JPH1082760A

JPH1082760A - 空燃比制御方法

Info

Publication number: JPH1082760A
Application number: JP9168075A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakae; 誠中江; Isao Watabe; 勲渡部; Naoto Miwa; 直人三輪; Hiromi Sano; 博美佐野; Shinko Shibata; 真弘柴田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2017-06-09
Also published as: JP4051725B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度で確実に理論空燃比（λ＝１）の制御
を行なうことができる空燃比制御方法を提供すること。【解決手段】内燃機関に供給する燃料に対する空気の
割合（空燃比Ａ／Ｆ）を，空燃比センサを用いて，理論
空燃比（λ＝１）に制御する方法において，酸素イオン
伝導性の固体電解質体と，該固体電解質体上に設けられ
大気と接触させる第１電極及び内燃機関の排ガスと接触
させる第２電極とを有し，上記第１電極と第２電極との
間に所定の電圧を印加しておき，両電極間に発生する限
界電流値を検出する，１セルタイプの限界電流式空燃比
センサを用い，上記排ガス中の酸素濃度および未燃ガス
濃度に応じた限界電流値Ｉｐを検出し，Ｉｐ＝０となる
ように上記空燃比Ａ／Ｆを制御することにより，理論空
燃比（λ＝１）に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，自動車用内燃機関の空燃比Ａ／
Ｆを精度良く制御することができる空燃比制御方法に関
する。

【０００２】

【従来技術】図１０に示すごとく，ガソリンを燃料とす
る自動車用内燃機関の排ガスは，その中に含まれるＨＣ
（炭化水素），ＣＯ（一酸化炭素），ＮＯｘ（窒素酸化
物）を，同時に浄化することができる三元触媒を用いて
浄化されている。そして，この浄化は，同図に示すごと
く空燃比Ａ／Ｆが１４．５，つまり理論空燃比（λ＝
１）の近傍（Ｗ）において，最も効率良く行なわれる。
なお，図１０におけるＲＣＨは空燃比Ａ／Ｆがリッチ側
を，またＬＮは空燃比Ａ／Ｆがリーン（希薄側）を示し
ている。そこで，従来，上記空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比
（λ＝１）近くにおいて，制御するために，濃淡電池式
空燃比センサ，或いは２セル酸素ポンプ式空燃比センサ
が用いられている。

【０００３】

【解決しようとする課題】上記濃淡電池式空燃比センサ
は，図１１に示すごとく，酸素イオン伝導性の固体電解
質体８１と，基準ガスとしての大気を導入した大気室８
０とを有すると共に，上記固体電解質体８１の大気室８
０側に設けた第１電極８２と，内燃機関の排ガスと接触
する第２電極８３とを有する。なお，同図の符号８５は
大気室８０を形成するためのベース板である。

【０００４】また，上記第２電極８３の表面には，多孔
質の電極保護層８４が設けてある。この濃淡電池式空燃
比センサにおいては，排ガス中の酸素濃度と大気室８０
内の大気中の酸素濃度との濃度差により，上記第１電極
８２と第２電極８３との間に生ずる起電力（Ｖ）の変化
を検出する。

【０００５】そして，図１２に示すごとく，この起電力
は，理論空燃比（λ＝１）の近くにおいて急峻に変化す
る。そこで，これを検知し，空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比
（λ＝１）になるように，内燃機関に供給する燃料と空
気との割合を制御する。

【０００６】そして，この濃淡電池式空燃比センサによ
る空燃比制御方法は，理論空燃比（λ＝１）の１ポイン
トのみを検出し，制御する方式である。この濃淡電池式
センサは，上記１ポイント以外（例えばＡ／Ｆが１４．
０あるいは１５．０など）を検出するには不向きであ
る。即ち，刻々と変化する空燃比Ａ／Ｆ値を連続して検
出することができない。そのため，燃焼を正確に理論空
燃比で制御することができない。

