JPS61122556A - Electric energy controller of heater for oxygen concentration sensor - Google Patents
Electric energy controller of heater for oxygen concentration sensorInfo
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- JPS61122556A JPS61122556A JP59245459A JP24545984A JPS61122556A JP S61122556 A JPS61122556 A JP S61122556A JP 59245459 A JP59245459 A JP 59245459A JP 24545984 A JP24545984 A JP 24545984A JP S61122556 A JPS61122556 A JP S61122556A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
11L1乱
〔産業上の利用分野]
本発明は、酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置に
関し、詳しくは酸素濃度センサのインピーダンスを用い
て酸素濃度センサの温度を検出して、この酸素濃度セン
サに備えられたヒータに供給する電力量を制御する酸素
濃度センサ用ヒータの電力量制御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] 11L1 Disturbance [Industrial Application Field] The present invention relates to a power consumption control device for a heater for an oxygen concentration sensor, and more specifically, a device for controlling the amount of power of a heater for an oxygen concentration sensor. The present invention relates to a power amount control device for a heater for an oxygen concentration sensor that controls the amount of power supplied to a heater provided in the oxygen concentration sensor.
[従来の技術]
近年ジルコニア系あるいはチタニア系等の材料を用いた
酸素濃度センサが実用に供されるようになってきている
が、こうした酸素濃度センサのひとつとして、加熱用の
ヒータを内蔵し、酸素濃度センサを活性化した状態で、
電極間に印加された電圧に対する限界電流を測定する所
謂限界電流式も の酸素濃度センサがある。酸素
濃度センサに流れる限界電流は酸素濃度センサに形成さ
れた小孔または間隙等から拡散してくる酸素量が被測定
気体の酸素濃度に比例していることを利用して酸素濃度
を検出するのである。[Prior Art] In recent years, oxygen concentration sensors using materials such as zirconia or titania have come into practical use. With the oxygen concentration sensor activated,
There is also a so-called limiting current type oxygen concentration sensor that measures the limiting current with respect to the voltage applied between electrodes. The limiting current flowing through the oxygen concentration sensor detects the oxygen concentration by utilizing the fact that the amount of oxygen that diffuses through the small holes or gaps formed in the oxygen concentration sensor is proportional to the oxygen concentration of the gas being measured. be.
こうした限界電流を用いた酸素濃度の検出を行なうには
、酸素濃度センサの温度を所定の温度、例えば、650
℃程度以上としてやらねばならない。一方、酸素濃度セ
ンサの耐久性等を考慮すれば、余り加熱し過ぎるとヒー
タが断線したり検出素子が破壊してしまうといった問題
が生じることから、素子温度を所定の温度範囲、例えば
650℃〜750℃の温度範囲に保持し得るよう、ヒー
タへの供給電力量を制御する必要がある。In order to detect oxygen concentration using such a limiting current, the temperature of the oxygen concentration sensor must be set to a predetermined temperature, for example, 650℃.
It must be done at a temperature of about ℃ or higher. On the other hand, considering the durability of the oxygen concentration sensor, excessive heating may cause problems such as disconnection of the heater or destruction of the detection element. It is necessary to control the amount of power supplied to the heater so that the temperature can be maintained within the 750°C range.
そこで例えば特開昭57−187646号公報の[限界
電流ゾンデまたは酸素ゾンデの濃度を測定するための方
法および装置」の如き、限界電流式の酸素濃度センサに
、酸素濃度を検出するための直流電圧と酸素濃度の影響
をうけず酸素濃度センサのインピーダンスを検出する為
の高周波の交流電圧とを重畳させた電圧を印加し、出力
電流の平均値から酸素濃度を検出し、−力出力電流の振
幅から酸素濃度センサのインピーダンスを検出するとい
う考案が提案されている。この考案では、酸素濃度セン
サのインピーダンスが素子の温度に依存していることか
ら、酸素濃度センサの温度を知って、酸素濃度センサに
備えられたヒータへ供給される電力量を制御し、酸素濃
度センサの温度を制御することが考えられている。Therefore, for example, in a limiting current type oxygen concentration sensor such as ``Method and Apparatus for Measuring the Concentration of a Limiting Current Sonde or Oxygen Sonde'' disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-187646, a direct current voltage for detecting the oxygen concentration is used. By applying a voltage that is a superposition of the voltage and a high-frequency alternating current voltage for detecting the impedance of the oxygen concentration sensor without being affected by the oxygen concentration, the oxygen concentration is detected from the average value of the output current, and the amplitude of the output current is A method of detecting the impedance of an oxygen concentration sensor has been proposed. In this idea, since the impedance of the oxygen concentration sensor depends on the temperature of the element, the oxygen concentration It has been considered to control the temperature of the sensor.
[発明が解決しようとする問題点]
かかる酸素濃度センサを内燃機関の排気中に設冒し、排
気中の酸素濃度を検出して種々の制御、例えば内燃ll
開の空燃比を理論空燃比に保つ通常の空燃比制御や燃費
の向上を目的としたリーンバーン制御等を行なう場合、
次のような問題が存在した。[Problems to be Solved by the Invention] Such an oxygen concentration sensor is installed in the exhaust gas of an internal combustion engine to detect the oxygen concentration in the exhaust gas and perform various controls, such as internal combustion control.
When performing normal air-fuel ratio control to keep the open air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio or lean burn control aimed at improving fuel efficiency,
The following problems existed.
内燃機関の排気温は内燃機関の運転状態によって変化す
る為、排気による加熱だけではM濃度度センサの温度を
常に650℃以上とすることはできない。そこで酸素濃
度センサには加熱用のヒータを設けるが、ヒータによる
加熱によって酸素濃度センサの温度が過剰に上昇するこ
とは、酸素濃度センサの耐久性にとっては好ましくない
。また、車両に搭載して用いるといった条件からも大き
な能力のヒータを小型化の要求される酸素濃度センサに
備えることは困難であり、更にバッテリに無用な負担を
掛けることも現実には避けねばならないという問題もあ
った。従って、ヒータに供給する電力量を緻密に制御し
て、酸素濃度センサの温度を適温、例えば650℃程度
に保つのであるが、排気の状態によっては酸素濃度セン
サのインピーダンスを用いた酸素濃度センサ温度の検出
に誤差を生じ、充分な温度を確保することができないこ
とがあるという問題が存在した。Since the exhaust gas temperature of the internal combustion engine changes depending on the operating state of the internal combustion engine, it is not possible to always maintain the temperature of the M concentration sensor at 650° C. or higher just by heating with the exhaust gas. Therefore, the oxygen concentration sensor is provided with a heater for heating, but it is not preferable for the durability of the oxygen concentration sensor that the temperature of the oxygen concentration sensor increases excessively due to heating by the heater. In addition, it is difficult to provide a large-capacity heater to the oxygen concentration sensor, which requires miniaturization, because it is mounted on a vehicle, and in reality, it is necessary to avoid putting unnecessary burden on the battery. There was also the problem. Therefore, the amount of electricity supplied to the heater is precisely controlled to maintain the temperature of the oxygen concentration sensor at an appropriate temperature, for example, around 650 degrees Celsius. There has been a problem in that an error occurs in the detection of temperature, and it may not be possible to ensure a sufficient temperature.
