JPH0531738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸酸素センサの温度制御装置、特に内
燃機関の排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ
の活性化温度を維持する温度制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来、酸素濃度を検出する手段として磁気式、
密度式、熱伝導式等の酸素濃度検出器が用いられ
ている。この内でも特にジルコニア等の固体電解
質を用いた限昇電流式の酸素濃度検出器はリニア
な出力特性上から内燃機関等の精密な燃焼制御用
センサとして注目されている。

ところで、酸素濃度検出器による酸素濃度の検
出は検出器出力の安定した領域でかつほぼ一定の
温度で行なうことが重要である。そのため例えば
自動車用の内燃機関においては内燃機関の排気温
を制御したりあるいは排気温が低い場合にはヒー
ターにより酸素濃度検出器を活性化したり（特開
昭57−48648）またヒーター兼用の温度測定装置
を酸素濃度検出器内に設け温度がほぼ一定化する
ようにヒーターの発熱量を制御していた（特開昭
57−192852号）。

ところが上記の従来技術の内、排気温を制御す
る方法は内燃機関の運転に大きな制約を及ぼし
又、排気低温時単にヒーター加熱する方法では酸
素濃度検出器の温度を迅速に昇温させるのに役立
つが一定の温度に維持するのは困難である。さら
に酸素濃度検出器内に温度検出装置を備えたよう
な場合にはセンサー自体の構造が複雑となり量産
が困難で故障の可能性も高くなるとともに、ヒー
ター兼用の温度検出装置ではヒーターそのものの
温度を検出してしまい酸素濃度検出部分はまだ低
温であるような事態も生じ、精密な内燃機関制御
に支障を生じる可能性もあつた。

このような問題を解決するものとして、内燃機
関の運転状態に応じた熱量を酸素センサに与える
ことにより、内燃機関の状態にかかわらず、酸素
センサの温度を活性状態に維持しようとするもの
がある 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、電源電圧変動あるいは発熱手段の経年
抵抗値変化などがあつた場合は所望の発熱量とな
らない。従つて、実際には供給電力が不足してき
ているのにもかかわらず、最初から設定されてい
る電圧あるいは抵抗値に基づいて電力を供給する
ため、必要よりも少ない電力となり、酸素センサ
が十分に活性化しない状態で酸素量を検出してし
まうことになる。このため酸素センサが不正確な
出力をすることになる。

本発明は酸素センサの構造を複雑化させず、か
つ酸素センサの活性化を確実にして、正確な出力
を得ることができる酸素センサの温度制御装置の
提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の酸素センサの温度制御装置は、第１図
に例示するごとく、 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、 前記内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサを加熱する発熱手段と、 該発熱手段に供給される電力を指令信号に応じ
て調節する供給電力調節手段と、 前記発熱手段に実際に供給された電力を示す信
号を出力する電力検出手段と、 前記運転状態検出手段により検出された内燃機
関の運転状態に基づき前記発熱手段を加熱すべき
状態を判定する判定手段と、 該判定手段が加熱すべき状態であると判別した
場合に、前記酸素センサの目標温度に対応する必
要電力が供給されるように前記電力検出手段によ
り検出された検出電力に応じて前記供給電力調節
手段への指令信号を調節する発熱量制御手段と、 を備えることを特徴とする。

〔作用〕

判定手段が、運転状態検出手段から得られたデ
ータに基づいて、発熱手段の加熱すべき状態を判
定する。この判定結果により、発熱量制御手段
が、酸素センサの目標温度に対応する必要電力を
発熱手段に供給する。この供給が適切に行われる
ように、発熱量制御手段は前記電力検出手段によ
り検出された検出電力に応じて前記供給電力調節
手段への指令信号を調節する。このことにより、
酸素センサの活性化が適切になされる。

例えば、電源電圧変動あるいは発熱手段の経年
抵抗値変化などにより、電力の変動があつた場合
は、発熱量制御手段が、電力検出手段の出力に基
づきその変動を捉え、更にその変動に基づき供給
電力調節手段により、発熱手段に供給される電力
を調節する。このことにより、電源電圧変動ある
いは発熱手段の経年抵抗値変化があつても、常に
酸素センサを活性化でき、正確に酸素の濃度状態
を知ることができる。

