JPH0212055A - 比例型排気濃度センサにおける出力補正方法 - 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、比例型排気濃度センサにおける出力補正方法
に関し、特に演算増幅回路と電流検出抵抗の組み合わせ
を利用して、ノイズ要因、なかんずく型温信号成分によ
らない回路誤差に対しても適切な補正が行えるようにし
た比例型排気濃度センサにおける出力補正方法に関する
。

（従来の技術及び発明が解決しようどする課題）内燃エ
ンジンの排気ガス浄化、燃費改善等を目的として、排気
ガス中の酸素濃度を検出し、その検出信号に応じてエン
ジンへの供給混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバ
ック制御Ｖる空燃比制御装置が公知である。

このような空燃比制御装置に用いられる酸素濃度センサ
として′ｍ測定気体中の酸素濃度、すなゎち排気空燃比
に比例した出力を発生ずるものがある。例えば、２つの
平板状の酸素イオン伝導性固体電解質材者々に電極対を
設けて酸素ポンプ素子及び電池素子を形成し、酸素ポン
プ素子及び電池素子の一方のｍｌ１面各々が気体拡散室
の一部をなしてその気体拡散室が被測定気体と導入孔を
介して連通し電池素子の他方の電極面が大気室に面する
ようにしたセンサが特開昭５９−１９２９５５号に開示
されている。かかる酸素濃度センサにおいては、気体拡
散室内の酸素濃度を常に所定濃度（例えば、０）に保持
するように電池素子の発生電圧と所定基！’ｌ’ｌ　電
圧とを比較してその比較結果に応じて酸素ポンプ素子の
電極間にポンプ電流を供給し、そのポンプ電流値を酸素
濃度に比例した出力として検出するようになっている。

ポンプ電流の検出系としては酸素ポンプ素子と直列に接
続した電流検出抵抗が用いられ、その電流検出抵抗の両
端電圧がポンプ電流値を表わす電圧として取り出される
。

このような酸素濃度比例型の酸素濃度センサにおいては
、酸素濃度に比例しないいわゆるλ＝１型の酸素濃度セ
ンサの如く理論空燃比において出力電圧が急変すること
がなく、ポンプ電流ＩＰは理論空燃比に対してリッチ及
びリーン領域で各々直線変化する酸素濃度検出特性とな
る。空燃比の検出は、このようにポンプ電流値と空燃比
の関係を利用して行われるものであるが、実際は、既述
の如く電流検出抵抗を含む検出系から出ツノされる電圧
がら空燃比を判別するので、空燃比の判別が正確になさ
れるためにはポンプ電流ＩＰの電圧への変換精度を向上
させる必要がある。

即ち、ポンプ電流ＩＦの検出においては、これは制御回
路を通して行われるものであり、このため回路誤差など
がポンプ電流信号成分に対してノイズとなって検出され
易い問題があり、かがる誤差があるときは、これが正確
な空燃比の検出を妨げ、検出精度の低下を招く。

また、酸素濃度はエンジン点火パルスノイズの如き高レ
ベルのノイズに晒される故、高ノイズレベル下において
は電流検出抵抗の両端電圧の変化を正確に知ることが困
難であり、このような外部ノイズも精度低下の要因とな
る。

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたもので、回
路誤差その他のノイズ要因があっても、酸素ポンプ素子
に流れるポンプ電流値を表わす電圧を正確に検知するこ
とができる比例型排気濃度センサにおける出力補正方法
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、酸素イオン伝導性
固体電解質料及びこれを挟む一対の電極から各々が構成
されかつ相互間に拡散制限域を形成する酸素ポンプ素子
及び電池素子からなる酸素濃度検出素子と、前記酸素ポ
ンプ素子に直列に接続された電流検出抵抗と、前記電池
素子の電極間に発生するセンサ電圧の所定基準電圧から
の偏差に応じた大きさの電圧を前記酸素ポンプ素子及び
電流検出抵抗の直列回路に印加する電圧印加手段とを古
み、ポンプ電流信号が増幅回路を介して増幅され、前記
電流検出抵抗を流れるポンプ電流値を電圧信号として出
力検出手段により検出する比例型排気濃度センサにおけ
る出力補正Ｊｙ法であって、非反転入力端子が基準電位
に維持されかつ反転入力端子と出力端Ｔ−との間に前記
電流検出抵抗の両端が接続された演算増幅回路を有し、
前記出力検出手段は、前記電流の供給が停止した状態に
おける前記電流検出抵抗の両端電圧を基に前記電圧検出
値を補正するようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を、図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明の出力補正方法が適用される比例型排気
濃度センサを含む燃料供給制御装置の全体の構成図であ
る。

同図において、符号１００は比例型排気濃度センサとし
ての酸素濃度センサ（以下「０２センサ」という）ｌの
センサ本体（センサ素子部）を示し、該センサ本体１０
０は、内燃エンジンの排気ガス中のＩ）Ｃ，Ｇｏ、ＮＯ
ｘ等の成分の浄化を行う三元触媒が介装された排気系に
装着されている。

上記センサ本体１００は、第２図に併せて示すように、
はぼ長方体状をなし、酸素イオン伝導性の固体電解質材
（例えばＺｒ０ｚ　（二酸化ジルコニウム））の基体２
０かも成る。

センサ本体】００は、図示の場合は、上下方向（縦型式
）の二素子型（？′ｌｔ池素子反素子素ポンプ素子を各
１個有する酸素濃度検出素子を２組備える型式）のもの
であり、基体２０には第１及び第２の酸素イオン伝導性
固体電解質壁部２１．２２が互いに平行に形成されてお
り、該両壁部２１．２２間に、壁部２１，２２に沿う方
向（図中上下方向）に第１検出素子用の第１気体拡散室
（拡散制限域）２３＋及び第２検出素子用の第２気体拡
散室（拡散制限域）２３２が形成されている。

第１気体拡散室２３１は第１検出素子用の第１の導入孔
２４＋を介して排気管内に連通し、該導入孔２４１を通
して排気ガスが導入されるようになっており、第２気体
拡散室２３２は両気体拡散室２３１，２３２を連通ずる
第２検出素子用の第２の導入孔２４２を介して第１気体
拡散室２３＋から排気ガスが導入されるようになってい
る。また、前記第１の壁部２１と該壁部２１側に形成さ
れた外壁部２５との間には、気体参照室２６が形成され
、大気（基準ガス）が導入されるようになっている。

第１、第２の固体電解質壁部２１．２２の内外壁面一に
にはこれを挾んで対向するようにｍｔｉ対が各検出素子
についてそれぞれ設けられている。即ち、まず、０；ノ
起筆１気体拡散室２３１の側に関しては、ｎ丁ｊ記第１
の壁部２１の両側面にはＩ）シ（白金）から成る一力の
電極対（第１電極対）２７ｘａ。

２７１ｂが互いに対向するように設けられて第１検出素
子用の電池素子（センシングセル）２８１をなし、前記
第２の壁部２２の両側面には同様に４１り方のｒ＠電極
対第１’Ｆｔｌｌ対）２９ｔａ、２９ｔｈが設けられて
第１検出素子用の酸素ポンプ素子（ボンピングセル）３
０１をなしている。

また、前記第２気体拡散室２３２の側についても上記と
同様の構造であって、電極対（第２電極対）２７ｚａ、
２７２ｂを有する第２検出素子用の電池素子２８２と、
ｉｔ電極対第２電極対）２９ｚａ。

