JPH09170997A - 空燃比センサの活性状態判定装置 - Google Patents
空燃比センサの活性状態判定装置Info
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- JPH09170997A JPH09170997A JP7331882A JP33188295A JPH09170997A JP H09170997 A JPH09170997 A JP H09170997A JP 7331882 A JP7331882 A JP 7331882A JP 33188295 A JP33188295 A JP 33188295A JP H09170997 A JPH09170997 A JP H09170997A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
- G01N27/4175—Calibrating or checking the analyser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空燃比センサの活性状態を安価にかつ精度良
く判定し、かつ判定作業が信号の利用を妨げない空燃比
センサの活性状態判定装置を提供すること。 【解決手段】 機関始動後、空燃比センサの出力値ＶＡ
Ｆの軌跡がしきい値Ｌ１を超えたときに半活性状態にな
ったことを判定し、半活性状態に達するまでにヒータに
供給された電力の積算値ＳＵＭＷＳから完全活性状態に
達せしめるために必要な電力積算値ＳＵＭＷＦをマップ
からもとめ、供給された電力の積算値が完全活性化電力
積算値ＳＵＭＷＦになった時点で完全活性状態になった
と判定する。
く判定し、かつ判定作業が信号の利用を妨げない空燃比
センサの活性状態判定装置を提供すること。 【解決手段】 機関始動後、空燃比センサの出力値ＶＡ
Ｆの軌跡がしきい値Ｌ１を超えたときに半活性状態にな
ったことを判定し、半活性状態に達するまでにヒータに
供給された電力の積算値ＳＵＭＷＳから完全活性状態に
達せしめるために必要な電力積算値ＳＵＭＷＦをマップ
からもとめ、供給された電力の積算値が完全活性化電力
積算値ＳＵＭＷＦになった時点で完全活性状態になった
と判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空燃比センサ、特
に固体電解質に電圧を印加して固体電解質に流れる限界
電流を検出することにより排気ガスの空燃比を検出する
空燃比センサの活性状態判定装置に関する。
に固体電解質に電圧を印加して固体電解質に流れる限界
電流を検出することにより排気ガスの空燃比を検出する
空燃比センサの活性状態判定装置に関する。
【０００２】排気ガス中の空燃比を検出する空燃比セン
サとして固体電界質に電圧を印加し固体電解質に流れる
限界電流を検出し、それを電圧信号に変換して空燃比を
検出するタイプの空燃比センサが公知である。ところ
で、上記のタイプの空燃比センサでは、上記固体電界質
からなるセンサ素子の温度変化に対して図３に示す様に
限界電流の流れ方が変化する。すなわち、ある温度まで
全く限界電流が流れない状態が続き、ある温度から、限
界電流が流れるようになり、温度上昇にともなって、そ
の値が大きくなっていき、あるいは変化に対する感度が
良くなり、さらに、ある温度以上になって安定する。す
なわち、素子温度がある温度以上にならないと空燃比を
精度良く検出できない。
サとして固体電界質に電圧を印加し固体電解質に流れる
限界電流を検出し、それを電圧信号に変換して空燃比を
検出するタイプの空燃比センサが公知である。ところ
で、上記のタイプの空燃比センサでは、上記固体電界質
からなるセンサ素子の温度変化に対して図３に示す様に
限界電流の流れ方が変化する。すなわち、ある温度まで
全く限界電流が流れない状態が続き、ある温度から、限
界電流が流れるようになり、温度上昇にともなって、そ
の値が大きくなっていき、あるいは変化に対する感度が
良くなり、さらに、ある温度以上になって安定する。す
なわち、素子温度がある温度以上にならないと空燃比を
精度良く検出できない。
【０００３】したがって、できるだけ早く空燃比センサ
を活性化させるためにセンサを加熱する電気ヒータを設
けたものが公知である。ところが、このヒータは供給さ
れる電力が過大であると断線してしまい、逆に、過少で
あれば出力電圧が下がり精度が悪化するので、ヒータに
適正な電力を供給することが必要であって、そのために
空燃比センサが完全活性状態になったかどうかを判定す
ることがおこなわれている。また、センサに交流電圧を
印加してセンサの内部抵抗を測定することにより活性状
態を判定する装置（特開昭５７−１９２８５２号公報、
特開昭５８−１７８２４８号公報参照）や、あるいは、
