JPH1054276A

JPH1054276A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH1054276A
Application number: JP8214852A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Miyata; 達司宮田; Ikurou Nozu; 育朗野津; Akira Sonoda; 晃園田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1996-08-14
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】空燃比センサの経時変化を推測し、その出力
を補正する。【解決手段】燃料カットが行われ、排気中の酸素濃度
が所定値以上であるときに（Ｓ１〜４）、所定時間空燃
比センサの素子部の出力電圧Ｖｒをサンプリングし（Ｓ
５〜７）、空燃比センサの初期使用時には第１記憶領域
のリングバッファにサンプリングした出力電圧のピーク
値を記憶すると共に、ｎ個のピーク値の平均値又は標準
偏差を算出・記憶する一方（Ｓ10,18,19）、空燃比セン
サの経時変化推測時には第２記憶領域のリングバッファ
にサンプリングした出力電圧のピーク値を記憶すると共
に、ｎ個のピーク値の平均値又は標準偏差を算出・記憶
する（Ｓ10〜12）。そして、経時変化推測時に、第１記
憶領域及び第２記憶領域に記憶されている平均値又は標
準偏差の偏差Ｄｓｉｇｍに基づき、設定される補正係数
Ｋｓにより空燃比λの補正を行い、補正された空燃比λ
に基づいて空燃比フィードバック制御を行う（Ｓ14〜1
7）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置に関し、特に、広域空燃比センサの経時変化の
補正を行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、エンジン制御システムの故障
や経時劣化等による排気性状の低下を防止することを目
的として、制御システムに故障はないか、或いは、経時
劣化していないかを自己診断し、運転者や整備者にこの
情報を報知するシステムの必要性が増している。このた
め、センサやアクチュエータの診断機能を充実させ、経
時劣化を補う補正機能や劣化判定を確実に行う必要があ
り、例えば、特開平４−１１２９３９号公報及び特開平
４−１１２９４１号公報等に開示されるように、三元触
媒を使用したガソリンエンジンでは、触媒の前後に酸素
センサ（空燃比センサ）を配置し、夫々のセンシング結
果に基づき空燃比制御の精度を向上させる技術が案出さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、三元触
媒を使用せずに空燃比を希薄化することで排気性状の向
上を図るリーンバーンエンジン等のシステムでは、広範
な空燃比の検出が可能な広域空燃比センサを使用して機
関運転状態に適合した空燃比に制御するため、空燃比を
理論空燃比（１４．７）に制御する従来技術のような判
断処理を行うことができない。

【０００４】また、排気通路に複数の広域空燃比センサ
を配設し、冗長性を持たせて多数決等により処理するこ
とも考えられるが、広域空燃比センサが高価であるため
あまり実用的な手法ではない。そこで、本発明は以上の
ような従来の問題点に鑑み、広域空燃比センサの出力特
性の変化から経時変化を推測し、この経時変化の補正を
行う内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、図１に示すように、機関の排気通路に介装さ
れ排気中の酸素濃度に基づき広範な空燃比を検出する空
燃比センサＡと、機関における燃焼の有無を判定する燃
焼状態判定手段Ｂと、該燃焼状態判定手段Ｂにより非燃
焼状態であると判定されたときに前記空燃比センサＡの
素子部の抵抗値を検出する抵抗値検出手段Ｃと、前記セ
ンサ素子部の初期抵抗値を記憶する第１記憶手段Ｄと、
前記空燃比センサの使用中のセンサ素子部抵抗値を記憶
する第２記憶手段Ｅと、前記第１記憶手段Ｄ及び第２記
憶手段Ｅに記憶されている素子部の抵抗値の偏差に基づ
き前記空燃比センサＡの出力値を補正する補正係数を設
定する補正係数設定手段Ｆと、該空燃比センサＡの出力
値を前記補正係数によって補正する出力値補正手段Ｇ
と、補正された空燃比センサＡの出力値に基づき空燃比
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Ｈと、を含んで構成した。

