JPH0694832B2

JPH0694832B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0694832B2
Application number: JP1083904A
Authority: JP
Inventors: 晶内川
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH02264139A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、内燃機関の空燃比を制御する装置に関し、特
に排気中の酸素濃度を酸化窒素（NOx）中の酸素成分を
含めて感知し、該酸素濃度に応じた起電力を発生する酸
素センサを用いて空燃比フィードバック制御を行う装置
における酸素センサの劣化対策技術に関する。

〈従来の技術〉従来の内燃機関の空燃比制御装置としては例えば特開昭
60−240840号公報に示されるようなものがある。

このものの概要を説明すると、機関の吸入空気流量Ｑ及
び回転数Ｎを検出してシリンダに吸入される空気量に対
応する基本燃料供給量T_P（＝Ｋ・Q/N;Kは定数）を演算
し、この基本燃料供給量T_Pを機関温度等により補正した
ものを排気中酸素濃度の検出によって混合気の空燃比を
検出する酸素センサからの信号によってフィードバック
補正を施し、バッテリ電圧による補正等を行って最終的
に燃料供給量T_Iを設定する。

そして、このように設定された燃料供給量T_Iに相当する
パルス巾の駆動パルス信号を所定タイミングで出力する
ことにより、機関に所定量の燃料を噴射供給するように
している。

ところで、上記酸素センサからの信号に基づく空燃比フ
ィードバック補正は空燃比を目標空燃比（理論空燃比）
付近に制御するように行われる。これは、排気系に介装
され、排気中のCO,HC（炭化水素）を酸化すると共にNOx
を還元して浄化する三元触媒の転化効率（浄化効率）が
理論空燃比制御時の排気状態で有効に機能するように設
定されているからである。

このため、前記酸素センサとしては例えば特開昭58−20
4365号公報に示されるような周知のセンサ部構造を有し
たものを用いている。

このものは、酸素イオン伝導性固体電解質であるセラミ
ック管の排気と接触する外表面に排気中のCO,HCの酸化
反応を促進させる白金触媒層を積層してある。そして、
理論空燃比よりリッチな混合気で燃焼させたときに白金
触媒層付近に残存する低濃度のO₂をCO,HCと良好に反応
させてO₂濃度をゼロ近くにし、セラミック管内表面に接
触した大気のO₂濃度との濃度比を大きくして、セラミッ
ク管内外表面間に大きな起電力を発生させる。

一方、理論空燃比よりリーンな混合気で燃焼させたとき
には、排気中に高濃度のO₂と低濃度のCO,HCが存在する
ため、CO,HCとO₂とが反応してもまだO₂が余り、セラミ
ック間内外表面のO₂濃度比は小さく殆ど電圧は発生しな
い。

このように、酸素センサの発生起電力（出力電圧）は理
論空燃比近傍で急変する特性を有しており、この出力電
圧V₀と理論空燃比相当の基準電圧（スライスレベル）SL
とを比較して混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッ
チかリーンかを判定する。そして、例えば空燃比がリー
ン（リッチ）の場合には、前記基本燃料供給量T_Pに乗じ
る空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを初回に大きな
比例定数Ｐを増大（減少）した後、所定の積分定数Ｉず
つ徐々に増大（減少）していき燃料供給量T_Iを増量（減
量）補正することで空燃比を論理空燃比近傍に制御す
る。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、前記三元触媒は総合的にみると理論空燃比制
御時にCO,HC,NOxのいずれをも有効に低減できるのであ
るが、例えばNOxの場合、理論空燃比近傍での転化率の
変化が大きいため理論空燃比よりリーン側に制御される
だけで転化率は大きく転化する特性を有している（第９
図参照）。

しかしながら、本来NOx中の酸素分は、排気中酸素濃度
として検出されるべきものであるが前記酸素センサでは
これを捉えることが出来ないため、NOx濃度が高くなる
ほど真の理論空燃比よりリーン側で起電力が反転する傾
向がある（第９図参照）。

