JP2572405B2 - 酸素濃度センサに備えられたヒータの制御装置 - Google Patents
酸素濃度センサに備えられたヒータの制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関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ヒータへの供給電力を制御する
制御装置に関するものである。
濃度センサに備えられたヒータへの供給電力を制御する
制御装置に関するものである。
上述の酸素濃度センサのヒータの制御装置としては、
特開昭60-125553号公報に示されるように、吸気量、燃
料噴射量、冷却水温、機関回転数等から排気温度を予想
して、この予想排気温度と酸素濃度センの検出素子の目
標温度とを比較して、この比較結果に応じてヒータに供
給する目標電力を決定するよう構成したものや、特開昭
60-214251号公報に示されるように、吸気管圧力と機関
回転数とから基本電力量を設定すると共に、吸気温に応
じて基本電力量を補正して目標電力を決定するよう構成
したものが公知である。
特開昭60-125553号公報に示されるように、吸気量、燃
料噴射量、冷却水温、機関回転数等から排気温度を予想
して、この予想排気温度と酸素濃度センの検出素子の目
標温度とを比較して、この比較結果に応じてヒータに供
給する目標電力を決定するよう構成したものや、特開昭
60-214251号公報に示されるように、吸気管圧力と機関
回転数とから基本電力量を設定すると共に、吸気温に応
じて基本電力量を補正して目標電力を決定するよう構成
したものが公知である。
ところで、上述の装置を有する内燃機関を搭載した車
両が信号停止などによりアイドル運転が続いた後で発進
加速を行う場合、すなわち機関の作動がアイドル放置状
態から負荷運転状態に移行した場合は、運転状態の変化
に応じてヒータに供給する目標電力が低下するのに対
し、排気温度が機関の運転状態の変化よりも遅れて上昇
するようになるため、負荷運転移行直後では排気温度の
上昇が遅れる間、酸素濃度センサの検出素子温度が低下
するようになってしまい、検出素子温度が活性温度より
も低下してしまう恐れがある。
両が信号停止などによりアイドル運転が続いた後で発進
加速を行う場合、すなわち機関の作動がアイドル放置状
態から負荷運転状態に移行した場合は、運転状態の変化
に応じてヒータに供給する目標電力が低下するのに対
し、排気温度が機関の運転状態の変化よりも遅れて上昇
するようになるため、負荷運転移行直後では排気温度の
上昇が遅れる間、酸素濃度センサの検出素子温度が低下
するようになってしまい、検出素子温度が活性温度より
も低下してしまう恐れがある。
そこで、このような問題を解決するために、負荷運転
移行直後においては、運転状態で決まる目標電力を補正
するようにすることも考えられるが、一定の補正量で増
加補正するようにした場合は、機関の暖機状態や吸気温
状態等により排気温度は大きく変化するので、ヒータに
対する目標電力が大きくなりすぎて、ヒータ温度が限界
温度を上回ってしまい、ヒータを構成する素子の劣化を
招いたり、検出素子が活性温度に保持し得なくなったり
してしまう。また、補正量を機関の暖機状態や吸気温状
態に応じて求めるようにした場合は、補正量が極端に違
うようになるために、補正量の算出が複雑になり、構成
が複雑化してしまう。
移行直後においては、運転状態で決まる目標電力を補正
するようにすることも考えられるが、一定の補正量で増
加補正するようにした場合は、機関の暖機状態や吸気温
状態等により排気温度は大きく変化するので、ヒータに
対する目標電力が大きくなりすぎて、ヒータ温度が限界
温度を上回ってしまい、ヒータを構成する素子の劣化を
招いたり、検出素子が活性温度に保持し得なくなったり
してしまう。また、補正量を機関の暖機状態や吸気温状
態に応じて求めるようにした場合は、補正量が極端に違
うようになるために、補正量の算出が複雑になり、構成
が複雑化してしまう。
従って、本発明の目的は、アイドルから負荷運転への
移行直後の酸素濃度センサの検出素子温度の低下を簡単
な構成で実現できる酸素濃度センサに備えられたヒータ
の制御装置を提供することにある。
移行直後の酸素濃度センサの検出素子温度の低下を簡単
な構成で実現できる酸素濃度センサに備えられたヒータ
の制御装置を提供することにある。
上述の問題点を解決するために、本発明においては第
９図に示すように、 内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する検出素子と、
この検出素子を加熱するヒータとを備えた内燃機関の排
気系に設置される酸素濃度センサと、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じ
て前記ヒータに供給する目標電力を設定する目標電力設
