JPH06137193A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 理論空燃比付近の検出感度を向上させて、空
燃比を理論空燃比のウインドに確実に制御可能とし、か
つ理論空燃比付近においても実際の空燃比自体を検出可
能として、フィードバック制御に対する適用範囲を拡大
する。 【構成】 切換回路３１の出力端子３２ａ，３２ｂ間に
抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を接続して、スイッチＳ１の開閉
に応じて抵抗値を切換可能とし、目標空燃比が理論空燃
比のときにはスイッチＳ１が開かれるため、出力端子３
２ａ，３２ｂ間に作用する抵抗値が増大して、空燃比の
変動に対する出力電圧値Ｖの変動のゲインが高められ、
極めて高い感度で空燃比を検出可能となる。また、排気
ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧値Ｖが得られるた
め、ＰＩＤ制御や現代制御等を実行することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比制御
装置に関するものであり、特に、内燃機関が所定の運転
領域にあるときに、空燃比を理論空燃比よりリーン側に
制御して運転させる空燃比制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃費向上やエミッション低減を目
的として、内燃機関の空燃比を理論空燃比よりリーン側
に制御する所謂リーン制御を採用した空燃比制御装置が
実施されている。このような空燃比制御では、内燃機関
の運転領域に応じて、通常の空燃比制御とリーン制御と
を選択的に実行している。周知のように、通常の空燃比
制御時には、内燃機関の運転領域に応じて燃料噴射量を
設定し、また、リーン制御時には、内燃機関の運転領域
毎にマップ化された定数（＜１．０）を燃料噴射量に乗
算して、空燃比をリーン側に補正する。そして、この処
理に並行して、内燃機関の排気通路に設けたリーンセン
サからの排気ガス中の酸素濃度に比例する出力電圧値
と、目標空燃比（通常の空燃比制御時には理論空燃比、
リーン制御時にはよりリーン側の空燃比）に対応する電
圧値とを比較して、前記した燃料噴射量をフィードバッ
ク制御している。

【０００３】なお、このような空燃比フィードバックに
使用されるリーンセンサとしては、ジルコニア等の酸素
イオン導電性固体電界質を用いたものが公知である。こ
のリーンセンサは、ジルコニア板の一側面に陰極をなす
薄膜をコーティングするとともに、他側面に陽極をなす
薄膜をコーティングして構成されており、陰極を排気通
路内に露出させて内燃機関に装着される。陰極及び陽極
間に電圧が印加されたときのリーンセンサは、陰極に接
触した排気ガス中の酸素濃度に比例した電流を出力し、
従来の一般的な空燃比制御装置では、この出力電流を目
標空燃比の電圧値と比較すべく、単一の抵抗によって電
圧値に変換していた。

【０００４】ところで、リーンセンサに要求される空燃
比の検出領域は、理論空燃比の１４．７付近からリーン
側の２２付近までの広範囲にわたっている。したがっ
て、全ての領域に適応できるように抵抗値を設定した場
合には、例えば、図４に破線で示す検出特性のように、
空燃比の変動に対する出力電圧値の変動のゲインが全域
にわたって低くなる。しかしながら、通常の空燃比制御
では、空燃比を理論空燃比付近の狭い領域（ウインド）
に制御する必要があるため、空燃比の検出に特に高い感
度が要求され、前記したゲインの低い出力電圧値ではこ
の要求を満たすことができなかった。

【０００５】そこで、理論空燃比付近の検出感度を向上
させた空燃比制御装置として、例えば、特公平４−１１
８１号公報に記載のものが提案されている。

【０００６】図７はこの従来の空燃比制御装置における
リーンセンサの周辺の模式的な回路構成を示す回路図で
ある。

【０００７】図に示すように、リーンセンサ５１の一端
には一方の出力端子５２ａが接続され、リーンセンサ５
１の他端にはスイッチＳ２の可動接点ａが接続されてい
る。可動接点ａは一対の固定接点ｂ，ｃに選択的に切換
可能となっており、その一方の固定接点ｂは電源５３を
介して他方の出力端子５２ｂに接続され、他方の固定接
点ｃは電源５３を迂回して他方の出力端子５２ｂに接続
されている。また、出力端子５２ａ，５２ｂ間にはリー
ンセンサ５１の出力電流を電圧値に変換する抵抗Ｒ３が
接続され、その出力電圧値Ｖが空燃比制御装置に入力さ
れる。