このため、従来のシステムでは制御点がリーンになった
場合でも、ある程度NOxを浄化させるために、空燃比フ
ィードバック制御における比例定数を大きく与えること
で、制御域がリッチとなる状態を作りだしている（第９
図参照）。

しかしながら、このように大きな比例定数を常に与える
方式では、目標空燃比からの空燃比の変化が大きくなる
ため、最終的にはCO,HC,NOx共にある程度大きくなって
しまい、エミッション不良を引き起こす。

また、前記酸素イオン伝導性固体電解質により起電力を
発生して酸素濃度をON,OFF的に検出する酸素センサにあ
っては、劣化により応答速度が早められることが実験的
に確かめられている。

応答バランスを見ると、酸素センサの劣化が進行する
と、リーン状態検出時間が短縮される結果、全体として
応答速度が早められる結果となっている。

このため、酸素センサの新品と劣化品とを比較すると、
第10図に示すように劣化品はリッチ状態を検出する時間
が短くなるため、バランス的にリーン状態を検出する時
間割合が増大し、該検出結果に基づく空燃比フィードバ
ック制御において、燃料供給量を増量制御するリッチ制
御時間の割合が長引くので、排気中のCO,HC濃度が増大
しエミッション不良を生じる。尚、実際には酸素センサ
の新品のものでは、理論空燃比に対してリッチ状態を検
出している時間（リッチ側に制御される時間）が、リー
ン状態を検出している時間（リーン側に制御される時
間）に比較して長く、そのために予め理論空燃比対応の
燃料噴射量が濃い目となるように定数を調整して真のリ
ッチ，リーンの時間割合のバランスを採っているのであ
るが、図では概念を明瞭にするため新品時のリッチ，リ
ーン時間割合を同等にしてある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
て、NOx濃度に影響されない酸素センサを使用すると共
に、該酸素センサの劣化状態を検出して空燃比のフィー
ドバック制御を修正することにより空燃比のリッチ化を
抑制し、以てCO,HCの濃度増加を長期的に抑制できるよ
うにした内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目
的とする。

〈課題を解決するための手段〉このため本発明は第１図に実線及び点線で示すように、相対する電極の間隙に酸素イオン伝導性固体電解質を介
在させると共に窒素酸化物還元触媒層を介在させ、両電
極間の酸素イオン濃度差により生じる電位差から気体中
の酸素濃度を検出する酸素センサを内燃機関の排気系に
備える一方、前記酸素センサの出力値と目標空燃比相当
の基準値とを比較しつつ積分制御により設定したフィー
ドバック補正係数によって燃料供給手段による機関への
燃料供給量を増減制御して空燃比を目標空燃比に近づけ
るように制御する空燃比フィードバック制御手段と、前
記空燃比フィードバック制御時に燃料供給量の増減周期
に基づいて酸素センサの劣化状態を判定する劣化判定手
段と、前記劣化判定手段により酸素センサが劣化状態と
判定された時は酸素センサの出力値が目標空燃比よりリ
ーン側の値に反転した後、燃料供給量の増量制御を所定
時間遅らせて開始させる増量制御遅延手段と、機関の加
速状態を検出する加速検出手段と、加速状態検出時は前
記増量制御遅延手段の作動を停止し、酸素センサの出力
値が目標空燃比よりリーン側に反転した直後に燃料供給
量増量方向の比例分をフィーバック補正係数に付与する
増量比例分付与手段とを備えて構成した。

