JP2553107B2

JP2553107B2 - 酸素測定ゾンデの動作可能状態の検出方法及び回路装置

Info

Publication number: JP2553107B2
Application number: JP62273651A
Authority: JP
Inventors: エーベルハルト・マウスナー; トマス・ブリユメル; ヴオルフガング・ライシユ; ベルンハルト・ルーカス
Original assignee: FUAO DEE OO AADORUFU SHINTORINGU AG
Current assignee: FUAO DEE OO AADORUFU SHINTORINGU AG
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: EP0266501A3; EP0266501A2; DE3778295D1; EP0266501B1; US4759328A; DE3644472A1; JPS63121741A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は内燃機関の排ガス通路中に設けられている酸
素測定ゾンデの動作可能状態の検出方法であつて、前記
酸素測定ゾンデは制御装置と共に、内燃機関用の混合気
生成の制御のために用いられる方法及び装置に関する。

できるだけ有害物質のない排ガスを得るため、排ガス
通路中の含有酸素を測定し評価する内燃機関用制御装置
が公知である。このために酸素測定ゾンデ、所謂ラムダ
ゾンデを用いることが公知であり、このランダムゾンデ
はイオン伝導性の固体電解質により酸素分圧差に基づき
動作し、排ガス中に存在する酸素分圧に相応して電圧信
号を送出する。その際その電圧信号は酸素不足状態から
酸素過剰状態への移行の際跳躍的電圧変化を呈する。

公知酸素測定ゾンデの内部抵抗はわずかな温度のもと
で十分大きな値になつていて、酸素測定ゾンデから送出
された信号は常温時（寒冷時）始動後且内燃機関の暖機
運転相（フエーズ）中評価されるわけにはいかない。従
つて、混合気生成の制御のための公知装置では酸素測定
ゾンデの動作可能の領域に達するまで、酸素測定ゾンデ
の出力信号に無関係な制御が行なわれる。酸素測定ゾン
デがその動作可能状態に達するとはじめて、それの出力
信号が、燃料−空気比の制御のため用いられる。

酸素測定ゾンデの動作可能状態監視のための公知の手
段では酸素測定ゾンデにはこれにより発生される電圧の
一定の平均値を有する試験電圧が加えられる。ゾンデ出
力側における生成電圧は動作可能状態のチエツク量とし
て、夫々酸素測定ゾンデの最小出力電圧に相応して上方
及び下方ゾンデ値との比較のため２つの比較装置に供給
され、時限素子を介して混合気開ループ制御装置が、比
較装置の出力信号に相応して混合気閉ループ制御装置に
代つて、作動接続又は遮断される。

酸素測定ゾンデの動作可能状態の監視の別の方法の場
合（当該ゾンデでは同様にゾンデ特性の作用下で生じる
電圧が、閾値電圧を有する２つの比較回路により走査検
出されそれにひきつづいて評価される）、酸素測定ゾン
デの、当該ゾンデ動作可能状態を表わすゾンデ−内部抵
抗の検出のため、一定の基準電圧が逆極性に印加接続さ
れる。その際、それにより生じる出力電圧に対して差動
的に加えられる、比較回路の閾値電圧基準電圧より所定
の差分値だけ上回つたり下回る。その場合比較回路から
送出される、全部で３つのロジツク切換状態に相応する
出力信号が、後置接続の評価回路により、閉ループ制御
から開ループ制御へのまたはその逆の切換えのため処理
される。

発明の目的本発明の目的ないし課題とするところは確実な手法で
簡単且安価な回路装置で実施され得る、酸素測定ゾンデ
の動作可能状態の検出方法及び装置を提供することにあ
る。更に、本発明は上記検出を、簡単な手段でそのつど
生じる状況に適合させ得るものである。

