JPS62248848A - 空燃比制御装置 - 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】

（産業上の利用分野） 本発明は、酸素センサの出力に基づいて自動車等内燃機
関の空燃比を制御する装置に関する。 （従来の技術） 近時、エンジンの吸入混合気の空燃比を精度よく目標値
に制御するために、排気系に酸素センサを設けて空燃比
と相関関係をもつ排気中の酸素濃度に応じて燃料供給量
をフィードバック制御している。 このような空燃比制御装置としては、例えば特開開５８
−５９３３２号公報および特開昭６Ｏ−９８ｉ３７号公
報に記載されたものが知られている。 これらの装置において、排気通路に設けた酸素センサは
酸素イオン伝導性の固体電解質を挟んで一方に一定酸素
濃度の基準ガスに接する基準電極、他方に排気ガスに接
する測定電極を有している。 これら電極間に電圧を印加すると、基準電極から測定電
極に向かう電流（ポンプ電流）が発生し、この電流は測
定電極に接触する気体中の酸素分圧と相関関係をもつ。 したがって、この電流値を検出することにより、排気中
の酸素濃度が検出され、エンジン気筒内に供給される混
合気の空燃比を知ることができる。このような酸素セン
サの検出状態は排気中の酸素濃度に相関して緩やかに出
力（電流値）の変化する相関出力状態に対応し、以下ポ
ンプ電流検出状態という。 一方、この酸素センサにおいて前記電極間に電圧を印加
しないときには、基準ガスおよび排気ガスの酸素濃度に
対応した電圧（センサ電圧）がこれら電極間に発生し、
この電圧は理論空燃比を境に急変する。したがって、こ
の電圧を測定すれば、理論空燃比を検出することができ
る。このような酸素センサの検出状態は所定酸素濃度を
境に出力の急変する急変出力状態に対応し、以下センサ
出力検出状態という。 このような酸素センサを有する従来の空燃比制御装置に
おいては、目標空燃比がリーン空燃比であるときには酸
素センサの出力をポンプ電流検出状態に切換え、この出
力に基づいて空燃比判断を行うことにより、現空燃比と
目標空燃比とのずれの程度に応じた補正割合で空燃比制
御を行う。また、目標空燃比が理論空燃比であるときに
は、酸素センサの出力をセンサ出力検出状態に切換え、
この出力に基づいて空燃比判断を行うことにより、空燃
比制御を行う。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の空燃比制御装置にあっ
ては、単に目標空燃比がリーン空燃比であるかあるいは
理論空燃比であるかによって、酸素センサの検出状態を
切換える構成となっていたため、ポンプ電流検出状態に
あるときには、応答性と安定性がよい代わりに精度が落
ちる。一方、センサ出力検出状態にあるときには制御の
精度がよい代わりに、応答性と安定性が悪くなる。因に
、ポンプ電流検出状態とセンサ出力検出状態（出力急変
点において）における所定単位出力変化に対応する各空
燃比の変化量の比は、例えば１：１０程度でアリ、セン
サ出力検出状態にある酸素センサの出力の方が敏感であ
る。 したがって、空燃比制御の安定性、応答性および精度の
点で改善を図るのが望ましい。 （発明の目的） そこで本発明は、現空燃比および目標空燃比に　。 それぞれ対応する酸素濃度検出手段の出力値の差を所定
値と比較して、酸素濃度検出手段の出力状態を切換える
ことにより、空燃比検出結果がほぼ安定するまでは相関
出力状態の出力に基づき、安定した後は急変出力状態の
出力に基づき空燃比制御を行って、空燃比制御の良好な
安定性、応答性および精度を確保することを目的として
いる。 （問題点を解決するための手段） 本発明による空燃比制御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
に相関して緩やかに出力の変化する相関出力状態と、所
定酸素濃度を境に出力の急変する急変出力状態と、を有