２９ｚｂを有する第２検出素子用の酸素ポンプ素子３０
２がそれぞれ第１．第２の壁部２１，２２に設けられて
いる。

一方、前記外壁部２５には各電池素子２８！。

２８２及び酸素ポンプ素子３０１，３０２を加熱してそ
の活性化を促進するためのヒータ（加熱素子）３１が設
けられている。

第１図に示すように、第１検出素子用の電極のうちの内
側電極２７ｘｂ、２９＋ｂ、即ちｆｔ４を気体拡散室２
３１側のＷＬ極は、共通に接続され（図示の例では、画
電極は気体拡散室２３１内において適宜の短絡（ショー
ト）部材により短絡されることによって共通に接続され
ている）、ラインαを介して演算増幅回路（オペレーシ
ョンアンプ）４１の反転入力端に接続されている。

一力、第１検出素子用の電池素子２８１の外側電極２７
１ａは第１検出素子用の差動増幅回路４２１の反転入力
端に接続されている。該差動増幅回路４２１は、その非
反転入力端に接続される基準電圧源４３＋とともに第１
検出素子用の電圧印加回路、即ち前記電池素子２８１側
の電極対２７ｘａ。

２７＋ｂ間の電圧（本例の場合は、更にこれに上記ライ
ンΩ上の電圧が加わった電圧）と上記基準電圧源４３１
側の基１？（ｌ圧との差電圧に応じた電圧を酸素ポンプ
素子３０＋側の電極対２９ｔａ。

２９　Ｉ　ｂ間に印加するための手段を構成するもので
ある。

前記基準電圧源４３１の基ｆ′ＩＩＩ？Ｉ！圧ＶＳＯは
、本例では、供給空燃比が理論混合比と等しいときに前
記電池素子２８１に生ずる電圧（例えば０，４５Ｖ）と
ｎｊｊ記演算演算増幅回路１の非反転入力端に印加され
る後述の基ｆ１１！電圧との和電圧に設定されている。

差動増幅回路４２１の出力端は、切換回路４４のスイッ
チ４４＋を介して前記酸素ポンプ素子３０１の外側？！
極２９１ａに接続されるようになっている。スイッチ回
路４４は、第２検出素子用のスイッチ４４２をも含めて
、センサ本体１００の活性、不活性の状態に応じて、更
にはエンジン運転状態に応じて制御されるものであって
、センサ本体１００が不活性状態にあるときには、いず
れのスイッチ４４１，４４２もオフに維持され、活性化
されていることを条件に、エンジン運転状態に応じて選
択的にいずれか一方のスイッチがオンとなるように切換
制御される。即ち、図示の如く、スイッチ４４＋がオン
でスイッチ４４２がオフの場合には、第１検出素子側の
使用状態となり、図示とは逆の状態にそれぞれ切り換え
られれば第２検出素子側の使用状態となる。

」−記スイッチ４４＋がオンの場合に、酸素ポンプ素子
３０＋の外側ＷＬＷ２９　Ｉａに加わる電圧は、後述の
ように、供給空燃比が理論混合比に対してリーン側かリ
ッチ側かで差動増幅回路４２１の出ノＪレベルが正また
は負レベルになるのに伴ってその印加電圧値が変わり、
またこれに応じて酸素ポンプ素子３０１及びラインαを
通して後述のポンプ電流検出抵抗に流れるポンプ電流Ｉ
Ｐの向き（正、負）も切り換わる。

前記演算増幅回路４１の非反転入力端には基準電圧源４
５が接続されているとどｂに、演算増幅回路４１の出力
端とラインＣとの間、即ち演算増幅回路４１の反転入力
端との間に、ポンプ電流検出用の電流検出抵抗４６が接
続されている。従っ′Ｃ，該抵抗抵抗４６演算増幅回路
４１の負帰還路に挿入されている。

非反転入力端子が所定の直流電位点に接続されて該非反
転入力端子の電位が基ｙ１ｇ電位に維持され、且つその
反転入力端子と出力端子との間に抵抗が接続された演算
増幅回路（オペレーションアンプ）は、増幅回路として
使用するとき、オフセット等がないとした場合には、無
信号時（差動入力が０のとき）には、出力端子の電位は
上記非反転入力端子の基７１句電位と等しく、また、反
転入力端子の電位も該基ｒｌｑ電位と等しい。更に、信
号が供給された動作時には、出力端子には負帰還抵抗の
値に応じて定まる増幅度（増幅度ｌを含む）に従って所
定の電圧が出現し、且つこれは入力信号に対応して変化
するが、反転入力端子の電位は、演算増幅回路の動作特
性から、非反転入力端Ｔ−の電位と略等しい定電圧特性
を示す。

前記したラインαに反転入力端が接続された演算増幅回
路４１は、その非反転入力端に基準電圧源４５が接続さ
れ、酸素ポンプ素子３０１のポンプ電流ＩＰが流れる電
流検出抵抗４６（抵抗値は所定値ＲＰ）が該演算増幅回
路４１の負帰還抵抗として反転入力端と出力端との間に
接続した構成としであるから、かかる構成においては、
ラインαにポンプ電流が流れないとき、即ち１ｒ＝ｏの
ときは、演算増幅回路４１の出力端の電圧Ｉｒｖ（１；
ＩＩち、ポンプ電流検出用の抵抗４６の一端側の電圧）
は、上記基準電圧源４５により設定される基（ＩＩＪ電
圧源正値値Ｖｌ！ＥＦに等しくなり、且つまた、Ｉ　Ｐ
　＝　Ｏの場合は、反転入力端側の電圧ＶＣＥＮＴ、即
も上記ラインＣ上の電位であって電流検出抵抗４６の他
の一端側の電圧も、上記基準電圧源電圧値Ｖ　ｌ！ＥＰ
に等しくなるようにすることができる。

しかも、これのみならず、ポンプ電流Ｉｒが流れ、これ
が後述のように供給空燃比に応じてり−ン領域及びリッ
チ領域において変化するときでも、演算増幅回路４１の
反転入力端の電圧、即ちラインαに接続されている電流
検出抵抗４６の一端の電圧は、ポンプ電流１ｒの変化に
かかわらず、非反転入力端側の電圧、即ち上記基準電圧
源電圧値Ｖ　ｇｌ：ｐに略等しくすることもできる。

上述のように、ラインα上の電圧、従って電流検出抵抗
４６の一端の電圧Ｖｃ＋：Ｎｒは、ポンプ電流の有無及
びその変化にかかわらず、常に、略Ｖｉｐｐを維持する
ような定電圧特性を示すものとなり、一方、演算増幅回
路４１の出力端側に接続された電流検出抵抗４６の一端
の電圧は、ポンプ電流Ｊｒの向き（正、負）及びその大
きさに応じて変化するので、Ｌ配電圧ＶｃＦ、ＮＴは、
酸素ポンプ素子３０＋に滝れる電流を検出しその検出電
流値を基に空燃比を算出する場合の中心値（中心電圧）
となる。

従って、Ｌ記うインＱはアース（ボディアース）電位で
はなく、該ラインＣ及び電流検出抵抗４６を含むポンプ
電流検出系は、全体としてアースから基準電圧源電圧値
ＶｇＥＦ分だけかさ」二げされており、電流検出抵抗４
６の両端電位差からボンブ電流を求める場合において上
記各一端の電圧であるＶＣＥＮＴ、　　Ｉ　ＰＶＷを用
いるとき、ポンプ電流ＩＰが空燃比により正負の値を呈
しても、前述の中心電圧たるＶｃεＮＴは勿論、もう一
方の端子電圧値である電圧（Ｉ　ＰＶＷ）も、常に正の
電圧として取り扱うことができる。

