JP2002155796A - 排ガスセンサの劣化検出装置 - Google Patents
排ガスセンサの劣化検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガスセンサの内部抵抗の製品間バラツキや
温度依存性を考慮した上で、内部抵抗の経年変化量を検
出して劣化判定を行うことが可能な排ガスセンサの劣化
検出装置を得る。 【解決手段】 データ収集期間判定手段１０９で決定さ
れる期間内で、排ガスセンサ５および電熱ヒータ４の初
期内部抵抗を演算記憶して初期内部抵抗の相関関係を学
習記憶し、データ収集期間後は異常判定手段１１５によ
り、排ガスセンサ５および電熱ヒータ４の現在内部抵抗
を演算記憶して学習記憶された初期内部抵抗と対比する
ことで、現在内部抵抗が所定許容値より大きく変化した
場合に異常を検出する。
温度依存性を考慮した上で、内部抵抗の経年変化量を検
出して劣化判定を行うことが可能な排ガスセンサの劣化
検出装置を得る。 【解決手段】 データ収集期間判定手段１０９で決定さ
れる期間内で、排ガスセンサ５および電熱ヒータ４の初
期内部抵抗を演算記憶して初期内部抵抗の相関関係を学
習記憶し、データ収集期間後は異常判定手段１１５によ
り、排ガスセンサ５および電熱ヒータ４の現在内部抵抗
を演算記憶して学習記憶された初期内部抵抗と対比する
ことで、現在内部抵抗が所定許容値より大きく変化した
場合に異常を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の排ガ
ス中の酸素濃度を検出する排ガスセンサの劣化検出装
置、特に電熱ヒータが併用されて排ガスの検出精度を向
上した形式の排ガスセンサであって、排ガスセンサの劣
化および電熱ヒータの異常を総合的に検出することがで
きる排ガスセンサの劣化検出装置に関するものである。
ス中の酸素濃度を検出する排ガスセンサの劣化検出装
置、特に電熱ヒータが併用されて排ガスの検出精度を向
上した形式の排ガスセンサであって、排ガスセンサの劣
化および電熱ヒータの異常を総合的に検出することがで
きる排ガスセンサの劣化検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として、内燃機関の排ガス中
の酸素濃度を検出し、内燃機関への供給混合気の空気／
燃料比率をフィードバック制御して、排ガスの浄化や燃
費の改善を行うことが一般的に知られている。このフィ
ードバック制御を行うためには、排ガスセンサを活性化
領域に維持し、酸素濃度の検出特性を安定化する必要が
ある。そのために、排ガスセンサに内蔵されたセラミッ
クヒータの通電を制御し、排ガスセンサの温度を一定に
することが行われている。
の酸素濃度を検出し、内燃機関への供給混合気の空気／
燃料比率をフィードバック制御して、排ガスの浄化や燃
費の改善を行うことが一般的に知られている。このフィ
ードバック制御を行うためには、排ガスセンサを活性化
領域に維持し、酸素濃度の検出特性を安定化する必要が
ある。そのために、排ガスセンサに内蔵されたセラミッ
クヒータの通電を制御し、排ガスセンサの温度を一定に
することが行われている。
【０００３】その基礎技術となる排ガスセンサの温度の
検出は、例えば特開平９−２９２３６４号公報および特
開平８−３１３４７７号公報に開示されているように、
排ガスセンサの内部抵抗を測定し、これを基にして排ガ
スセンサ自身の温度を検出する方法が用いられている。
また、特開平８−３１３４７６号公報および特開平９−
４５０２号公報に示されるように、排ガスセンサに内蔵
された電熱ヒータの抵抗値を測定することにより、排ガ
スセンサの周辺温度を検出する方法などが用いられてい
る。
検出は、例えば特開平９−２９２３６４号公報および特
開平８−３１３４７７号公報に開示されているように、
排ガスセンサの内部抵抗を測定し、これを基にして排ガ
スセンサ自身の温度を検出する方法が用いられている。
また、特開平８−３１３４７６号公報および特開平９−
４５０２号公報に示されるように、排ガスセンサに内蔵
された電熱ヒータの抵抗値を測定することにより、排ガ
スセンサの周辺温度を検出する方法などが用いられてい
る。
【０００４】一方、排ガスセンサの劣化検出方法として
は、特開平１０−３３１７００号公報や特開平８−１２
１２２１号公報で見られるように、内燃機関の運転状態
を意図的に変更し、これに対応した排ガスセンサの検出
出力の応答変化速度や出力変動波形に注目する手段が提
示されている。
は、特開平１０−３３１７００号公報や特開平８−１２
１２２１号公報で見られるように、内燃機関の運転状態
を意図的に変更し、これに対応した排ガスセンサの検出
出力の応答変化速度や出力変動波形に注目する手段が提
示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術を用いた場合、単に排ガスセンサの劣化を検出するた
めに内燃機関の運転状態を変更するという大掛かりな手
段を必要としていた。さらに排ガスセンサと一体化され
ている電熱ヒータの異常が検出できないという問題があ
った。
術を用いた場合、単に排ガスセンサの劣化を検出するた
めに内燃機関の運転状態を変更するという大掛かりな手
段を必要としていた。さらに排ガスセンサと一体化され
ている電熱ヒータの異常が検出できないという問題があ
った。
【０００６】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたものであり、電熱ヒータの異常検出と合
わせて排ガスセンサの内部抵抗の経年変化に注目すると
いう簡易な手段を用いて、電熱ヒータを含めた排ガスセ
ンサの総合的な劣化検出を行う排ガスセンサの劣化検出
装置を提供するものである。また、この発明は、排ガス
センサや電熱ヒータの内部抵抗の製品間バラツキや温度
依存性を考慮した上で、内部抵抗の経年変化を抽出する
簡易な排ガスセンサの劣化検出装置を提供するものであ
る。
ためになされたものであり、電熱ヒータの異常検出と合
わせて排ガスセンサの内部抵抗の経年変化に注目すると
いう簡易な手段を用いて、電熱ヒータを含めた排ガスセ
ンサの総合的な劣化検出を行う排ガスセンサの劣化検出
装置を提供するものである。また、この発明は、排ガス
センサや電熱ヒータの内部抵抗の製品間バラツキや温度
依存性を考慮した上で、内部抵抗の経年変化を抽出する
簡易な排ガスセンサの劣化検出装置を提供するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明による排ガスセ
