JPS6299654A - 燃料供給量制御システムに採用される酸素濃度センサの活性状態判定装置 - 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、酸素濃度センサが活性状態にあるとき、機関
本体への燃料供給量を該センサ出力により制御して、機
関本体へ供給される混合気の空燃比を目標値にする内燃
機関の燃料供給量制御システムに採用するのに適した酸
素濃度センサの活性状態判定装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の判定装置は、特開昭５８−３０４４８号
公報に示されるように、酸素濃度センサが前記空燃比の
リーン状態を示す信号を所定時間以上出力し続けたとき
、同センサが不活性状態にあると判定し、それ以外のと
き同センサが活性状態にあると判定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来の装置においては、上記所定時間を
短く設定した場合、酸素濃度センサが活性状態にあって
も前記空燃比のリーン状態が長く続くと、同センサが不
活性状態にあると判定されて、同センサの状態が正しく
判定されないという問題があった。また、上記所定時間
を長く設定した場合、酸素濃度センサが活性状態から不
活性状態に変化したとき、該センサが実際に不活性化す
る時期よりも遅く不活性化したと判定されるので、酸セ
ンサが上記変化の過渡状態にあるときには、同センサが
活性状態にないにもかかわらず活性状態にあると判定さ
れて、同センサの状態が正しく判定されないという問題
があった。

本発明の目的は、上記問題に対処するため、所定温度以
上で活性状態になる酸素濃度センサの温度を、同センサ
の温度に影ｉをもたらす内燃機関の負荷量に応じて推定
し、この推定温度に基づき同センサの活性状態を判定す
ることにより、前記判定を正確に行うようにした燃料供
給量制御装置に採用される酸素濃度センサの活性状態判
定装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題の解決にあたり、本発明の構成上の特徴は、
第１図に示すように、内燃機関の燃料供給量制御システ
ムに採用されて機関本体から排出される排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素濃度センサにおいて、内燃機関の
負荷量を検出する負荷量検出手段１と、前記検出負荷量
に基づき該負荷量の増加に従って上昇する前記酸素濃度
センサの温度を推定する温度推定手段２と、前記推定温
度が前記酸素濃度センサの活性状態になる温度以上であ
るとき該センサが活性状態にあると判定する判定手段３
とを備えたことにある。

〔発明の作用効果〕

上記のように構成した本発明においては、温度推定手段
２が、内燃機関の負荷量の増加すなわち機関本体におけ
る発生熱量の増加に起因して上昇する酸素濃度センサの
温度を、負荷量検出手段１により検出される内燃機関の
負荷量に基づき推定し、判定手段３が、酸素濃度センサ
が活性状態にあることを、同センサの活性化に直接関係
する同センサの温度を推定した上記推定温度に基づき判
定するので、酸素濃度センサの状態判定が正確になる。

これにより、燃料供給量制御システムにおける酸素濃度
センサに基づく燃料供給量制御が適確になされ、機関本
体へ供給される混合気の空燃比が目標値に精度よく設定
される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、第
２図は本発明に係る酸素濃度センサの活性状態判定装置
を適用した内燃機関１０の燃料供給量制御システムを示
している。内燃機関１０は可変ベンチュリ型の気化器２
０を備えており、気化器２０は、内燃機関１０の機関本
体１１から延出する吸気管１２と、エアクリーナ１３か
ら延出する吸気管１４との間に介装されている。気化器
２０は、両吸気管１２．１４間に連結した気化器本体２
１を有しており、この気化器本体２１はその吸気通路２
１ａにて両吸気管１２．１４間の連通を許容する。

気化器本体２１には、第２図及び第３図に示すごとく、
カップ状のケーシング２２が同気化器本体２１の周壁−
側に組付けられており、気化器本体２１の周壁他側から
ケーシング２２の開口部に対向し同ケーシング２２とは
反対方向に突出する筒部２１ｂには、フロート室２３が
同筒部２１ｂから垂下して組付けられている。段付環状
のピストン２４はその大径部２４ａにて気化器本体２１
の吸気通路２１ａに対し直角方向にケーシング２２内に
摺動可能に嵌装されて大気室２．２　ａ及び変圧室２２
ｂを形成しており、大気室２２ａは、気化器本体２１の
周壁−側の一部に設けた連通孔２１ｃを通し吸気通路２
１ａの上流に連通している。

ピストン２４の小径部２４ｂは、気化器本体２１の周壁
−側にスロットル弁２５の上流にて穿設した貫通孔２１
ｄ内に気密的に摺動可能に嵌装されて、その上側頭部２
４Ｃでもって、気化器本体２１の吸気通路２１ａ内に突
出する突出部２１ｅとの協働により可変ベンチュリを形
成している。

また、この小径部２４ｂに穿設した連通孔２４ｄは、変
圧室２２ｂを吸気通路２１ａのスロットル弁２５の上流
に連通させている。さらに、変圧室２２ｂ内には、コイ
ルスプリング２６が、ケーシング２２の環状のボス２２
ｃとピストン２４の頭部との間に介装されてピストン２
２を突出部２１ｅに向けて付勢しており、このコイルス
プリング２６のバネ定数は非常に小さな値に設定されて
いる。

