JPS6185547A - 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】 （技術分野） 本発明は、酸素センサの出力に基づいて空燃比を制御す
る空燃比制御装置に関する。

（従来技術） 近時、エンジンの出力向上、燃費、排気対策等の諸要求
を満たすため、空燃比がより精密に制御される傾向にあ
る。このような空燃比制御では。

排気中の酸素濃度をパラメータとして吸入混合気の空燃
比を検出している。

従来のこの種の空燃比制御装置を開発動向に沿ってその
概略を順次分類すると、次のように示される。

（１）　　　理論空燃比（λ＝１）へのフィードバック
制御 この装置では、排気通路に設けた酸素センサの出力に基
づいて空燃比を理論空燃比に補正する補正係数を演算し
、空燃比を理論空燃比にフィードバック制御している。

なお、一般的には上記酸素センサは理論空燃比以外の検
出が困難である（例えば「技術解説書ＥＣＣ５Ｌ系エン
ジン」（昭和５６年６月（株）日量自動車発行参照）。

（ＩＩ）　　　リーン空燃比（λく１）へのフィードバ
ック制御 これは省エネルギーの観点からリーン空燃比（理論空燃
比より希薄（リーン）な空燃比をいう。

以下同様）へのフィードバック制御を行うもので、この
種の装置としては、例えば特開昭５６−８９０５１号公
報に記載されたものがある。この装置に用いられている
酸素センサは流し込み電流の値に応じた空燃比で出力電
圧が急変する特性があり、かかる特性を利用してリーン
空燃比に精度よくフィードバック制御することができる
。

（Ｉｎ）　　　学習制御方式 学習制御の概念を取り入れて酸素センサの出力に基づく
フィードバック制御値を学習し、酸素センサの出力が適
切なものでないとき（例えば始動時）にはこの学習値を
用いて空燃比をフィードフォワード制御するようなもの
である（例えば、特開昭５８−１２４０３２号公報参照
）、また。

上記学習値によりリーン空燃比にフィードフォワード制
御することも可能ではあるが、その制御精度は本質的に
フィードバック制御に劣る。

しかしながら、このような（１）〜（ＩＩＩ）の各装置
にあっては理論空燃比やリーン空燃比に制御することは
できるが、理論空燃比より過濃（リッチ）な空燃比（以
下、リッチ空燃比という）に制御することができず、加
速時等の高出力要求に対して空燃比の適否を直接判断す
ることができなかった。

そこで、本発明の出願人はリーン空燃比のみならずリッ
チ空燃比の範囲も連続的に検出できる酸素センサとして
先に「空燃比検出装置」　（特願昭５９−８８１１５号
公報参照）を提案しており、第６〜第９図のように示さ
れる。

この酸素センサについて詳述すると、第６図は酸素セン
サの分解斜視図、第７図は酸素センサの断面図である。

これらの図において、１は電気絶縁性の高い平板状のア
ルミナ基板であり、アルミナ基板１の上面（図中上方の
端面）にはヒータ２を挟さんで基準ガス導入板３が積層
される。基準ガス導入板３の上面には基準ガス導入溝４
が形成されており、また基準ガス導入板３の上面側には
平板状の第１固体電解質５、隔壁板６および第２固体電
解質７が略平行に順次積層される。第１、第２固体電解
質５．７は酸素イオン伝導性の酸化ジルコニウム等を主
成分としている。第１．固体電解質５の上、下面には何
れも白金を主成分とする測定電極８および基準電極９が
それぞれ印刷処理により積層されており、これらの各電
極８．９にはリード線１０．１１がそれぞれ接続される
。また。

第２固体電解質７の上、下面にはそれぞれポンプ電極と
してのポンプアノード１２およびポンプカソード１３が
積層されており、これらの各電極１２．１３にはそれぞ
れリード線１４．１５が接続される。基準ガス導入板３
と第１固体電解質５は基準ガス導入部１６を画成してお
り、基準ガス導入部１６には矢印ＡＩＲで示すように一
定酸素濃度の基準ガス、この場合、大気が導かれる。