また、二つ目の発明は、第１図に実線及び鎖線で示すよ
うに相対する電極の間隙に酸素イオン伝導性固体電解質を介
在させると共に窒素酸化物還元触媒層を介在させ、両電
極間の酸素イオン濃度差により生じる電位差から気体中
の酸素濃度を検出する酸素センサを内燃機関の排気系に
備える一方、前記酸素センサの出力値と目標空燃比相当
の基準値とを比較しつつ積分制御により設定したフィー
ドバック補正係数によって燃料供給手段による機関への
燃料供給量を増減制御して空燃比を目標空燃比に近づけ
るように制御する空燃比フィードバック制御手段と、前
記空燃比フィードバック制御時に燃料供給量の増減周期
に基づいて酸素センサの劣化状態を判定する劣化判定手
段と、前記劣化判定手段により酸素センサが劣化状態と
判定された時は酸素センサの出力値が目標空燃比よりリ
ーン側の値に反転した後、燃料供給量の増量制御を所定
時間遅らせて開始させる増量制御遅延手段と、同じく酸
素センサが劣化状態と判定された時は酸素センサの出力
値が目標空燃比よりリッチ側に反転した直後に燃料供給
量減量方向の比例分をフィードバック補正係数に付与す
る減量比例分付与手段とを備えて構成した。

〈作用〉窒素酸化物還元触媒層を含んだ酸素センサを備えること
により、NOx中の酸素分が還元されて排気中の酸素分と
して検出されるので、出力値が反転する制御点がNOx濃
度に影響されず真の目標空燃比（理論空燃比）に略固定
される。

かかる特性に確保した上で、空燃比フィードバック制御
手段が比例定数を用いず積分定数のみを増減する積分制
御（但し、一つ目の発明における加速検出時は増量比例
分が加わる）で設定したフィードバック補正係数を用い
て空燃比をフィードバック制御するため、目標空燃比か
らのずれの小さい制御が行われる。

一方、酸素センサの劣化が進むと、リーン側からリッチ
側への変化が早められることにより、全体として応答速
度が増大する。このため、劣化判定手段により燃料供給
量の増減周期に基づいて酸素センサの劣化状態が判定さ
れる。

そして、酸素センサか劣化していると判定されると、増
量制御遅延手段は酸素センサの出力値が目標空燃比より
リーン側の値に反転した後、燃料供給量の増量制御を前
記劣化状態に応じて所定時間遅らせて開始させる。

従って、リーン側への制御時間が前記遅延時間分長引
き、劣化に伴う空燃比のリッチ化も抑制される。

また、一つ目の発明では、加速検出手段により加速状態
と判定された時は、増量比例分付与手段により、酸素セ
ンサの出力値が目標空燃比よりリーン側に反転した直後
に燃料供給量増量方向の比例分がフィードバック補正係
数に付与される。したがって、加速直後の吸入空気量の
増加による空燃比のリーン化を応答早く抑制でき、増量
遅れによる加速後のリッチ化も抑制できる。

また、二つ目の発明では、酸素センサが劣化していると
判定された時には、減量比例分付与手段により、酸素セ
ンサの出力値が目標空燃比よりリッチ側に反転した直後
に燃料供給量減量方向の比例分がフィードバック補正係
数に付与される。したがって、前記増量制御遅延手段に
よる増量制御の遅延と相まって、劣化に伴う空燃比のリ
ッチ化をより効果的に抑制できる。

〈実施例〉以下に、一つ目と二つ目の発明を含む本発明の実施例を
図面に基づいて説明する。

一実施例の構成を示す第２図において、機関11の吸気通
路12には吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ13
及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Ｑを制御す
る絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド部分には気
筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料噴射弁15が設
けられる。

燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを内蔵したコン
トロールユニット16からの噴射パルス信号によって開弁
駆動し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシ
ャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を噴射
供給する。更に、機関11の冷却ジャケット内の冷却水温
度Twを検出する水温センサ17が設けられると共に、排気
通路18の排気中酸素濃度を検出することによって吸入混
合気の空燃比を検出する酸素センサ19が設けられ、更に
下流側の排気中のCO,HCの酸素とNOxの還元を行って浄化
する三元触媒20が設けられる。