また、ピストン２４の頭部中央に嵌着したガイドロノド
２７は、ケーシング２２のボス２２ｃに圧入した筒体２
２ｄ内に摺動自在に挿入されており、このガイドロッド
２７の吸気通路２１ａ側端部には吸気通路２１ａ内に延
出するニードル状の弁体２７ａが固定されている。この
ニードル状の弁体２７ａは、気化器本体２１の筒部２１
ｂの内端に嵌着した環状のノズル２８を通り、同筒部２
１ｂ内に嵌装した筒体２９内に侵入している。筒体２９
は、その基部２９ａにて、コイルスプリング２９ｂの弾
発作用のもとに、筒部２１ｂの外端に螺着した雄ねじ栓
２９Ｃの内端に係止しており、この筒体２９の周壁の中
間部位に穿設した連通孔２９ｄは、フロート室２３の燃
料供給路２３ａに連通している。

筒体２９の先端内周面には、環状の計量ジェット２９ｅ
が周方向に突設されており、この計量ジェット２９ｅの
内周面と弁体２７ａとの間に形成される環状空間にて燃
料供給量が計量される。また、筒体２つの先端部に半径
方向に穿設した連通孔２９ｆは、気化器本体２１の周壁
他側に形成したエアブリート通路２１［を計量ジェット
２９ｅを通し筒体２９の中空部に連通させるようになっ
ており、エアブリード通路２１ｆは吸気通路２１ａ内に
おける突出部２１ｅの上流に連通している。

なお、第３図にて、符号２２ｅは圧入栓を示し、また各
符号２９ｇ、２９ｈは０リングを示す。

燃料供給量制御システムは、第２図及び第３図に示すご
とく、気化器本体２１の周壁他側に組付けた駆動機構３
０を有しており、この駆動機構３０は、第４図に示すご
とく、ステップモータ３０ａ内にプランジャ３０ｂを軸
方向に変位可能に組付けて構成されている。ステップモ
ータ３０ａは、ステータ３１の一例にて気化器本体２１
の周壁他側にエアブリード通路２１ｆの中間部位に対向
するように組付けられており、このステップモータ３０
ａの中空状ロータ３３は一対のボールベアリング３２．
３２によりステータ３１内に同軸的に回転自在に軸支さ
れている。

プランジャ３０ｂは、その外周面中間部位に軸方向に形
成した雄ねじ部３５を、ロータ３３の中空部内周面中間
部位に軸方向に形成した雌ねじ部３４に螺合させて、ロ
ータ３３内に軸方向に変位可能に嵌装されており、この
プランジャ３０ｂの先端部であるニードル状の弁体部３
６は、ステータ３１の一側中央から延出し、エアブリー
ド通路２１ｆの中間部位に形成した環状の弁鹿部２１ｇ
内に挿入されている。このことは、プランジャ３０ｂが
その軸方向変位により弁体部３６と弁鹿部２１ｇとの間
の環状面積（即ち、エアブリード通路２１ｆの上流から
下流へのエアブリード流入量）を制御することを息味す
る。なお、プランジ中３Ｑｂはステータ３１に対し軸周
りには回転不能に軸方向には変位可能になっている。ま
た第４図にて、符号３７はプランジャ３０ｂをその弁体
部３６側に付勢するコイルスプリングを示す。

また、燃料供給量制御システムは、第２図に示すごとく
、各種センサ４０ａ〜４Ｏｆと、気温センサ４０　ａ、
スロットルセンサ４０ｂ、負圧センサ４０Ｃ及び水温セ
ンサ４．　Ｏｄにそれぞれ接続した各Ａ−Ｄ変換器５０
ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄと、回転角センサ４０ｅ
に接続した波形整形器５０ｅと、酸素濃度センサ４０ｆ
及び基準信号発生器５０「に接続したコンパレータ５０
ｇとを備えており、気温センサ４０ａは吸気管１４内の
空気流の温度を検出しアナログ気温信号として発生スる
。スロットルセンサ４０ｂはスロントル弁２５の開度を
検出しアナログ開度信号として発生する。負圧センサ４
０Ｃは吸気管１２内に生じる負圧を検出しアナログ負圧
信号として発生する。

水温センサ４０ｄは機関本体１１の冷却系統における冷
却水温を検出しアナログ水温信号として発生する。回転
角センサ４０ｅは、機関本体１１に付設したディストリ
ビュータ１５内のカム面の回転角を検出し内燃機関１０
の回転角を表わす回転角信号として発生する。酸素濃度
センサ４０ｆは機関本体１１から延出する排気管１６内
の排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出しアナログ濃
度信号として発生する。

Ａ−Ｄ変換器５０ａは気温センサ４０ａからのアナログ
気温信号をディジタル気温信号に変換し、Ａ−Ｄ変換器
５０ｂはスロットルセンサ４０ｂからのアナログ開度信
号をディジタル開度信号に変換し、Ａ−Ｄ変換器５０ｃ
は負圧センサ４０Ｃからのアナログ負圧信号をディジタ
ル負圧信号に変換し、かつＡ−Ｄ変換器５０ｄは水温セ
ンサ４０ｄからのアナログ水温信号をディジタル水温信
号に変換する。波形整形器５０ｅは回転角センサ４０ｅ
からの回転角信号を波形整形し整形信号として発生する
。基準信号発生器５０ｆは、理論空燃比の特定に必要な
所定酸素濃度に対応するレベルの基準信号を発生する。

