JPH10169500A

JPH10169500A - 空燃比センサの出力補正装置

Info

Publication number: JPH10169500A
Application number: JP33246396A
Authority: JP
Inventors: Akira Uchikawa; 晶内川
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で高精度に、広域空燃比セン
サの出力補正を行えるようにする。【解決手段】学習（出力補正）開始条件が成立したか否
かを、ブロック１において判断する。成立したら、ブロ
ック２へ進み、空燃比センサ18の出力（ＶＡＦ）をモニ
ターする。ブロック３では、出力（ＶＡＦ）と基準値
（ＶＡＦ^*）とに基づいて補正値を求め、更新記憶す
る。そして、ブロック４では、”Ａ／Ｆ（空燃比）−Ｕ
ｓ（センサ出力）変換テーブル”を参照することで求ま
る空燃比（Ａ／Ｆ）を補正値に基づき補正し、実際の空
燃比として算出するようにする。これにより、比較的簡
単な構成で、高精度に、製造バラツキや経時変化に起因
する広域空燃比センサの出力バラツキを補正することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所謂広域空燃比セ
ンサの出力バラツキを補正するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から所謂広域空燃比センサとして
は、例えば、図２に示すようなものがある。このもの
は、図２に示すように、ヒータ部２を備えた本体（例え
ば酸素イオン伝導性を有するジルコニアＺｒ₂Ｏ₃等の
耐熱性多孔質絶縁材料等で形成される）１内に、大気
（標準ガス）と連通する大気導入孔３を設けると共に、
検出対象ガス（例えば内燃機関の排気等）と検出対象ガ
ス導入孔４、保護層５等を介して連通するガス拡散層
（或いはガス拡散ギャップ）６が設けられている。セン
シング部電極７Ａ、７Ｂは大気導入孔３とガス拡散層６
に臨んで設けられると共に、酸素ポンプ電極８Ａ、８Ｂ
はガス拡散層６と、これに対応する本体１の周囲と、に
設けられるようになっている。

【０００３】なお、センシング部電極７Ａ、７Ｂ（セン
サ部）は、ガス拡散層６内の酸素イオン濃度（酸素分
圧）によって影響されるセンシング部電極間の酸素分圧
比に応じて発生する電圧を検出するようになっている。
一方、酸素ポンプ電極８Ａ、８Ｂ（特定成分ポンプ部）
には、所定電圧が印加されるようになっている。つま
り、センシング部電極７Ａ、７Ｂはセンシング部電極間
の酸素分圧比によって発生する電圧を検出して、空燃比
が理論空燃比（換言すると、空気過剰率λ＝１）に対し
てリッチであるかリーンであるかを検出することができ
るようになっている。

【０００４】一方、図３のようなモデル図で示すことが
できる酸素ポンプ電極部８Ａ、８Ｂにおいては、所定の
電圧が印加されると、これに応じてガス拡散層６内の酸
素イオンが移動され、酸素ポンプ電極部８Ａ、８Ｂ間に
電流が流れるようになっている。なお、酸素ポンプ電極
部８Ａ、８Ｂ間に、所定電圧を印加したときに該電極間
を流れる電流値（限界電流）Ｉｐは、ガス拡散層６内の
酸素イオン濃度に影響されるので、電流値（限界電流）
Ｉｐを検出すれば、検出対象ガスの空燃比（換言すれ
ば、空気過剰率λ）を検出できることになる。

【０００５】従って、例えば、図３のテーブルＡに示す
ような酸素ポンプ電極間の電流・電圧と、検出対象ガス
の空燃比（換言すれば、空気過剰率λ）と、の相関関係
が得られることになる。なお、センシング部電極７Ａ、
７Ｂのリッチ・リーン出力に基づいて、酸素ポンプ電極
部８Ａ、８Ｂに対する電圧の印加方向を反転させること
で、リーン領域とリッチ領域との両方の空燃比領域にお
いて、酸素ポンプ電極部８Ａ、８Ｂ間を流れる電流値
（限界電流）Ｉｐに基づく広範囲な空燃比の検出を可能
にしているものである。