【０００６】このようにすれば、センサ素子部の初期抵
抗値と、センサ素子部の使用中の抵抗値と、の偏差に基
づいて設定される補正係数によって、空燃比センサの出
力値の補正が行われる。即ち、センサ素子部の抵抗値変
化に基づく空燃比センサの出力値の補正が行われる。請
求項２記載の発明は、前記燃焼状態判定手段は、機関の
吸気通路に介装されたスロットル弁の開度を検出する開
度検出手段と、機関の回転速度を検出する機関回転速度
検出手段と、を含んで構成され、前記空燃比センサから
の空燃比信号に基づく酸素濃度が所定値以上であって、
検出されたスロットル開度が所定値未満かつ機関回転速
度が所定値以上、或いは、機関回転速度が所定値以上と
なったときに、機関は非燃焼状態であると判定するよう
にした。

【０００７】このようにすれば、機関への燃料供給が停
止される燃料カット状態、即ち、機関の非燃焼状態が高
精度に判定される。請求項３記載の発明は、前記抵抗値
検出手段は、前記空燃比センサの素子部の出力電圧を介
して抵抗値を検出するようにした。このようにすれば、
空燃比センサの素子部の抵抗値を直接検出しなくとも、
センサ素子部の出力電圧を介して抵抗値が間接的に検出
される。

【０００８】請求項４記載の発明は、前記空燃比センサ
の使用開始時からのセンサ素子部の抵抗値検出回数を計
数する検出回数計数手段を含み、前記第１記憶手段は、
計数された抵抗値検出回数が所定値未満のときの抵抗値
を記憶し、前記第２記憶手段は、計数された抵抗値検出
回数が所定値以上のときの抵抗値を記憶するようにし
た。

【０００９】このようにすれば、抵抗値検出回数が所定
値未満ときのセンサ素子部の抵抗値が初期抵抗値とな
り、また、抵抗値検出回数が所定値以上のときのセンサ
素子部の抵抗値が使用中の抵抗値となる。請求項５記載
の発明は、前記第１記憶手段及び第２記憶手段は、前記
抵抗値検出手段が所定時間内に検出された前記空燃比セ
ンサの素子部の抵抗値の最大値を記憶するようにした。

【００１０】このようにすれば、変動する検出値（セン
サ素子部の抵抗値）の中から、特徴のあるデータが抽出
される。請求項６記載の発明は、前記検出回数計数手段
による抵抗値検出回数を、前記空燃比センサを交換した
ときにリセットするリセット手段を含んで構成した。こ
のようにすれば、空燃比センサを交換した場合に、空燃
比センサの初期使用時におけるセンサ素子部の抵抗値が
新たに記憶される。

【００１１】請求項７記載の発明は、前記空燃比センサ
の素子部の抵抗値を、該空燃比センサの素子部を構成す
る酸素イオン伝導体の固体電解質の対向する両端面に設
けられた電極間の抵抗値とした。このようにすれば、空
燃比センサの経時変化による出力特性の変化が正確に推
測される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図２は、本発明に係る空燃比制御装
置を備えた圧縮天然ガス（以下「ＣＮＧ」という）エン
ジンの一実施形態を示している。ＣＮＧエンジン（以下
「エンジン」という）１には、図示しないエアクリー
ナ、ミキサ２及びスロットル弁３が介装された吸気通路
４を通って空気が流入する。このミキサ２には、吸気通
路面積を絞ることで負圧を発生させるベンチュリ２ａ
と、デューティ制御されるフィードバックソレノイドに
より駆動制御される燃料噴射ソレノイド弁２ｂとが設け
られている。そして、ボンベ５に気体で貯蔵されている
ＣＮＧが、ボンベ５から押し出され、燃料パイプ６ａ及
び燃料遮断弁７を経てレギュレータ８に供給される。レ
ギュレータ８に供給されたＣＮＧは、エンジン冷却水で
加熱され略大気圧のガスとなり、燃料パイプ６ｂ及び燃
料遮断弁９を経て、ミキサ２を通過する吸入空気流量に
応じたベンチュリ負圧により吸引され、吸入空気と混合
してエンジン１に供給される。