このように、酸素センサの活性化状態を維持す
るのに、温度検出装置を用いず、酸素センサへの
電力検出手段を用いているため、酸素センサに温
度検出手段を設けることなく、簡単な電力検出手
段を酸素センサとは別に設けるだけでよい。従つ
て、酸素センサの構造を複雑化させず、かつ酸素
センサを活性化を確実にして、正確な出力を得る
ことができる。

次に本発明の実施例を図面とともに説明する。

〔実施例〕

第２図は自動車のエンジンの電子式燃料噴射装
置とそこに組み込まれた空燃比制御装置を示して
いる。即ち、１はエンジン２のシリンダ、３はシ
リンダヘツド４の各気筒の排気ポート５に連結さ
れた排気マニホールド、６はシリンダヘツド４の
吸気ポート７に連結された吸気マニホールドであ
り、吸気マニホールド６にはサージタンク８が接
続されている。サージタンク８には、図示省略エ
アクリーナからの吸入空気量を検出するエアフロ
メータ９が接続され、エアフロメータ９付近には
吸入空気温度を検出する吸気温センサ１０が設置
されている。１１はサージタンク８を介して各気
筒に送られる吸入空気量を制御するスロツトルバ
ルブ１２を迂回する吸入空気のバイパス通路、１
３は吸気マニホールド６の吸気ポート７側先端付
近に設けられた燃料の噴射量を制御する燃料噴射
弁、１４はスロツトルバルブ１２の開度を検出す
るスロツトル開度センサであり、前者の燃料噴射
弁１３は制御回路１５により駆動制御され、後者
のスロツトルセンサ１４はスロツトル開度に応じ
た信号を制御回路１５に出力するように接続され
る。１６は排気マニホールド３に取り付けられ、
排気中の酸素濃度を検出する酸素センサとしての
酸素濃度検出部と該検出部を加熱する発熱手段と
してのヒーター部とからなる空燃比センサ、１７
はエンジン２の冷却水温を検出する水温センサ、
１８はエンジン２の各点火プラグ１８ａに所定タ
イミングでイグナイタ１９から出力される高電圧
を印印するデイストリビユータ、２０はデイスト
リビユータ１８に取り付けられエンジン２の回転
数に対応したパルス信号を発生する回転数センサ
であり、空燃比センサ１６、水温センサ１７、及
び回転数センサ２０の各検出信号は、制御回路１
５に出力される。上記構成の内、エアフロメータ
９、吸気温センサ１０、スロツトル開度センサ１
４、水温センサ１７、回転数センサ２０が内燃機
関の運転状態検出手段に該当する。又、制御回路
１５は供給電力調節手段、電力検出手段、判定手
段及び発熱量制御手段を兼ねている。制御回路１
５の内、後述する通電制御回路３８が供給電調節
手段に該当し、消費電力検出回路３９が電力検出
手段に該当する。判定手段及び発熱量制御手段
は、マイクロコンピユータ３７内で実行されるプ
ログラムで実現されている。

上述した空燃比センサ１６の構造を第３図イ，
ロに示す。

第３図イにおいて１６ａは酸素濃度検出部であ
り断面Ｕ字状の鞘体を形成している。この酸素濃
度検出部１６ａの内面及び外面には電極層が設け
られ、その電極層に電気的に接続されているリー
ド線３１ａ，３１ｂ間に所定電圧を印加すること
により、両電極層間に流れる電流を測定し排気マ
ニホールド３中を流れる排気の酸素濃度をを検出
する。また上記酸素濃度検出部１６ａの鞘体中に
はヒーター１６ｂが挿入されておりリード線３２
ａ，３２ｂ間に電圧を印加することにより発熱
し、酸素濃度検出部１６ａに対し熱量を供給す
る。酸素濃度検出部１６ａとヒーター１６ｂとは
絶縁状態で組み合わされている。又、フード１６
ｃが酸素濃度検出部を覆つており、そこに開けら
れている貫通孔１６ｃ１から排気が酸素濃度検出
部１６ａの表面に拡散現象により供給されるよう
構成されている。このフード１６ｃは酸素濃度検
出部１６ａを保護すると共に排気マニホールド３
中を流れる排気からフード１６ｃ内へ拡散流入し
てくる酸素の濃度を均一化させるためのものであ
る。