【０００６】以上のような空燃比検出原理により、酸素
ポンプ電極部間の電流値Ｉｐを検出して、例えば図３の
テーブルＢを参照すれば、広範囲に亘って検出対象ガス
の実際の空燃比（空気過剰率λ）を検出することができ
ることになる。なお、センサ検出値Ｉｐは、例えば次式
により求めることもできる。Ｉｐ＝Ｄｏ２・Ｐ・Ｓ／（Ｔ・Ｌ）・ln｛１／（１−Ｐ
ｏ２／Ｐ）｝Ｄｏ２：酸素ガスの多孔質層の拡散係数Ｓ：陰極の電極面積Ｌ：多孔質層の厚さＰ：全圧力Ｐｏ２：酸素分圧Ｔ：温度

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な広域空燃比センサは、例えば拡散層の製造バラツキ
（厚さやポーラス率等）等により、個体間で出力特性に
バラツキが生じるため、例え同一空燃比の気体を検出し
たとしても、検出される空燃比にはバラツキが生じる惧
れがある。

【０００８】従って、空燃比フィードバック制御等にお
いて、検出された排気空燃比が目標空燃比になるように
制御したとしても、実際の排気空燃比は目標空燃比とは
異なっているといった事態が生じる惧れがあり、以って
運転性能、排気性能、燃費性能等を良好に維持できなく
なる惧れがある。本発明は、かかる従来の実情に鑑みな
されたもので、簡単な構成で、高精度に広域空燃比セン
サの出力バラツキを補正できるようにした空燃比センサ
の出力補正装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため請求項１に記載
の発明にかかる空燃比センサの異常診断装置は、図１に
示すように、機関の排気通路内の気体の空燃比を検出す
る空燃比センサと、機関の排気通路内の気体が所定空燃
比となる状態を検出する状態検出手段と、機関の排気通
路内の気体が所定空燃比となる状態のときに、空燃比セ
ンサの出力を検出する出力検出手段と、前記出力検出手
段により検出された出力に基づいて、空燃比センサの出
力を補正する出力補正手段と、を含んで構成した。

【００１０】かかる構成によれば、機関の排気通路内の
気体（空燃比センサの検出対象ガス）が所定空燃比とな
るであろう状態（例えば、燃料カット時やエンジンスト
ール時など）を検出し、その状態のときに、実際に使用
されている空燃比センサの出力を検出し、その検出され
た値に基づいて（例えば、その検出された値が、バラツ
キなく製造された設計図通りの空燃比センサでその所定
空燃比を検出したときの出力となるように）、実際に使
用されている空燃比センサの出力（空燃比センサの出力
の概念には、空燃比センサの検出値そのものの他、空燃
比センサの検出値に基づき変換された空燃比を含むもの
とする）を補正できるようにしたので、製造バラツキ・
経時変化等により空燃比センサの出力特性に個体間でバ
ラツキがあっても、これを吸収して正確に空燃比を検出
できることとなる。従って、空燃比センサに製造バラツ
キ・経時変化等があっても、空燃比センサを用いた空燃
比フィードバック制御等において良好に実際の排気空燃
比を目標空燃比に制御できるようになるため、以って運
転性能、排気性能、燃費性能等を良好に維持することが
できるようになる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、前記出力補正
手段が、前記出力検出手段により検出された出力と、予
め定めた基準値と、を比較することで、空燃比センサの
出力を補正する手段であるように構成した。このように
すると、比較的簡単な構成で、高精度に、個体間での空
燃比センサの出力特性バラツキを補正することができ
る。

