JPH10246720A - 全領域空燃比センサの異常検出方法 - Google Patents
全領域空燃比センサの異常検出方法Info
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- JPH10246720A JPH10246720A JP9062235A JP6223597A JPH10246720A JP H10246720 A JPH10246720 A JP H10246720A JP 9062235 A JP9062235 A JP 9062235A JP 6223597 A JP6223597 A JP 6223597A JP H10246720 A JPH10246720 A JP H10246720A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 故障を迅速に検出し得る全領域空燃比センサ
の異常検出方法を提供する。 【解決手段】 起電力セル２４に所定の周期で微少時間
定電流を通電し、このときの起電力セル２４の電極２
２、２８間電圧から該起電力セル２４の内部抵抗を検出
し、該内部抵抗が所定の範囲から外れた場合にセンサ異
常と判断する。理論空燃比の雰囲気である間隔２０と一
定酸素濃度である酸素基準室２６とに挟まれた起電力セ
ル２４に電流を印加して抵抗値を測定するため、測定雰
囲気中の酸素濃度とは無関係に、抵抗値を正確に測定す
ることができる。また、該起電力セルの抵抗値に基づ
き、センサの異常を判断するため、センサに異常が発生
したことを直ちに検出する事が可能となる。
の異常検出方法を提供する。 【解決手段】 起電力セル２４に所定の周期で微少時間
定電流を通電し、このときの起電力セル２４の電極２
２、２８間電圧から該起電力セル２４の内部抵抗を検出
し、該内部抵抗が所定の範囲から外れた場合にセンサ異
常と判断する。理論空燃比の雰囲気である間隔２０と一
定酸素濃度である酸素基準室２６とに挟まれた起電力セ
ル２４に電流を印加して抵抗値を測定するため、測定雰
囲気中の酸素濃度とは無関係に、抵抗値を正確に測定す
ることができる。また、該起電力セルの抵抗値に基づ
き、センサの異常を判断するため、センサに異常が発生
したことを直ちに検出する事が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
ス中に含まれる酸素の濃度を検出する全領域空燃比セン
サの異常を検出する方法に関するものである。
ス中に含まれる酸素の濃度を検出する全領域空燃比セン
サの異常を検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンに供給する混合気の空燃比を目
標値に制御し、排気ガス中のＣＯ、ＮＯx 、ＨＣを軽減
するために、排気系に全領域空燃比センサを設け、排気
ガスの空燃比に応じて、燃料供給量をフィードバック制
御することが知られている。このフィードバック制御に
用いられる酸素センサとしては、特定の酸素濃度（特に
理論空燃比雰囲気）で出力がステップ状に変化するλセ
ンサと、リーン領域からリッチ領域まで連続的に空燃比
を測定できる全領域空燃比センサとが主に用いられてい
る。全領域空燃比センサは、上述したように排気ガスの
空燃比を連続的に測定でき、フィードバック制御の速度
及び精度を向上させ得るため、より高速な高精度制御が
要求される際に用いられている。
標値に制御し、排気ガス中のＣＯ、ＮＯx 、ＨＣを軽減
するために、排気系に全領域空燃比センサを設け、排気
ガスの空燃比に応じて、燃料供給量をフィードバック制
御することが知られている。このフィードバック制御に
用いられる酸素センサとしては、特定の酸素濃度（特に
理論空燃比雰囲気）で出力がステップ状に変化するλセ
ンサと、リーン領域からリッチ領域まで連続的に空燃比
を測定できる全領域空燃比センサとが主に用いられてい
る。全領域空燃比センサは、上述したように排気ガスの
空燃比を連続的に測定でき、フィードバック制御の速度
及び精度を向上させ得るため、より高速な高精度制御が
要求される際に用いられている。
【０００３】全領域空燃比センサは、酸素イオン伝導性
固体電解質体（セラミック）の２つのセルを間隔を介し
て対向配設し、一方のセルを間隔内の酸素を周囲にくみ
出すもしくは周囲から酸素をくみ込むポンプセルとして
用い、また、他方のセルを酸素基準室と間隔との酸素濃
度差によって電圧を生じる起電力セルとして用い、起電
力セルの出力が一定になるようにポンプセルを動作さ
せ、その時に該ポンプセルに流す電流を、測定空燃比比
例値として測定する。この全領域空燃比センサの動作原
理は、本出願人の出願に係る特開昭６２−１４８８４９
号中に詳述されている。
固体電解質体（セラミック）の２つのセルを間隔を介し
て対向配設し、一方のセルを間隔内の酸素を周囲にくみ
出すもしくは周囲から酸素をくみ込むポンプセルとして
用い、また、他方のセルを酸素基準室と間隔との酸素濃
度差によって電圧を生じる起電力セルとして用い、起電
力セルの出力が一定になるようにポンプセルを動作さ
せ、その時に該ポンプセルに流す電流を、測定空燃比比
例値として測定する。この全領域空燃比センサの動作原
理は、本出願人の出願に係る特開昭６２−１４８８４９
号中に詳述されている。
【０００４】この全領域空燃比センサを動作させるため
には、該ポンプセル及び起電力セルを所定温度以上に加
熱し、酸素イオン伝導性固体電解質体の活性を高める必
要がある。このため、全領域空燃比センサには、加熱用
のヒータがポンプセル及び起電力セルの近傍に取り付け
られている。
には、該ポンプセル及び起電力セルを所定温度以上に加
熱し、酸素イオン伝導性固体電解質体の活性を高める必
要がある。このため、全領域空燃比センサには、加熱用
のヒータがポンプセル及び起電力セルの近傍に取り付け
られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記全領域空
燃比センサにより検出された空燃比に基づいてエンジン
を制御している最中に、上記全領域空燃比センサの起電
力セル、ポンプセル、或いはヒータを構成するセラミッ
ク基体にクラックが生じたり、セラミック中に埋設され
た内部配線に断線等の故障が発生した場合には、該全領
域空燃比センサから不適正な空燃比出力がエンジン制御
装置側へ出力され、該エンジン制御装置は、適切に空燃
比を調整出来ず、多量の有害排気ガスが車外へ排出され
る。
燃比センサにより検出された空燃比に基づいてエンジン
を制御している最中に、上記全領域空燃比センサの起電
力セル、ポンプセル、或いはヒータを構成するセラミッ
ク基体にクラックが生じたり、セラミック中に埋設され
た内部配線に断線等の故障が発生した場合には、該全領
域空燃比センサから不適正な空燃比出力がエンジン制御
装置側へ出力され、該エンジン制御装置は、適切に空燃
比を調整出来ず、多量の有害排気ガスが車外へ排出され
る。
【０００６】上記全領域空燃比センサの故障を検出する
方法としては、ヒータ素子の抵抗値を測定する方法が知
られているが、この方法では、上記起電力セルやポンプ
セルに異常が発生した際に、その異常を迅速に検出する
ことは出来ない。
方法としては、ヒータ素子の抵抗値を測定する方法が知
られているが、この方法では、上記起電力セルやポンプ
セルに異常が発生した際に、その異常を迅速に検出する
ことは出来ない。
【０００７】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、起電力
セルやポンプセルに異常が発生した際にも、その異常を
迅速に検出し得る全領域空燃比センサの異常検出方法を
提供することにある。また、本発明の目的は全領域空燃
比センサの異常が検出された際に、エンジンの制御に与
える影響を最小限にするための、全領域空燃比センサの
制御方法、及びエンジンの制御方法を提供することに有
る。
なされたものであり、その目的とするところは、起電力
セルやポンプセルに異常が発生した際にも、その異常を
迅速に検出し得る全領域空燃比センサの異常検出方法を
提供することにある。また、本発明の目的は全領域空燃
比センサの異常が検出された際に、エンジンの制御に与
える影響を最小限にするための、全領域空燃比センサの
制御方法、及びエンジンの制御方法を提供することに有
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の全領域空燃比センサの異常検出方法
では、酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面に一対の
多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル及びポン
プセルを備え、前記起電力セル及びポンプセルの近傍に
通電により加熱するヒータを配置し、前記起電力セル及
びポンプセルが機能する温度までそれら素子を加熱する
とともに、前記起電力セルの一方の多孔質電極を閉塞部
材により覆い閉塞空間を形成し、該起電力セルの一方の
多孔質電極から他方の多孔質電極へ微少電流を流して、
該閉塞空間を内部酸素基準源として機能させ、前記他方
の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを配設し、
該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室を形成し
て、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰囲気と連
通させ、前記起電力セルの両面の電極間の電圧が、所定
の目標電圧になるように前記ポンプセルにポンプ電流を
