JPH06201640A - 動的ヒーター異常動作検出器付酸素センサ装置 - Google Patents
動的ヒーター異常動作検出器付酸素センサ装置Info
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- JPH06201640A JPH06201640A JP5269056A JP26905693A JPH06201640A JP H06201640 A JPH06201640 A JP H06201640A JP 5269056 A JP5269056 A JP 5269056A JP 26905693 A JP26905693 A JP 26905693A JP H06201640 A JPH06201640 A JP H06201640A
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- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1494—Control of sensor heater
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒーターの異常動作を検出するためにヒータ
ー状態を変更する内燃機関用の加熱排気ガス酸素センサ
組立体３６を提供する。 【構成】 組立体は酸素センサ４２、ヒーター４４、イ
ンピーダンス・センサ、コントローラ３８を含む。酸素
センサは検出素子５２と出力リード線対５４、５６を有
する。検出素子は排気ガスの相対酸素濃度を検出し、出
力リード線に酸素レベル信号を与える。インピーダンス
・センサは酸素センサの出力リード線に接続されてこの
間のインピーダンスを測定する。コントローラはまずヒ
ーターを作動させ、次いで非作動とする。コントローラ
はヒーターがオンとオフの両方の時に酸素センサのイン
ピーダンスを表わすインピーダンス信号を受取る。コン
トローラはこれら２つのインピーダンス・レベルを比較
し、これら２つの値の間の差（又は比）が所定の基準を
満たしていない場合、コントローラはヒーター異常動作
信号を出す。
ー状態を変更する内燃機関用の加熱排気ガス酸素センサ
組立体３６を提供する。 【構成】 組立体は酸素センサ４２、ヒーター４４、イ
ンピーダンス・センサ、コントローラ３８を含む。酸素
センサは検出素子５２と出力リード線対５４、５６を有
する。検出素子は排気ガスの相対酸素濃度を検出し、出
力リード線に酸素レベル信号を与える。インピーダンス
・センサは酸素センサの出力リード線に接続されてこの
間のインピーダンスを測定する。コントローラはまずヒ
ーターを作動させ、次いで非作動とする。コントローラ
はヒーターがオンとオフの両方の時に酸素センサのイン
ピーダンスを表わすインピーダンス信号を受取る。コン
トローラはこれら２つのインピーダンス・レベルを比較
し、これら２つの値の間の差（又は比）が所定の基準を
満たしていない場合、コントローラはヒーター異常動作
信号を出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本特願は、本特願と同一日に提出
され、本特願と同一の発明者を有する自動ヒーター異常
動作検出器付酸素センサ装置という名称の他の米国特願
と関係している。この関連出願の開示は引用により本明
細書に含まれる。
され、本特願と同一の発明者を有する自動ヒーター異常
動作検出器付酸素センサ装置という名称の他の米国特願
と関係している。この関連出願の開示は引用により本明
細書に含まれる。
【０００２】
【従来の技術】本願は自動車の排気装置内にしばしば見
出される酸素センサ装置に一般に関係し、特に加熱排気
ガス酸素（「ＨＥＧＯ」）センサ組立体内のヒーター用
の動的異常動作検出器に関係する。多くの自動車は内燃
機関と、機関から排出するための排気ガス用の導管を与
える排気装置を含む。排気ガスの温度は、機関が近々動
作していなかった時の雰囲気温度から４００℃以上の範
囲に及ぶ。
出される酸素センサ装置に一般に関係し、特に加熱排気
ガス酸素（「ＨＥＧＯ」）センサ組立体内のヒーター用
の動的異常動作検出器に関係する。多くの自動車は内燃
機関と、機関から排出するための排気ガス用の導管を与
える排気装置を含む。排気ガスの温度は、機関が近々動
作していなかった時の雰囲気温度から４００℃以上の範
囲に及ぶ。
【０００３】ＨＥＧＯセンサ組立体は検出素子と付随す
る電気出力リード線対と共にヒーターを含む。検出素子
は排気装置を通過する排気ガス流中に配置される。ＨＥ
ＧＯセンサは次いで平衡後の酸素レベルを検出し、出力
リード線対に電気信号を与える。出力リード線上の信号
は例えば、自動車の燃料分配装置により使用されて、自
動車のエンジンの燃焼室へ送られる空燃混合比を調節す
る。
る電気出力リード線対と共にヒーターを含む。検出素子
は排気装置を通過する排気ガス流中に配置される。ＨＥ
ＧＯセンサは次いで平衡後の酸素レベルを検出し、出力
リード線対に電気信号を与える。出力リード線上の信号
は例えば、自動車の燃料分配装置により使用されて、自
動車のエンジンの燃焼室へ送られる空燃混合比を調節す
る。
【０００４】ＨＥＧＯセンサは、ガスの温度が広範囲に
変化する排気ガス中の酸素レベルを検出しなければなら
ない。広範囲の排気ガス温度に渡って正確な測定を行う
ＨＥＧＯセンサを補助するため、ＨＥＧＯセンサ組立体
はＨＥＧＯセンサの物理的近傍に電気ヒーターを一般に
含む。作動されると、電気ヒーターはＨＥＧＯセンサを
暖め、より正確な測定を行い、従って排気ガスの温度に
対してその感度を低下させる。
変化する排気ガス中の酸素レベルを検出しなければなら
ない。広範囲の排気ガス温度に渡って正確な測定を行う
ＨＥＧＯセンサを補助するため、ＨＥＧＯセンサ組立体
はＨＥＧＯセンサの物理的近傍に電気ヒーターを一般に
含む。作動されると、電気ヒーターはＨＥＧＯセンサを
暖め、より正確な測定を行い、従って排気ガスの温度に
対してその感度を低下させる。
【０００５】ＨＥＧＯセンサ組立体の故障を検出する従
来の技術の装置は存在する。例えば、ミエノ他へ出され
た米国特許第４，７２４，８１５号は酸素濃度センサ用
の異常検出の装置に関係している。この特許は、ヒータ
ーの異常動作の検出がＵＥＧＯセンサの電極間の電圧の
測定を部分的にも基としている汎用排気ガス酸素（「Ｕ