発明の構成上記課題の解決のため本発明によれば、内燃機関の排
ガス通路中に設けられ、制御装置と共に、内燃機関用の
混合気生成制御のために用いられる、酸素測定ゾンデの
動作可能状態の検出方法において、酸素測定ゾンデの出力電圧を、酸素測定ゾンデの内部
抵抗によりその大きさが定まる積分回路の時定数で積分
し、更に、積分された出力電圧の変化速度を測定し、更
に、該変化速度が所定値を越えると当該動作可能状態が
検出されるようにしたのである。

本発明の方法により、酸素測定ゾンデの動作可能状態
の簡単且確実な識別が可能となる。本発明の方法は動作
中酸素測定ゾンデの監視のためにも同様にしようされ得
る。

本発明の実施態様によれば当該変化速度が第２の所定
の値を越えない間のみ、動作可能状態が検出されるので
ある。上記実施態様により、酸素測定ゾンデの短絡を識
別できる。

本発明によれば積分器に初期値が供給され得、そのた
め、有利に、積分器の１つの入力側が短時間十分短絡状
態におかれ得る。

これにより、暖機相（フエーズ）中も、信号が、酸素
測定ゾンデの内部抵抗に依存して積分され、それにより
内部抵抗が測定可能となる。

本発明のさらに別の実施態様によれば、内燃機関の始
動後、変化速度が所定値に又はそれを越えて上昇するま
で繰返して測定が行なわれるのである。

それにより、酸素測定ゾンデの所要温度への到達後で
きるだけ速かに動作可能状態（スタンバイ状態）が識別
されるようになる。

本発明の別の実施態様により当該メモリ内容が可変の
メモリから取出されるようにすれば単数又は複数の設定
された値が、容易に個々の場合における状況関係に適合
され得る。

更に、上記の一番目の方法の発明に対して付加機能を
２番目の方法の発明により得ることができる。この２番
目の発明によれば内燃機関の排ガス通路中に設けられて
いる酸素測定ゾンデの動作可能状態の検出方法であつ
て、前記酸素測定ゾンデは制御装置と共に、内燃機関用
の混合気生成の制御のために用いられる方法において、
酸素測定ゾンデの出力電圧が酸素測定ゾンデの内部抵抗
に依存する積分定数で積分され、更に、積分された出力
電圧の変化速度が測定され、更に当該変化速度が所定値
を越えると動作可能状態が検出されるようにした酸素測
定ゾンデの動作可能状態の検出方法において、積分器に
は該積分器の出力電圧の動作領域の中央部分に位置する
初期値を供給するようにしたのである。上記構成によ
り、暖機運転期間中濃厚又は稀薄の混合気が生じている
か否かに無関係に、また、それにより酸素測定ゾンデか
らどんな電圧が送出されるかに無関係に、動作可能状態
の確実な検出が可能となる。

本発明の上記の方法の実施態様によれば次のようにし
て簡単に変化速度を測定できる、すなわち積分器の出力
電圧の評価のため、ヒステリシス特性を形成する２つの
電圧閾値を設定し、初期値の供給時点と電力電圧が電圧
閾値のうちの１つを超過する時点との間の時間を、変化
速度の尺度として用いるのである。

本発明のさらに別の実施態様によれば内燃機関の作動
中繰返して初期値の供給と、変化速度の測定とを行なう
のである。これにより、暖機相（期間）中のみならず運
転作動中にも酸素測定ゾンデの監視が可能になる。

本発明の別の実施態様によれば内燃機関の始動後繰返
して初期値の供給と、変化速度の測定とを、変化速度が
所定値に又はそれを越えて上昇するまで行なうのであ
る。その場合本発明の別の実施態様によれば有利に初期
値の供給及び変化速度の測定を所定の時間間隔の後繰返
すのである。この時間間隔は固定又は可変であり得る。

本発明のさらに別の実施態様によればそのつど酸素測
定ゾンデの出力信号の跳躍的変化が起る度ごとに初期値
の供給と、変化速度の測定とをトリガするのである。暖
機期間中比較的長時間に亘り濃縮と稀薄の混合気間の切
換が行なわれるような際にも測定できるようにするため
本発明の別の実施態様によれば所定の時間の後出力電圧
の跳躍的変化がない場合にも、初期値の供給及び変化速
度の測定をトリガするのである。