定手段と、 前記目標電力設定手段にて設定された目標電力に応じ
て前記ヒータに供給する電力を制御する制御手段と、 機関のアイドル状態を検出するアイドル検出手段と、 アイドル検出手段の検出結果に基づいて、機関がアイ
ドル状態から非アイドル状態に移行したことを検出する
状態変化検出手段と、 状態変化検出手段にて状態変化が検出された場合、状
態変化の生じた時点から所定時間、前記目標電力設定手
段にて設定される目標電力に対する下限値を設定し、前
記目標電力を該下限値で制限する制限手段と を有することを特徴としている。
９図に示すように、 内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する検出素子と、
この検出素子を加熱するヒータとを備えた内燃機関の排
気系に設置される酸素濃度センサと、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じ
て前記ヒータに供給する目標電力を設定する目標電力設
定手段と、 前記目標電力設定手段にて設定された目標電力に応じ
て前記ヒータに供給する電力を制御する制御手段と、 機関のアイドル状態を検出するアイドル検出手段と、 アイドル検出手段の検出結果に基づいて、機関がアイ
ドル状態から非アイドル状態に移行したことを検出する
状態変化検出手段と、 状態変化検出手段にて状態変化が検出された場合、状
態変化の生じた時点から所定時間、前記目標電力設定手
段にて設定される目標電力に対する下限値を設定し、前
記目標電力を該下限値で制限する制限手段と を有することを特徴としている。
上記構成によれば、状態変化検出手段により機関がア
イドルから非アイドルに移行したことが検出されると、
制限手段によりその時点から所定時間、目標電力設定手
段にて設定される目標電力に対して下限値が設定され、
この下限値により目標電力を制限するので、所定時間ヒ
ータに供給する電力はこの下限値以上の値にされる。
イドルから非アイドルに移行したことが検出されると、
制限手段によりその時点から所定時間、目標電力設定手
段にて設定される目標電力に対して下限値が設定され、
この下限値により目標電力を制限するので、所定時間ヒ
ータに供給する電力はこの下限値以上の値にされる。
以下本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず第１図は本実施例の酸素濃度センサに備えられた
ヒータの制御装置が搭載された車両用内燃機関（以下、
エンジンと略す。）及びその周辺装置を表す概略系統図
である。
ヒータの制御装置が搭載された車両用内燃機関（以下、
エンジンと略す。）及びその周辺装置を表す概略系統図
である。
図において１はエンジン、２はピストン、３はシリン
ダ、４はシリンダヘッドであり、シリンダヘッド４の各
気筒の排気ポート５には排気マニホールド６が、シリン
ダヘッド４の各気筒の吸気ポート７には吸気マニホール
ド８が夫々連結されている。また吸気マニホールド８は
吸入空気の脈動を防止するためのサージタンク９に接続
されており、サージタンク９には吸気マニホールド８内
の圧力、即ち吸気管圧力Pmを検出する吸気圧センサ10が
備えられている。
ダ、４はシリンダヘッドであり、シリンダヘッド４の各
気筒の排気ポート５には排気マニホールド６が、シリン
ダヘッド４の各気筒の吸気ポート７には吸気マニホール
ド８が夫々連結されている。また吸気マニホールド８は
吸入空気の脈動を防止するためのサージタンク９に接続
されており、サージタンク９には吸気マニホールド８内
の圧力、即ち吸気管圧力Pmを検出する吸気圧センサ10が
備えられている。
次に11はサージタンク９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、12はスロットル
バルブ11を迂回する吸入空気のバイパス路、13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11には、スロットルバルブ11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１のアイ
ドリング時に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14が直結されている。ま
た15は排気マニホールド６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白金製のヒータと
を備えた特開昭60-233342号公報にて示されているよう
な公知の酸素濃度センサ、16はエンジン１の冷却水温を
検出する水温センサ、17はエンジン１の点火プラグ18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
印加するディストリビュータ、20はディストリビュータ