負の電圧を印加してセンサ出力を監視することにより活
性状態を判定する装置が公知である。
を活性化させるためにセンサを加熱する電気ヒータを設
けたものが公知である。ところが、このヒータは供給さ
れる電力が過大であると断線してしまい、逆に、過少で
あれば出力電圧が下がり精度が悪化するので、ヒータに
適正な電力を供給することが必要であって、そのために
空燃比センサが完全活性状態になったかどうかを判定す
ることがおこなわれている。また、センサに交流電圧を
印加してセンサの内部抵抗を測定することにより活性状
態を判定する装置（特開昭５７−１９２８５２号公報、
特開昭５８−１７８２４８号公報参照）や、あるいは、
負の電圧を印加してセンサ出力を監視することにより活
性状態を判定する装置が公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの装置
は、印加電圧切り換え用の回路を必要としコストアップ
を招くという問題がある。また、限界電流の測定と抵抗
の測定を交番的に実施する場合に抵抗の測定をしている
間は空燃比を検出できない。そのために、リッチかリー
ンかだけは判別できる半活性状態で、上記リッチかリー
ンに応じた空燃比フィードバックをおこなうこともでき
ない。
は、印加電圧切り換え用の回路を必要としコストアップ
を招くという問題がある。また、限界電流の測定と抵抗
の測定を交番的に実施する場合に抵抗の測定をしている
間は空燃比を検出できない。そのために、リッチかリー
ンかだけは判別できる半活性状態で、上記リッチかリー
ンに応じた空燃比フィードバックをおこなうこともでき
ない。
【０００５】本発明は上記問題に鑑み、空燃比センサの
活性状態を安価にかつ精度良く判定し、かつ判定作業が
信号の利用を妨げない空燃比センサの活性状態判定装置
を提供することを目的とする。
活性状態を安価にかつ精度良く判定し、かつ判定作業が
信号の利用を妨げない空燃比センサの活性状態判定装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内燃機
関の排気系に配設され排気ガスの空燃比を検出する空燃
比センサの活性状態判定装置であって、前記空燃比セン
サを加熱するヒータと、機関始動後、前記空燃比センサ
の出力値が変動を開始する半活性状態になったことを検
出する半活性状態検出手段と、機関始動後、前記半活性
状態に達するまでに前記ヒータに供給された電力を積算
する半活性化電力積算手段と、前記半活性化電力積算量
を基に、前記空燃比センサが完全活性状態に達するまで
に供給すべき電力積算量を推定する完全活性化電力演算
手段と、前記ヒータに供給された電力の積算量が前記完
全活性化電力積算量に達したときに前記空燃比センサが
完全活性状態になったと判定する完全活性状態判定手段
とを備えることを特徴とする空燃比センサの活性状態判
定装置が提供される。
関の排気系に配設され排気ガスの空燃比を検出する空燃
比センサの活性状態判定装置であって、前記空燃比セン
サを加熱するヒータと、機関始動後、前記空燃比センサ
の出力値が変動を開始する半活性状態になったことを検
出する半活性状態検出手段と、機関始動後、前記半活性
状態に達するまでに前記ヒータに供給された電力を積算
する半活性化電力積算手段と、前記半活性化電力積算量
を基に、前記空燃比センサが完全活性状態に達するまで
に供給すべき電力積算量を推定する完全活性化電力演算
手段と、前記ヒータに供給された電力の積算量が前記完
全活性化電力積算量に達したときに前記空燃比センサが
完全活性状態になったと判定する完全活性状態判定手段
とを備えることを特徴とする空燃比センサの活性状態判
定装置が提供される。
【０００７】このように構成された空燃比センサの活性
状態判定装置では、機関始動後、空燃比センサの出力値
が変動を開始する半活性状態になったことが半活性状態
検出手段により検出され、機関始動後、前記半活性状態
に達するまでに前記ヒータに供給された電力が半活性化
電力積算手段により積算され、この半活性化電力積算量
を基に、前記空燃比センサが完全活性状態に達するまで
に供給すべき電力積算量が完全活性化電力演算手段によ
り推定され、ヒータに供給された電力の積算量が完全活
性化電力積算量に達したときに完全活性状態判定手段が
空燃比センサが完全活性状態に達したと判定する。
状態判定装置では、機関始動後、空燃比センサの出力値
が変動を開始する半活性状態になったことが半活性状態
検出手段により検出され、機関始動後、前記半活性状態
に達するまでに前記ヒータに供給された電力が半活性化
電力積算手段により積算され、この半活性化電力積算量
を基に、前記空燃比センサが完全活性状態に達するまで
に供給すべき電力積算量が完全活性化電力演算手段によ
り推定され、ヒータに供給された電力の積算量が完全活