【０００７】また，濃淡電池式空燃比センサは，理論空
燃比（λ＝１）に対応する，しきい値９４（図１２）を
設定することによって，理論空燃比（λ＝１）と考えら
れるポイントの基準を定めている。しかし，濃淡電池式
空燃比センサは，第１電極８２，第２電極８３の活性状
態や，電極保護層８４の拡散バラツキのため，出力の急
峻点が，図１２の曲線９１，９２，９３に示すごとく，
一定しておらず，急峻点が製品毎にバラツキを生じてい
る。そのため，センサ特性にバラツキを生じ，理論空燃
比（λ＝１）の検出ポイントがバラツキ，精確に理論空
燃比（λ＝１）を検出し，制御することが困難である。

【０００８】一方，上記２セル酸素ポンプ式空燃比セン
サは，図１３に示すごとく，ポンプセル７２０用の酸素
イオン伝導性の固体電解質体７２と測定ガス室７２６
と，濃淡電池セル７１０用の酸素イオン伝導性の固体電
解質体７１とベース板７３ａ，ｂとよりなる。そして，
上記ポンプセル７２０用固体電解質体７２には，排ガス
出入用の空孔７２５と，固体電解質体７２の両面に設け
た外側電極７２１，内側電極７２２とを有する。

【０００９】また，濃淡電池セル７１０用の固体電解質
体７１には，大気室７３０に面して第１電極７１１を，
上記測定ガス室７２６に面して第２電極７１２を有す
る。なお，側壁７８，７９も固体電解質体である。ま
た，電気絶縁体からなるベース板７３ａ，ｂにはヒータ
７３１を配設してある。そして，上記濃淡電池セル７１
０は，前記濃淡電池式空燃比センサと同様の作用を行な
う。一方，上記ポンプセル７２０は，測定ガス室７２６
内の酸素濃度が常に一定になるように，酸素イオン電流
を流すことにより酸素を固体電解質体７２内を介して出
入させる。

【００１０】そこで，２セル酸素ポンプ式空燃比センサ
を使用するに当たっては，上記濃淡電池セル７１０の出
力が例えば０．５ボルト（Ｖ）となるように，上記ポン
プセル７２０におけるポンプ電流を制御する。そして，
このポンプ電流の電流値を検出することによって，外側
電極７２１が接触している排ガス中の酸素濃度あるいは
未燃ガス濃度を検出し，その時点の空燃比Ａ／Ｆを検出
している。この２セル酸素ポンプ式空燃比センサにおい
ては，図１４に示すごとく，センサ出力電流（Ａ）が得
られる。

【００１１】しかしながら，この２セル酸素ポンプ式空
燃比センサにおいても，上記濃淡電池セル７１０は，上
記濃淡電池式空燃比センサと同様の構成を有しており，
本質的に濃淡電池式空燃比センサの作用を利用したもの
である。そのため，図１４に示すごとく，濃淡電池セル
７１０の部分の前記製品バラツキによって，ポンプセル
７２０の出力値にバラツキを生ずる。つまり，空燃比Ａ
／Ｆに対する出力値をプロットしたとき，理想的な出力
値は，図１４の曲線９５に示すごとく，理論空燃比（λ
＝１）において電流値ゼロを通ることが要求される。

【００１２】しかし，上記濃淡電池セル７１０における
バラツキによって，曲線９６，９７のごとく，理論空燃
比（λ＝１）において電流値ゼロを示さないものもあ
る。そのため，２セル酸素ポンプ式空燃比センサも，濃
淡電池式空燃比センサの場合と同様に，理論空燃比（λ
＝１）の正確な検出が困難であり，空燃比Ａ／Ｆの精確
な制御が困難である。

【００１３】なお，１セルタイプの限界電流式空燃比セ
ンサを利用する空燃比制御の方法としては，理論空燃比
（λ＝１）の制御ではなく，燃費の低減，ＮＯｘの低減
を目的として，リーン（稀薄）領域における内燃機関の
運転制御を行なう方法も提案されている（特開昭５８−
１５８５５３）。

