JP2511087B2 - 酸素濃度センサのヒ―タ温度制御装置 - Google Patents
酸素濃度センサのヒ―タ温度制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は内燃エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出
する酸素濃度センサのヒータ温度制御装置に関する。
する酸素濃度センサのヒータ温度制御装置に関する。
背景技術 内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等のために排
気カス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって検出し、
エンジンに供給される混合気の空気量、又は燃料量を酸
素濃度センサによる検出値に応じて調整することにより
供給混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制
御装置が例えば、特開昭62−225943号公報により知られ
ている。
気カス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって検出し、
エンジンに供給される混合気の空気量、又は燃料量を酸
素濃度センサによる検出値に応じて調整することにより
供給混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制
御装置が例えば、特開昭62−225943号公報により知られ
ている。
このような空燃比制御装置に用いられる酸素濃度セン
サにおいては、通常、酸素イオン伝導性固体電解質材か
らなる酸素濃度検出素子が設けられている。酸素濃度検
出素子は特に酸素濃度比例型の素子の場合にはエンジン
の定常運転時の排気ガス温度より十分高い温度にしない
と、活性状態とならず所望の酸素濃度検出特性が得られ
ない。よって、酸素濃度検出素子を加熱する電熱ヒータ
が設けられ、エンジン運転が開始されると、ヒータにヒ
ータ温度制御装置から電流が印加されヒータが発熱する
ようになっている。
サにおいては、通常、酸素イオン伝導性固体電解質材か
らなる酸素濃度検出素子が設けられている。酸素濃度検
出素子は特に酸素濃度比例型の素子の場合にはエンジン
の定常運転時の排気ガス温度より十分高い温度にしない
と、活性状態とならず所望の酸素濃度検出特性が得られ
ない。よって、酸素濃度検出素子を加熱する電熱ヒータ
が設けられ、エンジン運転が開始されると、ヒータにヒ
ータ温度制御装置から電流が印加されヒータが発熱する
ようになっている。
かかるヒータ温度制御装置においては、酸素濃度検出
素子の温度を適切な温度に維持するためにヒータ抵抗値
が所定値になるようにヒータに電圧を印加することが行
なわれている。これは、第１図に実線ａで示すように酸
素濃度検出素子の温度はヒータ抵抗値に比例するからで
ある。しかしながら、ヒータ抵抗値と酸素濃度検出素子
の温度との関係は第１図に破線b,cで示したように排気
ガス温度や排気流量によってばらつきを生ずる。
素子の温度を適切な温度に維持するためにヒータ抵抗値
が所定値になるようにヒータに電圧を印加することが行
なわれている。これは、第１図に実線ａで示すように酸
素濃度検出素子の温度はヒータ抵抗値に比例するからで
ある。しかしながら、ヒータ抵抗値と酸素濃度検出素子
の温度との関係は第１図に破線b,cで示したように排気
ガス温度や排気流量によってばらつきを生ずる。
第２図は排気ガス温度が高い場合（TexhH）及び低い
場合（TexhL）のヒータ位置と酸素濃度検出素子位置と
の温度状態を示している。この図からはヒータ発熱量、
すなわち目標温度が同一であっても排気ガス温度が高い
場合にはヒータ位置での温度は目標温度より非常に高く
なり、逆に排気ガス温度が低い場合にはヒータ位置での