そこで本発明者等は、車載に耐えるような小型なヒータ
付の酸素濃度センサの温度を正確に制御し、内燃機関の
種々の制御に供しうるような酸素濃度センサ用ヒータの
電力量制御装置の提供を目的として研究を重ね、従来、
高周波の交流電流を加えることによって酸素濃度に無関
係に測定できるとされていた酸素m麿センサのインピー
ダンスが、酸素濃度の影響を受けているとの知見に至り
、本発明を完成した。Therefore, the present inventors have developed a power amount control device for a heater for an oxygen concentration sensor that can accurately control the temperature of an oxygen concentration sensor equipped with a small heater that can be mounted on a vehicle, and that can be used for various controls of an internal combustion engine. Through repeated research with the aim of providing
The present invention was completed based on the finding that the impedance of the oxygen sensor, which was supposed to be able to measure regardless of oxygen concentration by applying a high-frequency alternating current, is affected by oxygen concentration.
及旦W先
[問題点を解決するための手段]
上記の問題点を解決するためにとられた本発明の手段は
、第1図に示す如く、次の構成にある。[Means for solving the problems] The means of the present invention taken to solve the above problems, as shown in FIG. 1, have the following configuration.
即ち、
内燃機関M1の排気系に設けられて排気中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサM2に備えられた酸素濃度セン
サ加熱用ヒータM3と、排気中の酸素濃度に応じた信号
を出力する前記酸素濃度センサM2のインピーダンスを
用いて該酸素濃度センサの温度を検出する温度検出手段
M4と、
該検出された温度に基づいて、前記酸素センサ加熱用ヒ
ータM3に供給する電力量を制御する電力量制御手段M
5と、
を備えた酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置にお
いて、
5 前配電力潰制御手段M5が、前記供給する
電力量を前記内燃機関M1の排ガス中の残存酸素m度に
基づいて補正するよう構成されたことを特徴とする酸素
濃度センサ用ヒータの電力量制御j装置の構成がそれで
ある。That is, an oxygen concentration sensor heating heater M3 provided in an oxygen concentration sensor M2 provided in the exhaust system of the internal combustion engine M1 to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, and a heater M3 for heating the oxygen concentration sensor that is provided in the oxygen concentration sensor M2 that is installed in the exhaust system of the internal combustion engine M1 and detects the oxygen concentration in the exhaust gas; temperature detection means M4 that detects the temperature of the oxygen concentration sensor M2 using the impedance of the oxygen concentration sensor; and an amount of electric power that controls the amount of electric power supplied to the oxygen sensor heater M3 based on the detected temperature. Control means M
5. In the power amount control device for a heater for an oxygen concentration sensor, 5, the predistribution power crushing control means M5 corrects the amount of power to be supplied based on the residual oxygen m degrees in the exhaust gas of the internal combustion engine M1. This is the configuration of a power amount control device for a heater for an oxygen concentration sensor, which is characterized in that it is configured to:
ここで、酸素濃度センサM2としては限界IN流式のも
のが考えられるが、これ以外でも、センサ自身のインピ
ーダンスによってそのa1度を検出できるような酸素濃
度センサであれば用いることができる。又、酸素maセ
ンサM2に備えられるヒータM3としては、通常の熱線
式ヒータの他にPTCヒータやセラミックのヒータなど
種々のものを用いることができる。Here, the oxygen concentration sensor M2 may be of a limit IN flow type, but any other oxygen concentration sensor that can detect the a1 degree by the impedance of the sensor itself can be used. Further, as the heater M3 provided in the oxygen ma sensor M2, various heaters such as a PTC heater or a ceramic heater can be used in addition to a normal hot wire heater.
温度検出手段M4は、酸素濃度センサM2のインピーダ
ンスを測定することによって酸素濃度センサM2の温度
を検出するよう構成されており、例えば、酸素濃度セン
サM2にlKH2前後の交流電゛圧を印加して酸素濃度
センサM2に流れる電流の振幅からそのインピーダンス
を測定する装置として、交流電圧出力部とバイパスフィ
ルタ及び慣がaそ紺合わせた構成などが考えられる。・
電力量制御手段M5は、上記の濃度検出手段M4の出力
に応じてヒータM3に供給する電力量を制御するもので
あり、ここでは更に内燃機関M1の排気中の残存酸素l
Ir!1によりこの電力量を補正するよう構成されてい
る。電力量制御手段M5は温度検出手段M4とは別にデ
ィスクリートな回路構成をとってもよいし、温度検出手
段M4と共に、あるいは単独で、マイクロコンピュータ
を用いて構成することもできる。The temperature detection means M4 is configured to detect the temperature of the oxygen concentration sensor M2 by measuring the impedance of the oxygen concentration sensor M2. As a device for measuring the impedance of the current flowing through the concentration sensor M2 from the amplitude thereof, a configuration in which an AC voltage output section, a bypass filter, and a filter are combined can be considered.・
The power amount control means M5 controls the amount of power supplied to the heater M3 according to the output of the concentration detection means M4, and here, the power amount control means M5 further controls the amount of power supplied to the heater M3 in accordance with the output of the concentration detection means M4.
Ir! 1 to correct this power amount. The power amount control means M5 may have a discrete circuit structure separate from the temperature detection means M4, or may be constructed using a microcomputer together with the temperature detection means M4 or alone.
電力量制御手段M5による内燃機関M1の排気中の残存
酸素、siに基づく、電力量の補正は、酸素濃度センサ
M2が検出した酸素濃度を用いて行なうのが正確である
が、回路構成の簡略化等の為に、内燃機関M1の運転状
態、例えば燃料カットの実施中(空燃比はリーン)やス
ロットルバルブ全開状態(通常全開増量により空燃比は
リッチ)等に基づいて排ガス中の残存酸素濃度を推定す
るよう構成することも好適である。また内燃機関M1の
回転数や吸入空気量、あるいは吸気管圧力等から定まる
内燃機関M1の運転状態に基づいてその酸素濃度を推定
するように構成してもよい。It is accurate to correct the power amount based on the residual oxygen, si, in the exhaust gas of the internal combustion engine M1 by the power amount control means M5 using the oxygen concentration detected by the oxygen concentration sensor M2, but the circuit configuration is simplified. The remaining oxygen concentration in the exhaust gas is determined based on the operating status of the internal combustion engine M1, such as when a fuel cut is in progress (the air-fuel ratio is lean) or when the throttle valve is fully open (the air-fuel ratio is normally rich due to a full-open increase). It is also suitable to be configured to estimate. Further, the oxygen concentration may be estimated based on the operating state of the internal combustion engine M1 determined from the rotational speed, intake air amount, intake pipe pressure, etc. of the internal combustion engine M1.
