JPS62157255A - 排気濃度検出器のヒ−タ制御方法 - Google Patents

排気濃度検出器のヒ−タ制御方法

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JPS62157255A
JPS62157255A JP29905685A JP29905685A JPS62157255A JP S62157255 A JPS62157255 A JP S62157255A JP 29905685 A JP29905685 A JP 29905685A JP 29905685 A JP29905685 A JP 29905685A JP S62157255 A JPS62157255 A JP S62157255A
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JP
Japan
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heater
sensor
amount
temperature
detection element
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JP29905685A
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English (en)
Inventor
Hidetoshi Sakurai
桜井 英利
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃エンジンの空燃比制御に用いられるヒータ
付排気濃度検出器のヒータ制御方法に関する。
(従来技術及びその問題点) 従来、エンジンに供給される混合気の空燃比を精度良く
目標値に制御するために、エンジンの排気系に排気濃度
検出器(以下「o2センサ」という)を設けて、空燃比
と密接な関係を有する排気中の酸素濃度を検出し、この
検出酸素濃度に応じて燃料供給量をフィードバック制御
することが一般に行われている。
前記o2センサは、酸素濃度に応じて起電力を発生する
一種の酸素濃淡電池の原理を応用したもので、酸素イオ
ン伝導性の固体電解質を挾んで、一方に基準電極、他方
に酸素電極を有している。
これらの電極間には排気中の酸素濃度に応じて。
次式(ネルンストの式)によって表される起電力が発生
する。0;センサはこの出力電圧の変化により排気中の
酸素濃度を検出するものである。
E= (RT/4F)  ・Qn (Pa/Pb)ただ
し、R;気体定数、T;絶対温度、F ;ファラディ定
数 Pa;基準電極の酸素分圧(大気中の酸素分圧)Pb;
酸素電極の酸素分圧(排気中の酸素分圧)この出力電圧
は、上式から明らかなように、02センサの検出素子部
の温度に応じて変化するので、排気中の酸素濃度を正確
に検出し、空燃比を精度良く制御するためには、02セ
ンサの検出素子部の温度を所定の温度に維持することが
必要となる。
そこで、02センサの検出素子部の近傍にヒータを設け
、このヒータに供給される′、πカを制御してヒータの
発熱量を調整することによって02センサを所定の温度
にt、(li持する方法が一般に用いられている。
このようなヒータ付02センサのヒータの発熱量を制御
するための装置としては、例えば実開昭60−7256
 ]号公報が公知である。この従来装置は、エンジンの
定常運転においては02センサの温度をエンジンの運転
状態から知ることができることに着[1し、運転状態に
応じて02センサの検出素子部が所定温度となるように
ヒータの発熱量を制御するものである。そして、その構
成は、ヒータ付の02センサと、エンジンの運転状態を
検出するエンジン状態検出手段と、02センサの検出素
子部が所定温度となるようにヒータに供給する目JM電
力を設定する設定手段と、この目標1は力となるように
ヒータに供給する電力を制御するヒータ制御手段とより
なる。
前記目標電力は、運転状態(実施例ではエンジン回転数
、燃料供給量)に応じて02センサの検出素子部が所定
温度となるように予め実験的に求められ、前記設定手段
に記憶されている。実際のエンジンの運転時には、検出
された運転状態に応じて前記目標電力となるようにヒー
タに供給する電力を制御し、ヒータの発熱量を制御する
ことにより02センサの検出素子部の温度が常に所定温
度に維持されるようになっている。
しかし、この従来装置では運転状態に応じて予め設定し
た目標電力となるように供給電力を制御することによっ
てヒータの発熱量を制御しているために、その使用に伴
い、ヒータ素子が劣化した場合の抵抗変化を補償できな
いという問題点かあった。すなわち、ヒータ素子の劣化
による抵抗の変化に伴い、同じ電力に対してもヒータの
発熱量は変化し、これにつれて02センサの検出素子部
の温度も変化する。一方、この従来装置では、運転状態
によって0.センサの検出素子部の温度を把握し、この
温度を所定温度に高めるのに必要なヒータへの電力を目
標電力として設定しておき、実際の)1!転状態を検出
してこれに対応する目標電力を選択し、この電力をヒー
タに供給することによって02センサの検出素子部の温
度を所定温度に維持している。すなわち、02センサの
検出素子部の温度が一定であれば、ヒータへの供給電力
は一定である。したがって、ヒータ素子に劣化が生じれ
ば、02センサの検出素子部の温度を所定温度に維持す
ることが困難となり、この結果、空燃比を精度良く制御
できないという不都合を招くこととなる。
また、この従来装置は、目標電力設定手段及びエンジン
状態検出手段のような02センサの検出素子部の温度を
制御するための専用回路が不可欠であり、このため装置
全体の回路構成が非常に複雑になるという欠点も有して
いる。
ヒータ付02センサのヒータ発熱量の制御を行う他の従
来例としては、ヒータの温度と抵抗値が一義的に定まる
ことに着目し、抵抗値が一定となるようにヒータへの供
給電流を制御することによリヒータの発熱量を制御する
方法、あるいは運転状態の表示信号としてエンジン回転
数及び吸気管内絶対圧を用い、これをマツプ化すること
によってヒータへの供給電流を設定し、この設定値に基
づいてヒータへ電流を供給することにより、このヒータ
の発熱量を制御する方法などが知られている。しかしな
がら、これらいずれの方法もその原理、構成から、前述
した従来の2つの問題点、すなわち、ヒータ素子の劣化
による抵抗変化を補償できないこと、及び制御装置全体
の回路構成が非常に複雑となることを免れ得るものでは
ない。
(発明の目的) 本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、ヒータ素子の劣化に伴う抵抗変化を補償することが
できるとともに5検出素子部の温度を制御するための専
用回路が不要で、回路構成を単純化できる排気濃度検出
器のヒータ制御方法を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上述の目的を達成するため、02センサの出
力信号の最大値及び最小値の少なくとも一方が所定の基
準値以下となるようにヒータへ供給する電力量を制御す
るようにしたものである。
(実施例) 以下、本発明の02センサのヒータFlint御方法を
図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の実施例を示すヒータ制御装置の全体構
成図である。同図中1は0□センサであり、酸素濃度に
応じた起電力を発生させることにより酸素濃度を検出す
るrfi素濃広濃度検出素子部下「素子部」という)2
と、この素子部2を加熱するヒータ5とにより構成され
ている。前記素子部2は、起電力を表す電源3と内部抵
抗4とを有している。この素子部2により検出された酸
素濃度は前記02センサ1の出力信号■0□として、電
子コントロールユニット(以下rEcUJ という)6
に送られる。このECU6は、前記O,セセン1の出力
信号vO□をデジタル信号に変換するA/D変換回路7
と、このデジタル信号から後述する方法によって前記ヒ
ータ5へ供給する電力量を演算処理する中央演算処理回
路(以下rCPtJJという)8と、このCPU8から
の出力に基づき、前記ヒータ5への供給電力1itV+
+を制御することにより、このヒータ5の完熟量を制御
するヒータ制御回路つとによって4I′η成されている
次に、上記構成になる装置による本発明のヒータの制御
方法を説明する。エンジンが運転されると、前記02セ
ンサlの出力信号vO2は、アナログ信号として前記A
/D交換回路7に入力され、デジタル信号に変換された
後、前記CPU8に送られる。このCPU8においては
前記出力信号■0□に基づき、前記02センサ1を′a
温域に維持するのに必要な前記ヒータ5への供給電力量
を制御するための演算処理が行われる。第2図はCPU
8で行われる演算処理手順を示すプログラム・フローチ
ャー1へ図である。同図中V O2,H、V O2,L
はそれぞれ、エンジンの通常の運転状態及び適温域にお
ける前記02センサ1の出力信号Vo、の最大基準値、
最小基準値であり、理論的に求められ。
前記CPU8に予め記憶されている0次に、前記02セ
ンサ1からの出力信号Vo2から最大値の平均値VO2
,MAX、最小値の平均値Voz l M INが計算
される(第2図のステップ1)。このVOZIMAXI
VO2,MINは第3図に示すように、所定の平均基準
値V REFの値を境界として高位と低位のグループに
分け、各サイクルについての高位のグループの最大値(
Vo71 M AX □g VOZ g M AX Z
 + ’−)、低位のグループの最小値(VO2+ M
 INt r VO2+ I’l IN2 +・・・)
の一定サイクル毎のそれぞれの平均値として求められる
。前記02センサ1がエンジンの通常の運転状態及び所
定の適温域で使用されたときは、第3図(a)に示すよ
うに、前記最大値の平均値V Ol g M AXは前
記最大基準値Vo、 、 H(例えば0.9V)と、前
記膜が値の平均値VO,,,MINは前記最小基準値v
o2.L(例えばO,IV)とそれぞれ同じレベルとな
る。これに対し、前記02センサ1が通常の運転状態で
所定の適温域を逸脱した低温域で使用されたときは、第
3図(b)に示すように前記最大値の平均値■0□、M
AXは前記最大基準値Vo2゜Hを、前記最小値の平均
値VO2,MINは最小基準値VO2,Lをそれぞれ上
回るようになる。第2図のステップ2では、最大値の平
均値VO,,MAXと最大基準値Vo2.oとの比較が
行われ、VO,、MAX>VOR,+1のときにはステ
ップ4において前記ヒータ5への供給電流を増加させる
ようにその供給電力量が計算され、VO2,MAX≦■
0□、++のときにはステップ3において最iJ)値の
平均値Vo2. M INと最小基準値V O21Lと
の比較が行われる。すなわち、ステップ3においてはV
O,、IMIN≦VO21Lのときにはステップ4にお
いて+′I?I記ヒータ5への供給電流を増加させず、
そのままの状態とするようにその供給電力量V Hが計
算され、V Qz+ M IN>VO2,Lのときには
ステップ4において前記ヒータ5への供給電流を増加さ
せるようにその供給電力量VIHが計算される。この演
算処理は一定サイクル毎に繰り返され、設定された供給
電力量は前記ヒータ制御回路9に出力される。このヒー
タ制御回路9は、前記ヒータ5に供給する電力量VHが
前記設定された供給電力量となるように制御され、前記
素子部2の温度を所定の温度域に制御する。
したがって、前記02センサ1を所定の温度域に精度良
く制御することができ、 1):f記素子部2の出力特
性を安定したものとすることができる。
(発明の効果) 以」二詳述したように1本発明は、エンジンの通常の運
転状態においては02センサの出力信号値のレベルが、
このo2センサの検出素子部の温度のみによって変化す
ることに着目したものであり。
○、セセンの出力信号を常に検出し、この出力信号の最
大値及び最小値の少なくとも一方がエンジンの通常の運
転状態及び02センサの検出素子部の適温域における所
定の基準値以下となるようにヒータへの供給電力量を制
御するようにしたものである6 したがって、ヒータ素子の劣化に伴ってヒータの抵抗に
変化が生じ、同一の供給電力量に対しヒータの発熱量が
変化するようになっても、この影響を受けることなく0
2センサの検出素子部の温度を、所定の適温域に精度良
く制御することができる。すなわち、ヒータ素子の劣化
に伴う抵抗変化を補償することができることにより、空
燃比制御の精度の向上を図ることができるという効果を
奏する。更に、検出・素子部の温度を制御するための専
用回路が不要で、回路構成が単純化できることにより、
その!0造に要する時間及び労力の大幅な削減が図れる
という利点も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すヒータ制御装置の全体
構成図、第2図は同装置における演算処理手順を示すフ
ローチャート図、第3図は排気濃度検出器の出力信号の
対時間変化を示すグラフである。 1・・・排気1lI11度検出器、2・・・検出素子部
、5・・ヒータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、検出素子部と、供給される電力により発熱して前記
    検出素子部を加熱するヒータとを有する内燃エンジンの
    排気濃度を検出する排気濃度検出器の出力信号に応じて
    前記内燃エンジンに供給する混合気の空燃比をフィード
    バック制御する制御装置を備えた内燃エンジンにおける
    排気濃度検出器のヒータ制御方法において、前記出力信
    号の最大値及び最小値の少なくとも一方が所定の基準値
    以下となるように前記ヒータへ供給する電力量を制御す
    ることを特徴とする排気濃度検出器のヒータ制御方法。
JP29905685A 1985-12-28 1985-12-28 排気濃度検出器のヒ−タ制御方法 Pending JPS62157255A (ja)

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JP (1) JPS62157255A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03258956A (ja) * 1990-03-08 1991-11-19 Ngk Spark Plug Co Ltd 酸素センサのヒータ制御装置
US5090387A (en) * 1989-08-30 1992-02-25 Robert Bosch Gmbh Method and arrangement for checking the operational capability of an exhaust-gas probe heater and the supply system thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5090387A (en) * 1989-08-30 1992-02-25 Robert Bosch Gmbh Method and arrangement for checking the operational capability of an exhaust-gas probe heater and the supply system thereof
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