JPS6353462A - 酸素測定センサのスタンバイ状態検出方法及び装置 - Google Patents

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、内燃機関の排気管路に配設され、かつ内燃機
関のための混合気調整制御用制御装置と共働して用いら
れる酸漿測定センサのスタンバイ状態検出方法及び装置
に関する。

従来の技術 排気ガスの有害物質をできるだけ少なくするための内燃
機関の制御装置が公知である。この装置では排気管路中
のべ素濃度が測定されて、評価される。そのために酸素
測定センサ、いわゆるラムダ−ゾンデが公知である。こ
のセンサは、酸素分圧差によって、固体電解質を通って
イオンが伝導するという原理に従って動作し、排気ガス
中のべ素分圧に相応する電圧信号を送出する。この電圧
信号は酸素不足状態から酸素過剰状態への移行時に電圧
が跳躍的に変化する。

しかしながら、公知の酸素測定センサの内部抵抗は温度
が低い場合非常に大きく、内燃機関ヤ刀≧ら送出される
信号全評価することができない。従って、混合気を調節
制御する公知の燃料装置では酸系測定センサがスタンバ
イ状態の範囲（て達するまで、酸素測定センサの出力信
号に依存しない制飢が行われている。酸漿ｄ１］定セン
サがそのスタンバイ状、襟に達して初めて、酸素測定セ
ンサの出力信号は空燃比・ｔｉ制御に利用される。

酸系：Ｊｌｌ定センサのスタンバイ状態を藍視する公知
の方法では、敵素σｉ１足センサから発生できる電圧の
一定の平例、ンＩ金もった試、倹電圧によって敢累測定
センサが負荷される。それによりセンサ出力側に現われ
る電圧が、スタンバイ状態の制御量として、比較のため
に２つの比較装置に供給される。この醒索測定センサ出
力成圧は、そこで酸素測定センサの最小出力電圧にそれ
ぞれ相当する、上方のセンサ限界値及び下方のセンサ限
界値と比較される。さらに時限菓子を介して混合気の閉
ループ制御装置が混合気開ループ制御装置の代りに、比
較装置の出力信号に相応して投入接続されたり、または
しゃ断されたりする。

酸素測定センサのスタンバイ状、傅全監視する他の公知
の方法では同様に、センサ特注により生じる電圧を、閾
値電圧を有する２つの比較回路によって検益して、評価
する。センサのスタンバイ状態を表わす敵素ｉ、ｉｌｌ
定センサのセンサ内部抵抗全検出するために、一定の基
準Ｅｄ圧が逆方向ンこ印加される。その際、生ずる出力
電圧に述方同疋接続された、比較回路の閾直電圧：は、
所定の差分−通だけ基準電圧ｔ１回る厘と下回る逼をと
る。そして比較回路から送出される、全部で６つの論理
回路状態に相応する出力信号が、後置接続された評価回
路によって、開ル−プ制御から閉ループ制御へ、若しく
はその逆に切換えのために処理される。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、信順度が高く、簡単で安価な回路装置
により実施することのできる、酸素測定センサのスタン
バイ状態検出方法を提供することである。さらに本発明
により、検出を簡単な装置によって、その都度存在する
状況に適合させることである。

問題点全解決するための手段 上述の課題は、本発明により特許請求の範囲第１項の特
徴部分に記載の構成により解決され本発明による方法は
暖気運転時の酸素測定センサの監視にのみ使用されるの
ではなく、通常の運転時の監視にも使用できる。

本発明による方法により、内部抵抗の正確な測定が行な
われる。引続き所定堰と比較することにより、スタンバ
イ状態に対する明確な基準が得られる。前記所定値は、
本発明による実施例において、メモリ内容が変更可能で
あるメモリにファイルすると、特に容易に個々の状況に
適合させることができる。

本発明の別の実施例では、酸系測定センサと抵抗とから
成る直列接続に、２つの異なる電圧を交互に印加するこ
とによって、種々の負荷状態が得られる。その場合有利
な実施例では、−方の電圧はＱＶであり、他方の電圧は
基準電圧である。また基準電圧をさらにアナログ／ディ
ジタル−変換器に供給すると有利である。

本発明の方法全実施する有利な回路装置においては、酸
素測定センサの第１端子を定電位と接続し、第２端子を
抵抗を介して、マイクロコンピュータにより切換可能な
電圧源と接続し、さらに第２端子にマイクロコンピュー
タに内部されたアナログ／ディジタル−変換器の入力側
を接続する。

本発明の方法を実施する有利な回路装置は、酸素測定セ
ンサを第１＃、抗と、第２抵抗とマイクロコンピュータ
により制御可能なスイッチとから成る直列接続を並列接
続し、さらに酸系測定ゾンデをマイクロコンピュータに
内蔵されたアナログ／ディジタル−変換器の入力側に接
続する。