供給した際の該ポンプ電流を計測することで、測定ガス
雰囲気の空燃比を検出する全領域空燃比センサにおい
て、前記起電力セル又はポンプセルに所定の周期で所定
の時間だけ所定の電流を通電し、このときの起電力セル
又はポンプセルの両面の電極間の電圧から該起電力セル
又はポンプセルの内部抵抗を検出し、該内部抵抗を所定
の範囲になるように前記ヒータを制御するとともに、前
記起電力セル又はポンプセルの内部抵抗がヒータ通電開
始後一旦前記所定の範囲内に制御された後に、前記所定
の範囲から再び外れた場合に前記全領域空燃比センサを
異常と判断することを技術的特徴とする。
め、請求項１記載の全領域空燃比センサの異常検出方法
では、酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面に一対の
多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル及びポン
プセルを備え、前記起電力セル及びポンプセルの近傍に
通電により加熱するヒータを配置し、前記起電力セル及
びポンプセルが機能する温度までそれら素子を加熱する
とともに、前記起電力セルの一方の多孔質電極を閉塞部
材により覆い閉塞空間を形成し、該起電力セルの一方の
多孔質電極から他方の多孔質電極へ微少電流を流して、
該閉塞空間を内部酸素基準源として機能させ、前記他方
の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを配設し、
該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室を形成し
て、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰囲気と連
通させ、前記起電力セルの両面の電極間の電圧が、所定
の目標電圧になるように前記ポンプセルにポンプ電流を
供給した際の該ポンプ電流を計測することで、測定ガス
雰囲気の空燃比を検出する全領域空燃比センサにおい
て、前記起電力セル又はポンプセルに所定の周期で所定
の時間だけ所定の電流を通電し、このときの起電力セル
又はポンプセルの両面の電極間の電圧から該起電力セル
又はポンプセルの内部抵抗を検出し、該内部抵抗を所定
の範囲になるように前記ヒータを制御するとともに、前
記起電力セル又はポンプセルの内部抵抗がヒータ通電開
始後一旦前記所定の範囲内に制御された後に、前記所定
の範囲から再び外れた場合に前記全領域空燃比センサを
異常と判断することを技術的特徴とする。
【０００９】また、請求項２記載の全領域空燃比センサ
の異常検出方法では、請求項１に記載の全領域空燃比セ
ンサの異常検出方法によって前記全領域空燃比センサを
異常と判断した際に、該全領域空燃比センサの異常を使
用者に知らせるように表示することを技術的特徴とす
る。
の異常検出方法では、請求項１に記載の全領域空燃比セ
ンサの異常検出方法によって前記全領域空燃比センサを
異常と判断した際に、該全領域空燃比センサの異常を使
用者に知らせるように表示することを技術的特徴とす
る。
【００１０】更に、請求項３の全領域空燃比センサの制
御方法では、酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面に
一対の多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル及
びポンプセルを備え、前記起電力セル及びポンプセルの
近傍に通電により加熱するヒータを配置し、前記起電力
セル及びポンプセルが機能する温度までそれら素子を加
熱するとともに、前記起電力セルの一方の多孔質電極を
閉塞部材により覆い閉塞空間を形成し、該起電力セルの
一方の多孔質電極から他方の多孔質電極へ微少電流を流
して、該閉塞空間を内部酸素基準源として機能させ、前
記他方の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを配
設し、該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室を
形成して、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰囲
気と連通させ、前記起電力セルの両面の電極間の電圧
が、所定の目標電圧になるように前記ポンプセルにポン
プ電流を供給した際の該ポンプ電流を計測することで、
測定ガス雰囲気の空燃比を検出する全領域空燃比センサ
において、前記起電力セル又はポンプセルに所定の周期
で所定の時間だけ所定の電流を通電し、このときの起電
力セル又はポンプセルの両面の電極間の電圧から該起電
力セル又はポンプセルの内部抵抗を検出し、該内部抵抗
を所定の範囲になるように前記ヒータを制御するととも
に、前記起電力セル又はポンプセルの内部抵抗がヒータ
通電開始後一旦前記所定の範囲内に制御された後に、前
記所定の範囲から再び外れ、前記全領域空燃比センサが
異常と判断された際に、該全領域空燃比センサへの通電
を停止することを技術的特徴とする。
御方法では、酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面に
一対の多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル及
びポンプセルを備え、前記起電力セル及びポンプセルの
近傍に通電により加熱するヒータを配置し、前記起電力
セル及びポンプセルが機能する温度までそれら素子を加
熱するとともに、前記起電力セルの一方の多孔質電極を
閉塞部材により覆い閉塞空間を形成し、該起電力セルの
一方の多孔質電極から他方の多孔質電極へ微少電流を流
して、該閉塞空間を内部酸素基準源として機能させ、前
記他方の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを配
設し、該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室を
形成して、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰囲
気と連通させ、前記起電力セルの両面の電極間の電圧
が、所定の目標電圧になるように前記ポンプセルにポン
プ電流を供給した際の該ポンプ電流を計測することで、
測定ガス雰囲気の空燃比を検出する全領域空燃比センサ
において、前記起電力セル又はポンプセルに所定の周期
で所定の時間だけ所定の電流を通電し、このときの起電
力セル又はポンプセルの両面の電極間の電圧から該起電
力セル又はポンプセルの内部抵抗を検出し、該内部抵抗
を所定の範囲になるように前記ヒータを制御するととも
に、前記起電力セル又はポンプセルの内部抵抗がヒータ
通電開始後一旦前記所定の範囲内に制御された後に、前
記所定の範囲から再び外れ、前記全領域空燃比センサが
異常と判断された際に、該全領域空燃比センサへの通電
を停止することを技術的特徴とする。
【００１１】また、請求項４のエンジンの空燃比制御方
法では、酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面に一対
の多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル及びポ
ンプセルを備え、前記起電力セル及びポンプセルの近傍
に通電により加熱するヒータを配置し、前記起電力セル
及びポンプセルが機能する温度までそれら素子を加熱す
るとともに、前記起電力セルの一方の多孔質電極を閉塞
部材により覆い閉塞空間を形成し、該起電力セルの一方
の多孔質電極から他方の多孔質電極へ微少電流を流し
て、該閉塞空間を内部酸素基準源として機能させ、前記
他方の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを配設
し、該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室を形
成して、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰囲気
と連通させ、前記起電力セルの両面の電極間の電圧が、
所定の目標電圧になるように前記ポンプセルにポンプ電
流を供給した際の該ポンプ電流を計測することで、測定
ガス雰囲気の空燃比を検出する全領域空燃比センサを用
いるエンジンの空燃比制御方法において、前記起電力セ
ル又はポンプセルに所定の周期で所定の時間だけ所定の
電流を通電し、このときの起電力セル又はポンプセルの
両面の電極間の電圧から該起電力セル又はポンプセルの
内部抵抗を検出し、該内部抵抗を所定の範囲になるよう
に前記ヒータを制御するとともに、前記起電力セル又は
ポンプセルの内部抵抗がヒータ通電開始後一旦前記所定
の範囲内に制御された後に、前記所定の範囲から再び外
れた場合に前記全領域空燃比センサを異常と判断した際
に、エンジンの制御を、該全領域空燃比センサの出力を
用いる閉ループ制御モードから、該全領域空燃比センサ
の出力を用いない開ループ制御モードへ切り替えること
を技術的特徴とする。
法では、酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面に一対
の多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル及びポ
ンプセルを備え、前記起電力セル及びポンプセルの近傍
に通電により加熱するヒータを配置し、前記起電力セル
及びポンプセルが機能する温度までそれら素子を加熱す
るとともに、前記起電力セルの一方の多孔質電極を閉塞
部材により覆い閉塞空間を形成し、該起電力セルの一方
の多孔質電極から他方の多孔質電極へ微少電流を流し