本発明の方法を実施する装置構成によれば内燃機関の
排ガス通路中に設けられている酸素測定ゾンデの動作可
動状態の検出のため、前記酸素測定ゾンデは制御装置と
共に、内燃機関用の混合気生成の制御のために用いられ
る回路装置であつて、酸素測定ゾンデの出力電圧が酸素
測定ゾンデの内燃抵抗に依存する積分定数で積分され、
更に、積分された出力電圧の変化速度が測定され、更に
当該変化速度が所定値を越えると動作可能状態が検出さ
れるように構成される酸素測定ゾンデの動作可状態の検
出回路装置において、酸素測定ゾンデの出力側に積分器
の入力側が接続されており、該積分器の出力側が、A/D
変換器を介してマイクロコンピユータの入力側と接続さ
れているのである。

相応のプログラミングの際いずれにしろ制御目的のた
めに用いられるマイクロコンピユータはたんに少数の電
子的構成素子の追加をしただけで本発明の方法の実施の
ために用いられ得る。

本発明のさらに別の実施態様によれば、積分器の入力
側が可制御のスイツチ20を介して定電位と接続可能であ
り、更に、可制御スイツチ20に、マイクロコンピユータ
16の出力側17からの信号が供給されるように構成されて
いるのであり、更に可制御スイツチ20はトランジスタで
あるのである。

本発明はさらに別の実施態様によれば、積分器はオペ
アンプ６によつて形成されており、該オペアンプの反転
入力側は積分器の入力側を形成し、コンデンサ９を介し
てオペアンプ６の出力側と接続されており、更に、非反
転入力側は定電圧の供給を受けるように構成されている
のである。それにより積分器の動作点が確定される。

さらに本発明の別の実施態様によればオペアンプ６の
反転入力側と可制御スイツチ20との間ないしオペアンプ
６の反転入力側と酸素測定ゾンデ１の出力側との間に夫
々可調整抵抗5,21が設けられているのであり、更に、コ
ンデンサ９は分圧器7,8を介してオペアンプ６の出力側
と接続されているのであり、更に酸素ゾンデの動作可能
な状態の場合積分時定数が制御特性に対して実質的に影
響を及ぼさないように、コンデンサの回路定数が選定さ
れているのである。

それにより、本発明の回路装置それ自体を、マイクロ
コンピユータへのゾンデ信号の中継伝送のために使用す
ることが可能である。また、動作可能状態の識別検出及
び信号処理を別個の回路にて行なうことも可能である。

本発明によれば数多の実施形態が可能である。そのう
ちの１つを複数の図を用いて示してある。

本発明の請求範囲６の第２の方法を実施する回路装置
を次のように構成することもできる、即ち、内燃機関の
排ガス通路中に設けられている酸素測定ゾンデの動作可
動状態の検出のため、前記酸素測定ゾンデは制御装置と
共に、内燃機関用の混合気生成の制御のために用いられ
る回路装置であつて、酸素測定ゾンデの出力電圧が酸素
測定ゾンデの内部抵抗に依存する積分定数で積分され、
更に、積分された出力電圧の変化速度が測定され、更に
当該変化速度が所定値を越えると動作可能状態が検出さ
れるように構成されることを特徴とする酸素測定ゾンデ
の動作可動状態の検出回路装置において、酸素測定ゾン
デの出力側に積分器の入力側が接続されており、該積分
器の出力側が、A/D変換器を介してマイクロコンピユー
タの入力側と接続されていると共に、積分器の入力側が
可調整スイツチを介して、定電位（ないし主力側）と接
続可能であり、この可調整スイツチにはマイクロコンピ
ユータの出力側からの信号が供給され、その際定電位は
初期値に相応するのである。

実施例次に図を用いて本発明を説明する。

それ自体公知の酸素測定ゾンデ１は第１図にたんに電
圧源２として示してあり、この電圧源の電圧は酸素成分
に依存し、内部抵抗３は温度に依存する。酸素測定ゾン
デ１の出力電圧は端子４と可調整抵抗５を介してオペア
ンプ６の反転入力側に供給される。

オペアンプ６は分圧器７、８とコンデンサ９と共にそ
れ自体公知の積分器を形成する。オペアンプ６の非反転
入力側には別の分圧器10、11を介して、12にて供給され
る動作電圧の半分が供給される。さらに電圧ピークを抑
圧のため非反転入力側がコンデンサ13を介してアース電
位と接続されている。別の分圧器10、11の抵抗11は可調
整に構成されていて、それにより非反転入力側に加わる
電圧が調整設定され得る。

同時に積分器の出力側をも形成するオペアンプ６の出
力側はA/D変換器14を介してマイクロコンピユータ16の
入力側15と接続されている。

マイクロコンピユータ16の出力側17は分圧器18、19を
介してトランジスタ20のベースと接続されている。トラ
ンジスタ20のエミツタはアース電位に接続され、コレク
タは可調整抵抗21を介してオペアンプ６の反転入力側に
接続されている。

マイクロコンピユータ16はそれ自体公知の形式で、記
憶されたプログラムと、詳細には示してない相応の調整
操作部材とを用いて、内燃機関に供給される燃料量の完
全燃料のために制御するように設計構成されている。こ
のために例えば噴射量は系圧力の制御により、又は噴射
期間の制御により相応に制御される。この種系は公知で
あり、本発明に関連して詳細に説明する必要はない。

図示の実施例ではマイクロコンピユータ16は別のプラ
グラムにより第１図に示す回路の作動をするように構成
されている。このために、第2a図、第2c図に詳細に述べ
るように、内燃機関の始動後、すなわちラムダゾンデが
常温（冷えた）状態にあつて高い内部抵抗を有する場
合、トランジスタ20（第１図）は短時間オン状態に制御
される。それによりオペアンプ６の反転入力側はアース
電位をとり、それにより出力電圧は制御領域の上限をと
る。抵抗21は十分低い値を有していて、コンデンサ９の
所要の電荷移動ないし反転充電が短時間に行なわれ得
る。

パルス24の後縁の後トランジスタ20は再びオフにな
り、その結果第2b図に示すオペアンプ６の出力電圧はコ
ンデンサ９の相応の電荷移動のもとで、酸素測定ゾンデ
の出力電圧により定められた値に調整される。大抵の通
常の作動の場合内燃機関はスタート後過度に濃厚の混合
気の供給を受ける、即ち酸素不足の状態になるので、出
力電圧Uaは第2b図に示す波形（関数）経過に相応してそ
の最大値から０に低下する。常温（寒冷）状態にて酸素
測定ゾンデの内部抵抗は大きな値を有するので、出力電
圧Uaの低下が著しく緩慢に起こる。具体的実施例では例
えば20msのオーダの時間を必要とした。

マイクロコンピユータ16（第１図）における相応のプ
ログラムによつて、出力電圧Uaの変化速度が求められ
る。従つて、さらに明示するため第2b図に示す信号の時
間経過に応じての１次導関数が第2c図に示してある。水
平の破線は動作温度に到達したものと見做される変化速
度を示す。第１のパルス24の後の測定ではそのような状
態にはなつていないので、マイクロコンピユータ16から
ひきつづいて送出されるパルスは個々には図示されてい
ない。その間に酸素測定ゾンデの加熱が進行すると、パ
ルス26より後の出力電圧Uaの変化速度は所定値より大に
なる（第2c図波形部分27参照）。