ンサの劣化検出装置は、自動車用内燃機関の排気管に設
けられ、電熱ヒータによって温度制御を行うように構成
された排ガスセンサの劣化を検出する排ガスセンサの劣
化検出装置において、上記排ガスセンサおよび上記電熱
ヒータの初期内部抵抗を順次サンプリングして対比させ
演算記憶する初期内部抵抗相関学習記憶手段、上記初期
内部抵抗をサンプリングする期間を決定するためのデー
タ収集期間判定手段、上記自動車用内燃機関の運転開始
の所定期間後において、上記排ガスセンサおよび上記電
熱ヒータの現在内部抵抗を演算記憶するとともに、上記
現在内部抵抗を上記初期内部抵抗と対比させることによ
り、上記現在内部抵抗が所定許容値より大きく変化した
ことを判定して異常処理を行う異常判定手段を備えたも
のである。
ンサの劣化検出装置は、自動車用内燃機関の排気管に設
けられ、電熱ヒータによって温度制御を行うように構成
された排ガスセンサの劣化を検出する排ガスセンサの劣
化検出装置において、上記排ガスセンサおよび上記電熱
ヒータの初期内部抵抗を順次サンプリングして対比させ
演算記憶する初期内部抵抗相関学習記憶手段、上記初期
内部抵抗をサンプリングする期間を決定するためのデー
タ収集期間判定手段、上記自動車用内燃機関の運転開始
の所定期間後において、上記排ガスセンサおよび上記電
熱ヒータの現在内部抵抗を演算記憶するとともに、上記
現在内部抵抗を上記初期内部抵抗と対比させることによ
り、上記現在内部抵抗が所定許容値より大きく変化した
ことを判定して異常処理を行う異常判定手段を備えたも
のである。
【０００８】また、この発明による排ガスセンサの劣化
検出装置は、上記のような構成において、初期内部抵抗
相関学習記憶手段は、新たにサンプリングして演算測定
された排ガスセンサおよび電熱ヒータの初期内部抵抗
が、既に学習記憶された初期内部抵抗に対して近似して
いる場合、新たにサンプリングされた上記初期内部抵抗
と学習記憶された上記初期内部抵抗の値を平均化して更
新記憶するものである。
検出装置は、上記のような構成において、初期内部抵抗
相関学習記憶手段は、新たにサンプリングして演算測定
された排ガスセンサおよび電熱ヒータの初期内部抵抗
が、既に学習記憶された初期内部抵抗に対して近似して
いる場合、新たにサンプリングされた上記初期内部抵抗
と学習記憶された上記初期内部抵抗の値を平均化して更
新記憶するものである。
【０００９】さらに、この発明による排ガスセンサの劣
化検出装置は、上記のような構成において、データ収集
期間判定手段は、初期内部抵抗相関学習記憶手段に記憶
された排ガスセンサまたは電熱ヒータの初期内部抵抗の
サンプリング数が所定数以上であって、所定値以上の相
関係数が確保されたことによりデータ収集期間の完了を
判定するものである。
化検出装置は、上記のような構成において、データ収集
期間判定手段は、初期内部抵抗相関学習記憶手段に記憶
された排ガスセンサまたは電熱ヒータの初期内部抵抗の
サンプリング数が所定数以上であって、所定値以上の相
関係数が確保されたことによりデータ収集期間の完了を
判定するものである。
【００１０】また、この発明による排ガスセンサの劣化
検出装置は、上記のような構成において、異常判定手段
は、排ガスセンサまたは電熱ヒータのいずれか一方の現
在内部抵抗を初期内部抵抗と仮定した場合の他方の相関
初期内部抵抗を演算する演算補間手段を備え、他方の相
関初期内部抵抗と他方の現在内部抵抗を比較し、両者の
差が所定許容値より大きく変化している場合に異常判定
出力を発生するものである。
検出装置は、上記のような構成において、異常判定手段
は、排ガスセンサまたは電熱ヒータのいずれか一方の現
在内部抵抗を初期内部抵抗と仮定した場合の他方の相関
初期内部抵抗を演算する演算補間手段を備え、他方の相
関初期内部抵抗と他方の現在内部抵抗を比較し、両者の
差が所定許容値より大きく変化している場合に異常判定
出力を発生するものである。
【００１１】さらに、この発明による排ガスセンサの劣
化検出装置は、上記のような構成に加え、データ収集期
間判定手段、初期内部抵抗相関学習記憶手段、異常判定
手段にそれぞれ記憶された記憶情報を、外部からのリセ
ット信号に応動して初期化するリセット手段を備えたも
のである。
化検出装置は、上記のような構成に加え、データ収集期
間判定手段、初期内部抵抗相関学習記憶手段、異常判定
手段にそれぞれ記憶された記憶情報を、外部からのリセ
ット信号に応動して初期化するリセット手段を備えたも
のである。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１.以下、この発明の
実施の形態１による排ガスセンサの劣化検出装置につい
て図１および図２を用いて説明する。図１は主に排ガス
センサの劣化検出装置の電気回路を示す電気回路図であ
り、図２は図１のように構成された排ガスセンサの劣化
検出装置の動作を示すフローチャートである。図１にお
いて、符号1 は例えば１２V 系の車載バッテリ２から電
源スイッチ３を介して給電される劣化検出装置、２ａは
車載バッテリ２の負側端子が接続された車体、４は端子
４ａ、４ｂを介して劣化検出装置１に電気的に接続され
た電熱ヒータ、５は自動車用内燃機関の排気管に設けら
れ劣化検出装置１に端子を介して電気的に接続された排
ガスセンサ、６は排ガスセンサ５の内部抵抗であり、電
熱ヒータ４と排ガスセンサ５は近接配置された一体構造
となっている。また、電熱ヒータ４によって排ガスセン
サ５の温度制御が行われている。
実施の形態１による排ガスセンサの劣化検出装置につい
て図１および図２を用いて説明する。図１は主に排ガス
センサの劣化検出装置の電気回路を示す電気回路図であ
り、図２は図１のように構成された排ガスセンサの劣化
検出装置の動作を示すフローチャートである。図１にお
いて、符号1 は例えば１２V 系の車載バッテリ２から電
源スイッチ３を介して給電される劣化検出装置、２ａは
車載バッテリ２の負側端子が接続された車体、４は端子
４ａ、４ｂを介して劣化検出装置１に電気的に接続され
た電熱ヒータ、５は自動車用内燃機関の排気管に設けら
れ劣化検出装置１に端子を介して電気的に接続された排
ガスセンサ、６は排ガスセンサ５の内部抵抗であり、電
熱ヒータ４と排ガスセンサ５は近接配置された一体構造
となっている。また、電熱ヒータ４によって排ガスセン
サ５の温度制御が行われている。
【００１３】なお、劣化検出装置１は単に排ガスセンサ
