圧（しきい値０とする）と比較して、
Vp＞０のときHIGH，Vp≦０のときLOWとな
るゼロクロス信号V_CMPを出力する。そして、目
標電圧Vaを素子部７５のガス導入部６９内の酸
素濃度が所定値に維持されているとき、すなわち
第１の固体電解質６４の両面間の酸素分圧比が所
定値となるときのセンサ電圧Vsに相当する値に
設定しておくことにより、差動アンプ９２によつ
て検出され、ポンプ電流Ipに比例した検出電圧
Vipは空燃比と一義的に対応するようになる。し
たがつて、この検出電圧Vipを利用すれば空燃比
をリツチ域からリーン域まで広範囲に亘つて連続
的に精度よく検出することができる。一方、ポン
プ電圧Vpに対するコンパレータ出力V_CMPおよび
ポンプ電流Vipは第６図のタイミングチヤートに
示すような関係となり、ポンプ電圧Vpがゼロを
クロスするタイミング毎にコンパレータ出力
V_CMPの出力が反転し、ポンプ電圧Vipがこのクロ
スタイミングで変化する。これらの各出力Vip，
V_CMPはコントロールユニツト５０に取り込まれ
る。なお、Vipは第７図のようになる。前記コン
トロールユニツト５０は、このセンサ出力Vipか
ら空燃比を判別する。

次に、作用を説明するが、最初に空気流量の算
出システムについて説明する。

本実施例では空気流量の検出に際して従来のよ
うなエアフローメータ等を設けておらず、スロツ
トル開度αおよびエンジン回転数Ｎをパラメータ
としてインジエクタ７の部分を通過する空気量
Q_Aioj（以下、インジエクタ部空気量という）を算
出するという方式（以下、単にα−Ｎシステムと
いう）を採つている。

このようなα−Ｎシステムによつてインジエク
タ部通過空気量Q_Aioj算出しているのは、次のよ
うな理由による。

すなわち、上記従来のセンサによると、 (イ) 吸気脈動によるセンサ出力の変動が大きく、
これは燃料の噴射量の変動を引き起こし、トル
ク変動を生じさせる、 (ロ) センサの応答性の面で過渡時に検出誤差が大
きくなる、 (ハ) 上記センサはコストが比較的高い、という面があるためで、本実施例ではかかる観点
から低コストで応答性、検出精度に優れたα−Ｎ
システムを採用している。また、特にSPi方式の
エンジンにあつては、かかるα−Ｎシステムを採
用することで、空燃比の制御精度が格段と高めら
れる。

以下に、本システムによるインジエクタ部通過
空気量Q_Aioj算出を説明する。

第８図はシリンダ空気量Q_Acylの算出プログラ
ムを示すフローチヤートである。まず、P₁で前
回のQ_Acylをオールド値Q_Acyl′としてメモリに格納
する。ここで、Q_Acylはシリンダ部を通過する吸
入空気量であり、従来の装置（例えば、EGi方式
の機関）での吸入空気量Qaに相当するもので、
後述する第１３図に示すプログラムによつてイン
ジエクタ部における空気量Q_Aiojを演算するとき
の基礎データとなる。次いで、P₂で必要なデー
タ、すなわちスロツトル開度α、ISCバルブ２１
への開度信号S_ISCのデユーテイ（以下、ISCデユ
ーテイという）Ds、エンジン回転数Ｎを読み込
む。

P₃ではスロツトル開度αに基づいてスロツト
ル弁６が装着されている部分における流路面積
（以下、スロツトル弁流路面積という）Aαを算出
する。これは、例えば第９図に示すテーブルマツ
プから該当するAαの値をルツクアツプして求め
る。P₄では同様にISCデユーテイD_ISCに基づき第
１０図のテーブルマツプからバイパス路面積A_B
を算出し、P₅で次式に従つて総流路面積Ａを
求める。

Ａ＝Aα＋A_B …… 次いで、P₆で定常空気量Q_Hを算出する。この
算出は、まず総流路面積Ａをエンジン回転数Ｎで
除してＡ／Ｎを求め、このＡ／Ｎとエンジン回転
数Ｎをパラメータとする第１１図に示すようなテ
ーブルマツプから該当する定常空気量Q_Hの値を
ルツクアツプして行う。

次いで、P₇でＡとＮとをパラメータとして第
１２図に示すテーブルマツプからインテークマニ
ホールド５の容積を考慮した遅れ係数K2をルツ
クアツプし、P₈で次式に従つてシリンダ空気
量Q_Acylを算出してルーチンを終了する。

Q_Acyl＝Q_Acyl′×（１−K2）＋Q_H×K2 …… 但し、Q_Acyl′：P₁で格納した値このようにして求めたシリンダ空気量Q_Acylは
本実施例のようなSPi方式でなく、例えば吸気ポ
ート近傍に燃料を噴射するEGi方式の機関にはそ
のまま適用することができる。しかし、本実施例
はSPi方式であるから、インジエクタ部空気量
Q_Aiojを求める必要があり、この算出を第１３図
に示すプログラムで行つている。同プログラムで
は、まず、P₁₁で次式に従つて吸気管内空気変
化量ΔCMを求める。このΔCMはシリンダ空気量
Q_Acylに対して過渡時にスロツトルチヤンバ３内
の空気を圧力変化させるための空気量を意味して
いる。