変化速度が所定値を越ると直ちに、マイクロコンピユ
ータにて、記憶された特性カーブ領域に従つて行なわれ
る開ループ制御から、閉ループ制御へ切換えられる。上
記時点28からは内部抵抗と、付加的調整抵抗５と、コン
デンサ９とによつて与えられる時定数は十分小さな値と
なつて、マイクロコンピユータと、ゾンデと、本発明の
回路装置と、所属の調整操作素子とによって与えられる
閉ループ制御回路の制御特性が、積分器から基本的には
影響を受けないようになる。急峻度の小さな側縁と、極
性とを度外視すれば出力電圧Uaはゾンデの増幅された出
力電圧に相当する。ゾンデから積分器への供給線路の断
線が生ずると、積分素子の時定数が著しく増大し、その
結果当該断線後長時間の間、先行の出力電圧Uaが維持さ
れる（信号部分29参照）。但し、酸素測定ゾンデの短絡
の場合出力電圧Uaはその最大値（信号部分30参照）に上
昇する。両者の場合がマイクロコンピュータにて評価さ
れる。

次に、第１図及び第２図の方法及び回路装置の発明に
対して付加機能を付与した発明技術を第３図及び第４図
を用いて説明する。

それ自体公知の酸素測定ゾンデ１はやはり第３図にた
んに電圧源２として示してあり、この電圧源の電圧は酸
素成分に依存し、内部抵抗３は温度に依存する。酸素測
定ゾンデ１の出力電圧は端子４と可調整抵抗５を介して
オペアンプ６の反転入力側に供給される。

オペアンプ６は分圧器７、８とコンデンサ９と共にそ
れ自体公知の積分器を形成する。オペアンプ６の非反転
入力側には別の分圧器10、11を介して、12にて供給され
る動作電圧の一部分が供給される。さらに電圧ピークの
抑圧のため非反転入力側がコンデンサ13を介してアース
電位と接続されている。別の分圧器10、11の抵抗11は可
調整に構成されていて、それにより非反転入力側に加わ
る電圧が調整設定され得る。

マイクロコンピユータ16の出力側から制御電圧U_Sがト
ランジスタ31のベースに供給され、このトランジスタに
より分圧器７、８の出力側が、オペアンプ６の反転入力
側と接続される。その場合抵抗32、33、ダイオード34、
コンデンサ35とから成る回路がトランジスタ31に対する
バイアス電圧発生に用いられる。

マイクロコンピユータ16はそれ自体公知の形式で、記
憶されたプログラムと、詳細には示してない相応の調整
操作部材とを用いて、内燃機関に供給される燃料量の完
全燃焼のために制御するように設計構成されている。こ
のために例えば噴射量は系圧力の制御により、又は噴射
期間の制御により相応に制御される。この種系は公知で
あり、本発明に関連して詳細に説明する必要はない。

図示の実施例ではマイクロコンピユータ16は別のプロ
グラムにより第３図に示す回路の作動をするように構成
されている。このことを第４図ａ〜４図ｅを用いて説明
する。その場合時間ダイヤグラムとして夫々示されてい
る。第４図ａには酸素測定ゾンデの出力電圧、第４図ｂ
にはマイクロコンピユータから送出された制御電圧U_S、
第４図ｃには積分器の出力電圧、第４図ｄには積分器の
評価された出力電圧、第４図ｅには酸素測定ゾンデの内
部抵抗の夫々特性図を示す。

第４図ａに示す酸素測定ゾンデの酸素過剰の際、即
ち、過度に稀薄の混合気の際低い値、例えば0.1Vをと
る。酸素不足の際酸素測定ゾンデから送出される電圧は
その最大値がほぼ0.9Vである。積分器に対する閾値は上
記両閾値間にセツテイングされており、第４図ａに破線
として示されている。

常温（コールド）状態の酸素測定ゾンデのもとで内燃
機関の始動後最初の期間中酸素測定ゾンデは極めて高い
内部抵抗値をとる（第４図ｅ）。その場合出力電圧は評
価され得ない。それ故、この期間中および酸素測定ゾン
デへの線路断線の場合混合気生成用の制御器は記憶され
た特性カーブ領域に従つての開ループ制御のために作動
される。

内燃期間の始動後、すなわち酸素測定ゾンデが常温
（コールド）状態にあり高い内部抵抗を有する場合トラ
ンジスタ31（第３図）はパルス41により短時間導通状態
におかれる。それによりオペアンプ６の出力電圧は動作
領域の中央にある値をとる。

パルス41の後縁の後トランジスタ31は再び非導通状態
におかれ、その結果オペアンプ６の、第４図ｃに示す出
力電圧が、5Vに上昇する。酸素測定ゾンデの高い内部抵
抗のためオペアンプ６の出力電圧は比較的緩慢に上昇す
る。

パルス41の発生時点と、オペアンプ（演算増幅器）６
の出力電圧が電圧閾値51を超過する時点との間の時間が
測定される。測定された時間が所定値を越えると、その
ことにより、酸素測定ゾンデが未だ動作可能状態でない
ことが検出確認される。

次のパルス42（第４図ｂ）の際オペアンプ６の出力電
圧がなお一層緩慢に上昇する。それというのは一方では
酸素測定ゾンデの内部抵抗がなお比較的大であり他方で
はその出力信号が積分器の閾値36の付近にあるからであ
る。それに応じてこのパルスの後でもなお閉ループ制御
動作には切換えられない。それにより、一時的に酸素不
足が生じ、その結果酸素測定ゾンデの出力電圧が比較的
高い値をとる。それに相応してオペアンプ６の出力信号
が低下し、電圧閾値52を下回る。これに関連して述べる
べきは電圧閾値51、52及び当該閾値とオペアンプ６の出
力電圧との比較が、マイクロコンピユータにて相応のプ
ログラムと、電圧閾値51、52の記憶された値とにより実
現される。

マイクロコンピユータ16から選出されるパルス43の
後、同様になお迅速な電圧上昇が行なわれない、それと
いうのはパルスはほぼ酸素測定ゾンデ信号の、極性切換
の起こらない範囲内にあるからである。その間に酸素測
定ゾンデは十分加熱されていて、その内部抵抗は小さく
なつている。従つてパルス44の後は迅速に再び零に低下
し、所定の期間内で閾値52を下回る。そのことから酸素
測定ゾンデが動作可能状態にあることがわかり、開ルー
プ制御から閉ループ制御へ切換えられる。混合気−濃厚
化により酸素測定ゾンデの出力電圧のジヤンプの後オペ
アンプ６の出力電圧が上方の閾値51を超過する。それに
つづくパルス45の場合出力電圧は再び2.5Vの中央値へセ
ットされ、それから迅速に再び5Vの上方の値へ上昇す
る。

閾値51、52によつてヒステリシス特性が生ぜしめられ
て、結局閉ループ制御のために評価さるべき信号はオペ
アンプ６の出力電圧が上限閾値51を越えると一方の第１
の値Ｈをとり、閾値52を下回ると第２の値Ｌをとる。第
４図ｄはその信号を示し、その際時点46まで点線で示し
てある、それというのはその時点から閉ループ制御のた
めに用いられるからである。

積分器に対する初期値の供給によつては第４図ｄに示
す信号の発生、もつて制御機能が悪影響を受けないの
で、酸素測定ゾンデの動作可能状態のチエツクを暖機運
転相においてのみならず、作動運転中でも行なつて、障
害の発生、例えばリード（給電）線の断線が直ちに指示
され得る。その場合、開ループ制御への制御器の切換え
を同様に行なうことができる。

パルス41〜45は規則的にマイクロコンピユータ16から
送出され得るが酸素測定ゾンデの出力電圧のジヤンプ
（跳躍的変化）によつて発生させることもできる。

本発明の必須要件“酸素測定ゾンデの出力電圧を、酸
素測定ゾンデの内部抵抗によりその大きさが定まる積分
回路の時定数で積分する”について補足的に若干説明す
る。

本発明の図１を考察する。図１の実施例（実施形態）
中では、積分器は、オペアンプ（演算増幅器）６により
形成され、該オペアンプ（演算増幅器）の反転入力側に
は抵抗３及び５が接続されており、オペアンプ（演算増
幅器）６の出力側の方向に（抵抗７及び８を介して形成
された分圧器を介して）コンデンサ９が接続されてい
る。