温度が目標温度付近であっても酸素濃度検出素子位置で
の温度は目標温度よりも低くなることが分かる。この原
因として排気ガス温度とヒータ位置での温度との差によ
り熱伝達量が異なるためと考えられる。すなわち、高排
気ガス温度の時には排気ガスはヒータを加熱するように
作用するが、低排気ガス温度の時には排気ガスはヒータ
を冷却するように作用するためである。またヒータ位置
と酸素濃度検出素子位置との間は所定の距離を有してい
るのでヒータ温度を目標温度に制御しても酸素濃度検出
素子位置での温度は目標温度より低下し、特に高排気ガ
ス温度の状態ほどその低下度合は大きい。よって、酸素
濃度検出素子温度を目標温度に維持するためにヒータ抵
抗値を所定値に制御しようとしても第３図に示すように
排気ガス温度が変化すると、酸素濃度検出素子の温度が
変動する。しかしながら、酸素濃度検出素子の温度が高
過ぎたり、低過ぎると酸素濃度検出精度の悪化だけでな
く、素子自身の耐久性が悪化する。また、排気ガス流量
が変化した場合にも同様にヒータの温度変化を招き、そ
の結果、酸素濃度検出素子の温度が変動することが分か
った。
場合（TexhL）のヒータ位置と酸素濃度検出素子位置と
の温度状態を示している。この図からはヒータ発熱量、
すなわち目標温度が同一であっても排気ガス温度が高い
場合にはヒータ位置での温度は目標温度より非常に高く
なり、逆に排気ガス温度が低い場合にはヒータ位置での
温度が目標温度付近であっても酸素濃度検出素子位置で
の温度は目標温度よりも低くなることが分かる。この原
因として排気ガス温度とヒータ位置での温度との差によ
り熱伝達量が異なるためと考えられる。すなわち、高排
気ガス温度の時には排気ガスはヒータを加熱するように
作用するが、低排気ガス温度の時には排気ガスはヒータ
を冷却するように作用するためである。またヒータ位置
と酸素濃度検出素子位置との間は所定の距離を有してい
るのでヒータ温度を目標温度に制御しても酸素濃度検出
素子位置での温度は目標温度より低下し、特に高排気ガ
ス温度の状態ほどその低下度合は大きい。よって、酸素
濃度検出素子温度を目標温度に維持するためにヒータ抵
抗値を所定値に制御しようとしても第３図に示すように
排気ガス温度が変化すると、酸素濃度検出素子の温度が
変動する。しかしながら、酸素濃度検出素子の温度が高
過ぎたり、低過ぎると酸素濃度検出精度の悪化だけでな
く、素子自身の耐久性が悪化する。また、排気ガス流量
が変化した場合にも同様にヒータの温度変化を招き、そ
の結果、酸素濃度検出素子の温度が変動することが分か
った。
発明の概要 そこで、本発明の目的は、酸素濃度検出素子の温度を
適切な温度に維持することができる酸素濃度センサのヒ
ータ温度制御装置を提供することである。
適切な温度に維持することができる酸素濃度センサのヒ
ータ温度制御装置を提供することである。
本願第１の発明による酸素濃度センサのヒータ温度制
御装置においては、電熱ヒータの消費電力を検出する電
力検出手段と、検出された消費電力に応じた目標ヒータ
抵抗値を設定する設定手段と、ヒータの抵抗値が目標ヒ
ータ抵抗値に等しくなるようにヒータに電圧を印加する
電圧印加手段とからなることを特徴としている。また本
願第２の発明による酸素濃度センサのヒータ温度制御装
置においては、電熱ヒータの消費電力を検出する電力検
出手段と、エンジンの排気ガス流量を検出する流量検出
手段と、検出された消費電力及び排気ガス流量に応じた
目標ヒータ抵抗値を設定する設定手段と、ヒータの抵抗
値が目標ヒータ抵抗値に等しくなるようにヒータに電圧
を印加する電圧印加手段とからなることを特徴としてい
る。
御装置においては、電熱ヒータの消費電力を検出する電
力検出手段と、検出された消費電力に応じた目標ヒータ
抵抗値を設定する設定手段と、ヒータの抵抗値が目標ヒ
ータ抵抗値に等しくなるようにヒータに電圧を印加する
電圧印加手段とからなることを特徴としている。また本