５の劣化や電熱ヒータ４の異常を検出するだけでなく、
例えば電熱ヒータ４による排ガスセンサ５の温度制御な
ど様々の制御機能を内蔵した構造となっている。７は劣
化検出装置１に接続されたリセット入力スイッチ、７ａ
は劣化検出装置１に接続されたデータ設定装置であり、
製品出荷時や部品交換時に劣化検出装置1 内の各種デー
タ設定を行う。８は限流抵抗９を介して劣化検出装置１
に接続される発光ダイオードなどの警報表示素子であ
る。
５の劣化や電熱ヒータ４の異常を検出するだけでなく、
例えば電熱ヒータ４による排ガスセンサ５の温度制御な
ど様々の制御機能を内蔵した構造となっている。７は劣
化検出装置１に接続されたリセット入力スイッチ、７ａ
は劣化検出装置１に接続されたデータ設定装置であり、
製品出荷時や部品交換時に劣化検出装置1 内の各種デー
タ設定を行う。８は限流抵抗９を介して劣化検出装置１
に接続される発光ダイオードなどの警報表示素子であ
る。
【００１４】次に、劣化検出装置１の内部の構成につい
て説明する。１０は電源スイッチ３を介して車載バッテ
リ２に接続された正の電源線、１１は例えばＤＣ５Ｖの
定電圧出力を発生する定電圧電源装置であり、電源線１
０に接続される。１２は定電圧電源装置１１から給電さ
れるマイクロプロセッサである。また、電熱ヒータ４の
一方の端子４ａは電源線１０に接続される。
て説明する。１０は電源スイッチ３を介して車載バッテ
リ２に接続された正の電源線、１１は例えばＤＣ５Ｖの
定電圧出力を発生する定電圧電源装置であり、電源線１
０に接続される。１２は定電圧電源装置１１から給電さ
れるマイクロプロセッサである。また、電熱ヒータ４の
一方の端子４ａは電源線１０に接続される。
【００１５】Ｒ１、Ｒ２は電源線１０に接続された分圧
抵抗であり、電源電圧の分圧値はマイクロプロセッサ１
２のアナログからディジタルへの変換入力端子ＡＤ１に
接続されて電源電圧を測定するようになっている。ＡＭ
Ｐ１は排ガスセンサ５とマイクロプロセッサ１２のアナ
ログからディジタルへの変換用入力端子ＡＤ２との間に
接続された増幅器、ＴＲ１は排ガスセンサ５に対して負
荷抵抗Ｒ３を接続するトランジスタ、Ｒ４はマイクロプ
ロセッサ１２のパルス出力端子ＤＲ１に接続されトラン
ジスタＴＲ１を周期的にＯＮ／ＯＦＦ駆動するベース抵
抗、Ｒ５はトランジスタＴＲ１を確実にＯＦＦさせるた
めの安定抵抗である。
抵抗であり、電源電圧の分圧値はマイクロプロセッサ１
２のアナログからディジタルへの変換入力端子ＡＤ１に
接続されて電源電圧を測定するようになっている。ＡＭ
Ｐ１は排ガスセンサ５とマイクロプロセッサ１２のアナ
ログからディジタルへの変換用入力端子ＡＤ２との間に
接続された増幅器、ＴＲ１は排ガスセンサ５に対して負
荷抵抗Ｒ３を接続するトランジスタ、Ｒ４はマイクロプ
ロセッサ１２のパルス出力端子ＤＲ１に接続されトラン
ジスタＴＲ１を周期的にＯＮ／ＯＦＦ駆動するベース抵
抗、Ｒ５はトランジスタＴＲ１を確実にＯＦＦさせるた
めの安定抵抗である。
【００１６】ＴＲ２は電熱ヒータ４の他方の端子４ｂに
接続されたトランジスタなどの開閉素子、Ｒ６は開閉素
子ＴＲ２と直列接続された電流検出抵抗、Ｒ７はマイク
ロプロセッサ１２のパルス出力端子ＤＲ２に接続され開
閉素子ＴＲ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦ駆動するベース抵
抗、Ｒ８は開閉素子ＴＲ２を確実にＯＦＦさせるための
安定抵抗である。
接続されたトランジスタなどの開閉素子、Ｒ６は開閉素
子ＴＲ２と直列接続された電流検出抵抗、Ｒ７はマイク
ロプロセッサ１２のパルス出力端子ＤＲ２に接続され開
閉素子ＴＲ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦ駆動するベース抵
抗、Ｒ８は開閉素子ＴＲ２を確実にＯＦＦさせるための
安定抵抗である。
【００１７】Ｒ９、Ｒ１０は開閉素子ＴＲ２間に接続さ
れた分圧抵抗、ＡＭＰ２は分圧抵抗による分圧電圧を増
幅し、マイクロプロセッサ１２のアナログからディジタ
ルへ変換入力端子ＡＤ３に供給する増幅器であり、分圧
抵抗などの抵抗値の配分は次の通りとなっている。 Ｒｈ＞＞Ｒｅ Ｒ９＞＞Ｒｈ…（１） Ｒｈ：Ｒｅ≒Ｒ９：Ｒ１０…（２） 但し、Ｒｈは電熱ヒータ４の内部抵抗値、Ｒｅは電流検
出抵抗Ｒ６の抵抗値、Ｒ９は分圧抵抗Ｒ９の抵抗値、Ｒ
１０は分圧抵抗Ｒ１０の抵抗値をそれぞれ示している。
れた分圧抵抗、ＡＭＰ２は分圧抵抗による分圧電圧を増
幅し、マイクロプロセッサ１２のアナログからディジタ
ルへ変換入力端子ＡＤ３に供給する増幅器であり、分圧
抵抗などの抵抗値の配分は次の通りとなっている。 Ｒｈ＞＞Ｒｅ Ｒ９＞＞Ｒｈ…（１） Ｒｈ：Ｒｅ≒Ｒ９：Ｒ１０…（２） 但し、Ｒｈは電熱ヒータ４の内部抵抗値、Ｒｅは電流検
出抵抗Ｒ６の抵抗値、Ｒ９は分圧抵抗Ｒ９の抵抗値、Ｒ
１０は分圧抵抗Ｒ１０の抵抗値をそれぞれ示している。
【００１８】ＤＲ３はマイクロプロセッサ１２の出力端
子であり、マイクロプロセッサ１２は限流抵抗９を介し
て発光ダイオード等の警報表示素子８を駆動する。ＲＳ
Ｔはリセット入力スイッチ７に接続されるマイクロプロ
セッサ１２の入力端子、Ｒ／Ｗはデータ設定装置７ａに
接続されるマイクロプロセッサ１２のシリアル通信用端
子であり、このシリアル通信用端子Ｒ／Ｗには製品出荷
調整時や部品交換保守作業時などの特殊な状態において
のみデータ設定装置７ａが接続される。
子であり、マイクロプロセッサ１２は限流抵抗９を介し
て発光ダイオード等の警報表示素子８を駆動する。ＲＳ
Ｔはリセット入力スイッチ７に接続されるマイクロプロ
セッサ１２の入力端子、Ｒ／Ｗはデータ設定装置７ａに
接続されるマイクロプロセッサ１２のシリアル通信用端
子であり、このシリアル通信用端子Ｒ／Ｗには製品出荷
調整時や部品交換保守作業時などの特殊な状態において
のみデータ設定装置７ａが接続される。
【００１９】次に、図１に示した電気回路の構成を有す
る排ガスセンサの劣化検出装置の動作を、図２のフロー
チャートを用いて説明する。図２において、１０１は動
作開始工程であり、自動車のエンジン始動直後に排ガス
センサの劣化検出の動作が開始する。工程１０１に続い
て工程１０２に進み、この工程１０２ではリセットモー
ド判定を行う。この工程１０２（リセットモード判定工
程）ではリセット入力スイッチ７がＯＮされるか、ある
いはデータ設定装置７ａからのリセット信号が入力され
たときにリセットモードであると判定する。