[作用]
以上の構成を有する本発明の酸素濃度センサ用ヒータの
電力量制御装置は、酸素amセンサM2“の温度を酸素
濃度センサM2のインピーダンスを用いて検出し、これ
に基づいて酸素濃度センサM2に備えられたヒータM3
に供給する電力量を電力量制御手段M5により制御して
酸素濃度センサM2の温度を制御するが、更に内燃機1
m[IMlの排気中の残存酸素濃度に基づいて、ヒータ
M3に供給する電力量を補正する。[Function] The power amount control device for the oxygen concentration sensor heater of the present invention having the above configuration detects the temperature of the oxygen am sensor M2'' using the impedance of the oxygen concentration sensor M2, and based on this, the oxygen concentration sensor Heater M3 provided in M2
The temperature of the oxygen concentration sensor M2 is controlled by controlling the amount of electric power supplied to the internal combustion engine 1 by the electric power amount control means M5.
m[The amount of power supplied to heater M3 is corrected based on the residual oxygen concentration in the exhaust gas of IMl.
第2図は酸素濃度センサM2として限界電流式のものを
用いた場合の、印加電圧と酸素濃度センサM2に流れる
電流の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the current flowing through the oxygen concentration sensor M2 when a limiting current type sensor is used as the oxygen concentration sensor M2.
図示するように、酸素濃度に応じて限界電流は変化する
。実線Zは酸素濃度センサの温度が750℃の場合を、
破線Bは酸素濃度センサの温度が650℃の場合を、各
々表わしている。従って、酸素濃度センサM2に印加す
る電圧をおよそ0.6■とし、限界電流から酸素濃度を
検出するには、酸素濃度センサM2の温度をすくなくと
も650℃程度に保っておく必要のあることがわかる。As shown in the figure, the limiting current changes depending on the oxygen concentration. The solid line Z represents the case where the temperature of the oxygen concentration sensor is 750°C.
The broken line B represents the case where the temperature of the oxygen concentration sensor is 650°C. Therefore, it can be seen that in order to set the voltage applied to the oxygen concentration sensor M2 to be approximately 0.6■ and to detect the oxygen concentration from the limiting current, it is necessary to maintain the temperature of the oxygen concentration sensor M2 at at least about 650°C. .
一方、第3図は印加する交流電圧に対する酸素濃度セン
サM2の複素インピーダンスを示すグラフである。図に
おいて、高周波側A−Bは一般に酸素濃度の影響をうけ
ないとされる領域であり、低周波側(ここでは500H
z以下)は酸素濃度の影響をうける領域とされている。On the other hand, FIG. 3 is a graph showing the complex impedance of the oxygen concentration sensor M2 with respect to the applied AC voltage. In the figure, the high frequency side A-B is a region that is generally considered not to be affected by oxygen concentration, and the low frequency side (here, 500H
(below z) is considered to be a region affected by oxygen concentration.
実線Rは酸素濃度が10%の場合の、破線Hは同じ2%
の場合の複素インピーダンスを示している。The solid line R shows the case where the oxygen concentration is 10%, and the broken line H shows the same 2%.
It shows the complex impedance in the case of .
第3図かられかるように、500Hz以上の高周波電圧
を印加した場合であっても、酸素ml!!:センサM2
のインピーダンスに対する酸素濃度の影響は皆無とは言
えず、インピーダンスによってのみヒータM3に供給す
る電力量を制御していると、結果的に、第4図に示すよ
うに、酸素濃度に応じて酸素濃度センサM2の温度は変
化してしまう。As can be seen from Figure 3, even when a high frequency voltage of 500 Hz or more is applied, the oxygen ml! ! :Sensor M2
It cannot be said that the influence of oxygen concentration on the impedance of The temperature of sensor M2 will change.
従って内燃機関M1の排気中に酸素濃度センサM2を設
けた場合、内燃*mの空燃比の変動に応じへ て
酸素濃度センサM2の温度が変化し、場合によっては限
界電流を用いた残存酸素濃度の測定が正確に行なえなく
なることが考えられる。Therefore, when the oxygen concentration sensor M2 is installed in the exhaust gas of the internal combustion engine M1, the temperature of the oxygen concentration sensor M2 changes depending on the fluctuation of the air-fuel ratio of the internal combustion*m, and in some cases, the residual oxygen concentration using a limiting current may be It is conceivable that accurate measurements may not be possible.
これに対して、本発明の酸素濃度センサ用ヒータの電力
量制御装置は、内燃機関M1の排ガス中の残存酸素濃度
に基づいてヒータに供給する電力量を補正しているので
、酸素濃度センサM2の温度を排ガスの状態によらず精
密に制御するよう働く。In contrast, the power amount control device for the oxygen concentration sensor heater of the present invention corrects the amount of power supplied to the heater based on the residual oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine M1. It works to precisely control the temperature of the exhaust gas regardless of the condition of the exhaust gas.
[実施例] 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings.
第5図は本発明−実fIlj−としての酸素a度センサ
用ヒータの電力量制御装置の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a power amount control device for a heater for an oxygen a degree sensor according to the present invention.
図において、1は内燃機関、3は内燃機関1の排気管、
5は排気管3に取付けられたヒータ付の酸素濃度センサ
、7はバッテリ9からの電力の供給をうけて作動し酸素
濃度センサ5を用いた排気中の酸素濃度の検出と酸素濃
度センサ5の温度との制御を行なう電子制御回路、を各
々表わしている。In the figure, 1 is an internal combustion engine, 3 is an exhaust pipe of the internal combustion engine 1,
5 is an oxygen concentration sensor with a heater attached to the exhaust pipe 3; 7 is operated by receiving power from a battery 9, and detects the oxygen concentration in the exhaust gas using the oxygen concentration sensor 5; Each represents an electronic control circuit that performs temperature control.
酸素濃度センサ5は、図において模式的にその構造を示
したが、内燃機関1の排気中の酸素濃度を検出するジル
コニア系の限界電流式の検出素子11と検出素子11の
温度を上昇させる加熱用のヒータ12とを一体に組み込
んでいる。Although the structure of the oxygen concentration sensor 5 is schematically shown in the figure, it includes a zirconia-based limiting current type detection element 11 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine 1, and a heating element 11 that increases the temperature of the detection element 11. A heater 12 for use is integrated.