ΔCM＝K_M×（Q_Acyl−Q_Acyl′）／Ｎ …… 式において、K_Mはインテークマニホールド
５の容積に応じて決定される定数であり、エンジ
ン１の機種等に応じて最適値が選定される。次い
で、P₁₂で次式に従つてインジエクタ空気量
Q_Aiojを算出する。

Q_Aioj＝Q_Acyl＋ΔCM …… このようにして求めたQ_Aiojはスロツトル弁開
度αを情報パラメータの一つとしていることから
応答性が極めて高く、また実験データに基づくテ
ーブルマツプによつて算出しているので、実際の
値と正確に相関し検出精度が高い（分解能が高
い）。さらに、既設のセンサ情報を利用し、マイ
クロコンピユータによるソフトの対応のみでよい
から低コストなものとなる。特に、SPi方式のよ
うにスロツトルチヤンバ３の上流側で燃料を噴射
するタイプに適用して極めて好都合である。

次に、本実施例における空燃比制御装置の作用
を説明する。

第１４図はROM５２に書き込まれているオフ
セツト値設定のプログラムを示すフローチヤート
であり、図中P₂₁〜P₃₈はフローの各ステツプを示
している。本プログラムは、エンジンと回転同期
して所定回転毎に一度実行される。

まず、P₂₁でスライスレベルの学習フラグSTが
セツト（ST＝１）されているか否かを判別する。
ST＝１のときは学習が終了したと判断してリタ
ーンする。

次いで、P₂₂でTpを前回のルーチンにおける基
本噴射量Tp_-1との差を演算してΔTpを求める
（ΔTp＝Tp−Tp_-1）。ここで得られたΔTpは基本
噴射量の変化、すなわちエンジン負荷に対応する
吸入空気量の変化を示し、P₂₃でこのΔTpを所定
値ΔTpoと比較する。ΔTp≦ΔTpoのときは定常
運転状態にあると判断し、P₂₄で図示しないサブ
ルーチンでタイマ値を計測し、定常運転状態に移
行してから所定時間が経過したか否かを判別す
る。所定時間が経過しているときは、エンジンが
定常運転状態で安定していると判断し、P₂₅でセ
ンサ出力Vipを読み込む。一方、P₂₁〜P₂₄で各条
件が成立しないときは以降のステツプをジヤンプ
してリターンする。

次いで、P₂₆でゼロクロス信号V_CMPがHigh側
（リーン側）にあるか否かをチエツクする（ゼロ
クロス信号V_CMPについては第６図参照）。High側
にあるときは、P₂₇でさらに、前回のルーチンで
のV_CMPがHigh側にあつたか否かをチエツクし、
前回のルーチンで、High側になかつたと判断し
たときは、P₂₈で次式に従つてV_CMPがHigh側に
あるときの信号の移動平均値V_iPSLを演算する。

V_iPSL＝15×V_iPSL′／16＋Vip／16 …… 但し、V_iPSL′：前回の移動平均値式において、V_CMP：HighであるときのVip
は正に、ストイチ点における信号Vipのリーン側
の値に相当する。この場合、今回のVipに基づい
て直ちに全部のデータを更新せずに、いわゆる
式の基づく移動平均演算をすることでデータとし
ての精度を高めつつ、今回の誤差が不必要にデー
タに反映されないようにしている。また、ゼロク
ロス信号V_CMPによりストイチ点を検出している
から、この場合のVipはストイチに一致した極め
て精度の高いデータとなる。そして、このV_CMP
に基づいているから、V_iPSLは正確にストイチに
対応している。

次いで、P₂₉でリーン側カウント値のタイマ値
CNT_Lをインクリメント（CNT_L＝CNT_L＋１）
する。一方、P₂₆でV_CMP＝Low側（リツチ側）の
ときは、P₃₀へ進み、前回のルーチンにおけるゼ
ロクロス信号V_CMPがLow側にあつたか否かを判
別し、前回のルーチンでLow側になかつたとき
は、P₃₁で次式に従つてストイチに対応するリ
ツチ側における移動平均値V_iPSRを演算する。

V_iPSR＝15×V_iPSR′／16＋Vip／16 …… 但し、V_iPSR′：前回の移動平均値なお、前述したリーン側での値と同様に、式
におけるVipはストイチ点における信号Vipのリ
ツチ側の値に相当する。この場合も、V_CMPに基
づくからV_iPSRは正確にストイチに対応している。
これにより、V_CMP情報を基に正確にストイチに
対応している信号Vipの値が求まつたことにな
る。

次いで、P₃₂でリツチ側カウントのタイマ値
CNT_Rをインクリメント（CNT_R＝CNT_R＋１）
し、P₃₃で前記タイマ値CNT_LおよびCNT_Rを所定
値C_Oと比較する。CNT_L＞C_OおよびCNT_R＞C_Oの
ときは、P₃₄で学習フラグSTをセツト（ST＝１）
し、P₃₅で次式に従つてオフセツト電圧V_Ofsetを
演算する。

