JPS63223346A - 内燃機関の空燃比制御装置 - 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〕 本発明はリニア出力型兼Ｚ特性出力型空燃比センサ（本
明細書では、酸素濃度センサ（０２センサ））を設け、
この０２センサの出力に応じて任意の空燃比のフィード
バック制御を行う内燃機関の空燃比制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般の空燃比フィードバンクシステムにおいては、０□
センサとして第２図に示すＺ特性出力を有する型式、す
なわち理論空燃比（λ−１）にて出力が急変する型式を
用いているために、理論空燃比しか検出できず、この結
果、空燃比フィードバンク制御中にあっては、制御空燃
比は、通常、理論空燃比となる。この場合に、空燃比フ
ィードバック制御により制御空燃比をリッチ側もしくは
リーン側にすることは、非対称スキップ処理、非対称積
分処理、非対称遅延処理、比較電圧ＶＲの変更等により
可能であるが、制御空燃比を任意のリッチ空燃比もしく
は任意のリーン空燃比に正確には設定できない。従って
、 ｉ　）　ＮＯＸエミッションが多い高負荷時に制御空燃
比を“若干”リッチ側にする場合、 １ｉ）ＨＣ，Ｃｏエミッションが多い軽負荷時に制御空
燃比を“若干”リーン側にする場合、ｉｉｉ　）触媒排
気異臭の発生し易いアイドル時に制御空燃比を“若干”
リーン側にする場合、ｉｖ）暖機時において制御空燃比
をリッチ側にする場合、 等において、目標空燃比を正確には得ることができず、
この結果、やはり、エミッションの悪化、燃費の悪化、
ドライバビリティの悪化、あるいは触媒排気異臭の発生
等を招く。従来、任意のりソチ空燃比もしくはり−ン空
燃比を正確に得るために、リニア出力型電圧印加力式０
２センサあるいはリーンセンサを用いた空燃比フィード
バック制御は既に知られている（参照：特開昭５８−１
９８７５２号公報、特開昭６１−４３２３９号公報）。

すなわち、リニア出力型０２センサの出力電流ＩＩは、
第３図にその出力電流特性を示すように、空燃比が一定
たとえばＡ／Ｆ＝２５であれば、印加電圧を増大させる
と、その出力電流値Ｉｔは増大しく第１の立上り特性■
）、その後一定となり（特性■）、さらに印加電圧を増
大させると、再び増大する（第２の立上り特性■）。こ
の場合、特性■は、空燃比ずなわち排気ガスの酸素分圧
に関係するが、第２の立上り特性■は空燃比には関係な
く、０□センサのＺｒＯ７電解質の酸素イオン欠落によ
るものであって素子破壊に通じる。

第３図に示すように、０２センサの印加電圧が一定であ
れば、その出力電流Ｔｒは空燃比Ａ／Ｆに応じて変化す
るので、０□センサの出力電流１１に応じて空燃比フィ
ードバック制御すれば任意のリッチリーン空燃比を正確
に得ることができる。この場合、制御精度を上げるため
に、印加電圧を複数の段階で与えるのが好ましい。たと
えば、リッチ空燃比もしくは理論空燃比の領域（λ≦１
）であれば、印加電圧を０．２ｖに設定し、リーン空燃
比の領域（λ〉１）であれば、印加電圧を０．７■に設
定する。

上述のごとく、印加電圧を２段階に設定した場合、目標
空燃比に応じて印加電圧をただちに切替えるとその過渡
時に、目標空燃比が変化して制御空燃比が過補正され、
この結果、エミッションの悪化、燃費の悪化、ドライバ
ビリティの悪化、あるいは触媒排気異臭の発生等を招く
。このため、印加電圧の切替時には、一時的に空燃比フ
ィードバンク制御を停止してオープンループ制御を行い
、その間に印加電圧を徐々に変化させることが行われて
いる（参照：特開昭６１−４３２３９号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、目標空燃比に応じて印加電圧をたとえば
リッチ側０．２　Ｖからリーン側０．５Ｖに切替える際
には、制御空燃比が未だリッチ側にあるときに印加電圧
が切替わると、０゜センサが第２の立上り特性■の状態
になり、０２センサの素子破壊を招くという問題点があ
る。