電子制御回路7には、酸素濃度センサ5の検出素子11
に所定の電圧、例えば直流成分O16■に交流成分振幅
0.2VI)p5KHzの重畳された電圧を印加する電
圧印加回路19が設けられている。印加された電圧と酸
素濃度とに応じて検出素子11を流れる電流は電流検出
用抵抗器R1を流れることによって電圧信号に変換され
、バイパスフィルタと積分器からなるインピーダンス検
出回路23と、ローパスフィルタ25とに取り込まれる
。インピーダンス検出回路23の出力vhは検出素子1
1の温度を反映しているが、インピーダンスは排気中の
残存酸素濃度によっても変化する為、ローパスフィルタ
25の出力V1、即ち酸素濃度に応じて補正され、ヒー
タ12に供給する電力量を制御することになる。尚、ロ
ーパスフィルタ25の出力v1は内燃機関1の空燃比を
検出するり−ン・リッチ信号として、他でも用いられる
。The electronic control circuit 7 includes a detection element 11 of the oxygen concentration sensor 5.
A voltage application circuit 19 is provided for applying a predetermined voltage, for example, a voltage having an AC component amplitude of 0.2VI) p5KHz superimposed on a DC component O16. The current flowing through the detection element 11 in accordance with the applied voltage and oxygen concentration is converted into a voltage signal by flowing through the current detection resistor R1, and is passed through an impedance detection circuit 23 consisting of a bypass filter and an integrator, and a low-pass filter 25. It is taken into account. The output vh of the impedance detection circuit 23 is the detection element 1
1, but since the impedance also changes depending on the residual oxygen concentration in the exhaust gas, it is corrected according to the output V1 of the low-pass filter 25, that is, the oxygen concentration, and the amount of power supplied to the heater 12 is controlled. It turns out. Note that the output v1 of the low-pass filter 25 is used elsewhere as a lean/rich signal for detecting the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1.
上記の補正及び電力量を制御するのが比較器26と電力
トランジスタTrであって、例えば、第6図の回路図に
示すような構成をとることができる。図において、32
は補正回路であって、インピーダンス検出回路23の出
力vhをローパスフィルタ25の出力v1によって補正
して、酸素濃度による補正後の信号VHを出力する。ロ
ーパスフィルタ25の出力v1によるこの補正は、内燃
機関1の排気中の残存酸素濃度に応じて検出素子11の
インピーダンス(信号vhに相当)を補正するものであ
り、第7図のグラフに示すようにローパスフィルタ25
の出力信号v1によって定まる加算憬■αを、インピー
ダンス検出回路23の出力信号vhに加えることにJ:
す、即ちVH=Vh+Vαとして検出素子11の温度に
正確に相当する信号V)−1を出力する。従って、信号
Vl−(は酸素111度による偏差を修正されており、
酸素濃度センサ5の温度を正確に反映しているから、こ
れをコンパレータ33の一方の入力端に入力し、予め設
定された比較値、例えば基準電圧V ref等と比較し
て、電力トランジスタTrをオン・オフ制御するのに用
いられる。尚、R2は電力トランジスタ7rのベース電
流を制限する抵抗器である。The comparator 26 and the power transistor Tr control the above-mentioned correction and power amount, and can have a configuration as shown in the circuit diagram of FIG. 6, for example. In the figure, 32
is a correction circuit that corrects the output vh of the impedance detection circuit 23 using the output v1 of the low-pass filter 25, and outputs a signal VH after correction based on the oxygen concentration. This correction by the output v1 of the low-pass filter 25 is to correct the impedance of the detection element 11 (corresponding to the signal vh) according to the residual oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine 1, as shown in the graph of FIG. low pass filter 25
In adding the addition coefficient α determined by the output signal v1 of J to the output signal vh of the impedance detection circuit 23, J:
That is, VH=Vh+Vα, and a signal V)-1 that exactly corresponds to the temperature of the detection element 11 is output. Therefore, the signal Vl-( has been corrected for the deviation due to oxygen 111 degrees,
Since it accurately reflects the temperature of the oxygen concentration sensor 5, it is input to one input terminal of the comparator 33, and compared with a preset comparison value, such as a reference voltage V ref, to control the power transistor Tr. Used for on/off control. Note that R2 is a resistor that limits the base current of the power transistor 7r.
上記の例では基準電圧V refは酸素濃度センサ5の
検出素子11の温度として700℃に相当するよう設定
されているので、ヒータ12を流れる電流を電力トラン
ジスタTrのオン・オフにより制御して、酸素濃度セン
サ5の温度を正確に700℃にすることができる。In the above example, the reference voltage V ref is set to correspond to 700° C. as the temperature of the detection element 11 of the oxygen concentration sensor 5, so the current flowing through the heater 12 is controlled by turning on and off the power transistor Tr. The temperature of the oxygen concentration sensor 5 can be accurately set to 700°C.
従って、本実施例によれば、酸素濃度センサ5の温度を
内燃機rlA1の排気中の残存酸素濃度によらず一定に
制御することができ、限界電流式の酸素濃度センサ5を
精度の良い測定が可能で耐久性上からも好適な温度(こ
こでは700℃)に保持することができる。この結果、
内燃機関1の排ガス中の酸素濃度の検出を正確に行なう
ことができ、内燃機関1の空燃比制御等を一府精密に行
なうことも可能となった。Therefore, according to this embodiment, the temperature of the oxygen concentration sensor 5 can be controlled to be constant regardless of the residual oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine rlA1, and the limiting current type oxygen concentration sensor 5 can be used for accurate measurement. It is possible to maintain the temperature at a suitable temperature (here, 700° C.) from the viewpoint of durability. As a result,
It has become possible to accurately detect the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine 1, and it has also become possible to control the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 with great precision.
2 尚、上記実施例における比較器26は第8図
の如き構成をとることも考えられる。第8図に示す比較
器26′の回路構成では、排気中の残存酸素濃度に基づ
く電力量の補正は、補正回路32′において基準電圧V
refに対して第9図のグラフにより定まる加算ff1
Vαを加え、その出力信号vref′をコンパレータ3
3′における信号vhとの比較に供している。従って、
第8図の比較器26−を用いても上述した実施例と同一
の効果を得ることができる。2. It is also conceivable that the comparator 26 in the above embodiment has a configuration as shown in FIG. In the circuit configuration of the comparator 26' shown in FIG.
Addition ff1 determined by the graph of FIG. 9 for ref
Vα and its output signal vref′ is sent to comparator 3.
It is used for comparison with the signal vh at 3'. Therefore,
Even if the comparator 26- in FIG. 8 is used, the same effect as in the embodiment described above can be obtained.
次に本発明の第2実施例ついて説明する。第10図は実
施例としての酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置
を用いて内燃機関の空燃比制御を行なうシステムの概略
構成図である。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic diagram of a system for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine using a power amount control device for a heater for an oxygen concentration sensor according to an embodiment.