願第２の発明による酸素濃度センサのヒータ温度制御装
置においては、電熱ヒータの消費電力を検出する電力検
出手段と、エンジンの排気ガス流量を検出する流量検出
手段と、検出された消費電力及び排気ガス流量に応じた
目標ヒータ抵抗値を設定する設定手段と、ヒータの抵抗
値が目標ヒータ抵抗値に等しくなるようにヒータに電圧
を印加する電圧印加手段とからなることを特徴としてい
る。
実 施 例 以下、本発明の実施例につき添付図面を参照しつつ詳
細に説明する。
細に説明する。
第４図は本発明によるヒータ温度制御装置を備えた酸
素濃度センサの酸素濃度検出素子を示している。この酸
素濃度検出素子においては、酸素イオン伝導性固体電解
質材１内に気体拡散制限域として気体滞留室２が形成さ
れている。気体滞留室２は固体電解質材１外部から被測
定気体の排気ガスを導入する導入孔３に連通し、導入孔
３は図示しない内燃エンジンの排気管内において排気ガ
スが気体滞留室２内に流入し易いように位置される。ま
た酸素イオン伝導性固体電解質材１には大気を導入する
大気基準室４が気体滞留室２と壁を隔てるように形成さ
れている。気体滞留室２の大気基準室４とは反対側の壁
部内には電極保護孔５が形成されている。気体滞留室２
と電極保護孔５との間の壁部には電極対6a,6bが形成さ
れ、気体滞留室２と大気基準室４との間の壁部には電極
対7a,7bが各々形成されている。固体電解質材１及び電
極対6a,6bが酸素ポンプ素子８として作用し、固体電解
質材１及び電極対7a,7bが電池素子９として作用する。
また大気基準室４及び電極保護孔５の各外壁面には電熱
ヒータ10a,10bが設けられている。ヒータ10a,10bは互い
に並列に接続されている。
素濃度センサの酸素濃度検出素子を示している。この酸
素濃度検出素子においては、酸素イオン伝導性固体電解
質材１内に気体拡散制限域として気体滞留室２が形成さ
れている。気体滞留室２は固体電解質材１外部から被測
定気体の排気ガスを導入する導入孔３に連通し、導入孔
３は図示しない内燃エンジンの排気管内において排気ガ
スが気体滞留室２内に流入し易いように位置される。ま
た酸素イオン伝導性固体電解質材１には大気を導入する
大気基準室４が気体滞留室２と壁を隔てるように形成さ
れている。気体滞留室２の大気基準室４とは反対側の壁
部内には電極保護孔５が形成されている。気体滞留室２
と電極保護孔５との間の壁部には電極対6a,6bが形成さ
れ、気体滞留室２と大気基準室４との間の壁部には電極
対7a,7bが各々形成されている。固体電解質材１及び電
極対6a,6bが酸素ポンプ素子８として作用し、固体電解
質材１及び電極対7a,7bが電池素子９として作用する。
また大気基準室４及び電極保護孔５の各外壁面には電熱
ヒータ10a,10bが設けられている。ヒータ10a,10bは互い
に並列に接続されている。
酸素イオン伝導性固体電解質材１としては、ZrO2（二
酸化ジルコニウム）が用いられ、電極6aないし7bとして
はPt（白金）が用いられる。
酸化ジルコニウム）が用いられ、電極6aないし7bとして
はPt（白金）が用いられる。
電池素子９の電極7a,7b間には気体滞留室２と大気基
準室４との酸素濃度差に応じた電圧が発生し、その電圧
は図示しないポンプ電流制御手段に供給される。ポンプ
電流制御手段は電池素子９の発生電圧が理論空燃比に対
応する基準電圧に等しくなるように酸素ポンプ素子８の
電極6a,6b間にポンプ電流を供給する。
準室４との酸素濃度差に応じた電圧が発生し、その電圧
は図示しないポンプ電流制御手段に供給される。ポンプ
電流制御手段は電池素子９の発生電圧が理論空燃比に対
応する基準電圧に等しくなるように酸素ポンプ素子８の
電極6a,6b間にポンプ電流を供給する。
第５図に示すようにヒータ10a,10bには直列に電流検
出抵抗11が接続されている。ヒータ10a,10bの両端電圧
及び電流検出抵抗11の両端電圧はA/D変換器12に供給さ