【００１３】また、吸気通路４には、スロットル弁３を
バイパスするバイパス通路１０が形成されており、ここ
に介装されるアイドル制御弁１１によりアイドル時の吸
入空気流量が調整される。なお、以上説明しなかった符
号１２は、空気とＣＮＧの混合気に火花点火を行う点火
栓、符号１３は、スロットル弁３の開閉を行う負圧を駆
動源とするダイアフラム弁、符号１４は、ダイアフラム
弁１３に駆動源としてのスロットル弁３下流の吸入負圧
を供給する負圧導入路、符号１５は、負圧導入路１４に
介装されダイアフラム弁１３への供給負圧の調整を行う
ソレノイド弁である。

【００１４】空燃比制御を行うためのセンサとしては、
エンジン１の排気通路１６に介装される広域空燃比セン
サ１７（以下「空燃比センサ」という。詳細は後述す
る）、エンジン１の図示しないクランクシャフトに取り
付けられ機関回転と同期してクランク単位角信号を出力
するクランク角センサ１８（機関回転速度検出手段）、
シリンダブロック１９のウォータジャケット部１９ａに
設けられ冷却水温度を検出する冷却水温度センサ２０、
スロットル弁３に付設されスロットル弁３の開度を検出
する開度センサ２１（開度検出手段）、等が設けられて
おり、これらの出力がＣＰＵ２２ａ、ＲＯＭ２２ｂ、Ｒ
ＡＭ２２ｃ、入力インターフェース２２ｄ、出力インタ
ーフェース２２ｅ及び内部バス２２ｆを含んで構成され
るコントロールユニット２２に入力される。なお、コン
トロールユニット２２は、クランク角センサ１８から出
力されるクランク単位角信号をカウントして、機関回転
速度を算出すると共に、燃焼状態判定手段、抵抗値検出
手段、検出回数計数手段、リセット手段、第１記憶手
段、第２記憶手段、補正係数設定手段、出力値補正手段
及び空燃比フィードバック制御手段としての機能を有し
ている。

【００１５】さらに、コントロールユニット２２には、
イグニッションスイッチ２３のＯＮ／ＯＦＦ信号が入力
されると共に、バッテリ２４から電源電圧が印加され
る。次に、本実施形態で使用される空燃比センサ１７の
詳細について図３〜図５に基づいて説明する。空燃比セ
ンサ１７のセンサ素子部の詳細を示す図３において、空
燃比センサ１７には、酸素イオン伝導体の固体電解質と
してのジルコニア１７ａの対向する両端面に、白金から
なる多孔質の電極１７ｂ，１７ｃが夫々設けられてい
る。そして、ジルコニア１７ａの表裏に酸素濃度差があ
ると、酸素はジルコニア１７ａの中を拡散して、酸素濃
度の濃い方から薄い方へ移行し平衡状態になろうとする
性質がある。そこで、この性質を利用し、基準気体と非
検出気体（機関排気）との間の酸素分圧差に応じて両電
極間に生じる起電力（出力電圧）Ｖｒを、固定抵抗１７
ｄの両端部間の電圧Ｖｓとして検出する。

【００１６】かかる空燃比センサ１７の出力特性は、図
４に示すように、酸素濃度の上昇に伴って出力電圧Ｖｓ
が略比例して増加し、また、図５に示すように、空燃比
によってその出力電流Ｉｐが１対１に対応する。即ち、
空燃比と出力電流Ｉｐとが１対１に対応することで、混
合気を所望の空燃比に制御する空燃比制御が行えるよう
になる。