ここで、前記酸素センサ19は第３図に示すようなセンサ
部構造を有している。

図において、酸素イオン伝導性固体電解質である酸化ジ
ルコニウム（ZrO₂）を主成分とする閉塞先端部を有する
基材としてのセラミック管１の内表面及び外表面の一部
に、夫々白金からなる内側電極２及び外側電極３を形成
してあり、更に、セラミック管１の外表面には白金を蒸
着して白金触媒層４を形成してある。該白金触媒層４
は、排気中のCO,HCの酸化反応を促進させる酸化触媒層
を構成する。

前記白金触媒層４の外表面に、酸化チタンTiO₂や酸化ラ
ンタンLa₂O₂等を担体とし、ロジウムRhやルテニウムRu
等の窒素酸化物（NOx）の還元反応を促進させる触媒の
粒子をこの担体に混在（例えば１％〜10％）させてNOx
還元触媒層５（例えば膜厚0.1〜５μｍ）を形成してあ
る。

尚、前記ロジウムRhやルテニウムRuは、窒素酸化物NOx
の還元触媒として一般に知られているものであり、その
担体として酸化チタンTiO₂や酸化ランタンLa₂O₂を用い
ることによりγアルミナ等を用いた場合に比べてNOx還
元反応が極めて効率良く行われることが確かめられてい
る。また、NOx還元触媒層５との間に保護層６を設ける
ようにしてもよい。

かかる構成によれば、排気中に含まれるNOxがNOx還元触
媒層５に達すると、NOx還元触媒層５は、NOxと排気中の
未燃成分であるCO,HCとの次式に示す反応を促進させ
る。

NOx＋CO→N₂＋CO₂ NOx＋HC→N₂＋H₂O＋CO₂ この結果、NOx還元触媒層５より内側にある白金触媒層
４に達したO₂と反応する未燃成分CO,HCが前記NOx還元触
媒層５における反応によって減少しているため、その分
O₂濃度が増大することとなる。

つまり、NOx還元触媒層を有しない酸素センサでは検出
されないNOx中の酸素成分をも含めた形で排気中のO₂濃
度を検出することができ、したがって、その検出結果に
もとづいて空燃比フィードバック制御を行うとNOx濃度
に影響されることなく、真の理論空燃比を制御中心とす
る制御を行うことができる。

また、第２図で図示しないディストリビュータには、ク
ランク角センサ21が内蔵されており、該クランク角セン
サ21から機関回転と同期して出力されるクランク単位角
信号を一定時間カウントして、又は、クランク基準角信
号の周期を計測して機関回転数Ｎを検出する。

この他、絞り弁14の開度を検出するスロットルセンサ22
が設けられ、その信号αはコントロールユニット16に入
力される。

次に、コントロールユニット16による空燃比制御ルーチ
ンを第４図〜第６図のフローチャートに従って説明す
る。第４図は燃料噴射量設定ルーチンを示し、このルー
チンは所定周期（例えば10ms）毎に行われる。

ステップ（図ではＳと記す）１では、エアフローメータ
13によって検出された吸入空気流量Ｑとクランク角セン
サ21からの信号に基づいて算出した機関回転数Ｎとに基
づき、単位回転当たりの吸入空気量に相当する基本燃料
噴射量T_Pを次式によって演算する。

T_P＝Ｋ×Q/N （Ｋは定数）ステップ２では、水温センサ17によって検出された冷却
水温度Tw等に基づいて各種補正係数COEFを設定する。

ステップ３では、後述するフィードバック補正係数設定
ルーチンにより酸素センサ19からの信号に基づいて設定
されたフィードバック補正係数LAMBDAを読み込む。

ステップ４では、バッテリ電圧値に基づいて電圧補正分
T_Sを設定する。これは、バッテリ電圧変動による燃料噴
射弁15の噴射流量変化を補正するためのものである。

ステップ５では、最終的な燃料噴射量T_Iを次式に従って
演算する。

T_I＝T_P×COEF×LAMBDA＋T_S ステップ６では、演算された燃料噴射弁T_Iを出力用レジ
スタにセットする。

これにより、予め定められた機関回転同期の燃料噴射タ
イミングになると、演算した燃料噴射量T_Iのパルス巾を
もつ駆動パルス信号が燃料噴射弁15に与えられて燃料噴
射が行われる。