れる。またA/D変換器12には絶対圧センサ13が接続され
ている。絶対圧センサ13はエンジン吸気管（図示せず）
内に設けられ吸気管内絶対圧に応じたレベルの電圧を発
生する。A/D変換器12によってディジタル化された各電
圧信号はマイクロプロセッサ15に供給される。マイクロ
プロセッサ15には駆動回路16が接続され、駆動回路16は
マイクロプロセッサ15の指令に応じた電圧をヒータ10a,
10b及び抵抗11からなる直列回路に印加する。またマイ
クロプロセッサ15には記憶素子としてROM21及びRAM22が
接続されている。
出抵抗11が接続されている。ヒータ10a,10bの両端電圧
及び電流検出抵抗11の両端電圧はA/D変換器12に供給さ
れる。またA/D変換器12には絶対圧センサ13が接続され
ている。絶対圧センサ13はエンジン吸気管（図示せず）
内に設けられ吸気管内絶対圧に応じたレベルの電圧を発
生する。A/D変換器12によってディジタル化された各電
圧信号はマイクロプロセッサ15に供給される。マイクロ
プロセッサ15には駆動回路16が接続され、駆動回路16は
マイクロプロセッサ15の指令に応じた電圧をヒータ10a,
10b及び抵抗11からなる直列回路に印加する。またマイ
クロプロセッサ15には記憶素子としてROM21及びRAM22が
接続されている。
一方、クランク角センサ17はエンジンのクランクシャ
フト（図示せず）の回転に同期したパルス、例えば、TD
Cパルスを発生する。クランク角センサ17の出力パルス
は波形整形回路18を介してカウンタ19に供給される。カ
ウンタ19は波形整形回路18の出力パルスの発生間隔をク
ロックパルス発生回路（図示せず）から出力されるクロ
ックパルス数によって計測してエンジン回転数Neデータ
としてマイクロプロセッサ15に供給する。
フト（図示せず）の回転に同期したパルス、例えば、TD
Cパルスを発生する。クランク角センサ17の出力パルス
は波形整形回路18を介してカウンタ19に供給される。カ
ウンタ19は波形整形回路18の出力パルスの発生間隔をク
ロックパルス発生回路（図示せず）から出力されるクロ
ックパルス数によって計測してエンジン回転数Neデータ
としてマイクロプロセッサ15に供給する。
かかる構成においては、A/D変換器12から吸気管内絶
対圧PBA、ヒータ10a,10bの両端電圧VH及び電流検出抵抗
11の両端電圧として検出されるヒータ電流IHの各情報、
またカウンタ19からエンジン回転数Neを表わす情報がマ
イクロプロセッサ15に各々供給される。
対圧PBA、ヒータ10a,10bの両端電圧VH及び電流検出抵抗
11の両端電圧として検出されるヒータ電流IHの各情報、
またカウンタ19からエンジン回転数Neを表わす情報がマ
イクロプロセッサ15に各々供給される。
マイクロプロセッサ15は次に示すように所定周期毎に
各情報に基づいて駆動回路16の印加電圧を設定する。
各情報に基づいて駆動回路16の印加電圧を設定する。
マイクロプロセッサ15は所定周期毎に第６図に示すよ
うに先ず、吸気管内絶対圧PBA、ヒータ10a,10bの両端電
圧VH、ヒータ電流IH、及びエンジン回転数Neを読み込み
（ステップ51）、読み込んだヒータ10a,10bの両端電圧V
H及びヒータ電流IHからヒータ消費電力WH（＝VH×IH）
を算出し（ステップ52）、読み込んだ絶対圧PBA及びエ
ンジン回転数Neから排気ガス流量Ｑを算出する（ステッ
プ53）。排気ガス流量Ｑは例えば、Ｑ＝Ｋ×Ne×PBAな
る式によって算出される。この式においてＫは定数であ
る。ヒータ消費電力WH及び排気ガス流量Ｑの算出後、そ
のヒータ消費電力WH及び排気ガス流量Ｑに応じてヒータ
10a,10bの目標抵抗値RTARを設定する（ステップ54）。
排気ガス流量Ｑ及びヒータ消費電力WHと目標抵抗値RTAR
との関係は第７図に示す如くであり、目標抵抗値RTARは
排気ガス流量Ｑの増加に従って低く設定され、またヒー