17に取り付けられ、エンジン１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している。
入空気量を制御するスロットルバルブ、12はスロットル
バルブ11を迂回する吸入空気のバイパス路、13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11には、スロットルバルブ11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１のアイ
ドリング時に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14が直結されている。ま
た15は排気マニホールド６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白金製のヒータと
を備えた特開昭60-233342号公報にて示されているよう
な公知の酸素濃度センサ、16はエンジン１の冷却水温を
検出する水温センサ、17はエンジン１の点火プラグ18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
印加するディストリビュータ、20はディストリビュータ
17に取り付けられ、エンジン１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している。
上記吸気圧センサ10、吸気温センサ13、スロットルポ
ジションセンサ14、酸素濃度センサ15、水温センサ16及
び回転数センサ20の各種検出信号は制御回路25に入力さ
れ、制御回路25にて上記各検出信号に基づき、燃料噴射
弁26の燃料噴射量制御、点火プラグ18の点火時期制御、
あるいは酸素濃度センサ15のヒータの制御等の種々の制
御処理が実行される。
ジションセンサ14、酸素濃度センサ15、水温センサ16及
び回転数センサ20の各種検出信号は制御回路25に入力さ
れ、制御回路25にて上記各検出信号に基づき、燃料噴射
弁26の燃料噴射量制御、点火プラグ18の点火時期制御、
あるいは酸素濃度センサ15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２図に上述の制御回路25の構成を表すブロック
図を示す。図において31は酸素濃度センサ15の検出素子
15aに所定の電圧を印加するための印加電源、32は検出
素子15a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、吸気圧センサ10、吸
気温センサ13、スロットルポジションセンサ14の開度セ
ンサ14a、水温センサ16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CPU,ROM,RAM等から構成されたマイクロコンピュ
ータ37にてA/D変換器34を介して入力された信号及び回
転数センサ20、スロットルポジションセンサ14のアイド
ルスイッチ14bからの信号に基づいて演算され、出力さ
れた制御信号によって制御される駆動回路を表し、マイ
クロコンピュータ37にて算出された所定量の燃料をエン
ジン１に供給させるための駆動信号を燃料噴射弁26に出
力する回路である。イグナイタ19もマイクロコンピュー
タ37にて、ディストリビュータ17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。
図を示す。図において31は酸素濃度センサ15の検出素子
15aに所定の電圧を印加するための印加電源、32は検出
素子15a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、吸気圧センサ10、吸
気温センサ13、スロットルポジションセンサ14の開度セ
ンサ14a、水温センサ16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CPU,ROM,RAM等から構成されたマイクロコンピュ
ータ37にてA/D変換器34を介して入力された信号及び回
転数センサ20、スロットルポジションセンサ14のアイド
ルスイッチ14bからの信号に基づいて演算され、出力さ
れた制御信号によって制御される駆動回路を表し、マイ
クロコンピュータ37にて算出された所定量の燃料をエン
ジン１に供給させるための駆動信号を燃料噴射弁26に出
力する回路である。イグナイタ19もマイクロコンピュー
タ37にて、ディストリビュータ17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38は酸素濃度センサ15のヒータ15bへの供給電力
を制御するための通電制御回路であって、マイクロコン
ピュータ37の制御信号に応じてヒータ用電源39からの通
電を制御するものである。また40はヒータ15b通電時に
ヒータ電圧を検出するヒータ電圧検出回路、41は同様に
ヒータ電流を検出するヒータ電流検出回路である。
