JPS6260947A - エンジンの空燃比制御装置 - 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） 本発明は排気ガス中の酸素濃度に基いてエンジンに供給
する混合気の空燃比を制御するようにしたエンジンの空
燃比制御装置に関するものである。

（従来技術） エンジン、特に自動車用エンジンにおいては、排気ガス
中の酸素濃度に基いてエンジンに供給する混合気の空燃
比（１次空燃比）を制御するものが多くなっている。す
なわち、排気ガス中の有害成分を除去するためにエンジ
ンの排気通路に三元触媒を配設することが一般に行われ
ているが、この三元触媒の機能を有効に発揮させるには
、排気ガス中の空燃比（２次空燃比）を理論空燃比（空
気余剰不入＝１）とする必要があり、このため、排気ガ
ス中の酸素濃度に基いて１次空燃比をフィードバック制
御することが行なわれている。　また、近時は、理論空
燃比より大きい空燃比でのリーン運転、あるいは理論空
燃比より小さい空燃比でのリッチ運転を行う際にも、こ
の所定のり一ンあるいはリッチとなるように、排気ガス
中の酸素濃度に基いて１次空燃比をフィードバック制御
することも強く望まれるようになっている。

上述のように、排気ガス中の酸素濃度に基いて空燃比を
フィードバック制御するには、先ずこの排気カース中の
酸素濃度そのものを検出する必要がある。このような排
気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサとして、比較
的幅広い空燃比の範囲に渡って検出可能なものとして、
いわゆるリーンセンサとして知られたものがあるが、こ
れはジルコニアを主成分として電極に白金を使用したも
のとなっているため、極めてコストの高いものであり、
またかなりの大型でその出力取出しのための回路として
もかなり複雑なものが要求される。

このため、酸素センサとして半導体（金属酸化物半導体
）を用いることが提案されている（特公昭５７−３７８
２４号公報参照）。すなわち、金属酸化物半導体は、酸
素濃度の変化に応じて抵抗値が変化するので、極めて簡
単な回路でこの抵抗値の変化を例えば電圧として把握す
ることができる上、コストが極めて安いと共に極めて小
型である、ということからして、今後酸素センサ用とじ
で大きな期待が持たれている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、酸素センサを金属酸化物半導体により構成し
た場合、この金属酸化物半導体の特性からして、１つの
金属酸化物半導体のみでは、要求する広い範囲の空燃比
について効果的に酸素濃度を検出することが困難となり
、この点において何等かの対策が望まれることになる。

この点を詳述すると、金属酸化物半導体として、ｐ型、
ｎ型のものが良く知られているが、ある空燃比の範囲で
はＰ型のものが適正であっては、他の空燃比の範囲では
このＰ型のものでは対応しきれないため（ｎ型について
も同じ）、広い空燃比の範囲に渡って、金属酸化物半導
体を用いた酸素センサの出力によりエンジンに供給する
混合ヌの空燃比をフィードバック制御することが困難と
なる。すなわち、酸素センサの出力特性としては、空燃
比の変化に対してその出力値が大きく変化することが望
まれるが、ある空燃比の範囲に渡ってはこのような要求
を満たすことができないことになっていた。

また、ｐ型金属酸化物半導体をＴｉ５ｒ０３−δ（δ＝
非化学量論パラメータ）で構成した場合は、エンジンの
ある運転状態（空燃比のリッチ領域）のときにはその出
力特性がそのまま空燃比制御用として利用するのに最適
なものとされるが、ある１つの出力値に対して対応する
空燃比が２種類存在するという特性を顕著に示すため、
エンジンのある運転状態ではｐ型金属酸化物半導体の出
力値を利用することが望まれる反面、この場合は−１−
述した１つの出力値に対応する空燃比が２種類存在する
という点を解決する必要がある。