性化電力積算量に達したときに完全活性状態判定手段が
空燃比センサが完全活性状態に達したと判定する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の構成
を模式的に現した図である。図１において、エンジン１
の排気管２に空燃比センサ３が配設されていて、空燃比
センサ３は固体電界質から成る検出素子３ａと、この素
子３ａを加熱するヒータ３ｂを備えている。
施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の構成
を模式的に現した図である。図１において、エンジン１
の排気管２に空燃比センサ３が配設されていて、空燃比
センサ３は固体電界質から成る検出素子３ａと、この素
子３ａを加熱するヒータ３ｂを備えている。
【０００９】１０はエンジンコントロールコンピュータ
（以下ＥＣＵという）であって、ＥＣＵ１０は、デジタ
ルコンピュータからなり、相互に接続されたＣＰＵ（マ
イクロプロセッサ）１１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）１２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１３、ＡＤ
変換器１４、出力インターフェイス回路１５を具備して
いる。そして、本実施の形態では、さらに以下の様な回
路を備えている。
（以下ＥＣＵという）であって、ＥＣＵ１０は、デジタ
ルコンピュータからなり、相互に接続されたＣＰＵ（マ
イクロプロセッサ）１１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）１２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１３、ＡＤ
変換器１４、出力インターフェイス回路１５を具備して
いる。そして、本実施の形態では、さらに以下の様な回
路を備えている。
【００１０】まず、１６は駆動回路であって、印加電源
２１から印加される所定の電圧により検出素子３ａ内を
流れる電流を検出するための抵抗と、この抵抗における
降下電圧を所定倍に増幅するための増幅回路から成る。
駆動回路１６で変換された電圧はＡＤ変換器１４を介し
てＣＰＵに入力される。
２１から印加される所定の電圧により検出素子３ａ内を
流れる電流を検出するための抵抗と、この抵抗における
降下電圧を所定倍に増幅するための増幅回路から成る。
駆動回路１６で変換された電圧はＡＤ変換器１４を介し
てＣＰＵに入力される。
【００１１】１７は空燃比センサ３のヒータ３ｂへの供
給電力を制御するためのヒータ通電制御回路であってＣ
ＰＵ１１からの制御信号に応じてヒータ用電源２２から
ヒータ３ｂへの通電を制御する。１８はヒータ３ｂに通
電された時にヒータ３ｂにかかる電圧を検出するヒータ
電圧検出回路であり、１９は同様にヒータ３ｂに通電さ
れた時にヒータ３ｂを流れる電流を検出するヒータ電流
検出回路であ。ＣＰＵ１１は上記の各種信号を基に後述
する演算をおこなって空燃比センサ３の活性状態を判定
する。なお、ＥＣＵ１０のＣＰＵ１１にはその他各種の
センサからの信号が入力インターフェイス回路を経て、
あるいはさらにＡＤ変換器１４を経て入力され、燃料噴
射量の制御、点火時期の制御等の基本制御をおこなうた
めの制御信号が出力インターフェイス１５を経て出力さ
れる。
給電力を制御するためのヒータ通電制御回路であってＣ
ＰＵ１１からの制御信号に応じてヒータ用電源２２から
ヒータ３ｂへの通電を制御する。１８はヒータ３ｂに通
電された時にヒータ３ｂにかかる電圧を検出するヒータ
電圧検出回路であり、１９は同様にヒータ３ｂに通電さ
れた時にヒータ３ｂを流れる電流を検出するヒータ電流
検出回路であ。ＣＰＵ１１は上記の各種信号を基に後述
する演算をおこなって空燃比センサ３の活性状態を判定
する。なお、ＥＣＵ１０のＣＰＵ１１にはその他各種の
センサからの信号が入力インターフェイス回路を経て、
あるいはさらにＡＤ変換器１４を経て入力され、燃料噴
射量の制御、点火時期の制御等の基本制御をおこなうた
めの制御信号が出力インターフェイス１５を経て出力さ
れる。
【００１２】次に上記の様に構成された本実施の形態の
実際の制御の説明に先行して、その考え方について説明
する。図２は制御の考え方を説明するタイムチャートで
あって、図２の（ａ）に示されるのはエンジン始動後の
空燃比センサ３の素子３ａの温度の変化であって、図２
の（ｂ）に示されるのは空燃比センサ３の出力電圧の変
化である。エンジン始動後、しばらくの間は、素子３ａ
の温度が低く限界電流が流れないために空燃比センサ３
は、理論空燃比で燃焼した場合と同じ電圧を出力するが
これは以下の理由による。
実際の制御の説明に先行して、その考え方について説明