【００１７】ここで、空燃比センサ１７の経時変化を推
測する原理を説明する。空燃比センサ１７の素子部の電
極間の抵抗値は、経時的な変化を起こし徐々に増加する
特性があるので、電極間の抵抗値を電極間の出力電圧Ｖ
ｒとして検出し（抵抗値と出力電圧とは密接な関連があ
る）、この出力電圧Ｖｒの変化から経時変化を推測す
る。具体的には、略同一条件下における空燃比センサ１
７の初期使用時の出力電圧Ｖｒ₀と経時変化推測時の出
力電圧Ｖｒ₁との差Ｖｒ₁−Ｖｒ₀を算出し、差Ｖｒ₁
−Ｖｒ₀に基づいて補正係数マップを参照して補正係数
Ｋｓを設定し、この補正係数Ｋｓにより空燃比の補正を
行う。なお、実際の制御においては、経時変化の推測精
度を向上するために、前記同一条件として、空燃比フィ
ードバック制御が行われていない燃料供給が停止してい
る状態（この場合には、燃焼が行われていないので機関
排気は大気と同じ状態となる）を採用し、また、出力電
圧Ｖｒは複数データの平均値又は標準偏差を使用する。

【００１８】以上説明した空燃比制御は、コントロール
ユニット２２を構成するＲＯＭ２２ｂに記憶されている
プログラムによってソフトウエア的に実行される。図６
は、このプログラムによる制御内容を示し、所定時間毎
に実行されるサブルーン形式をなしている。ステップ１
（図では、Ｓ１と略記する。以下同様）では、開度セン
サ２１からスロットル開度θを読み込むと共に、クラン
ク角センサ１８からのクランク単位角信号に基づき機関
回転速度Ｎｅを算出する。

【００１９】ステップ２では、スロットル開度θ及び機
関回転速度Ｎｅに基づきエンジン１への燃料供給を停止
する条件（以下「燃料カット条件」という）が成立して
いるか否かを判断し、燃料カット条件が成立（Ｙｅｓ）
していればステップ３へと進み、燃料カット条件が不成
立（Ｎｏ）であればステップ１４へと進む。ここで、燃
料カット条件が成立する場合としては、例えば、以下の
場合がある。

【００２０】(1) スロットル開度θが所定値未満とな
り、かつ、機関回転速度Ｎｅが所定値以上になった場
合。即ち、減速時に燃料供給を停止し、ＨＣの抑制と燃
費向上を図っているとき。 (2) 機関回転速度Ｎｅが所定値以上の高回転となった場
合。即ち、機関回転速度Ｎｅの上昇を抑制し、機関の保
護を行っているとき。

【００２１】ステップ３では、空燃比センサ１７からの
出力電圧Ｖｓ（図３参照）を読み込む。ステップ４で
は、空燃比センサ１７からの出力電圧Ｖｓが燃料カット
判定レベル以上であるか否かを判断し、判定レベル以上
（Ｙｅｓ）であればステップ５へと進み、判定レベル未
満（Ｎｏ）であればステップ１４へと進む。即ち、空燃
比センサ１７の出力電圧Ｖｓが大きくなるに従って機関
排気中の酸素濃度が増大する特性（図４参照）があるの
で、この特性から非燃焼状態であることを判断してい
る。ここで、ステップ２における燃料カット条件の判断
に加え、出力電圧Ｖｓが判定レベル以上であるか否かを
判断しているのは、空燃比センサ１７の経時変化を高精
度に推測するためには、空燃比センサ１７の使用開始時
及び経時変化推測時の推測条件を極力同一にする必要が
あり、推測条件をより厳密にすべくエンジン１への燃料
供給停止を高精度に判断する必要があるからである。な
お、ステップ１〜ステップ４の処理が燃焼状態判定手段
に相当する。

【００２２】ステップ５では、タイマーを始動させ、燃
料カットが開始されてからの経過時間の計測を開始す
る。ステップ６では、空燃比センサ１７から電極間の抵
抗値として出力電圧Ｖｒ（図３参照）を読み込み、コン
トロールユニット２２を構成するＲＡＭ２２ｃに記憶す
る。