【００１２】請求項３に記載の発明では、前記出力補正
手段が、前記出力検出手段により検出された出力に基づ
く空燃比センサの出力補正処理を、空燃比センサが検出
する空燃比の大きさに応じて変更する手段を含んで構成
されるようにした。つまり、空燃比センサが機関の運転
中に検出する空燃比は、リッチからリーンまで広範囲に
わたるが、検出される空燃比によって、その補正要求は
異なるので（言い換えると、機関の排気通路内の気体が
所定空燃比となるであろう状態のときの出力補正結果
を、他の空燃比の場合にはそのまま利用できない場合も
あるため）、上記のように構成すれば、検出される空燃
比に応じた補正要求で、出力補正処理を変更できること
になるため、空燃比がリーンからリッチまで広範囲に変
化しても、これに応じて高精度に空燃比センサの出力を
補正することができ、以って製造バラツキ・経時変化等
により空燃比センサの出力特性に個体間でバラツキがあ
っても、空燃比を広範囲に亘って正確に検出できること
となる。

【００１３】請求項４に記載の発明では、前記機関の排
気通路内の気体が所定空燃比となる状態が、燃料カット
中であることを含むように構成した。燃料カット中は、
機関から排出される排気（即ち、機関の排気通路内の気
体）の空燃比が一定値となるから、出力補正精度を向上
させることができるためである。

【００１４】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載の発明に関し、前記機関の排気通路内の気体が所定空
燃比となる状態が、燃料カット開始から所定期間経過後
であることを条件とするように構成した。このように、
燃料カット中でも、燃料カット開始から所定期間経過す
るまで待つのは、燃料カット開始直後は、燃料カット開
始前の空燃比制御の影響を引きずるので排気通路内の気
体の空燃比が不安定であると共に、壁流燃料等の蒸発分
等により排気通路内の気体の空燃比が不安定であるた
め、燃料カット開始直後から出力補正を行うようにする
と、出力補正精度を低下させる惧れがあるからである。

【００１５】請求項６に記載の発明では、前記機関の排
気通路内の気体が所定空燃比となる状態が、機関停止中
であることを含むように構成した。かかる場合も、空燃
比センサが検出する気体の空燃比は一定値であると考え
られるので、出力補正精度を向上させることができるか
らである。但し、空燃比センサが活性化しているほうが
出力補正制御を向上させるうえで好ましいので、例え
ば、暖機後の機関停止中等であることが好ましいもので
ある。

【００１６】請求項７に記載の発明では、空燃比センサ
が活性化していないときには、空燃比センサの出力補正
装置の作動を許可しないように構成した。このようにす
るのは、空燃比センサの不活性状態下においては出力が
不安定であるので、かかる状態で出力補正を行わないよ
うにして、出力補正精度を向させるようにするのが望ま
しいからである。

【００１７】請求項８に記載の発明では、外気温度が所
定温度より高いときには、空燃比センサの出力補正装置
の作動を許可しないように構成した。つまり、外気温度
（吸気温度、延いては飽和湿度、水蒸気分圧）によって
酸素分圧は影響されるが、空燃比センサは酸素分圧を利
用して出力を得る構成であるので、外気温度による酸素
分圧への影響が小さいときに出力補正制御を行うように
するのが、出力補正精度を向上させるうえで望ましいか
らである。

【００１８】請求項９に記載の発明では、高地判定され
ているときには、空燃比センサの出力補正装置の作動を
許可しないように構成した。つまり、高度（空気密度、
延いては飽和湿度、水蒸気分圧）によって酸素分圧は影
響されるが、空燃比センサは酸素分圧を利用して出力を
得る構成であるので、空気密度（高度）による酸素分圧
への影響が小さいときに出力補正制御を行うようにする
のが、出力補正精度を向上させるうえで望ましいからで
ある。

