JPS61132851A - 酸素濃度センサ用ヒ−タの電力量制御装置 - 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】 １１匹１江 ［産業上の利用分野］ 本発明は、酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置に
関し、詳しくは酸素濃度センサのインピーダンスを用い
て酸素濃度センサの濃度を検出して、この酸素濃度セン
サに備えられたヒータに供給する電力量を制御する酸素
濃度センサ用ヒータの電力量制御装置に関する。

［従来の技術］ 近年ジルコニア系あるいはチタニア系等の材料を用いた
酸素濃度センサが実用に供されるようになってきている
が、こうした酸素濃度センサのひとつとして、加熱用の
ヒータを内蔵し、酸素濃度センサを活性化した状態で、
電極間に印加された電圧に対する限界電流を測定する所
謂限界電流式の酸素濃度センサがある。酸素濃度センサ
に流れる限界電流は酸素濃度センサに形成された小孔ま
たは間隙等から拡散してくる酸素量が被測定気体の酸素
濃度に比例していることを利用して酸素濃度を検出する
のである。

こうした限界電流を用いた酸素濃度の検出を行なうには
、酸素濃度センナの温度を所定の温度、例えば、６５０
℃程度以上としてやらねばならない。一方、酸素濃度セ
ンサの耐久性等を考慮すれば、余り加熱し過ぎるとヒー
タが断線したり検出素子が破壊してしまうといらた問題
が生じることから、素子温度を所定の温度範囲、例えば
６５０℃〜７５０℃の温度範囲に保持し得るよう、ヒー
タへの供給電力量を制御する必要がある。

そこで例えば特開昭５７−１８７６４６号公報の「限界
電流ゾンデまたは酸素ゾンデの！！度を測定するための
方法および装置」の如き、限界電流式の酸素濃度センサ
に、酸素濃度を検、出するための直流電圧と酸素濃度の
影響をうけず酸素濃度センサのインピーダンスを検出す
る為の高周波の交流電圧とを重畳させた電圧を印加し、
出力電流の平均値から酸素濃度を検出し、−力出力電流
の振幅から酸素濃度センサのインピーダンスを検出する
という考案が提案されている。この考案では、酸素濃度
センサのインピーダンスが素子の濃度に依存しているこ
とから、インピーダンスから酸素濃度センサの温度を知
って、酸素濃度センサに備えられたヒータへ供給される
電力量を制御し、酸素濃度センサの温度を制御すること
が考えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ かかる酸素濃度センサを内燃機関の排気中に設置し、排
気中の酸素濃度を検出して種々の制御、例えば内燃機関
の空燃比を理論空燃比に保つ通常の空燃比制御や燃費の
向上を目的としたリーンバーン制御等を行なう場合、次
のような問題が存在した。

内燃機関の排気温は内燃機関の運転状態によって変化す
る為、排気による加熱だけでは酸素濃度センサの温度を
常に６５０℃以上とすることはできない。そこで酸素濃
度センサには加熱用のヒータを設けるが、ヒータによる
加熱によりて酸素濃度センサの温度が過剰に上昇するこ
とは、酸素濃度センサの耐久性にとっては好ましくない
。また、バッテリに無用な負担を掛けることも現実には
避けねばならないという問題もあった。従って、と−タ
に供給する電力量を緻密にＭａして、酸素濃度センサの
温度を適温、例えば６５０℃程度に保つのであるが、酸
素濃度センサのインピーダンスからその温度を検出して
いるので、酸素濃度センサのインピーダンスのバラツキ
や経年変化、あるいは排気組成の変化によるインピーダ
ンスの変化等によって場合によってはヒータを加熱し過
ぎてしまうことが考えられる。この結果、ヒータが加熱
されて断線に至ることも考えられる上、バッテリ電力の
無用な消費といった問題を招致する場合もあった。