する酸素濃度検出手段ａと、エンジンの運転状態を検出
する運転状態検出手段すと、選択手段ｅの出力に基づい
て相関出力状態あるいは急変出力状態に切換える検出状
態切換手段Ｃと、エンジンの運転状態に基づいて目標空
燃比に対応する酸素濃度検出手段ａの出力を演算する目
標値設定手段ｄと、酸素濃度検出手段ａの出力と目標値
との差が所定値を超えるとき相関出力状態を選択し、所
定値以下のとき急変出力状態を選択する前記選択手段ｅ
と、検出状態切換手段Ｃにより切換えられた酸素濃度検
出手段ａの出力に基づいて吸入混合気の空燃比が所定空
燃比となるように吸入空気あるいは燃料の供給量を制御
する制御信号を出力する制御手段ｆと、制御信号に基づ
いて吸入空気あるいは燃料の供給量を操作する操作手段
ｇと、を備えている。 （作用） 本発明では、現空燃比および目標空燃比にそれぞれ対応
する酸素濃度検出手段の出力値の差を所定値と比較して
、酸素濃度検出手段の出力状態が切換えられる。そして
、空燃比検出結果がほぼ安定するまで相関出力状態の出
力に基づき、安定した後は急変出力状態の出力に基づき
空燃比制御が行われる。したがって、空燃比制御の良好
な安定性、応答性および精度が確保される。 （実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。 第２〜１２図は本発明の一実施例を示す図である。 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より吸気管３を通し
て各気筒に供給され、燃料は噴射信号Ｓｔに基づいてイ
ンジェクタ（操作手段）４により噴射される。そして、
気筒内で燃焼した排気は排気管５を通して触媒コンバー
タ６に導入され、触媒コンバータ６内で排気中の有害成
分（ＣＯｌＨＣ，Ｎ０ｘ）を三元触媒により清浄化して
排出される。 吸入空気の流量Ｑａはエアフロ−メータる。絞弁８の開
度Ｃｖは絞弁開度センサ９により検出され、エンジン１
の回転数Ｎはクランク角センサ１０により検出される。 また、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度Ｔｗは
水温センサ１１により検出され、排気中の酸素濃度は酸
素センサ１２により検出される。これら各センサ７．９
．１０．１１．１２、からの信号はコントロールユニッ
ト１３に入力されており、コントロールユニット３はこ
れらのセンサ情報に基づいて空燃比制御を行うもので、
詳細な構成は後述する。上記エアフローメータ７、絞弁
開度センサ９、クランク角センサ１０および水温センサ
１１は運転状態検出手段１４を構成する。 第３．４図は、酸素センサ１２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、２１はアルミナか
らなる基板であり、基板２１上にはヒータ２２を介して
チャンネル状の大気導入部２３を形成した大気導入板２
４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２５が積層され、固体電解質２５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）２６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）２７が
それぞれ印刷により設けられる。 さらに、この固体電解質２５の上に厚さＬ’（Ｌ＝□０
．１　ｍ程度）゛のスペーサ板２８が積層され、その上
に平板状の第２の固体電解質２９が積層される。これら
の固体電解質２５．２９およびスペーサ２８はセンサカ
ソード２７を覆ってこのセンサカソード２７６周りにガ
ス導入部（酸素層）３０を画成する酸素層画成部材３１
を構成しており、酸素層画成部材３１は排気とガス導入
部３０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２６、センサカソード２７および固体電解質２
５はセンサ部３２を構成しており□、センサ部３２は大
気導入部２３とガス導入部３０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２９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３３およびポンプカソ
ード３４が設けられ、これらのポンプアノード３３、ポ
ンプカソード３４および固体電解質２９はポンプ部３５
を構成する。ポンプ部３５はポンプ電極間に供給される
ポンプ電流１ｐの値に応じてガス導入部３０の酸素分圧
を制御する。上記センサ部３２、ポンプ部３５、酸素層
画成部材３１および大気導入板２４は全体として酸素セ
ンサ１２を構成する。 なお、ヒータ２２は固体電解質２５．２９を適温に加熱
し、それらを活性化させる。また、３６．３７はヒータ
２２のリード線、３８〜４１はそれぞれセンサアノード
２６、センサカソード２７、ポンプアノード３３、ポン
プカソード３４のリード線である。 第５図はコントロールユニット３の構成を示すブロック
図である。この図において、コントロールユニット１３
は空燃比検出回路４５およびマイクロコンピュータ４６
により構成される。空燃比検出回路４５は酸素センサ１
２と共に酸素濃度検出手段４７を構成し、第６図に詳細
を示すように、目標電圧Ｖａを発生する電圧源５１、差
動アンプ５２．５３、電流供給回路５４、バッファアン
プ５５および抵抗Ｒ１により構成されており、電流供給
回路５４には所定条件下（詳細は後述する）で停止信号
Ｓｔが入力される。差動アンプ５２は酸素センサ１２の
センサ部３２におけるセンサカソード２７に対するセン
サアノード２６の電位（すなわち、センサ電圧）Ｖｓと
目標電圧Ｖａとを比較して、その差値ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｓ
−Ｖａ）を出力する。 電流供給回路５４は停止信号Ｓｔの非入力時、差値Δ■
に応じた大きさおよび方向のポンプ電流ｉｐをポンプ部
３５に供給して、ΔＶ＝０　（Ｖｓ＝Ｖａ）となるよう
に帰還制御する。 なお、この電流供給回路５４は具体的には、例えば第７
図に示すように積分回路５６およびＶ−Ｉ変換回路５７
により構成される。積分回路５６はオペアンプ６０、抵
抗Ｒ２およびコンデンサＣ１からなり。 差値Δ■を積分して次式■に示す積分出力Ｖｄを出力す
る。 Ｖｄ＝−Ｋ　　ΔＶｄｔ　　　　　・・・・・・■但し
、Ｋ：正の定数 また、Ｖ−１変換回路５７は差動アンプ６１、オペアン
プ６２、アナログスイッチ６３および抵抗Ｒ３からなり
、アナログスイッチ６３は停止信号Ｓｔの入力／非入力
に応じて０ＦＦ１０Ｎ作動する。■−■変換回路５７は
停止信号Ｓｔの非入力時、積分出力Ｖｄとポンプ電流１
ｐに応じた抵抗Ｒ３の両端電圧を検出する差動アンプ６
１の出力とに応じてオペアンプ６２から積分出力Ｖｄに
対応する大きさおよび方向のポンプ電流１ｐをアナログ
スイッチ６３を介して供給する。一方、停止信号Ｓｔが
入力されると、アナログスイッチ６３をＯＦＦとしてポ
ンプ電流ｔｐの供給を停止する。 再び第６図において、差動アンプ５３はポンプ電流１ｐ
の値を抵抗Ｒ１の両端電圧として検出し検出電圧Ｖｉを
出力する。この検出電圧Ｖｉはポンプ電流１ｐが矢印Ｉ
ｔ方向に流れるとき正、矢印Ｉ、１方向に流れるとき負
の値となり（第４図参照）、空燃比に一義的に対応した
ものとなる。 すなわち、Ｖｓ＝Ｖａとなるように酸素センサ１２にポ
ンプ電流ｉｐを供給すると、ポンプ電流Ｉｐの酸素ポン
プ作用によりガス導入部３０の酸素分圧が決定される。 いま、排気温度が１ｏｏｏ°にであるとき、例えばＶ　
ａ　＝　５００ｍ　Ｖに設定しガス導入部３０の酸素分
圧（センサカソード２７の酸素分圧Ｐｂ）を理論空燃比
に対応した値に維持しようとする場合、その値ｐｂは次
に示すネルンストの弐〇により求められＰ　ｂ　＝０．
２０６　ｘｌＯ−”気圧　となる。 Ｅ　−（ＲＴ／４Ｆ）　　・ｉ　ｎ　・（Ｐａ／Ｐｂ）
　”・■但し、Ｒ：気体定数 Ｔ　：絶対温度 Ｆ　：ファラデイ定数 Ｐａ：センサアノード２６の酸素の酸素分圧 ポンプ電流１ｐの値はガス導入部３０の酸素分圧ｐｂを
理論空燃比に対応した上記所定値（Ｐｂ＝０．２０６　
ｘｌＯ”気圧）に維持するために必要なボンプエネルギ
の大きさを表しており、ポンプ電流ｉｐの変化は排気の
酸素分圧、すなわち排気中の酸素濃度の変化に対応した
ものとなる。 そして、これら両者の関係は排気中の酸素濃度を空燃比
で表すと第８図に示すようなＩｐ−Ａ／Ｆ特性になり、
ポンプ電流１ｐの値を検出電圧■ｉとして検出すること
により、空燃比を連続して測定することができる。この
検出電圧Ｖｉは、その大きさが空燃比に対して緩やかに
変化しており、理論空燃比で零となる。 なお、ポンプ電流１ｐの値は理論空燃比よりリーン域で
は排気中の酸素分子０２の量に対応し、リッチ域では排
気中のＣＯやＨＣ等の量（これらが酸素分子０３に変換
されるために）に対応したものとなり、理論空燃比を境
に流れる方向が反転する。 一方、バッファアンプ５５はセンサ電圧Ｖｓを緩衝増幅
して出力しており、このセンサ電圧Ｖｓは理論空燃比を
境に急変する。したがって、センサ電圧Ｖｓを測定すれ
ば理論空燃比を検出することができる。ここでマイクロ
コンピュータ４６より出力される停止信号Ｓｔが非入力
状態のとき、すなわち第７図においてアナログスイッチ
６３がＯＮとなり空燃比検出回路４５からポンプ電流１
ｐに比例する検出電圧Ｖｉが出力される状態をポンプ電
流検出状態とする。また、停止信号Ｓｔが入力状態のと
き、すなわちアナログスイッチ６３がＯＦＦとなり空燃
比検出回路４５からセンサ電圧Ｖｓが出力される状態を
センサ出力検出状態とする。 さて、再び第５図において、マイクロコンピュータ４６
には空燃比検出回路４５および各センサ群７．９．１０
．１１からの信号が入力される。マイクロコンピュータ
４６は検出状態切換手段、目標値設定手段、選択手段お
よび制御手段としての機能を有し、ＣＰ　Ｕ７１、ＲＯ
Ｍ７２、ＲＡＭ７３、ＮＶＭ　（不揮発性データメモリ
）７４およびＩ１０ボート７５により構成される。ＣＰ
　Ｕ７１はＲＯＭ７２に書き込まれているプログラムに
したがってＩ１０ボート７５より必要とする外部データ
を取り込んだり、またＲＡＭ７３、ＮＶＭ７４との間で
データの授受を行ったりしながら演算処理し、必要に応
じて処理したデータをＩ１０ポート７５へ出力する。Ｉ
１０ポート７５には空燃比検出回路４５およびセンサ群
７．９．１Ｏ１１１からの信号が入力されるとともに、
Ｉ１０ボート７５からは噴射信号Ｓｉおよび停止信号Ｓ
ｔが出力される。ＲＯＭ７２はＣＰ　Ｕ７１における演
算プログラムを格納しており、ＲＡＭ７３およびＮＶＭ
７４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。 次に、作用を説明する。 第９図はＲＯＭ？２に書込まれている空燃比制御のプロ
グラムを示すフローチャートであり、図中Ｐ　ｌ−Ｐ　
＋。はフローチャートの各ステップを示している。なお
、本プログラムは所定時間毎に一度実行される。 まず、ＰＩで空燃比を理論空燃比に制御中であるか否か
を判別し、理論空燃比に制御中であるときはＰ２でエン
ジンが定常運転状態であるか否かを判別する。これは、
運転状態検出手段１４により検出されるエンジンの単位
時間当りの負荷（例えば、吸入空気量Ｑａ等）の変化量
が所定値以内であるか否かによって判別する。定常状態
のときは、Ｐ８で整定フラグが立っている（オンである
）か否かを判別する。整定フラグはポンプ電流検出状態
あるいはセンサ出力検出状態の何れの状態に切換えられ
ているかを表わすフラグであり、オンのときセンサ出力
検出状態に、オフのときポンプ電流検出状態に切換えら
れている旨を示す。 整定フラグがオフのときは、Ｐ４で差値Ｄｉｐを次式■
に従って演算するとともに、この差値Ｄｉｐが次式■で
示される範囲内にあるか否かを判別する。　　　　′ Ｄｉｐ＝Ｉｐ−Ｔｔ　　・・・・・・■但し、■ｐ：酸
素濃度検出手段４７により検出されるポンプ電流値 ＴＬ　：目標空燃比に対応するポンプ電流目標値。 −Ｄｏ＜Ｄｉｐ＜Ｄｏ　　・・・・・・■但し、Ｄｏ＝
所定値 ここで、差値Ｄｉｐは現空燃比ど目標空燃比との差を示
すもので、現空燃比が目標値に対してどれだけずれてい
るかを表わすものである。 Ｐ４で差値Ｄｉｐが上記０式の条件を満たすときは、Ｐ
ｓで整定フラグをオンとしてＰ、に進む。 一方、Ｄｉｐが上記０式の条件を満たしていないときは
、Ｐ、で整定フラグをオフとしてＰｓに進む。また、上
記ステップＰ１、ＰｔでそれぞれＮＯ命令に従うときに
はＰ７に進む。さらに、上記ステップＰ、で整定フラグ
がオフのときはＰ４、ＰｓをジャンプしてＰ６に進む。 なお、整定フラグは上記０式で示される関係が所定回数
以上もしくは所定時間以上継続した場合にはじめてオン
とするようにしてもよい。 このように、理論空燃比に制御中でかつ定常運転である
とき差値Ｄｉｐが上記０式の所定範囲内にあるときにの
み整定フラグがオンとされる。したがって、偽れは空燃
比の検出状態が略安定した後に整定フラグがオンとなる
ことを意味している。 次いで、Ｐ６では停止信号Ｓｔを出力して酸素センサ１
２へのポンプ電流ｉｐの供給を停止し、Ｐ、でセンサ出
力検出状態に酸素センサ１２をセットしてＶｓによる空
燃比のフィードバック制御（すなわち、ＶｓＯ値に基づ
くαの算出）を行う。 一方、整定フラグがオフのときは、ｐＨで停止信号Ｓｔ
の出力を停止して酸素センサ１２にポンプ電流１ｐを供
給し、このポンプ電流の検出値に基づいて空燃比の検出
を行い、その検出結果に基づく空燃比制御（Ｉｐの値に
基づくαの算出）を行う。なお、これらのステップＰ１
、Ｐｌｏについては後述のサブルーチンでその処理内容
を詳述する。 このように、本実施例では酸素濃度検出手段４７の出力
の安定状態を検出し、その検出出力が安定するまではポ
ンプ電流検出状態を選択し、安定した後はセンサ出力検
出状態を選択しているので、前述した問題点の項で指摘
したような応答性、安定性および精度の点でそれぞれの
状態の良好な特性のみを採用することができる。その結
果、このような空燃比制御装置を適用したエンジンにお
いては、運転性、燃費、排気性能を向上させることがで
きる。 また、理論空燃比へのフィードバック制御を行う場合の
精度は三元触媒の転換効率に大きく影響するため、本装
置による空燃比制御精度の向上は三元時の排気性能を大
巾に向上させるという効果がある。 さらに、リーン空燃比への制御時はポンプ電流によって
フィードバック制御されるため応答性がよく、素速く要
求の目標空燃比に制御することができるので、運転性が
極めて向上する。 次に、ステップＰ、およびＰｌ。のサブルーチン処理に
ついて説明する。 第１０図はＰ、のステップ処理におけるサブルーチンを
示すプログラムである。まず、ＰＨ１でスライスレベル
ＳＬとセンサ電圧Ｖｓとの差ＤＶｓを演算し、Ｐ２□で
これが

〔０〕より大であるか否かを判別する。なお、ス
ライスレベルＳＬは第１１図に示すように理論空燃比（
λ＝１）に対応するものである。ＤＶｓ≦０であるとき
は現空燃比が理論空燃比よりリッチ側にずれていると判
断して、Ｐ２３以降のステップ処理を行い、ＤＶｓ＞Ｑ
であるときはリーン側にずれていると判断して、ｐｉ４
以降のステップ処理を行う。Ｐｔ３では前回のＤＶｓ（
ＤＶｓ’）の絶対値にＫｃｒＴＷｓを乗じたものを今回
の新たなりＶｓとおく。ここで、ＫＯｔＴＷＳは水温補
正係数である。次いで、ｐｇｓでリッチ・リーンフラグ
ＦＲＬが１であるか否かを判別し、ＦＲＬ＝　１のとき
はＰｏでグリーンのＬＥＤ（発光ダイオード）をオフと
した後、Ｐｔ’ｌでこのリッチ・リーンフラグＦＲＬを