コンパレータ５０ｇは、酸素濃度センサ４０ｆからのア
ナログ濃度信号を基準信号発生器５０ｆからの基準信号
と比較して、アナログ濃度信号のレベルが基準信号のレ
ベルより高い（又は低い）ときハイレベル（又はローレ
ー・ル）になる酸素濃度レベル信号を発生する。かかる
場合、コンパレータ５０ｇからの酸素濃度レベル信号の
ハイレベルは気化器２０において調整された空燃比が理
論空燃比より濃いすなわち同空燃比がリッチ状態である
ことを表わし、ローレベルは気化器２０において調整さ
れた空燃比が理論空燃比より薄いすなわち同空燃比がリ
ーン状態であることを表わす。

マイクロコンピュータ６０は、当該車両のイグニッショ
ンスイッチＩＧの閉成に応答して直流電源Ｂから給電を
受けて作動状態となり、その内部の読出し専用メモリＲ
ＯＭに予め記憶したメインプログラム、サブプログラム
、割込制御プログラムを、各々第５図乃至第７図に示す
各フローチャートに従い、各Ａ−Ｄ変換器５０ａ〜５０
ｄ、波形整形器５０ｅ及びコンパレータ５０ｇとの協働
により繰返し実行し、かかる実行の繰返し中において、
駆動機構３０のステップモータ３０ａ及びリレー７０の
制御に必要な各種の演算処理を以下の作用に述べるごと
く行う。

かかる場合、マイクロコンピュータ６０に内蔵した書込
み可能メモリＲＡＭが、同マイクロコンピュータ６０の
演算処理内容に対する一時的記憶回路としての役割を果
す。また、本実施例においては、割込制御プログラムの
割込がイグニッションスイッチＩＧの開成に伴う同イグ
ニンションスイソヂＩＣを介しての直流電源Ｂからマイ
クロコンピュータ６０への給電電圧の遮断に応答して開
始される。リレー７０は、電磁コイル７１と、この電磁
コイル７１の励磁（又は消磁）により閉成（又は開成）
する字間型スイッチ７２を有しており、電磁コイル７１
及びスイッチ７２は、共に、直流電源Ｂとマイクロコン
ピュータ６０との間に接続されている。

以上のように構成した本実施例において、気化器２０の
ピストン２４が第３図にて二点鎖線により示した状態に
あり、駆動機構３０及びスロットル弁２５が第３図に示
した状態にあるものとする。

このような段階にてイグニッションスイッチＩＧの閉成
により内燃機関１０を始動させて当該車両をそのアクセ
ルペダルの踏込みに応じたスロットル弁２５の開度のも
とに走行させれば、かかる状態にあっては、エアクリー
ナ１３を通し吸気管１４内に流入する空気流が、スロッ
トル弁２５の開度に応じて変圧室２２ｂ内に生じる負圧
と大気室２２ａ内の大気圧との差に基きコイルスプリン
グ２６に抗して摺動するピストン２４と突出部２１ｅと
の可変ベンチュリ作用のもとに、フロート室２３から燃
料供給通路２３ａ、連通孔２９ｄ、ガイドロッド２７の
弁体２７ａと計量ジェットとの間の環状領域及びノズル
２８を通り吸出される燃料と共に、混合気を形成し、気
化器本体２１の吸気通路２１ａ、スロットル弁２５及び
吸気管１２を通り機関本体１１内に現段階にて必要な空
燃比でもって流入し、同機関本体１１の燃焼室内にて燃
焼し、然る後排気管１６内に排気ガス流として排出され
る。

また、マイクロコンピュータ６０が、上述のイグニッシ
ョンスイッチＩＣの閉成に応答して作動状態となり、第
５図のフローチャートに従いメインプログラムの実行を
ステップ８０にて開始し、ステップ８０ａにて書込み可
能メモＩＪ　ＲＡ　Ｍを初期設定し、かつリレー７０の
電磁コイル７１の励磁に必要な励磁信号を発生する。こ
の励磁信号によりリレー７０が電磁コイル７１を励磁さ
せてスイノチア２を閉成し同スイッチ７２を介する直流
電源Ｂからマイクロコンピュータ６０への給電電圧の付
与を許容する。また、メインプログラムがステップ８１
に進むと、マイクロコンピュータ６０は、ステップ８１
にて回転センサ４０ｅとの協働により波形整形器５０ｅ
から生じる整形回転角信号により内燃機関１０の回転数
ＥＧＲを演算して回転数ＥＧＲを一時的に記憶する。回
転数ＥＧＲの演算後、マイクロコンピュータ６０は、ス
テップ８２にてＡ−Ｄ変換器５０ａから気温センサ４０
ａとの協働のもとに生じるディジタル気温信号、Ａ−Ｄ
変換器５０ｂからスロットルセンサ４０ｂとの協働のも
とに生じるディジタル開度信号、Ａ−Ｄ変換器５０Ｃか
ら負圧センサ４０ｃとの協働のもとに生じるディジタル
負圧信号、Ａ−Ｄ変換器５０ｄから水温センサ４０ｄと
の協働のもとに生じるディジタル水温信号、並びにコン
パレータ５０ｇから酸素濃度センサ４０ｆ及び基準信号
発生器５０ｆとの協働により生じる酸素濃度信号の値を
読取り、各々吸気温ＴＨＡ、吸気管圧力Ｐ１Ｍ、スロッ
トル開度ＳＲＴ、水温Ｔ　ＨＷ及び酸素濃度ＯＨＬとし
て書込み可能メモリＲＡＭに記憶して、ステップ８３の
実行に移る。