上記空燃比センサ１６の酸素濃度検出部１６
ａ、ヒーター１６ｂ及びフード１６ｃは取付台座
１６ｄにより固定一体化され、排気マニホールド
３に固着されている。

上記の空燃比センサ１６のフード１６ｃは一重
のフードであつたが第３図ロの如く排気中の酸素
濃度を更に均一化して取り込むために各々貫通孔
１６ｅ１，１６ｆ１を有する二重のフード１６
ｅ，１６ｆを設けても良い。もちろんこれらの構
成も、適当な取付台座１６ｇにより排気マニホー
ルド３に取り付けられている。

次に第４図に上述の制御回路１５の構成を表わ
すブロツク図を示す。図において３１は空燃比セ
ンサ１６の酸素濃度検出部１６ａに所定の電圧を
印加するための印加電源、３２は検出部１６ａに
流れる電流を検出するための抵抗、３３は抵抗３
２における降下電圧を所定倍に増幅するための増
幅回路、３４は増幅回路３３からの出力信号、つ
まり排気中の酸素濃度に対応するアナログ信号
や、エアフロメータ９、吸気温センサ１０、スロ
ツトル開度センサ１４、水温センサ１７等にて検
出されたアナログ信号を受け、デジタル信号に変
換するA/D変換器である。また３５はマイクロ
コンピユータ３７にて演算され、出力された制御
信号によつて制御される駆動回路を表わし、燃料
噴射弁１３を駆動し、マイクロコンピユータ３７
にて算出された所望量の燃料エンジン２に供給さ
せるための駆動信号を出力する回路である。イグ
ナイタ１９もマイクロコンピユータ３７にて、デ
イストリビユータ１８へ高電圧を所定タイミング
で出力するよう制御されている。

３８も同様にマイクロコンピユータ３７に制御
され、空燃比センサ１６のヒーター部１６ｂへの
通電制御、例えば通電量、通電時間の制御を行な
う通電制御回路である。上記ヒーター部１６ｂに
て消費された電力は消費電力検出回路３９により
検出され、マイクロコンピユータ３７のRAM
（ランダムアクセスメモリ）中のデータとなる。

本実施例では上記構成の内、エアフロメータ
９、吸気温センサ１０、スロツトル開度センサ１
４、水温センサ１７、回転数センサ２０からの出
力信号に基づいて制御回路１５が、空燃比センサ
１６のヒーター部１６ｂへの供給電力量を制御す
ることとなる。

第５図に本実施例の要部であるヒーター部１６
ｂの発熱制御を行なう第４図の通電制御回路３８
及び消費電力検出部３９について更に詳細に説明
する。ここで５１は酸素濃度検出部を表わし、５
２はヒーター部を表わしている。５３は通電制御
回路に該当するサイリスタ又はトランジスタから
なるスイツチング回路を表わし、マイクロコンピ
ユータ３７側からの出力により、所定量ヒーター
部５２へ電流を供給する。上記マイクロコンピユ
ータ３７からの出力は第６図に示すごとくのデユ
ーテイＤのパルス信号にて行なわれ、デユーテイ
Ｄの割合で、ヒーター部５２への通電量が制御さ
れる。

又、５４は消費電力検出回路に該当するA/D
変換回路であり、第５図中の点Ｐ１とＰ２との電
圧をデジタル量に変換してマイクロコンピユータ
３７へ出力されている。５６は電圧検出用の抵抗
であり、Tmは電源から電圧が印加されている端
子を示す。

このような構成において、点Ｐ１に値V₁の電
圧がかかつており、点Ｐ２に値V₂の電圧がかか
つている場合、A/D変換器５４により検出され
る電圧はV₁，V₂である。このことから内燃機関
の運転状態から演算されたヒーター部５２への必
要な供給電力量Ｗを実現するためには、スイツチ
ング回路５３の動作時の抵抗がヒーター部５２、
抵抗５６に比して無視できればば、次式(1)を満足
するデユーテイＤのパルス信号をマイクロコンピ
ユータ３７からスイツチング回路５３へ出力すれ
ばよい。