一方、第１固体電解質５．隔壁板６および第２固体電解
質７は測定電極８を覆ってこの測定電極８の囲りに間隙
部（酸素層）１７を画成する酸素層画成部材１８を構成
しており、この酸素層画成部材１８の図中左方には符号
ＧＡＳで示すように、被測定ガス、すなわち排気が導か
れる。なお、間隙部１７の間隙りは極めて狭く１例えば
Ｌ　＝０．１ｎｎ程度に設定される。酸素層画成部材１
８は排気中と間隙部１７との間における単位時間当りの
酸素分子の゛　拡散量を規制している。

上記、第１固体電解質５、測定電極８および基準電極９
はセンサ部１９を構成しており、第２固体電解質７．ポ
ンプアノード１２およびポンプカソード１３はポンプ部
２０を構成している。したがって、センサ部１９はその
基準電極９側が大気に接し、１１１定電極８側が間隙部
１７に接する（すなわち、酸素層画成部材１８を介して
排気に接する）こととなり、酸素濃淡電池を形成して後
述するネルンストの式■で示すように両電極８．９間の
酸素分圧比に応じた起電力Ｅを発生する。この起電力Ｅ
はセンサ部１９の出力Ｖｓとして外部に取り出される。

また、ポンプ部２０には後述する電流供給回路から流し
込み電流（以下、ポンプ電流という）Ｉｐが供給されて
おり、ポンプ電流Ｉｐはポンプ電極１２．１３間を流九
る。このとき、第２固体電解質７中をポンプ電流ｒｐと
逆方向に酸素イオンが移動し、その移動量はポンプ電流
Ｉｐの値に比例する。したがって、ポンプ部２０はポン
プ電流ｒｐの値に応じて排気と間隙部１７との間で酸素
分子を移動させる（すなわち、酸素ポンプ作用を行う）
、これらのセンサ部１９、ポンプ部２０、酸素層画成部
材１８および基準ガス導入Ｆｉ３は全体として酸素セン
サ２１を構成している。なお、ヒータ２は第１．第２固
体電解質５，７を適温に加熱しそれらの活性を保ってい
る。

このような酸素センサ２１は単体では空燃比を連続的に
算出することができず、外部からのエネルギを必要とし
その外部エネルギを酸素濃度に相関させている。第８図
は上記酸素センサ２１を使用した空燃比検出回路の回路
図である。第８図におイテ、ｍ素セン＋２１ハ！Ｊ　−
トｆｉ１０．１１．１４．１５ヲ介して空燃比検出回路
３１に接続されており、空燃比検出回路３１は電流供給
回路３２、電流値検出回路３３および差値検出回路３４
により構成される。電流供給回路３２は酸素センサ２１
のポンプ部２０にポンプ電流ＩＰを供給しており、この
ポンプ電流ＩＰの値は電流値検出回路３３により検出さ
れる。電流値検出回路３３はオペアンプＯＰ１．ＯＰ２
、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびコンデンサ
Ｃ１により構成されており、ポンプ電流ＩＰの値を抵抗
Ｒ１の両端間の電圧降下として検出し電圧信号Ｖｉを出
力する。この電圧信号Ｖｉはポンプ電流Ｉｐが図中矢印
ＩＬ力方向供給されるとき正の値、矢印工、方向に供給
されるとき負の値となる（第７図参照）。電流供給回路
３２はオペアンプＯＰ３、トランジスタＱ１、Ｑ２．ダ
イオードＤ１、Ｄ２、コンデンサＣ２および抵抗Ｒ６に
より構成されており、差値検出回路３４の出力ΔＶｓａ
の値に応じてポンプ電流Ｉｐの大きさおよびその向きを
制御する。すなわち、差値検出回路５４はオペアンプＯ
Ｐ４、○Ｐ５．抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９゜ＲＩＯｌＲｌｌ
、　Ｒ１２により構成されており、センサ部１９の出力
電圧Ｖｓから目標電圧Ｖａを減算して差値ΔＶｓａ（Δ
Ｖｓａ＝Ｋ　（Ｖｓ−Ｖａ）、但しＫは定数）を電流供
給回路３２に出力している。この目標電圧Ｖａは１間隙
部１７の酸素濃度が所定値に維持されているときのセン
サ部出力Ｖｓの急変する電圧値の上限と下限の中間値で
あり、電源電圧１５Ｖを抵抗Ｒ７，Ｒ８で分圧し１例え
ば０，２Ｖという値に設定される。そして、センサ部出
力Ｖｓは間隙部１７の酸素濃度に対応し、目標電圧Ｖａ
は上記所定値に対応しているから、差値ΔＶｓａは間隙
部１７における現酸素濃度の所定値からのずれの大きさ
を表わしている。したがって、前記電流供給回路３２は
差値ΔＶｓａが零となるように、すなわちセンサ部出力
Ｖｓが目標電圧Ｖａと一致するようにトランジスタＱ１
、Ｑ２およびダイオードＤ１、Ｄ２によるコンプリメン
タリ位相反転回路によりポンプ電流ＩＰの大きさおよび
向きを制御する。