ステップ８３にて、マイクロコンピュータ６０は、上記
記憶したエンジン回転数ＥＧＲ及び吸気管圧力ＰＩＭに
基づき、下記（式１）に従って空気流量ＧＡを算出して
書込み可能メモリＲＡＭに記憶するとともに、上記記憶
した水温ＴＨＷに基づき、混合気を目標空燃比にするた
めにの水温補正値Ａｗを算出して書込み可能メモリＲＡ
Ｍに記憶する。

ＧＡ＝に１　＊Ｐ　ＩＭ＊ＥＧＲ・・・　（式１）なお
、上記（式１）におけるに１は比例定数であり、水温補
正値Ａｗは水温ＴＨＷに基づき混合気を目標空燃比に制
御する補正値を表し、水温ＴＨＷの変化に応じて基準値
ＫＯ（例えば１）を中心に変動する値である。

次に、マイクロコンピュータ６０はステップ８４に酸素
濃度４０ｆの推定温度ＣＩＦの演算を第６図のフローチ
ャートに対応するサブプログラムの実行により行う。こ
のサブプログラムの実行において、マイクロコンピュー
タ６０は、ステップ８４ａにてそのプログラムの実行を
開始し、ステップ８４ｂにて上記記憶した空気流量ＧＡ
及び水温ＴＨＷに基づき、下記（式２）の演算を実行す
ることにより酸素濃度センサ４０ｆの推定温度ＣＩＦを
更新する。

ＣＩＦ＝ＣＩＦ＋ＧＡ−ＧＡｏ＋ に２＊ＴＨＷ・・・　（式２） なお、値ＧＡｏは暖気時に酸素濃度センサ４０ｒを活性
化温度ＴＩに保つために必要な機関本体１１における燃
焼の大きさに対応する空気流（ＪＧＡを示す定数であり
、そのためＧＡ−ＧＡｏは、空気流ＩＧＡがＧＡ＞ＧＡ
ｏの関係にあるとき酸素濃度センサ４０ｆの温度が活性
化温度ＴＩより高くなる温度変化分を表し、空気流量Ｇ
ＡがＧＡ＜ＧＡｏの関係にあるとき同センサ４０ｆの温
度が活性化温度Ｔｌより低くなる温度変化分を表してい
る。また、係数に２は水温ＴＨＷが酸素濃度センサ４０
「の温度変化に与えるに９度を示す固定価であり、その
ため、Ｋ２＊ＴＨＷはその値が小さい程酸素濃度センサ
４０ｆの温度を低くする水温Ｔ　ＨＷによる補正項を表
している。一方、上記（式２）の右辺のＣＩＦはステッ
プ８４ｂの演算前にマイクロコンピュータ６０の書込み
可能メモリＲＡＭに記憶されていた酸素濃度センサ４０
ｒの推定温度ＣＩＦを示し、ステップ８４ｂの演算は上
記（式２）の右辺の算出値が酸素濃度センサ４０ｆの新
たな推定温度ＣＩＦとして上記書込み可能メモリＲＡＭ
に記憶されることを意味するので、この演算により、空
気流ｉＧＡ及び水温ＴＨＷの増加（又は減少）に応じて
増加（又は減少）する酸素濃度センサ４０ｆの温度変化
分が変化前の同センサ４０ｆの推定温度ＣＩＦに加算さ
れて新たな推定温度ＣＩＦが算出記憶される。

ステップ８４ｂの演算後、マイクロコンピュータ６０は
、ステップ８４ｃにて上記更新した推定温度ＣＩＦと値
「０」とを比較し、推定温度ＣＩＦが「０」より大きい
ときｒＹＥｓＪと判定して、ステップ８４ｄにてこのサ
ブプログラムの実行を終了する。また、推定温度ＣＩＦ
が「０」以下のとき、マイクロコンピュータ６０は、ス
テップ８４Ｃにて「ＮＯ」と判定し、ステップ８４ｅに
て推定温度ＣＩＦをｒＯＪに設定し直し、ステップ８４
ｄにてこのサブプログラムの実行を終了する。

このステップ８４ｅの演算により推定温度ＣＩＦは「０
」より小さくなることはなく、このことは、内燃機関の
運転中には空気流量ＧＡが小さくなって機関本体１１に
おける燃焼が小さくなっても酸素濃度センサ４０ｆの温
度が所定値より小さくならない状態をよりよくシミュレ
ートしている。

サブプログラムすなわちステップ８４の演算後、マイク
ロコンピュータ６０はステップ８５にて上記記憶したス
ロットル開度ＳＲＴ、吸気管圧力ＰＩＭ、水温ＴＨＷ及
び酸素濃度ＯＨＬの各値により、内燃機関の運転状態が
排気ガスの酸素濃度によるフィードバンク補正領域にあ
るか否かを判断する。なお、このフィードバンク補正領
域の判断は、上記水温ＳＲＴが高く、内燃機関が全負荷
領域及びアイドル領域になく、かつ酸素濃度センサ４０
ｆがハイレベル信号を発生済みであることを条件として
なされる。このステップ８５の判断においては、イグニ
ソションスインチの閉成から時間が差程経過していない
場合、ｒＮＯＪすなわちフィードバンク補正領域にない
と判断され、マイクロコンピュータ６０はステップ８６
にて、フィードバンク補正値Ａｆを基準値ＫＯに決定す
る。