ＥＧＯ」）センサ組立体用のヒーター異常動作検出装置
を開示している。
来の技術の装置は存在する。例えば、ミエノ他へ出され
た米国特許第４，７２４，８１５号は酸素濃度センサ用
の異常検出の装置に関係している。この特許は、ヒータ
ーの異常動作の検出がＵＥＧＯセンサの電極間の電圧の
測定を部分的にも基としている汎用排気ガス酸素（「Ｕ
ＥＧＯ」）センサ組立体用のヒーター異常動作検出装置
を開示している。
【０００６】ＨＥＧＯセンサ組立体は一般的に大量生産
され、多くの車に取付けられるため、組立体の一部品に
対するわずかな節約でさえも累計して自動車製造業者に
とっては相当な年間節約となる。さらに、ＨＥＧＯセン
サ組立体と前記組立体内の故障検出装置は信頼性のある
ことが重要である。
され、多くの車に取付けられるため、組立体の一部品に
対するわずかな節約でさえも累計して自動車製造業者に
とっては相当な年間節約となる。さらに、ＨＥＧＯセン
サ組立体と前記組立体内の故障検出装置は信頼性のある
ことが重要である。
【０００７】不運にも、多くの現在利用可能な装置はヒ
ーターの有効性を測定するために別の部品の使用を必要
とし、従ってＨＥＧＯセンサ組立体のコストと複雑度を
増大させる。他の装置は、ＨＥＧＯセンサ組立体のヒー
ターが正しく機能していることを間接的にのみ決定して
いる。
ーターの有効性を測定するために別の部品の使用を必要
とし、従ってＨＥＧＯセンサ組立体のコストと複雑度を
増大させる。他の装置は、ＨＥＧＯセンサ組立体のヒー
ターが正しく機能していることを間接的にのみ決定して
いる。
【０００８】さらに他の装置は、機関が点火しある延時
間の間動作した後はＨＥＧＯの動作を検査しない。この
結果、実際のヒーター異常動作と異常動作を検出するた
めのヒーターの以後の検査との間で実質的な遅延が発生
する。さらに、他の検出器はヒーターの動作を偽って検
出し、ヒーターが正しく動作していると不正に信号す
る。
間の間動作した後はＨＥＧＯの動作を検査しない。この
結果、実際のヒーター異常動作と異常動作を検出するた
めのヒーターの以後の検査との間で実質的な遅延が発生
する。さらに、他の検出器はヒーターの動作を偽って検
出し、ヒーターが正しく動作していると不正に信号す
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は異常動作を検出
するため動作時にヒーターの動作を変化させる内燃機関
用の加熱排気ガス・センサ組立体である。本装置は酸素
センサ、ヒーター、インピーダンス・センサ、コントロ
ーラを含む。
するため動作時にヒーターの動作を変化させる内燃機関
用の加熱排気ガス・センサ組立体である。本装置は酸素
センサ、ヒーター、インピーダンス・センサ、コントロ
ーラを含む。
【００１０】酸素センサは検出素子と付随の出力リード
線対を有する。検出素子は酸素を検出し、平衡酸素レベ
ル信号を出力リード線対上に応答して与える。ヒーター
は酸素センサを物理的に暖める。インピーダンス・セン
サは酸素センサの出力リード線に接続される。インピー
ダンス・センサは出力リード線間のインピーダンスを検
出し、インピーダンス信号を発する。
線対を有する。検出素子は酸素を検出し、平衡酸素レベ
ル信号を出力リード線対上に応答して与える。ヒーター
は酸素センサを物理的に暖める。インピーダンス・セン
サは酸素センサの出力リード線に接続される。インピー
ダンス・センサは出力リード線間のインピーダンスを検
出し、インピーダンス信号を発する。
【００１１】コントローラはインピーダンス・センサと
ヒーター電力制御の両方に相互接続されている。コント
ローラはヒーターを作動、非作動させることが可能であ
る。コントローラは又インピーダンス・センサからイン
ピーダンス信号を受取り、ヒーターがオン、オフ両方の
時に出力リード線間のインピーダンスの指示を受取る。
コントローラはこれら２つのインピーダンス信号により
表わされるインピーダンス値を比較し、インピーダンス
差を決定する。以後、差が所定の閾値以下の時にコント
ローラはヒーター異常動作信号を発する。
ヒーター電力制御の両方に相互接続されている。コント
ローラはヒーターを作動、非作動させることが可能であ
る。コントローラは又インピーダンス・センサからイン
ピーダンス信号を受取り、ヒーターがオン、オフ両方の
時に出力リード線間のインピーダンスの指示を受取る。
コントローラはこれら２つのインピーダンス信号により
表わされるインピーダンス値を比較し、インピーダンス
差を決定する。以後、差が所定の閾値以下の時にコント
ローラはヒーター異常動作信号を発する。
【００１２】本発明のさらに他の実施例は、加熱排気ガ
ス酸素センサ組立体が異常動作しているかどうか決定す
る過程である。この過程は最初にヒーターを作動させ、
所定の期間待機する段階を含む。次いで「ヒーター・オ
ン時」のインピーダンス・レベルを決定するため、セン
サの出力リード線間のインピーダンスを測定する。以後
ヒーターは動作を止められ、所定時間の待機後、ヒータ
ー・インピーダンスを再び測定して「ヒーター・オフ
時」のインピーダンス・レベルを決定する。ヒーター・
オン及びヒーター・オフ・インピーダンス・レベルを比
較し、差が所定の閾値より低い場合警報信号が発生され
る。
ス酸素センサ組立体が異常動作しているかどうか決定す
る過程である。この過程は最初にヒーターを作動させ、
所定の期間待機する段階を含む。次いで「ヒーター・オ
ン時」のインピーダンス・レベルを決定するため、セン
サの出力リード線間のインピーダンスを測定する。以後
ヒーターは動作を止められ、所定時間の待機後、ヒータ
ー・インピーダンスを再び測定して「ヒーター・オフ
時」のインピーダンス・レベルを決定する。ヒーター・
オン及びヒーター・オフ・インピーダンス・レベルを比
較し、差が所定の閾値より低い場合警報信号が発生され
る。
【００１３】
【実施例】図１〜図１１を参照して、本発明の望ましい
実施例は内燃機関２２に使用するＨＥＧＯセンサ装置２
０として図示される。図１に図示するように、エンジン
２２は燃焼が生じる内部シリンダ（図示せず）を有する
エンジン・ブロック２４、クランクシャフト（図示せ
ず）、自動車パワー制御部２６、燃料分配装置２８、排
気装置３０を含む。
実施例は内燃機関２２に使用するＨＥＧＯセンサ装置２
０として図示される。図１に図示するように、エンジン