このような空燃比検出回路はポンプ電流Ｉｐという形で
外部エネルギを酸素センサ２１に供給し。

これを排気中の酸素濃度に対応させ空燃比を広範囲に検
出している。

すなわち、Ｖ　ｓ　＝　Ｖ　ａとなるように酸素センサ
２１にポンプ電流ＩＰを供給すると、ポンプ電流ＩＰの
酸素ポンプ作用により間隙部１７の酸素分圧が決定され
る。いま、排気温度が１ｏ００“Ｋであるとき、例えば
Ｖ　ａ　−５００ｍ　Ｖに設定し間隙部１７の酸素分圧
（測定電極８の酸素分圧ｐｂ）を理論空燃比に対応した
値に維持しようとする場合、その値ｐｂは次に示すネル
ンストの弐〇により求められＰ　ｂ　＝　０．２０６　
Ｘ　１０−”気圧となる。

Ｅ＝（ＲＴ／４Ｆ）・Ω　・（Ｐａ／Ｐｂ）・・・・・
・■ 但し、Ｒ：気体定数 Ｔ：絶対温度 Ｆ：コアラディ定数 Ｐａ：基準電極９の酸素分圧 ポンプ電流ｒｐの値は間隙部１７の酸素分圧Ｐｂを理論
空燃比に対応した上記所定値（Ｐ　ｂ　＝Ｏ。

２０６ＸＩＯ”気圧）に維持するために必要なポンプエ
ネルギの大きさを表わしており、ポンプ電流ＩＰの変化
は排気の酸素分圧、すなわち排気中の酸素濃度の変化に
対応したものとなる。そして、これら両者の関係は排気
中の酸素濃度を空燃比で表わすと第９図に示すようなＩ
ｐ−Ａ／Ｆ特性になり、ポンプ電流ｒｐの値を電気信号
Ｖｉとして検出することにより、空燃比を連続して測定
することができる。この電圧信号Ｖｉは、その大きさが
空燃比に対して緩やかに変化しており、理論空燃比で零
となる。なお、ポンプ電流Ｉｐの値は理論空燃比よりリ
ーン域では排気中の酸素分子０２の量に対応し、リッチ
域では排気中のｃｏやＨＣ等の量（これらが酸素分子０
２に変換されるため）に対応したものとなり、理論空燃
比を境に流れる方向が反転する。したがって、従来に比
してリッチ域の空燃比をも精度よく検出することができ
、これを用いることにより、リッチ空燃比の領域におい
てもフィードバック制御を行うことができる。

（問題点） ところで、このような先願に係る酸素センサを使用した
空燃比制御装置にあっては、酸素センサの主要部が排気
に直接晒される構成であるため、酸素センサがリッチ空
燃比の燃焼排気ガスに長時間晒されていると、排気中の
カーボンやＨＣ成分等の不要物（以下、不要付着物とい
う）がその表面や電極等に堆積しやすい。すなわち、リ
ッチ空燃比にフィードバック制御することができる反面
、このリッチ空燃比への制御状態が長時間継続される可
能性があり、かかる場合、上記堆積を招きやすい。この
ため、酸素センサの表面の目詰まりや電極間での電流リ
ーク等を起すおそれがあり、空燃比の検出精度が低下し
て空燃比の制御精度の悪化が予想される。