V_Ofset＝V_iPSL＋V_iPSR／２ …… 式の演算により上述のように、ストイチに対
応しているときのV_iPSLおよびV_iPSRに基づき、そ
の中間値置にオフセツト電圧V_Ofsetが設定される。
したがつて、オフセツト電圧の設定が極めて正確
なものとなり、空燃比検出精度が向上する。一
方、P₃₃でCNT_LおよびCNT_Rのどちらかでも所定
値と同じか、或いは満たないとき（CNT_L，
CNT_R＞C_O）は、P₃₆へ進み、学習フラグSTを０
に（ST＝０）してリターンする。また、P₂₇およ
びP₃₀で各条件が成立したときは、酸素センサの
ポンプ電圧VpがスライスレベルSLを越えたとき
のポンプ電流Ipの平均値を求めて、この平均値に
基づいてストイチ点のオフセツト値を設定してい
るので（第１５図参照）、センサ出力をマイクロ
コンピユータで容易に且つ正確に処理して、セン
サ出力をＡ／Ｄ変換するときのBit落ち、による
誤動作を回避することが出来る。また、ポンプ電
圧が急変状態にある時のポンプ電流の平均値によ
つてオフセツト値を設定しているため、オフセツ
ト電圧設定の精度を向上させるとともに、さらに
このポンプ電流の平均値からセンサ出力値も設定
しているので温度ドリフトによるセンサ出力のば
らつきを低減でき、コネクタの接触抵抗による誤
動作を防止することができる。由に、回路上の不
具合に拘らずオフセツト誤差をなくすことがで
き、さらに、オフセツト設定時の微妙な調節も不
要となるというすぐれた効果がある。したがつ
て、空燃比の検出が正確なものとなつて、排気ガ
ス浄化効率のばらつきがなくなり三元制御本来の
機能を維持しつつ、排気エミツシヨンおよび燃費
向上が図れるという優れた効果を得ることができ
る。

なお、本考案は上記実施例に示したタイプの酸
素センサに限定されるものではない。要は、拡散
電流を排気中の酸素濃度に相関させるように酸素
分子のポンピングを行うとともに、一定酸素濃度
の基準ガス（大気のみとは限らない）との比較の
もとに空燃比を算出するタイプのものであればす
べてに適用が可能である。したがつて、ポンプ電
極の一部がセンサ電極と共用されているもの、あ
るいはセンサ部とポンプ部が一体構造のもの（見
かけ上はセンサ部のみとなる）であつてもよいこ
とは勿論である。

（効果）本考案によれば、酸素センサのポンプ電圧が急
変状態にあるときのポンプ電流の平均値を求め、
この平均値に基づいてストイチ点のオフセツト値
を設定しているので、オフセツト電圧を正確なも
のとして、オフセツト誤差をなくすことができ、
空燃比検出精度をより一層向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基本概念図、第２〜１５図は
本考案の一実施例を示す図であり、第２図はその
全体構成図、第３図はその酸素センサの分解斜視
図、第４図はその酸素センサの断面図、第５図は
その空燃比検出回路の回路図、第６図はそのセン
サ出力のタイミングチヤート、第７図はその空燃
比と検出電圧との関係を示す図、第８図はそのシ
リンダ空気量Q_Acylの算出プログラムを示すフロ
ーチヤート、第９図はそのスロツトル弁流路面積
Aαのテーブルマツプ、第１０図はそのバイパス
路面積A_Bのテーブルマツプ、第１１図は総流路
面積Ａをエンジン回転数Ｎで除したＡ／Ｎとエン
ジン回転数Ｎとをパラメータとする定常空気量
Q_Hのテーブルマツプ、第１２図はその遅れ係数
K2のテーブルマツプ、第１３図はそのインジエ
クタ空気量Q_Aiojの算出プログラムを示すフロー
チヤート、第１４図はそのオフセツト値設定のプ
ログラムを示すフローチヤート、第１５図はその
オフセツト後のセンサ出力特性図である。３３……酸素センサ、３４，５０……（空燃比
検出手段）、５０……コントロールユニツト（設
定手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】ａ排気中の酸素濃度に相関するポンプ電流が供
給され、理論空燃比を境にポンプ電圧が急変す
るポンプセルと、所定の基準ガスとの比較のも
とに、この相関状態を監視する電圧を出力する
センサセルと、を有する酸素センサと、ｂ酸素センサのポンプ電圧が急変状態にあると
き、ポンプ電流の平均値を求め、この平均値に
基づいてポンプ電流を排気中の酸素濃度に相関
させて読み取るためのオフセツト値を設定する
設定手段と、ｃ酸素センサのポンプ電流を設定手段により設
定されたオフセツト値によりオフセツトさせて
読み取り、空燃比を検出する空燃比検出手段
と、を備えたことを特徴とする空燃比検出装置。