【００１４】一方，近年は，特にアメリカ国カリフォル
ニア州における排ガス規制が，ＬＥＶ（ＨＣ０．０７５
ｇ／ｍｉｌｅ，ＮＯｘ０．２ｇ／ｍｉｌｅ），ＵＬＥＶ
（ＨＣ０．０４０ｇ／ｍｉｌｅ，ＮＯｘ０．２ｇ／ｍｉ
ｌｅ）と厳しくなり，三元触媒による排ガス浄化方法に
おける，理論空燃比（λ＝１）近傍の確実な制御が切望
されている。

【００１５】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，高精
度で確実に理論空燃比（λ＝１）の制御を行なうことが
できる空燃比制御方法を提供しようとするものである。

【００１６】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，内燃機関に供給
する燃料に対する空気の割合（空燃比Ａ／Ｆ）を，空燃
比センサを用いて，理論空燃比（λ＝１）に制御する方
法において，酸素イオン伝導性の固体電解質体と，該固
体電解質体上に設けられ，大気と接触させる第１電極及
び内燃機関の排ガスと接触させる第２電極とを有し，上
記第１電極と第２電極との間に所定の電圧を印加してお
き，両電極間に発生する限界電流値を検出する１セルタ
イプの限界電流式空燃比センサを用い，上記排ガス中の
酸素濃度或いは未燃ガス濃度に応じた限界電流値Ｉｐを
検出し，該限界電流値ＩｐがＩｐ＝０となるように上記
空燃比Ａ／Ｆを制御することにより，内燃機関の空燃比
Ａ／Ｆを理論空燃比（λ＝１）に制御することを特徴と
する空燃比制御方法にある。

【００１７】本発明において最も注目すべきことは，上
記１セルタイプの限界電流式空燃比センサを用いるこ
と，及び該限界電流式空燃比センサにより排ガス中の酸
素濃度あるいは未燃ガス濃度に応じた限界電流値Ｉｐを
検出し，該限界電流値ＩｐがＩｐ＝０となるように空燃
比Ａ／Ｆを制御して，内燃機関の燃焼状態を理論空燃比
（λ＝１）に制御することである。

【００１８】上記の理論空燃比（λ＝１）は，燃料とし
て，例えばガソリンを用いる場合には空燃比Ａ／Ｆ＝１
４．５である。理論空燃比（λ＝１）の具体的制御方法
は，実施形態例において説明する。

【００１９】次に，本発明の作用効果につき述べる。上
記限界電流式空燃比センサは，後述する図１に示すごと
く，理論空燃比（λ＝１）とセンサ出力電流，即ち限界
電流値Ｉｐとの関係を示す出力特性線１１が理論空燃比
（λ＝１）と限界電流値Ｉｐ＝０との交点Ａを通る。そ
して，この関係は，限界電流式空燃比センサの製品が異
なっても同じであり，同図に示すごとく，全ての出力特
性線１１，１２，１３は上記交点Ｐを通る。

【００２０】そして，これらの各出力特性線は，略リニ
アの関係にある。したがって図１に示すごとく，製品間
のバラツキが出力特性１１〜１３のように生じたときに
おいてもＩｐ＝０では確実に理論空燃比となる。それ
故，このようにして得られた限界電流値Ｉｐに対応し
て，燃料調整装置から内燃機関への燃料供給量を制御す
ることにより，理論空燃比の制御が正確かつ容易とな
る。

【００２１】即ち，例えば現時点の空燃比Ａ／Ｆが１５
の場合には，そのときの限界電流値Ｉｐを燃料調整装置
に送信して，その限界電流値Ｉｐに応じた分だけ多く燃
料調整装置より燃料を供給する。一方，空燃比Ａ／Ｆが
１４の場合には，上記と同様にして，限界電流値Ｉｐに
応じた分だけ燃料供給量を少なくする。これにより，内
燃機関に供給される燃料と空気が理論空燃比（λ＝１）
に制御される。それ故，排ガス浄化コンバータにおいて
は，最も効率的にＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを浄化することが
できる。