次に、空燃比フィードバック制御ルーチンを第５図に従
って説明する。このルーチンは機関回転に同期して実行
される。

ステップ11では、空燃比のフィードバック制御を行う運
転条件であるか否かを判定する。運転条件を満たしてい
ないときには、このルーチンを終了する。この場合、フ
ィードバック補正係数LAMBDAは全開のフィードバック制
御終了時の値若しくは一定の基準値にクランプされ、フ
ィードバック制御は停止される。

ステップ12では、酸素センサ19からの信号電圧Vo₂を入
力する。

ステップ13では、ステップ11で入力した信号電圧Vo₂と
目標空燃比（理論空燃比）相当の基準値SLとを比較す
る。

そして、空燃比がリッチ（Vo₂〉SL）のときはステップ1
4へ進んでリーンからリッチへの反転時か否かを判定
し、反転時でない時にはステップ15へ進んでフィードバ
ック補正係数LAMBDAを積分定数I_R分減少させる。

また、反転時と判定されたときは、ステップ16へ進んで
後述する制御反転回数計測用のカウンタCcをカウントア
ップした後ステップ17へ進む。

ステップ17では、現状の酸素センサ19のリッチ時におけ
る最大出力（電圧）値E_Sが、酸素センサ19の劣化判定用
の基準値E_S0を超えているか否かを判定する。

そして、超えている正常時はステップ15へ進んでフィー
ドバック補正係数LAMBDAを積分定数I_R分減少させるが、
超えていない時にはステップ18へ進んでフィードバック
補正係数LAMBDAを比例分P_R減少させる、つまり、酸素セ
ンサ19の劣化が進んだ時には、リッチ化抑制のため、リ
ーン方向の補正量を大きくするように、減量方向の比例
分P_Rを付与するのである。

また、ステップ13でクランク角センサがリーン（Vo₂〈S
L）と判定されたときは、ステップ19へ進んで、加速状
態か否かを判定する。この判定は、具体的にはスロット
ルセンサ22からの検出信号により、絞り弁14開度の変化
量Δαが所定値（例えば1.6゜）以上か否かにより判定
する。

そして、加速状態でないと判定されたときは、ステップ
20へ進み、リッチからリーンへの反転時か否かを判定
し、反転時にはステップ21へ進んで前記カウンタCcをカ
ウントアップした後ステップ22へ進み、反転時以外はス
テップ21をジャンプしてステップ22へ進む。

ステップ22では、後述するリッチ制御遅延判別ルーチン
によって設定される遅延制御判定用のフラグF_Dが１にセ
ットされているか否かを判定し、１にセットされていな
いときには遅延制御を行わないので、ステップ23へ進ん
でフィードバック補正係数LAMBDAを積分定数I_L分増大さ
せる。

一方、前記フラグF_Dが１にセットされているときは、ス
テップ15へ進んで前回同様リッチ検出時のフィードバッ
ク補正係数LAMBDAを積分定数I_L分減少させる制御を継続
する。

また、ステップ19で加速状態であると判定されたときに
はステップ24へ進んでリーンへの反転時か否かを判定
し、反転時以外のときにはステップ23へ進んでフィード
バック補正係数LAMBDAを積分定数I_L分増大させるが、反
転時と判定されたときには、ステップ25へ進んでフィー
ドバック補正係数LAMBDAを比例分P_L増大させる。つま
り、加速時には吸入空気量の増加に対して燃料供給量が
の増加が遅れて初期にリーン化が進むので、これを抑制
すべく反転と同時に増量方向の比例分P_Lを付与するので
ある。

