JPH0531739B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 〔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。

〔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
なつてきているが、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
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。

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つ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。

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温度を測定するた
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、一方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つて、
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。

〔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
置し、排気中の酸素濃度を検出して種々の制御、
例えば内燃機関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。

内燃機関の排気温は内燃機関の運転状態によつ
て変化する為、排気による加熱だけでは酸素濃度
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つて酸素濃度
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つては好ましくない。また、
車両に搭載して用いるといつ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、更にバツテリに無
用な負担を掛けることも現実には避けねばならな
いという問題もあつた。従つて、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、
排気の状態によつ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。

そこで本発明者等は、車載に耐えるような小型
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
加えることによつて酸素濃度に無関係に測定でき
るとされていた酸素濃度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。

発明の構成 〔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。
即ち、 内燃機関Ｍ１の排気系に設けられて、排気中の
酸素濃度に応じた信号を出力することにより、排
気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサＭ２
と、 該酸素濃度センサＭ２に備えられた酸素濃度セ
ンサ加熱用ヒータＭ３と、 前記酸素濃度センサＭ２の交流インピーダンス
を用いて、該酸素濃度センサＭ２の温度を検出す
る温度検出手段Ｍ４と、 該温度検出手段Ｍ４によつて検出された温度に
基づいて、前記酸素濃度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Ｍ５
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Ｍ５が、前記内燃機関Ｍ１
の排ガス中の残存酸素濃度に基づいて、前記酸素
濃度センサ加熱用ヒータＭ３に供給する電力量を
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の構成がそれ
である。

ここで、酸素濃度センサＭ２としては限界電流
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つてその温度を検出で
きるよう酸素濃度センサであれば用いることがで
きる。又、酸素濃度センサ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ヒータやセラミツクのヒータなど種々のも
のを用いることができる。

温度検出手段Ｍ４は、酸素濃度センサＭ２の交
流インピーダンスを測定することによつて酸素濃
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1KHz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、交流電圧出力部とハイパスフイルタ及
び積分器を組合わせた構成などが考えられる。

電力量制御手段Ｍ５は、上記の温度検出手段Ｍ
４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濃度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とは別にデイスクリートな回路
構成をとつてもよいし、温度検出手段Ｍ４と共
に、あるいは単独で、マイクロコンピユータを用
いて構成することもできる。

電力量制御手段Ｍ５による内燃機関Ｍ１の排気
中の残存酸素濃度に基づく、電力量の補正は、酸
素濃度センサＭ２が検出した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、例えば燃料カツ
トの実施中（空燃比はリーン）やスロツトルバル
ブ全開状態（通常全開増量により空燃比はリツ
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。

〔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、酸素濃度センサＭ２
の温度を酸素濃度センサＭ２の交流インピーダン
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、更に内燃機関Ｍ１
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。

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。
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。従つて、酸素濃
度センサＭ２に印加する電圧をおよそ0.6V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
つておく必要のあることがわかる。

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500Hz以下）は酸素濃度を影
響をうける領域とされている。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。

第３図からわかるように、500Hz以上の高周波
電圧を印加した場合であつても、酸素濃度センサ
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つてのみヒ
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。従つ
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、内燃機関の空燃比の変動に応じて酸
素濃度センサＭ２の温度が変化し、場合によつて
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。

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。

〔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。

第５図は本発明一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の概略構成図であ
る。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はバツテリ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。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。

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0.6Vに
交流成分振幅0.2Vpp5KHz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
によつて電圧信号に変換され、ハイパスフイルタ
と積分器からなるインピーダンス検出回路２３
と、ローパスフイルタ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
１１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つても変化する為、ロ
ーパスフイルタ２５の出力Vl、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、ローパスフイルタ２５
の出力Vlは内燃機関１の空燃比を検出するリー
ン・リツチ信号として、他でも用いられる。

上記の補正及び電力量を制御するのが比較器２
６と電力トランジスタTrであつて、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は補正回路であつて、イン
ピーダンス検出回路２３の出力Vhをローパスフ
イルタ２５の出力Vlによつて補正して、酸素濃
度による補正後の信号VHを出力する。ローパス
フイルタ２５の出力Vl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
ローパスフイルタ２５の出力信号Vlによつて定
まる加算量Vαを、インピーダンス検出回路２３
の出力信号Vhに加えることにより、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VHを出力する。従つて、信号VHは酸
素濃度による偏差を修正されており、酸素濃度に
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Vref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Trのベース電流を制限する抵抗器である。

上記の例では基準電圧Vref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。

従つて、本実施例によれば、酸素濃度センサ５
の温度を内燃機関１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層精密に行なうこ
とも可能となつた。

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Vrefに対して第９図のグラフに
より定まる加算量Vαを加え、その出力信号
Vref′をコンパレータ３３′における信号Vhとの
比較に供している。従つて、第８図の比較器２
６′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。

次に本発明の第２実施例について説明する。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。

図において、５１はエンジン、５２はピスト
ン、５３はシリンダ、５４はシリンダヘツドであ
り、シリンダヘツ５４の各気筒の排気ポート５５
には排気マニホールド５６が、シリンダツド５４
の各気筒の吸気ポート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
Pmを検出する吸気圧センサ６０が備えられてい
る。

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ツトルバル
ブ、６３は吸入空気温度を検出する吸気温センサ
であり、スロツトルバルブ６１には、スロツトル
バルブ６１の開度に応じた信号を出力するスロツ
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ツチとを
備えたスロツトルポジシヨンセンサ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、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
電圧を印加するデイストリビユータ、７０はデイ
ストリビユータ６７に取り付けられ、エンジン５
１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。

上記吸気圧センサ６０、吸気温センサ６３、ス
ロツトルポジシヨンセンサ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７
６の燃料噴射量制御、点火プラグ６８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。

次に第１１図に拠つて、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印回電
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
路であつて、ハイパスフイ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
ーパスフイルタである。ここで検波回路８４の出
力信号を交流検出信号Vrとし、ローパスフイル
タ８５の出力信号を直流検出信号Isとする。

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
ツトルポジシヨンセンサ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９
５はマイクロコンピユータ９７にて演算され、出
力された制御信号によつて制御される駆動回路を
表わし、燃料噴射弁７６を駆動し、マイクロコン
ピユータ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
回路である。イグナイタ６９もマイクロコンピユ
ータ９７にて、デイストリビユータ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。

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
路であつて、マイクロコンピユータ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６５ｂに印加されてい
る電圧値Vn及びヒータ６５ｂに流れる電流値In
は、前者は直接に、後者は電圧変換用の抵抗器１
０１を利用して、各々A/D変換入力回路９４に
入力され、マイクロコンピユータ９７により読み
込むことができるよう構成されている。

以上のように構成された本実施例の制御回路７
５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つて詳しく説明す
る。

第１２図に示すヒータ電力制御ルーチンはステ
ツプ２００より開始され、まずステツプ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。ここでは、エンジン５１の回転数Ne、吸気
管圧力Pm、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Vn、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。

続くステツプ２１０では、ステツプ２００で読
み込んだ交流検出信号Vrが所定値Vref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Vrは検出素子６５ａの温度に対応し
ているが、ここで所定値Vrefは検出素子６５ａ
の温度として約700℃に対応している。ステツプ
２１０での判断が「YES」であれば処理は２２
０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0.01だけ減少させ、
ステツプ２１０での判断が「NO」、即ち、検出
素子温度が700℃未満であれば処理はステツプ２
３０へ進み第１の補正係数Pαを0.01だけ増加さ
せ、各々次のステツプ２４０へ進む。

ステツプ２４０では、排気の残存酸素濃度に対
応した直流検出信号Isから、マツプによつて、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
酸素濃度が小さければほぼ１になるよう定められ
ている。

しかして処理はステツプ２６０へ進み、ヒータ
６５ｂにデユーテイ100％で電力を供給した場合
の電力量PAを、ステツプ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。

続くステツプ２７０では同じステツプ２００で
読み込んだエンジン５１の回転数Ne吸気管圧力
Pm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。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つて、
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
排気によつて検出素子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。

続くステツプ２８０では、ステツプ２２０，２
３０で学習されてゆく第１の補正量Pα、ステツ
プ２４０で求められた第２の補正量Pβ、及びス
テツプ２６０，２７０で各々求められた電力量
PA，PBとに基づいて、次式(1)によりヒータ６５
ｂに供給する電力量、ここではそのデユーテイＤ
が計算される。

Ｄ＝PB×Pα×Pβ／PA …(1) ステツプ２９０では、ステツプ２８０で求めら
れたデユーテイ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。

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
Vr）によつて制御すると共に、検出素子６５ａ
が検出した排気中の残存酸素濃度によつて補正
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。従つて、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６
５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。

本実施例では制御回路７５にマイクロコンピユ
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制御も併せ行なつてお
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エツクをうける
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。

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何等限定され
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。

発明の効果 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、酸素濃度の検出を
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。特に、酸素濃度センサの制御温度
を適切に設定することにより、酸素濃度が急増し
た場合でも、限界電流を測定できなない領域に入
ることなく、常に正確に限界電流を測定できとい
う利点がある。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。

【図面の簡単な説明】

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濃
度センサ温度制御上の偏差を示すグラフ、第５図
は本発明第１実施例の酸素濃度センサ用ヒータの
電力量制御装置の概略構成図、第６図は比較器２
６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す構成図、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を中心とするブロツク図、第
１２図は同じくその制御例を示すフローチヤー
ト、第１３図は第２の補正係数Pβを求めるグラ
フ、第１４図は目標電力量PBを求めるマツプ、
である。 １…内燃機関、３…排気管、５，６５…酸素濃
度センサ、１１，６５ａ…検出素子、１２，６５
ｂ…ヒータ、２３…インピーダンス検出回路、２
５，８５…ローパスフイルタ、２６…比較器、５
１…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、９
７…マイクロコンピユータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の排気系に設けられて、排気中の酸
   素濃度に応じた信号を出力することにより、排気
   中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、 該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、 前記酸素濃度センサの交流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、 該温度検出手段によつて検出された温度に基づ
   いて、前記酸素濃度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、前記内燃機関の排ガス
   中の残存酸素濃度に基づいて、前記酸素濃度セン
   サ加熱用ヒータに供給する電力量を補正するよう
   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
   ことによつ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つて検
   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つ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。