２２は燃焼が生じる内部シリンダ（図示せず）を有する
エンジン・ブロック２４、クランクシャフト（図示せ
ず）、自動車パワー制御部２６、燃料分配装置２８、排
気装置３０を含む。
【００１４】パワー制御部２６は、第１及び第２位置へ
手動で回されるパワー・スイッチ３２を含む。例えば、
エンジン２２がオフの時、エンジン２２内で燃焼は発生
せず、クランクシャフトは静止している。パワー・スイ
ッチ３２が第１位置へ回されると、電力がエンジン２２
の電気部品へ供給されるがエンジン内では燃焼は発生し
ないため、エンジン２２は初期状態にあるものと考えら
れる。次いでパワー・スイッチ３２は第２位置へ回さ
れ、燃焼がエンジン２２内で開始される。又は、クラン
クシャフトが回転を開始した後にのみエンジン２２は例
えば初期位置にあるものと考えてもよい。
手動で回されるパワー・スイッチ３２を含む。例えば、
エンジン２２がオフの時、エンジン２２内で燃焼は発生
せず、クランクシャフトは静止している。パワー・スイ
ッチ３２が第１位置へ回されると、電力がエンジン２２
の電気部品へ供給されるがエンジン内では燃焼は発生し
ないため、エンジン２２は初期状態にあるものと考えら
れる。次いでパワー・スイッチ３２は第２位置へ回さ
れ、燃焼がエンジン２２内で開始される。又は、クラン
クシャフトが回転を開始した後にのみエンジン２２は例
えば初期位置にあるものと考えてもよい。
【００１５】排気装置３０はエンジン２２から排気ガス
を搬出するための排気パイプ３４と共にＨＥＧＯセンサ
組立体３６を含む。ここで定めるように、排気装置３０
はさらにエンジン・コントローラ３８を含む。エンジン
・コントローラ３８の機能の１つは、電気パワー制御と
して作用することである。ＨＥＧＯセンサ・組立体３６
はＨＥＧＯセンサ４２と共にＨＥＧＯセンサ４２内（又
は隣接する）ヒーター４４を含む。図２〜図４を参照さ
れたい。
を搬出するための排気パイプ３４と共にＨＥＧＯセンサ
組立体３６を含む。ここで定めるように、排気装置３０
はさらにエンジン・コントローラ３８を含む。エンジン
・コントローラ３８の機能の１つは、電気パワー制御と
して作用することである。ＨＥＧＯセンサ・組立体３６
はＨＥＧＯセンサ４２と共にＨＥＧＯセンサ４２内（又
は隣接する）ヒーター４４を含む。図２〜図４を参照さ
れたい。
【００１６】ヒーター４４は抵抗性素子５０に相互接続
された第１及び第２の端子４６、４８を含む。１つの望
ましい実施例では、抵抗性素子５０はセラミックに埋め
込んだ金属の抵抗性部分を有するセラミツクである。コ
ントローラ３８からＨＥＧＯヒーター４４へ電力が供給
される。ヒーター４４が近接のＨＥＧＯセンサ４２の加
熱を開始するよう通常の動作条件下では約１２Ｖがヒー
ター端子４６、４８上に印加される。パワー・スイッチ
３２が回されてエンジン２２を初期状態とし、エンジン
２２をオンとした時電圧は標準的には最初に印加され
る。発生した熱はＨＥＧＯセンサ４２をより有効に動作
させる。
された第１及び第２の端子４６、４８を含む。１つの望
ましい実施例では、抵抗性素子５０はセラミックに埋め
込んだ金属の抵抗性部分を有するセラミツクである。コ
ントローラ３８からＨＥＧＯヒーター４４へ電力が供給
される。ヒーター４４が近接のＨＥＧＯセンサ４２の加
熱を開始するよう通常の動作条件下では約１２Ｖがヒー
ター端子４６、４８上に印加される。パワー・スイッチ
３２が回されてエンジン２２を初期状態とし、エンジン
２２をオンとした時電圧は標準的には最初に印加され
る。発生した熱はＨＥＧＯセンサ４２をより有効に動作
させる。
【００１７】ＨＥＧＯセンサ４２はセンサ・チップ、す
なわち「電解質部」、又は「検出素子」５２と第１及び
第２の出力リード線５４、５６とを含む。チップ５２
は、排気管３４へネジ込まれる保護キャニスタ５８に収
容される。チップ５２は排気管３４を流れるガスと接触
し、排気ガス組成を検出する。望ましい実施例では、チ
ップ５２はガス中の酸素のレベルを検出し、酸素濃度を
定性的に表わす酸素レベル信号を出力リード線対５４、
５６上に与える。ＨＥＧＯセンサ４２からの信号はエン
ジン・コントローラ３８により受信されて、例えば燃料
分配装置２８の操作に影響し、この分配装置はエンジン
２２のシリンダへ送られる空燃混合比を調節する。
なわち「電解質部」、又は「検出素子」５２と第１及び
第２の出力リード線５４、５６とを含む。チップ５２
は、排気管３４へネジ込まれる保護キャニスタ５８に収
容される。チップ５２は排気管３４を流れるガスと接触
し、排気ガス組成を検出する。望ましい実施例では、チ
ップ５２はガス中の酸素のレベルを検出し、酸素濃度を
定性的に表わす酸素レベル信号を出力リード線対５４、
５６上に与える。ＨＥＧＯセンサ４２からの信号はエン
ジン・コントローラ３８により受信されて、例えば燃料
分配装置２８の操作に影響し、この分配装置はエンジン
２２のシリンダへ送られる空燃混合比を調節する。
【００１８】チップ５２は標準的には２酸化ジルコニア
（ＺｒＯ2 ）を含む。２酸化ジルコニアはその低い電導
性と高い酸素イオン電導度のため酸素検出に特に適合し
ている。チップ５２は標準的には内面と外面の両方を多
孔性プラチナ電極６０、６２により取囲まれる。リード
線５４は内部プラチナ電極６０に相互接続され、一方リ
ード線５６は外部プラチナ電極６２に相互接続される。
（ＺｒＯ2 ）を含む。２酸化ジルコニアはその低い電導
性と高い酸素イオン電導度のため酸素検出に特に適合し
ている。チップ５２は標準的には内面と外面の両方を多
孔性プラチナ電極６０、６２により取囲まれる。リード
線５４は内部プラチナ電極６０に相互接続され、一方リ
ード線５６は外部プラチナ電極６２に相互接続される。
【００１９】チップ５２は２本のリード線５４、５６間
にチップ５２に隣接する酸素の量に関する電圧差を与え
る。電圧電位はセラミック中の酸素イオンの拡散により
生じる。ＺｒＯ2 の格子構造は隣接の排気ガスと比較し
て高濃度の酸素を有する。酸素イオンは内部ＺｒＯ2 格
子から排気及び基準境界へ移動する。イオン濃度から電
位が発生し、これは拡散電位と平衡する。高い電気抵抗
が電位を保持し、電位を中性化する電子の逆流を阻止す
る。
にチップ５２に隣接する酸素の量に関する電圧差を与え
る。電圧電位はセラミック中の酸素イオンの拡散により
生じる。ＺｒＯ2 の格子構造は隣接の排気ガスと比較し