図において、51はエンジン、52はピストン、53は
シリンダ、54はシリンダヘッドであり、シリンダヘッ
ド54の各気筒の排気ボート55には排気マニホールド
56が、シリンダヘッド54の各気筒の吸気ボート57
には吸気マニホールド58が夫々連結されている。また
吸気マニホールド58には吸入空気の脈動を防止するた
めのサージタンク59が設けられ、サージタンク59に
は吸気マニホールド58内の圧力、即ち吸気管圧力Pa
を検出する吸気圧センサ60が備えられている。In the figure, 51 is an engine, 52 is a piston, 53 is a cylinder, 54 is a cylinder head, an exhaust manifold 56 is attached to an exhaust boat 55 of each cylinder in the cylinder head 54, and an intake boat 57 is attached to each cylinder in the cylinder head 54.
An intake manifold 58 is connected to each of the intake manifolds 58. Further, the intake manifold 58 is provided with a surge tank 59 for preventing pulsation of intake air.
An intake pressure sensor 60 is provided to detect the intake pressure.
次に61はサージタンク59を介して各気筒に送られる
吸入空気量を制御するスロットルバルブ、63は吸入空
気温度を検出する吸気温センサであり、スロットルバル
ブ61には、スロットルバルブ61の開度に応じた信号
を出力するスロットルバルブ開度センサとエンジン51
のアイドリング時にON状態とされるアイドルスイッチ
とを備えたスロットルポジションセンサ64が直結され
ている。また65は排気マニホールド56に取り付けら
れ、排気中の酸素濃度を検出する検出素子と加熱用のヒ
ータとを備えた酸素濃度センサ、66はエンジン51の
冷却水温を検出する水温センサ。Next, 61 is a throttle valve that controls the amount of intake air sent to each cylinder via the surge tank 59, 63 is an intake temperature sensor that detects the intake air temperature, and the throttle valve 61 has a The throttle valve opening sensor and the engine 51 output a signal according to the
A throttle position sensor 64 is directly connected to the idle switch, which is turned on when the engine is idling. Further, 65 is an oxygen concentration sensor attached to the exhaust manifold 56 and includes a detection element for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and a heater for heating, and 66 is a water temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water of the engine 51.
67はエンジン51の点火プラグ68に所定タイミング
でイグナイタ69から出力される高電圧を印加するディ
ストリビュータ、70はディストリビュータ67に取り
付けられ、エンジン51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を夫々表わしている。67 is a distributor that applies a high voltage output from the igniter 69 to the spark plug 68 of the engine 51 at a predetermined timing, and 70 is a rotation speed sensor that is attached to the distributor 67 and generates a pulse signal corresponding to the rotation speed of the engine 51. each represents.
上記吸気圧センサ60.吸気温センサ63:スロットル
ポジションセンサ64.酸素濃度センサ65、水温セン
サ66及び回転数センサ70の各種検出信号は制御回路
75に出力され、制御回路75にて上記各検出信号に基
づき、燃料噴射弁76の燃料噴射量制御、点火プラグ6
8の点火時期制御、あるいは酸素濃度センサ65のヒー
タの制御等の種々の制御処理が実行される。The intake pressure sensor 60. Intake temperature sensor 63: Throttle position sensor 64. Various detection signals from the oxygen concentration sensor 65, water temperature sensor 66, and rotation speed sensor 70 are output to a control circuit 75, and the control circuit 75 controls the fuel injection amount of the fuel injection valve 76 and the spark plug 6 based on the detection signals.
Various control processes such as ignition timing control of 8 or control of the heater of the oxygen concentration sensor 65 are executed.
次に第11図に拠って、上述の制御回路75の構成につ
いて説明する。まず、81は酸素濃度センサ65の検出
素子65aに、酸素濃度検出用の直流電圧Vdcと検出
素子65aのインピーダンス検出用の交流電圧Vacと
を合成して印加する中目電圧制御回路である。82は検
出素子65aに流れる電流を検出するための抵抗、83
は抵抗82における降下電圧を所定倍に増幅するための
増幅回路である。84は増幅回路83の出力から交流成
分のみを取り出し検出素子65aのインピーダンス、即
ち検出素子65aの温度を検出する検波回路であって、
バイパスフィルタと整流器とから構成されている。一方
、85は増幅回路83の出力から直流成分のみを取り出
し、検出素子65aの限界電流から排気中の残存酸素濃
度を検出するローパスフィルタである。ここで検波回路
84の出力信号を交流検出信号Vrとし、ローパスフィ
ルタ85の出力信号を直流検出信号Isとする。Next, the configuration of the above-mentioned control circuit 75 will be explained with reference to FIG. First, reference numeral 81 denotes a medium voltage control circuit that synthesizes and applies a DC voltage Vdc for oxygen concentration detection and an AC voltage Vac for impedance detection of the detection element 65a to the detection element 65a of the oxygen concentration sensor 65. 82 is a resistor for detecting the current flowing through the detection element 65a; 83
is an amplifier circuit for amplifying the voltage drop across the resistor 82 by a predetermined factor. 84 is a detection circuit that extracts only the AC component from the output of the amplifier circuit 83 and detects the impedance of the detection element 65a, that is, the temperature of the detection element 65a,
It consists of a bypass filter and a rectifier. On the other hand, 85 is a low-pass filter that extracts only the DC component from the output of the amplifier circuit 83 and detects the residual oxygen concentration in the exhaust gas from the limit current of the detection element 65a. Here, the output signal of the detection circuit 84 is assumed to be an AC detection signal Vr, and the output signal of the low-pass filter 85 is assumed to be a DC detection signal Is.
更に、94は増幅回路83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、吸気圧センサ
60.吸気温センサ63.スロットルポジションセンサ
64.水温センサ66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変換入力回路であ
る。また95はマイクロコンピュータ97にて演算され
、出力された制御信号によって制御される駆動回路を表
ねし、燃料噴射弁76を駆動し、マイクロコンピュータ
97にて算出された所望量の燃料をエンジン51に供給
させるための駆動信号を出力する回路帛
である。イグナイタ69ちマイクロコンピュータ97に
て、ディストリビュータ67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。Further, reference numeral 94 indicates an output signal from the amplifier circuit 83, that is, an analog signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas, and an intake pressure sensor 60. Intake temperature sensor 63. Throttle position sensor 64. This is an A/D conversion input circuit that receives an analog signal detected by the water temperature sensor 66 or the like and converts it into a digital signal. Further, 95 represents a drive circuit controlled by a control signal calculated and outputted by the microcomputer 97, which drives the fuel injection valve 76 and injects the desired amount of fuel calculated by the microcomputer 97 into the engine 51. This is a circuit that outputs a drive signal to be supplied to the motor. The igniter 69 is controlled by a microcomputer 97 to output high voltage to the distributor 67 at a predetermined timing.
次に98は酸素濃度センサ65のヒータ65bへの供給
電力を制御するためのヒータ通電制御回路であって、マ
イクロコンピュータ97の制御信号に応じてヒータ用電
源99からの通電を制御するものである。又、ヒータ6
5bに印加されている電圧値■n及びヒータ65bに流
れる電流値■nは、前者は直接に、後者は電圧変換用の
抵抗器101を利用して、各々A/D変換入力回路94
に入力され、マイクロコンピュータ97により読み込む
ことができるよう構成されている。Next, 98 is a heater energization control circuit for controlling the power supplied to the heater 65b of the oxygen concentration sensor 65, and controls the energization from the heater power source 99 in accordance with a control signal from the microcomputer 97. . Also, heater 6
The voltage value ■n applied to the heater 65b and the current value ■n flowing through the heater 65b are determined by the A/D conversion input circuit 94, the former directly, and the latter by using the voltage conversion resistor 101.
It is configured so that it can be input to the microcomputer 97 and read by the microcomputer 97.
以上のように構成された本実施例のDim回wi75に
おいては、上述の如く、燃料噴射量制御、点火時期制御
、酸素濃度センサ65のヒータ制御等種々の制御が実行
されることとなるのであるが、以、下に本発明にかかわ
る主要な制御処理である酸素濃度センサのヒータ制御に
ついて、第12図に示すヒータ用制御ルーチンに従って
詳しく説明する。In the Dim cycle wi75 of this embodiment configured as above, various controls such as fuel injection amount control, ignition timing control, and heater control of the oxygen concentration sensor 65 are executed as described above. However, below, the heater control of the oxygen concentration sensor, which is the main control process related to the present invention, will be explained in detail according to the heater control routine shown in FIG.
第12図に示すヒータ電力制御ルーチンはステップ20
0より開始され、まずステップ200でエンジン51の
各センサや検出回路からの出力信号等各種パラメータを
読み込む処理が行なわれる。The heater power control routine shown in FIG.
0, first, in step 200, various parameters such as output signals from each sensor and detection circuit of the engine 51 are read.
ここでは、エンジン51の回転数Ne、吸気管圧力Pn
+、排気管56における残存酸素濃度に対応する酸素濃
度センサ65の検出素子65aの直流検出電圧Is、酸
素濃度センサ65の温度に対応する酸素濃度センサ65
の検出素子65aのインピーダンスを検出する交流検出
電圧Vr、更には、ヒータ65bの印加電圧Vn1ヒー
タ65bを流れる電流In等の各種パラメータが読みこ
まれる。Here, the rotation speed Ne of the engine 51, the intake pipe pressure Pn
+, DC detection voltage Is of the detection element 65a of the oxygen concentration sensor 65 corresponding to the residual oxygen concentration in the exhaust pipe 56, oxygen concentration sensor 65 corresponding to the temperature of the oxygen concentration sensor 65
Various parameters such as the AC detection voltage Vr for detecting the impedance of the detection element 65a, the applied voltage Vn1 of the heater 65b, and the current In flowing through the heater 65b are read.
続くステップ210では、ステップ200で読み込んだ
交流検出信号vrが所定値Vrer以上であるか否かの
判断が行なわれる。既述したように交流検出信号■rは
検出素子65aの温度に対応しているが、ここで所定1
aVrefは検出素子65aの温度として約700℃に
対応している。ステップ210での判断がr Y E
S Jであれば処理は220へ進み、ヒータ65bに供
給される電力量を補正する第1の補正係数Pαを0.0
1だけ減少させ、ステップ210での判断がrNOJ
、即ち、検出素子温度が700℃未満であれば処理はス
テップ230へ進み第1の補正係数Pαを0301だけ
増加させ、各々次のステップ240へ進む。In the following step 210, it is determined whether the AC detection signal vr read in step 200 is greater than or equal to a predetermined value Vrer. As mentioned above, the AC detection signal ■r corresponds to the temperature of the detection element 65a, and here
aVref corresponds to approximately 700° C. as the temperature of the detection element 65a. The judgment at step 210 is r Y E
If S J, the process proceeds to 220, where the first correction coefficient Pα for correcting the amount of power supplied to the heater 65b is set to 0.0
1, and the determination at step 210 is rNOJ.
That is, if the detection element temperature is less than 700° C., the process proceeds to step 230, increases the first correction coefficient Pα by 0301, and proceeds to the next step 240.
ステップ240では、排気の残存酸素濃度に対応した直
流検出信号(Sから、マツプによって、ヒータ65bに
供給する電力量を補正する第2の補正係数Pβを求める
処理が行なわれる。補正係数Pβは、マツプとして、例
えば第13図に示すグラフから求められ、直流検出信号
Is、即ち残存酸素濃度が大きければ1を下回る小さな
値に、残存′WJ素濃度が小さければほぼ1になるよう
定められている。In step 240, a second correction coefficient Pβ for correcting the amount of power supplied to the heater 65b is calculated from the DC detection signal (S) corresponding to the residual oxygen concentration of the exhaust gas using a map.The correction coefficient Pβ is The map is determined, for example, from the graph shown in Figure 13, and is determined to be a small value below 1 if the DC detection signal Is, that is, the residual oxygen concentration is large, and approximately 1 if the residual 'WJ elementary concentration is small. .
しかして処理はステップ260へ進み、ヒータ65bに
デユーティ100%で電力を供給した場合の電力ff1
PAを、ステップ200で読み込んだヒータ65bへの
印加電圧vnとその電流Inとから計算する。The process then proceeds to step 260, where the electric power ff1 is obtained when electric power is supplied to the heater 65b with a duty of 100%.
PA is calculated from the voltage vn applied to the heater 65b and its current In read in step 200.
続くステップ270では同じステップ200で読み込ん
だエンジン51の回転数Ne吸気管圧力pv+とから、
第14図に一例を示すようなマツプから、ヒータ65b
に供給すべき目標電力PBを求める処理が行なわれる。In the following step 270, from the engine 51 rotation speed Ne and intake pipe pressure pv+ read in the same step 200,
From a map such as the one shown in FIG. 14, the heater 65b
A process is performed to determine the target power PB to be supplied to the target power PB.
これはエンジン51の排気温はエンジン51の運転状態
からある程度定まることに基づいて設定されたマツプで
あって、吸気管圧力pmが大きい場合、あるいはエンジ
ン回転数Neが大きい場合には、当然エンジン51への
燃料噴射量が多くなり、排気温度が上昇して排気によっ
て検出素子65aが加熱されることから、ヒータ65b
への供給電力を小さくし、一方エンジン回転数Neが小
さい場合あるいは吸気管圧力pmが小さい場合には排気
温度が下がり検出素子を加熱できなくなることから、ヒ
ータ65bへの供給電力を大きくするように設定されて
いる。This is a map set based on the fact that the exhaust gas temperature of the engine 51 is determined to some extent from the operating state of the engine 51. Naturally, when the intake pipe pressure pm is large or when the engine speed Ne is large, the exhaust gas temperature of the engine 51 The amount of fuel injected into the heater 65b increases, the exhaust gas temperature rises, and the detection element 65a is heated by the exhaust gas.