【００２２】したがって，本発明によれば，高精度で確
実に理論空燃比（λ＝１）の制御を行なうことができ
る，空燃比制御方法を提供することができる。

【００２３】また，限界電流式空燃比センサは，２セル
酸素ポンプ式空燃比センサのごとき測定ガス室（図１３
の符号７２６）を持たないため，応答性も良いので，三
元触媒が多少劣化しても，良好な排ガス浄化を得ること
ができる。

【００２４】次に，請求項２の発明のように，上記限界
電流式空燃比センサは，排ガス中の酸素濃度が７．５％
のときに，限界電流値Ｉｐが１０ｍＡ以上を出力するこ
とが好ましい。これにより，限界電流値の出力が大きく
なり，より正確な空燃比Ａ／Ｆ制御を行なうことができ
る。また，更に好ましくは，排ガス中の酸素濃度が７．
５％ときの限界電流値Ｉｐは１２ｍＡ以上である。な
お，上記の「排ガス中の酸素濃度が７．５％のとき」と
は，空燃比Ａ／Ｆが約２３（燃料としてガソリンを用い
たとき）の場合をいう。

【００２５】次に，請求項３の発明のように，上記１セ
ルタイプの限界電流式空燃比センサは，一端を閉塞し，
他端を開放したコップ状の素子を有してなる構造とする
こともできる。この場合には，熱応力の集中を防止し，
信頼性の向上を図ることができる。

【００２６】次に，請求項４の発明のように，上記１セ
ルタイプの限界電流式空燃比センサは，三元触媒を入れ
た排ガス浄化コンバータの下流側に設けることもでき
る。この場合には，三元触媒を通過したガスの空燃比状
態に応じた限界電流値Ｉｐを検出し，Ｉｐ＝０となるよ
うに空燃比を制御することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

実施形態例１本発明の実施形態例にかかる空燃比制御方法につき，図
１〜図４を用いて説明する。まず，最初にその要点を説
明すれば，内燃機関４に供給する燃料に対する空気の割
合（空燃比Ａ／Ｆ）を，空燃比センサ２を用いて，理論
空燃比（λ＝１）に制御する方法において，図３に示す
ごとき１セルタイプの限界電流式空燃比センサを用る。

【００２８】そして，図１に示すごとく，上記排ガス中
の酸素濃度あるいは未燃ガス濃度に応じた限界電流値Ｉ
ｐを検出し，該限界電流値ＩｐがＩｐ＝０となるように
上記空燃比Ａ／Ｆを制御することにより，内燃機関の空
燃比Ａ／Ｆを理論空燃比（λ＝１）に制御する。

【００２９】次に，これらにつき順次説明する。図１は
横軸に空燃比Ａ／Ｆ，縦軸に限界電流値Ｉｐをとって，
３種類の限界電流式空燃比センサの出力特性を示したも
のである。同図に知られるごとく，センサ出力の限界電
流値Ｉｐは，理論空燃比（λ＝１）を境として，その前
後においても略リニアで，滑らかな変化をしている。そ
して，前記従来例に示した濃淡電池式空燃比センサの場
合（図１１，図１２）のように，理論空燃比（λ＝１）
を境とする急峻な変化はない。また，２セルポンプ式空
燃比センサの場合（図１３，図１４）のように，製品毎
に理論空燃比のときのセンサ出力電流（＝０ｍＡ）が変
わってしまうということもない。

【００３０】それ故，理論空燃比（λ＝１）という制御
目標からの，空燃比Ａ／Ｆのズレ量を限界電流値Ｉｐに
よって正確に検出することができ，その限界電流値Ｉｐ
を，燃料調整装置に対して，フィードバックし，空燃比
Ａ／Ｆを速い応答性と高精度で制御することができる。
また，センサ出力は，安定した大気を基準としているの
で出力値も安定している。