したがって、本発明の目的は、酸素センサを金属酸化物
半導体を用いて構成した場合にあっても、空燃比の広い
範囲に渡って排気ガス中の酸素濃度を正確に検出し得る
ようにして、エンジン運転状態に応じてエンジンに供給
する混合気の空燃比を精度良く制御し得るようにしたエ
ンジンの空燃比制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては、酸素センサを、ｎ型お
よびｐ型の両方の金属酸化物半導体を用いて構成して、
この両方の金属酸化物半導体を用いることにより、ｎ型
金属酸化物半導体からの出力値である第１の値と、Ｐ型
金属酸化物半導体からの出力値である第２の値と、この
第１、第２の両方の値を合成した合成値すなわち第３の
値と、の３つの値のうち、ｐ型金症酸化物半導体の出力
値である第２の値を含む少なくとも２つの値のなかから
、エンジンの運転状態すなわち要求する空燃比に応じた
最適な値を選択して、この選択された値に基いてエンジ
ンに供給する混合気の空燃比を制御するようにしである
。

そして、ｐ型金属酸化物半導体の出力値を利用するよう
にしたことに伴う前述した問題点は、このｐ型金属酸化
物半導体の出力値以外の値、すなわち上記ｎ型金属酸化
物半導体による第１の値または合成値である上記第３の
値を利用して、エンジンの運転状態がこのｐ型金属酸化
物半導体の出力値を利用し得る制御域となったか否かを
確認して、この利用し得る制御域となったときにのみ当
該ｐ型金属酸化物半導体の出力値に基いて空燃比を一制
御するようにしである。具体的には、第７図に示す〜よ
うに、 ｎ型金属酸化物半導体からなり１つの排気ガス中の酸素
濃度に対して１つの出力を示す第１検知片と、ｐ型金属
酸化物半導体からなり異なる排気ガス中の酸素濃度に対
して同一の出力を示す第２検知片と、から構成された酸
素センサと、エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と
、前記第１検知片の出力値と前記第２検知片の出力値と
該両検知片の出力値の合成値とのうち該第２検知片の出
力軸を含む少なくとも２つの値のなかから１つの値をエ
ンジンの運転状態に応じて選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された値に基いて前記燃料供給
手段を制御して、エンジンに供給する混合気の空燃比を
制御する空燃比制御手段と、前記第１検知片の出力値あ
るいは前記合成値の少なくとも一方の出力に応じてエン
ジンの運転状態が前記第２検知片の出力値による制御域
となったことを確認した後、該第２検知片の出力値に基
づく前記空燃比制御手段による制御を許容する確認手段
と、 を備えた構成とにある。

このような構成とすることにより、ｎ型あるいはｐ型金
属酸化物半導体を単独で用いた場合に不適切な空燃比の
範囲についても５　ｐ型金属酸化物半導体の出力値を利
用することに伴う問題点を解決しつつ酸素濃度の検出を
正確に行えるようになって、エンジンに供給する混合気
の空燃比を精度良く制御することが可能となる。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第１図において、１はエンジン本体で、これは、ピスト
ン２によって画成された燃焼室３に開口する吸気ポート
４が吸気弁５により、また燃焼室３に開口する排気ポー
ト６が排気弁７により、それぞれ周知のタイミングで開
閉される往復動型のものとされている。

上記吸気ポート４に連なる吸気通路８には、その上流側
から順次、エアクリーナ９、吸入空気の温度を検出する
吸気温センサ１０、吸入空気量を検出するフラップ型の
エアフローセンサ１１、スロットルバルブ１２、エンジ
ン負荷としての吸気負圧を検出する吸気負圧センサ１３
、燃料供給装置としての燃料噴射弁１４が配設されてい
る。また、前記排気ポート６に連なる排気通路１５は、
その上流側より順次、酸素センサ１６、三元触媒Ｉ７が
配設されている。

第１図中１８は、マイクロコンピュータにより構成され
た制御ユニットで、この制御ユニット１Ｂには、前述し
た各センサ１０、ＩＩ、１３．１６からの各信号が入力
されると共に、イグナイタ１９からのエンジン回転数に
対応したパルス信号が入力される。また、この制御ユニ
、、　）　１８からは、燃料噴射量に対応した信号が前
記燃料噴射弁１４に出力されると共に、イグナイタ１９
に対して周知のように点火時期信号が出力される。

前記酸素センサ１６は、ｎ型金属酸化物半導体からなる
ｆ５ｉ検知片２１とｐ型金属酸化物半導体からなる第２
検知片２２とから構成されて、この両検知片２１．２２
からの出力値およびこの百出力値の合成値との３つの値
が制御ユニット１８に入力されると共に、この両検知片
２１と２２とを所定の活性温度に維持するヒータ２０を
も備えたものとなっている。上記両検知片２１と２２と
は、酸素濃度の変化に応じて抵抗値が変化するもので、
この抵抗値の変化を７ｉｉｊ記今成値（実施例では「差
」）と共に第３図に示すブリッジ回路を利用して、電圧
値として取出すようにしである。すなわち、定電圧源２
３（定電圧Ｖｃ）に対して、第１検知片２１と抵抗器２
４とを直列に接続すると共に、第２検知片２２と抵抗器
２．５とをも直列に接続してブリッジ回路を構成して、
第１検知片２１の抵抗値の変化をＶ　ｓｅｎとして、ま
た第２検知片２２の抵抗値の変化をＶ　ｒｅｆとして、
さらに該両者の合成値Ｖ　ｏｕｔをＶｒｅｆ−Ｖｓｅｎ
すなわち「差」として、それぞれ電圧に変換して取出す
ようにしである。

丘述した各出力値（’Ｗ電圧値　Ｖｓｅｎ　、　Ｖｒｅ
ｆ、Ｖ、　ｏ　ｕ　ｔが、排気ガス中の空気余剰不入の
変化に対して変化する様子を第２図に示しである。この
第２図から明らかなように、Ｖ　ｓｅｎは、第２図破線
で示すように、空気余剰不入＝１のとき（理論空燃比の
とき〕は大きな垂下特性を示し、入が１より大きくなる
につれて（リーンになるにつれて）小さくなり、入が１
より小さくなる（リッチとなる）と定出力値＋Ｖｃを示
すことになる。また。

Ｖ　ｒｅｆは、第２図一点鎖線で示すように、入＝ｌで
小さな垂下特性を示し、入が１より大きくなるにつれて
大きくなり、入が１より小さくなるにつれて大きくなる
。さらに、合成値Ｖ　ｏｕｔは、第２図実線で示すよう
になる。この第２図からも明らかなように、空気余剰不
入＝１にょる空燃比制御すなわち三元触媒１８を利用し
た排気ガス浄化のための綴密な制御は、ｎ型金属酸化物
半導体からなる第１検知片２１の出力値（Ｖｓｅｒ＋）
を用いるのが、この入＝１を境にしてその出方が大きく
変化するので有利である。また空気余剰率λが１より大
きいり一ン領域では、ｐ型あるいはｎ型の金属酸化物半
導体からなる両検知片２１．２２そのものの出力値Ｖｓ
ｅｎ　、Ｖｒｅｆは、空気余剰不入の変化に対する変化
の割合が小さい反面、該両者の合成値Ｖ　ｏｕｔはこの
入の変化に対する変化の割合が大きいので、このリーン
”領域では合成値Ｖｏｕｔを用いるのが有利である。さ
らに空気余剰不入が１より小さいリッチ領域では、Ｖｒ
ｅｆ　、　Ｖｏｕｔ共に、空気余剰不入の変化に対する
変化の割合が大きいのでいずれを使用することも可能で
はあるが、Ｖ　ｏｕｔは出力電圧がｒ−」側へ変化する
のでこのだめの処理を避ける意味で、第２検知片２２の
出力ｍｊ　（Ｖ　ｒｅｆ　）を用いるのが有利である。

ただし・このＰ型金属酸化物半導体からなる第２検知片
２２の出力値Ｖ　ｒｅｆに対応した空気余剰不入は２種
類存在することになるので、このうち、リッチ領域にお
けるＶ　ｒｅｆであるか否かを識別する必要がある。

金属酸化物半導体には、これ以外にも種々のものを用い
うる。例えばｎ型半導体とし、ではＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ
５が有り、ｐ型半導体としてはＣｏｏやＬａＣｏ０＝＋
　、Ｓ　ｒＦｅｏ３が有る。しかしこれらの中でＢａ５
ｎｏ３やＴｉ５ｒＯ３は酸素感度が高く、かつ抵抗値の
経時的安定性が優れた材料である。さらに、リッチで空
燃比を減少させると出力が増大するという特性はＴ　ｉ
　Ｓ　ｒＯ３以外のＰ型半導体でも生ずるものであるが
Ｔｉ５ｒＯ３が最も著しい。

なお、上述のような両検知片２１．２２を構成する金属
酸化物半導体としては１例えば、ｎ型のものとしてはＢ
ａＳｎＯ３＝δ（δ＝非化学量論パラメータ）を主成分
とし、またｐ型のものとしてはＴｉ５ｒＯ３−δを主成
分として、これ等の主成分に対して５ｉ０２あるいはＡ
ｌ２Ｏ３の添加物をカロえたものを用いればよい。

さて次に、酸素センサ１６を利用して制御ユニット１８
によるエンジンに供給する温合気の空燃比をフィードバ
ック制御する場合は一例について、第４Ａ図、第４Ｂ図
に基いて説明するが、前述の説明で既に明らかなように
、実施例では、空気余剰不入＝１とのときは第１検知片
２１の出力値Ｖ　ｓｅｎを用い、λが１より大きいリー
ン領域では合成値Ｖｏｕｔを用い、入が１より小さいリ
ッチ領域では第２検知片２２の出力値Ｖｒｅｆを用いて
、吸入空気量に対する燃料量を調整するようにしである
。また、Ｐ型金属酸化物半導体からなる第２検知片２２
の出力値Ｖ　ｒｅｆを利用して空燃比制御を行う前提と
して、エンジンの運転状態がこのＶ　ｒｅｆを利用する
ためのリッチ領域となったか否かを確認するのに、ｎ型
金属酸化物半導体装置なる第１検知片２１の出力（ＩＩ
ＩｉＶｓｅｎが所定値α（第２図参照〕以上となったと
きとしである。そして、このＶｓｅｎが上記設定値にな
っていないときは、Ｖ　ｒｅｆによる制御を行い得るよ
うに、燃料を無条件に増量させるようにしである（この
増量はオーブン制御）。

以上のことを前提として、ステップＳ１において、各フ
ラグＦｚ、Ｆｒ、ＦｌをＯに、またフィードバック係数
Ｃｆｂを１にイニシャライズする。

また、基本燃料量の演算を、一般に良く行われているタ
イマ（基本タイマ）を用いて１ル一プ回るまでに行う関
係上、ステップＳ２で基本タイマをリセットすなわち基
本タイマのカウントを開始させて、ステップＳ３でこの
基本タイマによるセット時間が経過したことを確認した
後、ステップＳ４で再び基本タイマをリセットする。

ステップＳ４の後は、ステップＳ５において、エアフロ
ーセンサ１１で計量された値を温度補正して吸入空気量
Ｕｅを演算し、次いでステップＳ６において、イグナイ
タ１９からのパルス信号によりエンジン回転３３１　Ｍ
　ｅを計算する。この後、ステップＳ７において、上記
吸入空気量Ｕｅとエンジン回転％　Ｎ　ｅとにより、あ
らかじめ作成され所定のマツプ（テーブル）から、この
エンジン運転状態に応じた目標空燃比ＴＡＦを求める。

すなわち、実施例では、どのような空燃比でエンジンを
運転するかが、吸入空気量Ｕｅとエンジン回転数Ｎｅと
をパラメータとするエンジン運転状態に応じてあらかじ
め決定されている。

次いで、ステップＳ８において、上記目標空燃比ＴＡＦ
がリーン（入＝１より大きい）か否かが判別されて、Ｔ
ＡＦが第２図に示すリーン領域であるときは１、酸素セ
ンサ１６からの出力値Ｖｓとして、両検知片２】、２２
の出力値の合成値Ｖｏｕｔが入力される（ステップＳ８
．９）。また、目標空燃比ＴＡＦがリッチ領域であると
きは、上記酸素センサ１６からの出力値Ｖｓとして、ｐ
型金属酸化物半導体からなる第２検知片２２の出力値Ｖ
　ｒｅｆ　として入力される（ステップＳ８．１２．１
３）。さらに、目標空燃比ＴＡＦが入＝１すなわち理論
空燃比であるときは、上記酸素センサ１６からの出力値
ＶＳとして、ｎ型金属酸化物半導体からなる第１検知片
２１の出力値Ｖ　ｓｅｎとして入力される（ステップＳ
８．１２．１４）。

次いで、目標空燃比ＴＡＦに対するスライスレベル中央
値ＶＳＬが、あらかじめ定められた所定のマツプ（テー
ブル）に照らして求められる（ステップ５１０）と共に
、同様にマツプ（テーブル〕から目標空燃比ＴＡＦに対
する各種制御利得（フィードバック用定数）　Ｖｈｌ、
Ｖｈｒ、　　ｔｄｌ、Ｌ　ｄｒ、　　Ｃｓｌ、Ｃｓｒ、
　ＣＩ　、　Ｃｒ　、が求められる（ステップ５ｌｌ）
。なお、上記各制御利得の意味するところを図式的に第
５図（ａ）、（ｂ）に示してあり、燃料噴射間では燃料
噴射量に対応している。

前記ステップＳｌｌの後は、ステップＳ１５において、
目標空燃比ＴＡＦがリッチ領域であるか否かが判別され
、この目標空燃・比ＴＡＦがリッチ領域でないときすな
わちｐ型金属酸化物半導体からなる第２検知片２２の出
力値Ｖ　ｒｅｆを用いないときは、そのまま後述する空
燃比のフィードバック制御に移行する。また、上記ステ
ップＳ１５で、目標空燃比ＴＡＦがリッチ領域、すなわ
ち第２検知片２２の出力値Ｖ　ｒｅｆを利用すべき領域
であると判別されたときは、その前提として、ステップ
５１６で第１検知片２１の出力値Ｖｓｅｎが設定値αよ
り大きいか否かが判別されて、このＶｓｅｎ：）αのと
きにのみ、第２検知片２２による出力値Ｖ　ｒｅｆが使
用可能として、後述する空燃比のフィードバック制御へ
と移行する。そして、上記ステップ５１６でＶｓｅｎ＞
αでないと判別されたときは、エンジンの運転状態をＶ
　ｒｅｆを使用し得るリッチ領域へと移行させるべくス
テップＳ１７で燃料を増量する。このようにして、Ｐ型
金属酸化物半導体からなる第２検知片２２の出力値Ｖ　
ｒｅｆは、ニンジン運転状態が必らずリッチ領域となっ
たことを確認された後行われることになる。

この後、選択された出力値（合成値）Ｖｓｅｎ、Ｖｒｅ
ｆ　、　Ｖｏｕｔのいずれかに基いて、既知のようにし
て燃料噴射量（時間で）が補正されて、所定タイミング
でこの補正された量の燃料が燃料噴射弁１４から噴射さ
れることになるが、このための制御例を空気余剰不入が
１より太きいり−ン領域に−ｎ目して、第４Ａ図のステ
ップＳｌｌ以降の処理を示す第４Ｂ図により説明する。

先ず、ステップＳ４１によりフラグＦｚが判別されるが
、このフラグＦｚは、現在、目標空燃比ＴＡＦよりリー
ンであるのかリッチであるのかを示すものであり、Ｆｚ
　＝　ｒＱＪがリーンのときをまた、ｒｌＪがリッチの
ときを示す。このフラグＦｚがｒＱＪすなわち目標空燃
比ＴＡＦよりリーンであるときは、ステップＳ４２にお
いて、スライスレベル中央値ＶＳＬより制御利得Ｖｈｌ
を引いたＶＳＬ−Ｖｈｌをリーンからリッチへとフィー
ドバックを変更する時点の目標値Ｖ’ＳＬとして設定し
た後、ステップＳ４３で、Ｖｓ　−Ｖ　’　ＳＬ≧０で
あるか否かが判別される。勿論このときのＶｓは、説明
では空気余剰不入が１より大きいリーン領域を前提とし
て酸素センサ１６の出力として合成値Ｖｏｕｔを入力し
ているため、Ｖｓが大きいほどリーンであることを意味
する。したがって、Ｖｓ　−Ｖ’ＳＬ≧０であると判別
されたときは、現在は末だ目標値に対してリーンである
として、空燃比が小さく　（混合気が濃くなる）方向へ
補正するための制御がなされる。すなわち、ステップＳ
４４で−ＨフラグＦｚが判別されるが、これは当初０で
あるので、ステップＳ４５へ移行して、フラグＦｒが判
別される。このフラグＦｒは、第５図（ｂ）における所
定時間（ｔ　ｄｒ）のり−ンがらリッチへの移行処理を
遅らせるディレィ中であるか否かを区別するもので、「
１」がディレィ中を「０」がディレィ中でないときを意
味している。

そして、当初はＦｒは・１ではないので、ステップ３４
６で、このフラグＦｒを１にセットした後、ステップＳ
４８でディレィタイマをリセットすなわちディレィ用タ
イマのカウントを開始させる。

この後、ステップ３４８で、ディレィ中であるが否か、
すなわち、上記ディレィ用タイマにょるセ、ト時間ｔｄ
ｒが経過したか否がが判別されて、ディレィ時間ｔｄｒ
を経過していないときは、ステップＳ４９でフィードバ
ック係数Ｃｆｂを、前回のフィードバック係数Ｃｆｂに
所定の制御利得ＣＩを上乗せしたものとして新たに設定
する。そして、この後は、新たに設定したフィードバッ
ク係数Ｃｆｂに基いて、ステップＳ５１で燃料噴射時間
τを前算する。なお、このステップＳ５１で示す弐には
定数である。このように、ステップＳ４９を径る■のル
ート（第５図（、ｂ）をも参照）が、エンジンに供給す
る混合気の空燃比を徐々に小ざくするリッチ化の過程で
ある。

このようにして、エンジンに供給する混合気の空燃比が
徐々に小さく（徐々にリッチ化）されるが、この過程で
再びステップＳ４５へくると、前にステップＳ４６を経
てフラグＦｒが１に変換されているため、ステップＳ４
５からステップｓ４８へ移行し、ディレィ時間ｔｄｒが
経過した後、すなわチＶ　′ＳＬ　（ＶＳＬ−Ｖｈｌ）
よりもＶｓが小さくなった（リッチ化が十分になされた
う時点では、ステップＳ４８からステップＳ５０へ移行
して、ここでフラグＦｚを１に、またＦｒを０とした後
、フィードバック係数Ｃｆｂとして、前回のフィードバ
ック係数Ｃｆｂから所定の制御利得Ｃｓｒを差引いたも
のを新たなフィードバック係数Ｃｆｂとして設定し、こ
の後前述したステップＳ５１の処理がなされる。このス
テップＳ５１を経る■のルート（第５図（ｂ）をも参照
）は、リッチ化が終了して今後はリーン化を行う際の初
期処理である。

以上のようにして、目標空燃比ＴＡＦよりもリーンな場
合にこの目標空燃比ＴＡＦすべきリッチ化の処理がなさ
れる。

一方、目標空燃比ＴＡＦよりもリッチな場合にリーンと
するための処理は、ステップ３４１からステップＳ５２
を経るルートとなるが、実質的には前述したリーンから
リッチを行なう代りにリッチからリーンへを行うだけな
ので、前述した各ステップの説明に対応するステップに
「′」の符号を付することにより、その説明は省略する
。なお、このリッチからリーンへの処理のうち、ステッ
プＳ４９に対応したステップ８４９′を経る■のルート
とステップＳ５１に対応したステップＳ５１′を経る■
のルートを、第５図（ｂ）に示しである。

第６図は本発明の他の実施例を示すもので、両検知片２
１　（Ｖｓｅｎ　）と２２　（Ｖｒｅｆ　）との合成値
として該両者の「比」すなわちＶ　ｓｅｎ　／　Ｖ　ｒ
ｅｆを合成ｆｔＭＶｏｕｔとして用いるようにしたもの
である。この場合「比」の合成値Ｖ　ｏｕｔとしては。

Ｖ　ｓｅｎとＶ　ｒｅｆとの「差ｊである前記実施例と
同じような特性が得られる。そして、この「比」による
合成値Ｖ　ｏｕｔは、電気回路的に求めるとその回路構
成が複雑になるので、第６図に示すように＠算によって
求めるようにしである。すなわち、本実施例では、＄４
Ａ図におけるステップＳ８からステップＳ９までのルー
トが上記演算のため変更されたものとなっている。この
ような演算処理部分について説明すると、ステップＳ８
で、目標空燃比ＴＡＦが空気余剰不入＝１より大きいリ
ーン領域であると判別されたときは、両検知片２１．２
２の各出力値Ｖｓｅｎ　、　Ｖｒｅｆが順次読込まれ（
ステップＳ３１．３２）、この読込まれた値に基いて、
「比」としての合成値Ｖ　ｏｕｔが演算される（ステッ
プ５３３）。そして最終的に、上記演算された合成値Ｖ
　ｏｕｔが、酸素センサ１６の出力Ｖｓとして設定され
る。なお、他の部分における制御は前記実施例の場合と
同じなのでその説明は省略する。

以上実施例について説明したが１本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

■酸素センサ１６を構成する両検知片２１．２２の出力
値Ｖｓｅｎ　、　Ｖｒｅｆおよびその合成値Ｖ　ｏｕｔ
の３つの値を全て使い分けることなく、これ等３つの値
のうち少なくともｐ型金性酸化物半導体からなる第２検
知片２２の出力値Ｖ　ｒｅｆを含む２つの値の間で使い
分けを行うようにしてもよい。特に、空気余剰不入が１
より大きいリーン領域での空燃比フィード／曳ツタ制御
を行わない場合には、この２つの値での使い分けで十分
である。

■制御ユニット１８をマイクロコンピュータにより構成
する場合はデジタル式、アナログ式のいずれであっても
よい。

（■燃料供給装置としては、燃料噴射弁１４の代りに気
化器を用いてもよく、この場合はジェット（エアジェツ
トを含び〕を調整することにより空燃比を調整すればよ
い。

［株］ｐ型金属酸化物半導体からなる第２検知片２２の
出力値Ｖ　ｒａｆに対応した２種類の空燃比（空気余剰
率）の判別は、合成値Ｖ　ｏｕｔを用いるようにしても
よい。この場合、特にＶｓｅｎとＶ　ｒｅｆとのｒ差」
による合成値Ｖｏｕｔは、空気余剰不入＝１を境にして
その出力がｒ＋Ｊと「＝」とで反転するので、この「反
転」したか否かによって容易にその識別を行なうことが
できる。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、酸素セン
サを金属酸化物半導体により構成しつつ、空燃比の広い
変化の範囲に渡ってこの酸素センサを利用して排気ガス
中の酸素濃度を粘度良く検出することができ、この結果
エンジンに供給する混合気の空燃比を精度よく制御する
ことができる。

特に、ｐ型金性酸化物半導体からなる第２検知片の１つ
の出力値に対して２種類の空燃比（空気余剰率〕が存在
することによる識別の問題を、他の出力値（合成値）を
そのまま利用して解決するようにしたので、別途この識
別のための専用のセンサ類等が不用になって、コスト上
、構造上の点でも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図は酸素センサを構成する両検知片の出力特性およ
びその合成特性を示す特性図。 第３図は酸素センナからの出力取出用の回路例を示す電
気回路図。 第４Ａ図、第４Ｂ図は本発明にょる空燃比制御の一例を
示すフローチャート・ 第５図（ａ）、第５図（ｂ）は目標空燃比となるように
フィードバック制御するときの一例を図式的に示す図。 第６図は本発明による他の制御例の要部を示すフローチ
ャート。 第７図は本発明の全体構成図。 ８：吸気通路 １４：燃料噴射弁 １５：排気通路 １６：酸素センサ １７：三元触媒 １８：制御ユニット ２１：第１検知片 ２２二第２検知片 持許出頭人マツダ株式会社 第２図 第３図 手　続　補　正　書（方式） 昭和６０年１２月２５ＥＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ型金属酸化物半導体からなり１つの排気ガス中
   の酸素濃度に対して１つの出力を示す第１検知片と、ｐ
   型金属酸化物半導体からなり異なる排気ガス中の酸素濃
   度に対して同一の出力を示す第２検知片と、から構成さ
   れた酸素センサと、エンジンに燃料を供給する燃料供給
   手段と、前記第１検知片の出力値と前記第２検知片の出
   力値と該両検知片の出力値の合成値とのうち、該第２検
   知片の出力値を含む少なくとも２つの値のなかから１つ
   の値をエンジンの運転状態に応じて選択する選択手段と
   、 前記選択手段により選択された値に基いて前記燃料供給
   手段を制御して、エンジンに供給する混合気の空燃比を
   制御する空燃比制御手段と、前記第１検知片の出力値あ
   るいは前記合成値の少なくとも一方の出力に応じてエン
   ジンの運転状態が前記第２検知片の出力値による制御域
   となったことを確認した後、該第２検知片の出力値に基
   づく前記空燃比制御手段による制御を許容する確認手段
   と、 を備えていることを特徴とするエンジンの空燃比制御装
   置。