On the other hand, when the engine speed Ne is low or the intake pipe pressure pm is low, the exhaust temperature decreases and the detection element cannot be heated, so the power supplied to the heater 65b is increased. It is set.
続くステップ280では、ステップ220,230で学
習されてゆく第1の補正量Pα、ステップ240で求め
られた第2の補正層Pβ、及びスヘ テップ260
,270で各々求められた電力IPA、PBとに基づい
て、次式(1)によりヒータ65bに供給する電力量、
ここではそのデユーティDが計算される。In the following step 280, the first correction amount Pα learned in steps 220 and 230, the second correction layer Pβ obtained in step 240, and the step 260
, 270, the amount of power supplied to the heater 65b according to the following equation (1),
Here, the duty D is calculated.
D−PBXPαXPβ/PA ・ (1)ステップ
290では、ステップ280で求められたデユーティD
のパルス信号をヒータ通電制御回路98に送出し、ヒー
タ65bへの供給電力、結果的には酸素濃度センサ65
の温度を制御する処理が行なわれ、NEXTへ抜けて本
制御ルーチンを終了する。D-PBXPαXPβ/PA (1) In step 290, the duty D obtained in step 280 is
A pulse signal of
A process for controlling the temperature is performed, and the process exits to NEXT to end this control routine.
以上のように構成された本実施例においては、酸素濃度
センサ65のヒータ65bに供給する電力量を検出素子
65aのインピーダンス(信号■r)によって制御する
と共に、検出素子65aが検出した排気中の残存酸素濃
度によって補正し、検出素子65aの温度を常に700
℃に保つような制御が行なわれている。従って、電力の
ムダな消費を招くことなく、酸素濃度センサ65の温度
を酸素濃度の検出に充分な温度に保持することができ、
エンジン51の排気中の酸素濃度を正確に検出すること
ができる。又、酸素濃度センサ65の温度を正確に制御
できることから、過剰な電力を供給してしまうこともな
く、酸素濃度センサ65使用上の耐久性も改善される。In this embodiment configured as described above, the amount of electric power supplied to the heater 65b of the oxygen concentration sensor 65 is controlled by the impedance of the detection element 65a (signal ■r), and the amount of power in the exhaust gas detected by the detection element 65a is Corrected by the residual oxygen concentration, the temperature of the detection element 65a is always kept at 700.
Control is in place to maintain the temperature at ℃. Therefore, the temperature of the oxygen concentration sensor 65 can be maintained at a temperature sufficient for detecting the oxygen concentration without causing wasteful consumption of power.
The oxygen concentration in the exhaust gas of the engine 51 can be detected accurately. Furthermore, since the temperature of the oxygen concentration sensor 65 can be accurately controlled, excessive power is not supplied, and the durability of the oxygen concentration sensor 65 in use is improved.
本実施例では制御回路75にマイクロコンピュータ97
を用い、エンジン51の他の制御、例えば空燃比制御や
点火時期υJailも併せ行なっており、全体での部品
点数を低減することができる。また自己診断プログラム
によるチェックをうけるよう構成することができるなど
、信頼性も向上させることができる。In this embodiment, the control circuit 75 includes a microcomputer 97.
is also used to perform other controls of the engine 51, such as air-fuel ratio control and ignition timing υJail, making it possible to reduce the total number of parts. In addition, reliability can be improved by being able to be configured to be checked by a self-diagnosis program.
以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に同等限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not equally limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course.
LlL算1−
以上詳述したように、本発明の酸素濃度センサ用ヒータ
の電力量制御装置によれば、残存酸素濃度の影響をうけ
ることなく酸素濃度センサの温度を一定に制御すること
ができ、酸素a度の検出を極めて、正確に行なうことが
できるという優れた効果を奏する。又、電力のムダな消
耗を招くことなく、酸素濃度センサの耐久性も向上させ
ることができる。LlL Calculation 1- As detailed above, according to the power amount control device for the oxygen concentration sensor heater of the present invention, the temperature of the oxygen concentration sensor can be controlled to be constant without being affected by the residual oxygen concentration. This provides an excellent effect in that the oxygen concentration can be detected extremely accurately. Furthermore, the durability of the oxygen concentration sensor can be improved without causing unnecessary consumption of power.
第1図は本発明の基本的構成図、第2図は限界電流式の
酸素濃度センサの出力特性を示すグラフ、第3図は酸素
濃度センサの複素インピーダンスを示すグラフ、第4図
は酸素濃度による酸素S度センサ潟度制御上の偏差を示
すグラフ、第5図は本発明第1実施例の酸素81度セン
サ用ヒータの電力層制御装置の概略構成図、第6図は比
較器26の構成図、第7図は加算量Vαを求めるグラフ
、第8図は比較器の他の構成例を示を構成図、第9図は
加算量vαを求めるもうひとつのグラフ、第10図は本
発明第2実施例として内燃機関の空燃比制御を行なうシ
ステムの概略構成図、第11図はその制御回路75を中
心とするブロック図、第12図は同じくその制御例を示
すフローチャート、第13図は第2の補正係数Pβを求
めるグラフ、第14図は目標電力ff1PBを求めるマ
ツプ、である。
1・・・内燃機関
3・・・排気管
5.65・・・酸素m麿センサ
11.65a・・・検出素子
12.65b・・・ヒータ
23・・・インピーダンス検出回路
25.85・・・ローパスフィルタ
26・・・比較器
51・・・エンジン
60・・・吸気圧センサ
70・・・回転数センサ
75・−・制御回路
84・・・検波回路
97・・・マイクロコンピュータ
へ 代理人 弁理士 定立 間第1
図
第2図
第3■
Z(n)
第4図
9裂1ト、濃ハ支 /”/;ノ
第5図
23・・・インC−ダンス涼世回路
も
25 −ローl−〇スフ
イルタ26− 匡藪葵
第6図
第7図
第13図
第14図Fig. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the output characteristics of a limiting current type oxygen concentration sensor, Fig. 3 is a graph showing the complex impedance of the oxygen concentration sensor, and Fig. 4 is a graph showing the oxygen concentration sensor. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the power layer control device for the heater for the oxygen 81 degree sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph for determining the addition amount Vα, FIG. 8 is a configuration diagram showing another example of the configuration of the comparator, FIG. 9 is another graph for determining the addition amount vα, and FIG. 10 is a graph for calculating the addition amount Vα. A schematic configuration diagram of a system for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine as a second embodiment of the invention, FIG. 11 is a block diagram centered on the control circuit 75, FIG. 12 is a flowchart showing an example of the control, and FIG. 13 is a graph for determining the second correction coefficient Pβ, and FIG. 14 is a map for determining the target power ff1PB. 1... Internal combustion engine 3... Exhaust pipe 5.65... Oxygen sensor 11.65a... Detection element 12.65b... Heater 23... Impedance detection circuit 25.85... Low-pass filter 26... Comparator 51... Engine 60... Intake pressure sensor 70... Rotation speed sensor 75... Control circuit 84... Detection circuit 97... To microcomputer Agent Patent attorney Establishment period 1
Figure 2 Figure 3 ■ Z(n) Figure 4 9 Rip 1 To, Noha branch /”/;ノ Figure 5 23... In C-Dance Suzuyo circuit also
25 -Roll filter 26- Figure 6, Figure 7, Figure 13, Figure 14
Claims (1)
検出する酸素濃度センサに備えられた酸素濃度センサ加
熱用ヒータと、 排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する前記酸素濃度
センサのインピーダンスを用いて該酸素濃度センサの温