【００２３】ステップ７では、ステップ５において起動
したタイマーにより燃料カットが開始されてからＴＭＥ
Ｍ（秒）経過したか否かを判断し、経過していなければ
（Ｎｏ）ステップ６へと戻り、電極間の出力電圧Ｖｒの
読み込み及び記憶を繰り返す。ステップ５〜ステップ７
の処理によって、燃料カット開始後のＴＭＥＭ（秒）間
の出力電圧Ｖｒのサンプリングが行われ、この処理が抵
抗値検出手段に相当する。

【００２４】ステップ８では、空燃比センサ１７を新た
に交換したか否かを判断し、交換した場合には（Ｙｅ
ｓ）、ステップ９へと進み後述するカウンタｋ（検出回
数計数手段）をリセットする。この判断は、例えば、コ
ントロールユニット２２を構成するＲＡＭ２２ｃにバッ
クアップされているフラグ等に基づいて行うようにすれ
ばよい。なお、ステップ９の処理がリセット手段に相当
する。

【００２５】ステップ１０では、カウンタｋの値が所定
値ＭＡＸｋ以上か否かを判断し、ＭＡＸｋ以上（Ｙｅ
ｓ）であればステップ１１へと進み、ＭＡＸｋ未満（Ｎ
ｏ）であればステップ１８へと進む。このカウンタｋ
は、空燃比センサ１７の初期設置時及び交換時（ステッ
プ９参照）に０に設定され、空燃比センサ１７の電極間
の出力電圧Ｖｒのサンプリング回数を保持している。

【００２６】ステップ１１では、ステップ６において記
憶した電極間の出力電圧Ｖｒの中からピーク電圧（最大
電圧）Ｖｒｐｋを抽出し、このピーク電圧Ｖｒｐｋをｎ
個のデータを記憶する第２記憶領域のリングバッファ
（第２記憶手段）のｍ番目に記憶する。このｍは、例え
ば、カウンタｋをｎで除算した余りを使用し、最新のｎ
個のピーク電圧Ｖｒｐｋが記憶されているようにする。

【００２７】ステップ１２では、第２記憶領域のリング
バッファに記憶したｎ個のピーク電圧Ｖｒｐｋから、平
均値又は標準偏差を算出する。ステップ１３では、カウ
ンタｋをインクリメントする。ステップ１４では、後述
する第１記憶領域と第２記憶領域の平均値又は標準偏差
の偏差Ｄｓｉｇｍを算出する。具体的には、図８に示す
ように、第１記憶領域及び第２記憶領域に記憶されてい
る平均値を夫々Ｘｒｎ０，Ｘｒｎ１、標準偏差を夫々σ
ｒｎ０，σｒｎ１とすると、Ｄｓｉｇｍ＝Ｘｒｎ１−Ｘｒｎ０又は、Ｄｓｉｇｍ＝（Ｘｒｎ１−σｒｎ１）−（Ｘｒｎ０−σ
ｒｎ０）として算出することができる。

【００２８】ステップ１５では、算出したＤｓｉｇｍに
基づいて図７に示す補正係数マップを参照し、補正係数
Ｋｓを検索する。なお、ステップ１４及びステップ１５
の処理が補正係数設定手段に相当する。ステップ１６で
は、補正係数Ｋｓに基づいて空燃比センサ１７から検出
される空燃比λをλ＝λ×Ｋｓとして補正する。なお、
この処理が出力値補正手段に相当する。

【００２９】ステップ１７では、補正された空燃比λに
基づいて空燃比フィードバック制御を行い（空燃比フィ
ードバック制御手段）、処理を終了する。ステップ１８
では、ステップ６において記憶した電極間の出力電圧Ｖ
ｒの中からピーク電圧（最大電圧）Ｖｒｐｋを抽出し、
このピーク電圧Ｖｒｐｋをｎ個のデータを記憶する第１
記憶領域のリングバッファ（第１記憶手段）のｍ番目に
記憶する。このｍは、例えば、カウンタｋをｎで除算し
た余りを使用し、最新のｎ個のピーク電圧Ｖｒｐｋが記
憶されているようにする。