【００３１】また，図２は，限界電流式空燃比センサに
おいて，第１電極と第２電極に印加する印加電圧と，各
空燃比Ａ／Ｆにおける電流値Ｉとの関係を示したもので
ある。同図より知られるごとく，各空燃比Ａ／Ｆにおけ
る電流値Ｉは，印加電圧がある範囲の場合には同じ値を
示しており，この値を限界電流値（Ｉｐ）と呼ぶ。その
ため，印加電圧が多少変動しても限界電流値Ｉｐの出力
値は同じに維持され，検出精度が高い。

【００３２】また，空燃比Ａ／Ｆ＝１４．５の場合に
は，限界電流値Ｉｐ＝０を示す。そのため，限界電流値
Ｉｐ＝０を基準とする空燃比Ａ／Ｆ制御も容易である。
なお，上記の図１は，図２における点線と各空燃比Ａ／
Ｆの限界電流値Ｉｐとの交点の値を，空燃比Ａ／Ｆと限
界電流値Ｉｐとの関係で示したものである。

【００３３】次に，本例にかかる限界電流式空燃比セン
サを図３に示す。本例の限界電流式空燃比センサ２は，
１セルタイプで，酸素イオン伝導性のコップ状の固体電
解質体２０と，その内側空洞２８内の大気と接触させる
第１電極２１及び内燃機関の排ガスと接触させる第２電
極２２とを有する。そして，第１電極２１と第２電極２
２との間に所定の電圧を印加しておき，第１電極２１と
第２電極２２との間に発生する限界電流値を検出するも
のである。なお，同図において，大気側の第１電極２１
は，固体電解質体２０の開口端の端子部２１０まで電気
的に接続されている。また，第２電極２２は，リード部
２２１を介して端子部２２０まで電気的に接続されてい
る。

【００３４】また，第２電極２２は，限界電流値を発生
させるセンサ部２５の部分のみ環状に，固体電解質体２
０に直接設けてあるが，その他の部分は電気絶縁層３１
を介して固体電解質体との間が絶縁してある。また，第
２電極２２の表面には，多孔質の拡散抵抗層２３が設け
てある。なお，本例においては，上記固体電解質体２０
としてはＺｒＯ₂−Ｙ₂Ｏ₃材料を，第１電極，第２電
極はＰｔメッキを用いた。また，センサ部２５の幅は約
５ｍｍとした。

【００３５】次に，本例の空燃比制御方法のシステム概
要を，図４により説明する。まず，自動車の内燃機関４
に対しては，その上流側に吸気管４１が，一方内燃機関
４の下流側には排気管を介して，三元触媒入りの排ガス
浄化コンバータ４４が設けられている。更に，排ガスコ
ンバータ４４の下流にはマフラー（図示略）に接続した
排出パイプ４５が設けてある。

【００３６】そして，上記吸気管４１には燃料調整装置
４６が配設されている。また，上記排気管４２には，上
記限界電流式空燃比センサ２が配設され，このセンサか
らの出力は空燃比制御装置４５に電気的に接続されてい
る。また，該空燃比制御装置４５は，上記燃料調整装置
４６に電気的に接続されている。

【００３７】空燃比制御に当たっては，まず吸気管４１
において，燃料調整装置４６からの燃料と外気からの空
気が混合され，その混合気が内燃機関４に供給され，運
転される。また，その排ガスは排ガス浄化コンバータ４
４に入り，その中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘが浄化される。
その間，上記限界電流式空燃比センサ２においては，内
燃機関４から排出された排ガス中の酸素濃度あるいは未
燃ガス濃度に相当する限界電流値Ｉｐを検出し，その限
界電流値Ｉｐは常時空燃比Ａ／Ｆ制御装置４５に送られ
ている。

【００３８】そして，上記限界電流値Ｉｐが，図１に示
すごとく，例えば空燃比Ａ／Ｆ１５を示す値を検出した
際には，その限界電流値Ｉｐに応じて空燃比Ａ／Ｆ制御
装置４５が作動して，上記燃料調整装置４６における燃
料供給量を多くしていく。すると，排ガス中の酸素濃度
が徐々に減少し，限界電流式空燃比センサにおける限界
電流値Ｉｐが０となり，理論空燃比（λ＝１）に制御さ
れる。

【００３９】逆に空燃比Ａ／Ｆが１４の場合には，これ
に応じた限界電流値Ｉｐが得られるので，空燃比Ａ／Ｆ
制御装置４５により燃料調整装置４６における燃料供給
量を少なくしていき，同様にして理論空燃比（λ＝１）
に制御する。上記より知られるごとく，本例の空燃比制
御方法によれば高精度で，確実に，理論空燃比（λ＝
１）の制御を行なうことができる。

【００４０】また，実施形態例１における１セルタイプ
の限界電流式空燃比センサは，一端を閉塞し，他端を開
放したコップ状の素子を用いている。そのため，活性化
時間の短縮を図り，ヒータ温度を急激に上昇させても図
１１に示すような板状素子と比較して，熱応力が集中す
ることがないため，高信頼性を確保できる。そのため，
より安定した空燃比制御を行なうことができる。

【００４１】実施形態例２本例においては，上記実施形態例１に示したコップ型の
限界電流式空燃比センサ（図３）を用い図５に示すごと
く，その多孔質の拡散抵抗層２３の厚さ（μｍ）と，応
答時間（ｍｓ）との関係を測定した。また，上記拡散抵
抗層は，スピネル粉末をプラズマ溶射することにより構
成した。そして，拡散抵抗層のポロシティ（細孔容積ｃ
ｃ／ｇ）を種々に変えて，上記測定を行なった。

【００４２】本発明の限界電流式空燃比センサにおい
て，応答時間を２００ｍｓ（ミリ秒）以下とするために
は，ポロシティは０．００５〜０．０２０ｃｃ／ｇとす
ることが良いことが分かる。なお，０．０２０ｃｃ／ｇ
よりも大きくなると拡散抵抗層としての働きが不十分に
なり，限界電流のフラット性が損なわれるおそれがあ
る。また，拡散抵抗層２３の厚さは１００〜１０００μ
ｍとすることが好ましい。１００μｍ未満では，電極保
護層として役立ち難く，一方１０００μｍを越えると耐
熱衝撃性が低下するおそれがある。

【００４３】実施形態例３本例においては，図６〜図９に示すごとく，実施形態例
１に示した限界電流式空燃比センサの特性を示してい
る。まず，図６には電極面積（ｍｍ²）と素子抵抗
（Ω）との関係を測定し，固体電解質体の厚さ（ｍｍ）
をパラメータとして図６にプロットした。

【００４４】また，図７〜図８は，限界電流式空燃比セ
ンサの出力電流安定化の様相を示している。そして，図
７は，電極面積（ｍｍ²）と限界電流値との関係を示し
ている。図８は，限界電流式空燃比センサにおける印加
電圧と限界電流値との関係を示し，電極面積が小さい場
合Ｂは限界電流値が小さく，一方電極面積が大きい場合
Ａは限界電流値も大きくなることを示している。

【００４５】また，図９は，電極面積小の場合Ｂと，大
の場合Ａとにおける，空燃比Ａ／Ｆと限界電流値Ｉｐの
関係を示している。これらより，本発明の限界電流式空
燃比センサにおいては，電極面積（ｍｍ²）は，２０〜
１００ｍｍ²とすることが好ましいことが分かる。２０
ｍｍ²未満では素子抵抗が大きく，限界電流値Ｉｐの出
力が低く（図６〜図９），一方１００ｍｍ²を越える
と，内燃機関始動後固体電解質体が活性化するまでの時
間が長くなるおそれがある。

【００４６】また，固体電解質体の厚みは０．２〜１ｍ
ｍが好ましいことが分かる。０．２ｍｍ未満では，強度
に限界があり，一方１．０ｍｍを越えると素子内部抵抗
の増大の問題が生ずるおそれがある（図６）。

【００４７】また，本発明においては，１セルタイプの
限界電流式空燃比センサを，三元触媒の下流側に設けて
もよい。この場合には，排ガスの浄化を行なう三元触媒
を通過したガスの空燃比状態に応じた限界電流値Ｉｐを
検出し，Ｉｐ＝０となるように空燃比を制御することが
できる。