かかる場合、フィードバック補正値Ａｆは、排気ガス流
中の酸素濃度に基づいて混合気を目標空燃比に制御する
補正値を表し、酸素濃度ＯＨＬに基づき後述する演算に
より算出される基準値Ｋｏを中心に変動する値である。

次に、マイクロコンピュータ６０は、ステップ８７にて
当該気化器の基本エアブリード量を制御する基準値ＫＯ
に対する基本エアブリード量制御値ＳＢ、ステップ８６
で基準値Ｋｏに設定されたフィードバンク補正値Ａｆ、
及びステップ８３にて算出された水温補正値Ａｗに基づ
き、下記（式３）により、ステップモータ３０ａの目標
回転ステップ数ＳＯを算出する。

３ｏ＝に３＊　　（ＳＢ＋Ａｆ＋Ａｗ−２＊ＫＯ）　　
・・・　（式３） この目標回転ステップ数Ｓｏは、エアブリード通路２１
「における目標エアブリード流入量、即ち気化器２０に
て調整されるべき混合気を目標空燃比に制御するための
ステップモータ３０ａのステップ故に対応し、係数に３
は基本エアブリード量制御値ＳＢ及び各補正値Ａｆ、Ａ
ｗによる制御量及び補正量をステップモータ３０ａのス
テップ数に変換するための定数である。また、上記（式
３）中の項２＊Ｋｏは制御値ＳＢ及び各補正値Ａｆ。

Ａｗの加算による基準値Ｋｏの合算値３＊Ｋｏを基準値
Ｋｏに戻すだめの修正項である。

ステップ８７における演算後メインプログラムがステッ
プ８８に進むと、マイクロコンピュータ６０がステップ
８７における目標回転ステップ数ＳＯとステップモータ
３０ａの現実の回転ステップ数（以下、現回転ステップ
数Ｓという）との差を回転信号として発生する。かがる
場合、現回転ステップ数Ｓ＝０はプランジャ３０ｂの原
位置（弁体部３６と弁座部２１ｇとの間の環状面積が零
のときに対応）に対応するとともに現回転ステップ数Ｓ
の増大はプランジャ３０ｂのコイルスプリング３７に抗
する変位量の増大に対応する。ついで、駆動機構３０の
ステップモータ３０ａがマイクロコンピュータ６０から
の回転信号の値に応じロータ３３、即ち雌ねじ部３４を
正転させ、これに伴いプランジャ３０ｂ、即ち雄ねじ部
３５がコイルスプリング３７の弾撥力に抗して変位して
弁体部３６と弁座部２１ｇとの間の環状面積をロータ３
３の正方向回転に対応して増大させる。すると、吸気通
路２１ａの突出部２１ｅの上流に存在する空気流が、弁
体部３６と弁座部２１ｇとの間の環状面積に対応するエ
アブリード量としてエアブリード通路２１「、筒体２９
の連通孔２９ｆ、計量ジェット２９ｅ及びノズル２８を
通り連通孔２９ｄから燃料と共に吸気通路２１ａ内に吸
出される。

然る後、メインプログラムはステップ８１に進み、マイ
クロコンピュータ６０はステップ８１〜８８の循環演算
を実行して、基本エアブリード量制御値ＳＢに水温補正
値ＡＷを加味することによりステップモータ３０ａの目
標回転ステップ数ＳＯを算出してエアブリード量を制御
する。また、この循環演算中、酸素濃度センサ４０ｆの
推定温度ＣＩＦは、ステップ８４の演算により更新され
、空気流量ＧＡに応じて変化する。