【０００８】そして、リーン制御時においては、スイッ
チＳ２の可動接点ａが空燃比制御装置により固定接点ｂ
側に切り換えられる。したがって、リーンセンサ５１の
両端に電源５３の電圧が印加されて、排気ガス中の酸素
濃度に比例した電流が出力され、出力端子５２ａ，５２
ｂ間には抵抗Ｒ３により出力電流に応じた電圧値Ｖが発
生し、その出力電圧値Ｖに基づいて燃料噴射量をフィー
ドバック制御することが可能となる。つまり、このリー
ン制御時のリーンセンサ５１は、前記した空燃比制御装
置のリーンセンサと同様の機能を奏するものであり、所
謂限界電流方式の原理で空燃比を検出する。

【０００９】また、通常の空燃比制御時においては、ス
イッチＳ２の可動接点ａが空燃比制御装置により固定接
点ｃ側に切り換えられる。したがって、リーンセンサ５
１は電源５３の電圧を印加されずに、陰極に接触した排
気ガス中の酸素濃度と、陽極に接触した大気中の酸素濃
度との濃度差により起電力を生じ、出力端子５２ａ，５
２ｂ間には、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチ
かリーンかに応じたハイまたはローの電圧値Ｖが発生す
る。よって、その出力電圧値Ｖに基づいて燃料噴射量を
フィードバック制御することが可能となる。つまり、こ
の通常の空燃比制御時のリーンセンサ５１は、一般的な
Ｏ₂ センサと同様の機能を奏するものであり、所謂酸素
濃淡電池の原理により、理論空燃比を基準とする空燃比
のリッチまたはリーンを検出する。そして、このように
リーンセンサ５１の出力電圧値Ｖが理論空燃比を境界と
して大幅に変化するため、通常の空燃比制御時に要求さ
れる高感度の空燃比検出を実現して、空燃比を理論空燃
比のウインドに制御することが可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の公報に記載の空
燃比制御装置は、上記のように通常の空燃比制御時のリ
ーンセンサ５１に一般的なＯ₂ センサと同様の機能を発
揮させて、理論空燃比を基準とする排気ガスの空燃比の
リッチまたはリーンに応じた電圧値Ｖを出力させてい
る。つまり、実際の空燃比自体を検出できないため、例
えば、ＰＩＤ制御や現代制御等のように、実空燃比と目
標空燃比との偏差を用いた高応答のフィードバック制御
を積極的に実行することができなかった。

【００１１】そこで、本発明は、理論空燃比付近の検出
感度を向上させて、空燃比を理論空燃比のウインドに確
実に制御可能とした上で、リーン側の空燃比のみならず
理論空燃比付近においても実際の空燃比自体を検出可能
として、フィードバック制御に対する適用範囲を拡大す
ることができる内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題
とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
の空燃比制御装置は、図１に示すように、内燃機関Ｍ１
の排気通路に設けられて、排気ガス中の酸素濃度に略比
例した電流を出力する空燃比検出手段Ｍ２と、前記空燃
比検出手段Ｍ２の出力電流を電圧値に変換すべく空燃比
検出手段Ｍ２の出力端に接続されるとともに、抵抗値を
変更可能な可変抵抗手段Ｍ３と、前記内燃機関Ｍ１の運
転領域に応じて、理論空燃比からリーン側の空燃比にわ
たって目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段Ｍ４
と、前記目標空燃比設定手段Ｍ４にて設定された目標空
燃比がリーン側の空燃比のときに、前記可変抵抗手段Ｍ
３を低抵抗値に切り換えるとともに、目標空燃比が理論
空燃比のときに、可変抵抗手段Ｍ３を高抵抗値に切り換
える出力電圧ゲイン切換手段Ｍ５と、前記空燃比検出手
段Ｍ２の出力電圧値と前記目標空燃比とに基づいて、内
燃機関Ｍ１への燃料噴射量をフィードバック制御する噴
射量フィードバック制御手段Ｍ６とを具備するものであ
る。

【００１３】

【作用】本発明においては、内燃機関Ｍ１の運転領域に
応じて、目標空燃比が目標空燃比設定手段Ｍ４により理
論空燃比からリーン側の空燃比にわたって設定され、目
標空燃比がリーン側の空燃比のときには、出力電圧ゲイ
ン切換手段Ｍ５により可変抵抗手段Ｍ３の抵抗値が低い
値に切り換えられ、また、目標空燃比が理論空燃比のと
きには、可変抵抗手段Ｍ３の抵抗値が高い値に切り換え
られる。そして、この可変抵抗手段Ｍ３により、排気ガ
ス中の酸素濃度に略比例した空燃比検出手段Ｍ２の出力
電流が電圧値に変換され、その出力電圧値と前記目標空
燃比とに基づいて、噴射量フィードバック制御手段Ｍ６
により内燃機関Ｍ１への燃料噴射量がフィードバック制
御される。

【００１４】ここで、目標空燃比がリーン側の空燃比の
ときには、可変抵抗手段Ｍ３の抵抗値が低いことから、
空燃比の変動に対する出力電圧値の変動のゲインが低め
られて、リーン側の空燃比まで検出可能となる。一方、
目標空燃比が理論空燃比のときには、可変抵抗手段Ｍ３
の抵抗値が高いことから、空燃比の変動に対する出力電
圧値の変動のゲインが高められて、極めて高い感度で空
燃比を検出可能となり、かつ、排気ガス中の酸素濃度に
略比例した出力電圧値が得られるため、高応答のフィー
ドバック制御、例えば、ＰＩＤ制御や現代制御等を実行
することが可能である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の内燃機関の空燃比制御装置を
具体化した一実施例を説明する。図２は本発明の一実施
例である内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図であ
る。

【００１６】図に示すように、本実施例の空燃比制御装
置が適用される内燃機関１は、車両に搭載される４サイ
クル４気筒の火花点火式内燃機関である。内燃機関１の
吸気通路２の上流側にはエアクリーナ３が設けられ、エ
アクリーナ３を経た吸入空気は、吸気通路２及び吸気バ
ルブ４を介して各気筒の燃焼室５内に供給される。吸気
通路２のエアクリーナ３の下流側には吸入空気量を検出
するエアフローメータ６が設けられ、その下流側には運
転者のアクセル操作に応じて吸入空気量を調整するスロ
ットルバルブ７が設けられている。スロットルバルブ７
の下流側には吸気圧を検出する吸気圧センサ１７が設け
られ、吸気通路２の最下流側には各気筒毎に燃料噴射弁
８が設けられている。燃料噴射弁８は図示しないクラン
ク軸の回転に同期して燃料を噴射し、その燃料は吸気通
路２内を通過する吸入空気と混合されて、混合気として
燃焼室５内に導入される。

【００１７】各気筒の燃焼室５には点火プラグ９が設け
られ、これらの点火プラグ９には、点火コイル１０から
の点火電流がクランク軸の回転に同期してディストリビ
ュータ１１により分配供給される。燃焼室５内に導入さ
れた混合気は点火プラグ１１にて点火されて、燃焼しな
がらピストン１２を押し下げてクランク軸にトルクを付
与し、その後、排気バルブ１３及び排気通路１４を介し
て外部に排出される。排気通路１４にはリーンセンサ１
５が設置され、このリーンセンサ１５は、排気ガス中の
酸素濃度に比例した電流を出力する。また、ディストリ
ビュータ１１にはクランク角センサ１６が設けられ、ク
ランク軸の回転に同期して３０度毎にパルス信号を出力
する。

【００１８】内燃機関１の電子制御装置２１は、ＣＰＵ
２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４を中心に論理演算回路を
構成し、コモンバス２５を介して入出力部２６と接続さ
れている。入出力部２６には、前記エアフローメータ
６、燃料噴射弁８、点火コイル１０、クランク角センサ
１６及び吸気圧センサ１７がそれぞれ接続されるととも
に、リーンセンサ１５が切換回路３１を介して接続さ
れ、ＣＰＵ２２はこの入出力部２６を経て外部との入出
力を行なう。また、ＲＯＭ２３には内燃機関１の運転状
態を制御するための各種プログラム、例えば、燃料噴射
弁８の噴射量制御や点火プラグ９の点火時期制御等のプ
ログラムが記憶され、ＣＰＵ２２はそれらのプログラム
に従って処理を実行する。また、ＲＡＭ２４はＣＰＵ２
２が実行する処理データを一時的に記憶する。

【００１９】そして、ＣＰＵ２２は内燃機関１の運転領
域に応じて、通常の空燃比制御とリーン制御とを選択的
に実行する。周知のように、通常の空燃比制御時には、
内燃機関１の運転領域に応じて基本燃料噴射時間τ0 を
設定し、また、リーン制御時には、内燃機関１の運転領
域毎にマップ化された定数ｋ（＜１．０）を基本燃料噴
射時間τ0 に乗算して、空燃比をリーン側に補正する。
また、この処理に並行して、前記切換回路３１を介して
リーンセンサ５からの排気ガス中の酸素濃度に比例する
出力電圧値Ｖと、目標空燃比（通常の空燃比制御時には
理論空燃比、リーン制御時にはよりリーン側の空燃比）
に対応する目標出力電圧値Ｖ0 とを比較して、前記した
基本燃料噴射時間τ0 をフィードバック制御する。

【００２０】図３は本発明の一実施例である内燃機関の
空燃比制御装置におけるリーンセンサ及び切換回路を示
す回路図である。

【００２１】次に、リーンセンサ１５及び切換回路３１
の構成を説明すると、図に示すように、リーンセンサ１
５の一端には一方の出力端子３２ａが接続され、リーン
センサ１５の他端には電源３３を介して他方の出力端子
３２ｂが接続されている。両出力端子間３２ａ，３２ｂ
には一対の抵抗Ｒ１，Ｒ２が並列に接続されるととも
に、一方の抵抗Ｒ１にはスイッチＳ１が直列に接続さ
れ、これらの電源３３、抵抗Ｒ１，Ｒ２、スイッチＳ１
により前記切換回路３１が構成されている。そして、両
出力端子３２ａ，３２ｂ間の出力電圧値Ｖが入出力部２
６を介してＣＰＵ２２に入力される。

【００２２】この切換回路３１のスイッチＳ１はＣＰＵ
２２により切換制御され、ＣＰＵ２２は、通常の空燃比
制御時には実線で示すようにスイッチＳ１を開き、ま
た、リーン制御時には破線で示すようにスイッチＳ１を
閉じる。以下、このようにスイッチＳ１が開かれた状態
を通常検出状態とし、スイッチＳ１が閉じられた状態を
リーン検出状態とする。そして、本実施例では以下に説
明するように、通常の空燃比制御及びリーン制御のいず
れの場合でも、リーンセンサ１５に所謂限界電流方式の
原理で空燃比を検出させている。

【００２３】図４は本発明の一実施例である内燃機関の
空燃比制御装置における空燃比からリーンセンサの出力
電圧値を設定するためのマップを示す説明図である。

【００２４】前記のようにスイッチＳ１が開かれた通常
検出状態においては、抵抗Ｒ１のみによりリーンセンサ
１５の出力電流が電圧値に変換される。このときの出力
電圧値Ｖは、 Ｖ＝ｉ×Ｒa で表すことができる。但し、ｉはリーンセンサの出力電
流、Ｒa は抵抗Ｒ１の抵抗値である。

【００２５】そして、このときの出力電圧値Ｖの特性
は、図４に実線で示すように、検出可能な空燃比の範囲
は理論空燃比付近に限られるものの、空燃比の変動に対
する出力電圧値Ｖの変動のゲインが高く、極めて高い感
度で空燃比を検出可能となる。なお、この図に示すマッ
プは、予めＲＯＭ２３に格納されており、後述するよう
にＣＰＵ２２の処理に利用される。

【００２６】また、スイッチＳ１が閉じられたリーン検
出状態においては、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の合成抵抗によ
りリーンセンサ１５の出力電流が電圧値に変換される。
このときの出力電圧値Ｖは、 Ｖ＝ｉ×１／（１／Ｒa ＋１／Ｒb ） で表すことができる。但し、Ｒb は抵抗Ｒ２の抵抗値で
ある。

【００２７】当然のことながら、このときの抵抗Ｒ１と
抵抗Ｒ２の合成抵抗は、前記した通常検出状態のときに
用いられた抵抗Ｒ１の抵抗値より低いため、出力電圧値
Ｖも低下する。したがって、出力電圧値Ｖの特性は、図
４に破線で示すように、空燃比の変動に対する出力電圧
値Ｖの変動のゲインが低くなり、空燃比の検出感度は低
いものの、検出可能な空燃比の範囲が広くなり、リーン
制御に必要なリーン側の空燃比まで検出可能となる。

【００２８】次に、上記のように構成された内燃機関の
空燃比制御装置のＣＰＵ２２が実行する空燃比制御を説
明する。

【００２９】図５は本発明の一実施例である内燃機関の
空燃比制御装置のＣＰＵが実行する空燃比制御処理を示
すフローチャート、図６は本発明の一実施例である内燃
機関の空燃比制御装置の目標空燃比を設定するためのマ
ップを示す説明図である。

【００３０】図５に示すルーチンは、内燃機関１の回転
に同期して３６０度ＣＡ毎に実行される。まず、ＣＰＵ
２２はステップＳ１でクランク角センサ１６からのパル
ス信号から機関回転数Ｎe を算出し、その機関回転数Ｎ
e と吸気圧センサ１７にて検出された吸気圧Ｐm とから
目標空燃比を設定する。この目標空燃比の設定は、図６
に示す予めＲＯＭ２３に格納されたマップに従って行な
われる。図中の数値は目標空燃比を示し、図から明らか
なように、機関回転数Ｎe が約１０００rpm 未満、及び
約４０００rpm 以上の領域では目標空燃比が理論空燃比
に設定され、その間の約１０００〜４０００rpm の領域
では目標空燃比がリーン側の空燃比に設定される。

【００３１】次いで、ＣＰＵ２２はステップＳ２で機関
回転数Ｎe と吸気圧Ｐm とから図示しないマップに従っ
て、実際の空燃比を理論空燃比に制御するために必要な
基本燃料噴射時間τ0 を設定する。更に、ステップＳ３
で、前記ステップＳ１で設定した目標空燃比がリーン側
の空燃比であるか否かを判定し、リーン側の空燃比であ
るときには、ステップＳ４以降の処理でリーン制御を実
行する。まず、ステップＳ４で内燃機関１の運転領域毎
にマップ化された定数ｋ（＜１．０）を基本燃料噴射時
間τ0 に乗算して、空燃比をリーン側に補正する。そし
て、ステップＳ５で、図３に破線で示すようにスイッチ
Ｓ１を閉じてリーン検出状態に切り換え、ステップＳ６
で図４のマップに破線で示す特性に従って、目標空燃比
に対応する目標出力電圧値Ｖ0 を算出する。

【００３２】次いで、ステップＳ７で切換回路３１の現
在の出力電圧Ｖと目標出力電圧値Ｖ0 との偏差（ＤＩＦ
Ｌ）を求め、その偏差に応じて基本噴射時間τ0 の補正
係数を算出する。基本噴射時間の補正にはＰＩＤ（比例
・積分・微分）を用いた高応答のフィードバックを行な
う。フィードバック量の算出はステップＳ８にてＰ項
（比例項）、ステップＳ９にてＩ項（積分項）、ステッ
プＳ１０にてＤ項（微分項）を、出力電圧Ｖと目標電圧
値Ｖ0 との偏差ＤＩＦＬに基づいてそれぞれ行ない、ス
テップＳ１１にてＰ項・Ｉ項・Ｄ項の和をフィードバッ
ク量ｆとし、その後ステップＳ１２にて基本噴射時間τ
0 にフィードバック量ｆを乗算して燃料噴射時間τを算
出し、一旦このルーチンを終了する。従って、このリー
ン制御時においては、図４のマップに破線で示す特性に
従って燃料噴射時間τのフィードバック制御が実行さ
れ、空燃比がリーン側の空燃比に制御される。

【００３３】また、前記ステップＳ３で目標空燃比が理
論空燃比であるときには、ステップＳ１３以降の処理で
通常の空燃比制御を実行する。まず、ステップＳ１３で
図３に実線で示すようにスイッチＳ１を開いて通常検出
状態に切り換え、ステップＳ１４で切換回路３１の現在
の出力電圧値Ｖと理論空燃比に対応する目標電圧値Ｖ0
である０ボルトとの偏差（ＤＩＦＳ）を求め、その偏差
に応じて基本噴射時間τ0 の補正係数を算出する。基本
噴射時間の補正には、ＰＩＤ（比例・積分・微分）を用
いた高応答のフィードバックを行なう。

【００３４】フィードバック量の算出はステップＳ１５
にてＰ項（比例項）、ステップＳ１６にてＩ項（積分
項）、ステップＳ１７にてＤ項（微分項）を、出力電圧
Ｖと目標電圧値Ｖ0 との偏差ＤＩＦＳに基づいてそれぞ
れ行ない、ステップＳ１８にてＰ項・Ｉ項・Ｄ項の和を
フィードバック量ｆとし、その後ステップＳ１２にて基
本噴射時間τ0 にフィードバック量ｆを乗算して燃料噴
射時間τを算出し、一旦このルーチンを終了する。従っ
て、この通常の空燃比制御時においては、図４のマップ
に実線で示す特性に従って燃料噴射時間τのフィードバ
ック制御が実行され、空燃比が理論空燃比に制御され
る。そして、前記のように、空燃比の変動に対する出力
電圧Ｖの変動のゲインが高いことから、極めて高い精度
で空燃比を検出可能となる。

【００３５】また、フィードバックの方法には本実施例
で示したＰＩＤ制御のみならず、現代制御理論を用いた
フィードバックも実施可能であり、また目標空燃比に対
してリッチまたはリーンを判定して燃料噴射時間τを一
律の値で増減する所謂ＰＩ制御の実行も可能である。

【００３６】以上のように本実施例では、内燃機関Ｍ１
として内燃機関１が機能し、空燃比検出手段Ｍ２として
リーンセンサ１５が、可変抵抗手段Ｍ３として抵抗Ｒ
１、抵抗Ｒ２及びスイッチＳ１が機能する。また、目標
空燃比設定手段Ｍ４としてステップＳ１の処理を実行す
るときのＣＰＵ２２が、出力電圧ゲイン切換手段Ｍ５と
してステップＳ５及びステップＳ１１の処理を実行する
ときのＣＰＵ２２が、噴射量フィードバック制御手段Ｍ
６としてステップＳ７乃至ステップＳ１０、ステップＳ
１２乃至ステップＳ１４の処理を実行するときのＣＰＵ
２２がそれぞれ機能する。

【００３７】このように本実施例の内燃機関の空燃比制
御装置は、内燃機関１の排気通路１４に設けられて、排
気ガス中の酸素濃度に比例して出力電流を増加させるリ
ーンセンサ１５と、前記リーンセンサ１５の出力電流を
電圧値に変換すべく切換回路３１の出力端子３２ａ，３
２ｂ間に接続されて、スイッチＳ１の開閉に応じて抵抗
値が切り換えられる抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２と、前記内燃
機関１の運転領域に応じて、理論空燃比からリーン側の
空燃比にわたって目標空燃比を設定するとともに、目標
空燃比がリーン側の空燃比のときに、前記スイッチＳ１
を閉じて、出力端子３２ａ，３２ｂ間に抵抗Ｒ１及び抵
抗Ｒ２の合成抵抗を作用させるとともに、目標空燃比が
理論空燃比のときに、スイッチＳ１を開いて、出力端子
３２ａ，３２ｂ間に抵抗Ｒ１を作用させ、かつ、前記切
換回路３１の出力端子３２ａ，３２ｂ間の出力電圧値Ｖ
と、前記目標空燃比に対応する目標出力電圧値Ｖ0 とに
基づいて、内燃機関１への燃料噴射量をフィードバック
制御するＣＰＵ２２とを具備している。

【００３８】したがって、目標空燃比を理論空燃比に設
定した通常の空燃比制御時においては、出力端子３２
ａ，３２ｂ間に抵抗Ｒ１が作用して、空燃比の変動に対
する出力電圧値Ｖの変動のゲインが高められる。よっ
て、極めて高い感度で空燃比を検出可能となり、実際の
空燃比を理論空燃比のウインドに確実に制御することが
できる。

【００３９】また、排気ガス中の酸素濃度に比例した出
力電圧値Ｖが得られるため、出力電圧値Ｖと目標出力電
圧値Ｖ0 との偏差を用いた高応答のフィードバック制
御、例えば、ＰＩＤ制御や現代制御等を実行することが
可能であり、フィードバック制御に対する適用範囲を大
幅に拡大することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関の空燃
比制御装置によれば、目標空燃比が理論空燃比に設定さ
れているときには、可変抵抗手段の抵抗値が高いことか
ら、空燃比の変動に対する出力電圧値の変動のゲインが
高められる。したがって、極めて高い感度で空燃比を検
出可能となり、空燃比を理論空燃比のウインドに確実に
制御することができる。また、排気ガス中の酸素濃度に
略比例した出力電圧値が得られるため、高応答のフィー
ドバック制御、例えば、ＰＩＤ制御や現代制御等を実行
することが可能であり、フィードバック制御に対する適
用範囲を大幅に拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の内容を概念的に示し
たクレーム対応図である。

【図２】図２は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置の概略構成図である。

【図３】図３は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置におけるリーンセンサ及び切換回路を示す回
路図である。

【図４】図４は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置における空燃比からリーンセンサの出力電圧
値を設定するためのマップを示す説明図である。

【図５】図５は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置のＣＰＵが実行する空燃比制御処理を示すフ
ローチャートである。

【図６】図６は本発明の一実施例である内燃機関の空燃
比制御装置の目標空燃比を設定するためのマップを示す
説明図である。

【図７】図７は従来の空燃比制御装置におけるリーンセ
ンサの周辺の模式的な回路構成を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｍ１ 内燃機関 Ｍ２ 空燃比検出手段 Ｍ３ 可変抵抗手段 Ｍ４ 目標空燃比設定手段 Ｍ５ 出力電圧ゲイン切換手段 Ｍ６ 噴射量フィードバック制御手段 １ 内燃機関 １５ リーンセンサ Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 Ｓ１ スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられて、排気
   ガス中の酸素濃度に略比例した電流を出力する空燃比検
   出手段と、 前記空燃比検出手段の出力電流を電圧値に変換すべく空
   燃比検出手段の出力端に接続されるとともに、抵抗値を
   変更可能な可変抵抗手段と、 前記内燃機関の運転領域に応じて、理論空燃比からリー
   ン側の空燃比にわたって目標空燃比を設定する目標空燃
   比設定手段と、 前記目標空燃比設定手段にて設定された目標空燃比がリ
   ーン側の空燃比のときに、前記可変抵抗手段を低抵抗値
   に切り換えるとともに、目標空燃比が理論空燃比のとき
   に、可変抵抗手段を高抵抗値に切り換える出力電圧ゲイ
   ン切換手段と、 前記空燃比検出手段の出力電圧値と前記目標空燃比とに
   基づいて、内燃機関への燃料噴射量をフィードバック制
   御する噴射量フィードバック制御手段とを具備すること
   を特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。