上記の如く定電圧でのプル・アップによるポンプ電流検
出系の中点電位補正は、ノイズ（例えば、特にエンジン
の点火パルスノイズ等の高ノイズ）の混入による誤検出
の回避に有効である。

前記演算増幅回路４１の非反転入力端に接続される基準
電圧源４５の電圧値Ｖ　ＲＥＦは、上記のような意味を
も含めて、所定電圧（例えば２．５Ｖ）に設定されてい
る（ＶＲεＦとして、これを上記の如＜２．５Ｖに設定
するときは、前述した差動増幅回路４２＋側の基！’Ｉ
’！電圧Ｖｓｏ！：！、０．４５−１−２．５＝２．９
５Ｖに設定されることとなる）。

センサ本体１００の第２検出素子側についても、Ｊ−、
記と同様の回路構成をもって第２検出素子使用時の電流
検出出力を取り出すように構成されてい即ら、電圧印加
回路、切換回路４４に関しては、第２険出素子用の差動
増幅回路４２２、基準電圧源４３３及び既述したスイッ
チ４４２がそれぞれ設けられ、該スイッチ４４２が酸素
ポンプ素子３０２の外側電極２９２ａに接続されるとと
もに、電池素子２８２及び酸素ポンプ素子３０２の各内
側電極２７２　ｂ　＋　　２９２　ｂがともにラインＱ
に接続されており、第２検出素子使用時には、酸素ポン
プ素子３０２に流れるポンプ電流ＩＰが該ラインａに流
れるようになっている。

電流検出抵抗４６の両端電圧である演算増幅回路４１の
出力電圧Ｉ　ＰＶＷ及びラインＣの電圧ＶＣＥＮＴは、
電子コントロールユニット（以下ｒＥ□、＋）Ｊという
）４の人力ポート４０＋に供給されるとともに、差動増
幅回路（オペレーションアンプ）４７の各入力に供給さ
れる。

該差動増幅回路４７は、定電圧特性を示す電圧ＶＣＥＮ
Ｔと演算増幅回路４１の出力端側の電圧Ｉ　ＰＶＷとの
差電圧を増幅し、ポンプ電流ｌｒ値のＯ付近、即ち空燃
比が理論空燃比近傍での所定範囲内の値を示すときの検
出電圧信号の精度を向上させるための増幅回路であって
、（ＰＶＷ信号を所定倍α（例えば５倍）に拡大して電
圧Ｉ　ＰＶＮとし２て取り出す。

差動増幅回路４７の出力電圧Ｉ　ＰＶＮは次式、Ｉ　　
ｒｖＮ＝　−５（Ｉ　　ｒｖｗ−ＶＣＥＮＴ）＋ＶＣＥ
ＮＴ　　−（１）で与えられ、該電圧Ｉ　ＰＶＮも入力
ボート４０１に供給される。

従って、」１記入力ボート４０１には、ポンプ電流Ｉｒ
に基づく空燃比の算出処理にあたって、中心電圧値を示
すＶＣＥＮＴと、Ｔ　ＰＶＷと、そしてＩ　ＰＶＮの３
種の電圧信号情報かりえもれることとなり、このうち、
前２者によって電流検出抵抗４６の両端電位を検出でき
るので、基本的にはこれらＶＣＥＮＴ。

Ｉ　ＰＶＷで足りるが、これに加えて、−１−述のよう
にＩ　ＰＶＮ信号をも利用するときは、ポンプ電流ＨＰ
が小さな値を示す理論空燃比付近での精度アップが可能
となる。

」１記入力ボート４０１には、使用センサ本体の個体差
に起因する検出空燃比のばらつきを補正するだめの個体
差補正値情報も供給される。該情報の入力には、センサ
本体［００が２素子型のものであるときには、各検出素
子側各別に供給することができ、具体的には、第３図に
示すように、ラベル補正抵抗４８１，４８２を用いて行
う。

該ラベル補正抵抗４８１，４８２の抵抗値は、例えば標
準となるセンサ本体を基準として比較した場合に、特性
値のばらつきに対応した値に設定されるものであり、従
って、個々のセンサ本体の特性のばらつきの程度を、そ
の抵抗値をもって、指標（ラベル）として表示すること
となる。しかして、該ラベル補正抵抗４８１，４８２は
、使用センサ本体１００と一対として使用され、例えば
センサ本体＋００からのワイヤーハーネスの途中に介装
された接続用のカブラに設けておき、制御系側との電気
的接続にイ゛ｒって、該抵抗４８１，４８２の各−端側
か所定電源電圧Ｖｃｅ点と接続される構成としておけば
、各地端側からそれぞれ抵抗値に応じた個体差補正値情
報を入力させることが可能である。

ｎｉ＋　３８　Ｅ　ＣＵ　４　（’）　入カホｌ−４０
１ハ、Ａ／Ｄコンバークを備え、上述した各入力信号を
Ａ／Ｄ変換しデータとして取り込むようになっている。

また、ＥＣＵ４には、スロットル弁開度（θＴＩ＋）セ
ンサｌＯ及び吸気管内絶対圧（ＰＢ＾）センサ１２かも
のそれぞれの出力信号が供給され、各信号はレベル変換
回路４０２で所定電圧レベルに修正された後、マルチプ
レクサ４０３により順次Ａ／Ｄコンバータ４０４に供給
される。Ａ／Ｄコンバータ４０４及び上記入力ボート４
０１はデジタル信号に変換したデータをデータバス４０
５を介して中央演算処理装置！（以下ｒｃｐｔｇという
）４０６に供給する。

エンジン回転数（Ｎｅ）センサ１４からの出力信号は波
形整形回路４０７で波形整形された後、ＴＤ　Ｃ（８号
パルスとしてＣＰ　Ｕ２Ｏ５に供給されるとともに、カ
ウンタ４０８にも供給される。カウンタ４０８はエンジ
ン回転数センサ１４からのＴＤＣ信号パルスの前回入力
時から今回入力時までの時間間隔を計測するもので、そ
の計数値Ｍｅはエンジン回転数Ｎｅの逆数に比例する。

カウンタ４０８はこの計数値Ｍｅをデータバス４０５を
介してＣＰＵ４０６に供給する。

（ｊ）Ｕ２Ｏ５は更にデータバス４０５を介してリード
オンリメモリ（以下Ｆ　ＲＯＭ　Ｊという）４０９、ラ
ンダムアクセスメモリ（以下ｒＲＡＭＪという）４１０
及び駆動回路４１２〜４１４に接続されている。ＲＡＭ
４１０はＣｒ’　Ｕ２Ｏ５における演算結果を一時的に
記憶し、ＲＯＭ２Ｏ３はＣＰ　Ｕ２Ｏ５で実行される燃
料噴射弁１１の燃料噴射時間Ｔｏｕｒを算出するための
制御プログラムその他の各種のプログラム、及び各種マ
ツプ、テーブル等を記憶している。

ＣＰ　Ｕ２Ｏ５はＲＯＭ２Ｏ３に記憶されている制御プ
ログラムに従ってヒータ３１のオン−オフ及びスイッチ
４４１，４４２のオン−オフを決定し、その結果に応じ
た駆動信号を、駆動回路４１２．４１３を介してヒータ
３１、切換回路４４に供給する。

また、ＣＰ　Ｕ２Ｏ５は、上述した検出素子構造、回路
構成の０２センサｌの検出信号を含む前述の各種エンジ
ンパラメータ信号に基づいて、フィードバック運、転領
域等のエンジン運転状態を判別するとともに、エンジン
運転状態に応じ、図示しない制御プログラムに従って燃
料噴射弁１１の燃料噴射時間ＴＯＯＴを次式（２）に基
づき、前記ＴＤＣ信号パルスに同期する燃料噴射弁の燃
料噴射時間ＴｏυＴを演算する。

”Ｉ’ｏｕｒ＝　Ｔ　ｉ　Ｘ　Ｋｏ２Ｘ　Ｋｔ　＋　Ｋ
ｔ・−（２）ここにＴｉは基本燃料噴射時間を示し、例
えば吸気管内絶対圧Ｐａ＾及びエンジン回転数Ｎｅに応
じて、前述のＲＯＭ２Ｏ３に記憶された図示しないＴｉ
マツプから算出される。ＫＯ２はエンジンがフィードバ
ック制御領域にあるとき所定制御プログラムに基づき、
実際の排気ガス中の酸素濃度に応じて設定され、エンジ
ンがオーブンループ制御領域、即ちフィードバック制御
領域以外の領域にあるとき所定値に設定される空燃比補
正係数である。

Ｋ＋及びに２はそれぞれ各種エンジンパラメータ信号に
応じて演算されるその他の補正係数及び補正変数であり
、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特
性等の緒特性の最適化が図られるような所要値に設定さ
れる。

ＣＰ　Ｕ２Ｏ５は上記演算結果に基づく駆動信号を駆動
回路４！４を介して燃料噴射弁１１に供給する。

これにより、エンジンのフィードバック運転時、供給空
燃比を目標空燃比にフィードバック制御する。

上記０２センサによる酸素濃度の検出は、空燃比のリー
ン側、リッチ側において、下記のようにしてなされる。

まず、第１図に示すように切換回路４４が切り換えられ
ていて第１検出素子の選択状態にあるとする。この状態
においては、第１検出素子使用時のセンサ出力が取り出
される。

即ち、エンジンの運転に伴い、排気ガスが第１の導入孔
２４１を介して第１気体拡散室２３１へ導入されると、
該気体拡散室２３１内と大気が導入されている気体参照
室２６内との間に酸素濃度差が生ずる。該酸素濃度差に
応じて電池素子２８１の電極２７１ａ、２７ｔｂの間に
電圧（センサ電圧）が発生し、該電極２７１ａ、２７ｔ
ｈｍｌ電圧と上記ライン０電圧Ｖｃｕ＋ｒとが加算され
た電圧が差動増幅回路４２１の反転入力端に供給される
。前述したように該差動増幅回路４２１の非反転入力端
に供給される基準電圧Ｖｓｏは、供給空燃比が理論混合
比に等しいときに電池素子２８１に生ずる電圧と前記演
算増幅回路４１側の基準電圧源電圧値ＶＲＥＦとの和電
圧に設定されている。

したがって、供給空燃比がリーン側にあるときには、電
池素子２８１の電極２７＋ａ、２７＋ｂ間発生電圧が低
下し、−力、ラインαの電圧ＶＣＥＮＴは上記ＶＲεＦ
に維持されることから、？ｔｌｆ！２７＋ａ。

２７１ｂ間電圧と電圧ＶＣＥＮ丁との加算電圧が基準電
圧Ｖｓｏより小さくなる。これにより、差動増幅回路４
２！の出力レベルが正レベルとなり、この正レベル電圧
がスイッチ４４＋を介して酸素ポンプ素子３０＋に印加
される。この正レベル電圧の印加によって、酸素ポンプ
素子３０１が活性状態にあるときには、気体拡散室２３
１内の酸素がイオン化して？！極２９１ｂ、第２の壁部
２２及び電極２９ｘａを介して放出されることにより、
０２センサ１の外部へ汲み出されるとともに、ポンプ電
流Ｉｒが電極２９１ａから電極２９１ｂに向かつて流れ
、ラインＱを通して電流検出抵抗４６を流れる。

この場合は、ポンプ電流ＩＰは、ラインＱ側から演笠増
幅回路４１の出力端側に向かう方向で該抵抗４６中を流
れることとなる。

一方、供給空燃比がリッチ側にあるときには、電池素子
２８１のＱ２７＋ａ、２７＋ｂ間電圧とライン２」二の
電圧ＶＣＥＮＴどの加算電圧が基準電圧Ｖｓｏより大き
くなることにより、差動増幅回路４２＋の出力レベルが
負レベルとなり、上述と逆の作用によって、外部の酸素
が酸素ポンプ素子３０１を介して気体拡散室２３１内へ
汲み込まれるとともに、ポンプ電流ＩＰが？ｌ１ｔ１２
９＋ｂから電流２９１ａに向かって流れる。この場合に
は、ラインＣ上のポンプ電流ＩＰの方向は反転し、上述
のリーン側の場合とは逆の向きでポンプ電流■？が電流
検出抵抗４６中を流れる。

また、供給空燃比が理論混合比に等しいときは、電池素
子２８＋のｆｉｌｉ２７ｔａ、　　２７ｔｂｒｌＪ１ｆ
！圧と電圧ＶＣＥＮＴどの加算電圧が基ｆｉｌｌ電圧Ｖ
ｓｏと等しくなることにより、上述のような酸素の汲出
及び汲込は行われず、したがってポンプ電流は流れない
（即ちこの場合には、ポンプ電流値ＩＰはＩｒ＝０であ
る）。

以上のように、気体拡散室２３１内の酸素濃度が一定と
なるように酸素の汲出及び汲込が行われ、ポンプ電流が
流れるので、このポンプ電流値ＩＰは供給空燃比のリー
ン側及びリッチ側において、排気ガスの酸素濃度に夫々
比例するものとなる。

電流検出抵抗４６に流れるポンプ電流Ｉｒの大きさを検
出するための信号は、該抵抗４６の両端電圧を示す電圧
１　［ＩＶＷ信号、電圧ＶＣＥＮτ信号更に信号圧Ｉ　
ｒｖＮ信号としてＥＣＵ４に供給される。

第２検出素子使用時（即ち、切換回路４４が第１図の切
換状態と逆の状態に切り換えられた場合）にも、上記し
た第１検出素子の場合と同様の動作により第２の気体拡
散室２３２内の酸素濃度が一定となるように酸素の汲出
及び吸入が行われて、即ち電池素子２８２の電極対２７
ｚａ、　２７２ｂＩＶＩｍ圧が一定となるようにフィー
ドバックがかけられて、そのとき流れるポンプ電流値Ｉ
Ｆを検出するための上記３種の各電圧信号が第２検出素
子使用時の出力としてＥＣＵ４に供給されることになる
。

各検出素子使用時に上記検出出力がＥＣＵ４に与えられ
ると、ＥＣＵ４ではこれに基づいて空燃比を算出し、前
記した（２）式中で０２フイードバツク補正係数ＫＯ２
は、該空燃比に応じて設定される。

第４図は、上記空燃比の算出に適用されるポンプ電流Ｉ
ｒの電圧変換値ＶＯＵＴについての算出サブルーチンで
あって、本発明に従うセンサ出力補正処理を含むプログ
ラムである。本プログラムは、上記ＣＰ　Ｕ２Ｏ５内に
おいてＴＤＣ信号発生毎に実行される。

まず、ステップ４５１では、前記電流検出抵抗４６の両
端に接続された差動増幅回路４７における出力電圧値Ｉ
　ＰＶＮが、その変化の中心値近傍の所定範囲内の値か
どうかを判定する。即ち、出力電圧値Ｉ　ＰＶＮが、第
１の所定判別値ＩＰＶＬ（例えば２．３Ｖ）より大きく
てかつ第２の所定判別値Ｉ　ＰＶＩ＋（例えば２，６Ｖ
）より小さい範囲内にあるか否かを判別し、その判別結
果に応じて、前記した３種類の電圧信号Ｉ　ＦＶＷ、　
　Ｉ　ＰＶＮ、　ＶＣＥＮＴを用いてポンプ電流ＩＦの
電圧変換値ＶＩＰＯを求める場合に、電流検出抵抗４６
の一端側の電圧を示すｉ；ｉ記演算増幅回路４１の出力
端からの直接の電圧信号Ｉ　ＦＶＷ側を使用してＶＩＰ
Ｏ値を求めるか、それともＩ　ＰＶＩＩ＋を回路（ハー
ド）で増幅し拡大した電圧信号Ｉ　ＰＶＮ側を使用する
かを選択的に切換える。

即ち、ステップ４５１の答が１ノを定（Ｙｅｓ）で、１
　ｒｖｏ：＞　Ｉ　ｒｖＮ）　Ｉ　ＰＶＬが成立し、Ｉ
　ＰＶＮ値が各所定判別（Ｉαで定まる所定範囲内の値
となっているとき（従って、このときは、ポンプ電流１
ｒが、値Ｏを含むＯ（；Ｉ近の小さな電流値となってい
る場合であり、空燃比でいえば理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１
４．７）を中心とする狭い範囲での空燃比を検出してい
るどきである）、Ｖ＋ｒｏ値を次式に従って算出する（
ステップ４５２）。

Ｖ　＋ｒｏ＝　Ｉ　ＰＶＮ　−Ｖｅｅｎｔ；　−１ｒｖ
ａ＊ｘ・−（３）ここに、Ｖｃｅｎ１．は演算増幅回路
４１の出力端側に接続した電流検出抵抗４６の一端側に
おける検出′１１を圧の基４′、？を正値、ＩＰＶＢＩ
！Ｒは回路誤差のための修正値であって、特に使用演算
増幅回路４１のオフセットを対象とした誤差（オペレー
ションアンプ修正誤差）を表す。

上記ステップ４５２において、上述の如き演算処理を行
うのは、下記のような観点からである。

まず、Ｉ　ＰＶＮが０１ノ述の範囲にあるときに、電流
検出抵抗４６の演算増幅回路４７の出力端側の端子電圧
として、増幅して得た信号に基づ＜ＩＰＶＮ値を適用す
るのは、先にも触れたように、精度白玉の一環である。

Ｉ　ｒｖＮがかようなｌｉｔ’ｌを示すときは、６ｉ＋
述のように、空燃比は理論空燃比（１４，７）付近の状
態にあり、かかる状態からリッチ側もしくはリーン側に
ずれたとぎは、三元触媒の浄化率に大きく影響するので
、理論空燃比から離れた状態において空燃比が変化した
場合の空燃比の検出精度に比し、より一層の精度が必要
である。そこで、このような場合での精度も確保できる
ようにするため、ｉｐｖｗ値を直接使用することはせず
、更に増幅回路を通して所定倍αに増幅し拡大した状態
でのＩ　ＰＶＮをＶｕｏ値の算出に適用することとして
いる。

また、後述のステップ４５３との対比でいえば、空燃比
が理論空燃比近傍の状態かそれ以外の状態かに対応して
、ステップ４５２のようにハード的に所定倍したものを
使用するか、ステップ４５３の如く、ソフト的に同倍率
となるように所定値αを乗算係数として掛けてＶｒｒｏ
値の算出を実行するか、空燃比の状態に応じてＶ　ｉｒ
ｏ値の算出処理態様を異ならせることにより、量子化誤
差による影響も避けられる。

：）；ｉ記（３）式において、Ｖ　ｃｅｎ　＋、値の減
算処理は、０点補正（中点電位補正）のためであう。

第１図の祝用において述べたように、演算増幅回路４１
．電流検出抵抗４６を含むポンプ電流検出系では、基準
電圧源４５を用いることによって、ポンプ電流１ｒの流
れる方向が変わってもその検出抵抗４６の両端電圧は常
に正の電圧として扱えるように、回路で全体的にプルア
ップ（定電圧でのかさ上げ）をしており、演算増幅回路
４１の出力端側の電流検出抵抗４６の端子電圧は、基準
電圧ａｍｍ価値　ｙｔ、ｔｓｐを中心として、ポンプ電
流ＩＰの流れる方向に応じて、またその大きさに対応し
て上下に変化する。従って、ポンプ電流Ｉｒが流れたと
きに該電流値に応じて変化する電圧とその変化の中心と
なる基準電圧との差の大きさをみればポンプ電流Ｉｒの
大きさを検出することができるので、上記ステップ４５
２ではＶｅｅｎｔ値を差し引き、その差分を算出するこ
ととしている。

該Ｖｃｅｎｔ、値は、ラインα上の電圧ＶＣＮＥＴ値に
相当し、演算増幅回路４１等の誤差のない回路構成で、
かつ、Ｉｒ−０（理論空燃比）の状態であれば、具体的
には」三大ＶＲε「圃として設定されている値である。

以りにより、Ｉ　ＰＶＮ　−Ｖｅｅｎｔを求めることに
よって、換言すれば、検出系の回路の電圧をプルアップ
させている定電圧についての電圧情報をも取り込んでＩ
ｒ値検出の場合の修正を行うことによって、仮に基準電
圧源４５からの印加電圧（電圧源からの出力電圧）に誤
差（例えば設定誤差）があっても、あるいはその電圧が
変動するようなことがあったとしても、実際にポンプ電
流が上記検出系に流れない［ｒ＝Ｏときは、常に、手記
（ＩＰＩ−Ｖｃｅｎｔ）値も０となり、かかる０点補正
がなされるため、ポンプ電流を正確に検出できる。この
点でも、既述したノイズ混入の防止に加えて、検出精度
の向上が図れ、特に、叩論空燃比（＋４．７）付近の状
態で重要を見される高精度化の要請（＝も十分応え得る
。

更に、上記ステップ・１５２においては、　　Ｉ　ｒｖ
Ｅｇｇ値値を差し引いており、この減算処理によって、
更になおｆｉＶ度を高められる。

前述した０点補正の説明では、演Ｗ、増幅回路旧のオフ
セット等のＭＭがないものと仮定したが、使用演Ｗ増幅
回路につき、かかる誤差を常になからしめことは、望み
得ない場合もある。

一般に、信号増幅のための増幅器にオペ１ノージヨンア
ンプを用いる場合、その内部回路のバランスがとれてい
ない等の状態にあると、信号を増幅していないときでも
１．これが、ｌ？［要因として出力に現われる。このよ
うな信号成分によらない出力電圧分は、主に内部回路に
起因するため個々によってもその大きさが異なるもので
あると共に、経年変化等によっても左右されるから、た
とえオフセヅト調整用端子を用いて、ｉｐ整したとして
も、その後の使用に佳い誤差が生じてきてしまい、これ
はその都度、凋整し２ない限り、もはや除去することは
できない。

しかして、かかるｒＡ　Ｍがあると、ポンプ電流１１貞
Ｉｔ−をオペレージ３ンアンブの出力を通して検出し７
、空燃比を判定するときに、たとえ検出すべき空燃比の
状態が同じであっても、オペ１ノージヨンアンプ個々の
誤差分によって、あるいは更に経年変化によってそれぞ
れ外なる値を示す。即ち、この種の誤差もポンプ１流Ｉ
ｒに対してノイズとなって検出され易く、これが正確な
空燃比の検出を妨げ、検出精度の低、下の原因となる。

しかも、理論空燃比付近では、ポンプ電流ＩＰはＯ近傍
の小さな（直′？Ｓもあり、従って、上述したように、
その場合に得られる端子電圧の基準電圧に対する偏差分
も小さいので、Ｌ記のようなオフセット等の誤差は、か
かる状態では、特に、彫りが大きいものとなる。

そとで、かかる誤差があっても、これを修正できるよう
に、ＥＣＵ４のＣＰ　０４０６内での演算プログラム処
理（コンピュータによるソフトウェア）により」−記Ｔ
　ｒｖＥｇｇ値の減算処理な実行し、増幅器補正を行う
。

該増幅器補正については、既述の如く実際の信％Ｊ戊分
によらない出力電圧分が誤差であるから、ポンプ電流が
実際に加わっていない状態、即ちポンプ電流の供給が停
止ヒされている状態において現われている電圧分’ｋ　
事＋＋’＋に求めておき、これをポンプ電流値を電圧信
号として検出する場合の当該増幅器の誤差分として空燃
比検出時に利用−４れば、常にｉｌ！切に、即ち使用に
伴う経イ「変化にも対応できるようにして補正を行わせ
ることが可能である。

即ち、オペレージ３ンアンブがポンプ電流（Ｆｌを増幅
していない条件のとき（具体的には、後述のように、ヒ
ータ３１が活性化していない状態にあるとき）に、誤差
補正の対象となるオペ１−ジヨンアンプを通した電圧を
ＥＣＵ４に入力し、Ａ／Ｄ変換してＲＡＭ４１０にＩ　
ｒｖｌ：Ｒｇ値として予めストアし、その後ポンプ１涼
信号の供給が開始された動作時に、ポンプ電流値ｌ「に
相当する電圧値の修正に適用することにより、正確な補
正を行うことができる。

第５図は、０；ｊ記ステップ４５２で適用されるオペレ
ーションアンプ修正、ｖｌ差Ｉ　ｒｖｃｇｇの算出サブ
ルーチンのフローチャートを示す。

先ず、ステップ５０１ではフラグＦＬＧｕ＾ＣＴが値ｌ
にセットされているか否かを判別する。該フラグＦＬＧ
ｕ＾ｃ’ｒは、前記ヒータ３１が活性化しているがどう
かを表すための活性温度検知フラグであり、その値が１
のどきは活性完了状態を示し、値が０のときはヒータ３
１不活性状態を示す。

−１１記ステツプ５０１の答が否定（Ｎｏ）、即ちフラ
グＦＬＧ＋＋＾ｃ７が（１α０に設定されているヒータ
不活性時には、オペレーションアンプ修正誤差ＩＰＶε
■を算出すべき条件が成立していると判断し、続くステ
ップ５０２において該Ｉｒｖｅｇｇ値を算出し、か・つ
これをＲＡＭ４１０に記憶させて、本プログラムを終了
する。

ヒータ３１の活性完了前は、センサ本体＋００の各酸素
ポンプ素７−３０１，３０２の外側電ｆ１２９ｔａ、２
９２ａに電圧を加える電圧印加回路の各スイッチ４４１
，４４２のいずれもがオフ状態に維持されており、従っ
て、この時期には、ポンプ電流信号の供給が停止されて
いる状態（即ち、上記各電極２９１ａ、２１Ｊｚａのい
ずれにも電圧が印加されていないことによってＩＰ＝０
となっている状Ｓ）にあるので、該条件が成立している
ときにポンプ電流検出系のオペレーションアンプの出力
をみれば、誤差分を取り出すことができる。

ＩＰＶεｔ！！値の算出は、具体的には、当該時点の差
動増幅回路（オペレーションアンプ）４７の出力電圧値
Ｉ　ＰＶＮかもラインα上の電圧値ＶＣＥＮＴを差し引
くことによって行う。本来、これら電圧Ｉ　ｒｖｓ、　
ＶＣＥＮＴは、オフセット等の誤差がなければ同一の値
であるが、誤差があれば、ＩＰＶＮ値はその誤差分を含
んだ値となるので、また、電圧ＶｅεＮＴは定電圧特性
を示すので、ＶｃＥＮＴ値との偏差（Ｉ　ＰＶＮ　−Ｖ
ＣＥＮＴ）を求めることによって、正しく誤差成分を算
出することができる。

」二連のようにして、ポンプ電流ＩＦの供給が停止した
状態において、電流検出抵抗４６の両端電位差に相当す
る（　Ｌ　ｒｖｓ　−ＶＣＰ：ＮＴ）値を求め、これを
オフセット分として、活性完了後の実際の出力検出時の
出ノＪ補正に使用するのに備えて記憶させておく。

前記ステップ５０１の答が肯定（Ｙｅｓ）となったとき
。即ちフラグＦＬＧｎ＾ＣＴが値ｌに設定されたときは
、活性が完了し、従って０２センサによるポンプ電流値
Ｉｒに基づく濃度検出を行える時期になったと判断し、
上記ステップ５０２によるＩＰＶεｌ！に値の算出を解
除する一方、ステップ５０３に進む。

これにより、ＲＡＭ４１０には、常に、活性完了直前の
最新の算出Ｉ　ＰＶＥＲＲ値をストアさせておくように
することができ、適切な補正を可能ならしめる。

ステップ５０３ではフラグＦＬＧＬＣＮＴが値ｌか否か
を判別し、その答が肯定（Ｙｅｓ）のときは値Ｎにｌを
設定する（ステップ５０４）一方、答が否定（Ｎｏ）の
場合には値Ｎに２を設定しくステップ５０５）　、本プ
ログラムを終了する。

該フラグＦＬＧＬＣＮＴは、使用検出素子が前述した第
１検出素子であるか第２検出素子であるかどうかを判別
するためのものであって、第１検出素子使用時、即ち第
１の気体拡散室２３１並びに電池素子２８＋及び酸素ポ
ンプ素子３０１から成る外側の酸素濃度検出素子使用時
にその値がｌに設定され、一方、第２検出素子、即ち内
側の酸素濃度検出素子使用時には値２に設定されるフラ
グである。

かかるフラグＦ１．ＧＬＣＮＴは、後述の第４図におけ
るステップ４５７での各検出素子の選択状態の判定に使
用される。

第４図に戻り、前記ステップ４５２では、上述のように
して事前に記憶させたＩ　ｒｖｐ＋ｇｇを該ステップ実
行時に読み出し、これを減算して補正を行う。

その結果、当該時点で得られている（４ｐｖｓ−Ｖｅｅ
ｎＬ）値に含まれている誤差分は該Ｉ　ＰＶ）：■値に
よって打ち消され（相殺され）、ポンプ電流値Ｉｒの電
圧変換値ＶＩＰＯは、正確にポンプ電流１ｒ信号成分に
対応するものとなり、使用オペレーションアンプにオフ
セットがあっても、またその大きさが個体毎あるいは経
年変化等で種々に異なっていても、これらの影響を排除
でき、検出精度の向上を図ることができる。

かくして、前述のステップ４５１かもステップ４５２へ
進んだときは、ここで、検出出力中のノイズ部分となる
オフセットを含む回路誤差などに対し、０点電位補正と
、更には増幅器（オペレーションアンプ）補正が実行さ
れる。

一方、前述した判別ステップ４５１の答が否定（Ｎｏ）
、即ちＩ　ＰＶＮ≧Ｉ　ＰＶｌｌもしくはＩ　ＰＶＮ≦
Ｉ　ＰＶＬが成立し、Ｉ　ＰＶＮ値が各所定判別値で定
められた所定範囲外のものであるときは、ポンプ電流Ｉ
ｒが０でもなく、しかもＯ付近の小なる値でもないとみ
て、従って、空燃比でいえばそれが理論空燃比（１４，
７）近傍の状態ではないと判断して、電圧変換値ＶＩＰ
Ｏを次式に基づいて算出する（ステップ４５３）。

Ｖ＋ｒｏ＝　（ＶＣＥＮＴ　−Ｉ　ｒｖｗ）　ｘ　ａ−
−−（４）即ち、空燃比が理論空燃比近傍の値をとる範
囲以外の範囲にあるときは、電流検出抵抗４６の演算増
幅回路４１の出力端側の端子電圧値として、直接Ｉｒｖ
ｗ値を使用し、もう一方の端子電圧値であるラインα上
の電圧値ＶｃＥＮＴ値に対してその偏差（ＶＣＥＮＴ　
−Ｉ　ＰＶＷ）を算出し、かつ、前記Ｉ　ＰＶＮ値に代
えてＴ　ＰＶＷ値を用いるので、算出Ｖ＋ｒｏ値を、ス
テップ４５２の場合のものと同倍率のものとしてステッ
プ４５４以下でＶＯＵＴを求めるべく、上記（Ｖｃｅｎ
ｔ　−Ｉ　ｒｖｗ）に所定値αを乗算する。このように
、ステップ４５３でＶＩＰＯ値を算出する場合には、プ
ログラム処理によってα倍する。

ステップ４５３での演算は、前記ステップ４５２が理論
空燃比を中心とする狭い範囲での空燃比を検出する場合
の処理であるのに対し、理論空燃比近傍を除くそれ以外
の広い範囲での空燃比を検出する場合の処理であり、こ
の場合にも、プルアップされたラインＱ−１：の電圧値
ＶＣＥＮＴを用い、それとＩ　ＰＶＷ値との偏差に応じ
た値（ＶｃｅＮＴ−Ｉ　ＰＶＷ）に基づいて電圧変換値
ＶＩＩ’Ｏを求めるので、前記ステップ４５２と同様の
電位補正が行われ、ノイズによる影響を排除し得ると共
に、基準電圧源電圧値Ｖ　ＲＥＦの誤差などに対しても
ポンプ電流ＩＰの変換電圧値を正確に得ることができる
。

以」二のようにして、まず、電流検出抵抗４６の端子電
圧値を基にその電圧検出値、即ちＶＩＰＯ値を求め、ス
テップ４５４以下に進む。

ステップ４５４では、ｎｉｉ記スデステップ４５２はス
テップ４５３で算出したポンプ電流ＩＰの電圧変換値Ｖ
ＩＰＯを監視し、Ｖ＋ｒｏ値がＯか否かを判別する。

即ち、ここでは、空燃比が理論空燃比かどうかを判断し
ており、その答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、即ち供給空
燃比が理論空燃比（Ｉ　ｒ　＝　Ｏの状Ｉ？１ｉｌ）で
あれば、直ちにステップ４５５に進み、ステップ４５５
゜４５６を実行して本プログラムを終了する。

ステップ４５５での処理は、前述のステップ４５２゜４
５３で求められた電流検出抵抗４６の端子電圧値に基づ
くＶＩＰｏ値に対し、後述のラベル抵抗補正ＷＩ　Ｋ　
Ｉ　Ｐを乗算し、これによってＶＩｌ’Ｏ値を補正しＶ
ＩＰ値とすることを内容とするものである。また、ステ
ップ４５６での処理は、」二記ステップ４５５で得られ
る補正ＶＩＰ値に対し、所定数値１例えば本プログラム
では８０００のへキサを加算し、これを本サブルーチン
で求める電圧変換値Ｖ　０ＬＩＴとして算出する。

今の場合は、理論空燃比の状態でＶ＋ｒｏ値が０である
から（ステップ４５４）　、前記ステップ４５５で求め
られるＶＩｒ値も０であり、従って前記ステップ４５６
で得られる算出ＶＯＵＴ値は８０００のへキサとなる。

かかる所定数値は、ＶＯＵＴ値の中心値を意味しており
、供給空燃比が理論空燃比からリーン領域またはリッチ
領域にずれた場合には、そのときのＶＩＰ値（後述のよ
うに、ＶＩＰＯ値はリーン側かリッチ側かで正負の値を
とり、これに伴いＶＩＰ値も正負の値となる）に応じて
、当該中心値にＶＩＰ値分が上乗せされた値または差し
引かれた値がＶｏｕＴ値として算出されることとなる。

ステップ４５５での補正した電圧変換値ＶＩＰを、その
まま本プログラムにおける最終算出値とせずに、上述の
如くステップ４５６で加算処理（かさ上げ）を行うのは
、ポンプ電流Ｉｒが値Ｏの理論空燃比を検出する場合に
おいてでも、ＶＯＵＴ値としては値０を含まないように
するためであり、これにより当該Ｖｏｕｒ値に従って前
述のＫＯ２値を設定するとき、その他の演算処理におい
て、値０を含んだ場合の不都合（例えば、割り算のとき
生ずる）を避けることができる。

前記ステップ４５４の答が否定（Ｎｏ）のとき、即ち理
論空燃比でないときは、フラグＦＬＧＬＣＮＴが値ｌか
否かを判別する（ステップ４５７）。

該ステップ４５７の答が■定（Ｙｅｓ）の場合には。

第１検出素子側が使用されていると判断し、即ち前記ス
テップ４５２．４５３におけるＶＩＰＯ値の算出が当該
第１検出素子使用時に流れるポンプ電流１ｒについての
ものであったとみて、次に、該算出Ｖ＋ｒ。

値がＯより大きいか（正か負か）否かを判別する（ステ
ップ４５８）。即ち、空燃比がリーン側にあるかりッチ
側にあるかをＶｌｒｏ値の正負によって判定するもので
ある。

該ステップ４５８の答が肯定（Ｙｅｓ）のとき、即ちＶ
＋ｒｏ値が正であれば、リーン側であるとみて、かかる
リーン側での空燃比検出時には前記ステップ４５５に進
み、一方、答が否定（Ｎｏ）の場合、即ちＶＩＰＯ値が
負のときには、リッチ側にあるとみて、このリッチ側で
の空燃比検出時にはＫＩＰ値に所定値ＫＬＢＬ、ｌ＋！
を設定しくステップ／１５９）　、ステッ、ブ４５５に
進み、ステップ４５６を実行して本プログラムを終了す
る。

Ｋ　Ｔ　ｒ値として設定される」三大ＫＬａｕｉ値は、
空燃比が理論空燃比でない場合において、検出Ｖ＋ｒ。

値に対して乗算することによりＶｒｒｏ値を補正するた
めのセンサ個体差補正用の補正係数であり（ステップ４
５５）　、第１検出素子使用時のＩｒ＜０の場合の出力
に用いるリッチ用（リッチ側）補正値である。

かかる補正値は、］）：ｊ述した第３図の第１検出素子
用のラベル補正抵抗を使用し、図示しないサブルーチン
によって求められる。

第３図の構成では、かかる場合に、補正に用いるラベル
抵抗は一素子につき１個しか使用していないが、このよ
うに１個の補正抵抗を用いる場合でも、比例型０２セン
サの特性（空燃比−ポンプ電流特性）は、リッチ側及び
リーン側で互いにそのばらつきに相関があることを利用
して（リッチ側もしくはリーン側の補正値を求めて、例
えばＩＰ＜Ｏのときリッチ側の方についての補正抵抗値
（ラベル抵抗値）を実際に求めて、住方リーン側ではそ
れに対して所定倍して補正量を得るという手法とするか
、あるいは上記とは逆の手法をとることによって）、補
正に用いる使用ラベル抵抗は一つでも、リッチ領域並び
にリーン領域の全体の補正を行うことができる。

前述したフラグＦＬＧＬＣＮＴについての判別ステップ
４５７の答が否定（Ｎｏ）の場合には、第２検出素子が
使用されていると判断し、上記と同様の処理を行う。即
ち、この場合は、第３図に示した第２検出素子用の−の
抵抗４８２を使用し、ＫＩＰを第２検出素子用のＫｕｕ
ｇ値に設定しくステップ４６０）、ｎ；１記り、テップ
４５５．４５６を実行して本プログラムを終了する。

以」二１本発明を特定の実施例について説明したが、本
発明はこれに限定されず、種々変形が可能であり、各種
態様で実施できる。

例えば、三素子型ではなく、センサ素子として第１図、
第２図に示した外側の第１検出素子を有する一素子型に
も適用できるのは勿論、素子構造も図示のものに限らな
い。

また、電流検出１氏抗をその反転入力端子と出力端ｒ−
間に接続した演算増幅回路の後段に差動増幅回路を備え
る構成を示したが、該差動増幅回路を設けない構成の場
合において、上記演算増幅回路のオフセット等の補正に
既述した増幅器補正を適用することを妨げない。

（発明の効果） 本発明によれば、酸素イオン伝導性固体電解質材及びこ
れを挟む一対の電極から各々が構成されかつ相互間に拡
散制限域を形成する酸素ポンプ素子及び電池素子からな
る酸素濃度検出素子と、前記酸素ポンプ素子に直列に接
続された電流検出抵抗と、前記電池素子の１′ＩｔｗＡ
間に発生するセンサ電圧の所定基準電圧からの偏差に応
じた大きさの電圧を前記酸素ポンプ素子及び電流検出抵
抗の直列回路に印加する電圧印加手段とを含み、ポンプ
電流信号が増幅回路を介して増幅され、前記電流検出抵
抗を流れるポンプ電流値を電圧信号として出力検出手段
により検出する比例型抽気濃度センサにおける出力補正
方法であって、非反転入力端子が基準電位に維持されか
つ反転入力端子と出力端子との間に前記電流検出抵抗の
両端が接続された演算増幅回路を有し、前記出力検出手
段は、前記電流の供給が停止した状態における１１１ｊ
記電流検出低抗の両端電圧を基に＋＋ｉＪ　、！Ｑ電圧
検出値を補正１−るようにしたものであるから、ポンプ
電流値がＯのときに演算増幅回路の出力電圧を反転入力
端７−電圧、即ち非反転入力端子の基準電位に等しくす
ることができ、従って、ポンプ電流値を表ず電流検出抵
抗の両端間電圧に」−記基ｒ＋＋ｉｍ位分を加算する４
゜ ことが可能であるため、エンジンの点火パルスノイズ等
の高ノイズが混入しても、ポンプ電流の変換電圧を正確
に得ることができると同時に、該電圧値を得るのに、演
算増幅回路の出力電圧と反転入力端子電圧との差電圧に
応じた出力を検出値として得る構成とすることができる
結果、上記基準電位に誤差や変動があっても、常に実際
のポンプ電流１直の大きさに対応する両型圧の偏差が得
られるよう電位を補正した状態で検出値を求めることが
できるので、ポンプ電流の正確な検出が可能である。更
に、これに加えて、ポンプ電流信号成分によらない出力
電圧分に対する補正をも行えるから、オフセラ１〜等が
あっても、かかる回路誤差についてもその影響を排除で
き、しかも、該補正はポンプ電流の供給が停止した状態
において得られる実際の誤差分を基にして行うので、適
切な補正が可能であり、この点からも一層の検出精度の
向」二を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の出力補正方法を適用した比例型排気濃
度センサを含む燃Ｆｌ供給制御装置の全体（１■成し１
、第２図は０２センサのセンサ本体を示ず斜視図、第３
図はラベル補正抵抗の結線状態を示す図、第１１図は本
発明に従う出力補正処理を含む電圧変換値Ｖ　ＯＵＴの
算出のためのザブルーチンのフローチャー１・、第５図
はオペレーションアンプの誤差を示すｌ　ＰＶＥＲＩｊ
値を算出するだめのザブルーチンのフローチャー１・で
ある。 ｌ・・・０２センサ、４・・・電子コントロールユニッ
１−　（ＩＥＣ［Ｊ）　、　２１．　２２・・・酸素イ
オン伝導性固体′ｒｒＬ解質壁）′部、２３１，２３２
・・・気体拡散室（拡散制限域）、２７＋ａ、２７１ｂ
、２７２ａ、２７ｚｂ・・・電池素子側の電極対、２８
１，２８２・・・電池素子、２！ｌＪ＋ａ、２９１））
、２９２ａ、２９２ｂ−酸素ポンプ素子側の電極対、３
０１，３０２・・・酸素ポンプ素子、４１・・・演算増
幅回路、４２１，４２２・・・差動増幅回路、４６・・
電流検出抵抗、４７・・差動増幅回路、１００・・・セ
ンサ本体、４０６・・・ＣＩ）Ｕ。 尾２０ 嶌３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、酸素イオン伝導性固体電解質材及びこれを挟む一対
   の電極から各々が構成されかつ相互間に拡散制限域を形
   成する酸素ポンプ素子及び電池素子からなる酸素濃度検
   出素子と、前記酸素ポンプ素子に直列に接続された電流
   検出抵抗と、前記電池素子の電極間に発生するセンサ電
   圧の所定基準電圧からの偏差に応じた大きさの電圧を前
   記酸素ポンプ素子及び電流検出抵抗の直列回路に印加す
   る電圧印加手段とを含み、ポンプ電流信号が増幅回路を
   介して増幅され、前記電流検出抵抗を流れるポンプ電流
   値を電圧信号として出力検出手段により検出する比例型
   排気濃度センサにおける出力補正方法であって、非反転
   入力端子が基準電位に維持されかつ反転入力端子と出力
   端子との間に前記電流検出抵抗の両端が接続された演算
   増幅回路を有し、前記出力検出手段は、前記電流の供給
   が停止した状態における前記電流検出抵抗の両端電圧を
   基に前記電圧検出値を補正することを特徴とする比例型
   排気濃度センサにおける出力補正方法。