Ｗ＝（V₁−V₂）・V₂／ｒ・Ｄ（％）／100…(1) 上記構成においてスイツチング回路５３の抵抗
が無視できなければ点Ｐ２はヒーター部５２と抵
抗５６との間としてもよい。

他の例として、第７図に示すごとく定電流回路
７１を設け、ヒーター部５２への通電をスイツチ
ング回路７２にて制御するものとしてもよい。こ
の場合ヒーター部５２への供給電力とマイクロコ
ンピユータ３７からスイツチング回路７２への出
力パルススのデユーテイＤとの関係は、定電流回
路７１の制御により流される電流をi₀とすると次
式(2)のごとくになる。

Ｗ＝（V₁−V₂）・i₀・Ｄ（％）／100 …(2) 又、別の例として第８図に示すごとく、電圧
_０の定電圧電源８１を用い、A/D変換器８２はヒ
ーター部５２による電圧降下後の電圧V₂を点Ｐ
３にて求めるようにしてもよい。ここで８３はス
イツチング回路、８４は抵抗値ｒの電圧検出用抵
抗である。この場合のＷとＤとの関係は次式のご
とくになる。

Ｗ＝（V₀−V₂）・V₂／ｒ・Ｄ（％）／100…（１−１
） 次に上述した構成において各運転状態検出手段
からの入力信号に基づきヒーター部の発熱量を制
御する。この場合はヒーター部へ供給される電力
量を制御するマイクロコンピユータ３７にて実行
されるプログラムのフローチヤートを説明する。

第９図はそのプログラムの第一例を示すフロー
チヤートである。ここにおいて１１０は各種変
数、フラグを初期設定するステツプを表わす。１
２０は空燃比センサ１６が活性状態にあるか否か
を判定するステツプを表わす。空燃比センサ１６
が活性であるか否かは酸素濃度検出部１６ａの固
体電解質素子に２種の電圧をかけることによりそ
の時流れる電流の差が所定値以下の場合活性と判
断したり、また同様な固体電解質素子に対する電
圧の正負を逆転させてその時流れる電流値の差を
比較したり、あるいは燃料カツト中に排気中の酸
素濃度を測定したりしてセンサが活性か否かを判
定する。１３０は予め設定されているデユーテイ
でヒーター部１６ｂを制御するステツプを表わ
す。１４０は内燃機関の運転状態を表わす各種パ
ラメータ、例えば吸入空気量、燃料噴射量、冷却
水温、機関回転数等を読み込むステツプを表わ
す。１５０は排気流量を測定算出するステツプを
表わす。排気流量は上記ステツプ１４０で求めら
れた吸入空気量Q₀とパラレルであるので、その
Q₀に一定係数掛けることによつて求められる。
１６０は上記ステツプ１４０及び１５０にて求め
られたデータから排気温度の予想値Ｔを算出する
ステツプを表わす。この演算は例えば実験により
上記各種パラメータに基づくマツプから演算され
る。１７０は上記ステツプ１６０にて求められた
排気温度Ｔが酸素濃度検出部１６ａの目標温度で
あるT₀未満か否かの判定をするステツプを表わ
す。１８０はヒーター部１６ｂを加熱すべき電力
量を決定する制御信号のデユーテイ計算を行なう
ステツプを表わす。この計算は次のような方法に
よつてデーテイＤを求める。まず温度T₀の酸素
濃度検出部１６ａから流出する熱量Ｋは雰囲気温
度Ｔとの差の２乗に比例し気体流量Ｑに比例する
ので上記Ｋは次式(3)のように表わされる。

Ｋ＝Ａ・Ｑ・（Ｔ−T₀）² …(3) ここでＡは比例定数である。また酸素濃度検出
部１６ａから流出する熱量と同じ量の熱量をヒー
ター１６ｂから供給することにより酸素濃度検出
部１６ａの温度を目標温度T₀に一定に設定でき
るため酸素濃度検出部１６ａがヒーター１６ｂか
ら受け取る熱量K₀はヒーター部１６ｂに与えら
れる電力Ｗに比例し次式(4)のような関係がある。

