JP2004258043A - 全領域空燃比センサの劣化状態検出方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 起電力セル24へ電流を印加し、電極間の電圧V0を検出する(S10)。そして、電流の印加を停止し(S16)、この停止から10μs〜1msの時間経過後に該起電力セル24の両面の電極間の電圧降下Vsd1を検出し(S20)、Vsd1から起電力セル24の温度に相当する第1の抵抗値Rvs1を検出する(S22)。更に、停止から10ms〜50msの時間経過後に該起電力セル24の電圧降下Vsd2を検出し(S26)、該電圧降下Vsd2から起電力セル24の劣化分を含む内部抵抗に相当する第2の抵抗値Rvs2を検出する(S28)。そして、該抵抗値Rvs1とRvs2との比較によって、全領域空燃比センサの劣化状態を検出する(S30)。
【選択図】 図2
Description
前記起電力セルへ電流もしくは電圧を印加する第1のステップと、
該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs0を検出する第2のステップと、
該起電力セルに印加した電流もしくは電圧の印加を停止する第3のステップと、
前記第3のステップの後10ms〜50msの時間経過後に該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs2を検出する第5のステップと、
前記Vs0及びVs2から前記全領域空燃比センサの活性状態を検出する第9のステップと、
前記加熱用ヒータに通電を開始してから、前記第9のステップで前記全領域空燃比センサが活性であることを検出するまでの時間Tsを検出する第10のステップと、
該第10のステップで検出された時間Tsから前記全領域空燃比センサの劣化状態を検出する第11のステップと、
からなることを技術的特徴とする。
前記起電力セルへ電流もしくは電圧を印加する印加手段と、
該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs0を検出するVs0電圧検出手段と、
前記加熱用ヒータに通電を開始してから、所定時間経過後に該起電力セルへ印加した電流もしくは電圧の印加を停止する印加停止手段と、
前記電流もしくは電圧の印加を停止してから10ms〜50msの時間経過後の該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs2を検出するVs2電圧検出手段と、
前記Vs0及びVs2から前記全領域空燃比センサの活性状態を検出する活性状態検出手段と、
前記加熱用ヒータに通電を開始してから、前記全領域空燃比センサが活性状態になるまでの活性化時間を検出する活性化時間検出手段と、
前記活性化時間から全領域空燃比センサの劣化状態を検出する劣化状態検出手段と、
を備えたことを技術的特徴とする。
図1は、本発明の一実施態様に係る全領域酸素センサを示している。2つのセルを接合したセンサ素子10は排気ガス系に配設される。該センサ素子10は、排気ガス中の酸素濃度を測定すると共に該センサ素子10の温度を測定するコントローラ50に接続されている。このセンサ素子10には、ヒータ制御回路60にて制御されるヒータ70が、図示しないセラミック系接合剤を介して取り付けられている。ヒータ70は、絶縁材料としてアルミナ等のセラミックから成りその内部にヒータ配線72が配設されている。ヒータ制御回路60は、コントローラ50により測定されるセンサ素子10の温度を、目標値に保つようヒータ70へ電力を印加し、該センサ素子10の温度を目標値に維持する様に機能する。
このコントローラ50は、エンジンの始動後、ヒータ制御回路60を介してヒータ70に電流を流し、センサ素子10を加熱して活性化させる。そして、起電力セル24に電流Icpを流し、起電力セル24の温度が高まり活性したか否かを起電力セル24の電圧Vsに基づき検出し、酸素濃度の測定を開始する。これと共に全領域空燃比センサ10の劣化を検出する。この動作を図2のフローチャート、起電力セル24の電圧Vsを示す図3(A)、及び、起電力セル24への電流Icpを示す図3(B)を参照して詳述する。
ここで、Rvsは起電力セル24の内部抵抗を、また、EMFは起電力セル24の内部起電力を示している。
この第1実施態様においては、全領域空燃比センサの活性を検出できるのに加えて、経年変化による起電力セル24の劣化を正確に判断できる。
14 ポンプセル
20 間隔
22、28 多孔質電極
24 起電力セル
50 コントローラ
60 ヒータ制御回路
70 ヒータ
Vs 起電力セル電圧
Icp 起電力セル電流
Claims (4)
- 加熱用ヒータによって加熱される酸素イオン伝導性固体電解質体の両面に多孔質電極が設けられた2つのセルを、間隙を介して対向配設し、一方のセルを前記間隙内の酸素を周囲に汲み出すもしくは酸素を汲み込むポンプセル、他方のセルを酸素基準室と前記間隙との酸素濃度差によって電圧を生じる起電力セルとしてそれぞれ使用し、空燃比を測定する全領域空燃比センサにおいて、
前記起電力セルへ電流もしくは電圧を印加する第1のステップと、
該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs0を検出する第2のステップと、
該起電力セルに印加した電流もしくは電圧の印加を停止する第3のステップと、
前記第3のステップの後10ms〜50msの時間経過後に該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs2を検出する第5のステップと、
前記Vs0及びVs2から前記全領域空燃比センサの活性状態を検出する第9のステップと、
前記加熱用ヒータに通電を開始してから、前記第9のステップで前記全領域空燃比センサが活性であることを検出するまでの時間Tsを検出する第10のステップと、
該第9のステップで検出された時間Tsから前記全領域空燃比センサの劣化状態を検出する第10のステップと、
からなる全領域空燃比センサの劣化状態検出方法。 - 前記第3のステップを、前記加熱用ヒータに通電を開始してから、所定時間経過後に実行することを特徴とする請求項1の全領域空燃比センサの劣化状態検出方法。
- 前記第3のステップを、前記第2のステップで検出されたVs0が所定の大きさ以下となった後に開始することを特徴とする請求項1の全領域空燃比センサの劣化状態検出方法。
- 加熱用ヒータによって加熱される酸素イオン伝導性固体電解質体の両面に多孔質電極が設けられた2つのセルを、間隙を介して対向配設し、一方のセルを前記間隙内の酸素を周囲に汲み出すもしくは酸素を汲み込むポンプセル、他方のセルを酸素基準室と前記間隙との酸素濃度差によって電圧を生じる起電力セルとしてそれぞれ使用し、空燃比を測定する全領域空燃比センサであって、
前記起電力セルへ電流もしくは電圧を印加する印加手段と、
該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs0を検出するVs0電圧検出手段と、
前記加熱用ヒータに通電を開始してから、所定時間経過後に該起電力セルへ印加した電流もしくは電圧の印加を停止する印加停止手段と、
前記電流もしくは電圧の印加を停止してから10ms〜50msの時間経過後の該起電力セルの両面の電極間の電圧Vs2を検出するVs2電圧検出手段と、
前記Vs0及びVs2から前記全領域空燃比センサの活性状態を検出する活性状態検出手段と、
前記加熱用ヒータに通電を開始してから、前記全領域空燃比センサが活性状態になるまでの活性化時間を検出する活性化時間検出手段と、
前記活性化時間から全領域空燃比センサの劣化状態を検出する劣化状態検出手段と、
を備えた全領域空燃比センサの劣化状態検出装置。
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