る排ガスセンサの劣化検出装置の動作を、図２のフロー
チャートを用いて説明する。図２において、１０１は動
作開始工程であり、自動車のエンジン始動直後に排ガス
センサの劣化検出の動作が開始する。工程１０１に続い
て工程１０２に進み、この工程１０２ではリセットモー
ド判定を行う。この工程１０２（リセットモード判定工
程）ではリセット入力スイッチ７がＯＮされるか、ある
いはデータ設定装置７ａからのリセット信号が入力され
たときにリセットモードであると判定する。
【００２０】工程１０２においてリセットモードではな
いと判定したときは、データ収集完了を判定する工程１
０３に進み、この工程１０３では、後述の工程１０４
（相関係数演算記憶手段）で演算記憶された相関係数が
所定値に達したかどうかを判定する。相関係数は演算更
新され順次１. ０に近づく１個のデータであり、この値
が例えば０. ７（所定値）以上になればデータ収集完了
となる。
いと判定したときは、データ収集完了を判定する工程１
０３に進み、この工程１０３では、後述の工程１０４
（相関係数演算記憶手段）で演算記憶された相関係数が
所定値に達したかどうかを判定する。相関係数は演算更
新され順次１. ０に近づく１個のデータであり、この値
が例えば０. ７（所定値）以上になればデータ収集完了
となる。
【００２１】工程１０３がデータ収集未完了であると判
定した場合は、工程１０４に進み、この工程１０４で
は、後述の初期内部抵抗の相関テーブル作成記憶工程１
０７（初期内部抵抗相関学習記憶手段に相当）で記憶さ
れた排ガスセンサ５対電熱ヒータ４の対をなす初期内部
抵抗の相関係数を演算記憶する。この工程１０４は、後
述の工程１０７で記憶された初期内部抵抗のサンプリン
グ数が所定数以上となったときに演算実行される。１０
９は工程１０３と工程１０４を包含したデータ収集期間
判定手段である。上述したように、データ収集期間判定
手段１０９は、初期内部抵抗相関学習記憶手段（工程１
０７に相当）に記憶された排ガスセンサまたは電熱ヒー
タの初期内部抵抗のサンプリング数が所定数以上であっ
て、所定値以上の相関係数が確保されたことによりデー
タ収集期間の完了を判定する。
定した場合は、工程１０４に進み、この工程１０４で
は、後述の初期内部抵抗の相関テーブル作成記憶工程１
０７（初期内部抵抗相関学習記憶手段に相当）で記憶さ
れた排ガスセンサ５対電熱ヒータ４の対をなす初期内部
抵抗の相関係数を演算記憶する。この工程１０４は、後
述の工程１０７で記憶された初期内部抵抗のサンプリン
グ数が所定数以上となったときに演算実行される。１０
９は工程１０３と工程１０４を包含したデータ収集期間
判定手段である。上述したように、データ収集期間判定
手段１０９は、初期内部抵抗相関学習記憶手段（工程１
０７に相当）に記憶された排ガスセンサまたは電熱ヒー
タの初期内部抵抗のサンプリング数が所定数以上であっ
て、所定値以上の相関係数が確保されたことによりデー
タ収集期間の完了を判定する。
【００２２】工程１０４に続いて、次は工程１０５（初
期内部抵抗演算記憶手段）に進み、この工程１０５では
排ガスセンサの内部抵抗を演算記憶する。この工程１０
５においては図１に示す通り、まずマイクロプロセッサ
１２のＤＲ１端子が論理レベルＬとなってトランジスタ
ＴＲ１がＯＦＦであるときに、排ガスセンサ５の発生電
圧ＥS がそのままＡＭＰ１を介してマイクロプロセッサ
１２のＡＤ２端子に入力される。続いて、マイクロプロ
セッサ１２のＤＲ１端子が論理レベルＨとなってトラン
ジスタＴＲ１がＯＮであるときに、排ガスセンサ５の分
圧電圧ＥがＡＭＰ１を介してマイクロプロセッサ１２の
ＡＤ２端子に入力される。
期内部抵抗演算記憶手段）に進み、この工程１０５では
排ガスセンサの内部抵抗を演算記憶する。この工程１０
５においては図１に示す通り、まずマイクロプロセッサ
１２のＤＲ１端子が論理レベルＬとなってトランジスタ
ＴＲ１がＯＦＦであるときに、排ガスセンサ５の発生電
圧ＥS がそのままＡＭＰ１を介してマイクロプロセッサ
１２のＡＤ２端子に入力される。続いて、マイクロプロ
セッサ１２のＤＲ１端子が論理レベルＨとなってトラン
ジスタＴＲ１がＯＮであるときに、排ガスセンサ５の分
圧電圧ＥがＡＭＰ１を介してマイクロプロセッサ１２の
ＡＤ２端子に入力される。
【００２３】その結果、排ガスセンサ５の内部抵抗６の
抵抗値ＲS は次式によって算出される。 Ｅ＝ＥS ×Ｒ３／（Ｒ３＋ＲS ） ∴ＲS ＝Ｒ３×（ＥS ／Ｅ−１）…（３） 但しＲ３は負荷抵抗Ｒ３の抵抗値である。なお、排ガス
センサ５の内部抵抗６の抵抗値ＲS の実際の値は、排ガ
スセンサ５の形式によって大幅に違っているが、例え
ば、リニア方式の酸素濃度センサの一例では、雰囲気温
度６００°Ｃ→７００°Ｃに対して９０Ω→３０Ωのよ
うに極めて大きな温度依存性を持っている。
抵抗値ＲS は次式によって算出される。 Ｅ＝ＥS ×Ｒ３／（Ｒ３＋ＲS ） ∴ＲS ＝Ｒ３×（ＥS ／Ｅ−１）…（３） 但しＲ３は負荷抵抗Ｒ３の抵抗値である。なお、排ガス
センサ５の内部抵抗６の抵抗値ＲS の実際の値は、排ガ
スセンサ５の形式によって大幅に違っているが、例え
ば、リニア方式の酸素濃度センサの一例では、雰囲気温
度６００°Ｃ→７００°Ｃに対して９０Ω→３０Ωのよ
うに極めて大きな温度依存性を持っている。
【００２４】工程１０５に続いて工程１０６（初期内部
抵抗演算記憶手段）に進み、この工程１０６において電
熱ヒータ４の内部抵抗を演算記憶する。この工程１０６
においては図１に示す通り、まずマイクロプロセッサ１
２のＤＲ２端子が論理レベルＬとなって開閉素子ＴＲ２
がＯＦＦであるときに、分圧電圧ＥｏｆｆがＡＭＰ２を
介してマイクロプロセッサ１２のＡＤ３端子に入力され
る。この分圧電圧Ｅｏｆｆは次式で示される。 Ｅｏｆｆ＝Ｅｂ×（Ｒ６＋Ｒ１０）／（Ｒｈ＋Ｒ９＋Ｒ１０＋Ｒ６）…（４） 但し、Ｅｂはマイクロプロセッサ１２のＡＤ１端子によ
って測定された電源電圧であり、Ｒ６は電流検出抵抗Ｒ
６の抵抗値、Ｒ９、Ｒ１０は分圧抵抗Ｒ９、Ｒ１０のそ
れぞれの抵抗値、Ｒｈは電熱ヒータ４の内部抵抗値であ
る。
抵抗演算記憶手段）に進み、この工程１０６において電
熱ヒータ４の内部抵抗を演算記憶する。この工程１０６
においては図１に示す通り、まずマイクロプロセッサ１
２のＤＲ２端子が論理レベルＬとなって開閉素子ＴＲ２
がＯＦＦであるときに、分圧電圧ＥｏｆｆがＡＭＰ２を
介してマイクロプロセッサ１２のＡＤ３端子に入力され
