JPS61241653A - Method for controlling oxygen concentration sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the burn and abrupt deterioration of a heating element by stopping the supply of electric current to the heating element when the high load and high rotating condition of an engine are detected. CONSTITUTION:Whether the engine speed from a revolving speed sensor 28 is below the prescribed high revolving speed or not is discriminated in an air- fuel ratio control circuit 32 when an ignition switch 34 turns on. The amt. of the air-fuel mixture to be taken into the engine 21 increases and there is the possibility that the waste gas temp. rises higher than the heat generating temp. of the heating element of an oxygen concn. sensor 30 if the engine speed is high. The current supply from a heater current supply circuit 36 to the heating element is therefore stopped by the heater current supply stop command from the circuit 32. The current supply to the heating element is thus stopped even if the exhaust gas temp. rises higher then the temp. obtd. by the heating element under the high load or during the high-speed revolution..The abrupt overheating of the heating element is consequently averted and the burn of the heating element and the abrupt deterioration of the element are prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は内燃エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出す
る酸素濃度センサの制御方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of controlling an oxygen concentration sensor that detects the oxygen concentration in exhaust gas of an internal combustion engine.

背景技術 内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等のために排気
ガス中の酸素濃度を酸素濃度センサによって検出し、そ
の検出レベルに応じてエンジンへの供給混合気の空燃比
を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比制御装置
がある。Background technology In order to purify the exhaust gas of internal combustion engines and improve fuel efficiency, the oxygen concentration in the exhaust gas is detected by an oxygen concentration sensor, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine is fed back to the target air-fuel ratio according to the detected level. There is an air-fuel ratio control device to control.

このような空燃比制御装置に用いられる酸素濃度センサ
として排気ガス中の酸素濃度に比例した出力を発生する
ものがある（特開昭５８−１５３１５５号）。かかる酸
素濃度センサは一対の平板状の酸素イオン伝導性固体電
解質材を有している。その固体電解質材は排気ガス通路
に配設されるようになされ、固体電解質材の各表裏面に
は電極が各々形成されかつ固体電解材が所定の間隙部を
介して対向するように平行に配置されている。固体電解
質材の一力が酸素ポンプ素子として、他方が酸素濃度比
例測定用電池素子として作用するようになっている。排
気ガス中において間隙部側電極が負極になるように酸素
ポンプ素子の電極間に電流を供給すると、酸素ポンプ素
子の負極面側にて間隙部内気体中の酸素ガスがイオン化
して酸素ポンプ素子内を正極面側に移動し正極面から酸
素ガスとして放出される。このとき、間隙部内の酸素ガ
スの減少により間隙部内の気体と電池素子外側の気体と
の間に酸素濃度差が生ずるので電池素子の電極間に電圧
が発生する。この電圧を一定値にするように酸素ポンプ
素子に供給する電流値を変化させると、定温においてそ
の電流値が排気ガス中の酸素濃度にほぼ直線的に比例す
ることになる。As an oxygen concentration sensor used in such an air-fuel ratio control device, there is one that generates an output proportional to the oxygen concentration in exhaust gas (Japanese Patent Laid-Open No. 153155/1983). Such an oxygen concentration sensor has a pair of flat oxygen ion conductive solid electrolyte materials. The solid electrolyte material is disposed in the exhaust gas passage, and electrodes are formed on each front and back surface of the solid electrolyte material, and the solid electrolyte materials are arranged in parallel so as to face each other with a predetermined gap in between. has been done. One of the solid electrolyte materials acts as an oxygen pump element, and the other acts as a battery element for oxygen concentration proportional measurement. When a current is supplied between the electrodes of the oxygen pump element so that the electrode on the gap side becomes the negative electrode in the exhaust gas, the oxygen gas in the gap is ionized on the negative electrode side of the oxygen pump element, and the oxygen gas inside the oxygen pump element is ionized. moves toward the positive electrode surface and is released from the positive electrode surface as oxygen gas. At this time, the decrease in oxygen gas in the gap creates an oxygen concentration difference between the gas in the gap and the gas outside the battery element, so that a voltage is generated between the electrodes of the battery element. If the current value supplied to the oxygen pump element is changed so as to maintain this voltage at a constant value, the current value will be approximately linearly proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas at a constant temperature.

かかる酸素濃度センサにおいては、酸素濃度に比例した
出力特性を得るためには定常運転時の排気ガス温度より
十分高い温度（例えば、６５０度以上）にする必要があ
る。よって、酸素ポンプ素子及び電池素子を加熱するた
めにヒータからなる加熱素子が内蔵され、酸素濃度測定
時には加熱素子に電流が供給され加熱素子が発熱するよ
うになっている。In such an oxygen concentration sensor, in order to obtain output characteristics proportional to oxygen concentration, the temperature must be sufficiently higher than the exhaust gas temperature during steady operation (for example, 650 degrees or higher). Therefore, a heating element consisting of a heater is built in to heat the oxygen pump element and the battery element, and when oxygen concentration is measured, current is supplied to the heating element so that the heating element generates heat.

しかしながら、かかる酸素濃度比例型の酸素濃度センサ
においては、エンジンの高負荷時若しくは高回転時には
エンジンに吸入される混合気量が多くなり燃焼温度が高
くなるのでその結果、排気ガス温度が上昇して加熱素子
の発熱温度より高くなり、加熱素子が焼損したり、或い
は急速に劣化するという問題点があった。However, in such an oxygen concentration proportional type oxygen concentration sensor, when the engine is under high load or at high speed, the amount of air-fuel mixture taken into the engine increases and the combustion temperature increases, resulting in an increase in the exhaust gas temperature. There is a problem in that the temperature becomes higher than the heat generation temperature of the heating element, and the heating element burns out or rapidly deteriorates.

発明の概要 本発明の目的はエンジンの高負荷時若しくは高回転時に
排気ガス温度が上昇しても酸素濃度センサの加熱素子の
焼損及び急速々劣化を防止することができる制御方法を
提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control method that can prevent burnout and rapid deterioration of the heating element of an oxygen concentration sensor even when the exhaust gas temperature rises when the engine is under high load or at high engine speed. be.

本発明の酸素濃度センサの制御方法はエンジンの高負荷
若しくは高回転状態を検出したときには加熱素子への電
流供給を停止することを特徴としている。The method for controlling an oxygen concentration sensor according to the present invention is characterized in that when a high load or high rotation state of the engine is detected, the current supply to the heating element is stopped.

実施例 以下、本発明の実施例全図面を参照しつつ説明する０ 第１図は本発明による酸素濃度センサの制御方法全適用
した車載内燃エンジンの空燃比制御装置を示している。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to all drawings. FIG. 1 shows an air-fuel ratio control device for an on-vehicle internal combustion engine to which all the oxygen concentration sensor control methods according to the present invention are applied.

本装置においては、エンジン２１の絞り弁２２下流の吸
気マニホールド２３とエアクリーナ２４の空気吐出口近
傍とは吸気２次空気供給通路２５によって連通されてい
る。吸気２次空気供給通路２５には電磁開閉弁２６が設
けられている。電磁開閉弁２６はそのソレノイド２６ｃ
ｚへの通電に工り開弁するようになっている。In this device, the intake manifold 23 downstream of the throttle valve 22 of the engine 21 and the vicinity of the air discharge port of the air cleaner 24 are communicated by an intake secondary air supply passage 25. An electromagnetic on-off valve 26 is provided in the intake secondary air supply passage 25 . The electromagnetic on-off valve 26 has a solenoid 26c.
The valve is designed to open when electricity is applied to z.

−刀、２７は吸気マニホールド２３に設けられ吸気マニ
ホールド２３内の吸気絶対圧に応じたレベルの出力を発
生する絶対圧センサ、２８はエンジン２１のクランクシ
ャフト（図示せず）の回転数に応じたレベルの出力を発
生する回転数センサ、２９にエンジン２１の冷却水温に
応じたレベルの出力を発生する冷却水温センサ、３０は
エンジン２１の排気マニホールド３１に設けられた酸素
濃度比例型の酸素濃度センサである。電磁開閉弁２６、
絶対圧センサ２７、回転数センサ２８及び水温センサ２
９は、マイクロコンピュータからなる空燃比制御回路３
２に接続されている。空燃比制御回路３２には更に大気
圧に応じたレベルの出力を発生する大気圧センサ３３及
びイグニッションスイッチ３４が接続されている。イグ
ニッションスイッチ３４のオン時に車載されたバッテリ
（図示せず）の出力電圧が空燃比制御回路３２に供給さ
れるようになっている。27 is an absolute pressure sensor that is installed in the intake manifold 23 and generates an output at a level that corresponds to the absolute intake pressure in the intake manifold 23; 28 is an absolute pressure sensor that generates an output that corresponds to the rotation speed of the crankshaft (not shown) of the engine 21; 29 is a cooling water temperature sensor that generates a level output according to the cooling water temperature of the engine 21; 30 is an oxygen concentration proportional type oxygen concentration sensor provided in the exhaust manifold 31 of the engine 21; It is. electromagnetic on-off valve 26,
Absolute pressure sensor 27, rotation speed sensor 28, and water temperature sensor 2
9 is an air-fuel ratio control circuit 3 consisting of a microcomputer.
Connected to 2. Further connected to the air-fuel ratio control circuit 32 are an atmospheric pressure sensor 33 and an ignition switch 34 that generate an output at a level corresponding to atmospheric pressure. When the ignition switch 34 is turned on, the output voltage of a battery (not shown) mounted on the vehicle is supplied to the air-fuel ratio control circuit 32.

酸素濃度センサ３０にはそのば累ポンプ素子にポンプ電
流を供給するポンプ電流供給回路３５及び加熱素子にヒ
ータ電流を供給するヒータ電流供給回路３６が接続され
ている。またポンプ電流供給回路３５及びヒータ電流供
給回路３６も空燃比制御回路３２に接続されている。The oxygen concentration sensor 30 is connected to a pump current supply circuit 35 that supplies a pump current to the pump element and a heater current supply circuit 36 that supplies a heater current to the heating element. Further, a pump current supply circuit 35 and a heater current supply circuit 36 are also connected to the air-fuel ratio control circuit 32.

第２図に示すように酸素濃度センサ３０は一端部にリー
ド線取出口１が設けられ几ハウジング２を有しており、
該ハウジングの他端部に酸素濃度検出素子３が取り付け
られている。酸素濃度検出素子３は円筒状に形成された
保護部材１７によって囲繞され、保護部材１７の一端部
においてハウジング２の先端部に嵌着されている。保護
部材１７には周方向において等間隔に例えば４つずつの
排気ガス通過孔１７αが形成されている。なお、図中の
Ａ−Ａ線より左の部分が排気マニホールド３１内に位置
する。As shown in FIG. 2, the oxygen concentration sensor 30 has a lead wire outlet 1 at one end and a housing 2.
An oxygen concentration detection element 3 is attached to the other end of the housing. The oxygen concentration detection element 3 is surrounded by a cylindrical protection member 17, and one end of the protection member 17 is fitted into the tip of the housing 2. For example, four exhaust gas passage holes 17α are formed in the protection member 17 at equal intervals in the circumferential direction. Note that the portion to the left of line A-A in the figure is located inside the exhaust manifold 31.

第３図に示されるように酸素濃度検出素子３は互いに平
行にされ几一対の長手平板状素子４及び５を有し、その
両側に板状加熱素子６及び７が付着されている。第４図
及び第５図から明らかなように、素子４及び５は互いの
主面が対向するように平行に配置され、且っ各長手方向
における一端部間に間隙部８を設けて他端部にてスペー
サ９を介して結合されている。一方の素子４は酸素ポン
プ素子であり、その主体は酸素イオン導電性固体電解質
の焼結体から成る。酸素ポンプ素子４の一端部４ａ（ｆ
ｃはその表裏面の相対する位置に多孔質の耐熱金属から
成る正方形状の電極層１１及び１２が夫々設けられてい
る。−力の電極層１１には耐熱金属から成り素子４の他
端部４ｈまで直線的に伸長する引き出し線１１αが接続
されている。As shown in FIG. 3, the oxygen concentration detection element 3 has a pair of longitudinal flat plate elements 4 and 5 which are parallel to each other, and plate heating elements 6 and 7 are attached to both sides thereof. As is clear from FIGS. 4 and 5, the elements 4 and 5 are arranged in parallel so that their main surfaces face each other, and a gap 8 is provided between one end in the longitudinal direction, and the other end They are connected via a spacer 9 at the portion. One element 4 is an oxygen pump element, which is mainly composed of a sintered body of an oxygen ion conductive solid electrolyte. One end 4a (f
Square-shaped electrode layers 11 and 12 made of porous heat-resistant metal are provided at opposing positions on the front and back surfaces of C, respectively. - A lead wire 11α made of a heat-resistant metal and extending linearly to the other end 4h of the element 4 is connected to the power electrode layer 11.

なお、引き出し線１１αは、正方形状電極層１１の角部
に接続されている。同様に、他力の電極層１２にも酸素
ポンプ素子４の他端部４ｂに直線的に達する引き出し線
１２αが接続されている。ただし、この引き出し線１２
αは正方形状電極層１２の角部のうち、上記引き出し線
ｌｌａが接続した電極層１１の角部に対応しない刀の角
部に接続している。引き出し線１２αは素子４の他端部
４ｈにおいて該素子の表裏を貫通しているスルーホール
４ｃｆ通じてその反対側の取り出し部１２ｈに接続され
ている。また、引き出し線１１ａは他端部４ｈに形成さ
れた取り出し部１１ｈに接続されている。すなわち、素
子４の一力の主面に電極層１１及び１２の各取り出し部
１１ｈ、１２ｈが配設されているのである。Note that the lead wire 11α is connected to a corner of the square electrode layer 11. Similarly, a lead wire 12α that linearly reaches the other end 4b of the oxygen pump element 4 is also connected to the external electrode layer 12. However, this lead line 12
α is connected to a corner of the square electrode layer 12 that does not correspond to the corner of the electrode layer 11 to which the lead line lla is connected. The lead wire 12α is connected to the lead-out portion 12h on the opposite side at the other end 4h of the element 4 through a through hole 4cf passing through the front and back sides of the element. Further, the lead wire 11a is connected to a take-out portion 11h formed at the other end portion 4h. That is, the respective lead-out portions 11h and 12h of the electrode layers 11 and 12 are disposed on one main surface of the element 4.

他力の素子５は酸素濃度比測定用電池素子であり、酸素
ポンプ素子４と同様にその主体は酸素イオン導電性固体
電解質の焼結体から成る。この電池素子５は酸素ポンプ
素子４と同様に構成されており、その表裏面に圧力形状
の電極層１３及び１４並ひに引き出し線（１３（Ｚ）、
１４αを有し、電極層１３が設けられた主面に取り出し
部（１３ｈ）＋１４ｈが形成されている。なお、引き出
し線１４αと取り出し部１４ｈはスルーホール５Ｃｉ通
じて接続している。The external force element 5 is a battery element for measuring oxygen concentration ratio, and like the oxygen pump element 4, its main body is made of a sintered body of an oxygen ion conductive solid electrolyte. This battery element 5 has the same structure as the oxygen pump element 4, and has pressure-shaped electrode layers 13 and 14 and lead wires (13 (Z),
14α, and a take-out portion (13h)+14h is formed on the main surface on which the electrode layer 13 is provided. Note that the lead wire 14α and the extraction portion 14h are connected through the through hole 5Ci.

上記した素子４及び５の主体をなす酸素イオン導電性固
体電解質として使用される代表的なものはジルコニアの
イントリアあるいはカルシア等との固容体であるが、そ
の他、二酸化セリウム、二酸化トリウム、二酸化ハフニ
ウム等の各固容体が使用可能である。また、電極層１１
，１２．１３及び１４、引き出し線１１α、１２ａ、（
１３ｄ）。Typical oxygen ion conductive solid electrolytes that form the main body of elements 4 and 5 described above are solid bodies of zirconia with intoria or calcia, but other materials include cerium dioxide, thorium dioxide, hafnium dioxide, etc. Each solid medium can be used. In addition, the electrode layer 11
, 12.13 and 14, lead lines 11α, 12a, (
13d).

１４ａ、取り出し部１１ｂ、ｔ２Ａ　、（４３ｈ）。14a, take-out part 11b, t2A, (43h).

１４ｈとしては、Ｐｔ　、　ＲｔＬ、　Ｐｄ、等が使用
され、具体的にはこれらの金属をフレーム溶射、化学メ
ッキあるいは蒸着などの各方法を用いて被着形成する０ ここで、第３図に示される板状の加熱素子６及び７につ
いて説明する。As the 14h, Pt, RtL, Pd, etc. are used, and specifically, these metals are deposited using various methods such as flame spraying, chemical plating, or vapor deposition. The plate-shaped heating elements 6 and 7 will be explained.

加熱素子６及び７の主体は上述した素子４及び５よりも
少し長手方向の寸法が小さい長方形のアルミナ、スピネ
ルなどの絶縁性無機質板状体から成る。加熱素子６の一
端部には上記素子４上の電極層１１の位置及び形状に適
合させた開口部６αが形成されている。加熱素子６には
この開口部６αの周囲にヒータ線６ｈが波状に配設され
、且つ、該加熱素子の他端部に形成された取り出し部６
ｃに引き出し線６ｄを介して電気的に構成されている。The main bodies of the heating elements 6 and 7 are rectangular insulating inorganic plates made of alumina, spinel, etc., which are slightly smaller in longitudinal dimension than the above-mentioned elements 4 and 5. An opening 6α adapted to the position and shape of the electrode layer 11 on the element 4 is formed at one end of the heating element 6. The heating element 6 has a heater wire 6h arranged in a wavy manner around the opening 6α, and a take-out portion 6 formed at the other end of the heating element.
c through a lead wire 6d.

なお、ヒータ線６ｈ、取り出し部６Ｃ及び引き出し線６
ｄ、はＦｔ　等の耐熱金属よりなる。また図示されては
いないが、他力の加熱素子７にも加熱素子６と同様の開
口部、ヒータ線（７ｂ〕等が設けられている。In addition, the heater wire 6h, the take-out part 6C, and the lead wire 6
d is made of a heat-resistant metal such as Ft. Further, although not shown, the external heating element 7 is also provided with an opening, a heater wire (7b), etc. similar to the heating element 6.

次いで、上記した構成の酸素濃度センサ３０による酸素
濃度検出状況を説明する。Next, the state of oxygen concentration detection by the oxygen concentration sensor 30 having the above-described configuration will be explained.

酸素ポンプ素子４の外側電極層１１が正極になるように
電極層１１．１２間にポンプ電流供給回路３５によって
ポンプ電流が供給されることにより該素子の固体電解質
内を酸素イオンが内側電極層１２から外側電極層１１へ
移動し、素子４と電池素子５との間の間隙部８に存在す
る酸素が素子４の外側へ汲み出される。A pump current is supplied between the electrode layers 11 and 12 by the pump current supply circuit 35 so that the outer electrode layer 11 of the oxygen pump element 4 becomes a positive electrode, so that oxygen ions flow through the solid electrolyte of the element. The oxygen moves from the oxygen to the outer electrode layer 11, and the oxygen present in the gap 8 between the element 4 and the battery element 5 is pumped out to the outside of the element 4.

上記の如く間隙部８から酸素が汲み出されると、電池素
子５の外側、即ち、排気ガスと間隙部８内の気体との間
に酸素濃度の差を生ずる。When oxygen is pumped out from the gap 8 as described above, a difference in oxygen concentration occurs between the outside of the battery element 5, that is, the exhaust gas, and the gas inside the gap 8.

この酸素濃度差にエク電池素子５の電極層１３゜１４間
に電圧が発生する。この電圧は酸素濃度センサ３０にそ
の間隙部８の３力向開ロ部から自由に流入する酸素量と
、酸素ポンプ素子４により間隙部８から外側へ汲み出さ
れる酸素量とが平衡状態に達した時点で一定となる。Due to this oxygen concentration difference, a voltage is generated between the electrode layers 13 and 14 of the Ecstatic battery element 5. This voltage is determined when the amount of oxygen that freely flows into the oxygen concentration sensor 30 from the three-force opening portion of the gap 8 and the amount of oxygen pumped outward from the gap 8 by the oxygen pump element 4 reach an equilibrium state. It becomes constant at that point.

そして、この発生電圧にポンプ電流供給回路３５に供給
され、ポンプ電流供給回路３５によって発生電圧が予め
定められた一定値に維持されるようにポンプ電流値が制
御される。よって、定温においてその電流量は排気ガス
中の酸素濃度にほぼ直線的に比例することになる。This generated voltage is then supplied to the pump current supply circuit 35, and the pump current value is controlled by the pump current supply circuit 35 so that the generated voltage is maintained at a predetermined constant value. Therefore, at a constant temperature, the amount of current is approximately linearly proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas.

空燃比制御回路３２は電流供給回路３５から酸素ポンプ
素子４に供給されるポンプ電流値に応じてエンジン２１
に供給された混合気の空燃比が目標空燃比よジもリッチ
及びリーンのいずれであるかを判別する。すなわち、ポ
ンプ電流値が目標空燃比に対応する基準値以下のときリ
ッチとし、基準値以上のときリーンとする。この判別結
果に応じて電磁開閉弁２６の開閉を制御することにより
吸気２次空気が吸気マニホールド２３に供給され、供給
混合気の空燃比が目標空燃比にフィードパ・ツク制御さ
れるのである。The air-fuel ratio control circuit 32 controls the engine 21 according to the pump current value supplied to the oxygen pump element 4 from the current supply circuit 35.
It is determined whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the target air-fuel ratio is rich or lean compared to the target air-fuel ratio. That is, when the pump current value is less than or equal to a reference value corresponding to the target air-fuel ratio, it is determined to be rich, and when it is equal to or greater than the reference value, it is determined to be lean. By controlling the opening and closing of the electromagnetic on-off valve 26 in accordance with the determination result, intake secondary air is supplied to the intake manifold 23, and the air-fuel ratio of the supplied air-fuel mixture is feed-pack controlled to the target air-fuel ratio.

かかる空燃比フィードバック制御はエンジンの高負荷時
、高回転時又は低温時には停止されて空燃比ｆｌ　ＩＪ
ッチ化される。Such air-fuel ratio feedback control is stopped when the engine is under high load, at high engine speeds, or at low temperatures, and the air-fuel ratio fl IJ
It will be converted into a patch.

加熱素子６及び７はその取り出し部６ｃ、（７ｃ）の各
間にヒータ電流供給回路３６がヒータ電流を供給するこ
とによって引き出し線６ｄ　、（７ｄ）を介してヒータ
線６ｈ　、　（７ｈ）に通電され、ヒータ線６，６．（
７ｈ）が発熱して酸素濃度検出素子３を加熱する。The heater current supply circuit 36 supplies heater current between the extraction portions 6c and (7c) of the heating elements 6 and 7, so that the heater wires 6h and 7h are energized via the lead wires 6d and 7d. and the heater wires 6,6. (
7h) generates heat and heats the oxygen concentration detection element 3.

ヒータ電流供給回路３６によるヒータ電流の供給は空燃
比制御回路３２によって制御される。空燃比制御回路３
２はヒータ電流を供給するときヒータ電流供給回路３６
に対して電流供給指令全発生し、ヒータ電流の供給を停
止するとき電流供給停止指令を発生する。ヒータ電流供
給回路３６は電流供給指令に応じて加熱素子６及び７に
ヒータ電流の供給を開始し、電流供給停止指令に応じて
ヒータ電流の供給を停止する。The supply of heater current by the heater current supply circuit 36 is controlled by the air-fuel ratio control circuit 32. Air-fuel ratio control circuit 3
2 is a heater current supply circuit 36 when supplying heater current;
A full current supply command is generated for the heater current, and a current supply stop command is generated when the supply of heater current is stopped. The heater current supply circuit 36 starts supplying heater current to the heating elements 6 and 7 in response to the current supply command, and stops supplying the heater current in response to the current supply stop command.

次に、空燃比制御回路３２によって実行される本発明の
酸素濃度センサの制御方法の手順を第６図に示した動作
フロー図に従って説明する。Next, the procedure of the method of controlling the oxygen concentration sensor of the present invention executed by the air-fuel ratio control circuit 32 will be explained according to the operational flowchart shown in FIG.

本手順においては、先ず、イグニッションスイッチ３４
がオンか否かが判別される（ステップ５１）。In this procedure, first, the ignition switch 34
It is determined whether or not it is on (step 51).

イグニッションスイッチ３４がら空燃比制御回路３２に
バッテリの出力電圧が供給されていないときにはイグニ
ッションスイッチ３４はオフである。When the output voltage of the battery is not supplied to the air-fuel ratio control circuit 32 from the ignition switch 34, the ignition switch 34 is off.

イグニッションスイッチ３４がオフならば、ヒータ電流
の供給を停止すべくヒータ電流供給回路３６に対して電
流供給停止指令が発生される〔ステップ５２〕。イグニ
ッションスイッチ３４がオンならば、エンジン回転数Ｎ
ｇが所定高回転数ＮＨ（例えば、４０００　ｒ、ｐ、ｍ
）以下であるか否かが判別される（ステップ５３）。エ
ンジン回転数ＮｇＨ回転数セ／す２８の出力信号から検
出される。Ｎｅ≧ＮＨならば、エンジン回転数が高い故
にエンジン２１に吸入される混合気量が多くカリ排気ガ
ス温度が加熱素子６及び７の発熱温度より上昇する可能
性があるのでステップ５２が実行されヒータ電流の供給
が停止される。Ｎ　ｅ　（ＮＨならば、高回転数でない
ので、冷却水温Ｔｗが所定低温度Ｔ１゛（例えば、７０
Ｃ〕以下であるか否かが判別される（ステップ５４）。If the ignition switch 34 is off, a current supply stop command is issued to the heater current supply circuit 36 to stop the supply of heater current [step 52]. If the ignition switch 34 is on, the engine speed N
g is a predetermined high rotational speed NH (for example, 4000 r, p, m
) or less is determined (step 53). The engine rotation speed NgH is detected from the output signal of the rotation speed unit 28. If Ne≧NH, since the engine speed is high, there is a large amount of air-fuel mixture sucked into the engine 21, and the potassium exhaust gas temperature may rise above the heat generation temperature of the heating elements 6 and 7, so step 52 is executed and the heater Current supply is stopped. N e (If it is NH, the rotation speed is not high, so the cooling water temperature Tw is at a predetermined low temperature T1゛ (for example, 70
C] or less is determined (step 54).

冷却水温Ｔｗハ冷却水温センサ２９の出力信号から検出
される。Ｔｗ＜Ｔ、ならば、空燃比フィードバック制御
を停止するので無駄な電力消費を防止するためにステッ
プ５２が実行される。The cooling water temperature Tw is detected from the output signal of the cooling water temperature sensor 29. If Tw<T, air-fuel ratio feedback control is stopped, so step 52 is executed to prevent wasteful power consumption.

Ｔｗ≧Ｔ、ならば、絶対圧センサ２７の出力信号から検
出される吸気絶対圧ＰＢＡによって高負荷を判別するた
めに基準値ＰＢＡｒが設定される（ステップ５５）０基
準値ＰＢＡｒはＰｎＡｒ＝ＰＡ（７６０−ＰＢＡＩ）な
る式から算出される。ＰＢＡＩは所定値であり、例えば
、７００闘Ｈｐであり、またＰＡは大気圧であり、大気
圧センサ３３の出力信号から検出される。If Tw≧T, a reference value PBAr is set to determine high load based on the intake absolute pressure PBA detected from the output signal of the absolute pressure sensor 27 (step 55).The 0 reference value PBAr is PnAr=PA( 760-PBAI). PBAI is a predetermined value, for example, 700 HP, and PA is atmospheric pressure, which is detected from the output signal of the atmospheric pressure sensor 33.

かかる補正により高度が太になるに従って大気圧ＰＡが
低下するので基準値ＰＢＡｒも低下するようになる。次
に、吸気絶対圧ＰＢＡが基準値ＰＢ’Ａｒ以下であるか
否かが判別される（ステ・ツブ５６）。Due to this correction, the atmospheric pressure PA decreases as the altitude increases, so the reference value PBAr also decreases. Next, it is determined whether the intake absolute pressure PBA is less than or equal to the reference value PB'Ar (step 56).

ＰＢＡ　＞　ＰｎＡｒならば、エンジンは高負荷状態に
ある故に高回転状態と同様にエンジン２１の吸入混合気
量、が多くなり排気ガス温度が加熱素子６及び７の発熱
温度より上昇する可能性があるのでステツブ５２が実行
される。ＰＢＡ≦ＰＢＡｒ　　ならば、高負荷状態でな
いのでヒータ電流を供給すべくヒータ電流供給回路３６
に対して電流供給指令が発生される（ステップ５７）。If PBA > PnAr, since the engine is in a high load state, the intake air mixture amount of the engine 21 will increase as in a high rotation state, and the exhaust gas temperature may rise above the heat generation temperature of the heating elements 6 and 7. Therefore, step 52 is executed. If PBA≦PBAr, it is not a high load state, so the heater current supply circuit 36
A current supply command is generated for (step 57).

発明の効果 以上の如く、本発明の酸素濃度センサの制御方法におい
ては、エンジンの高負荷若しくは高回転状態を検出した
ときには加熱素子への電流の供給が停止される。よって
、高負荷若しくは高回転時に排気ガス温度が加熱素子に
よって得られる温度以上に上昇しても加熱素子への電流
供給停止により加熱素子が急に過熱することが回避され
るので加熱素子の焼損、及び急速な劣化を防止すること
ができる。また空燃比制御装置に適用した場合に高負荷
若しくは高回転時には空燃比フィードバック制御が停止
されるので酸素濃度センサの出力特性が所望の比例特性
でなくても空燃比制御に悪影響を与えることもない。更
に、バッテリ等の電源の消費電力量を減少させることが
できる。特に、酸素濃度比例型の酸素濃度センサの場合
、比例しないものより酸素濃度検出素子の温度を高く設
定する必要があるので加熱素子への電流供給停止による
電源に対する負荷軽減は大きく消費電力量の減少も犬と
なるという利点がある。Effects of the Invention As described above, in the oxygen concentration sensor control method of the present invention, when a high load or high rotation state of the engine is detected, the supply of current to the heating element is stopped. Therefore, even if the exhaust gas temperature rises above the temperature obtained by the heating element during high load or high rotation, the sudden overheating of the heating element is avoided by stopping the current supply to the heating element, thereby preventing burnout of the heating element. and rapid deterioration can be prevented. In addition, when applied to an air-fuel ratio control device, air-fuel ratio feedback control is stopped at high loads or high rotations, so even if the output characteristics of the oxygen concentration sensor are not the desired proportional characteristics, there will be no adverse effect on air-fuel ratio control. . Furthermore, the amount of power consumed by a power source such as a battery can be reduced. In particular, in the case of oxygen concentration proportional type oxygen concentration sensors, it is necessary to set the temperature of the oxygen concentration detection element higher than that of non-proportional oxygen concentration sensors, so stopping the current supply to the heating element greatly reduces the load on the power supply and reduces power consumption. It also has the advantage of being a dog.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の制御方法を適用した空燃比制御装置を
示すブロック図、第２図は第１図の装置中の酸素濃度セ
ンサを具体的に示す側面図、第３図ないし第５図は酸素
濃度センサの内部構成を示す図、第６図は本発明の制御
方法の手順を示す動作フロー図である。 主要部分の符号の説明 ３・・・酸素濃度検出素子　６，７・・・加熱素子８・
・・間隙部 １１ないし１４・・・電極層 １７・・・保護部材 １７α・・・排気ガス通過孔 ２２・・・絞ジ弁 ２３・・・吸気マニホールド ２６・・・電磁開閉弁　　　２７・・・絶対圧センサ２
８・・・回転数センサ　　２９・・・冷却水温センサ３
０・・・酸素濃度センサ ３１・・・排気マニホールドFIG. 1 is a block diagram showing an air-fuel ratio control device to which the control method of the present invention is applied, FIG. 2 is a side view specifically showing the oxygen concentration sensor in the device of FIG. 1, and FIGS. 3 to 5 6 is a diagram showing the internal configuration of the oxygen concentration sensor, and FIG. 6 is an operation flow diagram showing the procedure of the control method of the present invention. Explanation of symbols of main parts 3...Oxygen concentration detection element 6, 7...Heating element 8.
... Gap portions 11 to 14 ... Electrode layer 17 ... Protective member 17α ... Exhaust gas passage hole 22 ... Throttle valve 23 ... Intake manifold 26 ... Solenoid on-off valve 27 ... Absolute pressure sensor 2
8... Rotation speed sensor 29... Cooling water temperature sensor 3
0...Oxygen concentration sensor 31...Exhaust manifold

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 内燃エンジンの排気ガス通路に設けられて排気ガス中の
酸素濃度に比例する出力を発生する酸素濃度検出素子と
電流が供給されると発熱して前記酸素濃度検出素子を加
熱する加熱素子とを有する酸素濃度センサの制御方法で
あって、エンジンの高負荷若しくは高回転状態を検出し
たときには前記加熱素子への電流供給を停止することを
特徴とする制御方法。It has an oxygen concentration detection element that is installed in an exhaust gas passage of an internal combustion engine and generates an output proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas, and a heating element that generates heat and heats the oxygen concentration detection element when an electric current is supplied. 1. A method of controlling an oxygen concentration sensor, the method comprising: stopping the supply of current to the heating element when a high load or high rotation state of the engine is detected.