度を検出する温度検出手段と、該検出された温度に基づ
いて、前記酸素センサ加熱用ヒータに供給する電力量を
制御する電力量制御手段と、 を備えた酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置にお
いて、 前記電力量制御手段が、前記供給する電力量を前記内燃
機関の排ガス中の残存酸素濃度に基づいて補正するよう
構成されたことを特徴とする酸素濃度センサ用ヒータの
電力量制御装置。 2 温度検出手段が、酸素濃度センサに交流電圧を印加
して該酸素濃度センサの交流インピーダンスを信号とし
て取り出し、この信号から酸素濃度センサの温度を検出
するよう構成され、 電力量制御手段が、前記交流インピーダンスの信号と予
め定められた基準値とを比較して前記酸素濃度センサへ
供給する電力量を制御するよう構成され、更に、内燃機
関の排ガス中の残存酸素濃度に基づく前記電力量の補正
が、前記交流インピーダンスの信号または前記基準値の
いずれかを補正することによって行なわれるよう構成さ
れた特許請求の範囲第1項記載の酸素濃度センサ用ヒー
タの電力量制御装置。 3 電力量の補正が、酸素濃度センサによって検出され
た内燃機関の排ガス中の残存酸素濃度に基づいて行なわ
れる特許請求の範囲第1項または第2項記載の酸素濃度
センサ用ヒータの電力量制御装置。 4 電力量の補正に用いられる残存酸素濃度が該内燃機
関の運転状態によって推定される特許請求の範囲第1項
または第2項記載の酸素濃度センサ用ヒータの電力量制
御装置。[Scope of Claims] 1. A heater for heating an oxygen concentration sensor included in an oxygen concentration sensor installed in an exhaust system of an internal combustion engine to detect oxygen concentration in exhaust gas, and outputting a signal according to the oxygen concentration in exhaust gas. temperature detection means for detecting the temperature of the oxygen concentration sensor using the impedance of the oxygen concentration sensor; and power amount control for controlling the amount of power supplied to the heater for heating the oxygen sensor based on the detected temperature. In the power amount control device for a heater for an oxygen concentration sensor, the power amount control means is configured to correct the amount of power to be supplied based on the residual oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine. A power amount control device for a heater for an oxygen concentration sensor, characterized in that: 2. The temperature detection means is configured to apply an AC voltage to the oxygen concentration sensor, extract the AC impedance of the oxygen concentration sensor as a signal, and detect the temperature of the oxygen concentration sensor from this signal; It is configured to compare the AC impedance signal with a predetermined reference value to control the amount of power supplied to the oxygen concentration sensor, and further correct the amount of power based on the residual oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine. 2. The power amount control device for an oxygen concentration sensor heater according to claim 1, wherein said adjustment is performed by correcting either said alternating current impedance signal or said reference value. 3. Power amount control of the oxygen concentration sensor heater according to claim 1 or 2, wherein the power amount is corrected based on the residual oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine detected by the oxygen concentration sensor. Device. 4. The power amount control device for an oxygen concentration sensor heater according to claim 1 or 2, wherein the residual oxygen concentration used for correcting the power amount is estimated based on the operating state of the internal combustion engine.
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JP59245459A JPS61122556A (en) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | Electric energy controller of heater for oxygen concentration sensor |
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JP59245459A JPS61122556A (en) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | Electric energy controller of heater for oxygen concentration sensor |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5852228A (en) * | 1996-07-10 | 1998-12-22 | Denso Corporation | Apparatus and method for controlling oxygen sensor heating |
US6712054B2 (en) | 2000-05-17 | 2004-03-30 | Unisia Jecs Corporation | Device and method for measuring element temperature of air-fuel ratio sensor, and device and method for controlling heater of air-fuel ratio sensor |
US6723965B2 (en) | 2000-06-22 | 2004-04-20 | Unisia Jecs Corporation | Heater control apparatus of air-fuel ratio sensor and method thereof |
JP2013190296A (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Oxygen sensor control device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5421393A (en) * | 1977-07-13 | 1979-02-17 | Bosch Gmbh Robert | Method and apparatus for control heating of measuring sensor in* for example* vehicle |
JPS57187646A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-18 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for measuring temperature of limit current sonde or oxygen sonde |
JPS59190651A (en) * | 1983-04-13 | 1984-10-29 | Toyota Motor Corp | Heating controller of oxygen sensor |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP59245459A patent/JPS61122556A/en active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5421393A (en) * | 1977-07-13 | 1979-02-17 | Bosch Gmbh Robert | Method and apparatus for control heating of measuring sensor in* for example* vehicle |
JPS57187646A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-18 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for measuring temperature of limit current sonde or oxygen sonde |
JPS59190651A (en) * | 1983-04-13 | 1984-10-29 | Toyota Motor Corp | Heating controller of oxygen sensor |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5852228A (en) * | 1996-07-10 | 1998-12-22 | Denso Corporation | Apparatus and method for controlling oxygen sensor heating |
US5974857A (en) * | 1996-07-10 | 1999-11-02 | Denso Corporation | Apparatus and method for controlling oxygen sensor heating |
US6712054B2 (en) | 2000-05-17 | 2004-03-30 | Unisia Jecs Corporation | Device and method for measuring element temperature of air-fuel ratio sensor, and device and method for controlling heater of air-fuel ratio sensor |
US7017567B2 (en) | 2000-05-17 | 2006-03-28 | Hitachi, Ltd. | Device and method for measuring element temperature of air-fuel ratio sensor, and device and method for controlling heater of air-fuel ratio sensor |
US6723965B2 (en) | 2000-06-22 | 2004-04-20 | Unisia Jecs Corporation | Heater control apparatus of air-fuel ratio sensor and method thereof |
JP2013190296A (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Oxygen sensor control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0531739B2 (en) | 1993-05-13 |
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