K₀＝Ｂ・Ｗ＝Ｋ …(4) ここでＢは比例定数である。

上記(3)、(4)式よりヒーター部１６ｂに供給され
る電力Ｗは次式(5)のようになる。

Ｗ＝A/B・Ｑ・（Ｔ−T₀）² …(5) ここで例えば第５図に示したような回路を用い
るとすれば前述した式(1)により（V₁−V₂）・
V₂／ｒ・Ｄ／100＝A/B・Ｑ・（Ｔ−T₀）²の関係が成立 するので Ｄ＝Ａ／Ｂ・Ｑ・（Ｔ−T₀）²／（V₁−V₂）・V₂／ｒ
・100…(6) となる。尚、式(1)、(2)、（１−１）の演算に用い
る変数の内、V₁，V₂の値は、前述したごとく、
Ａ／Ｄ変換器５４，８２の出力値を読み込んで用
いる。このデユーテイのＤの計算結果を用いてス
イツチング回路５３を制御すれば酸素濃度検出部
５１は所定温度T₀に維持されることになる。

次に１９０はデユーテイを０にするスイツチを
表わす。これは雰囲気度Ｔが目標温度T₀以上で
あるので、もはやヒーター部１６ｂに通電する必
要がないからである。２００は上記ステツプ１８
０，１９０にて求められたデユーテイＤによりヒ
ーター部１６ｂを制御するステツプを表わす。

上述の如くのプログラムが開始されると、まず
ステツプ１１０にて初期設定がなされ、次いでス
テツプ１２０にて空燃比センサ１６が活性か否か
が判定され、活性でなければステツプ１３０が実
行され予め設定されたデユーテイＤでヒーター１
６ｂを制御する。これはまだ空燃比センサ１６が
冷却された状態にあるので、昇温のために設定さ
れたデユーテイＤでヒーター１６ｂを制御し、迅
速に酸素濃度検出部１６ａの温度を上昇させるた
めである。一方、センサ１６が活性化されステツ
プ１２０にて「YES」と判定された場合、ステ
ツプ１４０にて各種パラメータが読み込まれ、次
いでステツプ１５０にて排気流量が演算される。
次いでステツプ１６０にて排気温度が求められ、
次いでステツプ１７０にて排気温度Ｔが目標温度
T₀未満か否かが判定される。ここでＴ＜T₀であ
れば、酸素濃度検出部１６ａが活性化温度以下に
ならないようにT₀に保持すべく、ステツプ１８
０のデユーテイ計算がなされ、一方、Ｔ≧T₀で
あれば「NO」と判定され、もはや加熱する必要
がないので、ステツプ１９０にてデユーテイは０
に設定される。次いでステツプ２００にてデユー
テイＤにてヒータ制御がなされ、再度ステツプ１
２０に戻る。

上記処理の内、ステツプ１６０，１７０の処理
が判定手段としての処理に該当し、ステツプ１８
０，２００の処理が発熱量制御手段としての処理
に該当する。

本実施例はこのように構成されていることによ
り空燃比センサ１６部分に温度検出部を有さずと
も、その酸素濃度検出部１６ａの温度を活性化温
度以上でかつ一定に維持することができるもので
ある。そのため空燃比センサ１６を複雑な構造と
することなく、簡単な構造のものを用いればよ
く、製造歩留りも高く故障も少なく、又部品も少
ないので省資源に貢献できるものである。

また電源電圧変動あるいはヒーター部１６ｂの
経年抵抗値変化があつても、消費電力検出回路３
９にてその変動変化を検出して、通電制御回路３
８からヒーター部１６ｂへの供給電力量に反映さ
せているので、常に酸素濃度検出部１６ａを活性
化でき、正確に酸素の濃度状態を知ることができ
る。

このように、酸素濃度検出部１６ａの活性化状
態を維持するのに、温度検出装置を用いず、ヒー
ター部１６ｂへの電力を検出する消費電力検出回
路３９を用いているため、酸素濃度検出部１６ａ
に対して温度検出装置を設けることなく、簡単な
消費電力検出回路３９を、空燃比センサ１６以外
の場所である制御回路１５に設けるだけでよい。
従つて、空燃比センサ１６の構造を複雑化させ
ず、かつ酸素濃度検出部１６ａの活性化を確実に
して、正確な出力を得ることができる。