また、本発明の特許請求の範囲１の方法によりどのよ
うに酸素測定ゾンデの動作可能状態を検出できるかにつ
いて若干説明する。

図2bでは、25は、出力電圧の変化を示し、この出力電
圧の変化から、図2c内に相応の領域にて示す変化速度が
生じる。この速度は、所定の値（破線）を下回る様子が
示されており、このように下回る際は、動作可能状態が
生じていないことが検出される。比較的に速やかに低下
する出力電圧が生じると（図2b中28）はじめて、変化速
度も、増大して、所定値を超え、その結果酸素測定セン
サの動作可能状態の生じていることが検出される。前記
の所定値の大きさは、マイクロコンピュータ内に格納さ
れており、出力電圧に応じて、又は、構成素子の相応の
設計（選定）により、設定され得る。

発明の効果本発明によれば酸素測定ゾンデの動作可能状態の簡単
且確実な識別が可能となり、更に、暖機運転期間中濃厚
又は稀薄の混合気が生じているかに無関係に、また、酸
素測定ゾンデからどんな電圧が送出されるかに無関係
に、当該動作可能状態の確実な検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施のための回路装置の実施例
の回路図、第2a図〜第2c図は第１図の回路装置にて生じ
る幾つかの電圧及び信号の電圧−時間特性図、第３図は
第１の方法に付加機能を付与した方法の実施をした回路
装置の実施例の回路図、第４図は第３図の回路装置にて
生じる幾つかの電圧及び信号の特性図である。１……酸素測定ゾンデ、２……電圧源、３……内部抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヴオルフガング・ライシユドイツ連邦共和国ビーベルゲミユント- ビーベル・レーマーベルク５ (72)発明者ベルンハルト・ルーカスドイツ連邦共和国ラウンハイム・ヘルマン‐レンス‐シユトラーセ 16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排ガス通路中に設けられ、制御
装置と共に内燃機関用の混合気生成制御のために用いら
れる酸素測定ゾンデの動作可能状態の検出方法におい
て、酸素測定ゾンデの出力電圧を、酸素測定ゾンデの内部抵
抗によりその大きさが定まる積分回路の時定数で積分
し、更に、積分された出力電圧の変化速度を測定し、更
に、該変化速度が所定値を越えると当該動作可能状態が
検出されるようにしたことを特徴とする酸素測定ゾンデ
の動作可能状態の検出方法。
【請求項２】当該変化速度が第２の所定の値を越えない
間のみ、動作可能状態が検出される特許請求の範囲第１
項記載の検出方法。
【請求項３】積分器の１つの入力側が短時間十分短絡状
態におかれている特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の検出方法。
【請求項４】内燃機関の始動後、変化速度が所定値に又
はそれを越えて上昇するまで繰返して測定が行われる特
許請求の範囲第２項又は第３項記載の検出方法。
【請求項５】単数又は複数の設定された値が、当該内容
を可変できるメモリから取出されるようにした前記特許
請求の範囲各項のうちいずれかに記載の検出方法。
【請求項６】内燃機関の排ガス通路中に設けられ、制御
装置と共に内燃機関用の混合気生成の制御のために用い
られる、酸素測定ゾンデの動作可能状態の検出方法にお
いて、酸素測定ゾンデの出力電圧が酸素測定ゾンデの内
部抵抗に依存する積分時定数で積分され、更に、積分さ
れた出力電圧の変化速度が測定され、更に当該変化速度
が所定値を越えると動作可能状態が検出されるようにし
た酸素測定ゾンデの動作可能状態の検出方法において、
積分器には該積分器の出力電圧の動作領域の中央部分に
位置する初期値を供給するようにし、ここにおいて積分
器の出力電圧の評価のためヒステリシス特性を形成する