を制御するための通電制御回路であって、マイクロコン
ピュータ37の制御信号に応じてヒータ用電源39からの通
電を制御するものである。また40はヒータ15b通電時に
ヒータ電圧を検出するヒータ電圧検出回路、41は同様に
ヒータ電流を検出するヒータ電流検出回路である。
このように構成された本実施例の制御回路において
は、上述の如く、燃料噴射量制御、点火時期制御、酸素
濃度センサのヒータ制御等種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３
図、第６図に示すプログラムに従って詳しく説明する。
は、上述の如く、燃料噴射量制御、点火時期制御、酸素
濃度センサのヒータ制御等種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３
図、第６図に示すプログラムに従って詳しく説明する。
第３図に示すプログラムのフローチャートは、100〔m
sec.〕毎に実行され、ヒータ用電源39からヒータ15bへ
の通電をエンジン１の運転状態及び酸素濃度センサ15の
検出結果に応じて実行するためのヒータ通電のデューテ
ィ比の算出処理を表している。
sec.〕毎に実行され、ヒータ用電源39からヒータ15bへ
の通電をエンジン１の運転状態及び酸素濃度センサ15の
検出結果に応じて実行するためのヒータ通電のデューテ
ィ比の算出処理を表している。
処理が開始されると、まずステップ301にて上記各セ
ンサや検出回路からの信号に基づく、エンジン回転数N
e、吸気管圧力Pm、吸気温度Ti、ヒータ電圧Vh、ヒータ
電流Ih等の各種パラメータを読み込み、続くステップ30
2に移行する。
ンサや検出回路からの信号に基づく、エンジン回転数N
e、吸気管圧力Pm、吸気温度Ti、ヒータ電圧Vh、ヒータ
電流Ih等の各種パラメータを読み込み、続くステップ30
2に移行する。
ステップ302においては、上記ステップ301にて読み込
まれたヒータ電圧Vh及びヒータ電流Ihとから、所定時
間、例えば100〔m sec.〕の間、ヒータ15bを通電した場
合の電力量、つまりデューティ比100％の電力量Ａを算
出する処理が実行されステップ303に移行する。以下、
電力量については全て100〔m sec.〕当たりの電力量と
する。
まれたヒータ電圧Vh及びヒータ電流Ihとから、所定時
間、例えば100〔m sec.〕の間、ヒータ15bを通電した場
合の電力量、つまりデューティ比100％の電力量Ａを算
出する処理が実行されステップ303に移行する。以下、
電力量については全て100〔m sec.〕当たりの電力量と
する。
次にステップ303においては、上記ステップ301にて求
められたエンジン回転数Ne及び吸気管圧力Pmとをパラメ
ータとする、例えば第４図に示す如きマップM1あるいは
演算式からヒータ15bの基本電力量Ｂを求め、続くステ
ップ304に移行する。ここでマップM1においては、第４
図から明らかな如く、エンジン回転数Neと吸気管圧力Pm
とをパラメータとして、吸気温度Tiが20℃の場合の基本
電力量Ｂが設定されているのであるが、これは吸気管圧
力Pm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１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15aが加熱で
きることから、ヒータ15b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、排気によって検
出素子15aを加熱できなくなることから、ヒータ15bへの
供給電力を大きくするように設定されている。
められたエンジン回転数Ne及び吸気管圧力Pmとをパラメ
ータとする、例えば第４図に示す如きマップM1あるいは
演算式からヒータ15bの基本電力量Ｂを求め、続くステ
ップ304に移行する。ここでマップM1においては、第４
図から明らかな如く、エンジン回転数Neと吸気管圧力Pm
とをパラメータとして、吸気温度Tiが20℃の場合の基本
電力量Ｂが設定されているのであるが、これは吸気管圧
力Pm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１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15aが加熱で
きることから、ヒータ15b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、排気によって検
出素子15aを加熱できなくなることから、ヒータ15bへの
供給電力を大きくするように設定されている。
次にステップ304においては、上記ステップ301にて得
られた吸気温度TiをパラメータとするマップM2より上記
基本電力量Ｂに対する補正電力量ｂを求める処理が実行
され、続くステップ305に移行する。