【００１９】請求項１０に記載の発明では、前記出力補
正手段が、該出力補正手段による補正結果を更新記憶
し、更新記憶された補正結果に基づき空燃比センサの出
力を補正する学習機能を含んで構成されるようにした。
このように構成して、補正結果を学習して更新記憶する
ようにすれば、次回運転時には運転開始から直ちに空燃
比センサの出力バラツキを補正できることになるので、
空燃比センサに製造バラツキ・経時変化等があっても、
次回運転時には運転開始から直ちに空燃比センサを用い
た空燃比フィードバック制御等において良好に実際の排
気空燃比を目標空燃比に制御できるようになるため、以
って運転性能、排気性能、燃費性能等を良好に維持する
ことができるようになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を、
添付の図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態の
全体構成を示す図４において、機関11の吸気通路12には
吸入空気流量Ｑａ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Ｑａ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
に電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。

【００２１】燃料噴射弁15は、後述するようにしてコン
トロールユニット50において設定される駆動パルス信号
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（図示せず）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
16が設けられる。一方、排気通路17にはマニホールド集
合部近傍に、排気中の酸素濃度に基づいて吸入混合気の
空燃比を検出する広域空燃比センサ18（本発明の広域空
燃比センサに相当する。以下、単に空燃比センサとも言
う。）が設けられ、その下流側に、例えば理論空燃比
（λ＝１、Ａ／Ｆ（空気重量／燃料重量）≒１４．７）
近傍において排気中のＣＯ，ＨＣの酸化とＮＯ_Xの還元
を良好に行って排気を浄化する排気浄化触媒としての三
元触媒19が介装されている。なお、排気浄化触媒として
は、例えばリーン（希薄空燃比）領域でＮＯx を還元す
る所謂リーンＮＯx 触媒を採用しても良いし、一般的な
酸化触媒を採用するものであっても構わない。

【００２２】ところで、本実施形態において用いる空燃
比センサ18は、図２で示した従来同様のものと同様のも
のであれば如何なるものであって構わない。また、図４
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20が内蔵されており、コントロールユニット50では、
該クランク角センサ20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速度Ｎｅ
を検出する。

【００２３】ところで、本発明にかかるコントロールユ
ニット50は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及
び入出力インタフェイス等を含んで構成されるマイクロ
コンピュータからなり、各種センサからの入力信号を受
け、以下のようにして、燃料噴射弁15の噴射量（即ち、
空燃比制御対象）を制御する。前記各種のセンサとして
は、前述の空燃比センサ18、エアフローメータ13、水温
センサ16、クランク角センサ20等がある。

【００２４】即ち、エアフローメータ13からの電圧信号
から求められる吸入空気流量Ｑａと、クランク角センサ
20からの信号から求められる機関回転速度Ｎｅとから基
本燃料噴射パルス幅（燃料噴射量に相当）Ｔｐ＝ｃ×Ｑ
ａ／Ｎｅ（ｃは定数）を演算すると共に、低水温時に強
制的にリッチ側に補正する水温補正係数Ｋｗや、始動及
び始動後増量補正係数Ｋasや、空燃比フィードバック補
正係数α等により、最終的な有効燃料噴射パルス幅Ｔｅ
＝Ｔｐ×（１＋Ｋｗ＋Ｋas＋・・・）×α＋Ｔｓを演算
する。Ｔｓは、電圧補正分である。

【００２５】そして、この有効燃料噴射パルス幅Ｔｅが
駆動パルス信号として前記燃料噴射弁15に送られて、所
定量に調量された燃料が噴射供給されることになる。上
記空燃比フィードバック補正係数αは、空燃比センサ18
が検出する実際の空燃比の目標空燃比からのズレを補正
するための係数であり、これに基づきコントロールユニ
ット50では基本燃料パルス幅Ｔｐを補正し、燃焼用混合
気の空燃比（延いては触媒入口の排気空燃比）が目標空
燃比（例えば理論空燃比）にフィードバック制御される
ことになる。

【００２６】しかし、空燃比センサ18の製造バラツキ等
により、空燃比センサ18が検出する空燃比に個体間でバ
ラツキがあると、例え上記空燃比フィードバック制御に
より燃焼用混合気の空燃比を目標空燃比（例えば理論空
燃比）に良好に制御できたとしても、実際の排気空燃比
が目標空燃比とは異なっている場合がある。そこで、本
実施形態では、空燃比センサ18の個体間での出力バラツ
キを補正する制御を行うことで、すべての機関において
良好に実際の排気空燃比を目標空燃比に制御できるよう
にし、以って運転性能、排気性能、燃費性能等を良好に
維持できるようにするものである。

【００２７】ここで、本実施形態におけるコントロール
ユニット50により実行される空燃比センサの出力補正制
御について、図５に示すブロック図に従って説明する。
なお、本発明にかかる状態検出手段、出力検出手段、出
力補正手段としての機能及び学習機能は、以下に示すよ
うに、本実施形態のコントロールユニット50がソフトウ
ェア的に備えるものである。

【００２８】ブロック（図では、Ｂと記してある。以
下、同様）１では、学習（出力補正）開始条件が成立し
たか否かを判断する。即ち、例えば、下記a)〜d)の条件
が成立するまで、学習補正（出力補正）の開始をディレ
イさせるようになっている。例えば、ａ) Fuel/cut （燃料カット）中であり、Fuel/cut開始
から一定（所定）時間経過しているか否かを判断し、経
過していなければ学習補正の開始を許可しないようにな
っている。Fuel/cut中は、機関11から排出される排気
（言い換えると、空燃比センサ18が検出する気体）の空
燃比が一定値となるから、学習補正精度を向上させるこ
とができるからである。なお、Fuel/cut開始から一定
（所定）時間経過するまで待つのは、Fuel/cut開始直後
は、Fuel/cut開始前の空燃比制御の影響を引きずるので
排気空燃比が不安定であると共に、壁流燃料等の蒸発分
等により排気空燃比が不安定であるため、Fuel/cut開始
直後から学習補正を行うようにすると、学習補正精度を
低下させる惧れがあるからである。

【００２９】なお、機関11の停止中であることを条件と
することも可能である。かかる場合も、空燃比センサ18
が検出する気体の空燃比は一定値であると考えられるの
で、学習補正精度を向上させることができるからであ
る。但し、空燃比センサ18が活性化しているほうが学習
補正制御を向上させるうえで好ましいので、例えば、暖
機後の機関停止中等であることが好ましい。

【００３０】b) 吸気温度（延いては外気温度）が一定
（所定）温度以下であるか否かを判断し、吸気温度が一
定（所定）温度以下でなければ、学習補正の開始を許可
しないようになっている。つまり、吸気温度（延いては
飽和湿度、水蒸気分圧）によって酸素分圧は影響される
が、空燃比センサ18は酸素分圧を利用して出力を得る構
成であるので、吸気温度による酸素分圧への影響が小さ
いときに学習補正制御を行うようにするのが、学習補正
精度を向上させるうえで望ましいからである。なお、酸
素分圧を知ることができれば、当該条件は省略すること
も可能である。

【００３１】c) 空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）活性判
定されているか否かを判断し、活性判定されていなけれ
ば学習補正の開始を許可しないようになっている。つま
り、空燃比センサ18の不活性状態下においては出力が不
安定であるので、かかる状態で学習補正を行わないよう
にして、学習補正精度を向させるようにするのが望まし
いからである。

【００３２】d) 所定以上の高地で運転中であるとの高
地判定がなされているか否かを判断し、高地判定されて
いれば学習補正の開始を許可しないようになっている。
つまり、空気密度（延いては飽和湿度、水蒸気分圧）に
よって酸素分圧は影響されるが、空燃比センサ18は酸素
分圧を利用して出力を得る構成であるので、空気密度
（高度）による酸素分圧への影響が小さいときに学習補
正制御を行うようにするのが、学習補正精度を向上させ
るうえで望ましいからである。なお、酸素分圧を知るこ
とができれば、当該条件は省略することも可能である。

【００３３】続くブロック２では、空燃比（Ａ／Ｆ）セ
ンサ18の出力（ＶＡＦ）をモニタする。そして、ブロッ
ク３では、学習値を更新する。即ち、空燃比センサ18の
出力（モニタＶＡＦ）と、基準値（ＶＡＦ^*）と、の段
差（ΔＶＡＦ＝学習値）を、例えば下式に従い算出し、
更新記憶する。

【００３４】ΔＶＡＦ＝ＶＡＦ^*−モニタＶＡＦ或いはΔＶＡＦ＝モニタＶＡＦ／ＶＡＦ^* なお、基準値（ＶＡＦ^*）は、例えば、Fuel/cut中に機
関11から排出される排気の空燃比（所定の空燃比であ
る）を、基準となる空燃比センサ（バラツキなく製造さ
れた空燃比センサ）で検出したときに、その空燃比セン
サが出力するであろう値である。

【００３５】そして、新たに更新記憶されたΔＶＡＦ
分、実際の空燃比と空燃比センサ18で検出される空燃比
との間にはズレがあるとして、モニタＶＡＦで”Ａ／Ｆ
（空燃比）−Ｕｓ（センサ出力）変換テーブル”を参照
することで求まる空燃比（Ａ／Ｆ）をΔＶＡＦ（学習
値）に基づき補正し、その補正後の補正値を、ブロック
４では、実際の空燃比として算出｛Ａ／Ｆトリミング
（調整）｝するようにする。

【００３６】ところで、本実施形態のように、ΔＶＡＦ
を学習して更新記憶すれば、次回運転時にも直ちに空燃
比センサ18の出力バラツキを補正できることになるので
便利である。但し、更新記憶せず、運転毎に、ΔＶＡＦ
を求め補正するような構成とすることもできるものであ
る。なお、空燃比センサ18が機関11の運転中に検出する
空燃比は、リッチからリーンまで広範囲にわたるが、検
出される空燃比によって、その補正要求は異なるので
（言い換えると、Fuel/cut中に機関11から排出される排
気の空燃比で求めたΔＶＡＦを、他の空燃比の場合には
そのまま利用できない場合もあるため）、ブロック４で
図示するように、検出される空燃比に応じた補正要求
で、補正値を算出するようにするのが好ましい。

【００３７】ところで、例えば、モニタＶＡＦを、モニ
タＶＡＦ＋ΔＶＡＦ・Ｋ→モニタＶＡＦ、或いはモニタ
ＶＡＦ／ΔＶＡＦ・Ｋ→モニタＶＡＦ等と補正し、補正
後のモニタＶＡＦで”Ａ／Ｆ−Ｕｓ変換テーブル”を参
照して、実際の空燃比（Ａ／Ｆ）を求めるようにしても
良い。このときには、例えば上記Ｋの値を、検出される
空燃比毎に異ならせるなどして、検出される空燃比に応
じた補正要求で、補正後のモニタＶＡＦを算出するよう
にするのが好ましい。

【００３８】このように、本実施形態では、排気空燃比
（機関の排気通路内の気体）が所定空燃比となるであろ
う状態（例えば、燃料カット時やエンジンストール時）
のときに、実際に使用されている空燃比センサ18の出力
と、基準値（例えば、バラツキなく製造された設計図通
りの空燃比センサでその所定空燃比を検出したときに、
その空燃比センサが出力するであろう値）と、の段差を
求め、その段差に基づいて、実際に使用されている空燃
比センサ18の出力特性が、基準となる空燃比センサの出
力特性と合致するように補正できるようにしたので、製
造バラツキ等により空燃比センサの出力特性にバラツキ
があっても、これを吸収して正確に空燃比を検出できる
こととなる（図６参照）。従って、空燃比センサの製造
バラツキ等があっても、空燃比センサを用いた空燃比フ
ィードバック制御等において良好に実際の排気空燃比を
目標空燃比に制御できるようになるため、以って運転性
能、排気性能、燃費性能等を良好に維持することができ
るようになる。

【００３９】なお、上記の説明では、製造バラツキに起
因した空燃比センサの出力バラツキの補正に関して説明
してきたが、本発明は、例えば、経時変化に起因する空
燃比センサの出力変化にも適用できるものである。即
ち、本発明によれば、例えば長期走行後に空燃比センサ
が経時変化等した場合でも、空燃比センサ18の出力特性
を、基準となる空燃比センサの出力特性と合致するよう
に補正することができるので、経時変化に起因する空燃
比センサの出力変化があっても、これを吸収して正確に
空燃比を検出できることとなる。従って、空燃比センサ
が経時変化等しても、空燃比センサを用いた空燃比フィ
ードバック制御等において良好に実際の排気空燃比を目
標空燃比に制御できるようになるため、以って運転性
能、排気性能、燃費性能等を良好に維持することができ
ることになる。

【００４０】また、上記の学習開始条件a)〜d)のすべて
が成立したことを学習開始条件の成立とするのは一例で
あって、これらa)〜d)のうちの何れか或いは適宜組み合
わせたものが成立した場合に学習開始条件の成立とする
こともできるものである。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、機関の排気通路内の気体（空燃比センサ
の検出対象ガス）が所定空燃比となるであろう状態を検
出し、その状態のときに、実際に使用されている空燃比
センサの出力を検出し、その検出された値に基づいて、
実際に使用されている空燃比センサの出力を補正できる
ようにしたので、製造バラツキ・経時変化等により空燃
比センサの出力特性に個体間でバラツキがあっても、こ
れを吸収して正確に空燃比を検出できることとなる。従
って、空燃比センサに製造バラツキ・経時変化等があっ
ても、空燃比センサを用いた空燃比フィードバック制御
等において良好に実際の排気空燃比を目標空燃比に制御
できるようになるため、以って運転性能、排気性能、燃
費性能等を良好に維持することができるようになる。

【００４２】請求項２に記載の発明によれば、比較的簡
単な構成で、高精度に、個体間での空燃比センサの出力
特性バラツキを補正することができる。請求項３に記載
の発明によれば、検出される空燃比に応じた補正要求
で、出力補正処理を変更できることになるため、空燃比
がリーンからリッチまで広範囲に変化しても、これに応
じて高精度に空燃比センサの出力を補正することがで
き、以って製造バラツキ・経時変化等により空燃比セン
サの出力特性に個体間でバラツキがあっても、空燃比を
広範囲に亘って正確に検出できることとなる。

【００４３】請求項４に記載の発明のように、燃料カッ
ト中を、機関の排気通路内の気体が所定空燃比となる状
態とすれば、機関から排出される排気（即ち、機関の排
気通路内の気体）の空燃比を正確に一定値とできるの
で、出力補正精度を向上させることができる。また、燃
料カットは、通常、運転中の減速時等に頻繁に行われる
ものであるので、補正機会を頻繁に確保することが可能
となるという利点もある。

【００４４】請求項５に記載の発明によれば、燃料カッ
ト開始直後の、排気通路内の気体の空燃比が不安定な状
態で出力補正が行われることを排除できるので、より一
層高精度に、個体間での空燃比センサの出力特性バラツ
キを補正することができる。請求項６に記載の発明によ
れば、機関停止中は、空燃比センサが検出する気体の空
燃比が一層正確に一定値となるため、一層出力補正精度
を向上させることができることとなる。

【００４５】請求項７に記載の発明によれば、空燃比セ
ンサの不活性状態下における出力が不安定な状態で出力
補正が行われることを排除できるので、より一層高精度
に、個体間での空燃比センサの出力特性バラツキを補正
することができる。請求項８に記載の発明によれば、外
気温度による酸素分圧への影響が小さいときに限って出
力補正制御を行うようにできるので、より一層出力補正
精度を向上させることができる。

