JPS60219547A - 酸素濃度検出装置 - 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】 皮直欽乱 この発明は、空気と燃料との混合気の燃焼による排気カ
ス等の被測定カスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出装
置に関し、特に内燃機関の吸入混合気の空燃比を検出す
るのに適した酸素濃度検出装置に関する。

腫来技術 一般に、内燃機関においては、吸入混合気の空燃比を高
精度に目標値に制御するために、空燃比と相関関係をも
つＭ１゛気カス中の酸素濃度を酸素センサで検出し、こ
の検出結果に応じて燃料供給量をフィードバック制御す
るようにしている。

従来、このような空燃比制御装置として、例えば特開昭
５８−５７０５０号公報に記載されているようなものが
ある。

まず、このような空燃比制御装置で使用している酸素セ
ンサについて第１図を参照して説明する。

この酸素センサ１は、酸素濃度に応じて起電力を発生す
る一種の′ａ淡主電池原理を応用したものであり、縦断
面形状か略Ｕ字状の円筒状の酸素イオン伝導性の固体電
解質２の内周面及び外周面に、夫々白金を主成分とする
内側電極６及び外側電極４を形成して、その外側電極４
をガスの流入、拡散を制限する多孔質セラミック層５に
よって被覆してものである。

そして、この酸素センサ１によって排気カス中の酸素濃
度を検出する場合には、その内部に大気を導入すると共
に、その外周面を被測定カスである排気カスに晒し、内
側電極３と外側電極４との間に電源６によって定電圧を
印加し、この閉回路に流れる電流ｌを電流計７で検出す
る。

この場合、酸素センサ１の外側電極４が多孔質セラミッ
ク層５で被覆されているので、固体電解質２には排気カ
ス中の酸素濃度に応じた限界電流■が流汎る。

この限界電流工は、第２図に示すように排気カス中の酸
素濃度、すなわち空燃比に比例した値となるので、この
限界電流■を検出することによって理論空燃比からリー
ン域の空燃比を検出てきる。

ところで、この場合酸素センサは常時高温の排気カス雰
囲気に晒されているので、排気カス中の微粒子の１４着
や熱衝撃等によって徐々に劣化して、その出力特性が変
化してしまう。

そのため、酸素センサの出力をそのまま使って空燃比の
フィードバック制御を行なうと、時が経つにつれて制御
誤差が漸増して、精度の良い制御ができなくなる。

なお、空燃比フィードバック制御における制御誤差の問
題は、上記のような酸素センサの経時的劣化ばかりでな
く、センサ個体間の特性のばらつきによっても生じる。

そこで、上記した公報に記載の空燃比制御装置において
は、酸素センサが晒される被測定カス雰囲気が大気状態
になったか否かを判別して、人気状態になったときに酸
素センサの出力と酸素濃度との対応関係を較正するよう
にしている。

このように、従来の酸素濃度検出装置にあっては、酸素
センサの電極に一定電圧（固定値）を印加したまま、被
ａ＋す定カスが人気状態になったときの出力電流値によ
って酸素センサの普段の出力電流値を較正している。

しかしながら、このようにして一定の電圧を印加したま
ま較正するのでは、第２図から分るように、大気状態に
なったときには通常のリーン空燃比（Ａ／Ｆ＝１６〜２
４）のとき（以下［常用測定時Ｊと称す）の２〜４倍も
の大きな電流が酸素センサに流社るため、酸素センサの
各電極や固体電解質の劣化が激しくなり、耐久性が悪化
するという問題がある。

一目−−−−的 この発明はＬ記の点に鑑みてなさ牡たものであり、酸素
センサの耐久性の悪化を伴なうことなく、高精度に酸素
濃度を検出できるようにすることを目的とする。

且−國 そのため、この発明による酸素濃度検出装置は、被測定
カスがカスの拡散を制限する手段を介して導入されるカ
ス導入部と、このカス導入部の酸、＋；分圧と被８１１
定カス等の所定のカスの酸素分圧との比を検出する酸素
分圧比検出部と、供給さ４Ｌる電流致に応じてｎ；Ｉ記
カス導入部の酸素分圧を制御する酸素分圧制御部とによ
って酸素センサを構成し、この酸素センサの酸素分圧比
検出部の出力が予め設定した目標値と一致するように酸
素分圧制御部に電流を供給して、その電流値を酸素濃度
検出出力として検出すると共に、被測定カスか大気状態
になったか否かを検出して、被測定カスが大気状態にな
ったときの電流値に応してｙｅｔ用ａｌｌ定時の゛電流
値を補正することにより、高精度に酸素濃度を検出でき
るようにする。