次に、リッチ制御遅延判別ルーチンを第６図に従って説
明する。このルーチンは、前記酸素センサ19の反転回転
つまり燃料供給量の増減反転回数（増減周期）を判別す
るために設定された周期毎に実行される。

ステップ31では、クランク角センサ21によって検出され
る機関回転速度Ｎが、燃料供給量の増減周期つまりフィ
ードバック補正係数LAMBDAの増減周期が安定する条件の
範囲（例えば1800rpm〜2000rpm）にあるか否かを判定す
る。

前記範囲以外のときには、ステップ32へ進んで前記カウ
ンタCc及び前記燃料増量遅延判定用のフラグF_Dを夫々０
にリセットしてこのルーチンを終了する。

また、車速V_Cが前記範囲内にあるときには、ステップ33
に進んで現在のカウンタCcの値、つまり、このルーチン
の実行周期内での燃料供給量の増減反転回数を読み込ん
だ後ステップ34に進み、該カウント値Ccを、酸素センサ
19の劣化状態に応じて設定された設定値Cc₀と比較す
る。

そして、カンウント値Ccが設定値Cc₀以下のときは、酸
素センサ19が正常（劣化の程度が小さい）と判断し、ス
テップ32へ進んでこのルーチンを終了するが、設定値Cc
₀より大と判定されたときは、酸素センサ19の劣化が進
んでいると判断し、ステップ35へ進み、前記フラグF_Dを
１にセットした後、ステップ36に進み所定時間経過後
に、ステップ32に進みこのルーチンを終了する。

尚、前記燃料増量制御を遅延させる所定時間T₀は、酸素
センサ19の新品時の応答時間T_NEWに対して劣化時の応答
遅れ時間T_OLDで決定（例えばT₀＝T_NEW−T_OLD）すればよ
い。

かかる構成により、まず、酸素センサ19がNOx還元触媒
層５を有しているため、NOx濃度によって出力値が反転
する空燃比が理論空燃比からシフトすることがなく、こ
の条件を満たした上で、反転時に比例定数を与えず、積
分制御のみにより設定されるフィードバック補正係数LA
MBDAを用いて空燃比フィードバック制御を行うことによ
り、理論空燃比からのずれ幅を可及的に小さくすること
ができるのでCO,HC,NOx濃度を総合的に低減できる（第
７図参照）。

また、酸素センサ19が劣化してリーン検出時間が相対的
に長引くようになっても、リーン検出直後から所定時間
T₀はフィードバック補正係数LAMBDAの減少を継続して燃
料供給量の増量制御を遅らせることにより、空燃比のリ
ッチ制御時間とリーン制御時間とをバランスさせること
ができ、以てCO,HCの濃度増大を抑制できるのである
（第８図参照）。

更に、以上示した２つの発明に共通な効果の他、一つ目
の発明においては、前述したように加速状態検出時に増
量方向の比例分P_Lを付与することで、加速初期のリーン
化，後期のリッチ化を抑制して空燃比を安定化でき、２
つ目の発明においてとは酸素センサの劣化を最大出力の
減少によっても捉えて減量方向の比例分P_Bを付与するこ
とで空燃比の劣化によるリッチ化を抑制できるので、共
に、CO,HC,NOx濃度の総合的な低減機能が促進する。
尚、比例分P_L,P_Rは、フィードバック補正係数LAMBDAの
最大値の３〜６％程度に設定すればよい。

上記構成において、第４図に示した空燃比フィードバッ
ク制御ルーチンが、空燃比フィードバック制御手段に相
当し、第５図のステップ17と第６図のステップ34の部分
が劣化判定手段に相当し、第６図のステップ35,36の部
分と第５図のステップ22の部分とが増量制御遅延手段に
相当し、スロットルセンサ22とステップ19の部分が加速
判定手段に相当し、ステップ25の部分が増量比例分付与
手段に相当し、ステップ18の部分が減量比例分付与手段
に相当する。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば、両電極間に酸素イ
オン伝導性固体電解質とNOx還元触媒層を有した酸素セ
ンサを使用し、積分制御で設定されたフィードバック補
正係数を用いて空燃比フィードバック制御を行うことに
より、目標空燃比からのズレ幅を小さくでき、且つ、酸
素センサの劣化を検出して空燃比フィードバック制御時
におけるリッチ制御の開始を遅延させる構成としたこと
により、リッチ時間割合とリーン時間割合とを同等とし
てCO,HC,NOxを長期的に抑制でき浄化機能を向上できる
という効果が得られる。