相応にプログラミングすることにより、閉ループ制御目
的のためにいずれにしろ使用されているマイクロコンピ
ュータ金、僅かな電気素子を追加することにより、本発
明による方法を実施するために使用することができる。

現在市販されているアナログ／デイジタル−変換器を集
積内蔵するマイクロコンピュータは酸素測定センサの冷
間状態での入力抵抗よりも大きくない入力抵抗を有して
いる。市販のマイクロコンピュータを使用することがで
きるようにするため疋、本発明の実施例では、酸素測定
センサの第２端子とアナログ／ディジタル−変換器の入
力側との間にインピーダンス変換器が設けられる。

本発明による方法を実施するだめの回路装置の特に１′
り単な実施例において、切換可能な電圧源は実質的にト
ランジスタとコレクタ接α世抗とから成り、このトラン
ジスタのエミッタには定電位を印加し、またコレクタ接
続抵抗のコレクタとは反対側の端子を電圧源と接続する
。

本発明による方法を実施するための回路装置の特に簡単
な実施例では、制御可能なスイッチは実質的にトランジ
スタから成る。

実施例 本発明には多くの実施例がある。次て２つの実施例につ
き図面を用いて、詳しく説明する。

第１図は本発明による方法を実施した装置の実施例の回
路図を示す。

それ自体は公知の酸素測定センサは単に電圧源として図
示されている。センサの電圧は酸素濃度に依存し、セン
サの内部砥抗Ｒ工は温度に依存する。酸素測定センサの
出力′に圧は、インピーダンス−変換器として接続され
た演算増濁器２を介して、マイクロコンピュータ５の一
部であるアナログ／ディジタル−変換器４の入力ＩＪ４
１１３に供給される。マイクロコンピュータの出力惧１
６　’ｔζは分圧器７，８を介してトランジスタ９のベ
ースが接続されている。トランジスタ９のエミッタはア
ース電位と接続されている。−方、トランジスタ９のコ
レクタはコレクタ抵抗１０を介して電圧源の端子１１と
接続されており、この電圧源はアナログ／ディジタル−
変換器４に対する基準電圧としても用いられるため、マ
イクロコンピュータ５の別の入力側１２と接続されてい
る。さらに酸素測定センサ１は抵抗１３金介してトラン
ジスタ９のコレクタ抵抗続されている。

マイクロコンピュータ５に記憶されたプログラムによっ
て、酸素測定センサのスタンバイ状態全検出するために
、トランジスタ９は交互ンζ非導通状態と等通状態に制
御される。トランジスタ９が非導通状態の場合、酸素測
定センサ１と抵抗１３とから成る直列接続には、端子１
１に供給される基準′ば圧にほぼ相当する電圧が印刀口
される。何故ならば抵抗１０の直は抵抗１３の直よりも
著しく小さいからである。

抵抗１３は、酸素測定センサ１の内部抵抗の正確な測定
ができ、かつスタンバイ状態にあるセンサ信号を評価す
る際、センサ信号を著しい誤って検出する原因とならな
いように定められる。通常使用される酸素測定センサの
内部抵抗は冷間状態で約１５ＭΩであり、動作状態では
約１ＯＫΩ以下である。従って、抵抗１３に対しては、
約１ＭΩの値が有利である。この値の場合、一方ではス
タンバイ状態以前の内部抵抗の申し分のない測定が行な
われ、他方では酸素測定センサの出力信号の著しく誤っ
た検出が生じない。その他、この値を有する抵抗１３に
よって、酸素測定センサがその許容範囲を越えて負荷さ
れることはない。

トランジスタが導通状態の時、酸素測定センサは抵抗１
３で負荷される。酸素測定センサ１における電圧全２つ
の場合で測定することにより、マイクロコンピュータを
用いて簡単に内部抵抗が次式〇ζより算出される。

この値は引続き記憶された逼と比較される。

検出された１直が記憶された直より小さい場合に、酸素
測定センサ１かも送出され、インピーダンス−変換器２
を介してアナログ／デイジタル−変換器４に供給される
電圧は、マイクロコン、ピユータ５を用いた混合気の調
節制御に利用される。

第２図は不発明の装置の第２実施例の回路図を示す。こ
の実施例でも酸素測定センサの出力電圧はインピーダン
ス−変換器として接読さ汎た演算増、咄器２テ介して、
マイクロコンピュータ５の一部であるアナログ／ディジ
タル−変換器４に供給される。マイクロコンピュータの
出力０ｉ１１６には分圧と７，８を介してトランジスタ
９のベースが褒状されている。トランジスタ９のエミッ
タはアース電位と接続されている。−万、トランジスタ
９のコレクタはコレクタ抵抗１０を介して酸素測定セン
サーと接続されている。さらに酸素測定センサーには別
の抵抗１１が接続されている。

マイクロコンピュータ５に記憶されたプログラムによっ
て、酸素測定センサの動作スタンバイ状態を検出するた
めに、トランジスタ９は交互に非導通状態と導通状態に
制御される。トランジスタ９が非導通状態にある場合、
酸素測定センサーは抵抗１１によってのみ負荷される。

トランジスタが導通すると、２つの抵抗の並列接続によ
って負荷される。酸素測定センサの出力電圧の関係から
２つの負荷時の内部抵抗Ｒが算出される。その際、測定
周期中に出力電圧が実際上変化しないように、測定は十
分に迅速に行なわれる。

抵抗１０と１１は、一方で酸漿測定センサーを の内部抵抗Ｑ高精度に測定できるように、他方でスタン
バイ状態にあるセンサ信号の評価の際、センサ信号を著
しく誤って評価する原因とならないように定められる。

通常使用される酸素測定ゾンデの内部抵抗は冷間状態で
約１５ＭＱ、動作状態では約１ＯＫΩ以下である。抵抗
１０と１１に対しては約１ＮｉＱの値が有利である。

発明の効果 本発明により、従来の装置より、酸素測定センサの内部
抵抗を正確に測定できる。また所定値と比較することに
より、スタンバイ状態に対する明確な基準が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による方法を実施するため
の装置の回路図である。 １・・・酸素測定センサ 二 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の排気管路に配設され、かつ内燃機関のた
   めの混合気調節制御用制御装置と共働して用いられる酸
   素測定センサのスタンバイ状態検出方法において、酸素
   測定センサに印加される電圧を順次２つの異なる負荷状
   態で測定し、測定結果から内部抵抗を算出して、所定値
   と比較することを特徴とする酸素測定センサのスタンバ
   イ状態検出方法。 ２、異なる負荷状態は、酸素測定センサと抵抗とから成
   る直列接続に、交互に２つの異なる電圧を印加して得ら
   れる特許請求の範囲第１項記載の酸素測定センサのスタ
   ンバイ状態検出方法。 ３、異なる電圧の一方の電圧は０Ｖであり、他方の電圧
   は基準電圧である特許請求の範囲第２項記載の酸素測定
   センサのスタンバイ状態検出方法。 ４、基準電圧はさらにアナログ／デイジタル−変換器に
   供給される特許請求の範囲第３項記載の酸素測定センサ
   のスタンバイ状態検出方法。 ５、所定値はメモリから取り出され、当該メモリ内容は
   変更可能である前記特許請求の範囲各項記載のうちいず
   れか１項に記載の酸素測定センサのスタンバイ状態検出
   方法。 ６、異なる負荷状態は、酸素測定センサを第１抵抗と、
   第１抵抗と第２抵抗とから成る並列接続とによつて交互
   に負荷することにより得る特許請求の範囲第１項記載の
   酸素測定センサのスタンバイ状態検出方法。 ７、酸素測定センサ（１）の第１端子が定電位と接続さ
   れ、第２端子が抵抗（１３）を介して、マイクロコンピ
   ュータ（５）により切換可能な電圧源（６〜１１）と接
   続され、さらに第２端子にマイクロコンピュータ（５）
   に設けられたアナログ／デイジタル−変換器の入力側が
   接続されていることを特徴とする酸素測定センサのスタ
   ンバイ状態検出回路装置。 ８、酸素測定センサ（１）の第２端子とアナログ／デイ
   ジタル−変換器の入力側との間にインピーダンス−変換
   器が設けられた特許請求の範囲第７項記載の酸素測定セ
   ンサのスタンバイ状態検出回路装置。 ９、切換可能な電圧源（６〜１１）は実質的にトランジ
   スタ（９）とコレクタ抵抗（１０）から成り、前記トラ
   ンジスタ（９）のエミッタには定電位が印加され、前記
   コレクタ抵抗（１０）の、コレクタとは反対側の端子が
   電圧源（１１）に接続された前記特許請求の範囲第７項
   または第８項記載の酸素測定センサのスタンバイ状態検
   出回路装置。 １０、酸素測定センサ（１）に、第１抵抗（１１）と、
   マイクロコンピュータ（５）により制御可能なスイッチ
   （９）及び第２抵抗（１０）から成る直列接続とが並列
   に接続され、さらに酸素測定センサ（１）に、マイクロ
   コンピュータ（５）に設けられたアナログ／デイジタル
   変換器（４）の入力側（３）が接続されている特許請求
   の範囲第７項または第８項記載の酸素測定センサのスタ
   ンバイ状態検出回路装置。 １１、制御可能なスイッチが実質的にトランジスタから
   成る特許請求の範囲第１０項記載の酸素測定センサのス
   タンバイ状態検出回路装置。