それと共に、被８１１定カスが人気状態になったとき、
すなわち較正時には前記目標値を切換えて酸素分圧制御
部に供給する電流か常用ｄ１す定時の１１！、流値と略
同レベルｔ；なるようにして過大な電流か流れることを
防止するようにしたものである。

実施例− 以下、この発明の実施例を添付図面の第６図以降を参照
して説明する。なお、実施例では内燃機関の排気カスの
酸素濃度を検出する例について述べる。

第６図は、この発明で使用する酸素センサの一例を示す
縦断面図である。

この酸素センサ１１は、平板状の酸素イオン伝導性の第
１の固体電解質１２上に厚さＬ（Ｌ＝０゜１　ｍ　ｍ程
度）のスペーサ板１３を介して平板状の第２の固体電解
質１４を積層して、これ等の第１の固体型Ｍ質１２．ス
ペーサ仮１３及び第２の固体電解質１４によって、排気
ガス等の被測定ガスが導入されるガスの拡散を制限する
手段を兼ねた隙間であるカス導入部１５を形成している
。

また、その第２の固体電解質１４上には、スペーサ板１
６を介して第１．第２の固体電解質１２゜１４の活性を
保つために、これ等を加熱するヒータ１７を埋設したア
ルミナ基板１８を積層しである。

そして、第１の固体電解質１２の両面に、被測宇カスに
直接晒されるセンサアノード２０及びガス導入部１５の
カスに晒されるセンサカッ−１〜２１を対向して設しり
、これ等のセンサア／　−１−２０とセンサカソード２
１の間の酸素分圧比、すなわち所定のカスである被測定
カス（排気カス９とカス導入部１５のカスとの間の酸素
分圧比に応じた電圧を出力する酸素分圧比検出部（以下
［センサセルＳＣＪと称す）を構成している。。

また、第２の固体電解質１４の両面に、カス導入部１５
のカスに晒されるポンプカッ−１−２２及び被測定カス
にそのまま晒されるポンプアノ−１〜２３を対向して設
け、こオし等のポンプカッ−１〜２２とポンプアノ−１
・２３との間に供給される電流量に応じてカス導入部１
５の酸素分圧を制御する酸素分圧制御部（以下［ポンプ
セルＰＣＪ　と称す）を構成している。

なお、ヒータ１７にはリート線２４．２５を、センサア
ノード２０．センサカソード２１には夫々リート線２６
．２７を、ポンプカッ−１〜２２．ボンブア′°ノート
２３には夫々リート線２８．２９を接続しである。

また、第１．第２の固体電解質１２．１４としては、例
えば　ＺｒＯ２、Ｈｒ０２　ｒ　Ｔｈ０２　＋Ｂ！２０
３等の酸化物にＣ２０，ＭｇＯ，Ｙ２Ｏ２。

ＶＢ、０３等を固溶させた焼結体を用い、各電極２０〜
２４は白金又は金を主成分とする。

なお、この酸素センサ１１は内燃機関の排気管に設置さ
れる。

第４図は、この酸素センサを使用した酸素濃度検出回路
である空燃比検出回路の一例を示すブロック回路図であ
る。

この空燃比検出回路６０において、差動アンプ３１は、
＃Ｊ！素センサ１１のセンサセルＳＣのセンサカソード
２１に対するセンサアノード２０の電位Ｖｓと、後述す
る目標値設定回路６６からの目標値である目標電圧Ｖａ
との差（Ｖｓ−Ｖａ）を検出して、その差電圧Δ■を出
力する。

ポンプ電流供給回路３２は、差動アンプ３１からの差電
圧ΔＶに応じた大きさのポンプ電流ｒｐを酸素センサ１
１のポンプセルＰＣのポンプアノード２３に供給して、
差動アンプ３１からの差電圧Δ■がΔＶ　＝　０　（Ｖ
　ｓ　＝　Ｖ　ａ　）　ニなル、、ｉ　ウニ制御する。