る。この分圧電圧Ｅｏｆｆは次式で示される。 Ｅｏｆｆ＝Ｅｂ×（Ｒ６＋Ｒ１０）／（Ｒｈ＋Ｒ９＋Ｒ１０＋Ｒ６）…（４） 但し、Ｅｂはマイクロプロセッサ１２のＡＤ１端子によ
って測定された電源電圧であり、Ｒ６は電流検出抵抗Ｒ
６の抵抗値、Ｒ９、Ｒ１０は分圧抵抗Ｒ９、Ｒ１０のそ
れぞれの抵抗値、Ｒｈは電熱ヒータ４の内部抵抗値であ
る。
【００２５】（４）式によって算出される電熱ヒータ４
の内部抵抗Ｒｈの値は、例えば雰囲気温度６００°Ｃ→
７００°Ｃに対し２１. ５Ω→２３Ωのような温度依存
性を持っている。なお、電熱ヒータ４の内部抵抗はマイ
クロプロセッサ１２のＤＲ２端子が論理レベルＨとなっ
て開閉素子ＴＲ２がＯＮである時に、分圧電圧Ｅｏｎが
ＡＭＰ２を介してマイクロプロセッサ１２のＡＤ３端子
に入力されることによって、次式によって算出すること
もできる。 Ｅｏｎ≒Ｅｂ×Ｒ６／（Ｒｈ＋Ｒ６）…（５） しかし、電熱ヒータ４に通電されているときの電熱ヒー
タ４の温度と排ガスセンサ５の環境温度には温度差が生
じるので、電熱ヒータ４が所定時間以上通電されていな
い状態で内部抵抗の測定を行うのが望ましい。
の内部抵抗Ｒｈの値は、例えば雰囲気温度６００°Ｃ→
７００°Ｃに対し２１. ５Ω→２３Ωのような温度依存
性を持っている。なお、電熱ヒータ４の内部抵抗はマイ
クロプロセッサ１２のＤＲ２端子が論理レベルＨとなっ
て開閉素子ＴＲ２がＯＮである時に、分圧電圧Ｅｏｎが
ＡＭＰ２を介してマイクロプロセッサ１２のＡＤ３端子
に入力されることによって、次式によって算出すること
もできる。 Ｅｏｎ≒Ｅｂ×Ｒ６／（Ｒｈ＋Ｒ６）…（５） しかし、電熱ヒータ４に通電されているときの電熱ヒー
タ４の温度と排ガスセンサ５の環境温度には温度差が生
じるので、電熱ヒータ４が所定時間以上通電されていな
い状態で内部抵抗の測定を行うのが望ましい。
【００２６】なお、新たにサンプリングして演算測定さ
れた排ガスセンサおよび電熱ヒータの初期内部抵抗が、
既に学習記憶された初期内部抵抗に対して近似している
場合、初期内部抵抗相関学習記憶手段（工程１０７に相
当）において、新たにサンプリングされた初期内部抵抗
と学習記憶された初期内部抵抗の値を平均化して更新記
憶するようにし、無駄な近接情報を格納しないようにし
てメモリ容量を低減するとともに、参照読み出しすべき
情報量を削減してマイクロプロセッサ１２の高速処理を
行えるようにしている。
れた排ガスセンサおよび電熱ヒータの初期内部抵抗が、
既に学習記憶された初期内部抵抗に対して近似している
場合、初期内部抵抗相関学習記憶手段（工程１０７に相
当）において、新たにサンプリングされた初期内部抵抗
と学習記憶された初期内部抵抗の値を平均化して更新記
憶するようにし、無駄な近接情報を格納しないようにし
てメモリ容量を低減するとともに、参照読み出しすべき
情報量を削減してマイクロプロセッサ１２の高速処理を
行えるようにしている。
【００２７】工程１０６に続いて工程１０７に進み、こ
の工程１０７において初期内部抵抗の相関テーブルを作
成記憶する（相関テーブル学習記憶工程）。この工程１
０７では様々な環境温度Ｔｉ（ｉ＝１、２、…ｎ）にお
ける電熱ヒータ４の内部抵抗Ｒｈｉ＝Ｆ（Ｔｉ）対排ガ
スセンサ５の内部抵抗Ｒｓｉ＝Ｇ（Ｔｉ）のテーブルが
作成される。ただし、媒介変数としての環境温度Ｔｉそ
のものは未知の値であってこのテーブル内には格納され
ておらず、あくまでもＲｓｉ＝Ｈ（Ｒｈｉ）の直接的な
関数関係を知るためのテーブルとなっており、上記Ｆ、
Ｇ、Ｈは関数記号を示している。工程１０７に続いて工
程１０８に進む。工程１０８は終了工程であり、例えば
数分の時間をおいて再度開始工程１０１へ移行するよう
に外部制御されている。
の工程１０７において初期内部抵抗の相関テーブルを作
成記憶する（相関テーブル学習記憶工程）。この工程１
０７では様々な環境温度Ｔｉ（ｉ＝１、２、…ｎ）にお
ける電熱ヒータ４の内部抵抗Ｒｈｉ＝Ｆ（Ｔｉ）対排ガ
スセンサ５の内部抵抗Ｒｓｉ＝Ｇ（Ｔｉ）のテーブルが
作成される。ただし、媒介変数としての環境温度Ｔｉそ
のものは未知の値であってこのテーブル内には格納され
ておらず、あくまでもＲｓｉ＝Ｈ（Ｒｈｉ）の直接的な
関数関係を知るためのテーブルとなっており、上記Ｆ、
Ｇ、Ｈは関数記号を示している。工程１０７に続いて工
程１０８に進む。工程１０８は終了工程であり、例えば
数分の時間をおいて再度開始工程１０１へ移行するよう
に外部制御されている。
【００２８】なお、工程１０５〜工程１０７において扱
う内部抵抗は排ガスセンサ５や電熱ヒータ４の初品状態
（一般に使用開始後の数ヶ月間）のものであって、製品
間のバラツキが大きいために実際に接続使用されている
排ガスセンサ５や電熱ヒータ４そのものの初期値を学習
する必要があるものである。
う内部抵抗は排ガスセンサ５や電熱ヒータ４の初品状態
（一般に使用開始後の数ヶ月間）のものであって、製品
間のバラツキが大きいために実際に接続使用されている
排ガスセンサ５や電熱ヒータ４そのものの初期値を学習
する必要があるものである。
【００２９】工程１０３がデータ収集完了を判定した場
合には工程１１０に進む。この工程１１０は、排ガスセ
ンサ５の現在の内部抵抗Ｒｓを演算記憶する工程であ
り、その演算式は上記の（３）式の通りである。工程１
１０に続いて工程１１１に進む。この工程１１１は電熱
ヒータ４の内部抵抗Ｒｈの演算記憶工程であり、その演
算式は上記の（４）式の通りである。工程１１１に続い
て工程１１２に進む。この工程１１２は演算補間工程で
あり、この工程１１２では工程１０７において作成され
た初期内部抵抗の相関学習値Ｒｓｉ＝Ｈ（Ｒｈｉ）を用
いて、工程１１１で測定された現在の内部抵抗Ｒｈに対
応した論理内部抵抗Ｒｓ０＝Ｈ（Ｒｈ）を求める。但
し、Ｒｈｉ（ｉ＝１、２、…ｎ）の中に現在の内部抵抗
Ｒｈと一致するものが無いときには内部抵抗Ｒｈの上下
の値であるＲｈｊとＲｈｋ（Ｒｈｊ＜Ｒｈ＜Ｒｈｋ）の
２点の内部抵抗から直線補間して、内部抵抗Ｒｈに対応
した論理内部抵抗Ｒｓｏを算出するものである。
合には工程１１０に進む。この工程１１０は、排ガスセ
ンサ５の現在の内部抵抗Ｒｓを演算記憶する工程であ
り、その演算式は上記の（３）式の通りである。工程１
１０に続いて工程１１１に進む。この工程１１１は電熱
ヒータ４の内部抵抗Ｒｈの演算記憶工程であり、その演
算式は上記の（４）式の通りである。工程１１１に続い
て工程１１２に進む。この工程１１２は演算補間工程で
あり、この工程１１２では工程１０７において作成され
た初期内部抵抗の相関学習値Ｒｓｉ＝Ｈ（Ｒｈｉ）を用
いて、工程１１１で測定された現在の内部抵抗Ｒｈに対
応した論理内部抵抗Ｒｓ０＝Ｈ（Ｒｈ）を求める。但
し、Ｒｈｉ（ｉ＝１、２、…ｎ）の中に現在の内部抵抗
Ｒｈと一致するものが無いときには内部抵抗Ｒｈの上下
の値であるＲｈｊとＲｈｋ（Ｒｈｊ＜Ｒｈ＜Ｒｈｋ）の
２点の内部抵抗から直線補間して、内部抵抗Ｒｈに対応
した論理内部抵抗Ｒｓｏを算出するものである。
【００３０】工程１１２に続いて工程１１３に進む。こ
の工程１１３においては工程１１０で演算測定された内
部抵抗Ｒｓ（現在抵抗）と工程１１２で算出された論理
内部抵抗Ｒｓ０（初期抵抗）とを比較し、これが定めら
れた許容変動値（所定許容値）より大きく変化している
かどうかを判定する。工程１１３において所定許容値よ
り大きな変化があったと判定した場合に、工程１１４に
進む。この工程１１４は異常判定出力を発生する工程で
あり、この異常判定出力により警報表示素子８が点灯す
るように構成されている。工程１１４の動作が終了した
り、工程１１３が正常判定した場合には終了工程１０８
へ進み、数分後には再度開始工程１０１へ進むように外
部制御されている。１１５は工程１１０〜工程１１３を
包含する異常判定手段である。
の工程１１３においては工程１１０で演算測定された内
部抵抗Ｒｓ（現在抵抗）と工程１１２で算出された論理
内部抵抗Ｒｓ０（初期抵抗）とを比較し、これが定めら
れた許容変動値（所定許容値）より大きく変化している
かどうかを判定する。工程１１３において所定許容値よ
り大きな変化があったと判定した場合に、工程１１４に
進む。この工程１１４は異常判定出力を発生する工程で
あり、この異常判定出力により警報表示素子８が点灯す
るように構成されている。工程１１４の動作が終了した
り、工程１１３が正常判定した場合には終了工程１０８
へ進み、数分後には再度開始工程１０１へ進むように外
部制御されている。１１５は工程１１０〜工程１１３を
包含する異常判定手段である。
【００３１】上述したように、異常判定手段１１５は、
排ガスセンサ５または電熱ヒータ４のいずれか一方の現
在内部抵抗を初期内部抵抗と仮定した場合の他方の相関
初期内部抵抗を演算する演算補間手段（工程１１２）を
備え、他方の相関初期内部抵抗と他方の現在内部抵抗を
比較し、両者の差が所定許容値より大きく変化している
場合に異常判定出力を発生する。従って、排ガスセンサ
５、電熱ヒータ４のいずれか一方若しくは両方に異常が
検出された場合、排ガスセンサ５と電熱ヒータ４が一体
形成された部品を交換するタイミングを知ることが可能
となる。
排ガスセンサ５または電熱ヒータ４のいずれか一方の現
在内部抵抗を初期内部抵抗と仮定した場合の他方の相関
初期内部抵抗を演算する演算補間手段（工程１１２）を
備え、他方の相関初期内部抵抗と他方の現在内部抵抗を
比較し、両者の差が所定許容値より大きく変化している
場合に異常判定出力を発生する。従って、排ガスセンサ
５、電熱ヒータ４のいずれか一方若しくは両方に異常が
検出された場合、排ガスセンサ５と電熱ヒータ４が一体
形成された部品を交換するタイミングを知ることが可能
となる。
【００３２】また、工程１０２がリセットモードであっ
た場合は、工程１２０へ進み、この工程１２０では、デ
ータ収集期間判定手段１０９内の相関係数演算記憶手段
（工程１０４）によって得た相関係数の演算記憶値をリ
セットするとともに収集回数もリセットする。工程１２
０に続いて工程１２１に進む。この工程１２１はテーブ
ルリセット工程であり、相関テーブル作成記憶工程（工
程１０７）で学習記憶された初期内部抵抗の相関記憶値
がリセットされる。工程１２１に続いて工程１２２へ進
む。この工程１２２は異常警報リセット工程であり、異
常判定出力手段（工程１１４）で発生した異常判定出力
をリセットすることにより終了工程１０８へ移行する。
なお、１２３は工程１０２、工程１２０〜工程１２２を
包含するリセット手段である。
た場合は、工程１２０へ進み、この工程１２０では、デ
ータ収集期間判定手段１０９内の相関係数演算記憶手段
（工程１０４）によって得た相関係数の演算記憶値をリ
セットするとともに収集回数もリセットする。工程１２
０に続いて工程１２１に進む。この工程１２１はテーブ
ルリセット工程であり、相関テーブル作成記憶工程（工
程１０７）で学習記憶された初期内部抵抗の相関記憶値
がリセットされる。工程１２１に続いて工程１２２へ進
む。この工程１２２は異常警報リセット工程であり、異
常判定出力手段（工程１１４）で発生した異常判定出力
をリセットすることにより終了工程１０８へ移行する。
なお、１２３は工程１０２、工程１２０〜工程１２２を
包含するリセット手段である。
【００３３】上述のように、リセット手段１２３は、デ
ータ収集期間判定手段１０９、初期内部抵抗相関学習記
憶手段（工程１０７に相当）、異常判定手段１１５にそ
れぞれ記憶された記憶情報を、外部からのリセット信号
に応動して初期化するため、一体形成された排ガスセン
サ５と電熱ヒータ４を部品交換した後に実行すること
で、新たに組み込んだ排ガスセンサ５および電熱ヒータ
４の特性に応じた劣化検出が可能となる。
ータ収集期間判定手段１０９、初期内部抵抗相関学習記
憶手段（工程１０７に相当）、異常判定手段１１５にそ
れぞれ記憶された記憶情報を、外部からのリセット信号
に応動して初期化するため、一体形成された排ガスセン
サ５と電熱ヒータ４を部品交換した後に実行すること
で、新たに組み込んだ排ガスセンサ５および電熱ヒータ
４の特性に応じた劣化検出が可能となる。
【００３４】上述のように、この発明による排ガスセン
サの劣化検出装置は、排ガスセンサ５および電熱ヒータ
４の初期内部抵抗を順次サンプリングして演算記憶する
初期内部抵抗相関学習記憶手段（工程１０７に相当）、
初期内部抵抗をサンプリングする期間を決定するための
データ収集期間判定手段１０９、自動車用内燃機関の運
転開始の所定期間後において排ガスセンサ５および電熱
ヒータ４の現在内部抵抗を演算記憶するとともに、初期
内部抵抗と対比することにより現在内部抵抗が所定許容
値より大きく変化したことを判定して異常処理を行う異
常判定手段１１５を備えている。従って、排ガスセンサ
５の経年変化を監視することで、排ガスセンサ５の劣化
を検出できるだけでなく、電熱ヒータ４が短絡状態にな
ったり、あるいは開放状態になるなどの異常事態が発生
した場合でも、異常判定出力（工程１１４）が発生し、
電熱ヒータ４の異常も総合的に検出することが可能とな
る。
サの劣化検出装置は、排ガスセンサ５および電熱ヒータ
４の初期内部抵抗を順次サンプリングして演算記憶する
初期内部抵抗相関学習記憶手段（工程１０７に相当）、
初期内部抵抗をサンプリングする期間を決定するための
データ収集期間判定手段１０９、自動車用内燃機関の運
転開始の所定期間後において排ガスセンサ５および電熱
ヒータ４の現在内部抵抗を演算記憶するとともに、初期
内部抵抗と対比することにより現在内部抵抗が所定許容
値より大きく変化したことを判定して異常処理を行う異
常判定手段１１５を備えている。従って、排ガスセンサ
５の経年変化を監視することで、排ガスセンサ５の劣化
を検出できるだけでなく、電熱ヒータ４が短絡状態にな
ったり、あるいは開放状態になるなどの異常事態が発生
した場合でも、異常判定出力（工程１１４）が発生し、
電熱ヒータ４の異常も総合的に検出することが可能とな
る。
【００３５】なお、図１に示した排ガスセンサは、非線
形排気ガスセンサの事例であるが、２端子あるいは３端
子のリニヤ形排気ガスセンサを用いてその内部抵抗を測
定する形式のものであってもよく、検出酸素電圧信号や
内部抵抗に比例した電圧信号を得るような集積回路部品
をマイクロプロセッサ１２の外部に組み込むことも可能
である。また、図２の説明においては、工程１０７にお
いて学習記憶する初期内部抵抗の相関学習値は、電熱ヒ
ータ４の内部抵抗Ｒｈｉを基準としてこれに対応した排
ガスセンサ５の内部抵抗Ｒｓｉを求めることについて述
べたが、どちらの内部抵抗を基準にしてもよい。
形排気ガスセンサの事例であるが、２端子あるいは３端
子のリニヤ形排気ガスセンサを用いてその内部抵抗を測
定する形式のものであってもよく、検出酸素電圧信号や
内部抵抗に比例した電圧信号を得るような集積回路部品
をマイクロプロセッサ１２の外部に組み込むことも可能
である。また、図２の説明においては、工程１０７にお
いて学習記憶する初期内部抵抗の相関学習値は、電熱ヒ
ータ４の内部抵抗Ｒｈｉを基準としてこれに対応した排
ガスセンサ５の内部抵抗Ｒｓｉを求めることについて述
べたが、どちらの内部抵抗を基準にしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】この発明の排ガスセンサの劣化検出装置
によれば、所定のサンプリング期間に得られた排ガスセ
ンサおよび電熱ヒータの初期内部抵抗と、現在内部抵抗
とを対比させることにより、現在内部抵抗が所定許容値
より大きく変化した場合に異常処理を行うように構成さ
れている。従って、排ガスセンサの劣化とともに電熱ヒ
ータの異常も併せて検出できるものであり、一体形成さ
れた排ガスセンサと電熱ヒータの交換、修理などのタイ
ミングを知ることができる。
によれば、所定のサンプリング期間に得られた排ガスセ
ンサおよび電熱ヒータの初期内部抵抗と、現在内部抵抗
とを対比させることにより、現在内部抵抗が所定許容値
より大きく変化した場合に異常処理を行うように構成さ
れている。従って、排ガスセンサの劣化とともに電熱ヒ
ータの異常も併せて検出できるものであり、一体形成さ
れた排ガスセンサと電熱ヒータの交換、修理などのタイ
ミングを知ることができる。
【００３７】また、この排ガスセンサの劣化検出装置に
よれば、初期内部抵抗を順次サンプリングして演算記憶
する初期内部抵抗相関学習記憶手段において、新たにサ
ンプリングされた初期内部抵抗が、既に学習記憶された
値と近似している場合に、それらの内部抵抗を平均化し
て更新記憶するように構成されている。従って、無駄な
近接情報を格納することがなく、メモリ容量を低減でき
るとともに、参照読み出しすべき情報量を削減している
ため高速処理が可能である。
よれば、初期内部抵抗を順次サンプリングして演算記憶
する初期内部抵抗相関学習記憶手段において、新たにサ
ンプリングされた初期内部抵抗が、既に学習記憶された
値と近似している場合に、それらの内部抵抗を平均化し
て更新記憶するように構成されている。従って、無駄な
近接情報を格納することがなく、メモリ容量を低減でき
るとともに、参照読み出しすべき情報量を削減している
ため高速処理が可能である。
【００３８】さらに、この発明の排ガスセンサの劣化検
出装置によれば、初期内部抵抗をサンプリングする期間
を決定するためのデータ収集期間判定手段は、初期内部
抵抗相関学習記憶手段に記憶された排ガスセンサまたは
電熱ヒータの初期内部抵抗のサンプリング数が所定数以
上であって、所定値以上の相関係数が確保されたことに
よりデータ収集期間の完了を判定する構成となってい
る。従って、排ガスセンサや電熱ヒータの内部抵抗の製
品間バラツキがあっても、使用現品そのものの初期値を
学習記憶しておくことで、その後の変化が検出できると
ともに、十分な点数のデータが得られたかどうかを確認
してデータ収集期間を決定することができる。
出装置によれば、初期内部抵抗をサンプリングする期間
を決定するためのデータ収集期間判定手段は、初期内部
抵抗相関学習記憶手段に記憶された排ガスセンサまたは
電熱ヒータの初期内部抵抗のサンプリング数が所定数以
上であって、所定値以上の相関係数が確保されたことに
よりデータ収集期間の完了を判定する構成となってい
る。従って、排ガスセンサや電熱ヒータの内部抵抗の製
品間バラツキがあっても、使用現品そのものの初期値を
学習記憶しておくことで、その後の変化が検出できると
ともに、十分な点数のデータが得られたかどうかを確認
してデータ収集期間を決定することができる。
【００３９】また、この発明の排ガスセンサの劣化検出
装置によれば、排ガスセンサと電熱ヒータの現在内部抵
抗と初期内部抵抗とを対比して判定し異常処理を行う異
常判定手段は、排ガスセンサまたは電熱ヒータのいずれ
か一方の現在内部抵抗を初期内部抵抗と仮定した場合の
他方の相関初期内部抵抗を演算する演算補間手段を備
え、他方の相関初期内部抵抗と他方の現在内部抵抗を比
較し、両者の差が所定許容値より大きく変化している場
合に異常判定出力を発生するように構成されている。従
って、排ガスセンサや電熱ヒータの内部抵抗が環境温度
によって大幅に変化していても、現在内部抵抗が経年変
化によって変化したものであるか環境温度によって変化
したものであるかを識別することができるものであっ
て、記憶情報が少なくても正確な相関値が算出できるの
でメモリ容量の低減が行えるものである。
装置によれば、排ガスセンサと電熱ヒータの現在内部抵
抗と初期内部抵抗とを対比して判定し異常処理を行う異
常判定手段は、排ガスセンサまたは電熱ヒータのいずれ