する。図２は制御の考え方を説明するタイムチャートで
あって、図２の（ａ）に示されるのはエンジン始動後の
空燃比センサ３の素子３ａの温度の変化であって、図２
の（ｂ）に示されるのは空燃比センサ３の出力電圧の変
化である。エンジン始動後、しばらくの間は、素子３ａ
の温度が低く限界電流が流れないために空燃比センサ３
は、理論空燃比で燃焼した場合と同じ電圧を出力するが
これは以下の理由による。
【００１３】本実施の形態で用いる空燃比センサ３およ
び駆動回路１６は特開平５−２４０８２９号公報に開示
されているものと同様な構成を有し、素子３ａの排気ガ
ス側のポテンシャル電位が駆動回路１６のグランドレベ
ルより高く設定され、センサ出力電圧Ｅ0 は下式で示さ
れる。 Ｅ0 ＝Ｖ0 ＋ＶR ＋ＩＲ…（１） ここで、Ｖ0 はポテンシャル電位、ＶR は印加電圧、Ｉ
は素子３ａ内を流れる限界電流であり、Ｒは限界電流を
電圧値に変換する抵抗である。したがって、素子３ａの
温度が低く限界電流が流れない場合にＩはゼロであるの
でセンサ出力電圧Ｅ0 ＝Ｖ0 ＋ＶR となる。
び駆動回路１６は特開平５−２４０８２９号公報に開示
されているものと同様な構成を有し、素子３ａの排気ガ
ス側のポテンシャル電位が駆動回路１６のグランドレベ
ルより高く設定され、センサ出力電圧Ｅ0 は下式で示さ
れる。 Ｅ0 ＝Ｖ0 ＋ＶR ＋ＩＲ…（１） ここで、Ｖ0 はポテンシャル電位、ＶR は印加電圧、Ｉ
は素子３ａ内を流れる限界電流であり、Ｒは限界電流を
電圧値に変換する抵抗である。したがって、素子３ａの
温度が低く限界電流が流れない場合にＩはゼロであるの
でセンサ出力電圧Ｅ0 ＝Ｖ0 ＋ＶR となる。
【００１４】一方、（１）式は、以下の様に書き現す事
もできる。 Ｅ0 ＝Ｖ0 ＋ＶR ＋Ｋ（λ−１）Ｒ…（２） ここで、Ｋは比例定数、λは空気過剰率である。したが
って、空気過剰率λ＝１、すなわち、理論空燃比で燃焼
した場合には、λ−１＝０となるのでセンサ出力電圧Ｅ
0 ＝Ｖ0 ＋ＶR となる。したがって、素子３ａの温度が
低く限界電流が流れない場合に示される出力電圧は理論
空燃比で燃焼した場合の出力電圧に等しい。
もできる。 Ｅ0 ＝Ｖ0 ＋ＶR ＋Ｋ（λ−１）Ｒ…（２） ここで、Ｋは比例定数、λは空気過剰率である。したが
って、空気過剰率λ＝１、すなわち、理論空燃比で燃焼
した場合には、λ−１＝０となるのでセンサ出力電圧Ｅ
0 ＝Ｖ0 ＋ＶR となる。したがって、素子３ａの温度が
低く限界電流が流れない場合に示される出力電圧は理論
空燃比で燃焼した場合の出力電圧に等しい。
【００１５】やがて、素子３ａが出力開始温度Ｔ１に達
すると空燃比センサ３の出力電圧は変動を開始し始める
（Ａ１点）。そこで、エンジン始動後の出力電圧の軌跡
を順次積分していくとその積分値は図２の（ｃ）のよう
に変化するので、この積分値が予め定めたしきい値を超
えたところを半活性化点とする。この間、ヒータ３ｂに
供給された電力の積算量が計算されその値は図２の
（ｄ）のように変化する。
すると空燃比センサ３の出力電圧は変動を開始し始める
（Ａ１点）。そこで、エンジン始動後の出力電圧の軌跡
を順次積分していくとその積分値は図２の（ｃ）のよう
に変化するので、この積分値が予め定めたしきい値を超
えたところを半活性化点とする。この間、ヒータ３ｂに
供給された電力の積算量が計算されその値は図２の
（ｄ）のように変化する。
【００１６】そして、空燃比センサ３の素子３ａがさら
に暖められ完全活性状態になると素子３ａ内を流れる限
界電流が、空燃比の変化に対して、図３において実線で
示される様に大きく異なる様になり、センサ出力電圧は
大きく変動を始める（Ａ２点）。
に暖められ完全活性状態になると素子３ａ内を流れる限
界電流が、空燃比の変化に対して、図３において実線で
示される様に大きく異なる様になり、センサ出力電圧は
大きく変動を始める（Ａ２点）。
【００１７】ここで、上記の様に空燃比センサ３の作動
が変化していく中で、空燃比センサ３の素子３ａの半活
性状態になる温度は略一定であって（本実施の形態の場
合は約５５０°Ｃ）、完全活性状態になる温度も略一定
である（本実施の形態の場合は約６５０°Ｃ）。したが
って、基本的には半活性状態になってからはある一定の
電力を供給してやれば完全活性状態に達するはずであ
り、そのことを判定すれば完全活性状態を判定できるは
ずである。
が変化していく中で、空燃比センサ３の素子３ａの半活
性状態になる温度は略一定であって（本実施の形態の場
合は約５５０°Ｃ）、完全活性状態になる温度も略一定
である（本実施の形態の場合は約６５０°Ｃ）。したが
って、基本的には半活性状態になってからはある一定の
電力を供給してやれば完全活性状態に達するはずであ
り、そのことを判定すれば完全活性状態を判定できるは
ずである。
【００１８】しかし、高温再始動時の素子３ａが冷えて
おらず空燃比センサの雰囲気温度が高い場合、例えば、
本実施の形態の場合完全活性状態となる温度６５０°Ｃ
に対して６００°Ｃであった場合には、素子３ａはすぐ
に半活性状態に達するとともに空燃比センサに雰囲気温
度が高いことによりすぐに完全活性状態に達するので、
一定の電力を供給してしまうと必要以上の電力が供給さ
れ素子３ａは過熱し、またヒータ３ｂは断線してしまう
こともある。
おらず空燃比センサの雰囲気温度が高い場合、例えば、
本実施の形態の場合完全活性状態となる温度６５０°Ｃ
に対して６００°Ｃであった場合には、素子３ａはすぐ
に半活性状態に達するとともに空燃比センサに雰囲気温
度が高いことによりすぐに完全活性状態に達するので、
一定の電力を供給してしまうと必要以上の電力が供給さ
れ素子３ａは過熱し、またヒータ３ｂは断線してしまう
こともある。
【００１９】そこで、本発明では、図４にしめすよう
な、半活性状態にいたるまでの積算電力量Ｗ１と、完全
活性状態にいたるまで積算電力量Ｗ２の関係を予めもと
めてマップ化してＲＯＭ１３に記憶しておく、そして図
２の（ｄ）に示すように半活性状態に達するまでに供給
された電力の積算量に対応する完全活性化電力積算量を
もとめる。そして、電力の積算量が完全活性化電力積算
量に達したときに完全活性状態に達したと判定する。
な、半活性状態にいたるまでの積算電力量Ｗ１と、完全
活性状態にいたるまで積算電力量Ｗ２の関係を予めもと
めてマップ化してＲＯＭ１３に記憶しておく、そして図
２の（ｄ）に示すように半活性状態に達するまでに供給
された電力の積算量に対応する完全活性化電力積算量を
もとめる。そして、電力の積算量が完全活性化電力積算
量に達したときに完全活性状態に達したと判定する。
【００２０】以下、上記の原理にもとづいて、空燃比セ
ンサ３が完全活性状態になったことを検出するための制
御を図５に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。このルーチンはエンジン始動とともに開始され、空
燃比センサが完全活性状態になった時点で終了する。処
理が開始されると、ステップ１においてＲＡＭ１２に記
憶されているエンジンの制御に必要な各種パラメータの
初期化とともに空燃比センサ３が半活性状態に達してい
ることを示すフラグＸＡＦＳ１、および完全活性状態で
あることを示すフラグＸＡＦＳ２をクリアして、ステッ
プ２に進み、空燃比センサ３の出力値ＶＡＦを読み込
む。
ンサ３が完全活性状態になったことを検出するための制
御を図５に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。このルーチンはエンジン始動とともに開始され、空
燃比センサが完全活性状態になった時点で終了する。処
理が開始されると、ステップ１においてＲＡＭ１２に記
憶されているエンジンの制御に必要な各種パラメータの
初期化とともに空燃比センサ３が半活性状態に達してい
ることを示すフラグＸＡＦＳ１、および完全活性状態で
あることを示すフラグＸＡＦＳ２をクリアして、ステッ
プ２に進み、空燃比センサ３の出力値ＶＡＦを読み込
む。
【００２１】ステップ３では、空燃比センサ３の出力値
ＶＡＦの軌跡長ＬＶＡＦを、以下の式で演算する。 ＬＶＡＦi ＝ＬＶＡＦi-1 ＋ＡＢＳ（ＶＡＦi −ＶＡＦ
i-1 ） ここで、ＶＡＦi-1 は空燃比センサ３の出力値ＶＡＦの
前回の値であり、ＶＡＦi は今回の値であり、ＡＢＳ
（ＶＡＦi −ＶＡＦi-1 ）は今回の値ＶＡＦi と前回の
値ＶＡＦi-1 の差の絶対値である。
ＶＡＦの軌跡長ＬＶＡＦを、以下の式で演算する。 ＬＶＡＦi ＝ＬＶＡＦi-1 ＋ＡＢＳ（ＶＡＦi −ＶＡＦ
i-1 ） ここで、ＶＡＦi-1 は空燃比センサ３の出力値ＶＡＦの
前回の値であり、ＶＡＦi は今回の値であり、ＡＢＳ
（ＶＡＦi −ＶＡＦi-1 ）は今回の値ＶＡＦi と前回の
値ＶＡＦi-1 の差の絶対値である。
【００２２】次に、ステップ４においては現在ヒータ３
ａへ供給される電力Ｗi をヒータ電圧検出回路１８が検
出した電圧ＶＨi と、ヒータ電流検出回路１９が検出し
た電流ＡＨi の積からもとめ、ステップ５では供給が開
始されてからの積算値ＳＵＭＷi を計算する。ステップ
６では、ステップ３でもとめた軌跡長ＬＶＡＦi が予め
定めておいたしきい値Ｌ１を超えたかどうかを判定す
る。その結果、ＹＥＳの場合、すなわち軌跡長ＬＶＡＦ
i がしきい値Ｌ１を超えた場合は、半活性状態に達した
ものと判定し、ステップ７に進みステップ７ではフラグ
ＸＡＦＳ１が０であるか否かを判定する。その結果、Ｙ
ＥＳの場合、ステップ８に進みフラグＸＡＦＳ１を立
て、その時の電力の積算値ＳＵＭＷi をＳＵＭＷｓとし
て取り込む。一方、ステップ６でＮＯの場合はステップ
２にもどり軌跡長ＬＶＡＦがしきい値Ｌ１を越えるま
で、以上の演算を繰り返す。
ａへ供給される電力Ｗi をヒータ電圧検出回路１８が検
出した電圧ＶＨi と、ヒータ電流検出回路１９が検出し
た電流ＡＨi の積からもとめ、ステップ５では供給が開
始されてからの積算値ＳＵＭＷi を計算する。ステップ
６では、ステップ３でもとめた軌跡長ＬＶＡＦi が予め
定めておいたしきい値Ｌ１を超えたかどうかを判定す
る。その結果、ＹＥＳの場合、すなわち軌跡長ＬＶＡＦ
i がしきい値Ｌ１を超えた場合は、半活性状態に達した
ものと判定し、ステップ７に進みステップ７ではフラグ
ＸＡＦＳ１が０であるか否かを判定する。その結果、Ｙ
ＥＳの場合、ステップ８に進みフラグＸＡＦＳ１を立
て、その時の電力の積算値ＳＵＭＷi をＳＵＭＷｓとし
て取り込む。一方、ステップ６でＮＯの場合はステップ
２にもどり軌跡長ＬＶＡＦがしきい値Ｌ１を越えるま
で、以上の演算を繰り返す。
【００２３】ステップ９では、半活性状態までの電力積
算値ＳＵＭＷＳに対応する完全活性状態に達せしめる完
全活性化電力積算値ＳＵＭＷＦを前記あらかじめ記憶し
ておいたマップから求めてステップ１０に進み、ステッ
プ１０では、現在の電力積算値ＳＵＭＷi が前記完全活
性化電力積算値ＳＵＭＷｆを超えたかどうかを判定し、
その結果、ＹＥＳの場合、すなわち現在の電力積算値Ｓ
ＵＭＷi が前記完全活性化電力積算値ＳＵＭＷＦを超え
た場合はステップ１１に進み、完全活性状態に達したこ
とを示すフラグＸＡＦ２を立ててステップ１２に進み終
了する。一方、ステップ１０でＮＯの場合はステップ２
にもどり電力積算値ＳＵＭＷi が完全活性化電力積算値
ＳＵＭＷＦを超えるまで、以上の演算を繰り返す。
算値ＳＵＭＷＳに対応する完全活性状態に達せしめる完
全活性化電力積算値ＳＵＭＷＦを前記あらかじめ記憶し
ておいたマップから求めてステップ１０に進み、ステッ
プ１０では、現在の電力積算値ＳＵＭＷi が前記完全活
性化電力積算値ＳＵＭＷｆを超えたかどうかを判定し、
その結果、ＹＥＳの場合、すなわち現在の電力積算値Ｓ
ＵＭＷi が前記完全活性化電力積算値ＳＵＭＷＦを超え
た場合はステップ１１に進み、完全活性状態に達したこ
とを示すフラグＸＡＦ２を立ててステップ１２に進み終
了する。一方、ステップ１０でＮＯの場合はステップ２
にもどり電力積算値ＳＵＭＷi が完全活性化電力積算値
ＳＵＭＷＦを超えるまで、以上の演算を繰り返す。
【００２４】なお、上記の実施の形態においては、完全
活性状態になったかどうかを判定する完全活性化電力積
算値ＳＵＭＷＦは始動後ヒータに供給された電力の値を
積算したものであるが、半活性になってから以降の電力
の積算値としてもよく、その場合は、対応して実際に供
給される電力の積算も半活性になって以降、すなわち、
フラグＸＡＦＳ１が立つと同時に、それまでの値をクリ
アし、その時点から再スタートする。
活性状態になったかどうかを判定する完全活性化電力積
算値ＳＵＭＷＦは始動後ヒータに供給された電力の値を
積算したものであるが、半活性になってから以降の電力
の積算値としてもよく、その場合は、対応して実際に供
給される電力の積算も半活性になって以降、すなわち、
フラグＸＡＦＳ１が立つと同時に、それまでの値をクリ
アし、その時点から再スタートする。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、空燃比センサの出力が
変動を開始する半活性化点を検出し、その時点までに供
給された電力積算量に基づき、完全活性状態に達せしめ
る完全活性化電力積算量をもとめており、したがって、
完全活性化電力積算量は始動時の空燃比センサの素子温
度を反映したものとなるので、空燃比センサの活性状態
を精度良く判定することができる。また、半活性状態の
判定、および完全活性状態の判定のために、交流電圧を
用いたり、負の電圧を印加したりしないので、常に、セ
ンサの出力電圧を利用することが可能であって、例え
ば、半活性状態と完全活性状態の間でも、センサの出力
電圧からリッチ、リーンを判定し、それに基づいて燃料
噴射量をフィードバック制御することも可能である。
変動を開始する半活性化点を検出し、その時点までに供
給された電力積算量に基づき、完全活性状態に達せしめ
る完全活性化電力積算量をもとめており、したがって、
完全活性化電力積算量は始動時の空燃比センサの素子温
度を反映したものとなるので、空燃比センサの活性状態
を精度良く判定することができる。また、半活性状態の
判定、および完全活性状態の判定のために、交流電圧を
用いたり、負の電圧を印加したりしないので、常に、セ
ンサの出力電圧を利用することが可能であって、例え
ば、半活性状態と完全活性状態の間でも、センサの出力
電圧からリッチ、リーンを判定し、それに基づいて燃料
噴射量をフィードバック制御することも可能である。
【図１】本発明の実施の形態の構成を模式的に示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の考え方を説明するためのタイムチャー
トである。
トである。
【図３】活性状態に対するセンサを流れる限界電流の変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図４】半活性化点までの供給電力積算値に対する完全
活性点まで供給電力積算値を示す図である。
活性点まで供給電力積算値を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の作動を説明するフローチ
ャートである。
ャートである。
１…エンジン本体 ２…排気管 ３…空燃比センサ ３ａ…（空燃比センサの）素子 ３ｂ…（空燃比センサの）ヒータ １０…エンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＵ） １６…駆動回路 １７…ヒータ通電制御回路 １８…ヒータ電圧検出回路 １９…ヒータ電流検出回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 27/46 ３２５Ｑ
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に配設され排気ガスの
空燃比を検出する空燃比センサの活性状態判定装置であ
って、 前記空燃比センサを加熱するヒータと、 機関始動後、前記空燃比センサの出力値が変動を開始す
る半活性状態になったことを検出する半活性状態検出手
段と、 機関始動後、前記半活性状態に達するまでに前記ヒータ
に供給された電力を積算する半活性化電力積算手段と、 前記半活性化電力積算量を基に、前記空燃比センサが完
全活性状態に達するまでに供給すべき電力積算量を推定
する完全活性化電力演算手段と、 前記ヒータに供給された電力の積算量が前記完全活性化
電力積算量に達したときに前記空燃比センサが完全活性
状態になったと判定する完全活性状態判定手段とを備え
ることを特徴とする空燃比センサの活性状態判定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33188295A JP3284862B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 空燃比センサの活性状態判定装置 |
| US08/763,882 US5758310A (en) | 1995-12-20 | 1996-12-11 | Apparatus for determining the condition of an air-fuel ratio sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33188295A JP3284862B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 空燃比センサの活性状態判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170997A true JPH09170997A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3284862B2 JP3284862B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=18248683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33188295A Expired - Fee Related JP3284862B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 空燃比センサの活性状態判定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3284862B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008070116A (ja) * | 2005-09-13 | 2008-03-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ制御装置、センサ制御方法 |
| JP2010185345A (ja) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Toyota Motor Corp | ヒータ制御装置 |
| US7959778B2 (en) | 2005-09-13 | 2011-06-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Sensor control apparatus and method |
| US7964073B2 (en) | 2005-11-28 | 2011-06-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Air fuel ratio detection apparatus |
| JP2011520112A (ja) * | 2008-05-09 | 2011-07-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 広域ラムダセンサのための評価及び制御ユニット |
| JP2012233775A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ装置およびその制御方法 |
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| JP3887871B2 (ja) * | 1997-04-14 | 2007-02-28 | 株式会社デンソー | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US6712054B2 (en) * | 2000-05-17 | 2004-03-30 | Unisia Jecs Corporation | Device and method for measuring element temperature of air-fuel ratio sensor, and device and method for controlling heater of air-fuel ratio sensor |
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| US6586711B2 (en) * | 2001-07-27 | 2003-07-01 | General Motors Corporation | Current control method for an oxygen sensor heater |
| DE102005009101B3 (de) * | 2005-02-28 | 2006-03-09 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes zum Beeinflussen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses |
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| JP4466709B2 (ja) * | 2007-09-27 | 2010-05-26 | 株式会社デンソー | ガスセンサ制御装置 |
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| JPS58178248A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-19 | Toyota Motor Corp | 限界電流式酸素センサ− |
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-
1995
- 1995-12-20 JP JP33188295A patent/JP3284862B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-11 US US08/763,882 patent/US5758310A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE102006055613B4 (de) | 2005-11-28 | 2019-03-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Mischungsverhältniserfassungsgerät und Verfahren zur Bestimmung eines Mischungsverhältnisses eines Abgases |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5758310A (en) | 1998-05-26 |
| JP3284862B2 (ja) | 2002-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |