JPH0544985B2 - - Google Patents

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JPH0544985B2
JPH0544985B2 JP59206658A JP20665884A JPH0544985B2 JP H0544985 B2 JPH0544985 B2 JP H0544985B2 JP 59206658 A JP59206658 A JP 59206658A JP 20665884 A JP20665884 A JP 20665884A JP H0544985 B2 JPH0544985 B2 JP H0544985B2
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JP
Japan
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heater
internal combustion
combustion engine
oxygen concentration
state
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JP59206658A
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Japanese (ja)
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JPS6185550A (en
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Masakazu Ninomya
Katsuya Maeda
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPH0544985B2 publication Critical patent/JPH0544985B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493Details
    • F02D41/1494Control of sensor heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、内燃機関のフイードバツク制御等
のための、排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検
出制御する手段に係るものであり、特に酸素濃度
検出センサを加熱設定するヒータに対する加熱電
力を制御する酸素濃度検出制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a means for detecting and controlling the concentration of oxygen contained in exhaust gas for feedback control of an internal combustion engine. The present invention relates to an oxygen concentration detection control device that controls heating power to a heater that heats and sets a concentration detection sensor.

[背景技術] 例えば、車両に搭載される内燃機関にあつて
は、その排気ガスを浄化制御するために、排気ガ
ス中に含まれる酸素の濃度を検出し、その検出情
報に基づき理論空燃比を算出して、例えば燃料噴
射量を制御して、空燃比をフイードバツク制御す
ることが知られている。
[Background technology] For example, in the case of an internal combustion engine installed in a vehicle, in order to purify and control the exhaust gas, the concentration of oxygen contained in the exhaust gas is detected and the stoichiometric air-fuel ratio is determined based on the detected information. It is known to perform feedback control of the air-fuel ratio by calculating, for example, controlling the fuel injection amount.

すなわち、このように内燃機関の制御装置にあ
つては、排気ガス中の酸素濃度を検出するため
に、上記機関の排気ガス通路に対して酸素濃度検
出装置を設定するものである。このような検出装
置を構成する酸素濃度センサとしては、例えば特
開昭57−48648号公報に示されるように、ジルコ
ニア系の限界電流式のものが知られている。
That is, in such a control device for an internal combustion engine, an oxygen concentration detection device is installed in the exhaust gas passage of the engine in order to detect the oxygen concentration in the exhaust gas. As an oxygen concentration sensor constituting such a detection device, a zirconia-based limiting current type sensor is known, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-48648.

このような酸素濃度センサにあつては、酸素濃
度に対応した検出電流が得られるものであるた
め、例えば機関の低負荷運転状態で空燃比をリー
ン側に制御し、燃費を向上させるようにするよう
な空燃比制御を、よりち密な状態で実行させるこ
とができるようになる。しかし、このようなち密
な空燃比制御を実行させるためには、酸素濃度セ
ンサを活性化状態に設定する必要のあるものであ
り、このためにヒータを用いて上記センサを加熱
制御するようにしている。
In the case of such an oxygen concentration sensor, since a detection current corresponding to the oxygen concentration can be obtained, for example, the air-fuel ratio is controlled to the lean side when the engine is operating at low load to improve fuel efficiency. This makes it possible to perform air-fuel ratio control in a more precise manner. However, in order to perform such precise air-fuel ratio control, it is necessary to set the oxygen concentration sensor to an activated state, and for this purpose, the sensor is heated and controlled using a heater. There is.

このような酸素濃度センサを活性化するために
は、上記センサを所定温度以上に加熱設定すれば
よいものであるが、その加熱温度があまり上昇す
るような状態となると、上記ヒータが断線し、ま
たセンサが破壊するような障害が発生するおそれ
があり、このセンサ温度を所定温度範囲、例えば
650℃〜750℃に設定する制御を実行することが考
えられている。例えば、実開昭58−112958号公報
に示されるように、内燃機関の高出力時や排気ガ
スの高温状態の時にヒータへの通電を遮断制御す
る。そして、ヒータやセンサが高温になり過ぎな
いようにして、排気ガス温度上昇に伴うヒータの
断線やセンサの破壊を防止するものである。
In order to activate such an oxygen concentration sensor, it is sufficient to heat the sensor to a predetermined temperature or higher, but if the heating temperature rises too much, the heater will break, In addition, there is a risk that a failure may occur that destroys the sensor, and the sensor temperature must be set within a specified temperature range, e.g.
It is being considered to carry out control to set the temperature between 650°C and 750°C. For example, as shown in Japanese Utility Model Application Publication No. 58-112958, power supply to the heater is controlled to be cut off when the internal combustion engine has a high output or when the exhaust gas is in a high temperature state. This prevents the heater and sensor from becoming too high, thereby preventing disconnection of the heater and destruction of the sensor due to a rise in exhaust gas temperature.

しかし、例えば燃料カツト運転状態に入つたよ
うな場合に、排気ガス温度が低下してセンサ温度
も低下する状態となるような場合に関しては、特
に対策がなされていないものであり、このような
状態では、酸素濃度センサが活性化されていない
場合も発生し、良好な検出信号を得ることができ
ない。通常、上記のような燃料カスト運転状態の
時は、フイードバツク制御は実行されていないも
ので、酸素濃度検出信号の上程はあまり問題とな
らないものであるが、フイードバツク制御が再開
された場合に、酸素濃度センサの温度が低い状態
にあると、空燃比制御が良好な状態で再開できな
いようになる。
However, no particular countermeasures have been taken for cases where the exhaust gas temperature drops and the sensor temperature also drops when the engine enters a fuel cut operation state, for example. In this case, the oxygen concentration sensor may not be activated, and a good detection signal cannot be obtained. Normally, during the fuel cast operation state as described above, feedback control is not being executed, and the rise of the oxygen concentration detection signal does not pose much of a problem. However, when feedback control is restarted, the oxygen If the temperature of the concentration sensor is low, air-fuel ratio control cannot be restarted in a good condition.

[発明が解決しようとする問題点] この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、内燃機関が燃料カツト運転状態に入つたよう
な場合であつても、酸素濃度センサの温度がこの
センサを活性化状態に設定できるような状態に設
定されるようにして、常に良好な酸素濃度検出信
号が得られるように設定されているようにする酸
素濃度検出制御装置を提供しようとするものであ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] This invention has been made in view of the above points, and even when the internal combustion engine enters a fuel cut operation state, the temperature of the oxygen concentration sensor remains unchanged. An object of the present invention is to provide an oxygen concentration detection control device that allows a sensor to be set to an activated state so that a good oxygen concentration detection signal can always be obtained. be.

[問題点を解決するための手段] すなわち、この発明に係る酸素濃度検出制御装
置にあつては、内燃機関の排気系に対して酸
素濃度センサが設定されているもので、このセ
ンサには加熱用にヒータが設定されている。
このヒータに対する加熱電力は制御手段によ
つて制御されるもので、この制御手段Vは上記内
燃機関の燃料カツト運転状態の検知手段から
の検知信号、およびこの検知手段からの信号が
供給設定される演算手段からの指令によつて制
御されるようにする。
[Means for Solving the Problems] That is, in the oxygen concentration detection control device according to the present invention, an oxygen concentration sensor is installed in the exhaust system of an internal combustion engine, and this sensor has a heating The heater is set for
The heating power for this heater is controlled by a control means, and this control means V is set to be supplied with a detection signal from a detection means for detecting the fuel cut operation state of the internal combustion engine, and a signal from this detection means. It is controlled by instructions from the calculation means.

この場合、検知手段で燃料カツト運転状態が
検知された状態では、上記センサの周囲部分に流
れる空気量に対応する加熱電力がヒータに対し
て供給設定されるようにするものであり、燃料カ
ツト運転状態でない状態では、内燃機関の運転
状態に対応した加熱電力が設定制御されるように
するものである。
In this case, when the fuel cut operation state is detected by the detection means, the heating power corresponding to the amount of air flowing around the sensor is set to be supplied to the heater, and the fuel cut operation state is set. When the internal combustion engine is not in this state, the heating power is set and controlled in accordance with the operating state of the internal combustion engine.

[作用] すなわち、上記のように構成される装置にあつ
ては、まず内燃機関の運転状態から、検知手段
において燃料カツト運転状態にあるか否かが判
別されるもので、もし燃料カツト運転状態である
場合には、制御手段Vに指令を与えて、例えば上
記内燃機関の回転数に対応した情報に基づい
て、上記ヒータに対する加熱電力を制御設定さ
せるようにする。そして、燃料カツト運転中にお
ける酸素濃度センサの温度が活性化状態に設定
されるようにする。また、内燃機関が燃料カツ
ト運転状態ではない場合には、演算手段におい
て機関の運転状態の検出信号に基づいて制御手
段に対する制御指令を発生し、ヒータの加熱
電力を設定制御するものである。
[Operation] In other words, in the device configured as described above, first, based on the operating state of the internal combustion engine, it is determined by the detection means whether or not it is in the fuel cut operating state. In this case, a command is given to the control means V to control and set the heating power to the heater, for example, based on information corresponding to the rotation speed of the internal combustion engine. Then, the temperature of the oxygen concentration sensor during the fuel cut operation is set to the activated state. Further, when the internal combustion engine is not in the fuel cut operation state, the calculation means generates a control command to the control means based on the detection signal of the engine operation state, and sets and controls the heating power of the heater.

したがつて、燃料カツト運転状態にあつては、
酸素濃度センサはヒータによつて加熱制御設
定されているものであり、このセンサの活性化
状態は確実に保持制御されるものである。そし
て、通常の燃料供給制御状態にあつては、酸素濃
度センサは所定温度状態に加熱制御設定される
もので、空燃比フイードバツク制御が効果的に実
行されるものである。
Therefore, in the fuel cut operation state,
The oxygen concentration sensor is heated and controlled by a heater, and the activation state of this sensor is controlled to be maintained reliably. In the normal fuel supply control state, the oxygen concentration sensor is heated and set to a predetermined temperature state, and air-fuel ratio feedback control is effectively executed.

[実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第2図はその構成を示すもので、酸素濃
度検出装置を搭載し、フイードバツク制御が実行
されるようにした内燃機関11およびその周辺部
分を示している。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows its configuration, and shows the internal combustion engine 11 equipped with an oxygen concentration detection device and in which feedback control is executed, and its surroundings.

すなわち、この内燃機関11に対しては、図示
されないエアクリーナ部分から空気を吸入する吸
気管12が設定されるものであり、この吸気管1
2に対しては、アクセルペダル等で駆動制御され
るスロツトル弁13、さらにサージタンク14が
設定されるものであり、また上記スロツトル弁1
3部分をバイパスする状態で、空気流量が制御設
定されるバイパス通路15が形成されている。こ
こで、上記吸気管12に対しては、吸入空気の温
度状態を検出する吸気温センサ16が取付け設定
され、サージタンク14に対しては吸気圧センサ
17が取付け設定されている。そして、上記スロ
ツトル弁13に対しては、その開度に対応した信
号を発生すると共に、スロツトル弁13がアイド
ル運転状態に設定された場合に動作されるアイド
ルスイツチ信号を発生するスロツトルポジシヨン
センサ18を設ける。
That is, this internal combustion engine 11 is provided with an intake pipe 12 that takes in air from an air cleaner portion (not shown).
2, a throttle valve 13 whose drive is controlled by an accelerator pedal or the like, and a surge tank 14 are installed.
A bypass passage 15 is formed in which the air flow rate is controlled and set in a state where three portions are bypassed. Here, an intake temperature sensor 16 for detecting the temperature state of intake air is attached to the intake pipe 12, and an intake pressure sensor 17 is attached to the surge tank 14. A throttle position sensor generates a signal corresponding to the opening degree of the throttle valve 13, and also generates an idle switch signal that is activated when the throttle valve 13 is set to an idle operating state. 18 will be provided.

上記内燃機関11の排気管19に対しては、酸
素濃度検出装置20が取付け設定されるもので、
この検出装置20の酸素濃度センサ部分が上記排
気管19の内部に設定され、排気管19を流れる
排気ガスに対して接触設定されるようになつてい
る。
An oxygen concentration detection device 20 is installed and set to the exhaust pipe 19 of the internal combustion engine 11,
The oxygen concentration sensor portion of the detection device 20 is set inside the exhaust pipe 19 and is set in contact with the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 19.

そして、上記内燃機関11のヘツド部分には、
その各気筒に対応する状態で点火プラグ21が取
付け設定され、また機関11の冷却水温を検出す
るように水温センサ22が設定されている。
In the head portion of the internal combustion engine 11,
A spark plug 21 is installed and set in a state corresponding to each cylinder, and a water temperature sensor 22 is set to detect the cooling water temperature of the engine 11.

このような内燃機関11の運転状態は、吸気温
センサ16、吸気圧センサ17、スロツトルポジ
シヨンセンサ18、水温センサ22、さらに酸素
濃度検出装置20からの検出信号によつて検出さ
れるものであり、これら検出信号は制御回路23
に対して供給設定される。この制御回路23に対
しては、さらに内燃機関11の回転速度に対応し
た情報が要求されるものであるが、この情報はデ
イストリビユータ24に対して設定される回転数
センサ25から検出するものである。このデイス
トリビユータ24に対しては、上記制御回路23
からの指令によつて制御されるイグナイタ26か
らの点火信号が供給設定される。
The operating state of the internal combustion engine 11 is detected by detection signals from the intake temperature sensor 16, intake pressure sensor 17, throttle position sensor 18, water temperature sensor 22, and oxygen concentration detection device 20. Yes, these detection signals are sent to the control circuit 23.
The supply is set for. This control circuit 23 is further required to receive information corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine 11, and this information is detected from a rotational speed sensor 25 set for the distributor 24. It is. For this distributor 24, the control circuit 23
An ignition signal from an igniter 26 controlled by a command from the igniter 26 is set to be supplied.

すなわち、上記制御回路23にあつては、内燃
機関11の運転状態に対応して、燃料噴射量さら
に点火時期等を演算するもので、燃料噴射弁27
の制御、およびイグナイタ26の制御によつて点
火プラグ21に対する点火制御を実行するもので
ある。
That is, the control circuit 23 calculates the fuel injection amount, ignition timing, etc. in accordance with the operating state of the internal combustion engine 11, and the control circuit 23 calculates the fuel injection amount, ignition timing, etc.
The ignition control for the spark plug 21 is performed by controlling the igniter 26 and the igniter 26.

第3図は上記制御回路23の具体的な構成を示
すもので、酸素濃度センサ20は排気ガス中に含
まれる酸素濃度の状態に応じて電流量が設定され
る検出素子20aと、この検出素子20aを活性
化状態に設定するためのヒータ20bとによつて
構成されるもので、上記検出素子20aに対して
は、電源31が設定される。そして、上記検出素
子20aに流れる電流値は抵抗32の回路によつ
て電圧値に変換され、増幅器33で適宜増幅して
A/D変換器34でデイジタルデータに変換して
入力検出信号の1つとするものである。
FIG. 3 shows a specific configuration of the control circuit 23, in which the oxygen concentration sensor 20 includes a detection element 20a whose current amount is set according to the state of the oxygen concentration contained in the exhaust gas, and A power source 31 is set for the detection element 20a. The current value flowing through the detection element 20a is converted into a voltage value by the circuit of the resistor 32, appropriately amplified by the amplifier 33, and converted into digital data by the A/D converter 34, which is used as one of the input detection signals. It is something to do.

上記A/D変換器34に対しては、その他に吸
気温センサ16、吸気圧センサ17、スロツトル
ポジシヨンセンサ18、水温センサ22、および
回転数センサ25からの検出信号が結合されてい
る。この場合、このA/D変換器34はマルチプ
レクサの機能をも含み構成され、上記各センサか
らの検出信号は、順次デイジタルデータに変換さ
れて、マイクロコンピユータ35に対して入力デ
ータとして供給されるようになる。このマイクロ
コンピユータ35では、上記各センサからの入力
データに基づき例えば燃料噴射量、点火時期等を
演算するもので、上記燃料噴射量に対応する演算
結果によつて駆動回路36を制御し、噴射弁27
の開弁時間、すなわち燃料噴射量を設定制御す
る。また演算された点火時期信号は、イグナイタ
26に供給し、デイストリビユータ24を制御し
て点火プラグ21を制御するようになる。
Detection signals from an intake temperature sensor 16, an intake pressure sensor 17, a throttle position sensor 18, a water temperature sensor 22, and a rotational speed sensor 25 are also coupled to the A/D converter 34. In this case, the A/D converter 34 is configured to include a multiplexer function, and the detection signals from each sensor are sequentially converted into digital data and supplied to the microcomputer 35 as input data. become. This microcomputer 35 calculates, for example, the fuel injection amount, ignition timing, etc. based on the input data from each of the above-mentioned sensors, and controls the drive circuit 36 based on the calculation results corresponding to the above-mentioned fuel injection amount, thereby controlling the injection valve. 27
The valve opening time, that is, the fuel injection amount is set and controlled. Further, the calculated ignition timing signal is supplied to the igniter 26 to control the distributor 24 and the spark plug 21.

上記酸素濃度センサ20のヒータ20bに対し
ては、上記マイクロコンピユータ35からの指令
で制御される通電制御回路37によつて、電源3
8からの加熱電流が供給制御されるもので、この
ヒータ20bに対する加熱電力はヒータ電圧検出
回路39およびヒータ電流検出回路40によつて
検出され、この検出出力はマイクロコンピユータ
35に対して供給設定される。そして、ヒータ2
0bの温度が設定された温度状態に設定されるよ
うにするものである。
The heater 20b of the oxygen concentration sensor 20 is connected to the power supply 3 by an energization control circuit 37 controlled by a command from the microcomputer 35.
The heating power supplied to the heater 20b is detected by the heater voltage detection circuit 39 and the heater current detection circuit 40, and this detection output is set to be supplied to the microcomputer 35. Ru. And heater 2
The temperature of 0b is set to the set temperature state.

このように構成される制御回路23にあつて
は、上記したように燃料噴射量、点火時期等の演
算制御と共に、酸素濃度センサ20のヒータ20
bに対する制御を実行するものであるが、内燃機
関の運転状態に対応する上記ヒータ20bに対す
る加熱電力制御をも実行する。第4図はその制御
の流れの状態を示すものである。
In the case of the control circuit 23 configured in this way, in addition to the calculation control of the fuel injection amount, ignition timing, etc., as described above, the heater 20 of the oxygen concentration sensor 20
b, but also performs heating power control for the heater 20b corresponding to the operating state of the internal combustion engine. FIG. 4 shows the state of the control flow.

この制御ルーチンは所定時間間隔例えば100m
S毎に実行されるもので、ヒータ20bに対する
電源38からの電力供給を、内燃機関11の運転
状態に対応した例えばデユーテイ比によつて制御
するものである。
This control routine is executed at predetermined time intervals, for example, 100 m.
This is executed every S, and the power supply from the power source 38 to the heater 20b is controlled by, for example, a duty ratio corresponding to the operating state of the internal combustion engine 11.

そして、このための処理が開始される状態とな
ると、まずステツプ101で内燃機関11の運転状
態に関係する各種パラメータ、すなわち回転数
Ne、吸気圧Pm、酸素濃度センサ20の検出電流
Is、機関11のアイドリング状態を示すアイドル
スイツチ信号Id、ヒータ20bの電圧Vh、ヒータ2
0bに流れる電流Ih等を読み込む。
When the process for this purpose is started, first, in step 101, various parameters related to the operating state of the internal combustion engine 11, that is, the rotation speed, are
Ne, intake pressure Pm, detection current of oxygen concentration sensor 20
Is, idle switch signal Id indicating the idling state of the engine 11, voltage Vh of heater 20b, heater 2
Read the current Ih etc. flowing through 0b.

このようにして各種パラメータが読み込み設定
される状態となると、次のステツプ102で上記読
み込まれたヒータ電圧Vhとヒータ電流Ihとから、
所定の時間例えば100mSの間にヒータ20bに
対して通電した場合の電力量、すなわちデユーテ
イ比100%の電力量Aを算出する。このように電
力量Aを算出する処理が実行されると次のステツ
プ103に進み、内燃機関11が燃料カツト運転
中であるか否かを判別する。ここで、上記電力量
の数値については、全て100mS当りの電力量で
表現するものとする。
When various parameters are read and set in this way, in the next step 102, from the heater voltage Vh and heater current Ih read above,
The amount of power when the heater 20b is energized for a predetermined period of time, for example, 100 mS, that is, the amount of power A at a duty ratio of 100% is calculated. After the process of calculating the electric energy A is executed in this way, the process proceeds to the next step 103, where it is determined whether the internal combustion engine 11 is in fuel cut operation. Here, all the above-mentioned electric power values are expressed in terms of electric power per 100 mS.

上記ステツプ103で、燃料カツト運転中である
と判断された場合にはステツプ104に進み、また
燃料カツト運転中ではないと判断された場合には
ステツプ105に進むようになる。
If it is determined in step 103 that the fuel cut operation is in progress, the process proceeds to step 104, and if it is determined that the fuel cut operation is not in progress, the process proceeds to step 105.

ここで、上記ステツプ103における内燃機関1
1の燃料カツト運転中であるか否かの判定は、例
えば図では示されない別の制御ルーチンにおける
燃料噴射量演算制御での、燃料噴射量データを見
ることによつて実行できるものてあるが、上記ス
テツプ101で読み込まれたアイドルスイツチ信号
Idと、機関11の回転数Neとによつて判断する
ようにしてもよい。すなわち、アイドルスイツチ
信号Idがオン状態で、勝つ回転数Neが所定回転
数以上の状態にある燃料カツト条件が成立した場
合に、内燃機関11が燃料カツト運転中であると
判定するものである。
Here, the internal combustion engine 1 in step 103 above
1, whether or not fuel cut operation is in progress can be performed, for example, by looking at fuel injection amount data in fuel injection amount calculation control in another control routine not shown in the figure. Idle switch signal read in step 101 above
The determination may be made based on Id and the rotational speed Ne of the engine 11. That is, when the idle switch signal Id is on and the fuel cut condition in which the winning rotational speed Ne is equal to or higher than a predetermined rotational speed is satisfied, it is determined that the internal combustion engine 11 is in a fuel cut operation.

上記ステツプ103で燃料カツト運転中ではない
と判定された場合には、上記ステツプ105で回転
数Neと吸気圧Pmに基づき、ヒータ20bの目標
電力量Cを求める。具体的には、第5図に示すよ
うなマツプをマイクロコンピユータ35に対応し
て設定される記憶装置に対して記憶設定し、この
マツプM1から上記パラメータNeおよびPmに対
応して電力量Cを読み取り、あるいは所定の計算
式から電力量Cを算出するものである。
If it is determined in step 103 that the fuel cut operation is not in progress, then in step 105 the target power amount C of the heater 20b is determined based on the rotational speed Ne and the intake pressure Pm. Specifically, a map as shown in FIG. 5 is stored in a storage device set corresponding to the microcomputer 35, and the electric energy C is calculated from this map M1 in accordance with the parameters Ne and Pm. The electric power amount C is calculated by reading or using a predetermined calculation formula.

上記第5図に示したマツプM1にあつては、内
燃機関11の回転数Neと吸気圧Pmsとをパラメ
ータとして予め目標電力量Cが設定されている。
ここで吸気圧Pmが大きい場合、あるいは回転数
Neが大きい場合には、機関11に対する燃料噴
射量が多くなり、排気温度が上昇して酸素濃度セ
ンサ20を加熱することから、この排気温度によ
つて検出素子20aが加熱されるようになり、ヒ
ータ20bに対する供給電力を小さくできる。ま
た、上記場合と逆の状態では、ヒータ20bに対
する供給電力が大きくなるように設定されるもの
で、上記マツプM1は回転数Nes吸気圧Pmとに
対応して、目標電力量Cが設定されるようになつ
ている。
In the map M1 shown in FIG. 5, the target power amount C is set in advance using the rotational speed Ne of the internal combustion engine 11 and the intake pressure Pms as parameters.
Here, if the intake pressure Pm is large, or the rotation speed
When Ne is large, the amount of fuel injected into the engine 11 increases, the exhaust temperature rises and heats the oxygen concentration sensor 20, so the detection element 20a is heated by this exhaust temperature. The power supplied to the heater 20b can be reduced. In addition, in a state opposite to the above case, the power supplied to the heater 20b is set to be large, and the map M1 has a target power amount C set corresponding to the rotation speed Ne and the intake pressure Pm. It's becoming like that.

上記ステツプ105で目標電力量Cが算出される
と、次のステツプ106に進む。このステツプ106
は、上記電力量Cと上記ステツプ102で求めたデ
ユーテイ比100%の電力量Aとをパラメータにし
て、ヒータ20bに対して目標電力量Cを供給す
るためのデユーテイ比Dを算出する。このデユー
テイ比Dは次の式によつて算出される。
Once the target power amount C is calculated in step 105, the process proceeds to the next step 106. This step 106
calculates the duty ratio D for supplying the target power amount C to the heater 20b using the power amount C and the power amount A at the duty ratio of 100% obtained in step 102 as parameters. This duty ratio D is calculated by the following formula.

D=(C/A)×100 そして、次のステツプ107で上記求められたデ
ユーテイ比Dのパルス状信号を、通電制御回路3
7に送出し、ヒータ20bに対する供給電力を制
御する処理を実行する。
D=(C/A)×100 Then, in the next step 107, the pulse-like signal with the duty ratio D obtained above is applied to the energization control circuit 3.
7 and executes processing for controlling the power supplied to the heater 20b.

このような制御状態で、例えばデユーテイ比
100%の電力量Aが50W/100mS、機関11の回
転数Neと吸気圧PmとからマツプM1より求めら
れる目標電力量Cが25W/100mSであるとする
と、デユーテイ比Dは50%となり、通電制御回路
37に供給されるパルス状制御信号は、第6図に
実線で示すようになる。
In such a control state, for example, the duty ratio
If the 100% power amount A is 50W/100mS, and the target power amount C obtained from the map M1 from the rotation speed Ne of the engine 11 and the intake pressure Pm is 25W/100mS, the duty ratio D is 50%, and the energization The pulsed control signal supplied to the control circuit 37 is as shown by the solid line in FIG.

前記ステツプ103で内燃機関11が燃料カツト
運転中であると判定された場合には、上記したよ
うにステツプ104に進む。このステツプ104は第7
図に示すマツプM2に基づきこの時の回転数Ne
に対する目標電力量Cを求める。この燃料カツト
運転中にあつては、機関11における燃料の燃焼
状態が存在しないものであり、排気ガスの温度が
低下する状態にある。この排気ガスの温度低下の
程度は、機関11の回転数によつて変化する排出
ガス(燃料カツト状態では空気)流速に対応する
ようになるものであり、機関11の回転数Neの
影響を受ける状態となる。したつて、上記燃料カ
ツト中における目標電力量Cは、第7図のように
上記ガス流速を回転数で代表して、機関11の回
転数Neが高い程、目標電力量Cが大きくされる。
そして、このステツプ104から上記ステツプ106に
進み、算出された目標電力量Cに対応してヒータ
20bに対する供給電力を制御するものである。
If it is determined in step 103 that the internal combustion engine 11 is in fuel cut operation, the process proceeds to step 104 as described above. This step 104 is the seventh
Based on the map M2 shown in the figure, the rotation speed Ne at this time
Find the target power amount C for. During this fuel cut operation, there is no combustion state of fuel in the engine 11, and the temperature of the exhaust gas is in a state of decreasing. The degree of this exhaust gas temperature drop corresponds to the flow velocity of the exhaust gas (air in the fuel cut state), which changes depending on the rotation speed of the engine 11, and is influenced by the rotation speed Ne of the engine 11. state. Therefore, as shown in FIG. 7, the target electric power amount C during the fuel cut is determined by representing the gas flow rate by the rotational speed, and the higher the rotational speed Ne of the engine 11, the larger the target electric power amount C becomes.
The process then proceeds from step 104 to step 106, where the power supplied to the heater 20b is controlled in accordance with the calculated target power amount C.

すなわち、例えばスロツトル弁が閉じられる状
態で回転数Neの大きな状態、例えば減速運転状
態において燃料カツト運転状態が設定されるもの
であるが、このような燃料カツト運転中において
も、酸素濃度センサ20のヒータ20bに対して
加熱制御用の電力が、排気ガスによる温度低下状
態に対応して供給設定されるようになる。したが
つて、検出素子20aの温度は、このような燃料
カツト運転状態にあつても、この検出素子20が
活性化状態に保たれるように設定制御されるもの
であり、上記燃料カツト運転状態から復帰してフ
イードバツク制御状態に移行するようになつて
も、排気ガス中の酸素濃度の検出動作は良好に実
行される状態にあり、運転状態に対応したち密な
空燃比制御が実行されるものである。
That is, for example, the fuel cut operation state is set in a state where the throttle valve is closed and the rotational speed Ne is large, for example, in a deceleration operation state, but even during such a fuel cut operation, the oxygen concentration sensor 20 is Electric power for heating control is set to be supplied to the heater 20b in response to the temperature drop caused by the exhaust gas. Therefore, the temperature of the detection element 20a is set and controlled so that the detection element 20 is maintained in an activated state even in such a fuel cut operation state. Even when the system returns to the feedback control state, the operation for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas continues to perform well, and precise air-fuel ratio control is executed in response to the operating conditions. It is something.

尚、上記実施例にあつては、ヒータ20bに対
する通電制御手段としてデユーテイ比による電力
制御を実行する状態で示しているが、これは例え
ばヒータ用電源からの印加電圧を制御するように
してもよいものである。
In the above embodiment, the power control means using the duty ratio is shown as the power control means for the heater 20b, but this may be done by controlling the voltage applied from the heater power source, for example. It is something.

また、燃料カツト状態における目標電力量は、
吸入空気量に対応して燃料の基本噴射量を決定す
るように手段による場合にあつては、この吸入空
気量に対応して、燃料カツト運転中の目標電力量
Cを決定するようにしてもよい。さらに車速等で
目標電力量を決定するようにしてもよい。
In addition, the target power amount in the fuel cut state is
In the case where the basic injection amount of fuel is determined in accordance with the amount of intake air, the target power amount C during fuel cut operation may be determined in accordance with this amount of intake air. good. Furthermore, the target power amount may be determined based on vehicle speed or the like.

[発明の効果] 以上のようにこの発明に係る酸素濃度検出制御
装置によれば、この検出装置を設定する内燃機関
の運転状態に対応して、上記検出装置を構成する
酸素濃度センサの検出素子の温度が、この検出素
子を活性化する状態に設定制御されるものであ
り、特に上記内燃機関の燃料カツト運転状態にあ
る場合には、上記センサの周囲の空気流速状態に
対応して上記検出素子が加熱制御されるようにな
る。したがつて、上記燃料カツト運転中におい
て、上記検出素子の温度が確実に活性化状態を保
つように設定制御されるものであり、燃料カツト
状態からフイードバツク制御状態に移行した場合
であつても、排気ガス中の酸素濃度が正確に測定
検出でき、内燃機関の空燃比制御が安定して実行
されるようになるものである。
[Effects of the Invention] As described above, according to the oxygen concentration detection control device according to the present invention, the detection element of the oxygen concentration sensor constituting the detection device is adjusted according to the operating state of the internal combustion engine for which this detection device is set. The temperature of the sensor is set and controlled to a state that activates this detection element, and especially when the internal combustion engine is in a fuel cut operation state, the temperature of the detection element is set and controlled in response to the air flow velocity state around the sensor. The heating of the element becomes controlled. Therefore, during the fuel cut operation, the temperature of the detection element is set and controlled so as to reliably maintain the activated state, and even when the fuel cut state shifts to the feedback control state, The oxygen concentration in exhaust gas can be accurately measured and detected, and air-fuel ratio control of an internal combustion engine can be stably executed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係る酸素濃度検出制御装置
を説明する概略的な構成図、第2図はこの発明の
一実施例に係る上記酸素濃度検出装置を説明する
内燃機関の制御機構部分を示す構成図、第3図は
上記第2図で示される制御回路を説明する構成
図、第4図は上記制御回路部分の動作を説明する
フローチヤート、第5図は上記制御の流れで使用
される第1のマツプを示す図、第6図は上記制御
で得られた制御パルスの状態を示す図、第7図は
上記制御で使用される第2のマツプを示す図であ
る。 11……内燃機関、12……吸気管、13……
スロツトル弁、16……吸気温センサ、17……
吸気圧センサ、18……スロツトルポジシヨンセ
ンサ、19……排気管、20……酸素濃度セン
サ、20a……検出素子、20b……ヒータ、2
1……点火プラグ、22……水温センサ、23…
…制御回路、24……デイストリビユータ、25
……回転数センサ、27……燃料噴射弁、35…
…マイクロコンピユータ、37……通電制御回
路。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an oxygen concentration detection control device according to the present invention, and FIG. 2 shows a control mechanism portion of an internal combustion engine illustrating the oxygen concentration detection device according to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram explaining the control circuit shown in FIG. 2, FIG. 4 is a flowchart explaining the operation of the control circuit portion, and FIG. 5 is used in the control flow described above. FIG. 6 is a diagram showing the state of the control pulse obtained in the above control, and FIG. 7 is a diagram showing the second map used in the above control. 11...Internal combustion engine, 12...Intake pipe, 13...
Throttle valve, 16... Intake temperature sensor, 17...
Intake pressure sensor, 18...Throttle position sensor, 19...Exhaust pipe, 20...Oxygen concentration sensor, 20a...Detection element, 20b...Heater, 2
1...Spark plug, 22...Water temperature sensor, 23...
...control circuit, 24...distributor, 25
...Rotational speed sensor, 27...Fuel injection valve, 35...
...Microcomputer, 37...Electrification control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内燃機関の排気通路中に設定される酸素濃度
センサを加熱制御するヒータに対する供給加熱電
力を制御するヒータ制御手段と、上記内燃機関の
運転状態を検出して燃料カツト運転状態であるか
否かを判別する手段と、この判別手段で燃料カツ
ト運転中ではないと判別された状態で上記内燃機
関の運転状態に対応した上記ヒータの加熱電力を
算出させる第1のヒータ電力算出手段と、上記判
別手段で燃料カツト運転中と判別される状態で上
記酸素濃度センサの周囲の空気流通に対応した情
報を検出する検出手段と、この検出手段で検出さ
れた情報に対応して上記ヒータの加熱電力を算出
する第2のヒータ電力算出手段とを具備し、上記
第1および第2のヒータ電力算出手段で、上記ヒ
ータ制御手段を制御して、上記ヒータに対する加
熱電力を設定するようにしたことを特徴とする酸
素濃度検出制御装置。 2 上記検出手段は、上記内燃機関の回転数に対
応した情報を検出する手段で構成するようにした
特許請求の範囲第1項記載の酸素濃度検出制御装
置。 3 上記検出手段は、上記内燃機関に対する吸入
空気量に対応した情報を検出する手段によつて構
成するようにした特許請求の範囲第1項記載の酸
素濃度検出制御装置。
[Scope of Claims] 1. Heater control means for controlling supply heating power to a heater for heating and controlling an oxygen concentration sensor set in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a fuel cut operation by detecting the operating state of the internal combustion engine. means for determining whether or not the internal combustion engine is in the operating state; and a first heater power for calculating the heating power of the heater corresponding to the operating state of the internal combustion engine when the determining means determines that the fuel cut operation is not in progress. a calculating means, a detecting means for detecting information corresponding to air circulation around the oxygen concentration sensor in a state where the determining means determines that the fuel cut operation is in progress, and a detecting means corresponding to the information detected by the detecting means. a second heater power calculation means for calculating heating power of the heater, and the first and second heater power calculation means control the heater control means to set the heating power for the heater. An oxygen concentration detection control device characterized by: 2. The oxygen concentration detection control device according to claim 1, wherein the detection means comprises means for detecting information corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine. 3. The oxygen concentration detection control device according to claim 1, wherein the detection means is constituted by means for detecting information corresponding to the intake air amount for the internal combustion engine.
JP59206658A 1984-10-02 1984-10-02 Oxygen concentration detection controller Granted JPS6185550A (en)

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