【００３０】ステップ１９では、第１記憶領域のリング
バッファに記憶したｎ個のピーク電圧Ｖｒｐｋから、平
均値又は標準偏差を算出する。ステップ２０では、カウ
ンタｋをインクリメントし、ステップ１７へと進み、空
燃比センサ１７から検出される空燃比λに基づいて空燃
比フィードバック制御を行う。

【００３１】このようにすれば、空燃比センサ１７の初
期使用時における電圧ピーク値Ｖｒｐｋのばらつき分布
から求めた平均値又は標準偏差と、空燃比センサ１７の
経時変化推測時における電圧ピーク値Ｖｒｐｋのばらつ
き分布から求めた平均値又は標準偏差との偏差を求め、
その偏差に基づいて予め設定された補正係数マップから
空燃比センサ１７の補正係数Ｋｓを求めることができ
る。そして、空燃比フィードバック制御をするに際し、
補正係数Ｋｓによって空燃比センサ１７の出力値を補正
することで、例えば、リーンバーンエンジン等で機関運
転状態によって変わる目標空燃比制御に使用される広域
空燃比センサの出力の経時変化による出力補正を行うこ
とができる。

【００３２】また、空燃比センサ１７の電極間の電圧ピ
ーク値Ｖｒｐｋを検出する条件を、スロットル開度θ及
び機関回転速度Ｎｅに基づいて判断される燃料カット時
であり、かつ、空燃比センサ１７の出力電圧Ｖｓに基づ
いて判断しているので、空燃比センサ１７の初期使用時
及び経時変化推測時の検出状態を極力同一とすることが
でき、この観点から、空燃比センサ１７の経時変化の推
測精度を向上することができる。

【００３３】さらに、空燃比センサ１７を途中で交換し
た場合には、カウンタｋをリセットするようにしたの
で、この場合には、空燃比センサ１７の初期使用時にお
ける電圧ピーク値Ｖｒｐｋのばらつき分布から平均値又
は標準偏差が再び算出され、空燃比センサ１７の個体差
による経時変化の推定精度の低下を防止することができ
る。

【００３４】なお、本実施形態では、空燃比センサ１７
の初期使用時及び経時変化推測時における電極間の電圧
ピーク値Ｖｒｐｋ検出条件を極力同一とするため、機関
への燃料供給を停止した燃料カット時に制限したが、こ
の条件は他の条件、例えば、機関始動直後であって燃焼
が行われていない時であってもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、センサ素子部の初期抵抗値と、センサ素子
部の使用中の抵抗値との偏差、即ち、経時変化によるセ
ンサ素子部の抵抗値変化に基づき空燃比センサの出力値
の補正係数が設定される。そして、空燃比フィードバッ
ク制御を行う際に、設定された補正係数によって空燃比
センサの出力値を補正することで、例えば、リーンバー
ンエンジン等で機関運転状態によって変わる目標空燃比
制御に使用される広域空燃比センサの出力の経時変化に
よる出力補正を行うことができ、空燃比制御の精度向
上、及び、排気性状の向上を図ることができる。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、機関への燃
料供給が停止される燃料カット状態、即ち、機関の非燃
焼状態が高精度に判定されるので、空燃比センサの初期
使用時及び経時変化推定時の判定条件を極力同一とする
ことができ、経時変化の推定精度をより向上することが
できる。請求項３記載の発明によれば、空燃比センサの
素子部の抵抗値を直接検出しなくとも、センサ素子部の
出力電圧を介して抵抗値が間接的に検出されるので、例
えば、この出力電圧をＡ／Ｄ変換してコントロールユニ
ットで処理可能となり、センサ素子部の抵抗値検出機構
が簡素化できる。

【００３７】請求項４記載の発明によれば、抵抗値検出
回数が所定値未満ときのセンサ素子部の抵抗値が初期抵
抗値となり、また、抵抗値検出回数が所定値以上のとき
のセンサ素子部の抵抗値が使用中の抵抗値となるので、
抵抗値検出回数の大小の比較を行うという簡単な制御に
より、初期抵抗値と使用中の抵抗値とを区別することが
できる。