て高濃度の酸素を有する。酸素イオンは内部ＺｒＯ2 格
子から排気及び基準境界へ移動する。イオン濃度から電
位が発生し、これは拡散電位と平衡する。高い電気抵抗
が電位を保持し、電位を中性化する電子の逆流を阻止す
る。
【００２０】リード線５４、５６間のインピーダンスは
電気的及びイオン・インピーダンスの組合せである。電
気的及びイオン・インピーダンスの両方が互いに平行で
あると考えるモデルが使用される。電気的インピーダン
スは本発明で一般的に問題となる温度範囲に渡って高状
態かつ相対的に安定にとどまる。従って、イオン・イン
ピーダンスが全体のセンサ・インピーダンスを支配す
る。
電気的及びイオン・インピーダンスの組合せである。電
気的及びイオン・インピーダンスの両方が互いに平行で
あると考えるモデルが使用される。電気的インピーダン
スは本発明で一般的に問題となる温度範囲に渡って高状
態かつ相対的に安定にとどまる。従って、イオン・イン
ピーダンスが全体のセンサ・インピーダンスを支配す
る。
【００２１】全体のセンサ・インピーダンスは実質的に
センサ・チップ５２の温度に依存していることに出願人
は注目した。これは温度が主にＺｒＯ2 の電導度に影響
するために生じる。酸素イオンはＺｒＯ2 格子から以下
の式により放出される。 ＺｒＯ2 ＋Ｚｒ4+に生じる熱エネルギ＋Ｏ2 -- ＺｒＯ2 出力電圧は自由Ｏ2 --イオンの結果として発生
される。しかしながら低温では、利用可能な酸素イオン
の不足からイオン・インピーダンスの実効増加が生じ
る。
センサ・チップ５２の温度に依存していることに出願人
は注目した。これは温度が主にＺｒＯ2 の電導度に影響
するために生じる。酸素イオンはＺｒＯ2 格子から以下
の式により放出される。 ＺｒＯ2 ＋Ｚｒ4+に生じる熱エネルギ＋Ｏ2 -- ＺｒＯ2 出力電圧は自由Ｏ2 --イオンの結果として発生
される。しかしながら低温では、利用可能な酸素イオン
の不足からイオン・インピーダンスの実効増加が生じ
る。
【００２２】ＨＥＧＯセンサ４２により出力リード線対
５４、５６上に与えられる酸素レベル信号とは実質的に
独に、ＨＥＧＯセンサ４２の出力リード線５４、５６間
のインピーダンスはＨＥＧＯセンサ４２の温度と実質的
に直接関係していることを出願人は見出した。従って、
ヒーター４４がＨＥＧＯセンサ４２を物理的に加熱する
その機能を満足に実行しているかどうかにインピーダン
スは実質的に直接関係している。
５４、５６上に与えられる酸素レベル信号とは実質的に
独に、ＨＥＧＯセンサ４２の出力リード線５４、５６間
のインピーダンスはＨＥＧＯセンサ４２の温度と実質的
に直接関係していることを出願人は見出した。従って、
ヒーター４４がＨＥＧＯセンサ４２を物理的に加熱する
その機能を満足に実行しているかどうかにインピーダン
スは実質的に直接関係している。
【００２３】図５に図示するように、実験的に得られた
データ６３は、ＨＥＧＯセンサ４２のインピーダンスは
その温度に従って実質的に直接変化していることを示し
ている。従って、例えば、５００℃の温度のＨＥＧＯセ
ンサは約５キロオームの出力リード線対５４、５６間の
インピーダンスを例えば示し、一方２００℃の温度のＨ
ＥＧＯセンサは約５００キロオームのインピーダンスを
示す。
データ６３は、ＨＥＧＯセンサ４２のインピーダンスは
その温度に従って実質的に直接変化していることを示し
ている。従って、例えば、５００℃の温度のＨＥＧＯセ
ンサは約５キロオームの出力リード線対５４、５６間の
インピーダンスを例えば示し、一方２００℃の温度のＨ
ＥＧＯセンサは約５００キロオームのインピーダンスを
示す。
【００２４】従って、本発明は、ヒーター４４がその機
能を満足に実行しているかどうかに関する決定を行うた
めＨＥＧＯセンサ４２自体の出力リード線５４、５６間
のインピーダンスを測定することに関係している。ヒー
ターの性能の検査は、ＨＥＧＯセンサの出力リード線５
４、５６上の酸素レベル信号、又はヒーター端子４６、
４８上の電気信号、又はＨＥＧＯヒーター４４の内部抵
抗とは実質的に独立している。さらに、本発明により、
例えばＨＥＧＯヒーター４４が内部短絡回路又は開放回
路を有していないことを保証するための診断を例えば実
行するのではなく、ヒーター４４の効果を直接検出する
ことができる。
能を満足に実行しているかどうかに関する決定を行うた
めＨＥＧＯセンサ４２自体の出力リード線５４、５６間
のインピーダンスを測定することに関係している。ヒー
ターの性能の検査は、ＨＥＧＯセンサの出力リード線５
４、５６上の酸素レベル信号、又はヒーター端子４６、
４８上の電気信号、又はＨＥＧＯヒーター４４の内部抵
抗とは実質的に独立している。さらに、本発明により、
例えばＨＥＧＯヒーター４４が内部短絡回路又は開放回
路を有していないことを保証するための診断を例えば実
行するのではなく、ヒーター４４の効果を直接検出する
ことができる。
【００２５】エンジン２２が動作を開始した後（エンジ
ン・ブロック４４内で内燃が発生しクランクシャフトが
回転する）、排気管３４中の排気ガスの温度が上昇す
る。図６は自動車エンジン２２が最初に始動した後のＨ
ＥＧＯセンサ４２の濃度に関する実験的に得られたデー
タを図示する。グラフ６４はヒーター４４が機能してい
る時のＨＥＧＯセンサ温度を示し、グラフ６６はヒータ
ー４４が機能していない時のＨＥＧＯセンサ温度を示
す。ＨＥＧＯセンサ温度はヒーター４４が機能している
時により迅速により高いレベルへ上昇する。従って、ヒ
ーター異常動作を検出するために、ヒーター４４が動作
しているかどうかに応じてエンジン動作のわずか数秒後
にＨＥＧＯセンサ温度が実質的に変化する事実をセンサ
組立体３６は利用する。
ン・ブロック４４内で内燃が発生しクランクシャフトが
回転する）、排気管３４中の排気ガスの温度が上昇す
る。図６は自動車エンジン２２が最初に始動した後のＨ
ＥＧＯセンサ４２の濃度に関する実験的に得られたデー
タを図示する。グラフ６４はヒーター４４が機能してい
る時のＨＥＧＯセンサ温度を示し、グラフ６６はヒータ
ー４４が機能していない時のＨＥＧＯセンサ温度を示
す。ＨＥＧＯセンサ温度はヒーター４４が機能している
時により迅速により高いレベルへ上昇する。従って、ヒ
ーター異常動作を検出するために、ヒーター４４が動作
しているかどうかに応じてエンジン動作のわずか数秒後