つまり、こオを等の差動アンプ３１及びポンプ電流供給
回路３２によって電流供給手段を構成している。

そして、このポンプ電流供給回路３２からポンプアノー
ド２３に供給されるポンプ電流ＩＰを抵抗３３で電圧に
変換し、この抵抗３３の両端間電圧を差動アンプ３４で
検出して検出出力Ｖｉとして出力する。

つまり、これ等の抵抗３３及び差動アンプ３４によって
電流検出手段を構成している。

フューエルカッ１〜判定回路３５は１例えは機関のスロ
ットルスイッチのオン・オフ、機関回転数。

車速等によってフューエルカッ１−か否かを判定して、
フューエルカットの条件が満足さｉしたときにローレベ
ル′Ｌ′になり、フューエルカットの条件が満足さオし
ていないときにハイレベル゛Ｉ］″になるフューエルカ
ット信号ＦＣを出力する。

目標値設定回路３６は、電圧子Ｖｃを分圧して第１の目
標電圧Ｖ　ａ　１及び第２の目標電圧Ｖ　ａ　２（Ｖ　
ａ　＋　＞Ｖ　ａ　２　）を出力する抵抗３７，３８゜
３９からなる分圧回路と、フューエルカット判定回路３
５からのフューエルカッ１−信号ＦＣに応じてその分圧
回路からの第１．第２の目標電圧ＶａＩ、Ｖａ２を選択
して目標電圧Ｖａとして差動アンプ３１に出力するスイ
ッチ回路４０とによって構成しである。

なお、このスイッチ回路４０は、フューエルカッ１〜判
定回路６５からのフューエルカット信号ＦＣがローレベ
ル゛Ｌ”のとき端子す側に切換わって第２の目標電圧Ｖ
　ａ　２を選択し、フューエルカット信号ＦＣがハイレ
ベル”　Ｈ”のときに端子ａ側に切換わって第１の目ｅ
！！電圧Ｖａｌ　を選択する。

サンプル信号発生器４１は、フューエルカット判定回路
３５からのフューエルカット信号ＦＣがローレベル゛Ｌ
′′になった時から予め定めた所定時間ΔＴが経過した
時にハイレベル′Ｈ″になり、フューエルカット信号Ｆ
Ｃがハイレベル”　Ｈ”になった時にローレベル　Ｌ　
になるサンプルイ、１じＳａを出力する。

なお、フューエルカット（信号Ｆ　Ｃかローレベル”　
Ｌ　”になった時から予め定めた所定時間Δ１゛か経過
した時にサンプル信号Ｓａか１−Ｉ′になるようにして
いるのは、フューエルカッ１へ状態になっても直ちに排
気カスか大気状態にならないので、大気状態になるまで
次に述へるサンプルホール１へ回路４２が差動アンプ３
４からの検出出力Ｖｉのサンブリンクを行なわないよう
にするためである。。

つまり、このサンプル信号発生Ｈｆｙ４１及び前述した
フューエルカット判定回路３５によって人気状態判定手
段を構成している。

サンプルホールド回路４２は、サンプル（ａ号発生器４
１からのサンプル信号Ｓａかハイレヘル゛Ｌ′　のとき
に、差動アンプ３４からの検出出力Ｖｉをサンプルボー
ルドして、、Ｍ＋ｉ（Ｑ出力ＶＯとして出力する。

除算器４３は、差動アンプ３４からの検出出力Ｖｉ及び
サンプルホールド回路４２からの基７＜１１出力ＶＯを
入力し、　Ｖ　ｉ　／　Ｖ　Ｏの除算をして、この除算
結果を検出出力ＶＮとして出力する。

つまり、こ」し等のサンプルホールド回路４１及び除算
器４２によって補正手段を構成している。

次に、このように構成したこの実施例の作用について説
明する。

ます、空燃比検出回路３０は、前述したように酸素セン
サ１１のセンサセルＳＣのセンサカッ−１く２１とセン
サアノード２０との間の電位Ｖｓが目標電圧Ｖａになる
ように、ポンプセルＰＣのホンブアノート２３にポンプ
電流Ｉｐを供給している。