られた吸気温度TiをパラメータとするマップM2より上記
基本電力量Ｂに対する補正電力量ｂを求める処理が実行
され、続くステップ305に移行する。
そしてステップ305においては、基本電力量Ｂと補正
電力量ｂとをパラメータとする次式 Ｃ＝Ｂ＋ｂ を用いて、実際にヒータ15bに供給する目標電力量Ｃを
算出する処理がなされる。
電力量ｂとをパラメータとする次式 Ｃ＝Ｂ＋ｂ を用いて、実際にヒータ15bに供給する目標電力量Ｃを
算出する処理がなされる。
ここで上記ステップ304にて用いられるマップM2とし
ては、例えば第５図に示す如きものとなり、吸気温度Ti
が20℃の場合を中心としてTi＞20〔℃〕の場合には補正
電力量ｂが負の値に、Ti＜20〔℃〕の場合には補正電力
量ｂが正の値になるよう設定されている。これは上記説
明でマップM1がTi＝20〔℃〕の条件下で設定されたもの
としたのに対するものであって、Ti＝20〔℃〕の場合に
はマップM1の値をそのまま使用できることから補正電力
量ｂを「０」に設定し、Ti＞20〔℃〕の場合にはマップ
M1の値をそのまま使用すると酸素濃度センサ15が高温に
なり過ぎることから負の補正値を設定したのである。
ては、例えば第５図に示す如きものとなり、吸気温度Ti
が20℃の場合を中心としてTi＞20〔℃〕の場合には補正
電力量ｂが負の値に、Ti＜20〔℃〕の場合には補正電力
量ｂが正の値になるよう設定されている。これは上記説
明でマップM1がTi＝20〔℃〕の条件下で設定されたもの
としたのに対するものであって、Ti＝20〔℃〕の場合に
はマップM1の値をそのまま使用できることから補正電力
量ｂを「０」に設定し、Ti＞20〔℃〕の場合にはマップ
M1の値をそのまま使用すると酸素濃度センサ15が高温に
なり過ぎることから負の補正値を設定したのである。
次にステップ306ではエンジン１が低速運転状態にあ
るか、すなわちアイドル運転状態にあるかをスロットル
ポジションセンサ14のアイドルスイッチ14bからの信号
に基づいて判断し、アイドルと判断した場合はステップ
307に進む。
るか、すなわちアイドル運転状態にあるかをスロットル
ポジションセンサ14のアイドルスイッチ14bからの信号
に基づいて判断し、アイドルと判断した場合はステップ
307に進む。
そしてステップ307ではカウンタCIDLを“1"だけカウ
ントアップする。次にステップ308ではカウンタCIDLが1
00以上となっているかを確認し、100以上であればステ
ップ309でカウンタCIDLを100に制限してからステップ31
6に進む。
ントアップする。次にステップ308ではカウンタCIDLが1
00以上となっているかを確認し、100以上であればステ
ップ309でカウンタCIDLを100に制限してからステップ31
6に進む。
また、ステップ306にてアイドル運転状態にないと判
断された場合はステップ310に進み、カウンタCIDLを
“1"だけカウントダウンする。次にステップ311ではカ
ウタCIDLが０以下になっているかを確認し、０以下であ
ればCIDLを０に制限してからステップ313に進む。ステ
ップ313では、カウンタCIDLが10を上回っている状態に
あるか否かを判断し、CIDL＞10であればステップ314
に、CIDL≦10であればステップ316に進む。ステップ314
ではステップ305で求められた目標電力量Ｃが20〔ｗ〕
以上か否かを判断して、Ｃ≧20ならばステップ316に、
Ｃ＜20ならばステップ315に進む。ステップ315では目標
電力量Ｃを20〔ｗ〕に修正し、その後でステップ316に
進む。
断された場合はステップ310に進み、カウンタCIDLを
“1"だけカウントダウンする。次にステップ311ではカ
ウタCIDLが０以下になっているかを確認し、０以下であ
ればCIDLを０に制限してからステップ313に進む。ステ
ップ313では、カウンタCIDLが10を上回っている状態に
あるか否かを判断し、CIDL＞10であればステップ314
に、CIDL≦10であればステップ316に進む。ステップ314
ではステップ305で求められた目標電力量Ｃが20〔ｗ〕
以上か否かを判断して、Ｃ≧20ならばステップ316に、
Ｃ＜20ならばステップ315に進む。ステップ315では目標
電力量Ｃを20〔ｗ〕に修正し、その後でステップ316に
進む。
ステップ316では上述の処理により求められた目標電
力量Ｃを前回の目標電力量Ci-1で平滑化して今回の目標
電力量Ciを求める。この処理によりヒータ15bの温度の
急変が防止される。
力量Ｃを前回の目標電力量Ci-1で平滑化して今回の目標
電力量Ciを求める。この処理によりヒータ15bの温度の
急変が防止される。
このようにして今回の目標電力量Ciが求められると、
続くステップ316にてこの目標電力量Ciと上記ステップ3
02にて求められたデューティ比100％の電力量Ａとをパ
ラメータとする次式 Ｄ＝（Ci/A）×100 を用いてヒータ15bに今回の目標電力量Ciを供給するた
めのデューティ比Ｄが算出され、本処理を終える。
続くステップ316にてこの目標電力量Ciと上記ステップ3
02にて求められたデューティ比100％の電力量Ａとをパ
ラメータとする次式 Ｄ＝（Ci/A）×100 を用いてヒータ15bに今回の目標電力量Ciを供給するた
めのデューティ比Ｄが算出され、本処理を終える。
第６図に示すプログラムのフローチャートは、上記第
３図のプログラムにて求められたデューティ比Ｄに応じ
て通電制御回路38をON,OFFしてヒータ15bへの通電をデ
ューティ比制御するための制御プログラムであり、１
〔m sec.〕毎に実行される。
３図のプログラムにて求められたデューティ比Ｄに応じ
て通電制御回路38をON,OFFしてヒータ15bへの通電をデ
ューティ比制御するための制御プログラムであり、１
〔m sec.〕毎に実行される。
処理が開始されると、まずステップ601にてカウンタC
100msがC100ms≧100であるか判断し、C100ms≧100なら
ばステップ602にてC100msを０にクリアしてからステッ
プ603に進み、C100ms＜100ならばステップ602を迂回し
てステップ603に進む。
100msがC100ms≧100であるか判断し、C100ms≧100なら
ばステップ602にてC100msを０にクリアしてからステッ
プ603に進み、C100ms＜100ならばステップ602を迂回し
てステップ603に進む。
ステップ603では上述の処理にて求められたデューテ
ィ比ＤとカウンタC100msとの比較を行い、Ｄ≧C100msで
あればステップ604に進み通電制御回路38をONにしてヒ
ータ15bへの通電を行い、Ｄ＜C100msであればステップ6
05に進み、通電制御回路38をOFFにしてヒータ15bへの通
電を停止する。そしてステップ606にてC100msを“1"だ
けカウントアップしてから本処理を終了する。
ィ比ＤとカウンタC100msとの比較を行い、Ｄ≧C100msで
あればステップ604に進み通電制御回路38をONにしてヒ
ータ15bへの通電を行い、Ｄ＜C100msであればステップ6
05に進み、通電制御回路38をOFFにしてヒータ15bへの通
電を停止する。そしてステップ606にてC100msを“1"だ
けカウントアップしてから本処理を終了する。
第７図は本実施例構成と従来構成とによる作用効果の
相違を示すタイムチャートであって、従来はアイドル放
置状態から車両が発進した場合、発進直後において、運
転状態（吸気管圧力Pm、回転数Ne）の変化に応じてヒー
タ15bへの供給電力量が一点鎖線に示す如く低下してい
くが、その時の排気温度は運転状態の変化に対して大き
な遅れをもって上昇しだすので、ヒータ温度の低下に伴
いセンサ温度も低下し、センサ活性限界温度（650℃）
を下回ってしまうが、本実施例構成であれば発進直後所
定時間、供給電力量（目標電力量Ci）が下限値20〔ｗ〕
を下回らないようにガードをかけているので、センサ温
度のセンサ活性限界温度以下への低下が防止できる。
相違を示すタイムチャートであって、従来はアイドル放
置状態から車両が発進した場合、発進直後において、運
転状態（吸気管圧力Pm、回転数Ne）の変化に応じてヒー
タ15bへの供給電力量が一点鎖線に示す如く低下してい
くが、その時の排気温度は運転状態の変化に対して大き
な遅れをもって上昇しだすので、ヒータ温度の低下に伴
いセンサ温度も低下し、センサ活性限界温度（650℃）
を下回ってしまうが、本実施例構成であれば発進直後所
定時間、供給電力量（目標電力量Ci）が下限値20〔ｗ〕
を下回らないようにガードをかけているので、センサ温
度のセンサ活性限界温度以下への低下が防止できる。
また、本実施例においては、アイドル放置状態の継続
時間に応じて下限値を設定する時間を決めている。これ
はアイドル放置状態が短ければ、アイドル放置状態とな
る前の負荷運転状態の影響で、排気マニホールド６はま
だ高温のままであり、排気温度の上昇も運転状態の変化
に対してあまり遅れることなく上昇していくからであ
り、このようにアイドル設置状態の継続時間に応じて下
限値を設定する時間を決めることで不要な電力供給を防
止でき、下限値を設定したとしてもヒータの温度がヒー
タ限界温度を上回るというようなことも充分に防止でき
る。
時間に応じて下限値を設定する時間を決めている。これ
はアイドル放置状態が短ければ、アイドル放置状態とな
る前の負荷運転状態の影響で、排気マニホールド６はま
だ高温のままであり、排気温度の上昇も運転状態の変化
に対してあまり遅れることなく上昇していくからであ
り、このようにアイドル設置状態の継続時間に応じて下
限値を設定する時間を決めることで不要な電力供給を防
止でき、下限値を設定したとしてもヒータの温度がヒー
タ限界温度を上回るというようなことも充分に防止でき
る。
さらに本実施例では、ヒータ15bへの目標電力量に対
して下限値を設定して、目標電力量が下限値以下になら
ないようにしているだけなので、極めて簡単な構成で、
センサ温度のセンサ活性限界温度以下への低下防止が実
現できるようになる。
して下限値を設定して、目標電力量が下限値以下になら
ないようにしているだけなので、極めて簡単な構成で、
センサ温度のセンサ活性限界温度以下への低下防止が実
現できるようになる。
ところで、排気温度を考慮して、検出素子15aの温度
が一定値に保たれるように基本電力量Ｂは決定されてい
るから、基本電力量Ｂは排気温度が低いほど大きな値が
設定されており、すなわち基本電力量Ｂに基づいて運転
状態の把握が可能である。従って、第８図に示す如く、
第３図におけるステップ306の部分をＢ≧25であるか否
かで制御するようにしてもよい。
が一定値に保たれるように基本電力量Ｂは決定されてい
るから、基本電力量Ｂは排気温度が低いほど大きな値が
設定されており、すなわち基本電力量Ｂに基づいて運転
状態の把握が可能である。従って、第８図に示す如く、
第３図におけるステップ306の部分をＢ≧25であるか否
かで制御するようにしてもよい。
また、上記実施例においては基本電力量Ｂを求める際
に、エンジン回転数詞Neと吸気管圧力Pmとを用いるもの
としているが、この他にも吸入空気量とかスロットルバ
ルブ11の開度等を用いてもよく、単にエンジン回転数Ne
や吸気管圧力Pm等の一つを用いるだけでもよい。
に、エンジン回転数詞Neと吸気管圧力Pmとを用いるもの
としているが、この他にも吸入空気量とかスロットルバ
ルブ11の開度等を用いてもよく、単にエンジン回転数Ne
や吸気管圧力Pm等の一つを用いるだけでもよい。
また上記実施例においてはヒータ15bの通電制御を100
〔m sec.〕当たりの通電時間によるデューティ制御によ
って実行するようにしているが、この他にも例えばヒー
タ15bへの供給電力を求め、ヒータ15bに印加する電圧を
制御するようにしてもよい。
〔m sec.〕当たりの通電時間によるデューティ制御によ
って実行するようにしているが、この他にも例えばヒー
タ15bへの供給電力を求め、ヒータ15bに印加する電圧を
制御するようにしてもよい。
上述したように本発明によれば、状態変化検出手段に
て機関がアイドルから非アイドルに移行したことが検出
されると、制限手段によりその時点から所定時間、目標
電力設定手段にて設定される目標電力に対して下限値が
設定され、この下限値により目標電力が制限されるの
で、所定時間ヒータに供給する電力はこの下限値以上の
値にされ、従って検出素子が活性限界温度より低い温度
にまで低下するということが防止できるようになり、さ
らに下限値で制限するだけであるので、検出素子温度の
低下防止が簡単な構成で実現できるようになるという優
れた効果がある。
て機関がアイドルから非アイドルに移行したことが検出
されると、制限手段によりその時点から所定時間、目標
電力設定手段にて設定される目標電力に対して下限値が
設定され、この下限値により目標電力が制限されるの
で、所定時間ヒータに供給する電力はこの下限値以上の
値にされ、従って検出素子が活性限界温度より低い温度
にまで低下するということが防止できるようになり、さ
らに下限値で制限するだけであるので、検出素子温度の
低下防止が簡単な構成で実現できるようになるという優
れた効果がある。
第１図は本発明の実施例の酸素濃度センサ用ヒータの制
御装置が搭載されたエンジン及びその周辺装置を表す概
略系統図、第２図は制御回路25の構成を示すブロック
図、第３図は制御回路25にて実行される酸素濃度センサ
のヒータ制御におけるデューティ比の算出処理プログラ
ムを表すフローチャート、第４図は基本電力量Ｂを求め
るためのマップM1を示すグラフ、第５図は補正電力量ｂ
を求めるためのマップM2を示すグラフ、第６図は第３図
のプログラムの処理において求められたデューティ比に
応じてヒータの通電を実行するための通電処理プログラ
ムを表すフローチャート、第７図は本実施例の構成と従
来の構成との作用効果の相違を比較するためのタイムチ
ャート、第８図は本発明の他の実施例を示すフローチャ
ートの一部、第９図は本発明の概略構成を示すブロック
図である。 １……エンジン,6……排気マニホールド,10……吸気圧
センサ,13……吸気温センサ,14……スロットルポジショ
ンセンサ,14b……アイドルスイッチ,15……酸素濃度セ
ンサ,20……回転数センサ,25……制御回路,37……マイ
クロコンピュータ,38……通電制御回路。
御装置が搭載されたエンジン及びその周辺装置を表す概
略系統図、第２図は制御回路25の構成を示すブロック
図、第３図は制御回路25にて実行される酸素濃度センサ
のヒータ制御におけるデューティ比の算出処理プログラ
ムを表すフローチャート、第４図は基本電力量Ｂを求め
るためのマップM1を示すグラフ、第５図は補正電力量ｂ
を求めるためのマップM2を示すグラフ、第６図は第３図
のプログラムの処理において求められたデューティ比に
応じてヒータの通電を実行するための通電処理プログラ
ムを表すフローチャート、第７図は本実施例の構成と従
来の構成との作用効果の相違を比較するためのタイムチ
ャート、第８図は本発明の他の実施例を示すフローチャ
ートの一部、第９図は本発明の概略構成を示すブロック
図である。 １……エンジン,6……排気マニホールド,10……吸気圧
センサ,13……吸気温センサ,14……スロットルポジショ
ンセンサ,14b……アイドルスイッチ,15……酸素濃度セ
ンサ,20……回転数センサ,25……制御回路,37……マイ
クロコンピュータ,38……通電制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−130650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−82149（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−103264（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する検
出素子と、この検出素子を加熱するヒータとを備えた内
燃機関の排気系に設置される酸素濃度センサと、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じて
前記ヒータに供給する目標電力を設定する目標電力設定
手段と、 前記目標電力設定手段にて設定された目標電力に応じて
前記ヒータに供給する電力を制御する制御手段と、 機関のアイドル状態を検出するアイドル検出手段と、 アイドル検出手段の検出結果に基づいて、機関がアイド
ル状態から非アイドル状態に移行したことを検出する状
態変化検出手段と、 状態変化検出手段にて状態変化が検出された場合、状態
変化の生じた時点から所定時間、前記目標電力設定手段
にて設定される目標電力に対する下限値を設定し、前記
目標電力を該下限値で制限する制限手段と を有することを特徴とする酸素濃度センサに備えられた
ヒータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317791A JP2572405B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 酸素濃度センサに備えられたヒータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317791A JP2572405B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 酸素濃度センサに備えられたヒータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01158337A JPH01158337A (ja) | 1989-06-21 |
| JP2572405B2 true JP2572405B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=18092079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62317791A Expired - Fee Related JP2572405B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 酸素濃度センサに備えられたヒータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572405B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1308992B1 (it) * | 1999-02-09 | 2002-01-15 | Magneti Marelli Spa | Metodo di controllo e di diagnosi del riscaldatore di un sensoresensibile alla composizione dei gas di scarico di un motore. |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62317791A patent/JP2572405B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01158337A (ja) | 1989-06-21 |
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|---|---|---|---|
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