次に制御プログラムの第二例としてのフローチ
ヤートを第１０図に示す。温度制御装置としては
第５図に示す構成を用いているものとする。

ここで２１０は各種変数、フラグを初期設定す
るステツプを表わす。２２０は運転条件が中負荷
定常態であるかどうかを判定するステツプを表わ
す。この中負荷定常状態とはエンジン回転数があ
る値の範囲、例えば1500〜3000r.p.m.で回転し、
かつ変動率が小さく、吸入空気量がある範囲内、
例えば全負荷時の1/10〜1/8の程度でその変動が
小さいような運転状態を言う。ここで運転状態が
定常状態でなく「NO」と判定されれば、本ルー
チンにての処理は終了する。一方、運転状態が中
負荷定常状態になつた場合には、ステツプ２２０
にて「YES」と判定され、ステツプ２３０に処
理が移り、例えばトランジスタで構成されたヒー
ター駆動回路であるスイツチング回路５３に通電
を開始し、その時のタイマーカウンタの値をマイ
クロコンピユータ３７のRAM中に格納する。次
いでステツプ２４０にてV₁，V₂の値を読み込み、
次いでステツプ２５０にて予め中負荷定常状態に
て排気温が到達している温度雰囲気中で必要と予
想される総電力Ｗ（回転数と吸入空気量とをパラ
メータとしたＷのマツプとしてもよい）と上記ス
テツプ２４０にて取り込まれたV₁，V₂よりデユ
ーテイＤが演算される。次いでステツプ２６０に
てスイツチング回路５３へ通電すべき設定周期
T₂と上記ステツプ２５０にて求められたデユー
テイＤから通電時間T₁が演算される。この計算
はT₁＝T₂×D/100で与えられる。この設定周期
T₂とはこの周期により通電、非通電がなされた
場合、ヒーター部５２、酸素濃度検出部５１の温
度変化の脈動が無視できる程度とする。。次いで
ステツプ２７０では通電開始時点T₀と通電時間
T₁から通電停止時点T₀＋T₁を計算し、次のステ
ツプ２８０にてタイマーカウンタとT₀＋T₁が一
致した時にスイツチング回路５３への通電を停止
する。次いでステツプ２９０にて通電開始時点
T₀と周期T₂より通電開始時点を計算し、ステツ
プ２２０に戻る。

上記処理の内、ステツプ２２０の処理が判定手
段としての処理に該当し、ステツプ２３０〜２９
０の処理が発熱量制御手段としての処理に該当す
る。

本実施例はこのように構成されていることによ
り、特に酸素濃度検出部５１が不活性化するおそ
れのある排気温が比較的低い中負荷定常状態にお
いては、その排気温がほぼ予想できるので、この
状態にて必要とする発熱量の見込量を設定し、ヒ
ーター部５２への電力供給量を予想して供給する
ことにより、酸素濃度検出部５１の温度をほほぼ
一定の状態に保持することが可能となるものであ
る。このようにして単にヒーター部５２を有する
空燃比センサにおいてその酸素濃度検出部５１の
温度を、簡単な構造で一定化させることができる
ものである。

また第一例のプログラムと同様に、電源電圧変
動あるいはヒーター部１６ｂの経年抵抗値変化が
あつても、消費電力検出回路３９にてその変動変
化を検出して、通電制御回路３８からヒーター部
１６ｂへの供給電力量に反映させているので、常
に酸素センサを活性化でき、正確に酸素の濃度状
態を知ることができる。