つまり、被測定カス、例えば排気カス中の酸素分圧をＰ
Ｘ、カス導入部１５の酸素分圧をｐｙとすると、センサ
セルＳＣの出力、すなわちセンサアノード２０とセンサ
カソード２１との間の電位Ｖｓは、公知のネルンストの
式から分るように、Ｖｓ＝　（ＲＴ／４Ｆ）　・ｐｎ　
（Ｐｘ／Ｐｙ）となる。

そこで、この電位Ｖｓが一定、すなわち排気カスの酸素
分圧Ｐｘとカス導入部１５の酸素分圧ｐｙとの比（Ｐ　
ｘ　／　Ｐ　ｙ　）が一定になるよ二）に、ポンプセル
ＰＣのポンプアノ−１−２３にポンプ電流１ｐを供給し
て、カス導入部１５とｔＪｌ気カス雰囲気との間で酸素
イオンを移動させて、カス導入部１５の酸素分圧Ｐ　ｙ
を制御している。

この場合、カス導入部１５に入ってくる０２の量Ｑは、
このカス導入部１５の拡散係数をＤとすると、 Ｑ＝Ｄ　（Ｐｘ−Ｐｙ） となり、この酸素分圧比（Ｐｘ／Ｐｙ）”一定となるよ
うにポンプ電流１ｐによって酸素イオンを移動させるの
で。

ｐ−Ｑ Ｉ　ｐ＝に＋　（Ｐｘ−Ｐｙ）　Ｋ１＝定数となり、ポ
ンプ電流Ｉｐの値ひいては差動アンプ３４から出力さＪ
Ｌる検出出力Ｖｉの値は、損気カスの酸素分圧（酸素濃
度）Ｐｘに比例した値となる。

そして、空燃比検出回路３０のフユーエルカツト判定回
路６５は、第５図に示すようにフューエルカット条件か
満足さ１していないとき（例えば時点ｔ１以前）には、
フューエルカット信号ＦＣをト１′　にしているので、
目標値設定回路３６からはそのスイッチ回路４０か端子
ａ側に切換ねって目標電圧Ｖａとして第１の目標電圧Ｖ
ａｌ　を差動アンプ３１に出力している。

したかつて、このときには、第１の目標電圧Ｖ　ａ　１
に応じて排気カス中の酸素濃度に応した検出出力Ｖｉか
出力される。

そして、空燃比検出回路３０のフューエルカット判定回
路３５は、第５図に示すようにフューエルカットの条件
が満足された時点ｔ１でフューエルカッ１〜信号ＦＣを
　Ｌ′にするので、目標値設定回路３６のスイッチ回路
４０が端子す側に切換わって第２の目標電圧Ｖａ２が目
標電圧Ｖａとして差動アンプ３４に出力される。

それと共に、フューエルカット判定回路６５からのフュ
ーエルカット信号ＦＣがＬ”になった第５図の時点ｔ１
から一定時間へＴが経過した、つまり１」１気カスか人
気状態になった後の時点［，２で、サンプル信号発生器
４１か同図（ロ）に示すようにサンプル信号Ｓａを　１
４′にする。

それによって、サンプルホールド回路４２かその時、す
なわち排気カスが大気状態の時の差１すｊアンプ３４か
らの検出出力Ｖｉを基準出力ＶＯとしてサンプルホール
ドする。

そして、フューエルカット判定回路３５は、ｉ′Ｉｊ度
フューエルカッ１〜条件が満足されなくなった第５図の
時点ｔ３でフューエルカッ１〜信号ＦＣを用ドにするの
で、目標値設定回路３６から第１の目標電圧Ｖ　ａ　１
が目標電圧Ｖ　ａとして差動アンプ３４に出力される。

それによって、除算器４３は、差動アンプろ４からの検
出出力Ｖｉを排気カスか大気状ｊＭのときの検出出力ｖ
１である基準出力ＶＯて除した結果（Ｖ　ｉ　／　Ｖｏ
　）を検出出力ＶＮとして出力することになる。

ところで、目標値設定回路３６からのＩ」標電圧Ｖａが
第１の目標電圧Ｖ　ａ　Ｈのときに差動アンプ３４から
出力される検出出力Ｖｉは、酸素センサ１１の特性に応
じて例えば第６図に実線Ｉ　（センサＡ）、実線ＩＩ　
（センサＢ）で示すようになる。

また、目標値設定回路３６からの目標電圧Ｖａか第２の
目標電圧Ｖａ２　（Ｖｏ２　＜Ｖａｌ　）のときに差動
アンプ３４がら出力される検出出力ｖ１は１例えば第６
図に破線！’　（センサＡ）、破線１１′（センサＢ）
で示すようになる。

なお、ここでセンサＡ、Ｂは、異なる酸素センサ１１．
あるいは同一の酸素センサ１１であっても長時間の使用
により特性の変化した酸素センサ１１を意味する。

この第６図から分るように、第１の目標電圧Ｖ　ａ　１
のときのセンサＡ、Ｂの検出出力Ｖｉの（Ｃきの比、例
えば大気状態のときの出力Ｖ、、Ｖ２の比（Ｖｌ　／Ｖ
２　）と、第２の目標電圧ｖａ２のときのセンサＡ、Ｂ
の検出出力Ｖｉの傾きの比１例えば大気状態のときの出
力Ｖ３．Ｖ４の比（■３／Ｖ４）とは略同じになる。

そして、この酸素濃度検出装置においては、前述したよ
うに排気カスか大気状態のときの検出出力Ｖ１を基準出
力■。とじてサンプルホールドして、常用測定時の検出
出力Ｖｉを基（ｊｆ３出力Ｖ。Ｃ除して検出出力ＶＮと
する。

したがって、例えは第６図の例では、センサ、へについ
ては、第２の目標電圧Ｖａ２のときで且つ排気カスか大
気状態のときの検出出力■３が基１（１１出力Ｖ□とし
てサンプルホールドさＪし、（Ｖｉ／Ｖ３）が検出出力
ＶＮとして出力される。

また、センサＢについては、第２の目標電圧Ｖ　ａ　２
のときで且つ排気カスか大気状態のときの検出出力Ｖ４
が基準出力Ｖｏとしてサンプルボールドさ、ｂ、（Ｖｉ
／Ｖ、＋）が検出出力ＶＮとして出力される。

そＪしによって、センサＡ、Ｂの検出出力ＶＮは。

第７図に実線、一点鎖線で示すように略同じになる。

このように１個々の酸素センサ毎の特性の相違、あるい
は同一の酸素センサの経時的変化による特性の相違にか
かオ〕らす、略同−の検出出力を得ることかできる。

ところで、この酸素濃度検出装置においては、検出出力
較正用の基準出力Ｖｏを得るために排気カスが大気状態
になったときには、目標電圧Ｖａを常用測定時の第１の
目標電圧Ｖａｌよりも低い第２の目標電圧Ｖ　ａ　２に
設定している。

それによって、第６図から分るように、較正時に酸素セ
ンサ１１に供給するポンプ電流ＩＰの値は、第１の目標
電圧Ｖ　ａ　Ｈに設定して初気カスが大気状態になった
ときの値（Ｖ、、Ｖ２に対応する電流値）に比べて数分
の−になり、常用測定時と同程度の電流値になる。

つまり、較正時においても酸素センサ１１のポンプセル
ＰＣに過大なポンプ電流が供給さオＬないので、ポンプ
セルＰＣの電接及び固体電解質の劣化を防止することが
でき、耐久性か向上する。

また、第６図から分るように、すべての条件に亘ってポ
ンプ電流Ｉｐ（−Ｖｔ）の最大値が数分の−になるので
、実質的に検出出力Ｖｉの検出精度か向上する。

さらに、ポンプ電流１ｐの最大値（大気状態のときの値
）か小さくなることによって、ポンプ電流供給部の電流
供給能力か小さく°Ｃすみ、例えは電流制御用の１〜ラ
ンシスタとして小容量のものを使用できるので、コスト
も廉価になる。

第８図は、この発明による酸素濃度検出装置を電子制御
燃料噴射装置（ＥＧＩ）によって燃料を供給する内燃機
関に使用した例を示すブロック構Ｊ戊図である。

先ず、ＥＧＩによる燃料供給系における基本噴射量算出
部５１は、吸入空気流ｆｆ１Ｑとエンジン回転数Ｎによ
り１回転ごとの燃料の基本噴射量Ｔｐを３１算する。

各種増量補正部５２は、エンジン冷却水温Ｔ　ｗ　。

スロットルスイッチのオン・オフ（ｆ１号等により、基
本噴射量ＴＰに各種増量補−正（水温増量補正。

始動及び始動後増量補正、アイドル後増凰補正。

混合比増量補正等）を行ない補正噴射量Ｔ１とする。

フューエルカット補正部５３は、前述したフューエルカ
ット判定回路３５からのフューエルカッ１−（ａ号ＦＣ
が入力されたときに、フューエルカットのために補正噴
射Ｊｊｔ　Ｔ　＋にフューエルカット係数乗じて補正噴
射量Ｔ２をセロにする。

空燃比補正部５４は、後述する空燃比補正係数決定部６
１からの空燃比補正係数αを補正噴射量Ｔ２に乗して補
正噴射ｍＴ　３として出力する。

バッテリ電圧補正部５５は、バッテリ電圧ＶＢに応じて
補正噴射量Ｔ３を補正して燃料噴射量に応じたパルス幅
のパルス信号Ｔｉを出力する。

そＪしによって、パワートランジスタ５６がインジェク
タ５７を駆動してパルス信号Ｔｉのパルス幅に応じた時
間だけ燃料を噴射させる。

このインジェクタ５７によって噴射された燃料（例えば
カッリン）が吸入空気と混合さオし、その混合気がエン
ジンの気筒内に供給されて燃焼する。

次に、空燃比のフィードバック制御系にかかわる部分に
ついて説明する。

ます、＠述したようにエンジン排気管内に取付けた酸素
センサ（空燃比センサ）１１及び空燃比検出回路３０か
らなる酸素濃度検出装置５８によって、理論空燃比から
リーン域の範囲ｉ；亘る空燃比が連続的に検出され２そ
の空燃比検出回路６０は各時点の空燃比（Ａ／Ｆ）を示
す電圧（３号（検出出力）ＶＮを出力する。

目標値決定部５日は、制御目標空燃比を空燃比検出回路
３０からの電圧信号ＶＮに相当する値として目標値ＴＬ
を決定する。

差動アンプ６０は、この目標値決定部５日からの目標値
ＴＬと空燃比検出回路３０から人力する実際の空燃比の
検出値である電圧信号ＶＮとの偏差Ａ　Ｖ　Ｎ　（Ａ　
Ｖ　Ｎ　＝　Ｖ　Ｎ　−’ｒＬ　）を検出して出力する
。

空燃比補正係数決定部６１は、差動アンプ５Ｓで検出さ
れた偏差ΔＶＮを、予め定めた積分係数で積分処理して
空燃比補正係数αを決定し、この空燃比補正係数αを空
燃比フィードバック？＋ｌｉ正部５４へ出力する。

それによって、前述のように空燃比フィードバック補正
部５４がこの空燃比補正係数αを予め決定さＪしていた
燃料供給量に相当する補正噴射量１゛２に乗じて燃料供
給量を補正し、空燃比が目標空燃比にフィードバック制
御される。

そして、この場合、酸素濃度検出装置５８から出力され
る検出出力ＶＮは、酸素センサの個体間の特性のばらつ
き及び酸素センサの経時的劣化にかかわらす略同−特性
であるので、高精度に空燃比のブイ−１ヘハツク制御を
行なうことができる。

なお、上記実施例においては、所定のガスとして被測定
カスそのものを使用する酸素センサについて述へたが、
これに限るものではなく１例えば人気を使用するもので
あってもよい。

また、上記実施例では、カスの拡散を制限する手段を隙
間として形成した酸素センサについて述べてたか、他に
も小孔、多孔質体等を使用することもできる。

さらに、」１記実施例では、理論空燃比からり一ン空燃
比域を検出する例について述べたが、例えばリッチ域か
らリーン域までの広範囲の空燃比を連続的に検出するも
のについても同様に実施できる。

さらにまた、上記実施例においては、この発明を車両用
内燃機関の排気カス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検
出装置に実施した例について述へたが、これに限るもの
ではない。

例えは定置用プラン１−用、産業用、船舶用等の各種内
燃機関の空燃比の検出、あるいは溶鉱炉等における燃焼
カスの空燃比の検出、また酸Ｍ濃度それ自体の検出等に
も使用できる。

したがってまた、被測定カスか大気状態になったか否か
の検出も上記実施例の方法に限らＡしない。

また、酸素濃度の検出出力の補正は、例えば上記のよう
に空燃比制御装置に組込んで場合にはその空燃比制御装
置側で行なうようにすることもできる。

勺−二数 以上説明したように、この発明による酸′Ｍ濃度検出装
置は、被測定カスがカスの拡散を制限する手段を介して
導入されるカス導入部と、前記カス導入部のカスの酸素
分圧と所定のカスの酸素分圧との比を検出する酸素分圧
比検出部と、供給される電流量に応じてカス導入部の酸
素分圧を制御する酸素分圧制御部とによって酸素センサ
を構成し、この酸素センサの酸素分圧比検出部の出力が
目標値になるように酸素分圧制御部に電流を供給して、
この電流を酸素濃度を示す出力として検出し、この検出
出力を被測定カスが大気状態になったときの検出出力に
応じて補正し、しかも被測定カスが大気状態のときには
目標値を切換えるようにしたので、大気状態のときにも
酸素センサに供給する電流値が小さくなり、酸素センサ
の電極や固体電解質の劣化を防止できるので、酸素セン
サの耐久性を損なうことなく酸素濃度を高精度に検出す
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の酸素濃度検出装置の一例を示す構成図
、 第２図は、同じくその酸素濃度（空燃比うに対する出力
特性を示す線図、 第３図は、この発明に使用する酸素センサの一例を示す
断面図、 第４図は、同じく酸素濃度（空燃比）検出回路の一例を
示す回路図、 第５図は、第４図の作用説明に供するタイミングチャー
ト図、 第６図は、同じく補正前の検出出力と酸素濃度との関係
の異なる例を示す線図。 第７図は、同じく補正後の検出出力と酸素濃度との関係
を示す線図、 第８図は、この発明の酸素濃度検出装置を使用した空燃
比制御装置の一例を示すブロック図である。 １１・・・酸素センサ　１２・・・第【の固体電解質１
４・・・第２の固体電解質　１５・・・カス導入部２０
・・・センサアノード　２１・・センサカソード２２・
・・ポンプカッ〜１・　２２・・ホンブアノートＳＣ・
・・センサセル（酸素分圧比検出部）ＰＣ・・・ポンプ
セル（酸素分圧制御部ン′５０・・酸素濃度（空燃比ン
検出回路３１・・・差動アンプ　３２・・・ポンプ電流
供給回路３３・抵抗　３４・・・差動アンプ ６５・・・フューエルカット判定回路 ３６・・・目櫟値設設定回路 ４１・・サンプル信号発生器 ４２・・サンプルホールド回路　４３・・・除算器出願
人日産自動車株式会社 代理人　弁理士　大　澤　敬 第１　図 １害公ｒ、２　（ｚ＋ 空燃比（Ａ／　Ｆ） 翰３〔４ 吐 ：　１ 第５図 第６図 第７図 ０２濃１ｌＩ（％） 空燃比（Ａ／Ｉ＝１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　被ｄ１す定カスがカスの拡散を制限する手段を介し
   て導入されるカス導入部と、前記カス導入部のカスの酸
   素分圧と所定のカスの酸素分圧との比を検出する酸素分
   圧比検出部と、供給される電流量に応じて前記カス導入
   部の酸素分圧を制御する酸素分圧制御部とからなる酸素
   センサと、該酸素センサの酸素分圧比検出部の出力が予
   め設定した目標値と一致するように前記酸素分圧制御部
   に電流を供給する電流供給手段と、前記酸素センサの酸
   素分圧制御部に供給する電流を検出する電流検出手段と
   、前記被測定ガスが大気状態か否かを検出する大気状態
   検出手段と、該大気状態検出手段の検出結果に応じて前
   記被測定カスが大気状態のときの前記電流検出手段の検
   出結果に基づいて該電流検出手段の検出値を補正する補
   正手段と、前記人気状態検出手段の検出結果に応じて前
   記目標値を切換える目標値設定１″、段とを設けたこと
   を特徴とする酸素濃度検出装置、。