て、該閉塞空間を内部酸素基準源として機能させ、前記
他方の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを配設
し、該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室を形
成して、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰囲気
と連通させ、前記起電力セルの両面の電極間の電圧が、
所定の目標電圧になるように前記ポンプセルにポンプ電
流を供給した際の該ポンプ電流を計測することで、測定
ガス雰囲気の空燃比を検出する全領域空燃比センサを用
いるエンジンの空燃比制御方法において、前記起電力セ
ル又はポンプセルに所定の周期で所定の時間だけ所定の
電流を通電し、このときの起電力セル又はポンプセルの
両面の電極間の電圧から該起電力セル又はポンプセルの
内部抵抗を検出し、該内部抵抗を所定の範囲になるよう
に前記ヒータを制御するとともに、前記起電力セル又は
ポンプセルの内部抵抗がヒータ通電開始後一旦前記所定
の範囲内に制御された後に、前記所定の範囲から再び外
れた場合に前記全領域空燃比センサを異常と判断した際
に、エンジンの制御を、該全領域空燃比センサの出力を
用いる閉ループ制御モードから、該全領域空燃比センサ
の出力を用いない開ループ制御モードへ切り替えること
を技術的特徴とする。
【００１２】請求項１の発明では、ポンプセルにより一
定雰囲気に保持されている測定ガス室と、一定酸素濃度
である内部酸素基準源とに挟まれた起電力セルに電流を
印加して抵抗値を測定するため、測定雰囲気中の空燃比
の影響を受けずに、起電力セルの抵抗値を正確に測定す
ることができ、該抵抗値に基づき全領域空燃比センサの
異常を的確に判断することが可能となる。また、該起電
力セル又はポンプセルの抵抗値に基づき、全領域空燃比
センサの異常を判断するため、起電力セル又はポンプセ
ルに異常が発生したことを直ちに検出する事が可能とな
る。
定雰囲気に保持されている測定ガス室と、一定酸素濃度
である内部酸素基準源とに挟まれた起電力セルに電流を
印加して抵抗値を測定するため、測定雰囲気中の空燃比
の影響を受けずに、起電力セルの抵抗値を正確に測定す
ることができ、該抵抗値に基づき全領域空燃比センサの
異常を的確に判断することが可能となる。また、該起電
力セル又はポンプセルの抵抗値に基づき、全領域空燃比
センサの異常を判断するため、起電力セル又はポンプセ
ルに異常が発生したことを直ちに検出する事が可能とな
る。
【００１３】請求項２の発明では、全領域空燃比センサ
が異常と判断した際に、全領域空燃比センサの異常を表
示して車両の使用者に知らせるため、車両の使用者に故
障した全領域空燃比センサの交換を促すことができる。
が異常と判断した際に、全領域空燃比センサの異常を表
示して車両の使用者に知らせるため、車両の使用者に故
障した全領域空燃比センサの交換を促すことができる。
【００１４】請求項３の発明では、全領域空燃比センサ
が異常と判断した際に、全領域空燃比センサへの通電を
停止するため、無駄な電力消費を抑える事が出来る。
が異常と判断した際に、全領域空燃比センサへの通電を
停止するため、無駄な電力消費を抑える事が出来る。
【００１５】請求項４の発明では、全領域空燃比センサ
が異常と判断した際に、エンジンの制御を全領域空燃比
センサの出力に基づく閉ループ制御モードから、全領域
空燃比センサの出力を用いない開ループ制御モードへ切
り替えるため、全領域空燃比センサの故障によって、エ
ンジンの空燃比がリーンあるいはリッチ側で制御され高
濃度の有害成分を含む排気ガスが車外に排出される事に
よる被害を少なく抑えることが出来る。
が異常と判断した際に、エンジンの制御を全領域空燃比
センサの出力に基づく閉ループ制御モードから、全領域
空燃比センサの出力を用いない開ループ制御モードへ切
り替えるため、全領域空燃比センサの故障によって、エ
ンジンの空燃比がリーンあるいはリッチ側で制御され高
濃度の有害成分を含む排気ガスが車外に排出される事に
よる被害を少なく抑えることが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施態
様について図を参照して説明する。図９は、本発明の第
１実施態様に係るエンジン制御系を示している。エンジ
ン９０から排出された排気管９４中の排気ガスの空燃比
が、全領域空燃比センサ１０により測定され、空燃比検
出ユニット８２からエンジン制御装置８４に送られる。
この送出された空燃比に基づき、エンジン制御装置８４
は、燃料噴射装置８６から吸気管９２に噴出される燃料
の量を調節することにより、空燃比を所望の値に保ち、
排気ガス中の有害成分の発生を抑える。ここで、該エン
ジン制御装置８４は、空燃比検出ユニット８２から全領
域空燃比センサの異常検出信号が出力されると、後述す
るように燃料噴射制御を全領域空燃比センサ１０からの
出力に基づく閉ループ制御モードから、該出力に基づか
ない開ループ制御モードへ切り替えることよって、故障
した全領域空燃比センサからの不正確な信号により空燃
比を制御して、有害物質を含む排気ガスが車外へ排出さ
れるのを防ぐ。
様について図を参照して説明する。図９は、本発明の第
１実施態様に係るエンジン制御系を示している。エンジ
ン９０から排出された排気管９４中の排気ガスの空燃比
が、全領域空燃比センサ１０により測定され、空燃比検
出ユニット８２からエンジン制御装置８４に送られる。
この送出された空燃比に基づき、エンジン制御装置８４
は、燃料噴射装置８６から吸気管９２に噴出される燃料
の量を調節することにより、空燃比を所望の値に保ち、
排気ガス中の有害成分の発生を抑える。ここで、該エン
ジン制御装置８４は、空燃比検出ユニット８２から全領
域空燃比センサの異常検出信号が出力されると、後述す
るように燃料噴射制御を全領域空燃比センサ１０からの
出力に基づく閉ループ制御モードから、該出力に基づか
ない開ループ制御モードへ切り替えることよって、故障
した全領域空燃比センサからの不正確な信号により空燃
比を制御して、有害物質を含む排気ガスが車外へ排出さ
れるのを防ぐ。
【００１７】図１は、図９に示す全領域空燃比センサ１
０及び空燃比検出ユニット８２の構成を示している。該
全領域空燃比センサ１０は、排気ガス中の空燃比を測定
すると共に該全領域空燃比センサ１０の温度を起電力セ
ル２４の抵抗値に基づき測定するコントローラ５０に接
続されている。該コントローラ５０には、測定した起電
力セル２４の抵抗値に基づき、該全領域空燃比センサ１
０の異常を検出するための異常検出回路６５と、空燃比
を測定するための空燃比検出回路５２とが接続されてい
る。全領域空燃比センサ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製
接合剤によってポンプセル１４側に取り付けられてい
る。ヒータ７０は、基体の材料としてアルミナ等のセラ
ミックから成り、その内部に白金、タングステン等から
なるヒータ配線７２が埋設されている。ヒータ制御回路
６０は、コントローラ５０により測定される起電力セル
２４の抵抗値を、目標値に保つようヒータ７０へ電力を
供給し、該起電力セル２４の抵抗値を設定値に維持す
る。
０及び空燃比検出ユニット８２の構成を示している。該
全領域空燃比センサ１０は、排気ガス中の空燃比を測定
すると共に該全領域空燃比センサ１０の温度を起電力セ
ル２４の抵抗値に基づき測定するコントローラ５０に接
続されている。該コントローラ５０には、測定した起電
力セル２４の抵抗値に基づき、該全領域空燃比センサ１
０の異常を検出するための異常検出回路６５と、空燃比
を測定するための空燃比検出回路５２とが接続されてい
る。全領域空燃比センサ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製
接合剤によってポンプセル１４側に取り付けられてい
る。ヒータ７０は、基体の材料としてアルミナ等のセラ
ミックから成り、その内部に白金、タングステン等から
なるヒータ配線７２が埋設されている。ヒータ制御回路
６０は、コントローラ５０により測定される起電力セル
２４の抵抗値を、目標値に保つようヒータ７０へ電力を
供給し、該起電力セル２４の抵抗値を設定値に維持す
る。
【００１８】全領域空燃比センサ１０は、前記ヒータの
他に、ポンプセル１４と、多孔質拡散層１８と、起電力
セル２４と、補強板３０との積層体により構成されてい
る。ポンプセル１４は、酸素イオン伝導性固体電解質材
料である安定化または部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ２
)により形成され、その表面と裏面のそれぞれに主とし
て白金で形成された多孔質電極１２、１６を有してい
る。測定ガスに晒される表面側の多孔質電極１２は、ポ
ンプ電流Ｉｐを流すためにＩｐ＋電圧が印加されるため
Ｉｐ＋電極として参照する。また、裏面側の多孔質電極
１４は、ポンプ電流Ｉｐを流すためにＩｐ−電圧が印加
されるためＩｐ−電極として参照する。
他に、ポンプセル１４と、多孔質拡散層１８と、起電力
セル２４と、補強板３０との積層体により構成されてい
る。ポンプセル１４は、酸素イオン伝導性固体電解質材
料である安定化または部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ２
)により形成され、その表面と裏面のそれぞれに主とし
て白金で形成された多孔質電極１２、１６を有してい
る。測定ガスに晒される表面側の多孔質電極１２は、ポ
ンプ電流Ｉｐを流すためにＩｐ＋電圧が印加されるため
Ｉｐ＋電極として参照する。また、裏面側の多孔質電極