このように、酸素濃度検出部１６ａの活性化状
態を維持するのに、温度検出装置を用いず、ヒー
ター部１６ｂへの電力を検出する消費電力検出回
路３９を用いているため、酸素濃度検出部１６ａ
に対して温度検出装置を設けることなく、簡単な
消費電力検出回路３９を、空燃比センサ１６以外
の場所である制御回路１５に設けるだけでよい。
従つて、空燃比センサ１６の構造を複雑化させ
ず、かつ酸素濃度検出部１６ａの活性化を確実に
して、正確な出力を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は酸素センサを加熱する発熱手段におけ
る発熱量を内燃機関の運転状態検出手段によつて
検出されたデータに基づいて算出することによ
り、酸素センサを特に複雑な構造とすることな
く、酸素センサの温度を活性温度以上の一定温度
に保持することが可能となり酸素センサの内燃機
関への適用を容易なものとしている。このような
簡単な構造のため故障の低減にもつながり製造も
容易で歩留も高くなり特別の部品を要しないため
省資源にも貢献する。

また電源電圧変動あるいは発熱手段の経年抵抗
値変化などにより、電力の変動があつた場合は、
発熱量制御手段が、電力検出手段の出力に基づき
その変動をを捉え、更にその変動に基づき供給電
力調節手段により、発熱手段に供給される電力を
調節する。このことにより電源電圧変動あるいは
発熱手段の経年抵抗値変化があつても、常に酸素
センサを活性化でき、正確に酸素の濃度状態を知
ることができる。

このように、酸素センサの活性化状態を維持す
るのに、温度検出装置を用いず、発熱手段に対す
る電力検出手段を用いているため、酸素センサに
温度検出手段を設けることなく、簡単な電力検出
手段を酸素センサとは別に設けるだけでよい。従
つて、酸素センサの構造を複雑化させず、かつ酸
素センサを活性化を確実にして、正確な出力を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示すブロツク
図、第２図は本発明第１実施例の概略構成図、第
３図イはそこに用いられる空燃比センサの構造を
示す要部断面図、第３図ロは他の構造の空燃比セ
ンサの要部断面図、第４図は第１実施例に用いら
れる制御回路のブロツク図、第５図は空燃比セン
サのヒーター制御の詳細を表わすブロツク図、第
６図は制御信号のパルス波形を表わすパルス波形
図、第７図は空燃比センサのヒーター制御の他の
例を表わすブロツク図、第８図はヒーター制御の
更に別の例の構成を表わすブロツク図、第９図は
一制御例のフローチヤート、第１０図は他の制御
例のフローチヤートを表わす。 ２…内燃機関、３…排気マニホールド、９…エ
アフロメータ、１０…吸気温センサ、１３…燃料
噴射弁、１４…スロツトル開度センサ、１５…制
御回路、１６…空燃比センサ、１６ａ，５１…酸
素濃度検出部、１６ｂ，５２…ヒーター部、３７
…マイクロコンピユータ、３８…通電制御回路、
３９…消費電力検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出
   手段と、 前記内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する酸
   素センサを加熱する発熱手段と、 該発熱手段に供給される電力を指令信号に応じ
   て調節する供給電力調節手段と、 前記発熱手段に実際に供給された電力を示す信
   号を出力する電力検出手段と、 前記運転状態検出手段により検出された内燃機
   関の運転状態に基づき前記発熱手段を加熱すべき
   状態を判定する判定手段と、 該判定手段が加熱すべき状態であると判別した
   場合に、前記酸素センサの目標温度に対応する必
   要電力が供給されるように前記電力検出手段によ
   り検出された検出電力に応じて前記供給電力調節
   手段への指令信号を調節する発熱量制御手段と、 を備えることを特徴とする酸素センサの温度制御
   装置。 ２ 前記運転状態検出手段が、前記内燃機関の吸
   入空気量を検出する吸入空気量検出部と排気温度
   を検出する排気温度検出部とを備え、 前記発熱手段が、前記酸素センサに付設された
   抵抗発熱体を備え、 前記発熱量制御手段が、前記吸入空気量検出部
   により検出された吸入空気量と前記排気温度検出
   部により検出された排気温度とに基づき前記供給
   電力調節手段への指令信号を調節するよう構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の酸素センサの温度制御装置。 ３ 前記発熱量制御手段が、前記運転状態検出手
   段により検出された運転状態の変動が所定範囲内
   にある場合、前記発熱手段の発熱量を所定量に維
   持するように前記供給電力調節手段への指令信号
   を調節するよう構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の酸素センサの温度制
   御装置。