なお、上述のごとく、オープンループ制御して印加電圧
を徐々に変化させると、０□センサが第２の立上り特性
■の状態に入る可能性は少ないが、オープンループ制御
がら空燃比フィードバック制御へ復帰する際の制御空燃
比がリーン側になっている確証はなく、従って、やはり
、０□センサは第２の立上り特性■の状態に入るおそれ
はある。

従って、本発明の目的は、目標空燃比を正確に得ること
ができ、しかも空燃比センサの素子破壊を確実に防止し
た空燃比フィードハック制御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〕

上述の問題点を解決するための手段は第１図に示される
。第１図において、内燃機関の排気通路にはリニア出力
型蓋Ｚ特性出力型空燃比センサが設けられている。基準
値演算手段は機関の所定運転パラメータたとえば、Ｑ　
／　Ｎ　ｅ　＋　Ｎ　ｅに応じて目標空燃比に相当する
基準値を演算し、印加電圧選択手段は機関の所定運転パ
ラメータＱ／Ｎｅ、Ｎｅに応してリニア出力型としての
空燃比センサの印加電圧Ｖ　ｓｕｐを選択する。電圧印
加手段は選択さた印加電圧Ｖ　ｓ　ｕ　ｐを空燃比セン
サに印加して該空燃比センサをリニア出力型として作用
させる。第１の比較手段はリニア出力型としての空燃比
センサの出力ＩＮと基準値Ｉ　ＲＥＦとを比較し、該第
１の比較手段の比較結果ムこ応じて空燃比フィードバッ
ク制御手段は機関の空燃比をフィードハック制御する。

また、印加電圧増大判別手段は選択された印加電圧Ｖ　
ｓｕｐの増大を判別し、この結果、増大が判別されたと
きに電圧印加手段および空燃比フィードハック制御手段
を停止する。他方、第２の比較手段はＺ特性出力型とし
ての空燃比センサの出力■。Ｘを所定値■５と比較し、
この結果、空゛　燃比センサの出力■。Ｘが所定値■５
に比べてり−ン側となったときに電圧印加手段および空
燃比フィードハック制御手段を再開させるものである。

〔作　用〕

上述の手段によれば、印加電圧を増大させる際には、空
燃比フィードハック制御を一時的停止すると共に空燃比
センサの印加電圧をオフにしてＺ特性出力型として作用
させ、この空燃比センサの出力により制御空燃比が所定
値よりリーン側になったことを確認した後に、増大した
印加電圧を空燃比センサに印加して空燃比フィードバッ
ク制御を再開させる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第４図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概要図である。第４図において、機関本
体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられて
いる。エアフローメータ３に吸入空気量を直接計測する
ものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気量
に比例したアナログ電圧の出力信号を発生ずる。この出
力信号は制御回路１０のマルチプレクザ内臓Ａ／Ｄ変換
器１０１に供給されている。ディストリビュータ４には
、その軸がたとえばクランク角に換算して７２０°毎に
基準位置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ
５およびクランク角に換算して３０°毎に基準位置検出
用パルス信号を発生するクランク角センサ６が設けられ
ている。これらクランク角センサ５，６のパルス信号は
制御回路１０の入出力インターフェイス１０２に供給さ
れ、このうち、クランク角センサ６の出力はＣＰＵ１０
３の割込み端子に供給される。

さらに、吸気通路２には角気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設け
られている。

また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャケ
ット８には、冷却水の温度を検出するための水温センサ
９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度ＴＨ
Ｗに応じたアナログ電圧の電気信号を発生ずる。この出
力もＡ／Ｄ変換器１０１に供給されている。

排気マニホールド１１より下流の排気系には、排気ガス
中の３つの有害成分ＩＣ、Ｃｏ　、　ＮＯｘを同時に浄
化する三元触媒を収容する触媒コンバータ１２が設けら
れている。

排気マニホールド１１には、すなわち触媒コンバータ１
２の上流側にはリニア出力型蓋Ｚ特性出力型の０２セン
サ１３が設けられている。すなわち、電圧が印加されて
いないときには、０□センサ１３は第２図に示す出力特
性を有して空燃比が理論空燃比に対してリーン側かりソ
チ側かに応じて異なる出力電圧Ｖ。Ｘを制御回路１０で
Ａ／Ｄ変換器１０１に発生するのに対し、電圧０．２　
Ｖもしくは０．７ｖが印加されているときには、ｏ２セ
ンサ１３は第３図に示す出力特性を有して０□センサ１
３は空燃比がリーンになる程大きい出力電流ＩＩを発生
し、この出力電流Ｉｆは電流／電圧変換回路１１３（た
とえば抵抗）によって電圧ＶＯＸに変換された上でＡ／
Ｄ変換器１０１に供給される。０２センサ１３の電圧印
加は制御回路１０のＤ／Ａ変換器１１１およびスイッチ
１１２によって行われる。

すなわち、０□センサ１３をＺ特性出力型として作用さ
せるときには、スイッチ１１２．を開とし、０２センサ
１３の出力■１（０〜ｌｖの範囲）はＡ／Ｄ変換器１０
１によってＡ／Ｄ変換されて取込まれる。

他方、０□センサ１３をリニア出力型として作用させる
ときには、スイッチ１１２を閉としてＤ／Ａ変換器１１
１の出力電圧たとえば０．２　Ｖもしくは０．７ｖを０
２センサ１３に印加し、このときの０□センサ１３の出
力電流１ｒは電流／電圧変換回路１１３によって電圧（
この場合もＺ特性出力型としての記号Ｖ。Ｘを用いる）
（０〜５Ｖの範囲）に変換され、さらに、Ａ／Ｄ変換器
１０１によってＡ／Ｄ変換されて取込まれる。なお、該
電圧から印加電圧を差引いて０２センサ１３の出力電流
を求めてもよいし、抵抗１１３のスイッチ１１２側の電
位を更にＡ／Ｄ変換して抵抗１１３の電圧降下分を求め
これから直接０□センサ１３の出力電流を求めてもよい
。

また、吸気通路２のスロットル弁１４には、スロットル
弁１４が全閉か否かを判別するためのアイドルスイッチ
１５が設けられており、この出力信号は制御回路１０の
入出力インターフェイス１０２に供給される。

制御回路１０は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力インターフェイ
ス１０２．ＣＰＵ１０３、Ｄ／Ａ変換器１１１、スイッ
チ１１２、電流／電圧変換回路１１３の外に、ＲＯＭ１
０４　、　ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、
クロ・ンク発生回路１０７等が設けられている。

また、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０８、
フリップフロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料
噴射弁７を制御するためのものである。

すなわち、後述のルーチンにおいて、燃料噴射量ＴＡＵ
が演算されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１
０８にプリセットされると共にフリッ・　　ブフロソプ
１０９もセントされる。この結果、駆動回路１１０が燃
料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１
０Ｂがクロック信号（図示せず）を計数して最後にその
キャリアウド端子が“１”レベルとなったときに、フリ
ップフロップ１０９がセットされて駆動回路１１０は燃
料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射
量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴
射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送
り込まれることになる。

なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器１０
１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インターフェイス１０２
がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、クロ
ック発生回路１０７からの割込信号を受信した時、等で
ある。

エアフローメータ３の吸入空気量データＱおよび冷却水
温データＴＨＷは所定時間毎に実行されるＡ／Ｄ変換ル
ーチンによって取り込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に
格納される。つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱお
よびＴＨＷは所定時間毎に更新されている。また、回転
速度データＮｅはクランク角センサ６の３０°ＣＡ毎の
割込みによって演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格
納される。

以下、第４図の制御回路の動作を説明する。

第５図は０□センサ１３の出力にもとづいて空燃比補正
係数ＦＡＦを演算する空燃比フィードバック制御ルーチ
ンであって、所定時間たとえば４ｍｓ毎に実行される。

ステップ５０１〜５０３では、Ｏｔセンサ１３による空
燃比の閉ループ（フィードバンク）条件が成立している
か否かを判別する。たとえば、回転速度Ｎｅが所定値以
下（Ｎｅ５４００１１ｍ）のとき（ステップ５０１）、
冷却水温が所定値（たとえば６０℃）以下のとき（ステ
ップ５０２）、０２センサ１３がリニア出力型として活
性していないとき（ステップ５０３）、その他、機関始
動中、燃料カット中（すなわち、アイドルスイ・７チ１
７がオン（ＬＬ＝“１″）且つ回転速度Ｎｅが所定値以
上）等はいずれも閉ループ条件が不成立であり、その他
の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ条件が不成
立のときには、ステップ５１７に進んで空燃比補正係数
ＦＡＦを１．０とする。なお、ＦＡＦを閉ループ制御終
了直前値としてもよい。この場合には、ステップ５１８
に直接進む。また、閉ループ制御中の平均値もしくは学
習４ｆｉ　（バックアップＲＡＭ１０６の値）としても
よい。他方、閉ループ条件成立の場合には、ステップ５
０４に進む。

ステップ５０４では、変化フラグＦ　ＣＮＧによって０
２センサ１３の印加電圧Ｖｓｕｐが０．２■から０．７
Ｖへの増大変化時か否かを判別する。この結果、印加電
圧Ｖ　ｓｕｐが０．２　Ｖから０．７Ｖの増大変化の際
には（ＦＣＮＧ　＝“ｌ”）、ステップ５１７に進み、
空燃比補正係数ＦＡＦの演算の停止すなわち空燃比フィ
ードバンク制御停止が行われる。他方、印加電圧Ｖ　ｓ
ｕｐに増大変化がなければ（Ｆ　ＣＮＧ＝“０”）、ス
テップ５０５〜５１６に進み、空燃比補正係数ＦＡＦの
演算を行う。

ステップ５０５では、目標空燃比に相当する基本電流値
１．□、を、たとえばＲＯＭｌ０４に格納されたＱ／　
Ｎ　ｅ　＋　Ｎ　ｅの２次元マツプを用いて補間計算し
て求める。なお、基本電流値Ｉ　Ｉｌｌ！Ｆは、他の運
転状態パラメータたとえば吸入空気圧ＰＭおよび回転速
度Ｎｅ、スロットル弁開度ＴＡおよび回転速度Ｎｅ等に
よっても決定できる。次に、ステップ５０８では、リニ
ア出力型としての０□センサ１３の出力電流■。Ｘ（−
１Ｎ）をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ５０７にてＩ
ｆが基準電流値Ｉ　ＲＥＦ以上か否かを判別する。つま
り、制御空燃比が目標空燃比に比べてリッチかリーンか
を判別する。リーン（ＩＮ≧ＩＩＩＥＦ）であれば、ス
テップ５０８にて空燃比フラグＦを“０”　（リーン）
とする。他方、リッチ（Ｉｒ＜Ｔ＋＋Ｅｒ）であれば、
ステップ５０９にて空燃比フラグＦをａｌ”　（リッチ
）とする。

ステップ５１０では、空燃比フラグＦの符号が反転した
か否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステップ
５１１にて、空燃比フラグＦの値により、リッチからリ
ーンへの反転か、リーンからリッチへの反転かを判別す
る。リッチからリーンへの反転であれば（Ｆ＝“０”）
、ステップ５１２にてＦＡＦ　６−ＰＡＦ＋Ｒ５ｌ＋と
スキップ的に増大させ、逆に、リーンからリッチへの反
転であれば（Ｆ＝″１″）、ステップ５１３にてＰＡＦ
　４−ＦＡＦ−Ｒ３Ｌとスキップ的に減少させる。つま
り、スキップ処理を行う。ステップ５１０にて空燃比フ
ラグＦの符号が反転していなければ、ステップ５１４，
５１５，５１６にて積分処理を行う。つまり、ステップ
５１４にて、Ｆ−“０”か否かを判別し、Ｆ−“０”　
（リーン）であればステップ５１５にてＦＡＦ←ＦＡＦ
　十ＫＩＲとし、他方、Ｆ＝“１”　（リッチ）であれ
ばステップ５１６にてＰＡＰ←ＦＡＦ　−ＫＩＬとする
。ここで、積分定数ＫＴＲ（ＫｒＬ）はスキップ定数１
？ｓＲ，ｌ？ｓＬに比して十分小さく設定してあり、つ
まり、ＫＩＲ（ＫｒＬ）　＜Ｒ３Ｒ（Ｒ５Ｌ）である。

従って、ステップ５１５はリーン状態（Ｆ−“０”）で
燃料噴射量を徐々に増大させ、ステップ５１６はリッチ
状１’１（Ｆ＝“１”）で燃料噴射量を徐々に減少させ
る。ステップ５１２゜５１３．５１５，５１６にて演算
された空燃比補正係数ＦＡＦは図示しないステップにて
最大値たとえば１．２にてガードされ、また、最小値た
とえば０．８にてガードされる。これにより、何らかの
原因で空燃比補正係数ＦＡＦが小さくなり過ぎ、もしく
は大きくなり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制
御してオーバリーン、オーバリッチになるのを防ぐ。

上述のごとく演算されたＦＡＦをＲＡＭＩＯ３に格納し
て、ステップ５１８にてこのルーチンは終了する。

第６図はリニア出力型としての０２センサの活性判別ル
ーチンであって、所定時間たとえば４ｍｓ毎に実行され
る。なお、第６図のルーチンは第５図のステップ５０３
における活性フラグＦ。ＸＡｃを設定するものである。

ステップ６０１では、燃料カット中か否か、すなわちア
イドルスイ・７チ１５がオン（ＬＬ−ｌ”）且つ回転速
度Ｎｅが所定値以上か否かを判別する。

燃料カット中であれば、制御空燃比は当然リーンであり
、従って、この場合、０．センサ１３が活性化し且つリ
ニア出力型として作用していれば、その出力電流ＩＩは
所定値（＝　■ａｉｒ）に比較して非常に大きな値とな
る。これを利用して０□センサ１３のリニア出力型とし
ての活性判別をステップ６０３〜６０５によって行う。

すなわち、ステップ６０２では、０□センサ１３の出力
電流１１をＡ／Ｄ変換して取込み、ステップ６０３にて
ＩＩ≧Ｉａｉｒ（一定値）か否かを制御し、この結果、
Ｉｎ≧Ｉ　ａｉｒのときには０□センサ１３は活性化し
ているとみなし、ステップ６０４にて活性フラグＦＯＸ
＾Ｃをセットしく”　１　”）　、他方、Ｉｎ＜１ａｉ
ｒのときには０□センサ１３は活性化していないとみな
し、ステップ６０５にて活性フラグＦ。ＸＡｃをリセ・
ノドする（“０”）。

そして、ステップ６０６にてこのルーチンは終了する。

第７図は印加電圧Ｖ　ｓｕｐの演算ルーチンであって、
所定時間たとえば４ｍｓ毎に実行される。なお、第７図
のルーチンは第５図のステップ５０４に用いられる変化
フラグＦ　ＣＮＧの設定も行うものである。

ステップ７０１〜７０３は第５図のステップ５０１〜５
０３と同一であって、０□センサ１３による閉ループ条
件が成立しているか否かを判別する。閉ループ条件が不
成立であれば、ステップ７１２に直接進み、印加電圧の
演算は行わない。閉ループ条件が成立していればステッ
プ７０４〜７１２に進む。

ステップ７０４では、印加電圧Ｖ　ｓｕｐを機関運転パ
ラメータＱ／Ｎｅ、ＮｅによるＲＯＭ１０４に格納され
た２次元マツプにより演算する。この例では、印加電圧
Ｖ　ｓｕｐは０．２Ｖもしくは０．７Ｖのいずれかであ
る。ステップ７０５．７０８では印加電圧Ｖ　ｓｕｐが
０．２ｖから０．７■に増大変化したか否かを判別する
。なお、Ｖ　５ｕｐｏはＶ　ｓｕｐの前回値である。つ
まり、演算された印加電圧Ｖ　ｓｕｐが０．２■であれ
ば、ステップ７０５でのフローは７０６に進んで変化フ
ラグＦ　ＣＮＧをリセットしく“０”）、ステップ７０
７にてＤ／Ａ変換器１１１の出力電圧を０．２Ｖとする
共にスイッチ１１２を閉とする。また、演算された印加
電圧Ｖ　ｓｕｐが０．２■から０．ＴＶに変化しく２０
） たときには、ステップ７０５でのフローはステップ７０
８を介してステップ７０９　．７１０に進む。つまり、
ステップ７０９にて変化フラグＦ　ＣＮＧをセットしく
“１″）、さらにステップ７１０にてスイッチ１１２を
開として０２センサ１３の印加電圧をオフにする。つま
り、印加電圧Ｖ　ｓｕｐは演算されてもｏｔセンサ１３
に印加されない。以後、演算された印加電圧Ｖｓｕｐ　
ｈ＜０．７　Ｖに維持されると、ステップ７０５でのフ
ローはステップ７０８　．７１１を介してやはりステッ
プ７１０に進み、０□センサ１３には電圧Ｖｓｕｐ（＝
　０．７　Ｖ）は印加されない。なお、変化フラグＦ　
ＣＮＧは後述の第９図のルーチンによってリセットされ
、（“０”）このとき、ステップ７０５でのフローはス
テップ７０８　．７１１を介してステップ７１２に進み
、Ｖｓｕｐ　＝　０．７　Ｖが０□センサ１３に印加さ
れる。

ステップ７１３では、Ｖ　ｓｕｐをＶｓｕｐｏとして次
の実行に備え、ステップ７１４にてこのルーチンは終了
する。

なお、第７図のルーチンでは、演算された印加電圧Ｖ　
ｓｕｐの増大の判別を演算された印加電圧Ｖ　ｓｕｐ自
身で判別したが、Ｖｓｕｐ　＝　０．２　Ｖをリッチ空
燃比および理論空燃比制御（λ≦１）に割当て、Ｖｓｕ
ｐ　＝　０．７　Ｖをリーン空燃比制御（λ〉１）に割
当てた場合には、第７図のルーチンのステップ７０５　
．７０８を第８図のステップ７０５　’　、７０Ｂ　’
に変更することもできる。なお、第８図において、１０
Ｆは０２センサ１３の基準値（目標空燃比）、■□、。

はその前回値、Ｉ　ｓｔｏは理論空燃比相当の０□セン
サ１３の基準値である。

第９図は変化フラグＦＣＮＧのリセントルーチンであっ
て、所定時間たとえば４ｍｓ毎に実行される。

すなわち、ステップ９０１にて変化フラグＦ　ＣＮＧが
“１″か否かを判別し、既に変化フラグＦ　ＣＮＧがリ
セットされているときにはステップ９０５に直接進む。

ＦＣＮＧ−”ｌ”のときのみ、ステップ９０２に進む。

なお、Ｆ　ＣＮＧ−“１″のときには、第７図のステッ
プ７１０にて０２センサ１３には電圧が印加されていな
い。従って、ステップ９０２では、Ｚ特性出力型として
の０□センサ１３の出力■。、がＡ／Ｄ変換されて取込
まれ、ステップ９０３では、Ｖｏｌｔ＜ＶＳ　　（一定
値、たとえば０．３５Ｖ）を満足するか否かを判別する
。つまり、空燃比が十分リーンか否かを判別する。この
結果、空燃比が十分リーンのときにのみ（Ｖｏ、ｌ＜Ｖ
ｓ　）　、ステップ９０４にて変化フラグＦ　ＣＮＧを
リセットする。そして、ステップ９０５にてこのルーチ
ンは終了する。

第１０図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角度たとえば３６０″ＣＡ毎に実行される。

ステップ１００１ではＲＡＭ１０５より吸入空気量デー
タＱおよび回転速度データＮｅを読出して基本噴射量Ｔ
ＡＵＰを演算する。たとえばＴＡＵＰ←α・Ｑ　／　Ｎ
　ｅ　（αは定数）とする。ステップ１００２にてＲＡ
Ｍ１０５より冷却水温データＴＨＷを読出してＲＯＭ１
０４に格納された１次元マツプにより暖機増量値ＦＷＬ
を補間計算する。ステップ１００３では、最終噴射量Ｔ
ＡＵを、ＴＡＵ　４−ＴＡＵＰ　　・　ＦＡＦ　　　−
ＦＩＩＬ　　　・　（四Ｌ＋　β　＋　１　）　＋　γ
により演算する。なお、β、γは他の運転状態パラメー
タによって定まる補正量であり、ＦＲＬはＱ／Ｎｅ　　
、Ｎｅで求める。なお、前述基準電流値Ｉ　ＲＥＦはＦ
ＲＬ及び他の補正値に対応した空燃比に応じた値である
。次いで、ステップ１００４にて、噴射量ＴＡＵをダウ
ンカウンタ１０８にセントすると共にフリップフロップ
１０９をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ス
テップ１００５にてこのルーチンは終了する。なお、上
述のごとく、噴射量ＴＡＵに相当する時間が経過すると
、ダウンカウンタ１０Ｂのキャリアウド信号によってフ
リップフロップ１０９がリセットされて燃料噴射は終了
する。

第１１図は第６図、第７図（第８図）、第９図、第１０
図のフローチャートを補足説明するためのタイミング図
である。時刻ｔ、以前では、変化フラグＦｃｙａ＝“０
”であって、印加電圧Ｖｓｕｐ　＝０．２■にてリッチ
空燃比（もしくは理論空燃比）のフィードハック制御が
行われている。時刻ｔ１では、パラメータＱ／Ｎｅ、Ｎ
ｅに応じて演算された印加電圧Ｖｓｕρが０．２　Ｖか
ら０．７　Ｖに増大変化したときには、変化フラグＦ　
ＣＮＧをセントして（“１”）、空燃比フィードバンク
制御を停止する共に、実際の印加電圧はオフ（０）とす
る。これにより、ｏ２センサ１３をＺ特性出力型として
作用させ、空燃比の十分なリーン化を検出する。

時刻ｔ２において、空燃比の十分なリーン化が検出され
たときには（ＶＯＸ＜ＶＳ）変化フラグＦ　ＣＮＧをリ
セットしく“０”）、０２センサ１３の印加電圧Ｖ　ｓ
ｕｐを０．７■として空燃比フィードバック制御を再開
させる（λ〉１）。

なお、時刻ｔ１において、実際の印加電圧を０．２から
０．７■に急変させた場合には、点線に示すごとく、制
御空燃比が急変してサージングが発注するという不都合
があった。

このように、変化フラグＦＣＮＧは演算された印加電圧
が増大したときにセントされ、そして空燃比が十分リー
ンとなったときにリセットされ、この間０□センサ１３
の印加電圧はオフにされしかも空燃比フィードバック制
御は停止する。

なお、上述の実施例においては、印加電圧を２段階にて
制御していたが、３段階以上に制御する場合にも本発明
は適用し得る。

さらに、本発明は０２センサによる空燃比フィードバッ
ク制御における他の制御定数、たとえば積分定数、遅延
時間、上流側ｏ２センサの比較電圧■ア等を下流側に設
けられた０□センサの出力により補正するダブル０２セ
ンサシステムにも、また、第２の空燃比補正係数を導入
するダブル０２センサシステムにも本発明を適用し得る
。

さらに、上述の実施例では、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度にも応じて燃料噴射量を演算しても
よい。

さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系へ
の燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エレ
クトリンク・エア・コントロールバルブ（ＥＡＣＶ）に
より機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの
、エレクトリック・ブリード・エア・コントロールバル
ブによりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン
系通路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比
を制御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気
量を調整するもの、等に本発明を適用し得る。この場合
には、ステップ１００１における基本噴射量ＴＡＵＰ相
当の基本燃料噴射量がキャプレタ自身によって決定され
、すなわち、吸入空気量に応じた吸気管負圧と機関の回
転速度に応じて決定され、ステップ１００３にて最終燃
料噴射量ＴＡＵに相当する供給空気量が演算される。

さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわち
ディジタル回路によって構成されているが、アナログ回
路により構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、空燃比センサとし
てリニア出力型を用いているので、任意の目標空燃比を
正確に得ることができると共に、空燃比センサの素子破
壊を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための全体ブロック図
、 第２図、第３図は０２センサの出力特性図、第４図は本
発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実施例を示す
全体概略図、 第５図、第６図、第７図、第８図、第９図、第１０図は
第４図の制御回路の動作を説明するためのフローチャー
ト、 第１１図は第５図、第６図、第７図（第８図）、第９図
、第１０図のフローチャートを補足説明するためのタイ
ミング図である。 １・・・ｌＩ関木本体　　　　３川エアフローメータ、
４・・・ディストリビュータ、 ５．６・・・クランク角センサ、 ＩＯ・・・制御回路、　　　１２・・・触媒コンバータ
、Ｉ３・・・０２センサ、　　１５・・・アイドルスイ
ッチ。 第２図 ０．２　　　０．７ 印加電圧（Ｖ） ステップ７０４かも 第８図 第９図 第１０図 ’ｍＮｒ、”１°゛ Ａ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の排気通路に設けられたリニア出力型兼Ｚ
   特性出力型空燃比センサと、 前記機関の所定運転パラメータに応じて目標空燃比に相
   当する基準値を演算する基準値演算手段と、 前記機関の所定運転パラメータに応じてリニア出力型と
   しての前記空燃比センサの印加電圧を選択する印加電圧
   選択手段と、 該選択された印加電圧を前記空燃比センサに印加して該
   空燃比センサをリニア出力型として作用させる電圧印加
   手段と、 リニア出力型としての前記空燃比センサの出力と前記演
   算された基準値とを比較する第１の比較手段と、 該第１の比較手段の比較結果に応じて機関の空燃比をフ
   ィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と
   、 前記選択された印加電圧の増大を判別し、該増大が判別
   されたときに前記電圧印加手段および前記空燃比フィー
   ドバック制御手段を停止する印加電圧増大判別手段と、 Ｚ特性出力型としての前記空燃比センサの出力Ｖ＿ｏ＿
   ｘを所定値と比較し、該空燃比センサの出力が該所定値
   に比べてリーン側となったときに前記電圧印加手段およ
   び前記空燃比フィードバック制御手段を再開させる第２
   の比較手段と、 を具備する内燃機関の空燃比制御装置。