１４は、ポンプ電流Ｉｐを流すためにＩｐ−電圧が印加
されるためＩｐ−電極として参照する。
【００１９】起電力セル２４も同様に安定化または部分
安定化ジルコニア（ＺｒＯ２）により形成され、その表
面と裏面のそれぞれに主として白金で形成された多孔質
電極２２、２８を有している。測定ガス室２０側に配設
された多孔質電極２２は、起電力セル２４の両面の電極
間の電圧ＶｓのＶｓ−電圧が生じるためＶｓ−電極とし
て参照し、また、内部酸素基準源２６側に配設された多
孔質電極２８は、Ｖｓ＋電圧が生じるためＶｓ＋電極と
して参照する。なお、内部酸素基準源２６の基準酸素は
多孔質電極２２から一定酸素を多孔質電極２８にポンピ
ングする事により生成する。ポンプセル１４と起電力セ
ル２４との間には、多孔質拡散層１８により包囲された
測定ガス室２０が形成されている。即ち、該測定ガス室
２０は、多孔質拡散層１８を介して測定ガス雰囲気と連
通されている。なお、本実施態様では、多孔質物質を充
填して成る多孔質拡散層１８を用いるが、この代わりに
小孔を配設することも可能である。
安定化ジルコニア（ＺｒＯ２）により形成され、その表
面と裏面のそれぞれに主として白金で形成された多孔質
電極２２、２８を有している。測定ガス室２０側に配設
された多孔質電極２２は、起電力セル２４の両面の電極
間の電圧ＶｓのＶｓ−電圧が生じるためＶｓ−電極とし
て参照し、また、内部酸素基準源２６側に配設された多
孔質電極２８は、Ｖｓ＋電圧が生じるためＶｓ＋電極と
して参照する。なお、内部酸素基準源２６の基準酸素は
多孔質電極２２から一定酸素を多孔質電極２８にポンピ
ングする事により生成する。ポンプセル１４と起電力セ
ル２４との間には、多孔質拡散層１８により包囲された
測定ガス室２０が形成されている。即ち、該測定ガス室
２０は、多孔質拡散層１８を介して測定ガス雰囲気と連
通されている。なお、本実施態様では、多孔質物質を充
填して成る多孔質拡散層１８を用いるが、この代わりに
小孔を配設することも可能である。
【００２０】ここで、測定ガスの酸素濃度と測定ガス室
２０の酸素濃度との差に応じた酸素が、測定ガス室２０
側に多孔質拡散層１８を介して拡散して行く。ここで、
測定ガス室２０内の雰囲気が理論空燃比に保たれると
き、ほぼ酸素濃度が一定に保たれている内部酸素基準源
２６との間で、起電力セル２４のＶｓ＋電極２８とＶｓ
−電極２２との間には、約０．４５ｖの電位が発生す
る。このため、コントローラ５０は、ポンプセル１４に
流すポンプ電流Ｉｐを、上記起電力セル２４の両面の電
極間の電圧Ｖｓが０．４５ｖとなるように制御すること
で、測定ガス室２０内の雰囲気を理論空燃比に保ち、こ
の理論空燃比に保つためのポンプ電流Ｉｐに基づき、測
定ガス中の空燃比を測定する。
２０の酸素濃度との差に応じた酸素が、測定ガス室２０
側に多孔質拡散層１８を介して拡散して行く。ここで、
測定ガス室２０内の雰囲気が理論空燃比に保たれると
き、ほぼ酸素濃度が一定に保たれている内部酸素基準源
２６との間で、起電力セル２４のＶｓ＋電極２８とＶｓ
−電極２２との間には、約０．４５ｖの電位が発生す
る。このため、コントローラ５０は、ポンプセル１４に
流すポンプ電流Ｉｐを、上記起電力セル２４の両面の電
極間の電圧Ｖｓが０．４５ｖとなるように制御すること
で、測定ガス室２０内の雰囲気を理論空燃比に保ち、こ
の理論空燃比に保つためのポンプ電流Ｉｐに基づき、測
定ガス中の空燃比を測定する。
【００２１】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、起電力セル２４及びポンプセル１４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、内部酸素基準源２６に酸素をポンピングするととも
に、起電力セル２４の温度が高まり活性状態に達したか
否かを起電力セル２４の両面の電極間の電圧に基づき検
出する。活性状態に達すると、空燃比検出回路５２が空
燃比の測定を開始し、これと共に、異常検出回路６５が
全領域空燃比センサ１０の異常検出を開始する。しかる
後、コントローラ５０が、上記ポンプセル１４にポンプ
電流Ｉｐを流し、上記測定ガス室２０の雰囲気を理論空
燃比に制御する。
後、ヒータ制御回路６０を介してヒータ７０に電流を流
し、起電力セル２４及びポンプセル１４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、内部酸素基準源２６に酸素をポンピングするととも
に、起電力セル２４の温度が高まり活性状態に達したか
否かを起電力セル２４の両面の電極間の電圧に基づき検
出する。活性状態に達すると、空燃比検出回路５２が空
燃比の測定を開始し、これと共に、異常検出回路６５が
全領域空燃比センサ１０の異常検出を開始する。しかる
後、コントローラ５０が、上記ポンプセル１４にポンプ
電流Ｉｐを流し、上記測定ガス室２０の雰囲気を理論空
燃比に制御する。
【００２２】図３は本実施様態の活性状態検出のフロー
チャートである。まず、空燃比検出回路５２のＣＰＵ５
５はエンジン始動直後、ヒータ制御回路６０を介してヒ
ータ７０への通電を開始する（Ｓ１０）。次に起電力セ
ル２４へ内部酸素基準源２６へ酸素をポンピングする為
の電流Ｉｃｐを流す（Ｓ１２）。そしてタイマをセット
し（Ｓ１４）、所定時間Ｔｉｎの経過を待つ（Ｓ１
６）。時間Ｔｉｎ経過後起電力セルの両面の電極間の電
圧を検出しＶ０とする（Ｓ１８）。
チャートである。まず、空燃比検出回路５２のＣＰＵ５
５はエンジン始動直後、ヒータ制御回路６０を介してヒ
ータ７０への通電を開始する（Ｓ１０）。次に起電力セ
ル２４へ内部酸素基準源２６へ酸素をポンピングする為
の電流Ｉｃｐを流す（Ｓ１２）。そしてタイマをセット
し（Ｓ１４）、所定時間Ｔｉｎの経過を待つ（Ｓ１
６）。時間Ｔｉｎ経過後起電力セルの両面の電極間の電
圧を検出しＶ０とする（Ｓ１８）。
【００２３】そして、Ｖ０を予め決められた活性判断開
始の基準電圧Ｖｓｓと比較する（Ｓ２０）。起電力セル
２４が、十分に加熱されておらず内部抵抗が低く、Ｖ０
が基準電圧Ｖｓｓよりも大きければ（Ｓ２０がＮｏ）、
再びタイマをセットし（Ｓ１４）、所定時間Ｔｉｎの経
過を待つ。起電力セル２４がある程度加熱され、Ｖ０が
Ｖｓｓよりも小さくなると（Ｓ２０がＹｅｓ）、起電力
セルに流れる電流Ｉｃｐを検出する（Ｓ２２）。この場
合、Ｉｃｐが予め既知の大きさであれば、Ｉｃｐとして
その値を参照し、そうでなければＩｃｐを測定或は算出
することをこのステップ２２で実行する。第１実施様態
では、Ｉｃｐの値はＶ０と既知の幾つかの電圧値から計
算で算出する。
始の基準電圧Ｖｓｓと比較する（Ｓ２０）。起電力セル
２４が、十分に加熱されておらず内部抵抗が低く、Ｖ０
が基準電圧Ｖｓｓよりも大きければ（Ｓ２０がＮｏ）、
再びタイマをセットし（Ｓ１４）、所定時間Ｔｉｎの経
過を待つ。起電力セル２４がある程度加熱され、Ｖ０が
Ｖｓｓよりも小さくなると（Ｓ２０がＹｅｓ）、起電力
セルに流れる電流Ｉｃｐを検出する（Ｓ２２）。この場
合、Ｉｃｐが予め既知の大きさであれば、Ｉｃｐとして
その値を参照し、そうでなければＩｃｐを測定或は算出
することをこのステップ２２で実行する。第１実施様態
では、Ｉｃｐの値はＶ０と既知の幾つかの電圧値から計
算で算出する。
【００２４】次にＩｃｐの印加を停止し（Ｓ２４）、タ
イマをセットする（Ｓ２６）。そしてタイマによる計測
時間がＴ７に達するまで待機する（Ｓ２８）。本実施様
態ではＴ７として２５ｍｓの時間を設定している。Ｉｃ
ｐ遮断から時間Ｔ７が経過した時点で起電力セルの両面
の電極間の電圧を検出しＶ１とする（Ｓ３０）。次に以
下の式１でＶ０及びＶ１から起電力セルの内部抵抗Ｒｓ
１を算出する（Ｓ３２）。
イマをセットする（Ｓ２６）。そしてタイマによる計測
時間がＴ７に達するまで待機する（Ｓ２８）。本実施様
態ではＴ７として２５ｍｓの時間を設定している。Ｉｃ
ｐ遮断から時間Ｔ７が経過した時点で起電力セルの両面
の電極間の電圧を検出しＶ１とする（Ｓ３０）。次に以
下の式１でＶ０及びＶ１から起電力セルの内部抵抗Ｒｓ
１を算出する（Ｓ３２）。
【式１】Ｒｓ１＝（Ｖ０−Ｖ１）／Ｉｃｐ
【００２５】次に、内部抵抗Ｒｓ１を予め用意された値
Ｒｓｓと比較し（Ｓ３４）、Ｒｓ１がＲｓｓよりも小さ
い場合には（Ｓ３４がＹｅｓ）、起電力セルが活性状態
に達した、即ち、全領域空燃比センサが活性状態に達し
たことを検出して活性状態検出を終了し、図４に示す定
常的な空燃比測定の手順に進む。また、もしＲｓ１がＲ
ｓｓよりも大きい場合には（Ｓ３４がＮｏ）、起電力セ
ルが活性状態に達していないと検出し、再び最初に戻
り、所定時間Ｔｉｎの経過を待つ。
Ｒｓｓと比較し（Ｓ３４）、Ｒｓ１がＲｓｓよりも小さ
い場合には（Ｓ３４がＹｅｓ）、起電力セルが活性状態
に達した、即ち、全領域空燃比センサが活性状態に達し
たことを検出して活性状態検出を終了し、図４に示す定
常的な空燃比測定の手順に進む。また、もしＲｓ１がＲ
ｓｓよりも大きい場合には（Ｓ３４がＮｏ）、起電力セ
ルが活性状態に達していないと検出し、再び最初に戻
り、所定時間Ｔｉｎの経過を待つ。
【００２６】以上の様に、起電力セル２４の内部抵抗が
ヒータ通電開始後、一旦所定の大きさ以下になり、全領
域空燃比センサが活性したと判断されると、続いて、空
燃比測定及び全領域空燃比センサ１０の異常検出及び温
度検出の処理が実行される。これらについて、当該処理
動作のルーチンを示す図４のフローチャートと、コント
ローラ５０の構成を示す図２及び、既に説明した図1 を
参照して説明する。コントローラ５０は、全領域空燃比
センサ１０により空燃比を測定する動作と、全領域空燃
比センサ１０の起電力セル２４の内部抵抗（以下バルク