【００４６】請求項９に記載の発明によれば、空気密度
（高度）による酸素分圧への影響が小さいときに限って
出力補正制御を行うようにできるので、より一層出力補
正精度を向上させることができる。請求項１０に記載の
発明によれば、次回運転時には運転開始から直ちに空燃
比センサの出力バラツキを補正できることになるので、
空燃比センサに製造バラツキ・経時変化等があっても、
次回運転時には運転開始から直ちに空燃比センサを用い
た空燃比フィードバック制御等において良好に実際の排
気空燃比を目標空燃比に制御できるため、以って運転性
能、排気性能、燃費性能等を良好に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図

【図２】広域空燃比センサの構造図

【図３】広域空燃比センサの空燃比検出原理を説明する
ための図

【図４】本発明の一実施形態の全体構成図

【図５】同上実施形態における空燃比センサの出力補正
制御を説明するブロック図

【図６】同上実施形態の出力補正によるバラツキ低減効
果を説明する図

【符号の説明】

１空燃比センサ本体２ヒータ部３大気導入孔４検出対象ガス導入孔５保護層６ガス拡散層（或いはガス拡散ギャップ）７Ａ、７Ｂセンシング部電極８Ａ、８Ｂ酸素ポンプ電極 11 内燃機関 13 エアフローメータ 17 排気通路 18 空燃比センサ 20 クランク角センサ 50 コントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の排気通路内の気体の空燃比を検出す
る空燃比センサと、機関の排気通路内の気体が所定空燃比となる状態を検出
する状態検出手段と、機関の排気通路内の気体が所定空燃比となる状態のとき
に、空燃比センサの出力を検出する出力検出手段と、前記出力検出手段により検出された出力に基づいて、空
燃比センサの出力を補正する出力補正手段と、を含んで構成したことを特徴とする空燃比センサの出力
補正装置。
【請求項２】前記出力補正手段が、前記出力検出手段に
より検出された出力と、予め定めた基準値と、を比較す
ることで、空燃比センサの出力を補正する手段であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の空燃比センサの出力補
正装置。
【請求項３】前記出力補正手段が、前記出力検出手段に
より検出された出力に基づく空燃比センサの出力補正処
理を、空燃比センサが検出する空燃比の大きさに応じて
変更する手段を含んで構成されたことを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の空燃比センサの出力補正装
置。
【請求項４】前記機関の排気通路内の気体が所定空燃比
となる状態が、燃料カット中であることを含むことを特
徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の空燃
比センサの出力補正装置。
【請求項５】前記機関の排気通路内の気体が所定空燃比
となる状態が、燃料カット開始から所定期間経過後であ
ることを特徴とする請求項４に記載の空燃比センサの出
力補正装置。
【請求項６】前記機関の排気通路内の気体が所定空燃比
となる状態が、機関停止中であることを含むことを特徴
とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の空燃比
センサの出力補正装置。
【請求項７】空燃比センサが活性化していないときに
は、空燃比センサの出力補正装置の作動を許可しないこ
とを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１つに記載
の空燃比センサの出力補正装置。
【請求項８】外気温度が所定温度より高いときには、空
燃比センサの出力補正装置の作動を許可しないことを特
徴とする請求項１〜請求項７の何れか１つに記載の空燃
比センサの出力補正装置。
【請求項９】高地判定されているときには、空燃比セン
サの出力補正装置の作動を許可しないことを特徴とする
請求項１〜請求項８の何れか１つに記載の空燃比センサ
の出力補正装置。
【請求項１０】前記出力補正手段が、該出力補正手段に
よる補正結果を更新記憶し、更新記憶された補正結果に
基づき空燃比センサの出力を補正する学習機能を含んで
構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れ
か１つに記載の空燃比センサの出力補正装置。