【００３８】請求項５記載の発明によれば、変動する検
出値の中から特徴のあるデータが抽出されるので、空燃
比センサの経時変化の推測精度を向上することができ
る。請求項６記載の発明によれば、空燃比センサを交換
した場合に、空燃比センサの初期使用時におけるセンサ
素子部の抵抗値が新たに記憶されるので、交換に伴う空
燃比センサの個体差による経時変化の推定精度の低下を
防止することができる。

【００３９】請求項７記載の発明によれば、空燃比セン
サの経時変化による出力特性の変化を正確に推測するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図

【図２】本発明に係る空燃比制御装置の一実施形態を
示すシステム図

【図３】同上のシステムで使用される空燃比センサ素
子部の詳細図

【図４】同上の空燃比センサの酸素濃度−出力電圧特
性を示す線図

【図５】同上の空燃比センサの空燃比−出力電流特性
を示す線図

【図６】同上の空燃比制御内容を示すフローチャート

【図７】同上の補正係数マップを示す線図

【図８】同上のセンサ素子部抵抗値の分布状態を示す
線図

【符号の説明】

１エンジン３スロットル弁４吸気通路１６排気通路１７空燃比センサ１８クランク角センサ２１開度センサ２２コントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の排気通路に介装され排気中の酸素濃
度に基づき広範な空燃比を検出する空燃比センサと、機
関における燃焼の有無を判定する燃焼状態判定手段と、
該燃焼状態判定手段により非燃焼状態であると判定され
たときに前記空燃比センサの素子部の抵抗値を検出する
抵抗値検出手段と、前記センサ素子部の初期抵抗値を記
憶する第１記憶手段と、前記空燃比センサの使用中のセ
ンサ素子部の抵抗値を記憶する第２記憶手段と、前記第
１記憶手段及び第２記憶手段に記憶されている素子部の
抵抗値の偏差に基づき前記空燃比センサの出力値を補正
する補正係数を設定する補正係数設定手段と、該空燃比
センサの出力値を前記補正係数によって補正する出力値
補正手段と、補正された空燃比センサの出力値に基づき
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、を含んで構成されたことを特徴とする内燃
機関の空燃比制御装置。
【請求項２】前記燃焼状態判定手段は、機関の吸気通路
に介装されたスロットル弁の開度を検出する開度検出手
段と、機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手段
と、を含んで構成され、前記空燃比センサからの空燃比
信号に基づく酸素濃度が所定値以上であって、検出され
たスロットル開度が所定値未満かつ機関回転速度が所定
値以上、或いは、機関回転速度が所定値以上となったと
きに、機関は非燃焼状態であると判定することを特徴と
する請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】前記抵抗値検出手段は、前記空燃比センサ
の素子部の出力電圧を介して抵抗値を検出することを特
徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。
【請求項４】前記空燃比センサの使用開始時からのセン
サ素子部の抵抗値検出回数を計数する検出回数計数手段
を含み、前記第１記憶手段は、計数された抵抗値検出回数が所定
値未満のときの抵抗値を記憶し、前記第２記憶手段は、
計数された抵抗値検出回数が所定値以上のときの抵抗値
を記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】前記第１記憶手段及び第２記憶手段は、前
記抵抗値検出手段が所定時間内に検出された前記空燃比
センサの素子部の抵抗値の最大値を記憶することを特徴
とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の
空燃比制御装置。
【請求項６】前記検出回数計数手段による抵抗値検出回
数を、前記空燃比センサを交換したときにリセットする
リセット手段を含んで構成されたことを特徴とする請求
項１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御
装置。
【請求項７】前記空燃比センサの素子部の抵抗値は、該
空燃比センサの素子部を構成する酸素イオン伝導体の固
体電解質の対向する両端面に設けられた電極間の抵抗値
であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに
記載の内燃機関の空燃比制御装置。