にＨＥＧＯセンサ温度が実質的に変化する事実をセンサ
組立体３６は利用する。
【００２６】例えば３５０℃以下の排気ガス温度に対し
ては、ヒーター４４が機能している時とヒーター４４が
機能していない時の間にＨＥＧＯインピーダンスに実質
的な差が存在する。排気ガス温度が２００℃の時、イン
ピーダンスの差はしばしば２００キロオーム以上であ
り、２つのインピーダンス・レベルの比は少くとも２又
は３対１である。
ては、ヒーター４４が機能している時とヒーター４４が
機能していない時の間にＨＥＧＯインピーダンスに実質
的な差が存在する。排気ガス温度が２００℃の時、イン
ピーダンスの差はしばしば２００キロオーム以上であ
り、２つのインピーダンス・レベルの比は少くとも２又
は３対１である。
【００２７】図７に示す実験的に得られたデータは、出
願人により試験された自動車用の３つの異なる型式のＨ
ＥＧＯセンサに対して前記の関係が正しいことを確認し
ている。線６８と７０は各々ヒーター４４が機能してい
る時と機能していない時のボッシュのセンサの特性を図
示する。線７２と７４は各々ヒーター４４が機能してい
る時と機能していない時のＮＧＫセンサの特性を図示す
る。線７６と７８は各々ヒーター４４が機能している時
と機能していない時のＮＴＫセンサの特性を図示する。
ヒーター４４が作動している時又は作動していない時の
間のセンサ４２のインピーダンスの差は本発明により利
用されて、ヒーター４４が事実上正しく機能しているか
どうかを検出する。
願人により試験された自動車用の３つの異なる型式のＨ
ＥＧＯセンサに対して前記の関係が正しいことを確認し
ている。線６８と７０は各々ヒーター４４が機能してい
る時と機能していない時のボッシュのセンサの特性を図
示する。線７２と７４は各々ヒーター４４が機能してい
る時と機能していない時のＮＧＫセンサの特性を図示す
る。線７６と７８は各々ヒーター４４が機能している時
と機能していない時のＮＴＫセンサの特性を図示する。
ヒーター４４が作動している時又は作動していない時の
間のセンサ４２のインピーダンスの差は本発明により利
用されて、ヒーター４４が事実上正しく機能しているか
どうかを検出する。
【００２８】本発明の１実施例では、ヒーター４４が作
動される。センサ４２の出力リード線５４、５６に相互
接続されたインピーダンス・センサは以後２本のリード
線５４、５６間のインピーダンスを測定する。以後、コ
ントローラ３８はヒーター４４を非動作とし、所定の
「時間」後コントローラ３８はＨＥＧＯセンサ４２のイ
ンピーダンス値を検出する。（もち論「時間」とは所定
の時間、又は特定のレベルに到達するための冷媒温度の
ような特定のエンジン・パラメータに対する遅延でよ
い。）次いでコントローラ３８は測定インピーダンス・
レベル間の差を計算し、差が閾値レベル（例えば１００
キロオームのような）以上にない場合、コントローラ３
８によりヒーター異常動作信号が出される。従って、例
えば「ヒーター・オフ時」と「ヒーター・オン時」イン
ピーダンス・レベルの差が少くとも１００キロオームで
はない場合（又は２つの値の比が少くとも２．５ではな
い場合）、ヒーター異常動作信号が出される。本文脈
で、インピーダンス値間の「差」は数値的な差又は例え
ば値の比の両方を含む。
動される。センサ４２の出力リード線５４、５６に相互
接続されたインピーダンス・センサは以後２本のリード
線５４、５６間のインピーダンスを測定する。以後、コ
ントローラ３８はヒーター４４を非動作とし、所定の
「時間」後コントローラ３８はＨＥＧＯセンサ４２のイ
ンピーダンス値を検出する。（もち論「時間」とは所定
の時間、又は特定のレベルに到達するための冷媒温度の
ような特定のエンジン・パラメータに対する遅延でよ
い。）次いでコントローラ３８は測定インピーダンス・
レベル間の差を計算し、差が閾値レベル（例えば１００
キロオームのような）以上にない場合、コントローラ３
８によりヒーター異常動作信号が出される。従って、例
えば「ヒーター・オフ時」と「ヒーター・オン時」イン
ピーダンス・レベルの差が少くとも１００キロオームで
はない場合（又は２つの値の比が少くとも２．５ではな
い場合）、ヒーター異常動作信号が出される。本文脈
で、インピーダンス値間の「差」は数値的な差又は例え
ば値の比の両方を含む。
【００２９】本発明を実装する物理装置は例えば図８−
図１０に図示されている。第１及び第２リード線５４、
５６を有するＨＥＧＯセンサ４２、組立体８２、マイク
ロコントローラ・インターフェース８４、マイクロプロ
セッサ・ベースのエンジン・コントローラ３８を含む装
置８０が図８に図示されている。組立体８２はコントロ
ーラ３８から入力を受取るスイッチ８６と、リード線５
４、５６間のスイッチ８６と直列に接続された負荷抵抗
８８を含む。リード線５４、５６はインターフェース８
４を介してコントローラ３８へアナログ信号を供給す
る。アナログ信号は排気管３４でＨＥＧＯセンサ４２に
より検出された酸素レベルを表わす。
図１０に図示されている。第１及び第２リード線５４、
５６を有するＨＥＧＯセンサ４２、組立体８２、マイク
ロコントローラ・インターフェース８４、マイクロプロ
セッサ・ベースのエンジン・コントローラ３８を含む装
置８０が図８に図示されている。組立体８２はコントロ
ーラ３８から入力を受取るスイッチ８６と、リード線５
４、５６間のスイッチ８６と直列に接続された負荷抵抗
８８を含む。リード線５４、５６はインターフェース８
４を介してコントローラ３８へアナログ信号を供給す
る。アナログ信号は排気管３４でＨＥＧＯセンサ４２に
より検出された酸素レベルを表わす。
【００３０】スイッチ８６はコントローラ３８からの入
力を受取り、閉鎖して負荷抵抗８８を回路へ入れるか、
又は開放して負荷抵抗８８を回路から外す。コントロー
ラ３８は負荷抵抗３８を回路に入れた状態と外した状態
の両方でセンサ４２を流れる電流を測定し、これにより
リード線５４、５６間のインピーダンスを決定する。こ
れは、エンジンをリッチにして、すなわち約１ＶのＨＥ
ＧＯ電圧で行われる。
力を受取り、閉鎖して負荷抵抗８８を回路へ入れるか、
又は開放して負荷抵抗８８を回路から外す。コントロー
ラ３８は負荷抵抗３８を回路に入れた状態と外した状態
の両方でセンサ４２を流れる電流を測定し、これにより
リード線５４、５６間のインピーダンスを決定する。こ
れは、エンジンをリッチにして、すなわち約１ＶのＨＥ
ＧＯ電圧で行われる。
【００３１】図９に示す別の実施例では、図示の装置９
０はＨＥＧＯセンサ４２、組立体８２、インターフェー
ス８４、コントローラ３８を含む。しかしながら、組立
体８２は基準電圧源９２、分割抵抗９４を含む。コント
ローラ３８はリード線５４、５６間の電圧降下を測定
し、この電圧を電圧源９２の基準電圧と比較し、これに
よりリード線５４、５６間のインピーダンスを決定す
る。
０はＨＥＧＯセンサ４２、組立体８２、インターフェー
ス８４、コントローラ３８を含む。しかしながら、組立
体８２は基準電圧源９２、分割抵抗９４を含む。コント
ローラ３８はリード線５４、５６間の電圧降下を測定
し、この電圧を電圧源９２の基準電圧と比較し、これに
よりリード線５４、５６間のインピーダンスを決定す
る。
【００３２】代りに、図１０に示すように、装置９８は
交流源９９を含む。インターフェース８４は実質的に直
流電圧入力で、コントローラ３８が酸素レベルを決定で
きるようにした入力と、交流電圧で、コントローラ３８
がリード線５４、５６間のインピーダンスを決定できる
ようにした入力の両方を受取る。望ましい実施例では、
センサ４２の内部インピーダンス（リード線５４、５６
間で測定）は１００Ｈｚと１０ＫＨｚの両方で測定され
る。
交流源９９を含む。インターフェース８４は実質的に直
流電圧入力で、コントローラ３８が酸素レベルを決定で
きるようにした入力と、交流電圧で、コントローラ３８
がリード線５４、５６間のインピーダンスを決定できる
ようにした入力の両方を受取る。望ましい実施例では、
センサ４２の内部インピーダンス（リード線５４、５６
間で測定）は１００Ｈｚと１０ＫＨｚの両方で測定され
る。
【００３３】図８−図１０の装置により使用される過程
を図示する流れ図は図１１に図示される。段階１００
で、ＨＥＧＯヒーター４４には何の検査も実施されず、
従ってカウント数「Ｎ」は１に等しい。「Ｎ」は次いで
段階１０２で増分される。段階１０４で、コントローラ
３８はヒーター４４を付勢する。これはエンジン２２の
始動と一致してもよい。段階１０６で、コントローラ３
８はＨＥＧＯセンサ４２を物理的に加熱するためのヒー
ター４４の熱時定数を基にした所定時間待機する。
を図示する流れ図は図１１に図示される。段階１００
で、ＨＥＧＯヒーター４４には何の検査も実施されず、
従ってカウント数「Ｎ」は１に等しい。「Ｎ」は次いで
段階１０２で増分される。段階１０４で、コントローラ
３８はヒーター４４を付勢する。これはエンジン２２の
始動と一致してもよい。段階１０６で、コントローラ３
８はＨＥＧＯセンサ４２を物理的に加熱するためのヒー
ター４４の熱時定数を基にした所定時間待機する。
【００３４】この期間は例えば８秒又はエンジン・パラ
メータが所定のレベルへ到達するのに必要な遅延のよう
な所定の期間に関して定められる。例えば、この期間は
排気ガスが１８０°の温度に到達すると同時に終了する
か、又は代りに排気ガスが４００°の温度に到達する前
のある時間である。段階１０８で例えば８秒の所定時間
を待機した後、コントローラ３８はリード線５４、５６
間の「ヒーター・オン」インピーダンスを測定し、これ
を「ヒーター・オン」インピーダンスとしてメモリ中に
記録する。
メータが所定のレベルへ到達するのに必要な遅延のよう
な所定の期間に関して定められる。例えば、この期間は
排気ガスが１８０°の温度に到達すると同時に終了する
か、又は代りに排気ガスが４００°の温度に到達する前
のある時間である。段階１０８で例えば８秒の所定時間
を待機した後、コントローラ３８はリード線５４、５６
間の「ヒーター・オン」インピーダンスを測定し、これ
を「ヒーター・オン」インピーダンスとしてメモリ中に
記録する。
【００３５】以後、段階１１０でコントローラ３８はヒ
ーター４４の動作を止め、段階１１２でコントローラ３
８はセンサ４２が「冷却」する熱時定数を基に所定時間
（例えば１０又は２０秒）待機する。以後、段階１１４
でコントローラ３８はリード線５４、５６間のインピー
ダンスを測定し、このインピーダンスは「ヒーター・オ
フ」インピーダンスとして指定される。
ーター４４の動作を止め、段階１１２でコントローラ３
８はセンサ４２が「冷却」する熱時定数を基に所定時間
（例えば１０又は２０秒）待機する。以後、段階１１４
でコントローラ３８はリード線５４、５６間のインピー
ダンスを測定し、このインピーダンスは「ヒーター・オ
フ」インピーダンスとして指定される。
【００３６】段階１１６で、「Ｎ」が１又は２又は１０
のような所定数に等しい場合、及び「Ｎ」が所定数に到
達していない場合、この過程は続行され、コントローラ
３８は段階１０２へ復帰する。しかしながら、十分な回
数の繰返しを実行した場合、コントローラ３８は段階１
１７、１１８でメモリに記憶した値から標準的な「ヒー
ター・オン」値と標準的な「ヒーター・オフ」値を計算
する。望ましい実施例では、コントローラ３８は単に最
後の「Ｎ」「ヒーター・オン」インピーダンスの全てを
平均して標準「ヒーター・オン」インピーダンスに到達
し、最後の「Ｎ」「ヒーター・オフ」インピーダンスを
平均して標準「ヒーター・オフ」インピーダンスを決定
する。
のような所定数に等しい場合、及び「Ｎ」が所定数に到
達していない場合、この過程は続行され、コントローラ
３８は段階１０２へ復帰する。しかしながら、十分な回
数の繰返しを実行した場合、コントローラ３８は段階１
１７、１１８でメモリに記憶した値から標準的な「ヒー
ター・オン」値と標準的な「ヒーター・オフ」値を計算
する。望ましい実施例では、コントローラ３８は単に最
後の「Ｎ」「ヒーター・オン」インピーダンスの全てを
平均して標準「ヒーター・オン」インピーダンスに到達
し、最後の「Ｎ」「ヒーター・オフ」インピーダンスを
平均して標準「ヒーター・オフ」インピーダンスを決定
する。
【００３７】以後、段階１２０で、コントローラ３８は
「ヒーター・オフ」インピーダンスに対する「ヒーター
・オン」インピーダンスの比を計算する。段階１２２
で、この比を閾値と比較する。例えば、「ヒーター・オ
ン」インピーダンスに対する「ヒーター・オフ」インピ
ーダンスが例えば３又は４より小さい場合、コントロー
ラ３８は段階１２４でヒーター４４が正しく動作してい
ることを決定する。さらに他の所定時間後、全検査過程
が繰返され、再び段階１００から開始される。
「ヒーター・オフ」インピーダンスに対する「ヒーター
・オン」インピーダンスの比を計算する。段階１２２
で、この比を閾値と比較する。例えば、「ヒーター・オ
ン」インピーダンスに対する「ヒーター・オフ」インピ
ーダンスが例えば３又は４より小さい場合、コントロー
ラ３８は段階１２４でヒーター４４が正しく動作してい
ることを決定する。さらに他の所定時間後、全検査過程
が繰返され、再び段階１００から開始される。
【００３８】しかしながら、比が所定の閾値以下の場
合、ヒーター４４は段階１２６で異常動作しているもの
と決定される。従って、コントローラ３８はヒーター異
常動作信号を出して警報を開始させる。
合、ヒーター４４は段階１２６で異常動作しているもの
と決定される。従って、コントローラ３８はヒーター異
常動作信号を出して警報を開始させる。
【００３９】警報は例えば、車の操作員又は自動車の整
備工がＨＥＧＯヒーター４４の検出した異常動作に対し
て警報されるよう、ダッシュボード上のライト１２８
（図１参照）を含む。このように、本発明はエンジン２
２の動作をオフする必要性又は中断することなしに、ヒ
ーターの作動と非作動を介して、エンジン２２が動作し
ている間に所要回数だけＨＥＧＯヒーター４４を検査で
きる。さらに、車の運転者にはヒーター４４が異常動作
したことを直ちに知らせうるため、訂正動作が迅速に取
られる。
備工がＨＥＧＯヒーター４４の検出した異常動作に対し
て警報されるよう、ダッシュボード上のライト１２８
（図１参照）を含む。このように、本発明はエンジン２
２の動作をオフする必要性又は中断することなしに、ヒ
ーターの作動と非作動を介して、エンジン２２が動作し
ている間に所要回数だけＨＥＧＯヒーター４４を検査で
きる。さらに、車の運転者にはヒーター４４が異常動作
したことを直ちに知らせうるため、訂正動作が迅速に取
られる。
【００４０】標準の「ヒーター・オン」及び「ヒーター
・オフ」値を決定する前に実行される繰返し回数は、例
えば迅速な決定が必要な場合１回のみでもよい。又は、
しかしながら、部品変化又は環境条件のためインピーダ
ンス測定が実質的に変動する場合、５回又は１０回又は
これ以上の多数回の繰返しを標準値を計算する前に実行
してもよい。多数回の繰返しの使用は偽のインピーダン
ス読取結論の重要性を有効に否定する。
・オフ」値を決定する前に実行される繰返し回数は、例
えば迅速な決定が必要な場合１回のみでもよい。又は、
しかしながら、部品変化又は環境条件のためインピーダ
ンス測定が実質的に変動する場合、５回又は１０回又は
これ以上の多数回の繰返しを標準値を計算する前に実行
してもよい。多数回の繰返しの使用は偽のインピーダン
ス読取結論の重要性を有効に否定する。
【００４１】このように、本装置２０は、自動車エンジ
ン２２が動作し続けている間ヒーター４４の状態を作動
から非作動へ、又は付勢から減勢へと変化させるという
点で動的である。ヒーター４４をオン及びオフすること
により、装置２０は繰返し測定を実行し、誤った読取の
可能性を減ずることが可能である。
ン２２が動作し続けている間ヒーター４４の状態を作動
から非作動へ、又は付勢から減勢へと変化させるという
点で動的である。ヒーター４４をオン及びオフすること
により、装置２０は繰返し測定を実行し、誤った読取の
可能性を減ずることが可能である。
【００４２】本発明の望ましい実施例を本明細書に記述
してきた。しかしながら、本発明の真の範囲と要旨から
逸脱することなく変更と修正を加えうることを理解すべ
きである。この真の範囲と要旨は、以上の明細書の下で
解釈すべき添附の特許請求の範囲及びその等価物により
定められる。
してきた。しかしながら、本発明の真の範囲と要旨から
逸脱することなく変更と修正を加えうることを理解すべ
きである。この真の範囲と要旨は、以上の明細書の下で
解釈すべき添附の特許請求の範囲及びその等価物により
定められる。
本発明の望ましい実施例は以下の図面を参照して本明細
書に記述される。
書に記述される。
【図１】内燃機関の排気装置に相互接続されたＨＥＧＯ
センサ組立体の図。
センサ組立体の図。
【図２】図１に示したＨＥＧＯセンサ組立体の側面図。
【図３】図２に示したＨＥＧＯセンサ組立体の部分断面
図。
図。
【図４】図２に示したＨＥＧＯセンサ組立体の簡略表現
図。
図。
【図５】図に示したセンサのようなＨＥＧＯセンサの温
度に対して実験的に測定したインピーダンス特性を示す
グラフ。
度に対して実験的に測定したインピーダンス特性を示す
グラフ。
【図６】図２に示したセンサのようなＨＥＧＯセンサの
実験的に測定した温度特性を示すグラフ。
実験的に測定した温度特性を示すグラフ。
【図７】３つの異なる型式の現在利用可能なＨＥＧＯセ
ンサの排気ガス温度の関数として実験的に測定したイン
ピーダンス特性を示すグラフで、センサの各々は図２に
示したセンサと同様である。
ンサの排気ガス温度の関数として実験的に測定したイン
ピーダンス特性を示すグラフで、センサの各々は図２に
示したセンサと同様である。
【図８】図２に示したＨＥＧＯセンサを用いた本発明の
望ましい実施例の概略図。
望ましい実施例の概略図。
【図９】図８に示した本発明の別な実施例。
【図１０】図８及び図９に示した本発明の別な実施例。
【図１１】図８−図１０に示した実施例により用いられ
る過程を示す流れ図。
る過程を示す流れ図。
２０ ＨＥＧＯセンサ装置 ２２ エンジン ３０ 排気装置 ３４ 排気管 ３６ ＨＥＧＯセンサ組立体 ３８ エンジン・コントローラ ４２ ＨＥＧＯセンサ ４４ ヒーター ５２ センサ・チップ ５４、５６ 出力リード線 ６０、６２ プラチナ電極 ８２ 組立体 ８４ マイクロコンピュータ・インターフェース ８６ スイッチ ８８ 負荷抵抗 ９２ 基準電圧源 ９４ 分割抵抗 ９９ 交流源。
Claims (12)
- 【請求項１】 内燃機関用の加熱排気ガス酸素センサ組
立体において、 酸素センサであって、検出素子と１対の出力リード線を
有し、前記検出素子により酸素を検出し、前記出力リー
ド線対上に酸素レベル信号を応答的に出す前記酸素セン
サと、 前記酸素センサを暖めるためのヒーターと、 前記出力リード線対に相互接続され、前記出力リード線
間のインピーダンスを測定し、インピーダンス信号を出
すインピーダンス・センサと、 コントローラであって、前記ヒーターとインピーダンス
・センサに相互接続され、前記ヒーターを作動させ次い
で前記ヒーターを非作動とするヒーター順序を追従し、
前記ヒーターがオンとオフの両方の時に前記インピーダ
ンス信号を受取り、前記インピーダンス信号により表わ
される前記ヒーター・インピーダンスを比較してインピ
ーダンス差を決定し、前記インピーダンス差が所定の閾
値より小さい時にヒーター異常動作信号を出す前記コン
トローラと、を組合せて含む加熱排気ガス酸素センサ組
立体。 - 【請求項２】 請求項１記載の組立体において、前記ヒ
ーター順序は、 前記ヒーターを作動させる段階と、 第１の所定時間待機する段階と、 前記ヒーターを非作動とする段階と、 第２の所定時間待機する段階と、を含む組立体。 - 【請求項３】 請求項２記載の組立体において、 前記コントローラは前記ヒーター順序を少くとも２回追
従し、 前記コントローラは前記第１の所定時間後に前記ヒータ
ー・インピーダンスに対応する標準ヒーター・オン値を
決定し、前記第２の所定時間後に前記ヒーター・インピ
ーダンスに対応する標準ヒーター・オフ値を決定し、 前記コントローラは前記標準ヒーター・オン値と標準ヒ
ーター・オフ値により表わされる前記ヒーター・インピ
ーダンス・レベルを比較して前記インピーダンス差を決
定する、組立体。 - 【請求項４】 請求項３記載の組立体において、 オン値の前記標準ヒーターは前記第１の所定時間後前記
ヒーター・インピーダンスの平均に実質的に等しく、 オフ値の前記標準ヒーターは前記第２の所定時間後前記
ヒーター・インピーダンスの平均に実質的に等しい、組
立体。 - 【請求項５】 請求項２記載の組立体において、前記エ
ンジンが所定時間動作した後前記コントローラは前記ヒ
ーター順序を開始する組立体。 - 【請求項６】 請求項５記載の組立体において、前記イ
ンピーダンス差は前記ヒーターがオン及びオフ時両方の
前記インピーダンス信号間の比を含む組立体。 - 【請求項７】 請求項１記載の組立体において、前記コ
ントローラに相互接続され、前記ヒーター異常動作信号
を受取り、前記ヒーターが異常動作していることを応答
的に指示するアラームを含む組立体。 - 【請求項８】 排気ガス酸素センサ用のヒーターが異常
動作しているかどうかを決定する方法において、前記ヒ
ーターは前記酸素センサを暖め、前記酸素センサはガス
入力の酸素を検出し、出力リード線対上に酸素レベル信
号を応答的に出し、 前記ヒーターを作動させる段階と、 第１の所定時間を待機する段階と、 前記センサの前記出力リード線間のインピーダンスを測
定してヒーター・オン・インピーダンスを決定する段階
と、 前記ヒーターを非作動にする段階と、 第２の所定時間を待機する段階と、 前記センサの前記出力リード線間のインピーダンスを測
定してヒーター・オフ・インピーダンスを決定する段階
と、 前記ヒーター・オン及びヒーター・オフ・インピーダン
スを比較し、インピーダンス差を決定し、前記インピー
ダンス差が所定の閾値より小さい時にヒーター異常動作
信号を出す段階と、を含む排気ガス酸素センサ用ヒータ
ーが異常動作しているかどうかを決定する方法。 - 【請求項９】 排気ガス酸素センサ用のヒーターが異常
動作しているかどうかを決定する方法において、前記ヒ
ーターは前記酸素センサを暖め、前記酸素センサはガス
入力の酸素を検出し、出力リード線対上に酸素レベル信
号を応答的に出し、 前記ヒーターを作動させる段階と、 第１の所定時間を待機する段階と、 前記センサの前記出力リード線間のインピーダンスを測
定して第１のヒーター・オン・インピーダンスを決定す
る段階と、 前記ヒーターを非作動にする段階と、 第２の所定時間を待機する段階と、 前記センサの前記出力リード線間のインピーダンスを測
定して第１のヒーター・オフ・インピーダンスを決定す
る段階と、 前記ヒーターを作動させる段階と、 前記第１の所定時間を待機する段階と、 前記センサの前記出力リード線間のインピーダンスを測
定して第２のヒーター・オン・インピーダンスを決定す
る段階と、 前記ヒーターを非作動にする段階と、 前記第２の所定時間を待機する段階と、 前記センサの前記出力リード線間のインピーダンスを測
定して第２のヒーター・オフ・インピーダンスを決定す
る段階と、 前記第１の所定時間後の前記インピーダンスに対応する
標準的ヒーター・オン値と前記第２の所定時間後の前記
インピーダンスに対応する標準的ヒーター・オフ値とを
決定する段階と、 前記標準的ヒーター・オン値と標準的ヒーター・オフ値
により表わされる前記インピーダンス・レベルを比較
し、インピーダンス差を決定する段階と、 前記差が所定の閾値より小さい時にヒーター異常動作信
号を出す段階と、を含む排気ガス酸素センサ用ヒーター
が異常動作しているかどうかを決定する方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の方法において、 標準的ヒーター・オン値を決定する前記段階は、前記第
１の所定時間後前記インピーダンスの平均を決定する段
階を含み、 前記標準的ヒーター・オフ値を決定する前記段階は、前
記第２の所定時間後前記インピーダンスの平均を決定す
る段階を含む、方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の方法において、前記
エンジンが動作を開始したことを検出し、最初に前記ヒ
ーターを作動させる前記段階の前に所定の時間を待機す
る段階をさらに含む方法。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の方法において、前記
インピーダンス差は、前記ヒーターがオンとオフの両者
の時に前記インピーダンス信号間の比を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US967342 | 1978-12-07 | ||
| US07/967,342 US5245979A (en) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Oxygen sensor system with a dynamic heater malfunction detector |
Publications (2)
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