２つの電圧閾値を設定し、初期値の供給時点と出力電圧
が電圧閾値のうちの１つを超過する時点との間の時間
を、変化速度の尺度として用いることを特徴とする酸素
測定ゾンデの動作可能状態の検出方法。
【請求項７】内燃機関の作動中繰返して初期値の供給
と、変化速度の測定とを行う特許請求の範囲第６項記載
の検出方法。
【請求項８】内燃機関の始動後繰返して初期値の供給
と、変化速度の測定とを、変化速度が所定値に又はそれ
を越えて上昇するまで行う特許請求の範囲第６項記載の
検出方法。
【請求項９】初期値の供給および変化速度の測定を所定
の時間間隔の後繰返す特許請求の範囲第７項又は第８項
記載の検出方法。
【請求項１０】酸素測定ゾンデの出力信号の飛躍的変化
が起る度ごとに初期値の供給と、変化速度の測定とをト
リガする特許請求の範囲第７項又は第８項記載の検出方
法。
【請求項１１】所定の時間の後出力電圧の飛躍的変化が
ない場合にも、初期値の供給及び変化速度の測定をトリ
ガする特許請求の範囲第10項記載の検出方法。
【請求項１２】内燃機関の排ガス通路中に設けられた酸
素測定ゾンデの動作可能状態の検出のため前記酸素測定
ゾンデを、制御装置と共に、内燃機関用の混合気生成制
御のために用い、酸素測定ゾンデの出力電圧を、酸素測
定ゾンデの内部抵抗によりその大きさが定まる積分回路
の時定数で積分し、更に、積分された出力電圧の変化速
度を測定し、更に、該変化速度が所定値を越えると当該
動作可能状態が検出されるようにし酸素測定ゾンデの動
作可能状態の検出方法を実施する装置において、酸素測定ゾンデ（１）に積分回路が接続されており、該
積分回路によっては、酸素測定ゾンデ（１）の出力電圧
が、酸素測定ゾンデの内部抵抗によりその大きさが定ま
る積分回路の時定数で積分されるように構成されてお
り、さらに、前記積分回路は、A/D変換器（14）を介し
てマイクロコンピュータ（16）と接続されており、更
に、前記マイクロコンピュータ（16）は、酸素測定ゾン
デ（１）の出力電圧の変化速度を測定するための手段を
有し、更に、前記マイクロコンピュータには、酸素測定
ゾンデ（１）の出力電圧の変化速度が所定値を越えると
当該酸素測定ゾンデ（１）の動作可能状態を検出するた
めの手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の
排ガス通路中に設けられていて、制御装置と共に、内燃
機関用の混合気生成制御のために用いられる酸素測定ゾ
ンデの動作可能状態の検出回路装置。
【請求項１３】積分器の入力側が可制御のスイッチ（2
0）を介して定電位と接属可能であり、更に、可制御ス
イッチ（20）に、マイクロコンピュータ（16）の出力側
（17）からの信号が供給されるように構成されている特
許請求の範囲第12項記載の検出回路装置。
【請求項１４】可制御スイッチ（20）はトランジスタで
ある特許請求の範囲第13項記載の検出回路装置。
【請求項１５】積分器はオペアンプ（６）によって形成
されており、該オペアンプの反転入力側は積分器の入力
側を形成し、コンデンサ（９）を介してオペアンプ
（６）の出力側と接続されており、更に、非反転入力側
は定電圧の供給を受けたように構成されている特許請求
の範囲第12項記載の検出回路装置。
【請求項１６】オペアンプ（６）の反転入力側と可制御
スイッチ（20）との間ないしオペアンプ（６）の反転入
力側と酸素測定ゾンデ（１）の出力側との間に夫々可調
整抵抗（5,21）が設けられている特許請求の範囲第15項
記載の検出回路装置。
【請求項１７】コンデンサ（９）は分圧器（7,8）を介
してオペアンプ（６）の出力側と接続されている特許請
求の範囲第15項又は第16項記載の検出回路装置。
【請求項１８】酸素ゾンデの動作可能な状態の場合積分
時定数が制御特性に対して実質的に影響を及ぼさないよ
うに、コンデンサの回路定数が選定されている特許請求
の範囲第15項記載の検出回路装置。