【００４８】また，これにより，このＩｐ＝０であるλ
＝１の１ポイントを正確に検出することができるので，
三元触媒の浄化能力の高い範囲に相当する空燃比制御を
行なうことができ，エミッションの更なる向上に結び付
けることができる。また，触媒自体の劣化により，三元
触媒の浄化能力の高い範囲がわずかに変化したような場
合であっても，このわずかな変化に対応した出力を行な
うことができ，エミッションの悪化を制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１にかかる，限界電流式空燃比セン
サにおける空燃比Ａ／Ｆと限界電流値Ｉｐとの関係を示
す線図。

【図２】実施形態例１にかかる，限界電流式空燃比セン
サにおける印加電圧と電流値Ｉとの関係を示す線図。

【図３】実施形態例１にかかる限界電流式空燃比センサ
の断面説明図。

【図４】実施形態例１における空燃比制御方法のシステ
ム図。

【図５】実施形態例２にかかる，限界電流式空燃比セン
サにおける拡散抵抗層厚さと応答時間との関係を示す線
図。

【図６】実施形態例２にかかる，限界電流式空燃比セン
サにおける電極面積と素子抵抗との関係を示す線図。

【図７】実施形態例２にかかる，限界電流式空燃比セン
サにおける電極面積と限界電流値Ｉｐとの関係を示す線
図。

【図８】実施形態例２にかかる，限界電流式空燃比セン
サにおける印加電圧と電流値Ｉとの関係を示す線図。

【図９】実施形態例２にかかる，限界電流式空燃比セン
サにおける空燃比Ａ／Ｆと限界電流値Ｉｐとの関係を示
す線図。

【図１０】従来例に示した，三元触媒による排ガス浄化
率の特性図。

【図１１】従来例に示した，濃淡電池式空燃比センサの
説明図。

【図１２】従来例に示した，濃淡電池式空燃比センサの
出力特性図。

【図１３】従来例に示した，２セル酸素ポンプ式空燃比
センサの説明図。

【図１４】従来例に示した，２セル酸素ポンプ式空燃比
センサの出力特性図。

【符号の説明】

２．．．限界電流式空燃比センサ，２０．．．固体電解質体，２１．．．第１電極，２２．．．第２電極，２３．．．拡散抵抗層，２５．．．センサ部，４４．．．排ガスコンバータ，４６．．．燃料調整装置，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野博美愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者柴田真弘愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関に供給する燃料に対する空気の
割合（空燃比Ａ／Ｆ）を，空燃比センサを用いて，理論
空燃比（λ＝１）に制御する方法において，酸素イオン
伝導性の固体電解質体と，該固体電解質体上に設けら
れ，大気と接触させる第１電極及び内燃機関の排ガスと
接触させる第２電極とを有し，上記第１電極と第２電極
との間に所定の電圧を印加しておき，両電極間に発生す
る限界電流値を検出する１セルタイプの限界電流式空燃
比センサを用い，上記排ガス中の酸素濃度或いは未燃ガ
ス濃度に応じた限界電流値Ｉｐを検出し，該限界電流値
ＩｐがＩｐ＝０となるように上記空燃比Ａ／Ｆを制御す
ることにより，内燃機関の空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比
（λ＝１）に制御することを特徴とする空燃比制御方
法。
【請求項２】請求項１において，上記限界電流式空燃
比センサは，排ガス中の酸素濃度が７．５％のときに，
限界電流値Ｉｐが１０ｍＡ以上を出力することを特徴と
する空燃比制御方法。
【請求項３】請求項１又は２において，上記１セルタ
イプの限界電流式空燃比センサは，一端を閉塞し，他端
を開放したコップ状の素子を有してなることを特徴とす
る空燃比制御方法。
【請求項４】請求項１又は２において，上記１セルタ
イプの限界電流式空燃比センサは，三元触媒を入れた排
ガス浄化コンバータの下流側に設けることを特徴とする
空燃比制御方法。