JPH06213042A - Exhaust gas sensor system for internal combustion engine and oxygen-level signal supply process - Google Patents

Exhaust gas sensor system for internal combustion engine and oxygen-level signal supply process

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JPH06213042A
JPH06213042A JP5269055A JP26905593A JPH06213042A JP H06213042 A JPH06213042 A JP H06213042A JP 5269055 A JP5269055 A JP 5269055A JP 26905593 A JP26905593 A JP 26905593A JP H06213042 A JPH06213042 A JP H06213042A
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JP
Japan
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sensor
downstream
upstream
temperature
signal
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Application number
JP5269055A
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Japanese (ja)
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Douglas Ray Hamburg
レイ ハンブルグ ダグラス
Jeffrey Arthur Cook
アーサー クック ジェフリィ
Wayne John Johnson
ジョン ジョンソン ウェイン
Louis John Sherry
ジョン シェリィ ルイス
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Publication date
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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
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
    • 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

PURPOSE: To accurately detect oxygen levels regardless of components of exhaust gas or the like and to shorten the reaction time for instantly detecting oxygen levels by providing an upstream exhaust gas oxygen sensor, a downstream exhaust gas oxygen sensor, and a controller for adjusting operation parameters. CONSTITUTION: Exhaust gas oxygen(EGO) sensors 38, 36 interconnected with an exhaust system are disposed upstream and downstream of a catalytic converter 32. Specifically, an exhaust gas sensor system comprises the EGO sensor 38 arranged upstream of the catalytic converter 32, the HEGO sensor 36 arranged downstream of the catalytic converter 32, and a controller 74. The controller 74 receives signals indicating an upstream oxygen level and a down oxygen level from the upstream HEGO sensor 38 and the downstream HEGO sensor 36, respectively. Then, in order to adjust operation parameters of a gas mixture or the like supplied to an engine 22, the controller 74 provides a signal that can be used by the engine 22. Thus, the engine 22 can use a controlled signal to adjust the operation parameters such as an air fuel ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般的に排気ガス酸素セ
ンサを使用する電子エンジン制御器およびエンジン動作
の帰還制御器に関する。特に、本発明は触媒コンバータ
の上下流において排気系と相互接続された多数の排気ガ
ス酸素(“EGO”)センサを有するセンサシステムに
関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to electronic engine controllers using exhaust gas oxygen sensors and feedback controllers for engine operation. In particular, the present invention relates to a sensor system having multiple exhaust gas oxygen (“EGO”) sensors interconnected with an exhaust system upstream and downstream of a catalytic converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】多くの自動車が内燃機関および加熱燃焼
ガスをエンジンから運び去る配管を提供する排気系を含
んでいる。排気ガスの温度はエンジンを最近作動してい
ない場合の周囲温度から400℃以上の範囲に及ぶ。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many automobiles include an internal combustion engine and an exhaust system that provides the plumbing that carries heated combustion gases away from the engine. Exhaust gas temperatures range from ambient temperatures when the engine has not been run recently to over 400 ° C.

【0003】代表的な排気系にはEGOセンサ組立体お
よび触媒コンバータを含むことができる。触媒コンバー
タにより炭化水素、一酸化炭素および窒素酸化物のより
害の少い化合物への変換が促進される。EGOセンサは
触媒コンバータの“上流”に配置されることが多い。
“下流”および“上流”という用語は車輛の排気管に沿
った相対的位置を示すのに使用される相対的な用語であ
る。“下流”という用語は排気ガス中の粒子が“上流”
の位置よりも時間的に後で到達する排気管に沿った位置
のことである。
A typical exhaust system may include an EGO sensor assembly and a catalytic converter. Catalytic converters facilitate the conversion of hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides to less harmful compounds. EGO sensors are often located "upstream" of the catalytic converter.
The terms "downstream" and "upstream" are relative terms used to indicate the relative position along the vehicle's exhaust pipe. The term "downstream" means that particles in the exhaust gas are "upstream."
The position along the exhaust pipe that arrives later in time than the position.

【0004】現在入手できる車輛内の多くの空燃制御シ
ステムでは、触媒の上流に配置されたEGOセンサによ
りエンジン内の閉ループ混合気送出系に対する空燃帰還
信号が与えられる。しかしながら、上流EGOセンサは
鉛やシリコン等の化合物により“阻害され”てしまうこ
とがある。このような成分は生の排気ガス中に存在する
ことがある。これは、例えば、運転者が“無鉛”ガソリ
ン専用エンジンに“加鉛”ガソリンを使用するために生
じることもある。このように阻害されてしまうとEGO
センサは排気ガス中の酸素濃度レベルを正確に決定でき
なくなってしまうことがある。
In many currently available air-fuel control systems in vehicles, an EGO sensor located upstream of the catalyst provides an air-fuel feedback signal to the closed loop mixture delivery system in the engine. However, the upstream EGO sensor may be "blocked" by compounds such as lead and silicon. Such components may be present in the raw exhaust gas. This may occur, for example, because the driver uses "leaded" gasoline for a "leadless" gasoline only engine. If it is blocked in this way, EGO
The sensor may not be able to accurately determine the oxygen concentration level in the exhaust gas.

【0005】また、上流EGOセンサの出力特性は時間
と共に変化することがある。さらに、ある動作条件の元
では、上流EGOセンサはその近くを流れる排気ガスを
実質的に平衡させることができないこともある。このよ
うな条件は例えばエンジン負荷およびエンジン内のシリ
ンダ間の混合気の誤分配によることがある。その結果、
EGOセンサは“オフセットエラー”を示すことにな
る。
The output characteristics of the upstream EGO sensor may change with time. Moreover, under certain operating conditions, the upstream EGO sensor may not be able to substantially equilibrate the exhaust gas flowing thereabout. Such conditions may be due to, for example, engine load and erroneous distribution of mixture between cylinders in the engine. as a result,
The EGO sensor will indicate an "offset error".

【0006】さらに、多くのEGOセンサはセンサの温
度が特定の範囲内である場合しか有効に作動しない。も
ちろん、センサの温度は隣接する排気ガスの温度の影響
を受ける。EGOセンサが広範な排気ガス温度にわたっ
て正確な測定を行うのを助けるために、EGOセンサ組
立体にはEGOセンサに物理的に隣接して、すなわちそ
の近くに、電気ヒータを含めることが多い。このような
加熱される排気ガス酸素センサは一種のEGOセンサで
ありHEGOと呼ばれることが多い。起動するとヒータ
によりセンサは暖められてより正確な測定を行うことが
でき、したがって車輛の排気管内を通る排気ガスの温度
変動の影響が低減される。
Furthermore, many EGO sensors only work effectively when the temperature of the sensor is within a certain range. Of course, the temperature of the sensor is affected by the temperature of the adjacent exhaust gas. To help the EGO sensor make accurate measurements over a wide range of exhaust gas temperatures, the EGO sensor assembly often includes an electrical heater physically adjacent to, or near, the EGO sensor. Such a heated exhaust gas oxygen sensor is a kind of EGO sensor and is often called HEGO. Upon activation, the heater warms the sensor to allow more accurate measurements, thus reducing the effects of temperature fluctuations in the exhaust gas passing through the exhaust pipe of the vehicle.

【0007】内燃機関の空燃比を制御する従来技術があ
る。例えば、クラオカの米国特許第4,708,777
号にはEGOセンサに応答する空燃比帰還制御システム
が開示されている。EGOセンサはセンサヒータからの
帰還により所定の温度に維持される。
There is a conventional technique for controlling the air-fuel ratio of an internal combustion engine. For example, Claoka U.S. Pat. No. 4,708,777.
Discloses an air-fuel ratio feedback control system responsive to an EGO sensor. The EGO sensor is maintained at a predetermined temperature by the feedback from the sensor heater.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】したがって、排気ガス
温度とは無関係な一定の空燃比動作点を維持することが
従来のいくつかのシステムにおいて試みられた。しかし
ながら、排気ガス温度やエンジンの動作状態に無関係に
一定の閉ループ空燃比動作点を維持する他に、排気ガス
成分や阻害効果に無関係に酸素レベルを正確に検出でき
るEGOセンサを有することも望ましい。同時に、酸素
レベルが即座に検出されて空燃コントローラの反応時間
を短縮するようなシステムを有することも望ましい。こ
のようにして帰還制御によりコントローラは内燃機関の
動作をより精密に調整できるようになる。
Therefore, it has been attempted in some prior art systems to maintain a constant air-fuel ratio operating point independent of exhaust gas temperature. However, in addition to maintaining a constant closed-loop air-fuel ratio operating point regardless of exhaust gas temperature and engine operating conditions, it is also desirable to have an EGO sensor that can accurately detect oxygen levels regardless of exhaust gas components and inhibitory effects. At the same time, it is also desirable to have a system in which the oxygen level is immediately detected to reduce the reaction time of the air-fuel controller. In this way, the feedback control allows the controller to more precisely adjust the operation of the internal combustion engine.

【0009】さらに、EGOセンサ組立体は一般的に量
産されて多くの車に取り付けられるため、組立体の一部
品の僅かな費用節減でも年間の累計額は相当なものとな
る。したがって、EGOセンサシステムは部品数が余計
だったり製造コストが高くてはならない。さらに、セン
サ組立体は信頼度が高いことが重要である。
Further, since the EGO sensor assembly is generally mass-produced and installed in many vehicles, even if the cost of one component of the assembly is slightly reduced, the accumulated amount for the year is considerable. Therefore, the EGO sensor system should not have an excessive number of parts or a high manufacturing cost. Further, it is important that the sensor assembly be reliable.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は内燃機関用EG
Oセンサシステムである。エンジン排気管およびエンジ
ン下流の排気管上の触媒コンバータを有している。本シ
ステムは触媒コンバータ上流の酸素センサと、触媒コン
バータ下流の酸素センサとコントローラを含んでいる。
コントローラはそれぞれ上流および下流の酸素レベルを
示す信号を上流および下流酸素センサから受信する。次
にコントローラはエンジンに供給される混合気等の動作
パラメータを調整するのにエンジンが使用することので
きる信号を与える。
The present invention is an EG for an internal combustion engine.
It is an O sensor system. It has a catalytic converter on the engine exhaust pipe and on the exhaust pipe downstream of the engine. The system includes an oxygen sensor upstream of the catalytic converter and an oxygen sensor and controller downstream of the catalytic converter.
The controller receives signals from the upstream and downstream oxygen sensors indicating upstream and downstream oxygen levels, respectively. The controller then provides a signal that the engine can use to adjust operating parameters such as the mixture supplied to the engine.

【0011】別の実施例では、本発明は内燃機関の混合
気コントローラへ酸素レベル信号を与える方法とされて
いる。本方法は下流酸素レベルを検出し、上流酸素レベ
ルを検出し、上下流酸素レベルに基いて燃料分配系へ制
御された信号を与えるステップを含んでいる。
In another embodiment, the invention is a method of providing an oxygen level signal to a mixture controller of an internal combustion engine. The method includes the steps of detecting a downstream oxygen level, detecting an upstream oxygen level, and providing a controlled signal to a fuel distribution system based on the upstream and downstream oxygen levels.

【0012】[0012]

【実施例】図1〜図14を参照して、内燃機関22に使
用する信号修正のある酸素センサシステム20として本
発明の実施例を示す。図1に示すように、エンジン22
は燃焼を行う(図示せぬ)内部シリンダを有するエンジ
ンブロック24、混合気送出系26、および排気系28
を含んでいる。
1 to 14, an embodiment of the present invention is shown as an oxygen sensor system 20 with signal modification for use in an internal combustion engine 22. As shown in FIG.
Is an engine block 24 having an internal cylinder (not shown) for combustion, a mixture delivery system 26, and an exhaust system 28.
Is included.

【0013】排気系28はエンジン22から排気ガスを
運ぶ排気管30および3元触媒コンバータ32を含んで
いる。一実施例において、混合気送出系26は混合器分
配器34および酸素センサシステム20を含んでいる。
センサシステム20はエンジン22および触媒コンバー
タ32の両方の下流にある下流HEGOセンサ36と、
触媒コンバータ32の上流(ただし、エンジン22の下
流)にある上流HEGOセンサ38と、HEGO制御組
立体40を含んでいる。混合器分配器34は制御組立体
40から信号を受信して混合気をエンジンシリンダへ物
理的に供給する。
The exhaust system 28 includes an exhaust pipe 30 that carries exhaust gas from the engine 22 and a three-way catalytic converter 32. In one embodiment, the mixture delivery system 26 includes a mixer distributor 34 and an oxygen sensor system 20.
The sensor system 20 includes a downstream HEGO sensor 36 downstream of both the engine 22 and the catalytic converter 32,
It includes an upstream HEGO sensor 38 upstream of the catalytic converter 32 (but downstream of the engine 22) and a HEGO control assembly 40. Mixer distributor 34 receives signals from control assembly 40 to physically supply the mixture to the engine cylinders.

【0014】各EGOセンサ36、38は同じ部品を含
み、その基本動作を示すために下流センサ36について
説明を行う。センサ36は第1および第2の出力導線4
4、46に相互接続された感知先端部42およびやはり
第1および第2の導線50、52を有するヒータ48を
含んでいる。図1〜図3を参照されたい。導線44、4
6を介して(感知先端部42に隣接する排気ガスの酸素
濃度を表わす)酸素レベル信号が制御組立体40へ送ら
れる。
Each EGO sensor 36, 38 includes the same components, and the downstream sensor 36 will be described to show its basic operation. The sensor 36 includes the first and second output conductors 4
4, 46, including a heater 48 having a sensing tip 42 interconnected to it and also first and second conductors 50, 52. Please refer to FIGS. Conductors 44, 4
An oxygen level signal (representing the oxygen concentration of the exhaust gas adjacent to the sensing tip 42) is sent to the control assembly 40 via 6.

【0015】ヒータ48の第1および第2の導線50、
52は抵抗発熱体54と相互接続されている。感知先端
部42は保護キャニスタ58内に収納され、組立体は排
気管30にねじ込まれている。感知先端部42は排気管
30内を流れるガスと接触し、排気ガス中の酸素レベル
を有効に測定し、出力導線44、46に沿って差電圧の
形で酸素レベル信号を与える。代表的に先端部42は二
酸化ジルコニアZrO 2 により構成される。
First and second conductors 50 of the heater 48,
52 is interconnected with a resistance heating element 54. Sensing tip
The part 42 is housed in a protective canister 58 and the assembly is removed.
It is screwed into the trachea 30. The sensing tip 42 is an exhaust pipe
Oxygen level in exhaust gas in contact with gas flowing in 30
Effectively measure and measure the differential voltage along the output leads 44, 46.
Gives an oxygen level signal in the form. The tip 42 is typically two
Zirconia oxide ZrO 2It is composed of

【0016】制御組立体40は上流および下流EGOセ
ンサ36、38から酸素レベル信号を受信する。それに
応答して、組立体40は混合器分配器34へ混合気制御
信号を送り、エンジン22のシリンダへ供給される混合
気のリッチネスやリーンネスに影響を与える。
Control assembly 40 receives oxygen level signals from upstream and downstream EGO sensors 36,38. In response, the assembly 40 sends a mixture control signal to the mixer distributor 34 to affect the richness or leanness of the mixture supplied to the cylinders of the engine 22.

【0017】下流HEGOセンサ36は帰還装置として
作用する。センサ36は触媒コンバータ32により有効
に“保護”され、排気ガスは触媒コンバータ32により
実質的に化学的に平衡とされた後で下流センサ36に到
達する(また、触媒コンバータ32は鉛等の汚染物質が
下流センサ36へ到達するのを防止する)。その結果、
空燃オフセットエラーが低減する。したがって、センサ
36はその近くの排気ガス中の化学物質を平衡状態とす
ることができ、下流センサ36は排気ガス中の酸素レベ
ル濃度をより精密に表わす信号を生じることになる。
The downstream HEGO sensor 36 acts as a feedback device. The sensor 36 is effectively "protected" by the catalytic converter 32 and the exhaust gas reaches the downstream sensor 36 after being substantially chemically equilibrated by the catalytic converter 32 (and the catalytic converter 32 is polluted by lead and the like). Preventing material from reaching the downstream sensor 36). as a result,
Air-fuel offset error is reduced. Therefore, the sensor 36 can equilibrate the chemicals in the exhaust gas in its vicinity, and the downstream sensor 36 will produce a signal that more accurately represents the oxygen level concentration in the exhaust gas.

【0018】これに対して、上流センサ38は排気ガス
の組成変化により迅速に応答する信号を生じる。しかし
ながら、動的応答が下流センサ36よりも速い間は、上
流センサ38は触媒コンバータ32により“保護”され
ずオフセットエラーのある信号を生じることがある。
In contrast, the upstream sensor 38 produces a signal that responds more quickly to changes in exhaust gas composition. However, while the dynamic response is faster than the downstream sensor 36, the upstream sensor 38 may not be "protected" by the catalytic converter 32 and produce a signal with an offset error.

【0019】したがって、制御組立体40は上流および
下流センサ38、36の両方から信号を受信する。排気
ガスの組成が実質的に変化すると、上流および下流セン
サ36、38は共にその酸素レベル信号を変化させる傾
向となる。このような動的信号に応答して、制御組立体
40は即座に混合気制御信号を調整して上流センサ38
からの変化した信号に実質的に対応するようにする。次
に下流センサ36が排気ガスの組成変化に反応すると、
制御組立体40は下流センサの信号に従って混合気分配
器34へ送られる混合気制御信号をさらに修正すること
ができる。上流および下流センサ信号が共に実質的に定
常状態に達すると、コントローラ40は混合気制御信号
を“調整”して下流センサ36から生じるより遅いが一
般的にはより正確な信号に実質的に対応するようにす
る。
Accordingly, control assembly 40 receives signals from both upstream and downstream sensors 38,36. When the composition of the exhaust gas changes substantially, both upstream and downstream sensors 36, 38 tend to change their oxygen level signals. In response to such a dynamic signal, the control assembly 40 immediately adjusts the mixture control signal to the upstream sensor 38.
To substantially correspond to the changed signal from. Next, when the downstream sensor 36 reacts to the change in the composition of the exhaust gas,
The control assembly 40 can further modify the mixture control signal sent to the mixture distributor 34 according to the signal of the downstream sensor. When both the upstream and downstream sensor signals reach substantially steady state, the controller 40 "conditions" the mixture control signal to substantially correspond to the slower but generally more accurate signal from the downstream sensor 36. To do so.

【0020】したがって、多くの場合、下流センサ36
は上流センサ38よりも(応答時間は遅いが)より精密
な排気ガス酸素濃度表現を提供する。しかしながら、下
流センサ36の温度の変動はその信号の精度に実質的に
影響を及ぼすことがある。したがって、ヒータ48がセ
ンサ36を暖めて排気ガス温度変動の影響を低減する。
所望により上流センサ38を暖めるヒータを配置するこ
ともできる。
Therefore, in many cases, the downstream sensor 36
Provides a more precise exhaust gas oxygen concentration representation than the upstream sensor 38 (although with a slower response time). However, fluctuations in the temperature of the downstream sensor 36 can substantially affect the accuracy of its signal. Therefore, the heater 48 warms the sensor 36 to reduce the influence of the exhaust gas temperature fluctuation.
A heater for warming the upstream sensor 38 may be arranged if desired.

【0021】導線50、52を介して制御組立体40か
らヒータ48へヒータ48を起動させる電力信号が送ら
れる。制御組立体40はセンサ36のヒータ48を選択
的に起動させてセンサ42を適切な温度範囲内に維持す
る。
A power signal is sent from control assembly 40 to heater 48 via conductors 50, 52 to activate heater 48. The control assembly 40 selectively activates the heater 48 of the sensor 36 to maintain the sensor 42 within the proper temperature range.

【0022】図4のグラフ58はシステム26からエン
ジン22へ送られる空燃比の関数としてのHEGOセン
サ38から与えられる代表的な酸素レベル信号を示す。
センサ36は空燃比が14.5よりも低い場合には0.
8Vを越える実質的にハイ電圧を生じ、空燃比が15よ
りも高い場合には実質的に0.2Vよりも低いロー電圧
を生じる。したがって、混合気の比較的小さな変化によ
りセンサ電圧(すなわち“酸素レベル信号”)は劇的に
変化する。
Graph 58 of FIG. 4 shows a typical oxygen level signal provided by HEGO sensor 38 as a function of air / fuel ratio delivered from system 26 to engine 22.
When the air-fuel ratio is lower than 14.5, the sensor 36 indicates 0.
It produces a substantially high voltage above 8V and a low voltage substantially below 0.2V when the air-fuel ratio is higher than 15. Therefore, a relatively small change in the air-fuel mixture causes a dramatic change in the sensor voltage (or "oxygen level signal").

【0023】また、センサ36の出力はコントローラ4
0内の比較器により処理された後で混合気送出システム
34へ通されることが多い。HEGOセンサ電圧が例え
ば0.45V等の基準“設定点”(すなわち“制御
点”)電圧よりも高いか低いかによって、比較器からの
信号は(1).大きい値(すなわち“1”)もしくは
(2).小さい値(すなわち“0”)とすることができ
る。
The output of the sensor 36 is the controller 4
It is often passed to the mixture delivery system 34 after being processed by the in-zero comparator. Depending on whether the HEGO sensor voltage is higher or lower than a reference "set point" (or "control point") voltage, such as 0.45V, the signal from the comparator is (1). Larger value (ie "1") or (2). It can be a small value (that is, "0").

【0024】EGOもしくはHEGOセンサを使用する
多くの空燃制御システムが排気ガス温度が低過ぎる場合
に空燃比を高過ぎる(“リーン”過ぎる)値に制御する
傾向がある。逆に、センサがその動作範囲を越えて加熱
されると制御された空燃比は低過ぎる(“リッチ”過ぎ
る)ことがある。
Many air-fuel control systems that use EGO or HEGO sensors tend to control the air-fuel ratio to values that are too high ("lean") when the exhaust gas temperature is too low. Conversely, the controlled air-fuel ratio may be too low ("rich") if the sensor is heated beyond its operating range.

【0025】例えば、図5のグラフ60はセンサの閉ル
ープ制御点が排気ガス温度の関数としてどのように変化
するかを実験的に引き出したデータを示す。排気温度変
化が100゜Fよりも低ければ制御点は優に0.1を越
えて変化する。したがって、例えば酸素センサ36およ
び制御組立体40は排気温度がおよそ640゜Fの時は
エンジン22の空燃比を14.65へ調整し、排気温度
がおよそ700゜Fである時は空燃比を14.56へ調
整することができる。
For example, graph 60 of FIG. 5 shows experimentally derived data on how the closed loop control point of the sensor changes as a function of exhaust gas temperature. If the exhaust temperature change is less than 100 ° F, the control point changes well above 0.1. Thus, for example, oxygen sensor 36 and control assembly 40 adjust the air / fuel ratio of engine 22 to 14.65 when the exhaust temperature is approximately 640 ° F and 14/65 when the exhaust temperature is approximately 700 ° F. It can be adjusted to .56.

【0026】設定点−−どんな混合気が適切であるかと
いう酸素センサ組立体の指示−−の変化はエンジン22
の動作に実質的に影響を及ぼすことがある。図6に触媒
コンバータの炭化水素および窒素酸化物変換効率および
閉ループ空燃比を温度の関数として実験的に引き出した
データを示す。線62は温度したがって空燃比66が変
化する場合のコンバータの炭化水素変換効率を示し、線
64はコンバータの窒素酸化物変換効率を示す。特定平
衡68点近くの混合気だけが炭化水素および窒素酸化物
を低減するための実質的に最適の効率を提供する。
A change in the set point--an indication of the oxygen sensor assembly what mixture is appropriate--is determined by the engine 22.
May substantially affect the operation of the. FIG. 6 shows experimentally derived data for the catalytic converter hydrocarbon and nitrogen oxide conversion efficiencies and closed loop air-fuel ratios as a function of temperature. Line 62 shows the hydrocarbon conversion efficiency of the converter as temperature and thus air-fuel ratio 66 changes, and line 64 shows the nitrogen oxide conversion efficiency of the converter. Only mixtures near the specified equilibrium 68 point provide substantially optimum efficiency for reducing hydrocarbons and nitrogen oxides.

【0027】したがって、コンバータ32の効率的な動
作を持続させるには混合気を精密に維持することが重要
となる。正確な空燃比を維持するには正確な酸素レベル
濃度信号をシステム34へ与えることが重要である。酸
素センサ36が生じる酸素レベル信号は空燃比、したが
って燃料分配系34の動作および触媒コンバータ32の
効率に実質的なインパクトを与えることがある。
Therefore, in order to maintain the efficient operation of the converter 32, it is important to maintain the air-fuel mixture precisely. It is important to provide an accurate oxygen level concentration signal to the system 34 to maintain an accurate air / fuel ratio. The oxygen level signal produced by the oxygen sensor 36 may have a substantial impact on the air-fuel ratio and thus on the operation of the fuel distribution system 34 and the efficiency of the catalytic converter 32.

【0028】図1および図7に示すように、実施例では
下流センサ36の内側に温度センサ70が含まれてい
る。温度センサ70は1本以上の導線71を介して制御
組立体40へ温度レベル信号を与える。制御組立体40
は下流および上流センサ36、38、および温度センサ
70からの入力を受信してエンジン22へ制御された信
号を与え下流センサ36の内側のヒータ54へ起動信号
を与えるマイクロプロセッサ72を含んでいる。
As shown in FIGS. 1 and 7, in the embodiment, a temperature sensor 70 is included inside the downstream sensor 36. The temperature sensor 70 provides a temperature level signal to the control assembly 40 via one or more conductors 71. Control assembly 40
Includes a microprocessor 72 that receives inputs from the downstream and upstream sensors 36, 38, and a temperature sensor 70 to provide a controlled signal to the engine 22 and a start signal to a heater 54 inside the downstream sensor 36.

【0029】図8に温度センサ70の一実施例を示す。
温度センサ70はキャニスタ58の内側でセンサ先端部
56に隣接配置された熱電対76からなっている。この
構成の元で、熱電対76は隣接感知先端の動作温度に関
する正確な温度レベル信号を制御組立体40へ与える。
FIG. 8 shows an embodiment of the temperature sensor 70.
The temperature sensor 70 comprises a thermocouple 76 disposed inside the canister 58 and adjacent to the sensor tip 56. Under this configuration, the thermocouple 76 provides the control assembly 40 with an accurate temperature level signal regarding the operating temperature of the adjacent sensing tip.

【0030】温度センサ70のもう一つの実施例を図9
に示す。温度センサ70はセンサ36の先端に載置され
た延長管80、排気管30内の圧縮継手82、および延
長管80と継手82との間に嵌合する細長い熱電対84
により構成されている。ここでも、熱電対84は周囲温
度に依存する電気的出力を与える。圧縮継手82および
管80により熱電対84は排気管30内でセンサ36の
先端部56に隣接する正しい位置に保持される。
Another embodiment of the temperature sensor 70 is shown in FIG.
Shown in. The temperature sensor 70 includes an extension pipe 80 mounted on the tip of the sensor 36, a compression joint 82 in the exhaust pipe 30, and an elongated thermocouple 84 fitted between the extension pipe 80 and the joint 82.
It is composed by. Again, the thermocouple 84 provides an electrical output that depends on ambient temperature. The compression joint 82 and tube 80 hold the thermocouple 84 in place in the exhaust tube 30 adjacent the tip 56 of the sensor 36.

【0031】センサ36のすぐ近くの温度を検出するさ
らにもう一つの装置86を図10に示す。装置86はヒ
ータ70および電圧検出器92と一緒の公知の抵抗90
と直列接続された自動車バッテリ88等の公知の電圧源
により構成されている。ヒータ70および公知の抵抗9
0により自動車バッテリ88から供給される電圧が分圧
される。検出器92により測定される公知の抵抗90の
両端間電圧は実質的にヒータ70の抵抗に直接比例す
る。ヒータ70の抵抗はセンサ36の温度を反映するこ
とが判っている。したがって、制御組立体40はセンサ
36の温度を示す信号を電圧検出器92から受信するこ
とができる。しかしながら、車輛バッテリ88を電圧源
として選択すると、特定の抵抗に関連する温度はバッテ
リ電圧の関数となることに注目願いたい。
Yet another device 86 for detecting the temperature in the immediate vicinity of the sensor 36 is shown in FIG. The device 86 includes a known resistor 90 with a heater 70 and a voltage detector 92.
And a known voltage source such as an automobile battery 88 connected in series. Heater 70 and known resistor 9
The voltage supplied from the automobile battery 88 is divided by 0. The voltage across known resistor 90, as measured by detector 92, is substantially directly proportional to the resistance of heater 70. It has been found that the resistance of the heater 70 reflects the temperature of the sensor 36. Therefore, the control assembly 40 can receive a signal from the voltage detector 92 that is indicative of the temperature of the sensor 36. Note, however, that if vehicle battery 88 is selected as the voltage source, the temperature associated with a particular resistance will be a function of battery voltage.

【0032】さらにもう一つの実施例では、センサ36
温度の直接測定値を使用するのではなく、制御組立体4
0は速度および負荷等のエンジン変数に関する入力を受
信する。これとエンジン22の動作時間の長さから、マ
イクロプロセッサ72はそのメモリ内のテーブルにより
経験したエンジンパラメータに関する入力を“マップ”
してセンサ36の予期される温度を評価することができ
る。
In yet another embodiment, the sensor 36
Rather than use a direct measurement of temperature, the control assembly 4
0 receives inputs for engine variables such as speed and load. From this and the length of time that the engine 22 has been running, the microprocessor 72 "maps" the inputs regarding the engine parameters experienced by the table in its memory.
The expected temperature of the sensor 36 can then be evaluated.

【0033】熱電対76、84の電圧出力は温度に比例
したデジタル信号に変換して制御組立体40内のマイク
ロプロセッサ72が読み出すことができる。マイクロプ
ロセッサ72はセンサ温度を所望の温度と比較する。実
際の温度と所望温度が異なる場合には、ヒータ48に起
動信号が与えられる。起動信号によりヒータ48へ供給
される電流のデューティサイクルを増減することができ
る。その結果、実際のセンサ温度が調整されて所望の範
囲内に維持することができる。
The voltage output of the thermocouples 76, 84 can be converted into a digital signal proportional to temperature and read by the microprocessor 72 in the control assembly 40. Microprocessor 72 compares the sensor temperature to the desired temperature. When the actual temperature and the desired temperature are different, the activation signal is given to the heater 48. The activation signal may increase or decrease the duty cycle of the current supplied to the heater 48. As a result, the actual sensor temperature can be adjusted and maintained within the desired range.

【0034】ヒータ48への電流を制御する装置100
を図11に示す。温度センサ70からの信号がアナログ
/デジタル変換器102へ送られ、そこからの出力がマ
イクロプロセッサ72へ送られる。マイクロプロセッサ
72はデジタル/アナログ変換器104へ出力を与え、
そこからヒータ制御回路106へ制御信号が送られる。
ヒータ制御回路106は規定のデューティサイクルに従
ってヒータ48をオン/オフし温度センサ70のアナロ
グ出力である感知温度に影響を及ぼす。
Device 100 for controlling the current to the heater 48
Is shown in FIG. The signal from the temperature sensor 70 is sent to the analog / digital converter 102, and the output therefrom is sent to the microprocessor 72. Microprocessor 72 provides an output to digital to analog converter 104,
From there, a control signal is sent to the heater control circuit 106.
The heater control circuit 106 turns on / off the heater 48 according to a specified duty cycle to affect the sensed temperature which is the analog output of the temperature sensor 70.

【0035】ヒータ制御回路106を図12に示す。制
御回路106は自動車バッテリ88および発熱体54に
直列接続されたスイッチングトランジスタ108を含ん
でいる。デジタル/アナログ変換器104からスイッチ
ングトランジスタ108へ与えられるアナログ信号によ
りトランジスタ108したがってヒータ48が所望によ
りオン/オフされる。
The heater control circuit 106 is shown in FIG. The control circuit 106 includes a switching transistor 108 connected in series with the automobile battery 88 and the heating element 54. An analog signal provided from digital / analog converter 104 to switching transistor 108 turns transistor 108 and thus heater 48 on and off as desired.

【0036】スイッチングトランジスタ108へ送られ
る制御信号を図13および図14に示す。マイクロプロ
セッサ72はセンサ36の実質の温度が所望の温度より
も低い場合を温度センサの出力から検出する。実際の温
度が実質的に所望の温度以上であれば、スイッチングト
ランジスタ108には実質的に信号が与えられない。実
際の温度が所望の温度よりも僅かに低ければ、スイッチ
ングトランジスタ108は僅かな時間だけオンとされ
る。実際の温度が実質的に所望の温度よりも低ければ、
スイッチングトランジスタ108のデューティサイクル
は長くなる。
The control signals sent to the switching transistor 108 are shown in FIGS. The microprocessor 72 detects from the output of the temperature sensor when the actual temperature of the sensor 36 is lower than the desired temperature. If the actual temperature is substantially above the desired temperature, then substantially no signal is provided to switching transistor 108. If the actual temperature is slightly below the desired temperature, the switching transistor 108 will be on for a short time. If the actual temperature is substantially below the desired temperature,
The duty cycle of the switching transistor 108 becomes long.

【0037】(1).トランジスタ108およびヒータ
48電圧のデューティサイクルと(2).所望の温度と
実際の(測定)温度との差との関係を示すグラフ110
を図13に示す。図からお判りのように、センサ36の
所望の動作温度と(温度センサ70が測定する)センサ
36の実際の温度との差が所定量を越える場合にはヒー
タ48電圧は継続される。センサ36の温度が所望の動
作温度よりも低く降下し続ける場合のヒータ48のデュ
ーティサイクルのグラフの例を図14に示す。
(1). The duty cycle of the transistor 108 and heater 48 voltage and (2). Graph 110 showing the relationship between the desired temperature and the difference between the actual (measured) temperature
Is shown in FIG. As can be seen, if the difference between the desired operating temperature of sensor 36 and the actual temperature of sensor 36 (as measured by temperature sensor 70) exceeds a predetermined amount, heater 48 voltage will continue. An example graph of the duty cycle of the heater 48 is shown in FIG. 14 as the temperature of the sensor 36 continues to drop below the desired operating temperature.

【0038】したがって、温度センサ70は制御組立体
40へ帰還を行って下流センサ36を所定の温度範囲内
に維持する。もちろん、下流センサ38に関連するヒー
タにより同じ帰還系を使用してセンサ38の温度を所定
の範囲すなわち“ウィンド”内に維持することができ
る。
Therefore, the temperature sensor 70 returns to the control assembly 40 to maintain the downstream sensor 36 within a predetermined temperature range. Of course, the same feedback system can be used by the heater associated with the downstream sensor 38 to maintain the temperature of the sensor 38 within a predetermined range or "window".

【0039】温度センサを使用して下流HEGOセンサ
36のオフセットを回避することの利点はこのようなシ
ステムにより下流センサ36の動作はバッテリ電圧の変
化、(さまざまなヒータ間の)ヒータ抵抗や排気ガス温
度の違いに比較的影響されなくなることである。さら
に、このような方法には開ループ調整方式に伴うオフセ
ットエラーがない。
The advantage of using the temperature sensor to avoid the offset of the downstream HEGO sensor 36 is that such a system allows the operation of the downstream sensor 36 to change battery voltage, heater resistance (between various heaters) and exhaust gas. It is relatively insensitive to temperature differences. Furthermore, such a method does not have the offset error associated with the open loop adjustment scheme.

【0040】さらに、応用によっては、制御組立体40
は例えばエンジン速度、エンジン負荷、冷却剤温度、周
囲温度、エンジンの動作時間、および/もしくは下流セ
ンサ36から導線を介して送られる酸素レベル信号がエ
ラー信号であって上向きもしくは下向きに調整すべきこ
とを示唆する酸素レベルセンサ温度に関する一つ以上の
入力を受信することができる。次に制御組立体40はヒ
ータ48の起動を調整してセンサ36が暖くなるかもし
くは寒くなるようにし(ヒータ48から与えられる熱が
増減する結果)センサ36の出力が調整されるようにす
る。したがって、ヒータ48の動作の増減によりセンサ
36の動作および酸素レベル信号の変化を修正すること
ができる。
Further, depending on the application, the control assembly 40
Is an error signal such as engine speed, engine load, coolant temperature, ambient temperature, engine operating time, and / or the oxygen level signal sent from the downstream sensor 36 via the conductor and should be adjusted upward or downward. One or more inputs relating to the oxygen level sensor temperature may be received. The control assembly 40 then adjusts the activation of the heater 48 to cause the sensor 36 to warm or cool (resulting in an increase or decrease in the heat provided by the heater 48) so that the output of the sensor 36 is adjusted. . Therefore, the increase or decrease of the operation of the heater 48 can correct the operation of the sensor 36 and the change of the oxygen level signal.

【0041】実施例について本発明の説明を行った。し
かしながら、本発明の真の範囲および精神を逸脱するこ
となくさまざまな変更および修正を加えることができ
る。真の範囲および精神は特許請求の範囲および明細書
を考慮して解釈すべきそれに相当するものにより明示さ
れる。
The invention has been described with reference to examples. However, various changes and modifications can be made without departing from the true scope and spirit of the invention. The true scope and spirit is set forth by the claims and their equivalents to be construed in light of the specification.

【0042】関連出願 本発明は同じ日に公開され本発明と同じ発明者を含む別
の米国特許出願、信号修正を行う酸素センサシステム、
と関連している。この米国特許出願の開示は参照として
ここに組み入れられている。
RELATED APPLICATION The present invention is another US patent application published on the same date and including the same inventor as the present invention, an oxygen sensor system with signal modification,
Is related to. The disclosure of this US patent application is hereby incorporated by reference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】内燃機関の排気系に接続された酸素センサシス
テムの略図。
1 is a schematic diagram of an oxygen sensor system connected to the exhaust system of an internal combustion engine.

【図2】図1のHEGOセンサ組立体の側面図。2 is a side view of the HEGO sensor assembly of FIG.

【図3】図2のHEGOセンサ組立体の部分断面図。3 is a partial cross-sectional view of the HEGO sensor assembly of FIG.

【図4】図1のHEGOセンサ組立体の実験的に測定さ
れた出力電圧をエンジンの空燃比の関数として示すグラ
フ。
FIG. 4 is a graph showing experimentally measured output voltage of the HEGO sensor assembly of FIG. 1 as a function of engine air-fuel ratio.

【図5】図1のHEGOセンサ組立体の実験的に測定し
た制御点を排気ガス温度の関数として示すグラフ。
5 is a graph showing experimentally measured control points of the HEGO sensor assembly of FIG. 1 as a function of exhaust gas temperature.

【図6】図1の触媒コンバータの変換効率およびエンジ
ンの閉ループ空燃比の実験的に測定した変化を温度の関
数として示すグラフ。
6 is a graph showing experimentally measured changes in conversion efficiency and engine closed loop air-fuel ratio of the catalytic converter of FIG. 1 as a function of temperature.

【図7】図1に示す実施例の略図。FIG. 7 is a schematic diagram of the embodiment shown in FIG.

【図8】図7に示す本発明に使用することができるHE
GOセンサと温度センサの組合せの部分断面図。
FIG. 8 is an HE that can be used in the present invention shown in FIG.
The partial cross section figure of the combination of GO sensor and temperature sensor.

【図9】図7に示す本発明に使用することができる別の
HEGOセンサおよび温度センサの部分断面図。
9 is a partial cross-sectional view of another HEGO sensor and temperature sensor that can be used in the present invention shown in FIG.

【図10】図7に示す本発明に使用することができる温
度センサの略図。
FIG. 10 is a schematic diagram of a temperature sensor that can be used in the present invention shown in FIG. 7.

【図11】図1に示すセンサヒータの駆動装置の略図。11 is a schematic diagram of a driving device of the sensor heater shown in FIG. 1. FIG.

【図12】図11に示すヒータ制御回路の実施例の略
図。
12 is a schematic diagram of an embodiment of the heater control circuit shown in FIG.

【図13】図1に示す酸素センサの所望温度と実際温度
の差の関数としてのヒータのデューティサイクルの変動
を示すグラフ。
13 is a graph showing the variation of the duty cycle of the heater as a function of the difference between the desired temperature and the actual temperature of the oxygen sensor shown in FIG.

【図14】センサの実際の温度が所望温度に対して降下
する場合の図1に示すヒータのデューティサイクルを示
すグラフ。
FIG. 14 is a graph showing the duty cycle of the heater shown in FIG. 1 when the actual sensor temperature drops below the desired temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 酸素センサシステム 22 エンジン 24 エンジンブロック 26 混合気送出系 28 排気系 30 排気管 32 3元触媒コンバータ 34 混合気分配器 36 下流HEGOセンサ 38 上流HEGOセンサ 40 制御装置 42 感知先端部 44 出力導線 46 出力導線 48 ヒータ 50 導線 52 導線 54 抵抗発熱体 56 センサ先端部 58 保護キャニスタ 70 温度センサ 71 導線 74 コントローラ 76 熱電対 80 延長管 82 圧縮継手 84 熱電対 86 温度検出装置 88 自動車バッテリ 90 抵抗 92 電圧検出器 98 マイクロプロセッサ 102 アナログ/デジタル変換器 104 デジタル/アナログ変換器 106 ヒータ制御回路 108 スイッチングトランジスタ 110 自動車バッテリ 20 Oxygen sensor system 22 Engine 24 Engine block 26 Mixture delivery system 28 Exhaust system 30 Exhaust pipe 32 Three way catalytic converter 34 Mixture distributor 36 Downstream HEGO sensor 38 Upstream HEGO sensor 40 Control device 42 Sensing tip 44 Output lead wire 46 Output lead wire 48 heater 50 conducting wire 52 conducting wire 54 resistance heating element 56 sensor tip portion 58 protective canister 70 temperature sensor 71 conducting wire 74 controller 76 thermocouple 80 extension tube 82 compression joint 84 thermocouple 86 temperature detecting device 88 automobile battery 90 resistance 92 voltage detector 98 Microprocessor 102 Analog / digital converter 104 Digital / analog converter 106 Heater control circuit 108 Switching transistor 110 Automotive battery

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイン ジョン ジョンソン アメリカ合衆国ミシガン州ディアボーン ハイツ,チャールズワース 1044 (72)発明者 ルイス ジョン シェリィ アメリカ合衆国ミシガン州テイラー,ヘイ ズ 24420 ─────────────────────────────────────────────────── ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————–——————————————————————————— Introducer Lewis John Shelley, Taylor, Michigan, USA 24420

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気管およびその上の触媒コンバータを
有する内燃機関用排気ガスセンサシステムにおいて、該
システムは前記コンバータの上流の前記排気管上にあっ
て上流酸素レベル信号を与える上流排気ガス酸素センサ
と、前記コンバータの下流の前記排気管上にあって下流
酸素レベル信号を与える下流排気ガス酸素センサと、前
記上流および下流センサ酸素レベル信号を受信しそれに
応答して制御された信号を与えそれを前記エンジンに使
用して動作パラメータを調整するコントローラ、の組合
せからなる排気ガスセンサシステム。
1. An exhaust gas sensor system for an internal combustion engine having an exhaust pipe and a catalytic converter thereon, the system comprising an upstream exhaust gas oxygen sensor on the exhaust pipe upstream of the converter for providing an upstream oxygen level signal. A downstream exhaust gas oxygen sensor on the exhaust pipe downstream of the converter for providing a downstream oxygen level signal, and for receiving the upstream and downstream sensor oxygen level signals and providing a controlled signal in response thereto, An exhaust gas sensor system consisting of a combination of a controller used for an engine and adjusting operating parameters.
【請求項2】 請求項1記載の装置において、該装置は
さらに、前記下流センサの温度を検出しそれに応答して
温度レベル信号を発生する温度センサと、前記下流排気
ガス酸素センサを暖めるヒータと、前記温度レベル信号
を受信して前記検出された温度を所定の標準と比較し前
記検出された温度が前記所定の標準と異なる場合に前記
ヒータに起動信号を送るヒータ制御器、を具備する排気
ガスセンサ装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a temperature sensor for detecting the temperature of the downstream sensor and generating a temperature level signal in response thereto, and a heater for warming the downstream exhaust gas oxygen sensor. A heater controller that receives the temperature level signal, compares the detected temperature with a predetermined standard, and sends an activation signal to the heater when the detected temperature is different from the predetermined standard. Gas sensor device.
【請求項3】 請求項2記載の装置において、前記上流
および下流センサから動的信号を受信すると、前記コン
トローラは実質的に前記上流酸素レベル信号に頼って前
記制御された信号を与え、前記上流および下流センサか
ら定常状態信号を受信すると前記コントローラは実質的
に前記下流酸素レベル信号に頼って前記制御された信号
を与える排気ガスセンサ装置。
3. The apparatus of claim 2, wherein upon receipt of a dynamic signal from the upstream and downstream sensors, the controller substantially relies on the upstream oxygen level signal to provide the controlled signal, the upstream signal. And an exhaust gas sensor device wherein the controller substantially relies on the downstream oxygen level signal to provide the controlled signal upon receipt of a steady state signal from the downstream sensor.
【請求項4】 請求項1記載の装置において、前記ヒー
タ制御器から与えられる前記起動信号は前記測定された
温度が前記所定の標準から広範に変動する場合に前記ヒ
ータをオンとする時間の割合いを増大するデューティサ
イクル信号である排気ガスセンサ装置。
4. The apparatus of claim 1, wherein the activation signal provided by the heater controller is a percentage of time that the heater is on when the measured temperature varies widely from the predetermined standard. An exhaust gas sensor device having a duty cycle signal that increases the temperature.
【請求項5】 排気管およびその上の触媒コンバータを
有する内燃機関用排気ガスセンサシステムにおいて、該
システムは前記コンバータの上流の前記排気管上にあっ
て上流酸素レベル信号を与える上流排気ガス酸素センサ
と、前記コンバータの下流の前記排気管上にあって下流
酸素レベル信号を与える下流排気ガス酸素センサと、前
記上流排気ガス酸素センサを暖める上流ヒータと、前記
下流排気ガス酸素センサを暖める下流ヒータと、前記下
流排気ガス酸素センサに隣接して前記下流センサの温度
を検出しそれに応答して温度レベル信号を発生する温度
センサと、前記温度レベル信号を受信して前記検出され
た温度を所定の標準と比較し前記温度が前記所定の標準
とは異なる場合にデューティサイクル信号を発生し前記
測定された温度が前記所定の標準から広範に変動する場
合に前記下流ヒータをオンとする時間の割合いを前記デ
ューティサイクル信号により増大するヒータ制御器と、
前記上流および下流センサ酸素レベル信号を受信して制
御された信号を与えるコントローラであって前記上流お
よび下流センサから動的信号を受信する場合には前記上
流センサ信号に頼って前記制御された信号を与え前記上
流および下流センサから定常状態信号を受信する場合に
は前記下流センサ信号に頼って前記制御された信号を与
えるコントローラを具備する排気ガスセンサシステム。
5. An exhaust gas sensor system for an internal combustion engine having an exhaust pipe and a catalytic converter thereon, the system comprising an upstream exhaust gas oxygen sensor on the exhaust pipe upstream of the converter for providing an upstream oxygen level signal. A downstream exhaust gas oxygen sensor on the exhaust pipe downstream of the converter for providing a downstream oxygen level signal, an upstream heater warming the upstream exhaust gas oxygen sensor, and a downstream heater warming the downstream exhaust gas oxygen sensor, A temperature sensor that detects the temperature of the downstream sensor adjacent to the downstream exhaust gas oxygen sensor and generates a temperature level signal in response thereto, and a temperature sensor that receives the temperature level signal and uses the detected temperature as a predetermined standard. Comparing, if the temperature is different from the predetermined standard, a duty cycle signal is generated and the measured temperature is A heater controller for increasing the proportion of time for turning on the downstream heater by the duty cycle signal when widely varying from a predetermined standard,
A controller for receiving the upstream and downstream sensor oxygen level signals to provide a controlled signal, wherein the controller receives the dynamic signal from the upstream and downstream sensors and relies on the upstream sensor signal to provide the controlled signal. An exhaust gas sensor system comprising a controller that relies on the downstream sensor signal to provide the controlled signal when receiving steady state signals from the upstream and downstream sensors.
【請求項6】 内燃機関の燃料送出システムへ酸素レベ
ル信号を給供する工程において、前記内燃機関は排気管
上の触媒コンバータを含み、該工程は次のステップ、す
なわち、前記触媒コンバータの下流の下流酸素レベルを
検出し、前記触媒コンバータの上流の上流酸素レベルを
検出し、前記上流および下流酸素レベルに基いて前記燃
料送出システムへ制御された信号を与える、ことからな
る酸素レベル信号供給工程。
6. A step of providing an oxygen level signal to a fuel delivery system of an internal combustion engine, said internal combustion engine comprising a catalytic converter on an exhaust pipe, the step comprising the next step, namely downstream of said catalytic converter. Detecting the oxygen level, detecting the upstream oxygen level upstream of the catalytic converter, and providing a controlled signal to the fuel delivery system based on the upstream and downstream oxygen levels.
【請求項7】 請求項6記載の酸素レベル信号を与える
工程において、前記下流酸素レベルはヒータに隣接する
酸素センサにより検出され、前記工程はさらに次のステ
ップ、すなわち、触媒コンバータ下流の温度を感知し、
下流温度を所定の標準と比較し、前記温度が実質的に前
記所定の標準よりも低い場合に前記ヒータを起動する、
ことからなる酸素レベル信号供給工程。
7. The step of providing an oxygen level signal according to claim 6, wherein the downstream oxygen level is detected by an oxygen sensor adjacent to the heater, the step further comprising the step of sensing the temperature downstream of the catalytic converter. Then
Comparing the downstream temperature to a predetermined standard and activating the heater if the temperature is substantially below the predetermined standard;
An oxygen level signal supply process consisting of
【請求項8】 請求項7記載の工程において、さらに前
記上流および下流酸素レベルが実質的に変化する場合に
前記上流酸素レベルに関連した制御された信号を発生
し、前記上流および下流酸素レベルが実質的に定常状態
に達すると前記下流酸素レベルに関連した制御された信
号を発生するステップからなる酸素レベル信号供給工
程。
8. The process of claim 7, further comprising producing a controlled signal related to the upstream and downstream oxygen levels when the upstream and downstream oxygen levels substantially change, the upstream and downstream oxygen levels being Providing an oxygen level signal comprising the step of producing a controlled signal related to said downstream oxygen level when a substantially steady state is reached.
【請求項9】 請求項8記載の工程において、前記ヒー
タの前記起動ステップは前記ヒータを第1の所定期間だ
け起動させかつ第2の所定期間だけ起動停止するステッ
プからなり、前記触媒コンバータ下流の前記温度が前記
所定の標準に対して降下すると前記第1の所定期間は前
記第2の所定期間に対して増大する酸素レベル信号供給
工程。
9. The process according to claim 8, wherein the step of activating the heater comprises a step of activating the heater for a first predetermined period and stopping and activating for a second predetermined period, the downstream of the catalytic converter. An oxygen level signal supplying step of increasing the first predetermined period with respect to the second predetermined period when the temperature drops with respect to the predetermined standard.
JP5269055A 1992-12-21 1993-10-27 Exhaust gas sensor system for internal combustion engine and oxygen-level signal supply process Pending JPH06213042A (en)

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US99525392A 1992-12-21 1992-12-21
US995253 1992-12-21

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