上記ステップ８１−８８の循環演算中、マイクロコンピ
ュータ６０はステップ８５にて上記フィードハック補正
条件の基にｒＹＥｓＪすなわち内燃機関がフィードバッ
ク補正領域にあると判断すると、プログラムをステップ
８９に進め、内燃機関１０がアイドリング状態にあるか
否かを、ステップ８２にて記憶したスロットル開度ＳＲ
Ｔに基づき、判断する。この判断において、スロットル
開度ＳＲＴが所定の値より大きいすなわちスロットル弁
２５が開状態にあるとき、マイクロコンピュータ６０は
「ＮＯ」と判定し、ステップ９０にてアイドリング状態
以外における排気ガスの酸素濃度に基づくフィードバッ
ク補正ｉＡｆの演算を行う。この演算では、ステップ８
２にて記憶したａ素’ｂＬｌｆｏＨＬがローレベル（又
はハイレベル）からハイレベル（又はローレベル）に変
化した場合、比例制御分Ｋｐを以前のフィードバック補
正値Ａｆに加算しく又は以前のフィードハック補正値Ａ
ｆから減算し）、酸素濃度ＯＨＬがハイレベル（又はロ
ーレベル）を持続している場合、積分制御分τ１を以前
のフィードバック補正量Ａｆに加算（又は以前のフィー
ドバンク補正ｌＡｆから減算）する。ステップ９０の演
算後、マイクロコンピュータ６０は、ステップ８７にて
上記（式３）に基づき上記算出したフィードバンク補正
ｉＡｆを考慮した目標回転ステップ数Ｓｏを算出し、ス
テップ８８にて上記目標回転ステップ数Ｓｏとステップ
モータ３０ａの現回転ステップ数Ｓとの差を回転信号と
してステップモータ、３０ａに出力してプログラムをス
テップ８１に進め、ステップ８１〜８５，８９，９０，
８７．８８の循環演算を実行する。この循環演算中、プ
ログラムがステップ９０を通過する毎に上記比例制御分
Ｋｐ及び積分制御分τ１の加減算が実行されてフィード
バンク補正ｉＡｆが決定され、ステップ８７．８８の演
算に基づきこの補正量Ａｆを考慮してステップモータ３
０ａのステップ数が制御されるので、エアブリード量は
基本エアブリード量ＳＢ及び水温補正値ＡＷに酸素濃度
センサ４Ｏｆ出力に基づくフィードバック補正１ｉＡｆ
が加味された値に制御される。また、この循環演算中に
も、酸素濃度センサ４０ｆの推定温度ＣＩＦは、ステッ
プ８４の演算により更新され、空気流量ＧＡに応じて変
化している。

このステップ８１〜８５．８９．９０，８７゜８８の循
環演算中、車両の停止等により、スロットル弁２５が略
全閉状態になると、マイクロコンピュータ６０はステッ
プ８９にてｒＹＥｓＪすなわち内燃機関１０がアイドル
状態にあると判定し、ステップ９１にて上記記憶した水
温ＴＨｗが所定温度Ｔ２より低いか否かを判断する。こ
の判断において、内燃機関１０がアイドリング状態にな
って間もない場合、機関本体１１の温度は高くかつ冷却
水の温度も高いので、マイクロコンピュータ６０は「Ｎ
Ｏ」すなわち水温Ｔ　ＨＷが所定温度Ｔ２より低くない
と判定し、プログラムをステップ９２に進めて上記記憶
した推定温度ＣＩＦが酸素濃度センサ４０ｆの活性化温
度ＴＩより高いか否かを判断する。なお、この所定温度
Ｔ２は酸素濃度センサ４０ｆを即座に不活性化する冷却
水の温度を示すもので、この温度Ｔ２により決定される
酸素濃度センサ４０ｆの温度は活性化温度ＴＩより低い
。そして、上記のように、内燃機関１０がアイドリング
状態になって間もない場合、機関本体１１の温度はまだ
高くしかも同本体１１から排出される排気ガスの温度も
高くて、酸素濃度センサ４０ｆの温度を表す推定温度Ｃ
ＩＦも高いので、マイクロコンピュータ６０は、ステッ
プ９２にてｒＹＥｓＪと判定し、ステップ９３にてアイ
ドリング状態における排゛気ガスの酸素濃度に基づくフ
ィードバック補正量Ａｆの演算を行う。この演算では、
上記アイドリング状態以外の場合とは異なり、ａ素’ｂ
Ｍ度ＯＨＬがハイレベル（又はローレベル）を持続して
いる場合のみ、上記積分制御値τ１より小さい積分制御
値τ２を以前のフィードバック補正量Ａｆに加算しく又
は以前のフィードバンク補正量から減算）する。これに
より、アイドリング状態におけるフィードバック補正１
ｉＡｆの変動をアイドリング状態以外の場合より小さく
して、はぼ一定に保つようにしている。このステップ９
３の演算後、マイクロコンピュータ６０は、上記と同様
、ステ・ノブ８７．８８の演算を実行してエアブリード
量を制御し、内燃機関１０がアイドリング状態にあれば
ステップ８１〜８５，８９゜９１．９２，９３．８７．
８８の循環演算を実行し続ける。

この循環演算中、内燃機関１０がアイドリング状態にあ
るため、空気流量ＧＡが小さな値となり、これに基づき
ステップ８４の演算が推定温度ＣＩＦの値を除々に減少
させ、推定温度ＣＩＦが酸素濃度センサ４０「の活性化
温度Ｔ１以下になると、マイクロコンピュータ６０はス
テップ９２にて「ＮＯＪと判定して、ステップ８６にて
フィードバック補正量Ａｆを基準値ＫＯに設定する。こ
のステップ８６の演算後、マイクロコンピュータ６０は
ステップ８７．８８の演算によりフィードバック補正ｌ
Ａｆとは無関係に、ステップモータ３０ａの目標回転数
ＳＯを決定してエアブリード量を制御し、この状態の続
く間、ステップ８１〜８５゜８９．９１，９２．８６〜
８８の循環演算を実行する。これにより、内燃機関１０
のアイドリング状態が持続して機関本体１１及び排気ガ
スの温度が低下し、酸素濃度センサ４０ｆの温度低下に
伴って酸素濃度センサ４０ｆが不活性状態になった場合
及び完全に不活性状態になる過渡状態にある場合、フィ
ードバック補正量Ａｆが基準値ＫＯに設定されてエアブ
リード量の制御には無関係になるので、酸素濃度センサ
４０ｆからの不正確な検出信号に基づくエアブリード量
の制御が防止される。

さらに、内燃機関１０のアイドリング状態が続くと、こ
のステ７プ８１〜８５，８９，９１，９２．８６〜８８
の循環演算中、水温ＴＨＷはさらに減少して、水温ＴＨ
Ｗが所定温度Ｔ２より低くなるので、マイクロコンピュ
ータ６０はステップ９１にてｒＹＥＳＪと判定し、ステ
ップ９４にて推定温度ＣＩＦを値Ｔｏに設定し、ステッ
プ８６〜８８を介して、プログラムをステ・ノブ８１に
進め、ニス降ステン１８１〜８５，８９，９１，９４゜
８６〜８８の循環演算を実行して、上記と同様エアブリ
ード量を酸素濃度センサ４０ｆ出力とは無関係に制御す
る。なお、上記値Ｔｏは、内燃機関１０が長時間アイド
リング状態に維持された場合に、酸素１度センサ４０「
が落着く温度であり、このことは推定温度ＣＩＦが同セ
ンサ４０ｆの温度を内燃機関の状態に応じてよりよくシ
ミュレー１−　していることを意味する。

上記のような動作説明からも理解できる通り、空気流量
Ｇ　Ａ　、水温Ｔ　ＨＷ等に基づいてステップ８４．９
４の演算により酸素濃度センサ４０ｆの温度ＣＩＦが推
定され、内燃機関１ｏがアイドリング状態にあるとき、
この推定温度ＣＩＦに基づきステップ９２の判断により
酸素濃度センサ４゜ｒが活性状態にあるか否かが判定さ
れて、同センサ４０ｆが活性状態にあるときステップ９
３の演算によりフィードバンク補正ｉＡｆが同センサ４
０ｆ出力に基づき算出され、同センサ４０ｆが不活性状
態にあるときステップ８６の演算によりフィードバック
補正量Ａｆが同センサ４０ｆ出力とは無関係に基準値Ｋ
Ｏに設定されるようにしたので、このフィードバック補
正量Ａｆによりエアブリート量の制御すなわち機関本体
１１に供給される混合気の空燃比の制御が、酸素濃度セ
ンサ４０ｆの状態に応じて適格に制御されるようになる
。

これにより、上記空燃比が目標値に正確に制御されて、
排気ガス対策、車両のドライバビリティ及びｆ［の各改
善につながる。

以上述べたような作用において、走行中の当該車両が停
止した後イグニッションスイッチｒＧを開成すれば、マ
イクロコンピュータ６０が、リレー７０の電磁コイル７
１の励磁下におけるスイッチ７２の開成状態のちとに同
スイッチ７２を介する直流電源Ｂからの給電電圧の受電
に基き割込制御プログラムの割込実行を第７図のフロー
チャートに従いステップ１００にて開始し、ステップ１
０１にて、ステンプモータ３０ａの現回転ステ・ノブ数
Ｓ−Ｏに必要な回転信号を発生し、これに応答してステ
ンプモータ３０ａがＳ−〇となる迄回転しプランジャ３
０ｂが第３図に示す原位置まで変化して弁体部３６を弁
座部２１ｇに着座させる。

割込制御プログラムがステップ１０２に進むと、マイク
ロコンピュータ６０が励磁信号を消滅させ、これに応答
してリレー７０が電磁コイル７１の消磁によりスイッチ
７２を開成しマイクロコンピュータ６０の演算処理をス
テップ１０３にて停止させる。なお、内燃機関１０のイ
グニッションスイッチＩＧの開成による停止のもとに気
化器２０の変圧室２２ｂ内の圧力が大気圧となり、ピス
トン２４がコイルスプリング２６の作用を受けて第３図
の二点鎖線に示す位置まで摺動する。

なお、上記実施例では、ステップ８５の内燃機関１０が
フィードバンク補正領域にあるか否かの判断において、
酸素濃度センサ４Ｏｆがハイレベル信号を発生済みであ
ることを条件として同センサ４０ｆが活性状態にあると
判定するようにしたが、この場合でも、アイドリング状
態におけるステップ９２のように、推定温度ＣＩＦに基
づき、上記活性状態の判定をすることもできる。この場
合、ステップ９２の判断は不要となる。

また、上記実施例においては、酸素濃度センサ４０ｆの
推定温度ＣＩＦを第６図のフローチャートに対応するサ
ブプログラムの実行により逐次更新するようにしたが、
このサブプログラムに換えて第８図のフローチャートに
対応するサブプログラムを実行するようにしてもよい。

このサブプログラムの実行において、マイクロコンピュ
ータ６０はステップ２００にてそのプログラムの実行を
開始し、ステップ２０１にて、完全暖気状態における酸
素濃度センサ４０ｆ付近の推定温度Ｆ１を、上記メイン
プログラム８３．８１で各々記憶した空気流量ＧＡ及び
エンジン回転数ＥＧＲに基づき、第９図にてその値の変
化特性を示すマツプを参照することにより、算出する。