また、一つ目の発明では加速状態での空燃比の安定化、
二つ目の発明では酸素センサ劣化時の空燃比の安定化を
より促進してCO,HC,NOx低減効果をより高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック図、第２図は、
本発明の一実施例の構成を示す図、第３図〜第６図は、
同上実施例の空燃比制御のための各種ルーチンを示すフ
ローチャート、第７図は、同上実施例の各部の状態を示
す線図、第８図は、同上実施例の酸素センサ劣化時の制
御状態を示すタイムチャート、第９図は従来例の各部の
状態を示す図、第10図は、従来例の酸素センサ劣化時の
制御状態を示すタイムチャートである。１……セラミック管、２……内側電極、３……外側電
極、５……NOx還元触媒層、11……機関、15……燃料噴
射弁、16……コントロールユニット、19……酸素セン
サ、21……クランク角センサ、22……スロットルセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 27/409

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対する電極の間隙に酸素イオン伝導性固
体電解質を介在させると共に窒素酸化物還元触媒層を介
在させ、両電極間の酸素イオン濃度差により生じる電位
差から気体中の酸素濃度を検出する酸素センサを内燃機
関の排気系に備える一方、前記酸素センサの出力値と目
標空燃比相当の基準値とを比較しつつ積分制御により設
定したフィードバック補正係数によって燃料供給手段に
よる機関への燃料供給量を増減制御して空燃比を目標空
燃比に近づけるように制御する空燃比フィードバック制
御手段と、前記空燃比フィードバック制御時に燃料供給
量の増減周期に基づいて酸素センサの劣化状態を判定す
る劣化判定手段と、前記劣化判定手段により酸素センサ
が劣化状態と判定された時は酸素センサの出力値が目標
空燃比よりリーン側の値に反転した後、燃料供給量の増
量制御を所定時間遅らせて開始させる増量制御遅延手段
と、機関の加速状態を検出する加速検出手段と、加速状
態検出時は前記増量制御遅延手段の作動を停止し、酸素
センサの出力値が目標空燃比よりリーン側に反転した直
後に燃料供給量増量方向の比例分をフィーバック補正係
数に付与する増量比例分付与手段とを備えて構成したこ
とを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】相対する電極の間隙に酸素イオン伝導性固
体電解質を介在させると共に窒素酸化物還元触媒層を介
在させ、両電極間の酸素イオン濃度差により生じる電位
差から気体中の酸素濃度を検出する酸素センサを内燃機
関の排気系に備える一方、前記酸素センサの出力値と目
標空燃比相当の基準値とを比較しつつ積分制御により設
定したフィードバック補正係数によって燃料供給手段に
よる機関への燃料供給量を増減制御して空燃比を目標空
燃比に近づけるように制御する空燃比フィードバック制
御手段と、前記空燃比フィードバック制御時に燃料供給
量の増減周期に基づいて酸素センサの劣化状態を判定す
る劣化判定手段と、前記劣化判定手段により酸素センサ
が劣化状態と判定された時は酸素センサの出力値が目標
空燃比よりリーン側の値に反転した後、燃料供給量の増
量制御を所定時間遅らせて開始させる増量制御遅延手段
と、同じく酸素センサが劣化状態と判定された時は酸素
センサの出力値が目標空燃比よりリッチ側に反転した直
後に燃料供給量減量方向の比例分をフィードバック補正
係数に付与する減量比例分付与手段とを備えて構成した
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。