か一方の現在内部抵抗を初期内部抵抗と仮定した場合の
他方の相関初期内部抵抗を演算する演算補間手段を備
え、他方の相関初期内部抵抗と他方の現在内部抵抗を比
較し、両者の差が所定許容値より大きく変化している場
合に異常判定出力を発生するように構成されている。従
って、排ガスセンサや電熱ヒータの内部抵抗が環境温度
によって大幅に変化していても、現在内部抵抗が経年変
化によって変化したものであるか環境温度によって変化
したものであるかを識別することができるものであっ
て、記憶情報が少なくても正確な相関値が算出できるの
でメモリ容量の低減が行えるものである。
【００４０】さらに、この発明の排ガスセンサの劣化検
出装置によれば、データ収集期間判定手段、初期内部抵
抗相関学習記憶手段、異常判定手段にそれぞれ記憶され
た記憶情報を、外部からのリセット信号に応動して初期
化するリセット手段を備えているため、劣化した排ガス
センサを新品に交換した場合においても、交換後の排ガ
スセンサの劣化検出を、新しい排ガスセンサに適した状
態で行うことが可能となる。
出装置によれば、データ収集期間判定手段、初期内部抵
抗相関学習記憶手段、異常判定手段にそれぞれ記憶され
た記憶情報を、外部からのリセット信号に応動して初期
化するリセット手段を備えているため、劣化した排ガス
センサを新品に交換した場合においても、交換後の排ガ
スセンサの劣化検出を、新しい排ガスセンサに適した状
態で行うことが可能となる。
【図１】 この発明の実施の形態１による排ガスセンサ
の劣化検出装置の回路構成図である。
の劣化検出装置の回路構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による排ガスセンサ
の劣化検出装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
の劣化検出装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
１. 劣化検出装置 ２. 車載バッテリ ２ａ. 車
体 ３. 電源スイッチ ４. 電熱ヒータ ４ａ、４
ｂ. 端子 ５. 排ガスセンサ ６. 内部抵抗 ７. リセッ
ト入力スイッチ ７ａ. データ設定装置 ８. 警報表示素子 ９. 限
流抵抗 １０. 電源線１１. 定電圧電源装置 １２. マイクロ
プロセッサ １０４. 相関係数演算記憶手段 １０５、１０６. 初期
内部抵抗演算記憶手段 １０７. 相関テーブル作成記憶工程（初期内部抵抗相関
学習記憶手段） １０９. データ収集期間判定手段 １１０、１１１. 現在内部抵抗演算記憶手段 １１
２. 演算補間手段 １１４. 異常判定出力手段 １１５. 異常判定手段 １２３. リセット手段。
体 ３. 電源スイッチ ４. 電熱ヒータ ４ａ、４
ｂ. 端子 ５. 排ガスセンサ ６. 内部抵抗 ７. リセッ
ト入力スイッチ ７ａ. データ設定装置 ８. 警報表示素子 ９. 限
流抵抗 １０. 電源線１１. 定電圧電源装置 １２. マイクロ
プロセッサ １０４. 相関係数演算記憶手段 １０５、１０６. 初期
内部抵抗演算記憶手段 １０７. 相関テーブル作成記憶工程（初期内部抵抗相関
学習記憶手段） １０９. データ収集期間判定手段 １１０、１１１. 現在内部抵抗演算記憶手段 １１
２. 演算補間手段 １１４. 異常判定出力手段 １１５. 異常判定手段 １２３. リセット手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｃ Ｇ０１Ｎ 27/409 Ｇ０１Ｎ 27/58 Ｂ Ｆターム(参考） 2G004 BJ01 BL08 BL17 3G084 BA24 DA27 EA05 EB02 EB20 EB22 EB24 FA29 3G091 AA02 BA27 BA31 CB02 DA01 DA02 DB01 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DB13 DB15 DC01 EA28 EA29 EA30 EA34 HA35
Claims (5)
- 【請求項１】 自動車用内燃機関の排気管に設けられ、
電熱ヒータによって温度制御を行うように構成された排
ガスセンサの劣化を検出する排ガスセンサの劣化検出装
置において、上記排ガスセンサおよび上記電熱ヒータの
初期内部抵抗を順次サンプリングして対比させ演算記憶
する初期内部抵抗相関学習記憶手段、上記初期内部抵抗
をサンプリングする期間を決定するためのデータ収集期
間判定手段、上記自動車用内燃機関の運転開始の所定期
間後において、上記排ガスセンサおよび上記電熱ヒータ
の現在内部抵抗を演算記憶するとともに、上記現在内部
抵抗を上記初期内部抵抗と対比させることにより、上記
現在内部抵抗が所定許容値より大きく変化したことを判
定して異常処理を行う異常判定手段を備えたことを特徴
とする排ガスセンサの劣化検出装置。 - 【請求項２】 初期内部抵抗相関学習記憶手段は、新た
にサンプリングして演算測定された排ガスセンサおよび
電熱ヒータの初期内部抵抗が、既に学習記憶された初期
内部抵抗に対して近似している場合、新たにサンプリン
グされた上記初期内部抵抗と学習記憶された上記初期内
部抵抗の値を平均化して更新記憶することを特徴とする
請求項１記載の排ガスセンサの劣化検出装置。 - 【請求項３】 データ収集期間判定手段は、初期内部抵
抗相関学習記憶手段に記憶された排ガスセンサまたは電
熱ヒータの初期内部抵抗のサンプリング数が所定数以上
であって、所定値以上の相関係数が確保されたことによ
りデータ収集期間の完了を判定することを特徴とする請
求項１記載の排ガスセンサの劣化検出装置。 - 【請求項４】 異常判定手段は、排ガスセンサまたは電
熱ヒータのいずれか一方の現在内部抵抗を初期内部抵抗
と仮定した場合の他方の相関初期内部抵抗を演算する演
算補間手段を備え、他方の相関初期内部抵抗と他方の現
在内部抵抗を比較し、両者の差が所定許容値より大きく
変化している場合に異常判定出力を発生することを特徴
とする請求項１記載の排ガスセンサの劣化検出装置。 - 【請求項５】 データ収集期間判定手段、初期内部抵抗
相関学習記憶手段、異常判定手段にそれぞれ記憶された
記憶情報を、外部からのリセット信号に応動して初期化
するリセット手段を備えたことを特徴とする請求項１記
載の排ガスセンサの劣化検出装置。
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