タ消費電力WHが所定温度範囲ではヒータ消費電力WHの上
昇に従って高く設定される。かかる目標抵抗値RTARの設
定データはROM21に予めデータマップとして書き込まれ
ているので、マイクロプロセッサ15は排気ガス流量Ｑ及
びヒータ消費電力WHに対応する目標抵抗値RTARをデータ
マップから検索して設定する。ヒータ消費電力WHが大き
い程、酸素濃度検出素子温度、すなわちヒータ抵抗値を
大きくする必要があるが、第２図のようにヒータ位置と
酸素濃度検出素子位置との間の距離があり、排気ガス温
度が高い場合や排気ガス流量Ｑが増加した時はヒータ位
置での温度が目標温度すなわち目標抵抗値RTARより高く
なるため、第７図のように目標抵抗値RTARを低く補正す
る。なお、排気ガス流量Ｑ毎にヒータ消費電力WHと目標
抵抗値RTARとの関数式を記憶しておき、かかる関数式に
よって目標抵抗値RTARを算出しても良い。
うに先ず、吸気管内絶対圧PBA、ヒータ10a,10bの両端電
圧VH、ヒータ電流IH、及びエンジン回転数Neを読み込み
（ステップ51）、読み込んだヒータ10a,10bの両端電圧V
H及びヒータ電流IHからヒータ消費電力WH（＝VH×IH）
を算出し（ステップ52）、読み込んだ絶対圧PBA及びエ
ンジン回転数Neから排気ガス流量Ｑを算出する（ステッ
プ53）。排気ガス流量Ｑは例えば、Ｑ＝Ｋ×Ne×PBAな
る式によって算出される。この式においてＫは定数であ
る。ヒータ消費電力WH及び排気ガス流量Ｑの算出後、そ
のヒータ消費電力WH及び排気ガス流量Ｑに応じてヒータ
10a,10bの目標抵抗値RTARを設定する（ステップ54）。
排気ガス流量Ｑ及びヒータ消費電力WHと目標抵抗値RTAR
との関係は第７図に示す如くであり、目標抵抗値RTARは
排気ガス流量Ｑの増加に従って低く設定され、またヒー
タ消費電力WHが所定温度範囲ではヒータ消費電力WHの上
昇に従って高く設定される。かかる目標抵抗値RTARの設
定データはROM21に予めデータマップとして書き込まれ
ているので、マイクロプロセッサ15は排気ガス流量Ｑ及
びヒータ消費電力WHに対応する目標抵抗値RTARをデータ
マップから検索して設定する。ヒータ消費電力WHが大き
い程、酸素濃度検出素子温度、すなわちヒータ抵抗値を
大きくする必要があるが、第２図のようにヒータ位置と
酸素濃度検出素子位置との間の距離があり、排気ガス温
度が高い場合や排気ガス流量Ｑが増加した時はヒータ位
置での温度が目標温度すなわち目標抵抗値RTARより高く
なるため、第７図のように目標抵抗値RTARを低く補正す
る。なお、排気ガス流量Ｑ毎にヒータ消費電力WHと目標
抵抗値RTARとの関数式を記憶しておき、かかる関数式に
よって目標抵抗値RTARを算出しても良い。
このようにして目標抵抗値RTARを設定した後、読み込
んだヒータ10a,10bの両端電圧VH及びヒータ電流IHから
ヒータ10a,10bのヒータ抵抗値RH（＝VH/IH）を算出する
（ステップ55）。次いで、ヒータ抵抗値RHと目標抵抗値
RTARとの差ΔＲ（＝RH−RTAR）を算出し（ステップ5
6）、この差ΔＲに応じた印加電圧指令を駆動回路16に
対して発生する（ステップ57）。ΔＲ≧０のときには駆
動回路16からヒータ10a,10b及び抵抗11からなる直列回
路への印加電圧を低下させ、ΔＲ＜０のときには印加電
圧を上昇させるように印加電圧指令が発生される。駆動
回路16は印加電圧指令に応じてヒータ10a,10b及び抵抗1
1からなる直列回路への印加電圧を上昇又は減少させ
る。かかる直列回路への印加電圧が上昇するとヒータの
発熱温度が上昇し、その結果、ヒータ抵抗値RHが増加す
る。また直列回路への印加電圧が低下するとヒータの発
熱温度が低下し、その結果、ヒータ抵抗値RHが減少す
る。すなわち、ヒータ抵抗値RHが目標抵抗値RTARに等し
くなるようにかかる直列回路への印加電圧が制御され
る。