こうした問題に対して加熱用ヒータの温度を他の検出手
段によって検出し、温度制御を行なう構成をとることも
考えられるが、小型化の要求される酸素濃度センサにさ
らに今ひとつの検出手段を組込むことは実際上困難であ
り、装置・構成が複雑となって信頼性が低下するといっ
た問題があり、充分な解決にはなっていなかった。

そこで、本発明は、上記の問題を解決することを目的と
し、詳しくは、酸素濃度センサのインピーダンスを検出
して酸素濃度センサの温度を知り、加熱用ヒータの電力
を制御することを基本とし、センサのインピーダンスの
バラツキや経年変化等に対してもヒータに適正な電力量
を供給しうる酸素濃度セ、ンサ用ヒータの電力量制御装
置を提供することを目的とする。

１１１Ｌ ［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は上記問題点を解決す
るための手段として次の構成をとった。

即ち、第１図に示す如く、 内燃機関Ｍ１の排気系に設けられて排気中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサＭ２に備えられた酸素濃度セン
サ加熱用のヒータＭ３と、排気中の酸素濃度に応じた信
号を出力する前記酸素濃度センサＭ２のインピーダンス
を用いて該酸素濃度センサＭ２の温度を検出する温度検
出手段Ｍ４と、 該検出された温度に基づいて、前記ヒータＭ３に供給す
る電力量を制御する電力量制御手段Ｍ５と、 を備えた酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置にお
いて、 前記内燃機関Ｍ１の排気温度を反映するパラメータを検
出するパラメータ検出手段Ｍ６を備えると共に、 前記電力量制御手段Ｍ５が、前記供給する電力債を、前
記検出されたパラメータから定まる電力１の所定の範囲
内に制限するよう構成されたことと、 を特徴とする酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置
の構成がそれである。

ここで、酸素濃度・センサＭ２としては限界電流式のも
のが考えられるが、これ以外でも、センサ自身のインピ
ーダンスによってその濃度を検出できるような酸素濃度
センサであれば用いることができる。−又、酸素濃度セ
ンサＭ２に備えられるヒータＭ３としては、通常の熱線
式ヒータの他にＰＴＣヒータやセラミックのヒータなと
種々のものを用いることができる。　　゛ 温度検出手段Ｍ４は、酸素濃度センサＭ２のインピーダ
ンスを測定することによって酸素濃度センサＭ２の温度
を検出するよも構成されており、例えば、酸素濃度セン
サＭ２に１ＫＨ２前後の桑流電圧を印加して酸素濃度セ
ンサＭ２に流れる電流の振幅からそのインピーダンスを
測定する装置として、交流電圧出力部とバイパスフィル
タ及び積分器を組合わせた構成などが考えられる。

パラメータ検出手段Ｍ６は内燃機関Ｍ１の排気温度を反
映するパラメータ、例えば内燃機関の回転数Ｎｅや吸気
管圧力ｐｒａ、あるいは点火時期や増量補正の有無等を
検出するものである。通常、これらのパラメータは基本
的なエンジンコントロ　　。

−ル、例えば燃料噴射制御や点火時期制御において検出
されているので、ここでいうパラメータ検出手段Ｍ６は
これらを共用することが考えられる。

電力量制御手段Ｍ５は、上記の温度検出手段Ｍ４の出力
に応じてヒータＭ３に供給する電力量を制御するもので
あり、本発明においては、更に、上記のパラメータ検出
手段Ｍ６によって検出された内燃機関Ｍ１のパラメータ
からヒータＭ３に供給すべき電力量を求めておき、この
電力量の所定の範囲内に、上述したヒータＭ３に供給す
る電力量を制限するよう働くものである。電力量制御手
段Ｍ５は温度検出手段Ｍ４．パラメータ検出手段Ｍ６と
は別にディスクリートな回路構成をとってもよいし、温
度検出手段Ｍ４．パラメータ検出手段Ｍ６と共に、ある
いは単独で、マイクロコンピュータを用いて構成するこ
ともでき葛。

［作用］ 以上の構成を有する本発明の酸素濃度センサ用ヒータの
電力量制御装置は、酸素濃度センサＭ２の温度を酸素濃
度センサＭ２のインピーダンスを用いて検出し、これに
基づいて酸素濃度センサＭ２に備えられた加熱用のヒー
タＭ３に供給する電力量を電力量制御手段Ｍ５により制
御して酸素濃度センサＭ２の温度を制御するが、更に内
燃機関Ｍ１の排気温度をパラメータから推定し、これに
基づいてヒータＭ３に供給すべき電力量を求め、この電
力量の所定の範囲内に、インピー　ダンスを基にして求
められた電力量を制限するよう働く。

このことをより詳細に説明すると次のようになる。内燃
機関Ｍ１の排気温度は内燃機関の運転状態によっておよ
そ定まることに注目して、内燃機関Ｍ１排気温度を反映
するパラメータをひとつまたは複数求めて排気の温度を
知り、これに応じてヒータＭ３に供給すべき電力量を算
出する。例えば内燃機関Ｍ１のパラメータとして回転数
Ｎｅと吸気管圧力Ｐ―をとりあげた場合、回転数Ｎｅと
吸気管ｐｍが共に低い場合には排気の温度が低いことが
らヒータＭ３に供給する電力量は大きくしなければなら
ず、一方、両者が共に高い場合には排気温度は高いこと
からこの電力量を小さく、場合によっては零としてもよ
い。そこで本発明の酸素濃度センサ用ヒータの電力量制
御装置は、こうして求めた電力量に対して、例えば±１
０％といった範囲を定めておき、酸素濃度センサＭ２の
インピーダンスから求められるヒータＭ３に供給すべき
電力量がこの範囲をはずれることがあっても、実際にヒ
ータＭ３に供給する電力量は上記の範囲内に制限するよ
う働くのである。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は実施例としての酸素濃度センサ用ヒータの電力
量制御装置゛を用いて内燃機関の空燃比制御を行なうシ
ステムの概略構成図である。

図において、５１はエンジン、５２はピストン、５３は
シリンダ、５４はシリンダヘッドであり、シリンダヘッ
ド５４の各気筒の排気ボート５５には排気マニホールド
５６が、シリンダヘッド５４の各気筒の吸気ポート５７
には吸気マニホールド５８が夫々連結されている。また
吸気マニホールド５８には吸入空気の脈動を防止するた
めのサージタンク５９が設けられ、サージタンク５９に
は吸気マニホールド５８内の圧力、即ち吸気管圧力Ｐｙ
ｉを検出する吸気圧センサ６０が備えられている。

次に６１はサージタンク５９を介して各気筒に送られる
吸入空気量を制御するスロットルバルブ、６３は吸入空
気温度を検出する吸気温センサであり、スロットルバル
ブ６１には、スロットルバルブ６１の開度に応じた信号
を出力するスロットルバルブ開度センサとエンジン５１
のフィトリンク時にＯＮ状態とされるアイドルスイッチ
とを備えたスロットルポジションセンサ６４が直結され
ている。また６５は排気マニホールド５６に取り付けら
れ、排気中の酸素濃度を検出する検出素子と加熱用のヒ
ータとを備えた酸素濃度センサ、６６はエンジン５１の
冷却水温を検出する水温センサ′−１６７はエンジン５
１の点火プラグ６８に所定タイミングでイグナイタ６９
から出力される高電圧を印加するディストリビュータ、
７０はディストリビュータ６７に取り付けられ、エンジ
ン５１の回転数に対応したパルス信号を発生する回転数
センサを夫々表わしている。

上記吸気圧センサ６０．吸気温センサ６３．スロットル
ポジションセンサ６４．酸素濃度センサ６５、水温セン
サ６６及び回転数センサ７ｏの各種検出信号は制御回路
７５に出力され、制御回路７５にて上記各検出信号に基
づき、燃料噴射弁７６の燃料噴射量制御、点火プラグ６
８の点火時期制御、あるいは酸素濃度センサ６５のヒー
タの制御等の種々の制御処理が実行される。

次に第３図に拠って、上述の制御回路７５の構成につい
て説明する。まず、８１は酸素濃度センサ６５の検出素
子６５ａに、酸素濃度検出用の直流電圧Ｖｄｃと検出素
子６５ａのインピーダンス検出用の交流電圧Ｖａｃとを
合成して印加する印ｉ電圧制御回路である。８２は検出
素子６５ａに流れる電流を検出するための抵抗、８３は
抵抗８２における降下電圧を所定倍に増幅するための増
幅回路である。８４は増幅回路８３の出力から交流酸゛
分のみを取り出し検出素子６５ａのインピーダンス、即
ち検出素子６５ａの温度を検出する検波回路であって、
バイパスフィルタと整流器とから構成されている。一方
、８５は増幅回路８３の出力から直流成分のみを取り出
し、検出素子６５ａの限界電流から排気中の残存酸素濃
度を検出するローパスフィルタである。ここで検波回路
８４の出力信号を交流検出信号ｖｒとし、ローパスフィ
ルタ８５の出力信号を直流検出信号（Ｓとする。

更に、９４は増幅回路８３からの出力信号、つまり排気
中の酸素濃度に対応するアナログ信号や、吸気圧センサ
６０．吸気温センサ６３．スロットルポジション・セン
サ６４．水温センサ６６等にて検出されたアナログ信号
を受け、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換入力回路で
ある。また９５はマイクロコンピュータ９７にて演算さ
れ、出力された制御信号によって制御される駆動回路を
表わし、燃料噴射弁７６を駆動し、マイクロコンピュー
タ９７にて褌出された所望量の燃料をエンジン５１に供
給させるための駆動信号を出力する回路である。イグナ
イタ６９もマイクロコンピュータ９７にて、ディストリ
ビュータ６７へ高電圧を所定タイミングで出力するよう
制御されている。

次に９８は酸素濃度センサ６５のヒータ６５ｂ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、マ
イクロコンピュータ９７の制御信号に応じてヒータ用電
源９９からの通電を制御するものである。又、ヒータ６
５ｂに印加されている電圧値Ｖｎ及びヒータ６５ｂに流
れる電流値Ｉｎは、前者は直接に、後者は電圧変換用の
抵抗器１０１を利用して、各々Ａ／Ｄ変換入力回路９４
に入力され、マイクロコンピュータ９７により読み込む
ことができるよう構成されている。

以上のように構成された本実施例の制御回路７５におい
ては、上述の如く、燃料噴射量制御、点火時期制御、酸
素濃度センサ６５のヒータ制御等積々の制御が実行され
ることとなるのであるが、以下に本発明にかかわる主要
な制御処理である酸素濃度センサのヒータ制御について
、第４図に示すヒータ用制御ルーチンに従って詳しく説
明する。

まず各ステップでの処理・判断等について説明する。

ステップ２００：エンジン５１の各パラメータを読み込
む処理が行なわれる。ここでパラメータとしては、エン
ジン５１の回転数Ｎｅ、吸気管圧力ＰＩ、排気管５６に
おける残存酸素濃度に対応する酸素濃度センサ６５の検
出素子６５ａの直流検出電圧■Ｓ１酸素濃度センサ６５
の濃度に対応する酸素濃度センサ６５の検出素子６５ａ
のインピーダンスを検出する交流検出電圧ｖｒ、更には
、ヒータ６５ｂの印加電圧Ｖｎ１ヒータ６５ｂを流れる
電流Ｉｎ等がある。尚、ヒータ６５ｂの印加電圧Ｖｎ　
、　＠流ｉｎは第５図に示すように所定のデユーティを
もうてヒータ６５ｂに印加されているので、ヒータ６５
が通電状態となっている時に検出される。

ステップ２１０ニステツプ２００で読み込んだ交流検出
信号ｖトが所定値ｖｒｅｆ以上であるか否かの判断が行
なわれる。既述したように交流検出信号ｖｒは検出素子
６５ａの温度に対応しているが、第６図のグラフに示す
ように、ここで所定値Ｖｒｅｆは検出素子６５ａの温度
として約７００℃に対応している。

ステップ２２ｏ：補正係数Ｐαを０．０１だけ減少させ
る処理を行なう； ステップ２３０：補正係数Ｐαを０．０１だけ増加させ
る処理を行なう。ステップ２２０．２３０で修正される
補正係数Ｐαとはヒータ６５ｂに供給される電力量を補
正する係数である。

ステップ２４０：補正係数Ｐαが０．９を越えているか
否かの判断を行なう。

ステップ２４５：補正係数Ｐαが１．１未満であるか否
かの判断を行なう。

ステップ２５０：補正係数Ｐαを値０．９にレットする
。

ステップ２５５：補正係数Ｐαを値１．１にセットする
。

ステップ２６０：ヒータ６５ｂにデユーティ１００％で
電力を供給した場合の電力量ＰＡを、ステップ２００で
読み込んだヒータ６５ｂへの印加電圧ｙｎとその電流［
ｎとから計算する処理を行なう。

ステップ２７０：排気温度を反映しているエンジン５１
のパラメータとして、ステップ２００で読み込んだエン
ジン５１の回転数Ｎｅ吸気管圧力ＰＩｌとから、第７図
に一例を示すようなマツプから、ヒータ６５ｂに供給す
べき目標電力Ｐａを求める処理が行なわれる。これはエ
ンジン５１の排気温はエンジン５１の運転状態からある
程度定まることに基づいて設定されたマツプであって、
吸気管圧力ＰＩ１１が大きい場合、あるいはエンジン回
転数Ｎｅが大きい場合には、当然エンジン５１への燃料
噴射量が多くなり、排気温度が上昇して排気によって検
出素子６５ａが加熱されることから、ヒータ６５ｂへの
供給電力を小さくし、一方エンジン回転数Ｎｅが小さい
場合あるいは吸気管圧力ｐｍが小さい場合には排気温度
が下がり検出素子を加熱できなくなることから、ヒータ
６５ｂへの供給電力を大きくするように設定されている
。

ステップ２８０ニステツプ２１０ないしステップ２２５
の処理によって常時修正を重ねている補正量Ｐα、及び
ステップ２６０，２７０で各々求められた電力量ＰＡ、
ＰＢとに基づいて、次式（１）によりヒータ６５ｂに供
給する電力量、ここではそのデユーティＤが計算される
。

Ｄ−ＰαＸＰＢ／ＰＡ　　　・・・（１）ステップ２９
０ニステツプ２８０で求められたデユーティＤのパルス
信号をヒータ通電制御回路９８に送出し、ヒータ６５ｂ
への供給電力、結果的には酸素濃度センサ６５の温度を
制御する処理が行なわれる。

以上のステップから第４図の如く構成されたヒータ電力
制御ルーチンは所定の間隔で繰返し実行されており、そ
の制御は次の如く行なわれる。

（１）ステップ２００で読み込んだ各種パラメータのう
ち酸素濃度センサ６５の検出素子６５ａのインピーダン
スを表わす交流検出信号ｖｒが検出素子６５ａの温度に
して７００”Ｃに対応した所定値ｙｒｅｒ以上か否かを
ステップ２１０にて判定し、 ＜２）Ｖｒ≧Ｖ　ｒｅｆが成立していれば補正値Ｐαを
０．０１減らしくステップ２２０）、Ｖｒ≧Ｖ　ｒｅｆ
が成り立っていなければ補正値Ｐαを０゜０１増加しく
ステップ２３０）　、補正値Ｐαの値が０．９以上１．
１以内になるよう制限しくステップ２４０ないしステッ
プ２２５）、 （３）エンジン５１の２つのパラメータ、回転数Ｎｅと
吸気管圧力ＰＩ１１とから求める目標電力量Ｐａを上記
（２）の処理で求めた補正値Ｐαに拠って補正して、ヒ
ータ６５ｂに供給電力量をそのデユーティＤによって制
御する（ステップ２６０ないしステップ２９０）。

従って、酸素濃度センサ６５の製造上のバラツキや経年
変化等によって検出素子６５ａのインピーダンスが変化
してしまい。インピーダンスを用いた検出素子６５ａの
温度の検出が正確に行なえなくなってしまった場合にも
、ヒータ６５ｂに供給する電力量をエンジン５１の排気
温度によって定まる目標電力量の±１０％以内に制限す
ることができる。この結果、過大な電力がヒータ６５ｂ
に供給されてヒータ６５ｂの断線等の損傷を招いたり、
ヒータ６５ｂに供給される電力量が過小となって検出素
子６５ａの温度が限界電流領域からはずれてしまうとい
う問題は充分に解消されている。この結果、ヒータ６５
ｂの耐久性やエンジン５１の空燃比の検出精度が向上し
、−バッテリの電力を無用に消費するということもない
。また、本実施例では従来のヒータ電力制御に用いられ
ていた装置・構成をそのまま用いることができ、部品点
数や製造工数等を増加することなく、ヒータ電力量制御
の信頼性の向上を実現している。

次に本発明の第２実施例について説明する。第２の実施
例は、第１実施例において第２図、第３図に拠って説明
した内燃機関の空燃比制御を行なうシステムにおいて、
第８図に示す制御を行なうものである。まず第８図ヒー
タ電力制御ルーチンについて説明する。第８図のヒータ
電力制御ルーチンは、第４図に示した第１実施例の制御
ルーチンと較べた場合、ステップ３０，０．３１０及び
ステップ３６０ないしステップ３９０の各ステップが第
４図のステップ２００．２１０及びステップ２６０ない
しステップ２９０の各ステップに対応している。また、
本実施例のステップ３２０ないしステップ３５５の各ス
テップは、第４図のステップ２２０ないしステップ２５
５の各ステップにおいて、補正ｊｌＰαをＰα■に置換
えただけである。ここでＰα■は電力量の補正ＩＰαの
算出に用いられる制御上の今ひとつの補正量である。

第２実施例では、以上の各ステップの他に次のステップ
が追加された。

ステップ３ｏ３ニステツプ３００の処理後実行され、ス
テップ３００で読み込んだエンジン５１の各種パラメー
タのうちヒータ６５ｂの印加電圧Ｖｎと電流値Ｉｎとか
らヒータ抵抗Ｒｈを算出する処理を行なう。

ステップ３０６：ヒータ抵抗Ｒｈが所定の値Ｒｒｅｆ未
満であるか否かの判断を行なう。ヒータ抵抗Ｒｈは第９
図に示すようにヒータ６５ｂの温度に対応しているので
、ここではヒータ温度１１゜０℃に対応した値約３．５
Ωが判定用の値Ｒｒｅｆとして用いられる。尚、ステッ
プ３０６での判断がｒＹＥｓＪの場合には前述したステ
ップ３１０へ処理は移行する。

ステップ４００ニステツプ３０６での判断が「ＮＯ」の
場合に実行されるステップであって、ヒータ抵抗Ｒｈよ
り第１０図のグラフに基づいて補正値Ｐα■を求める処
理が行なわれる。ヒータ６５ｂの温度１１００℃に対応
したヒータ抵抗Ｒｈが約３．５Ωであることから３゜５
Ωを境に補正値Ｐα■の値を大きくするよう設定されて
、いる。

ステップ４１０ニステツプ３２０ないしステップ３５５
の処理により修正されている補正値Ｐα■からステップ
４００で求めた補正値Ｐα■を減算して、電力量補正値
Ｐαを求める処理、即ち、Ｐα←Ｐαｆｆ−Ｐα■を行
なう。

ステップ４２０：補正値Ｐαの値が０．９以上であるか
否かの判断を行なう。

ステップ４３０：補正値Ｐαの値を０．９に設定する処
理を行なう。

ステップ４４ｏニステツプ３２０ないしステップ３５５
の処理により修正された補正値Ｐα■の値を電力量の補
正値Ｐαに移しかえる処理を行な　　　　“う。

以上の各ステップから構成された本実施例のと−タ電力
量制御ルーチンによれば、次のような制御が行なわれる
。

（Ａ＞ステップ３００で読み込んだヒータ６５ｂの電力
に関与するバ、ラメータ（Ｖｎ、Ｉｎ）から求められた
ヒータ抵抗Ｒｈがヒータ６５ｂの温度１１００℃に対応
した所定の値Ｒｒｅｒ未満であるか否かの判断を行ない
（ステップ３０６）、（Ｂ）ヒータ６５ｂの温度が１１
００℃以下であれば、 （１〉ステップ３００で読み込んだ各種パラメータのう
ち酸素濃度センサ６５の検出素子６５ａのインピーダン
スを表わす交流検出信号■ｒが検出素子６５ａの一度に
して７００℃に対応した所定値Ｖ　ｒｅｆ以上か否かを
ステップ３１０にて判定し、 （２）Ｖｒ≧ｖｒｅｆが成立していれば補正値Ｐａ江を
０．０１減らしくステップ３２０）、Ｖｒ≧Ｖ　ｒｅｆ
が成り立っていなければ補正値Ｐ（ｌＴｉを０．０１増
加しくステップ３３０）、補正値Ｐα■の値が０．９以
上１．１以内になるよう制限しくステップ５４０ないし
ステップ３２５）、この補正値Ｐα■の値を電力量の補
正計算に用いる補正ＩＰαに移しくステップ４４０）、 （Ｃ）一方、ステップ３０６での判断がｒＮＯＪ、即ち
ヒータ６５ｂの温度が１１００℃以上であるとの判断が
なされた場合には、ヒータ抵抗Ｒｈに応じた値（Ｐα■
）だけ補正値Ｐα■より減算した値を補正値Ｐαの値と
しくステップ４００゜４１０）、補正値Ｐαの値が０．
９未満とならないよう制限しくステップ４２０．４３０
＞、・（Ｄ）上記（Ｂ）または（Ｃ）の処理の後、エン
ジン５１の２つのパラメータ、回転数Ｎｅと吸気管圧カ
ーＰＩＩｌとから求める目標電力ＩＰＢを上記（Ｂ）ま
たは（Ｃ）の処理で求めた補正値Ｐαに−拠って補正し
て、ヒータ６５ｂに供給電力量を、そのデユーティＤに
よって制御する（ステップ３６０ないしステップ３９ｏ
）。

従って、第１実施例で実現された制御に加えて、ヒータ
抵抗Ｒｈの値が所定値Ｒｒ、ｅｆ以上の場合には、ヒー
タ６５ｂに供給する電力量を、目標電力量ＰＢの±１０
％以内の制限の中で修正することができ、第１実施例の
効果に加えてヒータ６５ｂの過熱による損傷を一層正確
かつ確実に防止することができるという効果を奏する。

しかも、ヒータ抵抗Ｒｈによる電力量の修正を行なう時
点での検出素子６５ａのインピーダンスに基づく補正邑
をＰα■に保存しているので、ヒータ抵抗Ｒｈの値が正
常な範囲に復すれば、直ちに直前の最善の電力量に戻し
て制御を継続することができ、制御安定性、例えばノイ
ズ等に起因したヒータ抵抗Ｒｈの値の誤検出に対する制
御上の安定性も高くなっている。

第１１図は、本実施例におけるヒータ電力量の制御の一
例を示しているが、図において、■はヒータ抵、抗Ｒｈ
がＲｒｅｒ未満であり、補正値Ｐαが０．９から１．１
の範囲に入っている区間を、■は補正値Ｐα■の値が０
．９下回った為に補正値Ｐαが０．９に制限されている
区間を、■はヒータ抵抗Ｒ１１がＲｒｅｆｉＸ上となっ
て補正値ＰαがＰα−Ｐαｆｆ−Ｐα■として算出され
ている区間を、各々示している。尚、区間■のうち更に
区間［［ａはＰαｆｆ−Ｐα■の値が０．９未満となっ
た為に補正値Ｐαの値が０．９に制限されている区間を
示している。図示、する如く、区間■においても補正値
Ｐα■の値は保存されており、ヒータ抵抗Ｒｈの値がＲ
ｒｅｆ未満となると直ちに補正値Ｐαπを用いた電力量
による制御に復している。

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に回答限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態
様で実施し得ることは勿論である。

ａ」し１カ」Ｌ 以上詳述したように、本発明の酸素ｍｒｆＩセンサ用ヒ
ータの電力量制御装置によれば、酸素ｔ１度センサのイ
ンピーダンスが酸素濃度センサ製造上のバラツキや経年
変化等によって変化した場合にも、ビータに供給する電
力量を適正に制御することができるという優れた効果を
奏する。この結果、酸素濃度センサのインピーダンスの
変化に起因して、酸素濃度センサのヒータに過大な電力
を供給して己−夕の損傷を沼いたり、過小な電力しか供
給せず酸素濃度センサを必要な濃度に保てなくなってし
まうことがあるという問題も充分に解決される。

従って、ヒータの耐久性が向上すると共に、内燃機関排
気中の酸素濃度の検出も一層正確に行なうことができる
。更にバッテリ等からの無用な電力の消費を招くことも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は本発明実施例
として説明する内燃ｉａとその周辺装置を示す概略構成
図、第３図は制御回路７５を中心とする電気的な構成を
示すブロック図、第４図は第１実施例のヒータ電力制御
ルーチンを示すフローチャート、第５図はヒータ６５ｂ
に供給される電力のデユーティを説明するグラフ、第６
図は検出素子６５ａの交流検出信号ｖｒの特性を示すグ
ラフ、第７図は目標電力量ＰＢを求めるマツプ、第８図
は本発明第２実施例のヒータ電力量制御ルーチンを示す
フローチャート、第９図はヒータ抵抗Ｒｈの特性を示す
グラフ、第１０図は補正値Ｐα■を求めるグラフ、第１
１０図は第２実施例における制御の一例を示すグラフ、
である。 ５１・・・エンジン　　　６０・・・吸気圧センサ６５
・・・酸素濃度センサ ６５ａ・・・検出素子　　６５ｂ・・・ヒータ７０・・
・回転数センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関の排気系に設けられて排気中の酸素濃度を
   検出する酸素濃度センサに備えられた酸素濃度センサ加
   熱用のヒータと、 排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する前記酸素濃度
   センサのインピーダンスを用いて該酸素濃度センサの温
   度を検出する濃度検出手段と、該検出された温度に基づ
   いて、前記ヒータに供給する電力量を制御する電力量制
   御手段と、を備えた酸素濃度センサ用ヒータの電力量制
   御装置において、 前記内燃機関の排気温度を反映するパラメータを検出す
   るパラメータ検出手段を備えると共に、前記電力量制御
   手段が、前記供給する電力量を、前記検出されたパラメ
   ータから定まる電力量の所定の範囲内に制限するよう構
   成されたことと、を特徴とする酸素濃度センサ用ヒータ
   の電力量制御装置。 ２　前記パラメータとして、少なくとも内燃機関回転数
   と内燃機関の負荷とが含まれる特許請求の範囲第１項記
   載の酸素濃度センサ用ヒータの電力量制御装置。 ３　前記電力量制御手段が、前記ヒータの抵抗値が所定
   値以上の時、前記供給する電力量を、前記検出されたパ
   ラメータから定まる電力量の所定の範囲内において補正
   するよう構成された特許請求の範囲第１項記載の酸素濃
   度センサ用ヒータの電力量制御装置。