なお、このマツプはマイクロコンピュータ６０の読出し
専用メモリＲＯＭに記憶されており、空気流量ＧＡ及び
エンジン回転数ＥＧＲが増加すなわち内燃機関１０の負
荷量が増加するに従って前記推定温度Ｆ１が増加するよ
うに設定されている。この推定温度Ｆ１の算出後、マイ
クロコンピュータ６０はステップ２０２にて水温ＴＨＷ
が前記酸素濃度センサ４０ｆ付近の推定温度Ｆ１に与え
る影響を示す水温補正値Ｆ２を、上記メインプログラム
のステップ８２にて記憶した水温ＴＨＷに基づき、第１
０図にその値の変化特性を示すマツプを参照することに
より、算出する。なお、このマツプもマイクロコンピュ
ータ６０の読出し専用メモリＲＯＭに記憶されており、
水温ＴＨＷが増加するに従って前記補正値Ｆ２が増加す
るように設定されている。

次に、マイクロコンピュータ６０は、ステップ２０３に
て、上記推定温度Ｆ１及び水温補正値Ｆ２に基づき、下
記（式４）の演算により、酸素濃度センサ４０ｆの推定
温度ＣＩＦを更新する。

ＣＩＦ＝ＣＩＦ＋に４＊　（Ｆ１＋Ｆ２−ＣＩＦ）・・
・　（式４） なお、上記（式４）において、右辺の両ＣＩＦはステッ
プ２０３の演算前にマイクロコンピュータ６０の書込み
可能メモリＲＡＭに記憶されていた酸素濃度センサ４０
ｆの推定温度ＣＩＦであり、係数に４は上記した酸素濃
度センサ４Ｏｆ付近から同センサ４０ｆへの熱伝導係数
を示している。

そのため、Ｆ１＋Ｆｌ−ＣＩＦは酸素濃度センサ４Ｏｆ
付近と同センサ４０　ｆ間の温度差を表し、かつに４＊
　（Ｆ１＋Ｆ２−ＣＩＦ）が前記酸素濃度センサ４０ｆ
付近から同センサ４０［に伝達される熱量すなわち酸素
濃度センサ４０ｆの温度変化分を表すことになる。そし
て、ステップ８４の演算は、上記第６図の説明と同様、
この温度変化分を酸素濃度センサ４Ｏｆの過去の推定温
度ＣＩＦに加算して同センサ４０ｆの新たな推定温度Ｃ
ＩＦとして算出記憶することを意味するので、この演算
の実行により、酸素濃度センサ４０ｆの推定温度ＣＩＦ
が内燃機関１０の負荷量に応じて更新される。次にプロ
グラムはステップ２０４に進み、このサブプログラムの
実行が終了される。

上記のように、このサブプログラムを第６図のフローチ
ャートに対応するサブプログラムに換えても、酸素濃度
センサ４０ｆの推定温度ＣｒＦが内燃機関１０の負荷量
に応じて正確に算出されるので、上記実施例と同等な効
果が達成される。

さらに、上記実施例においては、本発明に係る酸素濃度
センサの活性状態判定装置を、可変ベンチュリ型気化器
を採用した内燃機関の燃料供給置割１３１１システムに
通用したが、上記判定装置は固定ヘンチュリ型気化器を
採用した燃料供給量制御システムにも通用される。また
、上記判定装置は吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射弁
を備えた内燃機関の燃料供給量制御システムにも通用さ
れる。

かかる場合、第５図のメインプログラムのステップ８７
の算出値に応じて、燃料噴射弁の噴射時間が短くなるよ
うに制御するとよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲に記載の発明の溝底に対応する
図、第２図は本発明を通用した内燃機関の燃料供給量制
御システムの一例を示すブロック図、第３図は第２図の
気化器の一部詳ｇｔｔ＋図、第４図は第２図おける駆動
機構の拡大部分破断図、第５図は第２図のマイクロコン
ピュータにて実行されるメインプログラムのフローチャ
ート、第６図はメインプログラムにおける酸素濃度セン
サの推定温度を算出するルーチンの詳細を示すサブプロ
グラムのフローチャート、第７図は第２図のマイクロコ
ンピュータにて実行される割込み制御プログラムのフロ
ーチャート、第８図は第６図のサブプログラムの変形例
を示すプログラムのフローチャート、第９図及び第１０
図は第２図のマイクロコンピュータ内に記憶されている
マツプの内容を示す図である。 符号の説明 １０・・・内燃機関、１１・・・機関本体、１２゜１４
・・・吸気管、２０・・・気化器、２１・・・気化器本
体、２８・・・ノズル、２９・・・筒体、２９ｅ・・・
計量ジェフト、３０・・・駆動機構、４０ａ・・・気温
センサ、４０ｂ・・・スロットルセンサ、１！Ｏｃ・　
・・負圧センサ、４０ｄ・・・水温センサ、４０ｅ・・
・回転角センサ、１０［・・・酸素濃度センサ、６０・
・・マイクロコンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関の燃料供給量制御システムに採用されて機関
   本体から排出される排気ガス中の酸素濃度を検出する酸
   素濃度センサにおいて、内燃機関の負荷量を検出する負
   荷量検出手段と、前記検出負荷量に基づき該負荷量の増
   加に従って上昇する前記酸素濃度センサの温度を推定す
   る温度推定手段と、前記推定温度が前記酸素濃度センサ
   の活性状態になる温度以上であるとき該センサが活性状
   態にあると判定する判定手段とを備えた燃料供給量制御
   システムに採用される酸素濃度センサの活性状態判定装
   置。