んだヒータ10a,10bの両端電圧VH及びヒータ電流IHから
ヒータ10a,10bのヒータ抵抗値RH（＝VH/IH）を算出する
（ステップ55）。次いで、ヒータ抵抗値RHと目標抵抗値
RTARとの差ΔＲ（＝RH−RTAR）を算出し（ステップ5
6）、この差ΔＲに応じた印加電圧指令を駆動回路16に
対して発生する（ステップ57）。ΔＲ≧０のときには駆
動回路16からヒータ10a,10b及び抵抗11からなる直列回
路への印加電圧を低下させ、ΔＲ＜０のときには印加電
圧を上昇させるように印加電圧指令が発生される。駆動
回路16は印加電圧指令に応じてヒータ10a,10b及び抵抗1
1からなる直列回路への印加電圧を上昇又は減少させ
る。かかる直列回路への印加電圧が上昇するとヒータの
発熱温度が上昇し、その結果、ヒータ抵抗値RHが増加す
る。また直列回路への印加電圧が低下するとヒータの発
熱温度が低下し、その結果、ヒータ抵抗値RHが減少す
る。すなわち、ヒータ抵抗値RHが目標抵抗値RTARに等し
くなるようにかかる直列回路への印加電圧が制御され
る。
第８図は本発明の他の実施例を示している。このヒー
タ温度制御装置においては、ヒータ10a,10b及び抵抗11
からなる直列回路に並列に抵抗23,24からなる直列回路
が接続されてブリッジ回路が形成されている。このブリ
ッジ回路には電圧VBがNPNトランジスタ25のコレクタ・
エミッタ間を介して印加される。抵抗11の両端電圧Va及
び抵抗24の両端電圧Vbは差動増幅回路26に供給されてい
る。差動増幅回路26の出力電圧はトランジスタ25のベー
スに供給される。すなわち、電圧Va,Vbの差電圧に応じ
た電流がトランジスタ25からヒータ10a,10bに供給され
る。また抵抗24には並列に可変抵抗器27が接続され、こ
の可変抵抗器27の制御端はマイクロプロセッサ15に接続
されている。マイクロプロセッサ15は上記した目標抵抗
値RTARに応じて可変抵抗器27の抵抗値を調整する。可変
抵抗器27の抵抗値が変化すると電圧Vbが変化し、これに
よりヒータ抵抗値RHが目標抵抗値RTARに等しくなるよう
にブリッジ回路の印加電圧が制御される。なお、可変抵
抗器27の代わりに抵抗24に並列に抵抗及びオンオフスイ
ッチの直列回路を接続して目標抵抗値RTARに応じてオン
オフスイッチをオン又はオフするようにしても良い。
タ温度制御装置においては、ヒータ10a,10b及び抵抗11
からなる直列回路に並列に抵抗23,24からなる直列回路
が接続されてブリッジ回路が形成されている。このブリ
ッジ回路には電圧VBがNPNトランジスタ25のコレクタ・
エミッタ間を介して印加される。抵抗11の両端電圧Va及
び抵抗24の両端電圧Vbは差動増幅回路26に供給されてい
る。差動増幅回路26の出力電圧はトランジスタ25のベー
スに供給される。すなわち、電圧Va,Vbの差電圧に応じ
た電流がトランジスタ25からヒータ10a,10bに供給され
る。また抵抗24には並列に可変抵抗器27が接続され、こ
の可変抵抗器27の制御端はマイクロプロセッサ15に接続
されている。マイクロプロセッサ15は上記した目標抵抗
値RTARに応じて可変抵抗器27の抵抗値を調整する。可変
抵抗器27の抵抗値が変化すると電圧Vbが変化し、これに
よりヒータ抵抗値RHが目標抵抗値RTARに等しくなるよう
にブリッジ回路の印加電圧が制御される。なお、可変抵
抗器27の代わりに抵抗24に並列に抵抗及びオンオフスイ
ッチの直列回路を接続して目標抵抗値RTARに応じてオン
オフスイッチをオン又はオフするようにしても良い。
上記した各実施例においては、検出したヒータ消費電
力及び排気ガス流量に応じて目標抵抗値RTARを設定し、
ヒータ抵抗値RHが目標抵抗値RTARに等しくなるようにヒ
ータ10a,10bに電圧を印加したが、検出したヒータ消費
電力のみに応じて目標抵抗値RTARを設定し、ヒータ抵抗
値RHが目標抵抗値RTARに等しくなるようにヒータ10a,10
bに電圧を供給しても酸素濃度検出素子の温度を適温に
良好に制御することができる。
力及び排気ガス流量に応じて目標抵抗値RTARを設定し、
ヒータ抵抗値RHが目標抵抗値RTARに等しくなるようにヒ
ータ10a,10bに電圧を印加したが、検出したヒータ消費
電力のみに応じて目標抵抗値RTARを設定し、ヒータ抵抗
値RHが目標抵抗値RTARに等しくなるようにヒータ10a,10
bに電圧を供給しても酸素濃度検出素子の温度を適温に
良好に制御することができる。
発明の効果 以上の如く、本発明の酸素濃度センサのヒータ温度制
御装置においては、ヒータの消費電力に応じて目標抵抗
値を設定し、ヒータ抵抗値が目標抵抗値に等しくなるよ
うにヒータに電圧を印加するので、排気ガス温度が変化
したためにヒータの発熱状態が変化しても酸素濃度検出
素子を目標温度に良好に制御することができる。また、
ヒータ消費電力と共に排気ガス流量に応じて目標抵抗値
を設定し、ヒータ抵抗値が目標抵抗値に等しくなるよう
にヒータに電圧を印加すれば、酸素濃度検出素子を目標
温度により良好に制御することができる。よって、酸素
濃度検出精度の悪化及び素子の劣化を防止することがで
きる。
御装置においては、ヒータの消費電力に応じて目標抵抗
値を設定し、ヒータ抵抗値が目標抵抗値に等しくなるよ
うにヒータに電圧を印加するので、排気ガス温度が変化
したためにヒータの発熱状態が変化しても酸素濃度検出
素子を目標温度に良好に制御することができる。また、
ヒータ消費電力と共に排気ガス流量に応じて目標抵抗値
を設定し、ヒータ抵抗値が目標抵抗値に等しくなるよう
にヒータに電圧を印加すれば、酸素濃度検出素子を目標
温度により良好に制御することができる。よって、酸素
濃度検出精度の悪化及び素子の劣化を防止することがで
きる。
第１図はヒータ抵抗値と酸素濃度検出素子温度との関係
を示す図、第２図はヒータ位置と酸素濃度検出素子位置
との温度状態を示す図、第３図は排気ガス温度と酸素濃
度検出素子温度との関係を示す図、第４図は本発明によ
るヒータ温度制御装置を備えた酸素濃度センサの酸素濃
度検出素子を示す図、第５図は本発明によるヒータ温度
制御装置の実施例を示す回路図、第６図は第５図の装置
中のマイクロプロセッサの動作を示すフロー図、第７図
は目標抵抗値設定特性を示す図、第８図は本発明の他の
実施例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明 １……酸素イオン伝導性固体電解質材 ２……気体滞留室 ４……大気基準室 ８……酸素ポンプ素子 ９……電池素子 10a,10b……ヒータ 11……電流検出抵抗 13……絶対圧センサ 17……クランク角センサ 19……カウンタ
を示す図、第２図はヒータ位置と酸素濃度検出素子位置
との温度状態を示す図、第３図は排気ガス温度と酸素濃
度検出素子温度との関係を示す図、第４図は本発明によ
るヒータ温度制御装置を備えた酸素濃度センサの酸素濃
度検出素子を示す図、第５図は本発明によるヒータ温度
制御装置の実施例を示す回路図、第６図は第５図の装置
中のマイクロプロセッサの動作を示すフロー図、第７図
は目標抵抗値設定特性を示す図、第８図は本発明の他の
実施例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明 １……酸素イオン伝導性固体電解質材 ２……気体滞留室 ４……大気基準室 ８……酸素ポンプ素子 ９……電池素子 10a,10b……ヒータ 11……電流検出抵抗 13……絶対圧センサ 17……クランク角センサ 19……カウンタ
Claims (2)
- 【請求項１】内燃エンジンの排気系に設けられ排気ガス
中の酸素濃度に応じた出力を発生する酸素濃度検出素子
及び該酸素濃度検出素子を加熱する電熱ヒータを有する
酸素濃度センサのヒータ温度制御装置であって、前記ヒ
ータの消費電力を検出する電力検出手段と、検出された
消費電に力応じた目標ヒータ抵抗値を設定する設定手段
と、前記ヒータの抵抗値が目標ヒータ抵抗値に等しくな
るように前記ヒータに電圧を印加する電圧印加手段とか
らなることを特徴とするヒータ温度制御装置。 - 【請求項２】内燃エンジンの排気系に設けられ排気ガス
中の酸素濃度に応じた出力を発生する酸素濃度検出素子
及び該酸素濃度検出素子を加熱する電熱ヒータを有する
酸素濃度センサのヒータ温度制御装置であって、前記ヒ
ータの消費電力を検出する電力検出手段と、エンジンの
排気ガス流量を検出する流量検出手段と、検出された消
費電力及び排気ガス流量に応じた目標ヒータ抵抗値を設
定する設定手段と、前記ヒータの抵抗値が目標ヒータ抵
抗値に等しくなるように前記ヒータに電圧を印加する電
圧印加手段とからなることを特徴とするヒータ温度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332842A JP2511087B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 酸素濃度センサのヒ―タ温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62332842A JP2511087B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 酸素濃度センサのヒ―タ温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172746A JPH01172746A (ja) | 1989-07-07 |
| JP2511087B2 true JP2511087B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=18259402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62332842A Expired - Fee Related JP2511087B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 酸素濃度センサのヒ―タ温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511087B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1308992B1 (it) * | 1999-02-09 | 2002-01-15 | Magneti Marelli Spa | Metodo di controllo e di diagnosi del riscaldatore di un sensoresensibile alla composizione dei gas di scarico di un motore. |
| JP3719912B2 (ja) | 2000-06-07 | 2005-11-24 | 三菱電機株式会社 | 排気ガスセンサ用温度検出装置 |
| JP4295900B2 (ja) | 2000-07-03 | 2009-07-15 | 三菱電機株式会社 | 排気ガスセンサ用ヒータ制御装置 |
| JP4209736B2 (ja) | 2003-07-16 | 2009-01-14 | 三菱電機株式会社 | エンジン制御装置 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP62332842A patent/JP2511087B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01172746A (ja) | 1989-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |