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JPH0531738B2 - - Google Patents
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JPH0531738B2 - - Google Patents

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JPH0531738B2
JPH0531738B2 JP58233394A JP23339483A JPH0531738B2 JP H0531738 B2 JPH0531738 B2 JP H0531738B2 JP 58233394 A JP58233394 A JP 58233394A JP 23339483 A JP23339483 A JP 23339483A JP H0531738 B2 JPH0531738 B2 JP H0531738B2
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power
temperature
oxygen sensor
oxygen concentration
sensor
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JP58233394A
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Takashi Harada
Takehiro Kikuchi
Akio Kobayashi
Masakazu Pponda
Susumu Harada
Masaya Fujimoto
Masatoshi Suzuki
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NipponDenso Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸酸素センサの温度制御装置、特に内
燃機関の排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ
の活性化温度を維持する温度制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a temperature control device for an oxygen sensor, and more particularly to a temperature control device for maintaining the activation temperature of an oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine. .

〔従来技術〕[Prior art]

従来、酸素濃度を検出する手段として磁気式、
密度式、熱伝導式等の酸素濃度検出器が用いられ
ている。この内でも特にジルコニア等の固体電解
質を用いた限昇電流式の酸素濃度検出器はリニア
な出力特性上から内燃機関等の精密な燃焼制御用
センサとして注目されている。
Conventionally, magnetic type,
Oxygen concentration detectors such as density type and thermal conduction type are used. Among these, current-limiting oxygen concentration detectors using solid electrolytes such as zirconia are attracting attention as sensors for precise combustion control in internal combustion engines due to their linear output characteristics.

ところで、酸素濃度検出器による酸素濃度の検
出は検出器出力の安定した領域でかつほぼ一定の
温度で行なうことが重要である。そのため例えば
自動車用の内燃機関においては内燃機関の排気温
を制御したりあるいは排気温が低い場合にはヒー
ターにより酸素濃度検出器を活性化したり(特開
昭57−48648)またヒーター兼用の温度測定装置
を酸素濃度検出器内に設け温度がほぼ一定化する
ようにヒーターの発熱量を制御していた(特開昭
57−192852号)。
Incidentally, it is important that the oxygen concentration be detected by the oxygen concentration detector in a region where the detector output is stable and at a substantially constant temperature. For example, in internal combustion engines for automobiles, the exhaust temperature of the internal combustion engine is controlled, or when the exhaust temperature is low, the oxygen concentration detector is activated by a heater (Japanese Patent Laid-Open No. 57-48648), and the heater also serves as a temperature sensor. A device was installed inside the oxygen concentration detector to control the amount of heat generated by the heater so that the temperature remained almost constant (Japanese Patent Laid-Open No.
57-192852).

ところが上記の従来技術の内、排気温を制御す
る方法は内燃機関の運転に大きな制約を及ぼし
又、排気低温時単にヒーター加熱する方法では酸
素濃度検出器の温度を迅速に昇温させるのに役立
つが一定の温度に維持するのは困難である。さら
に酸素濃度検出器内に温度検出装置を備えたよう
な場合にはセンサー自体の構造が複雑となり量産
が困難で故障の可能性も高くなるとともに、ヒー
ター兼用の温度検出装置ではヒーターそのものの
温度を検出してしまい酸素濃度検出部分はまだ低
温であるような事態も生じ、精密な内燃機関制御
に支障を生じる可能性もあつた。
However, among the above-mentioned conventional techniques, the method of controlling the exhaust gas temperature greatly restricts the operation of the internal combustion engine, and the method of simply heating the heater when the exhaust temperature is low is useful for quickly raising the temperature of the oxygen concentration detector. is difficult to maintain at a constant temperature. Furthermore, if the oxygen concentration detector is equipped with a temperature detection device, the structure of the sensor itself will be complicated, making it difficult to mass produce and increasing the possibility of failure. There was also a situation where the oxygen concentration detection part was still at a low temperature even after the oxygen concentration was detected, and there was a possibility that precise control of the internal combustion engine would be hindered.

このような問題を解決するものとして、内燃機
関の運転状態に応じた熱量を酸素センサに与える
ことにより、内燃機関の状態にかかわらず、酸素
センサの温度を活性状態に維持しようとするもの
がある 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、電源電圧変動あるいは発熱手段の経年
抵抗値変化などがあつた場合は所望の発熱量とな
らない。従つて、実際には供給電力が不足してき
ているのにもかかわらず、最初から設定されてい
る電圧あるいは抵抗値に基づいて電力を供給する
ため、必要よりも少ない電力となり、酸素センサ
が十分に活性化しない状態で酸素量を検出してし
まうことになる。このため酸素センサが不正確な
出力をすることになる。
One solution to this problem is to maintain the temperature of the oxygen sensor in an active state regardless of the state of the internal combustion engine by providing the oxygen sensor with an amount of heat that corresponds to the operating state of the internal combustion engine. [Problems to be Solved by the Invention] However, if there is a fluctuation in the power supply voltage or a change in the resistance value of the heat generating means over time, the desired amount of heat generation may not be obtained. Therefore, even though the power supply is actually becoming insufficient, power is supplied based on the voltage or resistance value set from the beginning, resulting in less power than necessary, and the oxygen sensor is not fully functioning. This means that the amount of oxygen will be detected without activation. This causes the oxygen sensor to give an inaccurate output.

本発明は酸素センサの構造を複雑化させず、か
つ酸素センサの活性化を確実にして、正確な出力
を得ることができる酸素センサの温度制御装置の
提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a temperature control device for an oxygen sensor that does not complicate the structure of the oxygen sensor, ensures activation of the oxygen sensor, and provides accurate output.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の酸素センサの温度制御装置は、第1図
に例示するごとく、 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、 前記内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサを加熱する発熱手段と、 該発熱手段に供給される電力を指令信号に応じ
て調節する供給電力調節手段と、 前記発熱手段に実際に供給された電力を示す信
号を出力する電力検出手段と、 前記運転状態検出手段により検出された内燃機
関の運転状態に基づき前記発熱手段を加熱すべき
状態を判定する判定手段と、 該判定手段が加熱すべき状態であると判別した
場合に、前記酸素センサの目標温度に対応する必
要電力が供給されるように前記電力検出手段によ
り検出された検出電力に応じて前記供給電力調節
手段への指令信号を調節する発熱量制御手段と、 を備えることを特徴とする。
As illustrated in FIG. 1, the temperature control device for an oxygen sensor of the present invention includes: an operating state detection means for detecting the operating state of an internal combustion engine; and an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine. a heat generating means; a supply power adjusting means for adjusting the power supplied to the heat generating means in accordance with a command signal; a power detecting means for outputting a signal indicating the power actually supplied to the heat generating means; and the operating state. determining means for determining a state in which the heating means should be heated based on the operating state of the internal combustion engine detected by the detecting means; and a heat generation amount control means that adjusts a command signal to the power supply adjustment means in accordance with the detected power detected by the power detection means so that the required power corresponding to the power is supplied.

〔作用〕[Effect]

判定手段が、運転状態検出手段から得られたデ
ータに基づいて、発熱手段の加熱すべき状態を判
定する。この判定結果により、発熱量制御手段
が、酸素センサの目標温度に対応する必要電力を
発熱手段に供給する。この供給が適切に行われる
ように、発熱量制御手段は前記電力検出手段によ
り検出された検出電力に応じて前記供給電力調節
手段への指令信号を調節する。このことにより、
酸素センサの活性化が適切になされる。
The determining means determines the state in which the heat generating means should be heated based on the data obtained from the operating state detecting means. Based on this determination result, the calorific value control means supplies the necessary power corresponding to the target temperature of the oxygen sensor to the heat generating means. In order to perform this supply appropriately, the calorific value control means adjusts a command signal to the power supply adjustment means in accordance with the detected power detected by the power detection means. Due to this,
Activation of the oxygen sensor is done properly.

例えば、電源電圧変動あるいは発熱手段の経年
抵抗値変化などにより、電力の変動があつた場合
は、発熱量制御手段が、電力検出手段の出力に基
づきその変動を捉え、更にその変動に基づき供給
電力調節手段により、発熱手段に供給される電力
を調節する。このことにより、電源電圧変動ある
いは発熱手段の経年抵抗値変化があつても、常に
酸素センサを活性化でき、正確に酸素の濃度状態
を知ることができる。
For example, if there is a fluctuation in power due to fluctuations in the power supply voltage or changes in the resistance value of the heat generating means over time, the heat generation control means detects the fluctuation based on the output of the power detection means, and further calculates the amount of power supplied based on the fluctuation. The regulating means regulates the electric power supplied to the heat generating means. As a result, even if there is a fluctuation in the power supply voltage or a change in the resistance value of the heat generating means over time, the oxygen sensor can always be activated and the oxygen concentration state can be accurately determined.

このように、酸素センサの活性化状態を維持す
るのに、温度検出装置を用いず、酸素センサへの
電力検出手段を用いているため、酸素センサに温
度検出手段を設けることなく、簡単な電力検出手
段を酸素センサとは別に設けるだけでよい。従つ
て、酸素センサの構造を複雑化させず、かつ酸素
センサを活性化を確実にして、正確な出力を得る
ことができる。
In this way, in order to maintain the activated state of the oxygen sensor, a temperature detection device is not used, but instead a power detection means is used for the oxygen sensor. It is only necessary to provide the detection means separately from the oxygen sensor. Therefore, it is possible to ensure activation of the oxygen sensor and obtain accurate output without complicating the structure of the oxygen sensor.

次に本発明の実施例を図面とともに説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は自動車のエンジンの電子式燃料噴射装
置とそこに組み込まれた空燃比制御装置を示して
いる。即ち、1はエンジン2のシリンダ、3はシ
リンダヘツド4の各気筒の排気ポート5に連結さ
れた排気マニホールド、6はシリンダヘツド4の
吸気ポート7に連結された吸気マニホールドであ
り、吸気マニホールド6にはサージタンク8が接
続されている。サージタンク8には、図示省略エ
アクリーナからの吸入空気量を検出するエアフロ
メータ9が接続され、エアフロメータ9付近には
吸入空気温度を検出する吸気温センサ10が設置
されている。11はサージタンク8を介して各気
筒に送られる吸入空気量を制御するスロツトルバ
ルブ12を迂回する吸入空気のバイパス通路、1
3は吸気マニホールド6の吸気ポート7側先端付
近に設けられた燃料の噴射量を制御する燃料噴射
弁、14はスロツトルバルブ12の開度を検出す
るスロツトル開度センサであり、前者の燃料噴射
弁13は制御回路15により駆動制御され、後者
のスロツトルセンサ14はスロツトル開度に応じ
た信号を制御回路15に出力するように接続され
る。16は排気マニホールド3に取り付けられ、
排気中の酸素濃度を検出する酸素センサとしての
酸素濃度検出部と該検出部を加熱する発熱手段と
してのヒーター部とからなる空燃比センサ、17
はエンジン2の冷却水温を検出する水温センサ、
18はエンジン2の各点火プラグ18aに所定タ
イミングでイグナイタ19から出力される高電圧
を印印するデイストリビユータ、20はデイスト
リビユータ18に取り付けられエンジン2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
であり、空燃比センサ16、水温センサ17、及
び回転数センサ20の各検出信号は、制御回路1
5に出力される。上記構成の内、エアフロメータ
9、吸気温センサ10、スロツトル開度センサ1
4、水温センサ17、回転数センサ20が内燃機
関の運転状態検出手段に該当する。又、制御回路
15は供給電力調節手段、電力検出手段、判定手
段及び発熱量制御手段を兼ねている。制御回路1
5の内、後述する通電制御回路38が供給電調節
手段に該当し、消費電力検出回路39が電力検出
手段に該当する。判定手段及び発熱量制御手段
は、マイクロコンピユータ37内で実行されるプ
ログラムで実現されている。
FIG. 2 shows an electronic fuel injection system for an automobile engine and an air-fuel ratio control system incorporated therein. That is, 1 is a cylinder of the engine 2, 3 is an exhaust manifold connected to the exhaust port 5 of each cylinder of the cylinder head 4, 6 is an intake manifold connected to the intake port 7 of the cylinder head 4, and the intake manifold 6 is connected to the exhaust port 5 of each cylinder. is connected to the surge tank 8. An air flow meter 9 that detects the intake air amount from an air cleaner (not shown) is connected to the surge tank 8, and an intake temperature sensor 10 that detects the intake air temperature is installed near the air flow meter 9. Reference numeral 11 denotes an intake air bypass passage that bypasses the throttle valve 12 that controls the amount of intake air sent to each cylinder via the surge tank 8;
Reference numeral 3 indicates a fuel injection valve that controls the amount of fuel to be injected, which is provided near the tip of the intake manifold 6 on the side of the intake port 7. Reference numeral 14 indicates a throttle opening sensor that detects the opening of the throttle valve 12; The valve 13 is driven and controlled by a control circuit 15, and the latter throttle sensor 14 is connected to output a signal to the control circuit 15 in accordance with the throttle opening. 16 is attached to the exhaust manifold 3,
An air-fuel ratio sensor 17 consisting of an oxygen concentration detection section as an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in exhaust gas and a heater section as a heat generating means for heating the detection section.
is a water temperature sensor that detects the cooling water temperature of engine 2,
Reference numeral 18 denotes a distributor that applies a high voltage output from the igniter 19 to each spark plug 18a of the engine 2 at a predetermined timing, and 20 is attached to the distributor 18 and generates a pulse signal corresponding to the rotation speed of the engine 2. The detection signals of the air-fuel ratio sensor 16, the water temperature sensor 17, and the rotation speed sensor 20 are transmitted to the control circuit 1.
5 is output. Among the above configurations, air flow meter 9, intake temperature sensor 10, throttle opening sensor 1
4. The water temperature sensor 17 and the rotation speed sensor 20 correspond to the operating state detection means of the internal combustion engine. Further, the control circuit 15 also functions as a power supply adjustment means, a power detection means, a determination means, and a heat generation amount control means. Control circuit 1
5, the energization control circuit 38, which will be described later, corresponds to the power supply adjustment means, and the power consumption detection circuit 39 corresponds to the power detection means. The determination means and the calorific value control means are realized by a program executed within the microcomputer 37.

上述した空燃比センサ16の構造を第3図イ,
ロに示す。
The structure of the air-fuel ratio sensor 16 described above is shown in FIG.
Shown in b.

第3図イにおいて16aは酸素濃度検出部であ
り断面U字状の鞘体を形成している。この酸素濃
度検出部16aの内面及び外面には電極層が設け
られ、その電極層に電気的に接続されているリー
ド線31a,31b間に所定電圧を印加すること
により、両電極層間に流れる電流を測定し排気マ
ニホールド3中を流れる排気の酸素濃度をを検出
する。また上記酸素濃度検出部16aの鞘体中に
はヒーター16bが挿入されておりリード線32
a,32b間に電圧を印加することにより発熱
し、酸素濃度検出部16aに対し熱量を供給す
る。酸素濃度検出部16aとヒーター16bとは
絶縁状態で組み合わされている。又、フード16
cが酸素濃度検出部を覆つており、そこに開けら
れている貫通孔16c1から排気が酸素濃度検出
部16aの表面に拡散現象により供給されるよう
構成されている。このフード16cは酸素濃度検
出部16aを保護すると共に排気マニホールド3
中を流れる排気からフード16c内へ拡散流入し
てくる酸素の濃度を均一化させるためのものであ
る。
In FIG. 3A, reference numeral 16a is an oxygen concentration detection section, which forms a sheath body having a U-shaped cross section. Electrode layers are provided on the inner and outer surfaces of the oxygen concentration detection section 16a, and by applying a predetermined voltage between the lead wires 31a and 31b electrically connected to the electrode layers, a current flows between the two electrode layers. is measured to detect the oxygen concentration of the exhaust gas flowing through the exhaust manifold 3. Further, a heater 16b is inserted into the sheath of the oxygen concentration detection section 16a, and a lead wire 32
By applying a voltage between a and 32b, heat is generated and the amount of heat is supplied to the oxygen concentration detection section 16a. The oxygen concentration detection section 16a and the heater 16b are combined in an insulated state. Also, hood 16
c covers the oxygen concentration detection section, and is configured such that exhaust gas is supplied to the surface of the oxygen concentration detection section 16a through a through hole 16c1 formed therein by a diffusion phenomenon. This hood 16c protects the oxygen concentration detection section 16a and also protects the exhaust manifold 3.
This is to equalize the concentration of oxygen that diffuses and flows into the hood 16c from the exhaust gas flowing therein.

上記空燃比センサ16の酸素濃度検出部16
a、ヒーター16b及びフード16cは取付台座
16dにより固定一体化され、排気マニホールド
3に固着されている。
Oxygen concentration detection section 16 of the air-fuel ratio sensor 16
a, the heater 16b and the hood 16c are fixedly integrated by a mounting base 16d, and are fixed to the exhaust manifold 3.

上記の空燃比センサ16のフード16cは一重
のフードであつたが第3図ロの如く排気中の酸素
濃度を更に均一化して取り込むために各々貫通孔
16e1,16f1を有する二重のフード16
e,16fを設けても良い。もちろんこれらの構
成も、適当な取付台座16gにより排気マニホー
ルド3に取り付けられている。
The hood 16c of the air-fuel ratio sensor 16 described above was a single hood, but as shown in FIG.
e, 16f may be provided. Of course, these structures are also attached to the exhaust manifold 3 using a suitable mounting base 16g.

次に第4図に上述の制御回路15の構成を表わ
すブロツク図を示す。図において31は空燃比セ
ンサ16の酸素濃度検出部16aに所定の電圧を
印加するための印加電源、32は検出部16aに
流れる電流を検出するための抵抗、33は抵抗3
2における降下電圧を所定倍に増幅するための増
幅回路、34は増幅回路33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、エアフロメータ9、吸気温センサ10、スロ
ツトル開度センサ14、水温センサ17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変換器である。また35はマイクロ
コンピユータ37にて演算され、出力された制御
信号によつて制御される駆動回路を表わし、燃料
噴射弁13を駆動し、マイクロコンピユータ37
にて算出された所望量の燃料エンジン2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19もマイクロコンピユータ37にて、デ
イストリビユータ18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。
Next, FIG. 4 shows a block diagram showing the configuration of the above-mentioned control circuit 15. In the figure, 31 is an application power source for applying a predetermined voltage to the oxygen concentration detection section 16a of the air-fuel ratio sensor 16, 32 is a resistor for detecting the current flowing to the detection section 16a, and 33 is a resistor 3.
2 is an amplifier circuit for amplifying the voltage drop at 2 by a predetermined time; 34 is an output signal from the amplifier circuit 33, that is, an analog signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas, an air flow meter 9, an intake temperature sensor 10, and a throttle opening degree; This is an A/D converter that receives analog signals detected by the sensor 14, water temperature sensor 17, etc., and converts them into digital signals. Further, 35 represents a drive circuit which is controlled by a control signal calculated and outputted by the microcomputer 37, and drives the fuel injection valve 13.
This circuit outputs a drive signal for supplying the desired amount of fuel calculated in the engine 2 to the engine 2. The igniter 19 is also controlled by the microcomputer 37 so as to output a high voltage to the distributor 18 at a predetermined timing.

38も同様にマイクロコンピユータ37に制御
され、空燃比センサ16のヒーター部16bへの
通電制御、例えば通電量、通電時間の制御を行な
う通電制御回路である。上記ヒーター部16bに
て消費された電力は消費電力検出回路39により
検出され、マイクロコンピユータ37のRAM
(ランダムアクセスメモリ)中のデータとなる。
38 is an energization control circuit that is similarly controlled by the microcomputer 37 and controls the energization to the heater section 16b of the air-fuel ratio sensor 16, for example, the amount of energization and the energization time. The power consumed by the heater section 16b is detected by the power consumption detection circuit 39, and the power consumed by the heater section 16b is detected by the power consumption detection circuit 39.
(random access memory).

本実施例では上記構成の内、エアフロメータ
9、吸気温センサ10、スロツトル開度センサ1
4、水温センサ17、回転数センサ20からの出
力信号に基づいて制御回路15が、空燃比センサ
16のヒーター部16bへの供給電力量を制御す
ることとなる。
In this embodiment, among the above configurations, an air flow meter 9, an intake air temperature sensor 10, a throttle opening sensor 1
4. Based on the output signals from the water temperature sensor 17 and the rotation speed sensor 20, the control circuit 15 controls the amount of power supplied to the heater section 16b of the air-fuel ratio sensor 16.

第5図に本実施例の要部であるヒーター部16
bの発熱制御を行なう第4図の通電制御回路38
及び消費電力検出部39について更に詳細に説明
する。ここで51は酸素濃度検出部を表わし、5
2はヒーター部を表わしている。53は通電制御
回路に該当するサイリスタ又はトランジスタから
なるスイツチング回路を表わし、マイクロコンピ
ユータ37側からの出力により、所定量ヒーター
部52へ電流を供給する。上記マイクロコンピユ
ータ37からの出力は第6図に示すごとくのデユ
ーテイDのパルス信号にて行なわれ、デユーテイ
Dの割合で、ヒーター部52への通電量が制御さ
れる。
FIG. 5 shows a heater section 16 which is the main part of this embodiment.
The energization control circuit 38 of FIG. 4 performs the heat generation control of b.
and the power consumption detection section 39 will be explained in more detail. Here, 51 represents an oxygen concentration detection section;
2 represents a heater section. Reference numeral 53 denotes a switching circuit consisting of a thyristor or a transistor corresponding to the energization control circuit, which supplies a predetermined amount of current to the heater section 52 based on the output from the microcomputer 37 side. The output from the microcomputer 37 is a pulse signal with a duty D as shown in FIG. 6, and the amount of current applied to the heater section 52 is controlled at the rate of the duty D.

又、54は消費電力検出回路に該当するA/D
変換回路であり、第5図中の点P1とP2との電
圧をデジタル量に変換してマイクロコンピユータ
37へ出力されている。56は電圧検出用の抵抗
であり、Tmは電源から電圧が印加されている端
子を示す。
Also, 54 is an A/D corresponding to the power consumption detection circuit.
This converter circuit converts the voltage between points P1 and P2 in FIG. 5 into a digital quantity and outputs it to the microcomputer 37. 56 is a voltage detection resistor, and Tm indicates a terminal to which voltage is applied from the power supply.

このような構成において、点P1に値V1の電
圧がかかつており、点P2に値V2の電圧がかか
つている場合、A/D変換器54により検出され
る電圧はV1,V2である。このことから内燃機関
の運転状態から演算されたヒーター部52への必
要な供給電力量Wを実現するためには、スイツチ
ング回路53の動作時の抵抗がヒーター部52、
抵抗56に比して無視できればば、次式(1)を満足
するデユーテイDのパルス信号をマイクロコンピ
ユータ37からスイツチング回路53へ出力すれ
ばよい。
In such a configuration, when a voltage of value V 1 is applied to point P1 and a voltage of value V 2 is applied to point P2, the voltages detected by the A/D converter 54 are V 1 , V 2 It is. From this, in order to realize the necessary amount of power W to be supplied to the heater section 52 calculated from the operating state of the internal combustion engine, the resistance during operation of the switching circuit 53 must be
If it is negligible compared to the resistor 56, a pulse signal with a duty D that satisfies the following equation (1) may be output from the microcomputer 37 to the switching circuit 53.

W=(V1−V2)・V2/r・D(%)/100…(1) 上記構成においてスイツチング回路53の抵抗
が無視できなければ点P2はヒーター部52と抵
抗56との間としてもよい。
W=(V 1 -V 2 )・V 2 /r・D (%)/100...(1) In the above configuration, if the resistance of the switching circuit 53 cannot be ignored, the point P2 is between the heater section 52 and the resistor 56. You can also use it as

他の例として、第7図に示すごとく定電流回路
71を設け、ヒーター部52への通電をスイツチ
ング回路72にて制御するものとしてもよい。こ
の場合ヒーター部52への供給電力とマイクロコ
ンピユータ37からスイツチング回路72への出
力パルススのデユーテイDとの関係は、定電流回
路71の制御により流される電流をi0とすると次
式(2)のごとくになる。
As another example, a constant current circuit 71 may be provided as shown in FIG. 7, and energization to the heater section 52 may be controlled by a switching circuit 72. In this case, the relationship between the power supplied to the heater section 52 and the duty D of the output pulses from the microcomputer 37 to the switching circuit 72 is expressed by the following equation (2), where i0 is the current flowing under the control of the constant current circuit 71. It becomes like that.

W=(V1−V2)・i0・D(%)/100 …(2) 又、別の例として第8図に示すごとく、電圧
の定電圧電源81を用い、A/D変換器82はヒ
ーター部52による電圧降下後の電圧V2を点P
3にて求めるようにしてもよい。ここで83はス
イツチング回路、84は抵抗値rの電圧検出用抵
抗である。この場合のWとDとの関係は次式のご
とくになる。
W=(V 1 - V 2 )・i 0・D (%)/100...(2) Also, as another example, as shown in Figure 8, the voltage
0 , the A/D converter 82 converts the voltage V 2 after the voltage drop due to the heater section 52 to the point P.
3 may be used. Here, 83 is a switching circuit, and 84 is a voltage detection resistor having a resistance value r. The relationship between W and D in this case is as shown in the following equation.

W=(V0−V2)・V2/r・D(%)/100…(1−1
) 次に上述した構成において各運転状態検出手段
からの入力信号に基づきヒーター部の発熱量を制
御する。この場合はヒーター部へ供給される電力
量を制御するマイクロコンピユータ37にて実行
されるプログラムのフローチヤートを説明する。
W=(V 0 −V 2 )・V 2 /r・D (%)/100…(1-1
) Next, in the above-described configuration, the amount of heat generated by the heater section is controlled based on input signals from each operating state detection means. In this case, a flow chart of a program executed by the microcomputer 37 that controls the amount of power supplied to the heater section will be explained.

第9図はそのプログラムの第一例を示すフロー
チヤートである。ここにおいて110は各種変
数、フラグを初期設定するステツプを表わす。1
20は空燃比センサ16が活性状態にあるか否か
を判定するステツプを表わす。空燃比センサ16
が活性であるか否かは酸素濃度検出部16aの固
体電解質素子に2種の電圧をかけることによりそ
の時流れる電流の差が所定値以下の場合活性と判
断したり、また同様な固体電解質素子に対する電
圧の正負を逆転させてその時流れる電流値の差を
比較したり、あるいは燃料カツト中に排気中の酸
素濃度を測定したりしてセンサが活性か否かを判
定する。130は予め設定されているデユーテイ
でヒーター部16bを制御するステツプを表わ
す。140は内燃機関の運転状態を表わす各種パ
ラメータ、例えば吸入空気量、燃料噴射量、冷却
水温、機関回転数等を読み込むステツプを表わ
す。150は排気流量を測定算出するステツプを
表わす。排気流量は上記ステツプ140で求めら
れた吸入空気量Q0とパラレルであるので、その
Q0に一定係数掛けることによつて求められる。
160は上記ステツプ140及び150にて求め
られたデータから排気温度の予想値Tを算出する
ステツプを表わす。この演算は例えば実験により
上記各種パラメータに基づくマツプから演算され
る。170は上記ステツプ160にて求められた
排気温度Tが酸素濃度検出部16aの目標温度で
あるT0未満か否かの判定をするステツプを表わ
す。180はヒーター部16bを加熱すべき電力
量を決定する制御信号のデユーテイ計算を行なう
ステツプを表わす。この計算は次のような方法に
よつてデーテイDを求める。まず温度T0の酸素
濃度検出部16aから流出する熱量Kは雰囲気温
度Tとの差の2乗に比例し気体流量Qに比例する
ので上記Kは次式(3)のように表わされる。
FIG. 9 is a flowchart showing a first example of the program. Here, 110 represents a step for initializing various variables and flags. 1
20 represents a step for determining whether or not the air-fuel ratio sensor 16 is in an active state. Air fuel ratio sensor 16
is active or not by applying two types of voltages to the solid electrolyte element of the oxygen concentration detection unit 16a, and determining that it is active if the difference in the current flowing at that time is less than a predetermined value, or It is determined whether the sensor is active or not by reversing the positive and negative sides of the voltage and comparing the difference in the current value flowing at that time, or by measuring the oxygen concentration in the exhaust gas during fuel cut. 130 represents a step for controlling the heater section 16b with a preset duty. Reference numeral 140 represents a step for reading various parameters representing the operating state of the internal combustion engine, such as intake air amount, fuel injection amount, cooling water temperature, and engine speed. 150 represents a step for measuring and calculating the exhaust flow rate. Since the exhaust flow rate is parallel to the intake air amount Q 0 found in step 140 above,
It is found by multiplying Q 0 by a constant coefficient.
160 represents a step for calculating the expected value T of the exhaust gas temperature from the data obtained in steps 140 and 150 above. This calculation is performed from a map based on the various parameters mentioned above, for example, through experiments. 170 represents a step of determining whether or not the exhaust gas temperature T determined in step 160 is less than T 0 which is the target temperature of the oxygen concentration detection section 16a. 180 represents a step of calculating the duty of a control signal that determines the amount of power to heat the heater section 16b. In this calculation, the data D is determined by the following method. First, since the amount of heat K flowing out from the oxygen concentration detecting section 16a at the temperature T0 is proportional to the square of the difference with the ambient temperature T and proportional to the gas flow rate Q, the above K can be expressed as shown in the following equation (3).

K=A・Q・(T−T02 …(3) ここでAは比例定数である。また酸素濃度検出
部16aから流出する熱量と同じ量の熱量をヒー
ター16bから供給することにより酸素濃度検出
部16aの温度を目標温度T0に一定に設定でき
るため酸素濃度検出部16aがヒーター16bか
ら受け取る熱量K0はヒーター部16bに与えら
れる電力Wに比例し次式(4)のような関係がある。
K=A・Q・(T−T 0 ) 2 …(3) Here, A is a proportionality constant. Furthermore, by supplying the same amount of heat from the heater 16b as the amount of heat flowing out from the oxygen concentration detection section 16a, the temperature of the oxygen concentration detection section 16a can be set constant at the target temperature T0 . The amount of heat K 0 received is proportional to the electric power W given to the heater section 16b, and there is a relationship as shown in the following equation (4).

K0=B・W=K …(4) ここでBは比例定数である。 K 0 =B・W=K (4) Here, B is a proportionality constant.

上記(3)、(4)式よりヒーター部16bに供給され
る電力Wは次式(5)のようになる。
From the above equations (3) and (4), the electric power W supplied to the heater section 16b is expressed as the following equation (5).

W=A/B・Q・(T−T02 …(5) ここで例えば第5図に示したような回路を用い
るとすれば前述した式(1)により(V1−V2)・
V2/r・D/100=A/B・Q・(T−T02の関係が成立 するので D=A/B・Q・(T−T02/(V1−V2)・V2/r
・100…(6) となる。尚、式(1)、(2)、(1−1)の演算に用い
る変数の内、V1,V2の値は、前述したごとく、
A/D変換器54,82の出力値を読み込んで用
いる。このデユーテイのDの計算結果を用いてス
イツチング回路53を制御すれば酸素濃度検出部
51は所定温度T0に維持されることになる。
W=A/B・Q・(T−T 0 ) 2 …( 5 ) Here, if we use the circuit shown in FIG .・
Since the relationship V 2 /r・D/100=A/B・Q・(T−T 0 ) 2 holds, D=A/B・Q・(T−T 0 ) 2 /(V 1 −V 2 )・V 2 /r
・100…(6) Furthermore, among the variables used in the calculations of equations (1), (2), and (1-1), the values of V 1 and V 2 are as described above,
The output values of the A/D converters 54 and 82 are read and used. If the switching circuit 53 is controlled using the calculation result of this duty D, the oxygen concentration detection section 51 will be maintained at a predetermined temperature T0 .

次に190はデユーテイを0にするスイツチを
表わす。これは雰囲気度Tが目標温度T0以上で
あるので、もはやヒーター部16bに通電する必
要がないからである。200は上記ステツプ18
0,190にて求められたデユーテイDによりヒ
ーター部16bを制御するステツプを表わす。
Next, 190 represents a switch that sets the duty to 0. This is because since the atmospheric temperature T is equal to or higher than the target temperature T 0 , it is no longer necessary to energize the heater section 16b. 200 is step 18 above
This represents a step in which the heater section 16b is controlled by the duty D determined at 0.190.

上述の如くのプログラムが開始されると、まず
ステツプ110にて初期設定がなされ、次いでス
テツプ120にて空燃比センサ16が活性か否か
が判定され、活性でなければステツプ130が実
行され予め設定されたデユーテイDでヒーター1
6bを制御する。これはまだ空燃比センサ16が
冷却された状態にあるので、昇温のために設定さ
れたデユーテイDでヒーター16bを制御し、迅
速に酸素濃度検出部16aの温度を上昇させるた
めである。一方、センサ16が活性化されステツ
プ120にて「YES」と判定された場合、ステ
ツプ140にて各種パラメータが読み込まれ、次
いでステツプ150にて排気流量が演算される。
次いでステツプ160にて排気温度が求められ、
次いでステツプ170にて排気温度Tが目標温度
T0未満か否かが判定される。ここでT<T0であ
れば、酸素濃度検出部16aが活性化温度以下に
ならないようにT0に保持すべく、ステツプ18
0のデユーテイ計算がなされ、一方、T≧T0
あれば「NO」と判定され、もはや加熱する必要
がないので、ステツプ190にてデユーテイは0
に設定される。次いでステツプ200にてデユー
テイDにてヒータ制御がなされ、再度ステツプ1
20に戻る。
When the program as described above is started, initial settings are first made in step 110, and then it is determined in step 120 whether or not the air-fuel ratio sensor 16 is active. If it is not active, step 130 is executed and the preset settings are performed. Heater 1 at duty D
6b. This is because, since the air-fuel ratio sensor 16 is still in a cooled state, the heater 16b is controlled at the duty D set for raising the temperature, and the temperature of the oxygen concentration detection section 16a is quickly raised. On the other hand, if the sensor 16 is activated and the determination is ``YES'' in step 120, various parameters are read in step 140, and then the exhaust flow rate is calculated in step 150.
Next, in step 160, the exhaust temperature is determined.
Next, in step 170, the exhaust temperature T is set to the target temperature.
It is determined whether T is less than 0 or not. If T<T 0 here, step 18 is performed to maintain the oxygen concentration detection section 16a at T 0 so that the temperature does not drop below the activation temperature.
A duty calculation of 0 is performed, and on the other hand, if T≧T 0 , it is determined as “NO” and there is no longer a need for heating, so the duty is set to 0 in step 190.
is set to Next, in step 200, the heater is controlled at duty D, and step 1 is started again.
Return to 20.

上記処理の内、ステツプ160,170の処理
が判定手段としての処理に該当し、ステツプ18
0,200の処理が発熱量制御手段としての処理
に該当する。
Among the above processes, the processes in steps 160 and 170 correspond to the process as a determination means, and the processes in step 18
The processing of 0.200 corresponds to the processing as a heat generation amount control means.

本実施例はこのように構成されていることによ
り空燃比センサ16部分に温度検出部を有さずと
も、その酸素濃度検出部16aの温度を活性化温
度以上でかつ一定に維持することができるもので
ある。そのため空燃比センサ16を複雑な構造と
することなく、簡単な構造のものを用いればよ
く、製造歩留りも高く故障も少なく、又部品も少
ないので省資源に貢献できるものである。
With this embodiment, the temperature of the oxygen concentration detecting section 16a can be maintained constant at or above the activation temperature even without having a temperature detecting section in the air-fuel ratio sensor 16. It is something. Therefore, the air-fuel ratio sensor 16 does not need to have a complicated structure, but instead has a simple structure, the manufacturing yield is high, there are few failures, and the number of parts is small, which contributes to resource saving.

また電源電圧変動あるいはヒーター部16bの
経年抵抗値変化があつても、消費電力検出回路3
9にてその変動変化を検出して、通電制御回路3
8からヒーター部16bへの供給電力量に反映さ
せているので、常に酸素濃度検出部16aを活性
化でき、正確に酸素の濃度状態を知ることができ
る。
Furthermore, even if there is a fluctuation in the power supply voltage or a change in the resistance value of the heater section 16b over time, the power consumption detection circuit 3
The fluctuation change is detected at 9, and the energization control circuit 3
8 to the heater section 16b, the oxygen concentration detection section 16a can be activated at all times, and the oxygen concentration state can be accurately known.

このように、酸素濃度検出部16aの活性化状
態を維持するのに、温度検出装置を用いず、ヒー
ター部16bへの電力を検出する消費電力検出回
路39を用いているため、酸素濃度検出部16a
に対して温度検出装置を設けることなく、簡単な
消費電力検出回路39を、空燃比センサ16以外
の場所である制御回路15に設けるだけでよい。
従つて、空燃比センサ16の構造を複雑化させ
ず、かつ酸素濃度検出部16aの活性化を確実に
して、正確な出力を得ることができる。
In this way, the power consumption detection circuit 39 that detects the power to the heater section 16b is used to maintain the activated state of the oxygen concentration detection section 16a without using a temperature detection device. 16a
It is sufficient to simply provide a simple power consumption detection circuit 39 in the control circuit 15, which is a location other than the air-fuel ratio sensor 16, without providing a temperature detection device for the air-fuel ratio sensor 16.
Therefore, the structure of the air-fuel ratio sensor 16 is not complicated, and the activation of the oxygen concentration detecting section 16a is ensured, so that accurate output can be obtained.

次に制御プログラムの第二例としてのフローチ
ヤートを第10図に示す。温度制御装置としては
第5図に示す構成を用いているものとする。
Next, a flowchart as a second example of the control program is shown in FIG. It is assumed that the configuration shown in FIG. 5 is used as the temperature control device.

ここで210は各種変数、フラグを初期設定す
るステツプを表わす。220は運転条件が中負荷
定常態であるかどうかを判定するステツプを表わ
す。この中負荷定常状態とはエンジン回転数があ
る値の範囲、例えば1500〜3000r.p.m.で回転し、
かつ変動率が小さく、吸入空気量がある範囲内、
例えば全負荷時の1/10〜1/8の程度でその変動が
小さいような運転状態を言う。ここで運転状態が
定常状態でなく「NO」と判定されれば、本ルー
チンにての処理は終了する。一方、運転状態が中
負荷定常状態になつた場合には、ステツプ220
にて「YES」と判定され、ステツプ230に処
理が移り、例えばトランジスタで構成されたヒー
ター駆動回路であるスイツチング回路53に通電
を開始し、その時のタイマーカウンタの値をマイ
クロコンピユータ37のRAM中に格納する。次
いでステツプ240にてV1,V2の値を読み込み、
次いでステツプ250にて予め中負荷定常状態に
て排気温が到達している温度雰囲気中で必要と予
想される総電力W(回転数と吸入空気量とをパラ
メータとしたWのマツプとしてもよい)と上記ス
テツプ240にて取り込まれたV1,V2よりデユ
ーテイDが演算される。次いでステツプ260に
てスイツチング回路53へ通電すべき設定周期
T2と上記ステツプ250にて求められたデユー
テイDから通電時間T1が演算される。この計算
はT1=T2×D/100で与えられる。この設定周期
T2とはこの周期により通電、非通電がなされた
場合、ヒーター部52、酸素濃度検出部51の温
度変化の脈動が無視できる程度とする。。次いで
ステツプ270では通電開始時点T0と通電時間
T1から通電停止時点T0+T1を計算し、次のステ
ツプ280にてタイマーカウンタとT0+T1が一
致した時にスイツチング回路53への通電を停止
する。次いでステツプ290にて通電開始時点
T0と周期T2より通電開始時点を計算し、ステツ
プ220に戻る。
Here, 210 represents a step for initializing various variables and flags. 220 represents a step for determining whether the operating condition is a medium load steady state. This medium load steady state is when the engine speed is within a certain range of values, for example 1500 to 3000 rpm,
and the fluctuation rate is small and within the range of intake air amount,
For example, it refers to an operating condition in which the fluctuation is small, about 1/10 to 1/8 of the full load. If the operating state is not a steady state and is determined to be "NO", the processing in this routine ends. On the other hand, if the operating state has reached a steady medium load state, step 220
If the result is ``YES'', the process moves to step 230, where power is started to be applied to the switching circuit 53, which is a heater drive circuit made up of, for example, a transistor, and the value of the timer counter at that time is stored in the RAM of the microcomputer 37. Store. Next, in step 240, the values of V 1 and V 2 are read,
Next, in step 250, the total power W expected to be required in a temperature atmosphere where the exhaust temperature has reached in a medium load steady state is calculated in advance (this may be a map of W using the rotational speed and intake air amount as parameters). Duty D is calculated from V 1 and V 2 taken in step 240 above. Next, in step 260, the setting cycle at which the switching circuit 53 should be energized is determined.
The energization time T 1 is calculated from T 2 and the duty D determined in step 250 above. This calculation is given by T 1 =T 2 ×D/100. This setting cycle
T 2 is defined as such that when energization and de-energization are performed at this period, the pulsation of temperature changes in the heater section 52 and the oxygen concentration detection section 51 can be ignored. . Next, in step 270, the energization start time T 0 and the energization time are determined.
The energization stop time T 0 +T 1 is calculated from T 1 , and in the next step 280, when the timer counter and T 0 +T 1 match, the energization to the switching circuit 53 is stopped. Next, in step 290, the time when electricity starts to be applied
The energization start point is calculated from T 0 and the period T 2 , and the process returns to step 220.

上記処理の内、ステツプ220の処理が判定手
段としての処理に該当し、ステツプ230〜29
0の処理が発熱量制御手段としての処理に該当す
る。
Among the above processes, the process of step 220 corresponds to the process as a determination means, and steps 230 to 29
The process of 0 corresponds to the process as a heat generation control means.

本実施例はこのように構成されていることによ
り、特に酸素濃度検出部51が不活性化するおそ
れのある排気温が比較的低い中負荷定常状態にお
いては、その排気温がほぼ予想できるので、この
状態にて必要とする発熱量の見込量を設定し、ヒ
ーター部52への電力供給量を予想して供給する
ことにより、酸素濃度検出部51の温度をほほぼ
一定の状態に保持することが可能となるものであ
る。このようにして単にヒーター部52を有する
空燃比センサにおいてその酸素濃度検出部51の
温度を、簡単な構造で一定化させることができる
ものである。
Since this embodiment is configured in this way, the exhaust gas temperature can be almost predicted, especially in a steady medium load state where the exhaust gas temperature is relatively low and there is a risk that the oxygen concentration detection section 51 may be inactivated. In this state, the temperature of the oxygen concentration detection section 51 can be maintained in a substantially constant state by setting the expected amount of heat generation required and supplying the amount of power to the heater section 52 in anticipation. is possible. In this way, the temperature of the oxygen concentration detecting section 51 of the air-fuel ratio sensor having the heater section 52 can be made constant with a simple structure.

また第一例のプログラムと同様に、電源電圧変
動あるいはヒーター部16bの経年抵抗値変化が
あつても、消費電力検出回路39にてその変動変
化を検出して、通電制御回路38からヒーター部
16bへの供給電力量に反映させているので、常
に酸素センサを活性化でき、正確に酸素の濃度状
態を知ることができる。
Further, as in the first example program, even if there is a fluctuation in the power supply voltage or a change in the resistance value of the heater section 16b over time, the power consumption detection circuit 39 detects the fluctuation change, and the energization control circuit 38 sends a signal to the heater section 16b. Since this is reflected in the amount of power supplied to the oxygen sensor, the oxygen sensor can be activated at all times, and the oxygen concentration state can be accurately determined.

このように、酸素濃度検出部16aの活性化状
態を維持するのに、温度検出装置を用いず、ヒー
ター部16bへの電力を検出する消費電力検出回
路39を用いているため、酸素濃度検出部16a
に対して温度検出装置を設けることなく、簡単な
消費電力検出回路39を、空燃比センサ16以外
の場所である制御回路15に設けるだけでよい。
従つて、空燃比センサ16の構造を複雑化させ
ず、かつ酸素濃度検出部16aの活性化を確実に
して、正確な出力を得ることができる。
In this way, the power consumption detection circuit 39 that detects the power to the heater section 16b is used to maintain the activated state of the oxygen concentration detection section 16a without using a temperature detection device. 16a
It is sufficient to simply provide a simple power consumption detection circuit 39 in the control circuit 15, which is a location other than the air-fuel ratio sensor 16, without providing a temperature detection device for the air-fuel ratio sensor 16.
Therefore, the structure of the air-fuel ratio sensor 16 is not complicated, and the activation of the oxygen concentration detecting section 16a is ensured, so that accurate output can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は酸素センサを加熱する発熱手段におけ
る発熱量を内燃機関の運転状態検出手段によつて
検出されたデータに基づいて算出することによ
り、酸素センサを特に複雑な構造とすることな
く、酸素センサの温度を活性温度以上の一定温度
に保持することが可能となり酸素センサの内燃機
関への適用を容易なものとしている。このような
簡単な構造のため故障の低減にもつながり製造も
容易で歩留も高くなり特別の部品を要しないため
省資源にも貢献する。
The present invention calculates the amount of heat generated in the heat generating means for heating the oxygen sensor based on data detected by the operating state detecting means of the internal combustion engine, thereby eliminating the need for making the oxygen sensor a particularly complicated structure. This makes it possible to maintain the temperature of the oxygen sensor at a constant temperature higher than the activation temperature, making it easy to apply the oxygen sensor to internal combustion engines. Such a simple structure reduces failures, is easy to manufacture, has a high yield, and does not require special parts, contributing to resource conservation.

また電源電圧変動あるいは発熱手段の経年抵抗
値変化などにより、電力の変動があつた場合は、
発熱量制御手段が、電力検出手段の出力に基づき
その変動をを捉え、更にその変動に基づき供給電
力調節手段により、発熱手段に供給される電力を
調節する。このことにより電源電圧変動あるいは
発熱手段の経年抵抗値変化があつても、常に酸素
センサを活性化でき、正確に酸素の濃度状態を知
ることができる。
In addition, if there is a fluctuation in power due to fluctuations in power supply voltage or changes in the resistance value of the heat generating means over time,
The calorific value control means detects the fluctuation based on the output of the power detection means, and further, based on the fluctuation, the power supply adjustment means adjusts the power supplied to the heat generation means. As a result, even if there is a fluctuation in the power supply voltage or a change in the resistance value of the heat generating means over time, the oxygen sensor can always be activated and the oxygen concentration state can be accurately determined.

このように、酸素センサの活性化状態を維持す
るのに、温度検出装置を用いず、発熱手段に対す
る電力検出手段を用いているため、酸素センサに
温度検出手段を設けることなく、簡単な電力検出
手段を酸素センサとは別に設けるだけでよい。従
つて、酸素センサの構造を複雑化させず、かつ酸
素センサを活性化を確実にして、正確な出力を得
ることができる。
In this way, to maintain the activated state of the oxygen sensor, a power detection means is used for the heat generation means without using a temperature detection device, so it is possible to easily detect power without providing a temperature detection means in the oxygen sensor. It is only necessary to provide the means separately from the oxygen sensor. Therefore, it is possible to ensure activation of the oxygen sensor and obtain accurate output without complicating the structure of the oxygen sensor.

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

第1図は本発明の基本的構成を示すブロツク
図、第2図は本発明第1実施例の概略構成図、第
3図イはそこに用いられる空燃比センサの構造を
示す要部断面図、第3図ロは他の構造の空燃比セ
ンサの要部断面図、第4図は第1実施例に用いら
れる制御回路のブロツク図、第5図は空燃比セン
サのヒーター制御の詳細を表わすブロツク図、第
6図は制御信号のパルス波形を表わすパルス波形
図、第7図は空燃比センサのヒーター制御の他の
例を表わすブロツク図、第8図はヒーター制御の
更に別の例の構成を表わすブロツク図、第9図は
一制御例のフローチヤート、第10図は他の制御
例のフローチヤートを表わす。 2…内燃機関、3…排気マニホールド、9…エ
アフロメータ、10…吸気温センサ、13…燃料
噴射弁、14…スロツトル開度センサ、15…制
御回路、16…空燃比センサ、16a,51…酸
素濃度検出部、16b,52…ヒーター部、37
…マイクロコンピユータ、38…通電制御回路、
39…消費電力検出回路。
Figure 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram of the first embodiment of the present invention, and Figure 3A is a cross-sectional view of essential parts showing the structure of the air-fuel ratio sensor used therein. , Fig. 3(b) is a sectional view of a main part of an air-fuel ratio sensor having another structure, Fig. 4 is a block diagram of a control circuit used in the first embodiment, and Fig. 5 shows details of heater control of the air-fuel ratio sensor. 6 is a pulse waveform diagram showing the pulse waveform of the control signal, FIG. 7 is a block diagram showing another example of heater control for the air-fuel ratio sensor, and FIG. 8 is the configuration of yet another example of heater control. 9 is a flowchart of one control example, and FIG. 10 is a flowchart of another control example. 2... Internal combustion engine, 3... Exhaust manifold, 9... Air flow meter, 10... Intake temperature sensor, 13... Fuel injection valve, 14... Throttle opening sensor, 15... Control circuit, 16... Air-fuel ratio sensor, 16a, 51... Oxygen Concentration detection section, 16b, 52... Heater section, 37
...Microcomputer, 38...Electrification control circuit,
39...Power consumption detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段と、 前記内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサを加熱する発熱手段と、 該発熱手段に供給される電力を指令信号に応じ
て調節する供給電力調節手段と、 前記発熱手段に実際に供給された電力を示す信
号を出力する電力検出手段と、 前記運転状態検出手段により検出された内燃機
関の運転状態に基づき前記発熱手段を加熱すべき
状態を判定する判定手段と、 該判定手段が加熱すべき状態であると判別した
場合に、前記酸素センサの目標温度に対応する必
要電力が供給されるように前記電力検出手段によ
り検出された検出電力に応じて前記供給電力調節
手段への指令信号を調節する発熱量制御手段と、 を備えることを特徴とする酸素センサの温度制御
装置。 2 前記運転状態検出手段が、前記内燃機関の吸
入空気量を検出する吸入空気量検出部と排気温度
を検出する排気温度検出部とを備え、 前記発熱手段が、前記酸素センサに付設された
抵抗発熱体を備え、 前記発熱量制御手段が、前記吸入空気量検出部
により検出された吸入空気量と前記排気温度検出
部により検出された排気温度とに基づき前記供給
電力調節手段への指令信号を調節するよう構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の酸素センサの温度制御装置。 3 前記発熱量制御手段が、前記運転状態検出手
段により検出された運転状態の変動が所定範囲内
にある場合、前記発熱手段の発熱量を所定量に維
持するように前記供給電力調節手段への指令信号
を調節するよう構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の酸素センサの温度制
御装置。
[Scope of Claims] 1. Operating state detection means for detecting the operating state of the internal combustion engine; Heat generating means for heating the oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine; Electric power supplied to the heat generating means. supply power adjusting means for adjusting the power supply according to a command signal; power detecting means for outputting a signal indicating the power actually supplied to the heat generating means; and power detecting means for outputting a signal indicating the power actually supplied to the heating means; determining means for determining whether the heating means should be heated based on the heating means; A temperature control device for an oxygen sensor, comprising: a calorific value control means that adjusts a command signal to the power supply adjustment means according to the detected power detected by the power detection means. 2. The operating state detection means includes an intake air amount detection section that detects the intake air amount of the internal combustion engine and an exhaust temperature detection section that detects the exhaust temperature, and the heat generation means includes a resistor attached to the oxygen sensor. A heating element is provided, and the heat generation amount control means sends a command signal to the power supply adjustment means based on the intake air amount detected by the intake air amount detection section and the exhaust temperature detected by the exhaust temperature detection section. 2. A temperature control device for an oxygen sensor according to claim 1, wherein the temperature control device is configured to adjust the temperature of the oxygen sensor. 3. The heat generation amount control means controls the power supply adjustment means to maintain the heat generation amount of the heat generation means at a predetermined amount when the fluctuation in the operating state detected by the operation state detection means is within a predetermined range. A temperature control device for an oxygen sensor according to claim 1, characterized in that the device is configured to adjust a command signal.
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