（発明の目的） そこで本発明は、リッチ空燃比での運転が所定時間以上
継続しているか否かを検出し、継続しているときには排
気管内に所定酸素濃度以上の気体（例えば、大気）を供
給することにより、酸素センサに堆積した不要付着物を
焼却して空燃比検出粘度の低下を防ぎ、空燃比制御の精
度を向上させることを目的としている。

（発明の構成） 第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

゛酸素センサａは排気管内の酸素濃度を検出しており、
空燃比検出手段すは酸素センサａの出力に基づいて吸入
混合気の空燃比を算出する。制御手段Ｃは空燃比検出手
段すの出力に基づいて吸入混合気の空燃比が所定空燃比
となるように吸入空気あるいは燃料の供給量を制御する
制御信号を出力しており、操作手段ｄは制御信号に基づ
いて吸入空気あるいは燃料の供給料を操作する。一方。

判別手段ｅは空燃比が所定値よりリッチ側に所定時７１
１１以上制御されているか否かを判別し、制御されてい
るとき供給信号を出力する。そして、気体供給手段ｆが
供給信号の入力に応答して排気管内に所定酸素濃度以上
の気体を供給することにより、酸素センサａに付着した
不要付着物を焼却して空燃比の検出精度低下を防ぐもの
である。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜６図は本発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明すると、第２図において、４１はエン
ジンであり、吸入空気はエアクリーナ４２より吸気管４
３を通して各気筒に供給され燃料は噴射信号Ｓｉに基づ
いてインジェクタ（操作手段）４４により噴射される。

そして、気筒内で燃焼した排気は排気管４５を通して触
媒コンバータ４６内で排気中の有害成分（Ｇｏ、ＨＣ，
Ｎ０ｘ）を三元触媒により清浄化して排出される。吸入
空気の流量Ｑａはエアフロメータ４７により検出され、
吸気管４３内の絞弁４８によって制御される。絞弁４８
の開度Ｃｖは絞弁開度センサ４９により検出され、エン
ジン１の回転数Ｎはクランク角センサ５ｏにより検出さ
れる。またウォータジャケットを流れる冷却水の温度Ｔ
ｗは水温センサ５１により検出される。

排気管５には先願例と同タイプの酸素センサ５２が取り
付けられており、酸素センサ５２は同じく同夕イブの空
燃比検出回路（空燃比検出手段）５３に接続される。酸
素センサ５２上流側の排気管４５には２次空気導入管５
４の一端が開口しており、２次空気導入管５４の他端は
リード弁５５、ダイヤフラム弁５６およびエアフィルタ
５７を介して大気に連通ずる。

エアフィルタ５７は塵埃を除去し、リード弁５５は逆止
弁としての機能を有する。ダイヤフラム弁５６はダイヤ
フラム５８により画成される負圧室５９と、ダイヤフラ
ム５８に連結され２次空気導入管５４の通路面積を２値
制御（全開／全閉）する弁体６０と、を有しており、負
圧室５９には電磁弁６４により所定負圧あるいは大気が
択一的に導入される。電磁弁６１には所定条件下（詳細
は後述する）で供給信号Ｓｋが入力されており、電磁弁
６１は供給信号Ｓｋの非入力時には大気連通管６２を全
開として負圧室５９に大気を導入し、供給信号Ｓｋが入
力されると大気連通管６２を遮断して負圧室５９に負圧
源からの負圧を導入する。ダイヤフラム弁５６は負圧室
５９に負圧が導入されると、弁体６０により２次空気導
入管５４を全開として酸素センサ５２上流側の排気管４
５内に２次空気（大気ンを供給する。一方、負圧室５９
に大気が導入されると弁体６０により２次空気導入管５
４を全開として２次空気の供給を遮断する。上記２次空
気導入管５４、リード弁５５、ダイヤフラム弁５６．エ
アフィルタ５７、電磁弁６１、および大気連通管６２は
全体として気体供給手段６３を構成している。

エンジン４１の各部の状態を検出しているセンサ群、す
なわちエアフロメータ、絞弁開度センサ４９、クランク
角センサ５０、水温センサ５１および空燃比検出回路５
３からの信号はコントロールユニット６４に入力される
。コントロールユニット６４は制御手段および判別手段
としての機能を有しており、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２．
ＲＡＭ７３およびＩ１０ポート７４により構成される。

ＣＰ　Ｕ７１はＲＯＭ７２に書き込まれているプログラ
ムに従ってＩ１０ポート７４より必要とする外部データ
を取り込んだり、またＲＡＭ７３との間でデータの授受
を行ったりしながら演算処理し、必要に応じて処理した
データを１１０ポート７４八出力する。■１０ポート７
４には。

前１記センサ群４７，４９．５０．５１．５３からの信
号が入力されるとともに、Ｉ１０ボート７４からは噴射
信号Ｓｉおよび供給信号Ｓｋが出力される。ＲＯＭ７２
はＣＰＵ７１における演算プログラムを格納しており、
ＲＡＭ７３は演算に使用するデータをマツプ等の形で記
憶している。

次に、作用を説明する。

一般に空燃比のフィードバック制御系では外乱（エンジ
ン負荷等）によって制御量（空燃比）が変化しても、こ
れを排気中の酸素濃度として酸素センサにより検出して
目標値と比較し、その偏差を打ち消すように装置を作動
させている。したがって、制御量を高精度で目標値に一
致させることができる。ところで、このような制御は酸
素センサの出力が排気中の酸素濃度に正確に対応してい
るとき成立するもので、両者の相関にずれが発生すると
制御精度が低下する。すなわち、空燃比の検出が正確で
あるとの前提の下にかかる制御の効果が期待される。一
方、酸素センサは高温でかつカーボン成分等が入り混じ
っているという排気を被測定対象物としており、測定環
境の厳しい条件下にある。また、空燃比を連続的に検出
するために１例えば、拡散電流（ポンプ電流）を酸素濃
度に応じて変化させる等、特有の構造を必要としている
。先願では空燃比の連続的検出に重点がおかれており、
厳しい環境下での検出態勢を良好に維持していくという
点でやや不十分である。

そこで本実施例では、酸素センサの検出精度が低下する
主原因はカーボンやＨＣ成分の付着によるという点に着
目して、カーボン等の付着が予想される条件下でこれを
推定１判別し、カーボン等が付着、堆積したと判別した
とき排気管内に２次空気を供給することで、これらの付
着物を焼切り、除去している。

第３図〜５図はＲＯＭ７２に書き込まれている空燃比制
御のプログラムを示すフローチャートであり、図中Ｐ１
〜Ｐ３ｚはフローチャートの各ステップを示している。

第３図は２次空気供給制御のプログラムを示すフローチ
ャートであり、本プログラムは所定時開銀に１度実行さ
れる。

まず、Ｐ□、Ｐ２で他のルーチン（図示略）においてそ
れぞれ演算された基本噴射量ＴＰおよび最終噴射量Ｔｉ
を読み込む。これらの各噴射量Ｔｐ、Ｔｉはそれぞれ次
式〇、■に従って演算される。

Ｔ　ｐ　＝　Ｋ　Ｘ　Ｑ　ａ　／　Ｎ　　　　　　　　
−−■但し、Ｋ：定数 Ｔｉ＝ＴｐＸＣＯＥＦＸａ＋Ｔｓ　　−−−−−−■な
お、基本噴射量Ｔｐは略理論空燃比近傍の値となるよう
に演算される。また、■式中、Ｃ○ＥＦは各種増量係数
であり、例えば冷却水温Ｔｗや加速増量（絞弁開度Ｃｖ
に基づいて判断）等に基づいて基本噴射量Ｔｐを各種増
量補正するものである。αは空燃比を目標空燃比にフィ
ードバック制御するときの空燃比補正係数であり、Ｔｓ
はインジェクタ４４の応答遅れ（むだ時間）を補正する
ための係数である。したがって、インジェクタ４４から
は最終噴射量Ｔｉの燃料が吸気管４３内に噴射され、吸
入混合気の空燃比が常に目標値に制御される。

次いで、Ｐ３〜Ｐ７からなる判別フローＨＦに移行し、
判別フローＨＦで２次空気供給についての判別を行う。

そして、その判別結果がら空燃比の制御状態が次に示す
Ａ−Ｃの何れに該当するかを判断し、この状態に応じて
それを異なるステップに進む。

Ａ状態：空燃比が理論空燃比よりリーン側に制御されて
いるとき。

Ｂ状態：空燃比が理論空燃比よりリッチ側に制御されて
いるが、その制御時間が所定値未満のとき。

Ｃ状態：空燃比が理論空燃比よりリッチ側に制御されて
おり、その制御時間が所定値以上のとき。

判別フローＨＦでは、Ｐｌで現空燃比が理論空燃比から
どの程度ずれているかを表すずれ率ΔＦを次式■に従っ
て演算するとともに、これを正の所定値βと比較する。

ずれ率ΔＦは正の値であるときリッチ側にずれているこ
とを、負の値であるときリーン側にずれていることを表
す。ΔＦ〉βのときは空燃比がリッチ側に制御されてい
ると判断して、Ｐ４で供給フラグＫＦＬが立っているか
否かを判別する。供給フラグＫＦＬは排気管４５内に２
次空気を供給するか否かを表すも・ので、供給するとき
立てられ（ＫＦＬ＝１）、供給しないとき降ろされる（
Ｋ　Ｆ　Ｌ＝０）。ＫＦＬ＝１のとき（例えば、前回の
ルーチンで立てられているようなとき）はＣ状態に該当
するものとしてＰ８に進む。また、ＫＦＬ＝０のときは
Ｐ、でリッチカウンタのカウント値ＲＣを所定値Ｃ０と
比較する。リッチカウンタはΔＦ〉βとなった以降（す
なわち空燃比がリッチ側に制御され始めてから）の経過
時間をカウントするもので、そのカウント値ＲＣは本ル
ーチンの実行毎にイン、クリメントされる。ＲＣ＜Ｃ，
のときはＰ６でリッチカウンタのカウント値ＲＣ，をイ
ンクリメントし、Ｂ状態に該当するものとしてＰ、に進
む、Ｒ２Ｏ３のときはＰ、で供給フラグＫＦＬを立てＣ
状態と判断してＰ、に進む。一方、上記ステップＰ２で
ΔＦ≦βのときはＡ状態に該当するものとしてＰｏ。に
進む。

さて１判別フローＨＦでＣ状態と判断したときは、Ｐ、
で供給信号Ｓｋの出力を開始し、酸素センサ５２上流側
から排気管４５内に２次空気を供給する。これにより、
２次空気の酸素で酸素センサ５２に堆積した不要付着物
の焼却が開始される１次いで、Ｐｌｌで供給カウンタの
カウント値ＤＣをインクリメントし、Ｐ１２でこのカウ
ント値ＤＣを所定値Ｄ０と比較する。供給カウンタは供
給信号Ｓｋの出力が開始されてからの経過時間（以下、
焼却時間という）をカウントするものである。ＤＣ≦Ｄ
０のときは焼却時間が所定値以下であると判断して今回
のルーチンを終了する。したがって。

このときは焼却時間が所定値を超えるまで本ルーチンが
繰り返される。そして、ＤＣ＞ＤＩ、になると、十分な
焼却時間が経過し焼却が完了したと判断して、完了以後
の処理ステップＰ、。−Ｐ、−Ｐ１３を順次実行する。

まず、Ｐｌ、でリッチカウンタをクリアし、Ｐ、で供給
カウンタをクリアするとともに、供給フラグＫＦＬを降
ろす。次いで、Ｐｌ、で供給信号Ｓｋの出力を停止する
。

このように、空燃比がリッチ側に所定時間以上継続して
制御されると、酸素センサ５２への不要付着物の堆積を
予想し排気管４５内に必要最小時間２次空気を供給して
この不要付着物を焼却する。

したがって、酸素センサ５２表面の目詰りや電極間での
電流リーク等が回避され、空燃比の検出精度低下を防止
することができる。その結果、空燃比の制御精度を向上
させることができる。なお、かかる効果は本タイプのよ
うにリッチ空燃比へのフィードバック制御を行うものに
あっては、特に有効に発揮される。また、２次空気とし
ては大気に限らず５例えばより希薄なり−ン空燃比の排
気を用いてもよい。

第４図は制御方式切換のプログラムを示すフローチャー
トである。Ｐ２□で供給フラグＫＦＬが立っているか否
かを判別し、立っているときは排気管４５内に２次空気
が供給されていると判断してＰ２□で空燃比の制御方式
をフィードフォワード制御に切換える。これは、２次空
気供給中は排気管４５内が空燃比に対応する酸素濃度に
ならず酸素センサ５２による検出情報が使えないからで
ある。なお、このとき前述した（Ｉ［り学習制御方式を
採用して空燃比を制御するようにしてもよい。そのよう
にすれば、２次空気供給中においても高精度で目標値に
制御することができる。一方、Ｐ　２１で供給フラグＫ
ＦＬが降りているときはＰ２３で制御方式をフィードバ
ック制御とする。

第５図はヒータ電圧切換制御のプログラムを示すハロー
チャートである。なお、本制御についてはハード的構成
の図示が略されているが９例えば酸素センサ５２のヒー
タへの通電制御を行なうヒータ制御回路を設け、これに
コントロールユニット６４から指令を出すことにより実
行する。

Ｐ、１で供給フラグＫＦＬが立っているか否かを判別し
、立っているときは排気管４５内に２次空気が供給され
ていると判断してＰ３１でヒータ電圧ｖｈを第１電圧ｖ
ｈ□に切り換える。一方、立っていないときはＰ３１で
ヒータ電圧ｖｈを第２電圧ｖｈ、（但し、ｖ　ｈ、＜ｖ
　ｈよ）に切り換える。これは、前述した焼却時間を出
来る限り短くして酸素センサ５２のデッドタイムを必要
最小限に抑えるためであり、そのために焼却時間中は酸
素センサ５２の温度を上昇させて不要付着物を早急に焼
却するようにしている。

なお９本発明は上記実施例に示したタイプの酸素センサ
に限定されるものではなく、排気中の酸素濃度を検出す
るものであればすべてに適用が可能である。

また、２次空気の供給制御は空燃比制御の形態がフィー
ドバック制御中である場合に限らず、フィードフォワー
ド制御（オープン制御）の場合であっても勿論適用でき
る。

さらに、本発明は空燃比制御に際して燃料供給量のみを
操作する例に限らず、例えば吸入空気を操作して空燃比
を制御するもの、あるいは両者を共に変化させるものに
も適用できる。

（効果） 本発明によれば、酸素センサに堆積した不要付着物を焼
却して空燃比検出の精度低下を防ぐことができ、空燃比
制御の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２〜５図は本発明の一
実施例を示す図であり、第２図はその概略構成図、第３
図はその２次空気供給制御のプログラムを示すフローチ
ャート、第４図はその制御方式切換のフローチャート、
第５図はそのヒータ電圧切換制御のプログラムを示すフ
ローチャート、第６〜９図は先願に係る空燃比制御装置
を示す図であり、第６図はその酸素センサの分解斜視図
、第７図はその酸素センサの断面図、第８図はその空燃
比検出回路の回路図、第９図はそのＶｉ−Ａ／Ｆ特性を
示す図である。 ４１・・・・・・エンジン、 ４４・・・・・・インジェクタ（操作手段）、５２・・
・・・酸素センサ、 ５３・・・空燃比検出回路、（空燃比検出手段）、６３
・・・・気体供給手段、 ６４・・・・・・コントロールユニット（制御手段、判
別手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）排気管内の酸素濃度を検出する酸素センサと、 ｂ）酸素センサの出力に基づいて吸入混合気の空燃比を
   算出する空燃比検出手段と、 ｃ）空燃比検出手段の出力に基づいて吸入混合気の空燃
   比が所定空燃比となるように吸入空気あるいは燃料の供
   給量を制御する制御信号を出力する制御手段と、 ｄ）制御信号に基づいて吸入空気あるいは燃料の供給量
   を操作する操作手段と、 ｅ）空燃比が所定値よりリッチ側に所定時間以上制御さ
   れているか否かを判別し、制御されているとき供給信号
   を出力する判別手段と、 ｆ）供給信号が入力されると排気管内に所定酸素濃度以
   上の気体を供給する気体供給手段と、を備えたことを特
   徴とする空燃比制御装置。