リセットしてＰｏに進む。 なお、グリーンのＬＥＤはコントロールユニットに設け
られており、空燃比のλコントロール中は点滅（リッチ
ずれで点灯し、リーンずれにな為と消灯する）して、そ
の動作状態を表示するためのものである。また、ＦＲＬ
は前回がリーンずれか、リッチずれかを示すフラグで、
〔１〕がリーンずれを示し、

〔０〕がリッ≠ずれを示す
。 したがって、ステップｐｔｓでＦＲＬ＝１であ糺ば、前
回はリーンずれで今回からリッチずれに変わったので、
グリーンのＬＥＤをオフにし、ＦＲＬ＝０にするのであ
る。 一方、ｐｔｓでＦＲＬ＝０のときはｐｚ６、ｐｉｔをジ
ャンプして、Ｐ、に進む。Ｐｉｌｌでは空燃比補正係数
αを次式■に従って演算する。 α＝α’−ＫｉＲｓＸＤＶｓ　　・・・・・・■但し、
Ｋ１Ｒ５：リッチずれの場合の積分定数 なお、０式中、補正係数α、α′についていえば、αが
最終的な空燃比補正係数であり、α′というのは積分分
を演算するもので、定常偏差をな゛　　くすために積算
をしていってそのα′を更新保持する。これにより、燃
料噴射量が補正係数αに応じて、目標空燃比となるよう
にフィードバック制御されて、目標値（λ＝１）に制御
される。 一方、上記ステップＰｔｔでＤＶｓ＞０のときは、Ｐｔ
４で次式〇に従って今回のＤＶｓを演算してＰ２、に進
む。 ＤｖＳ＝＝ＤｖＳ′×にαＴＷＳ　・・・・・・■ｐｔ
ｗではリッチ・リーンフラグＦＲＬを判別しＦＲＬ＝Ｏ
のときはＰ、。でグリーンのＬＥＤを第ンとした後、Ｒ
３１でＦＲＬを〔１〕にセントしてＰ３ｇに進む。 一方、Ｒ２９でＦＲＬ＝　１のときは、Ｐ、。、Ｐ３＋
をジャンプしてそのままＰ３□に進む。Ｐ３□では空燃
比補正係数αを次式■に従って演算する。 α−α’＋ＫｉＬｓＸＤＶｓ　　・・・・・・■但し、
ＫｉＬｓ：リーンずれの場合の積分定数 なお、上記においては、Ｋ１Ｒ５およびＫｉＬＳはいず
れも積分定数であり、本実施例では空燃比の補正に対し
積分分しか考慮していないが、これに限らず、例えば比
例骨を追加するようにしてもよい。 このように、センサ出力検出状態による空燃比補正係数
αの算出はセンサ電圧ＶｓとスライスレベルＳＬとの差
ＤＶｓをもとに現空燃比の目標値からのずれを判別し、
それに応じて空燃比のフィードバンク制御を行う。 第１２図はメインルーチンにおけるステップＰ１゜に対
応するサブルーチンを示すプログラムである。 まず、Ｒ４１で前記０式と同様の演算式により差値Ｄｉ
ｐを算出し、Ｐ４□でこれが

〔０〕より大であるか否か
を判別する。Ｄｉｐ≦０のときは現空燃比が目標値より
リッチ側にずれていると判断して、Ｒ４３で今回の差値
Ｄｉｐを次式■に従って演算する。 Ｄｉｐ＝ｌＤｉｐ’　ＩＸＫαＴＷ　　・・・・・・■
次いで、Ｒ４４でリッチ・リーンフラグＦＲＬが１であ
るかを判別し、ＦＲＬ＝１のときはＲ４５でグリーンの
ＬＥＤをオフとし、Ｒ４６でリッチ・リーンフラグＦＲ
Ｌを０にした後、Ｐ４？に進む。 一方、Ｒ４４でＦＲＬ＝ＯのときはＰ４Ｓ、Ｒ４６をジ
ャンプしてＰ４？に進む。Ｐ４？では次式■、［相］に
従って今回の補正係数α、α′の値を演算する。 α’−ｏｔ’　　ＫｉＲＸＤｉｐ・・・・・・■但し、
ａ　＋　、前回の値 ＫｉＲ：リッチずれ用の積分分補正 係数 α−α’−ＫｐＲＸＤｉｐ・・・・・・［相］但し、Ｋ
ｐＲ：リッチずれ用の比例分捕正係数 この場合、リッチにずれており、αを小さくしなければ
いけないので、α′からＫ　ｉ　ＲＸＤ　ｉ　ｐ、Ｋｌ
）ＲＸＤｉｐをそれぞれ減じている。 次いで、Ｒ４８でこの算出された空燃比補正係数　　　
□αを７５％から１２５％の間に制限して、メインルー
チンにリターンし空燃比のフィードバンク制御を行う。 一方、ＰａｚでＤｉｐ＞Ｏであるときは現空燃比が目標
値よりリーン側にずれていると判断して、　　　　□Ｐ
４９で今回の差値Ｄｉｐを次式〇に従って演算する。 Ｄｉｐ＝Ｄｉｐ’　−にαＴＷ・・・・・・０次いで、
Ｐ、。、Ｒ５１，Ｐａｚの各ステップで前記□ステップ
Ｐ４４、Ｒ４いＲ４６と同様の判別および処理を行い、
Ｐｓ３を経た後、Ｐａｚに進む。Ｒ５，では次式〇〇に
従って今回の補正係数α、α′の値を演算する。 ｔｘ＝ｔｘ　’　＋Ｋ　ｉ　ＬｘＤ　ｉ　ｐ−６α＝α
’＋ＫｐＬＸＤｉｐ・・・・・・［相］但し、ＫｉＬ：
リーンずれ用の積分分補正係数 ＫｐＬ：リーンずれ用の比例分捕正 係数 このように、ポンプ電流検出状態による空燃比補正係数
αの算出はＩｐと目標値ＴＬとの差値Ｄｉｐをもとに比
例積分補正等を行って空燃比のフィードバンク制御を行
う。これにより、リッチ域からリーン域まで広範囲に亘
る目標空燃比に対してミセンサの特性に合ったフィード
バック制御ゲインを与えることができ、実際の空燃比を
精度よく目標値に制御して、内燃機関の燃費、排気性能
、及び運転性を共に向上させることができる。 □　　　なお、本発明は上記実施例に示したような酸素
センサに限らず、空燃比に一義的に対応して安定な出力
を発生する状態と、所定の空燃比を境にして出力の急変
する状態とを有するものであればすべてに適用可能であ
る。 また、上記二種の状態をそれぞれ別個に有する２個のセ
ンサを適用しても同様な効果が得られることは勿論であ
る。 （効果） 本発明によれば、現空燃比と目標値との差に応じて酸素
濃度検出手段の出力の状態を切換えているので、空燃比
のフィードバック制御において良好な安定性、応答性、
精度を全て確保することができ、空燃比制御の実効を図
ることができる。 したがって、このような装置を適用したエンジンにあっ
ては運転性、燃費、排気性能を大幅に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜１２図は本発明の
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図はコントロールユニットのブロ
ック図、第６図はその空燃比検出回路の回路図、第７図
はその電流供給回路の詳細な回路図、第８図はその空燃
比と検出電圧Ｖｉとの関係を示す図、第９図はその空燃
比制御のプログラムを示すフローチャート、第１Ｏ図は
そのセンサ出力検出情報に基づく空燃比のフィードバッ
ク制御のサブルーチンを示すフローチャート、第１１図
はそのセンサ出力の特性を示す図、第１２図はそのポン
プ電流検出情報に基づく空燃比のフィードバック制御の
サブルーチンを示すフローチャートである。 １・・・・・・エンジン、 ４・・・・・・インジェクタ（操作手段）、１４・・・
・・・運転状態検出手段、 ４６・・・・・・マイクロコンピュータ（検出状態切換
手段、目標値設定手段、選択手段、制 御手段）、 ４７・・・・・・酸素濃度検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）排気中の酸素濃度に相関して緩やかに出力の変化す
   る相関出力状態と、所定酸素濃度を境に出力の急変する
   急変出力状態と、を有する酸素濃度検出手段と、 ｂ）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 ｃ）選択手段の出力に基づいて相関出力状態あるいは急
   変出力状態に切換える検出状態切換手段と、 ｄ）エンジンの運転状態に基づいて目標空燃比に対応す
   る酸素濃度検出手段の出力を演算する目標値設定手段と
   、 ｅ）酸素濃度検出手段の出力と目標値との差が所定値を
   超えるとき相関出力状態を選択し、所定値以下のとき急
   変出力状態を選択する前記選択手段と、 ｆ）検出状態切換手段により切換えられた酸素濃度検出
   手段の出力に基づいて吸入混合気の空燃比が所定空燃比
   となるように吸入空気あるいは燃料の供給量を制御する
   制御信号を出力する制御手段と、 ｇ）制御信号に基づいて吸入空気あるいは燃料の供給量
   を操作する操作手段と、 を備えたことを特徴とする空燃比制御装置。