抵抗とも言う）を測定する動作とを行っている。ＣＰＵ
５５は、故障及び温度測定のための所定の周期になった
かを判断し（図４に示すＳ４０）、所定周期になるまで
は（Ｓ４０がＮｏ）、空燃比の測定を行う（Ｓ４２）。
ここでは、まず、ステップ４２における空燃比測定につ
いて説明する。
ヒータ通電開始後、一旦所定の大きさ以下になり、全領
域空燃比センサが活性したと判断されると、続いて、空
燃比測定及び全領域空燃比センサ１０の異常検出及び温
度検出の処理が実行される。これらについて、当該処理
動作のルーチンを示す図４のフローチャートと、コント
ローラ５０の構成を示す図２及び、既に説明した図1 を
参照して説明する。コントローラ５０は、全領域空燃比
センサ１０により空燃比を測定する動作と、全領域空燃
比センサ１０の起電力セル２４の内部抵抗（以下バルク
抵抗とも言う）を測定する動作とを行っている。ＣＰＵ
５５は、故障及び温度測定のための所定の周期になった
かを判断し（図４に示すＳ４０）、所定周期になるまで
は（Ｓ４０がＮｏ）、空燃比の測定を行う（Ｓ４２）。
ここでは、まず、ステップ４２における空燃比測定につ
いて説明する。
【００２７】図２に示すコントローラ５０のオペアンプ
ＯＰ２は、一方の入力端子に＋４Ｖが印加され、他方の
入力端子はＶCENT点に接続されており、出力端子にて、
ポンプセル１４を介して流れるポンプ電流Ｉｐが変化し
ても、ＶCENT点の電圧が４Ｖに保たれるように動作す
る。また、オペアンプＯＰ１はスイッチＳＷ１が閉じた
状態では起電力セル２４のＶｓ＋電極の電圧をそのまま
伝達してＰＩＤ制御を行うＰＩＤ回路に入力する。ＰＩ
Ｄ回路は起電力セル２４の両面の電極間の電圧Ｖｓを検
出し、Ｖｓを一定（０．４５Ｖ）に保つように抵抗Ｒ１
を介してポンプセル１４にポンプ電流Ｉｐを流す動作を
行う。このように、ＰＩＤ回路にて起電力セル２４の両
面の電極間の電圧が０．４５Ｖに保持された状態で、ポ
ンプセル１４に流される電流Ｉｐの量に比例する電圧が
ＰＩＤ回路の出力端に現れ、この電圧を空燃比検出回路
５２で、図示しないＡ／Ｄ回路にてデェジタル値に変換
した後、保持しているマップから対応する空燃比を検索
し出力する。
ＯＰ２は、一方の入力端子に＋４Ｖが印加され、他方の
入力端子はＶCENT点に接続されており、出力端子にて、
ポンプセル１４を介して流れるポンプ電流Ｉｐが変化し
ても、ＶCENT点の電圧が４Ｖに保たれるように動作す
る。また、オペアンプＯＰ１はスイッチＳＷ１が閉じた
状態では起電力セル２４のＶｓ＋電極の電圧をそのまま
伝達してＰＩＤ制御を行うＰＩＤ回路に入力する。ＰＩ
Ｄ回路は起電力セル２４の両面の電極間の電圧Ｖｓを検
出し、Ｖｓを一定（０．４５Ｖ）に保つように抵抗Ｒ１
を介してポンプセル１４にポンプ電流Ｉｐを流す動作を
行う。このように、ＰＩＤ回路にて起電力セル２４の両
面の電極間の電圧が０．４５Ｖに保持された状態で、ポ
ンプセル１４に流される電流Ｉｐの量に比例する電圧が
ＰＩＤ回路の出力端に現れ、この電圧を空燃比検出回路
５２で、図示しないＡ／Ｄ回路にてデェジタル値に変換
した後、保持しているマップから対応する空燃比を検索
し出力する。
【００２８】引き続き、異常検出及び温度検出について
説明する。図４に示すＳ４０において、異常検出及び温
度検出のための所定の周期に達すると、ＣＰＵ５５の制
御に基づくコントローラ５０による起電力セル２４の温
度（抵抗）測定及びそれに基づく異常検出が実行され
る。ここで、図２に示すコントローラ５０のオペアンプ
ＯＰ１は、ＳＷ１と共同して、コンデンサＣ１と共にサ
ンプルホールド回路を形成し、起電力セル２４の内部抵
抗測定中において内部抵抗測定直前の、該起電力セル２
４のＶｓ＋電極の電圧を保持しＰＩＤ回路及びオペアン
プＯＰ３に入力する役割を果たす。オペアンプＯＰ３
は、オペアンプＯＰ１に保持されているＶｓ＋電極の電
圧（内部抵抗測定用電流通電直前の起電力セル２４のＶ
ｓ＋電極の電圧）と、起電力セル２４に内部抵抗測定用
の電流−Ｉconst を通電した際のＶｓ＋電極の電圧との
差分をＡ／Ｄ回路へ出力する。
説明する。図４に示すＳ４０において、異常検出及び温
度検出のための所定の周期に達すると、ＣＰＵ５５の制
御に基づくコントローラ５０による起電力セル２４の温
度（抵抗）測定及びそれに基づく異常検出が実行され
る。ここで、図２に示すコントローラ５０のオペアンプ
ＯＰ１は、ＳＷ１と共同して、コンデンサＣ１と共にサ
ンプルホールド回路を形成し、起電力セル２４の内部抵
抗測定中において内部抵抗測定直前の、該起電力セル２
４のＶｓ＋電極の電圧を保持しＰＩＤ回路及びオペアン
プＯＰ３に入力する役割を果たす。オペアンプＯＰ３
は、オペアンプＯＰ１に保持されているＶｓ＋電極の電
圧（内部抵抗測定用電流通電直前の起電力セル２４のＶ
ｓ＋電極の電圧）と、起電力セル２４に内部抵抗測定用
の電流−Ｉconst を通電した際のＶｓ＋電極の電圧との
差分をＡ／Ｄ回路へ出力する。
【００２９】スイッチＳＷ１は、オペアンプＯＰ１、即
ち、サンプルホールド回路電圧ホールド動作を制御す
る。また、スイッチＳＷ２は、起電力セル２４の内部抵
抗測定用の一定電流−Ｉconst をオン・オフし、スイッ
チＳＷ３は、スイッチＳＷ２にて流される内部抵抗測定
用の電流−Ｉconst とは逆極性の一定電流＋Ｉconst を
オン・オフする。
ち、サンプルホールド回路電圧ホールド動作を制御す
る。また、スイッチＳＷ２は、起電力セル２４の内部抵
抗測定用の一定電流−Ｉconst をオン・オフし、スイッ
チＳＷ３は、スイッチＳＷ２にて流される内部抵抗測定
用の電流−Ｉconst とは逆極性の一定電流＋Ｉconst を
オン・オフする。
【００３０】スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のオン・
オフのタイミングチャートと起電力セル２４の両面の電
極間の電圧Ｖｓを図６に示す。スイッチＳＷ１は、上述
したように所定の周期Ｔ５毎に（図４に示すＳ４０がＹ
ｅｓ）オフされ（Ｓ４４）、起電力セル２４の内部抵抗
測定を可能ならしめる。このスイッチＳＷ１は、後述す
るように設定された時間Ｔ６（約５００μｓ）に渡りオ
フされ、このオフ時間Ｔ６においては、コンデンサＣ１
とオペアンプＯＰ１から成るサンプルホールド回路に
て、ＰＩＤ回路への入力値は内部抵抗測定用電圧印加直
前の起電力セル２４のＶｓ＋電極の電圧に維持される。
オフのタイミングチャートと起電力セル２４の両面の電
極間の電圧Ｖｓを図６に示す。スイッチＳＷ１は、上述
したように所定の周期Ｔ５毎に（図４に示すＳ４０がＹ
ｅｓ）オフされ（Ｓ４４）、起電力セル２４の内部抵抗
測定を可能ならしめる。このスイッチＳＷ１は、後述す
るように設定された時間Ｔ６（約５００μｓ）に渡りオ
フされ、このオフ時間Ｔ６においては、コンデンサＣ１
とオペアンプＯＰ１から成るサンプルホールド回路に
て、ＰＩＤ回路への入力値は内部抵抗測定用電圧印加直
前の起電力セル２４のＶｓ＋電極の電圧に維持される。
【００３１】スイッチＳＷ１がオフされてから時間Ｔ１
が経過した後（Ｓ４６がＹｅｓ）、スイッチＳＷ２がオ
ンされ（Ｓ４８）、抵抗値測定用の一定電流−Ｉconst
が起電力セル２４側に流される。この電流−Ｉconst の
極性は、起電力セル２４に生じる内部起電力と逆極性で
あって、この電流−Ｉconst によって起電力セル２４の
両面の電極間の電圧が、図６中に示すようにΔＶｓ分低
下する。
が経過した後（Ｓ４６がＹｅｓ）、スイッチＳＷ２がオ
ンされ（Ｓ４８）、抵抗値測定用の一定電流−Ｉconst
が起電力セル２４側に流される。この電流−Ｉconst の
極性は、起電力セル２４に生じる内部起電力と逆極性で
あって、この電流−Ｉconst によって起電力セル２４の
両面の電極間の電圧が、図６中に示すようにΔＶｓ分低
下する。
【００３２】ここで、電流−Ｉconst を通電開始した
後、時間Ｔ２（約６０μｓ）が経過してから（Ｓ５０が
Ｙｅｓ）、当該時点（通電開始から６０μｓ経過時）で
のオペアンプＯＰ３の出力を、Ａ／Ｄ変換回路がアナロ
グ値からデェジタル値に変換して異常検出回路６５及び
ヒータ制御回路６０へ出力する（Ｓ５２）。
後、時間Ｔ２（約６０μｓ）が経過してから（Ｓ５０が
Ｙｅｓ）、当該時点（通電開始から６０μｓ経過時）で
のオペアンプＯＰ３の出力を、Ａ／Ｄ変換回路がアナロ
グ値からデェジタル値に変換して異常検出回路６５及び
ヒータ制御回路６０へ出力する（Ｓ５２）。
【００３３】異常検出回路６５では、この測定された
値、即ち、起電力セル２４のバルク抵抗値と相関する電
圧値Ｖｓｄが、予め設定されている範囲内にあるか否
か、即ち、起電力セル２４にクラックが入ったり、内部
配線が断線したりして、検出された内部抵抗が所定範囲
よりも大きく或いは小さくなっていないか判断する（Ｓ
５４）。ここで、相関する値Ｖｓｄが、予め設定されて
いる範囲外になっている際には（Ｓ５４がＮｏ）、図９
に示すエンジン制御装置８４側へ異常検出信号を出力す
る（Ｓ５６）。また、Ｖｓｄと−Ｉconst から内部抵抗
Ｒｓ１を求め、Ｒｓ１が所定範囲内に有るか否かで異常
を検出する事も出来る。その場合には、全領域空燃比セ
ンサが活性したと判断される抵抗値Ｒｓｓよりも大きい
場合には、全領域空燃比センサが異常と判断するという
方法を用いる事が出来る。Ｖｓｄ或いはＲｓ１の異常で
ない範囲の境界値としては、エンジンの様々な運転条件
における、全領域空燃比センサが正常な場合のＶｓｄ或
いはＲｓ１を測定し、その取りうる最大値及び最小値の
値を用いる事が出来る。また、異常でない範囲の境界値
をエンジンの運転条件によって持ち替えることで、更に
正確な異常検出を実施する事が出来る。
値、即ち、起電力セル２４のバルク抵抗値と相関する電
圧値Ｖｓｄが、予め設定されている範囲内にあるか否
か、即ち、起電力セル２４にクラックが入ったり、内部
配線が断線したりして、検出された内部抵抗が所定範囲
よりも大きく或いは小さくなっていないか判断する（Ｓ
５４）。ここで、相関する値Ｖｓｄが、予め設定されて
いる範囲外になっている際には（Ｓ５４がＮｏ）、図９
に示すエンジン制御装置８４側へ異常検出信号を出力す
る（Ｓ５６）。また、Ｖｓｄと−Ｉconst から内部抵抗
Ｒｓ１を求め、Ｒｓ１が所定範囲内に有るか否かで異常
を検出する事も出来る。その場合には、全領域空燃比セ
ンサが活性したと判断される抵抗値Ｒｓｓよりも大きい
場合には、全領域空燃比センサが異常と判断するという
方法を用いる事が出来る。Ｖｓｄ或いはＲｓ１の異常で
ない範囲の境界値としては、エンジンの様々な運転条件
における、全領域空燃比センサが正常な場合のＶｓｄ或
いはＲｓ１を測定し、その取りうる最大値及び最小値の
値を用いる事が出来る。また、異常でない範囲の境界値
をエンジンの運転条件によって持ち替えることで、更に
正確な異常検出を実施する事が出来る。
【００３４】他方、ヒータ制御回路６０は、この測定さ
れた値、即ち、起電力セル２４のバルク抵抗値と相関す
る電圧値Ｖｓｄが目標値となるようにヒータ７０への通
電を制御する。この制御は実質的に、起電力セル２４の
バルク抵抗値が目標値よりも高いときには、電圧を高
め、また、目標値よりも低いときには、電圧を下げるこ
とにより、全領域空燃比センサ１０の温度を正確に目標
温度（８００°Ｃ）に保つよう機能する。
れた値、即ち、起電力セル２４のバルク抵抗値と相関す
る電圧値Ｖｓｄが目標値となるようにヒータ７０への通
電を制御する。この制御は実質的に、起電力セル２４の
バルク抵抗値が目標値よりも高いときには、電圧を高
め、また、目標値よりも低いときには、電圧を下げるこ
とにより、全領域空燃比センサ１０の温度を正確に目標
温度（８００°Ｃ）に保つよう機能する。
【００３５】なお、ここで、電流−Ｉconst の印加開始
から６０μｓ経過時の値を測定するのは、測定された内
部抵抗に上記多孔質電極と上記固体電解質体の界面にお
ける抵抗成分が含まれないようにするためである。これ
は、低周波の電流や電圧によって測定を行うと起電力セ
ル２４の多孔質電極２２、２８と固体電解質体との界面
の劣化等による該界面における抵抗成分の変化分を含む
値が検出されるため、この変化分によって正確に測定が
行い得なくなるからである。逆に言えばこの測定の時間
を変化させることにより劣化を含めた抵抗を測定し、劣
化検出に用いることが可能となる。
から６０μｓ経過時の値を測定するのは、測定された内
部抵抗に上記多孔質電極と上記固体電解質体の界面にお
ける抵抗成分が含まれないようにするためである。これ
は、低周波の電流や電圧によって測定を行うと起電力セ
ル２４の多孔質電極２２、２８と固体電解質体との界面
の劣化等による該界面における抵抗成分の変化分を含む
値が検出されるため、この変化分によって正確に測定が
行い得なくなるからである。逆に言えばこの測定の時間
を変化させることにより劣化を含めた抵抗を測定し、劣
化検出に用いることが可能となる。
【００３６】そして、時間Ｔ３（約１００μｓ）の経過
により（Ｓ５８がＹｅｓ）、スイッチＳＷ２をオフする
（Ｓ６０）。これと同時に、スイッチＳＷ３をオンし
（Ｓ６２）、スイッチＳＷ２をオンした時間とほぼ等し
い時間Ｔ３’に渡り（Ｓ６４、Ｓ６５）、内部抵抗測定
用の上記電流−Ｉconst とは逆極性の一定電流＋Ｉcons
t を起電力セル２４側に印加する。これは、起電力セル
２４を構成する酸素イオン伝導性固体電解質体の配向現
象によって内部起電力が影響を受け本来の酸素濃度差を
反映する内部起電力を出力しない状態から、正常な状態
に復帰するまでの復帰時間を短縮させ、内部抵抗の測定
後に空燃比の測定を短時間で再開し得るようにするため
である。
により（Ｓ５８がＹｅｓ）、スイッチＳＷ２をオフする
（Ｓ６０）。これと同時に、スイッチＳＷ３をオンし
（Ｓ６２）、スイッチＳＷ２をオンした時間とほぼ等し
い時間Ｔ３’に渡り（Ｓ６４、Ｓ６５）、内部抵抗測定
用の上記電流−Ｉconst とは逆極性の一定電流＋Ｉcons
t を起電力セル２４側に印加する。これは、起電力セル
２４を構成する酸素イオン伝導性固体電解質体の配向現
象によって内部起電力が影響を受け本来の酸素濃度差を
反映する内部起電力を出力しない状態から、正常な状態
に復帰するまでの復帰時間を短縮させ、内部抵抗の測定
後に空燃比の測定を短時間で再開し得るようにするため
である。
【００３７】この酸素イオン伝導性固体電解質体の配向
現象によると考えられる本来の起電力セルの出力状態ま
での復帰時間について、図７を参照して説明する。図７
（Ａ）は、内部抵抗測定用の上記電流−Ｉconst に相当
する４．８８ｍＡの電流をパルス状に起電力セル２４へ
印加し、その後該電流を止めた場合の起電力セル２４の
両面の電極間の電圧Ｖｓの変化を示し、図７（Ｂ）は、
上記電流−Ｉconst に相当する４．８８ｍＡの電流をパ
ルス状に印加した後、該電流の−Ｉconst と逆極性の電
流＋Ｉconst をパルス状に起電力セル２４へ印加した場
合、即ち、交番状に印加した場合の起電力セル２４の両
面の電極間の電圧Ｖｓの変化を示している。図７（Ａ）
に示すように４．８８ｍＡの電流をパルス状に１回加え
ただけの場合には、復帰までに１６msec必要となった。
これに対して、図７（Ｂ）に示すように電流を交番状に
加えた場合は、０．５msecで復帰することができた。こ
の様に、本実施態様では、電流を交番状に加えることで
起電力セル２４を用いる空燃比の測定を短時間で再開し
得るようにしている。
現象によると考えられる本来の起電力セルの出力状態ま
での復帰時間について、図７を参照して説明する。図７
（Ａ）は、内部抵抗測定用の上記電流−Ｉconst に相当
する４．８８ｍＡの電流をパルス状に起電力セル２４へ
印加し、その後該電流を止めた場合の起電力セル２４の
両面の電極間の電圧Ｖｓの変化を示し、図７（Ｂ）は、
上記電流−Ｉconst に相当する４．８８ｍＡの電流をパ
ルス状に印加した後、該電流の−Ｉconst と逆極性の電
流＋Ｉconst をパルス状に起電力セル２４へ印加した場
合、即ち、交番状に印加した場合の起電力セル２４の両
面の電極間の電圧Ｖｓの変化を示している。図７（Ａ）
に示すように４．８８ｍＡの電流をパルス状に１回加え
ただけの場合には、復帰までに１６msec必要となった。
これに対して、図７（Ｂ）に示すように電流を交番状に
加えた場合は、０．５msecで復帰することができた。こ
の様に、本実施態様では、電流を交番状に加えることで
起電力セル２４を用いる空燃比の測定を短時間で再開し
得るようにしている。
【００３８】この一定電流＋Ｉconst の印加のための時
間Ｔ３’を経過してからスイッチＳＷ３をオフとした
後、時間Ｔ４が経過したタイミングで（Ｓ６８がＹｅ
ｓ）、スイッチＳＷ１をオンし（Ｓ７０）、起電力セル
２４のでＶｓ＋電極の電圧を再び、オペアンプＯＰ１を
介してＰＩＤ回路へ加え、空燃比の測定を再開する（Ｓ
４２）。そして、インターバルＴ５の経過後（Ｓ４０が
Ｙｅｓ）、スイッチＳＷ１をオフし（Ｓ４４）、再び起
電力セル２４の内部抵抗を測定する。
間Ｔ３’を経過してからスイッチＳＷ３をオフとした
後、時間Ｔ４が経過したタイミングで（Ｓ６８がＹｅ
ｓ）、スイッチＳＷ１をオンし（Ｓ７０）、起電力セル
２４のでＶｓ＋電極の電圧を再び、オペアンプＯＰ１を
介してＰＩＤ回路へ加え、空燃比の測定を再開する（Ｓ
４２）。そして、インターバルＴ５の経過後（Ｓ４０が
Ｙｅｓ）、スイッチＳＷ１をオフし（Ｓ４４）、再び起
電力セル２４の内部抵抗を測定する。
【００３９】引き続き、上記異常検出回路６５からの異
常検出信号に基づくエンジン制御装置８４の処理につい
て、当該処理のルーチンを示す図５のフローチャートを
参照して説明する。図９に示すエンジン制御装置８４
は、異常検出信号の入力のない限り（Ｓ８２Ｎｏ）、空
燃比検出回路５２から送出された空燃比に基づき、空燃
比を理想空燃比とするように燃料噴射装置８６からの噴
射量を制御している。ここで、異常検出回路６５からの
異常検出信号が入力されると（Ｓ８２がＹｅｓ）、ま
ず、運転席の表示パネルに設けられた全領域空燃比セン
サ異常のランプ８８を点灯し（Ｓ８６）、全領域空燃比
センサの異常を通報する事により使用者へ交換を促す。
そして、スイッチ８１を制御して全領域空燃比センサへ
の通電を停止し、電力の消費を防ぐ。更に、エンジンの
制御を、空燃比検出回路５２から送出された空燃比に基
づく閉ループ制御から、該空燃比に基づかない制御、即
ち、開ループ制御へ切り替える（Ｓ９０）。これによ
り、故障した全領域空燃比センサからの不正確な信号よ
って空燃比を制御し、有害物質を含む排気ガスを車外へ
排出するのを防ぐ。この後、全領域空燃比センサが交換
され、図示しないスイッチがリセットされると（Ｓ９２
がＹｅｓ）、全領域空燃比センサへの通電を再開し（Ｓ
９２）、再びエンジンの制御を、空燃比検出回路５２か
ら送出された空燃比に基づく閉ループ制御に戻し（Ｓ９
４）、通常のエンジン制御に復帰する。なお、この例で
は、故障が発生した際に、ランプ８８を点灯したが、こ
の代わりに、メモリ等へセンサの故障を書き込む事も可
能である。
常検出信号に基づくエンジン制御装置８４の処理につい
て、当該処理のルーチンを示す図５のフローチャートを
参照して説明する。図９に示すエンジン制御装置８４
は、異常検出信号の入力のない限り（Ｓ８２Ｎｏ）、空
燃比検出回路５２から送出された空燃比に基づき、空燃
比を理想空燃比とするように燃料噴射装置８６からの噴
射量を制御している。ここで、異常検出回路６５からの
異常検出信号が入力されると（Ｓ８２がＹｅｓ）、ま
ず、運転席の表示パネルに設けられた全領域空燃比セン
サ異常のランプ８８を点灯し（Ｓ８６）、全領域空燃比
センサの異常を通報する事により使用者へ交換を促す。
そして、スイッチ８１を制御して全領域空燃比センサへ
の通電を停止し、電力の消費を防ぐ。更に、エンジンの
制御を、空燃比検出回路５２から送出された空燃比に基
づく閉ループ制御から、該空燃比に基づかない制御、即
ち、開ループ制御へ切り替える（Ｓ９０）。これによ
り、故障した全領域空燃比センサからの不正確な信号よ
って空燃比を制御し、有害物質を含む排気ガスを車外へ
排出するのを防ぐ。この後、全領域空燃比センサが交換
され、図示しないスイッチがリセットされると（Ｓ９２
がＹｅｓ）、全領域空燃比センサへの通電を再開し（Ｓ
９２）、再びエンジンの制御を、空燃比検出回路５２か
ら送出された空燃比に基づく閉ループ制御に戻し（Ｓ９
４）、通常のエンジン制御に復帰する。なお、この例で
は、故障が発生した際に、ランプ８８を点灯したが、こ
の代わりに、メモリ等へセンサの故障を書き込む事も可
能である。
【００４０】図８は第２の実施様態における活性状態検
出のフローチャートである。ほとんどの技術的内容は図
３を参照して上述した第１の実施様態と同様であるが、
Ｉｃｐの通電停止を開始するタイミングをヒータに通電
を開始してから所定時間Ｔｓ経過後に設定した点が第１
の実施様態とは異なる。具体的には第１の実施様態にお
けるＩｃｐの印加停止を開始する判断基準となるＶ０の
大きさの検討のステップであるＳ２０を削除し、新たに
ヒータ通電開始からの経過時間を測定するステップであ
るＳ１１４、Ｓ１１６を加えたフローチャートになって
いる。なお、活性後の全領域空燃比センサ１０による空
燃比測定及び異常検出は、上述した第１の実施態様と同
様であるため、説明を省略する。
出のフローチャートである。ほとんどの技術的内容は図
３を参照して上述した第１の実施様態と同様であるが、
Ｉｃｐの通電停止を開始するタイミングをヒータに通電
を開始してから所定時間Ｔｓ経過後に設定した点が第１
の実施様態とは異なる。具体的には第１の実施様態にお
けるＩｃｐの印加停止を開始する判断基準となるＶ０の
大きさの検討のステップであるＳ２０を削除し、新たに
ヒータ通電開始からの経過時間を測定するステップであ
るＳ１１４、Ｓ１１６を加えたフローチャートになって
いる。なお、活性後の全領域空燃比センサ１０による空
燃比測定及び異常検出は、上述した第１の実施態様と同
様であるため、説明を省略する。
【００４１】この第２の実施様態では、Ｖｓの測定をヒ
ータ通電開始ともに開始しないので、予め活性に達する
と予想される時間にＴｓを設定する事で何度もＩｃｐを
遮断して活性状態検出を繰り返す必要が無く、パルス電
圧を繰り返し印加する事による起電力セルの劣化を軽減
する事が出来る。
ータ通電開始ともに開始しないので、予め活性に達する
と予想される時間にＴｓを設定する事で何度もＩｃｐを
遮断して活性状態検出を繰り返す必要が無く、パルス電
圧を繰り返し印加する事による起電力セルの劣化を軽減
する事が出来る。
【００４２】なお、上記第１の実施態様において、起電
力セル２４の両面の電極間の電圧がＶｓｓ以下になって
から、活性したかをステップ２２からステップ３２にて
判断した。この代わりに、起電力セル２４の両面の電極
間の電圧がＶｓｓ以下になってから、所定時間が経過し
た際に、活性したと判断することも可能である。更に、
ヒータへの通電を開始した後、所定時間が経過した際
に、活性したと判断することもできる。
力セル２４の両面の電極間の電圧がＶｓｓ以下になって
から、活性したかをステップ２２からステップ３２にて
判断した。この代わりに、起電力セル２４の両面の電極
間の電圧がＶｓｓ以下になってから、所定時間が経過し
た際に、活性したと判断することも可能である。更に、
ヒータへの通電を開始した後、所定時間が経過した際
に、活性したと判断することもできる。
【００４３】
【効果】以上記述したように本願の全領域空燃比センサ
の異常検出方法は、理論空燃比の雰囲気である間隔と一
定酸素濃度である酸素基準室とに挟まれた起電力セルに
電流を通電して内部抵抗を測定するため、測定雰囲気中
の酸素濃度とは無関係に、内部抵抗を正確に測定するこ
とができ、該内部抵抗に基づき的確に全領域空燃比セン
サの異常を判断することが可能となる。また、該起電力
セル又はポンプセルの内部抵抗に基づき、全領域空燃比
センサの異常を判断するため、ヒータに異常が発生した
場合だけでなく、起電力セル又はポンプセルに異常が発
生した場合にも直ちにその異常を検出する事が可能とな
る。
の異常検出方法は、理論空燃比の雰囲気である間隔と一
定酸素濃度である酸素基準室とに挟まれた起電力セルに
電流を通電して内部抵抗を測定するため、測定雰囲気中
の酸素濃度とは無関係に、内部抵抗を正確に測定するこ
とができ、該内部抵抗に基づき的確に全領域空燃比セン
サの異常を判断することが可能となる。また、該起電力
セル又はポンプセルの内部抵抗に基づき、全領域空燃比
センサの異常を判断するため、ヒータに異常が発生した
場合だけでなく、起電力セル又はポンプセルに異常が発
生した場合にも直ちにその異常を検出する事が可能とな
る。
【図１】本発明の第１実施態様に係る全領域空燃比セン
サ及び空燃比検出ユニットの構成を示す説明図である。
サ及び空燃比検出ユニットの構成を示す説明図である。
【図２】図１に示すコントローラの回路図である。
【図３】第１実施態様の空燃比検出ユニットによる活性
判断処理を示すフローチャートである。
判断処理を示すフローチャートである。
【図４】第１実施態様の空燃比検出ユニットによる空燃
比測定及びセンサ異常検出の処理を示すフローチャート
である。
比測定及びセンサ異常検出の処理を示すフローチャート
である。
【図５】エンジン制御装置による処理を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図６】スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のタイミング
チャートである。
チャートである。
【図７】図７（Ａ）は、内部抵抗測定用電流をパルス状
に一回起電力セルへ印加した際の起電力セル２４の両面
の電極間の電圧Ｖｓを示し、図７（Ｂ）は、電流を交番
状に印加した際の起電力セル２４の両面の電極間の電圧
Ｖｓを示している。
に一回起電力セルへ印加した際の起電力セル２４の両面
の電極間の電圧Ｖｓを示し、図７（Ｂ）は、電流を交番
状に印加した際の起電力セル２４の両面の電極間の電圧
Ｖｓを示している。
【図８】本発明の第２実施態様に係る空燃比検出ユニッ
トによる活性状態検出のための処理を示すフローチャー
トである。
トによる活性状態検出のための処理を示すフローチャー
トである。
【図９】第１、第２の実施態様に係るエンジン制御系の
説明図である。
説明図である。
１０ セル １２ 多孔質電極 １４ ポンプセル １６ 多孔質電極 １８ 多孔質拡散層 ２０ 測定ガス室 ２２ 多孔質電極 ２４ 起電力セル ２６ 内部酸素基準源（閉塞空間） ２８ 多孔質電極 ３０ 補強板（閉塞部材） ５０ コントローラ ６０ ヒータ制御回路 ６５ 異常検出回路 ７０ ヒータ ９０ エンジン Ｖｓ 起電力セルの両面の電極間の電圧 Ｉｐ ポンプ電流
Claims (4)
- 【請求項１】 酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面
に一対の多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル
及びポンプセルを備え、 前記起電力セル及びポンプセルの近傍に通電により加熱
するヒータを配置し、前記起電力セル及びポンプセルが
機能する温度までそれら素子を加熱するとともに、 前記起電力セルの一方の多孔質電極を閉塞部材により覆
い閉塞空間を形成し、該起電力セルの一方の多孔質電極
から他方の多孔質電極へ微少電流を流して、該閉塞空間
を内部酸素基準源として機能させ、 前記他方の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを
配設し、該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室
を形成して、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰
囲気と連通させ、 前記起電力セルの両面の電極間の電圧が、所定の目標電
圧になるように前記ポンプセルにポンプ電流を供給した
際の該ポンプ電流を計測することで、測定ガス雰囲気の
空燃比を検出する全領域空燃比センサにおいて、 前記起電力セル又はポンプセルに所定の周期で所定の時
間だけ所定の電流を通電し、このときの起電力セル又は
ポンプセルの両面の電極間の電圧から該起電力セル又は
ポンプセルの内部抵抗を検出し、該内部抵抗を所定の範
囲になるように前記ヒータを制御するとともに、 前記起電力セル又はポンプセルの内部抵抗がヒータ通電
開始後一旦前記所定の範囲内に制御された後に、前記所
定の範囲から再び外れた場合に前記全領域空燃比センサ
を異常と判断することを特徴とする全領域空燃比センサ
の異常検出方法。 - 【請求項２】 前記全領域空燃比センサを異常と判断し
た際に、該全領域空燃比センサの異常を使用者に知らせ
るように表示することを特徴とする請求項１に記載の全
領域空燃比センサの異常検出方法。 - 【請求項３】 酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面
に一対の多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル
及びポンプセルを備え、 前記起電力セル及びポンプセルの近傍に通電により加熱
するヒータを配置し、前記起電力セル及びポンプセルが
機能する温度までそれら素子を加熱するとともに、 前記起電力セルの一方の多孔質電極を閉塞部材により覆
い閉塞空間を形成し、該起電力セルの一方の多孔質電極
から他方の多孔質電極へ微少電流を流して、該閉塞空間
を内部酸素基準源として機能させ、 前記他方の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを
配設し、該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室
を形成して、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰
囲気と連通させ、 前記起電力セルの両面の電極間の電圧が、所定の目標電
圧になるように前記ポンプセルにポンプ電流を供給した
際の該ポンプ電流を計測することで、測定ガス雰囲気の
空燃比を検出する全領域空燃比センサにおいて、 前記起電力セル又はポンプセルに所定の周期で所定の時
間だけ所定の電流を通電し、このときの起電力セル又は
ポンプセルの両面の電極間の電圧から該起電力セル又は
ポンプセルの内部抵抗を検出し、該内部抵抗を所定の範
囲になるように前記ヒータを制御するとともに、 前記起電力セル又はポンプセルの内部抵抗がヒータ通電
開始後一旦前記所定の範囲内に制御された後に、前記所
定の範囲から再び外れ、前記全領域空燃比センサが異常
と判断された際に、該全領域空燃比センサへの通電を停
止することを特徴とする全領域空燃比センサの制御方
法。 - 【請求項４】 酸素イオン伝導性の固定電解質体の両面
に一対の多孔質電極をそれぞれ配設してなる起電力セル
及びポンプセルを備え、 前記起電力セル及びポンプセルの近傍に通電により加熱
するヒータを配置し、前記起電力セル及びポンプセルが
機能する温度までそれら素子を加熱するとともに、 前記起電力セルの一方の多孔質電極を閉塞部材により覆
い閉塞空間を形成し、該起電力セルの一方の多孔質電極
から他方の多孔質電極へ微少電流を流して、該閉塞空間
を内部酸素基準源として機能させ、 前記他方の多孔質電極に対抗する様に前記ポンプセルを
配設し、該多孔質電極とポンプセルとの間に測定ガス室
を形成して、ガス拡散制限層を介して周囲の測定ガス雰
囲気と連通させ、 前記起電力セルの両面の電極間の電圧が、所定の目標電
圧になるように前記ポンプセルにポンプ電流を供給した
際の該ポンプ電流を計測することで、測定ガス雰囲気の
空燃比を検出する全領域空燃比センサを用いるエンジン
の空燃比制御方法において、 前記起電力セル又はポンプセルに所定の周期で所定の時
間だけ所定の電流を通電し、このときの起電力セル又は
ポンプセルの両面の電極間の電圧から該起電力セル又は
ポンプセルの内部抵抗を検出し、該内部抵抗を所定の範
囲になるように前記ヒータを制御するとともに、 前記起電力セル又はポンプセルの内部抵抗がヒータ通電
開始後一旦前記所定の範囲内に制御された後に、前記所
定の範囲から再び外れた場合に前記全領域空燃比センサ
を異常と判断した際に、エンジンの制御を、該全領域空
燃比センサの出力を用いる閉ループ制御モードから、該
全領域空燃比センサの出力を用いない開ループ制御モー
ドへ切り替えることを特徴とするエンジンの空燃比制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062235A JPH10246720A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 全領域空燃比センサの異常検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062235A JPH10246720A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 全領域空燃比センサの異常検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246720A true JPH10246720A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=13194302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9062235A Pending JPH10246720A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 全領域空燃比センサの異常検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10246720A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257772A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサの異常検出方法およびセンサ制御回路の保護方法 |
| JP2003090821A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-03-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比システムの異常検出システム |
| JP2007024796A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Fujitsu Ten Ltd | 水素検知素子制御装置および水素検知素子の制御方法 |
| 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 |
| JP2008233046A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ制御装置 |
| JP2010256238A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 酸素センサの電極再生処理方法 |
| WO2014181632A1 (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電解質濃度測定装置およびそれを用いた測定方法 |
| JP2019074510A (ja) * | 2017-10-11 | 2019-05-16 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ制御装置 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP9062235A patent/JPH10246720A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257772A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサの異常検出方法およびセンサ制御回路の保護方法 |
| JP2003090821A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-03-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比システムの異常検出システム |
| JP4699658B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2011-06-15 | 日本特殊陶業株式会社 | 空燃比システムの異常検出システム |
| JP2007024796A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Fujitsu Ten Ltd | 水素検知素子制御装置および水素検知素子の制御方法 |
| 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 |
| JP2008233046A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ制御装置 |
| JP2010256238A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 酸素センサの電極再生処理方法 |
| WO2014181632A1 (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電解質濃度測定装置およびそれを用いた測定方法 |
| JP2014219246A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電解質濃度測定装置およびそれを用いた測定方法 |
| US10018585B2 (en) | 2013-05-07 | 2018-07-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electrolyte concentration measuring apparatus and measuring method using same |
| JP2019074510A (ja) * | 2017-10-11 | 2019-05-16 | 日本特殊陶業株式会社 | センサ制御装置 |
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