JP3006102B2 - Heater control device for oxygen concentration detection sensor - Google Patents
Heater control device for oxygen concentration detection sensorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は酸素濃度検出センサのヒ
ータ制御装置に係り、特に酸化物半導体型酸素濃度検出
センサに設置されたヒータの抵抗値を目標抵抗値となる
ようにヒータ供給電力を可変制御するヒータ制御装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater control device for an oxygen concentration detecting sensor, and more particularly to a heater control device for controlling the heater supply power so that the resistance value of a heater installed in an oxide semiconductor type oxygen concentration detecting sensor becomes a target resistance value. The present invention relates to a heater control device that performs variable control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子制御式燃料噴射装置では、吸入空気
量（又は吸気管負圧）と機関回転数とから算出した基本
燃料噴射時間を、内燃機関の排気通路内に設けた酸素濃
度検出センサ（以下、Ｏ2 センサともいう）の出力検出
信号に基づいて補正することにより、機関燃焼室内に供
給される混合気が予め定められた目標空燃比（例えば理
論空燃比）になるよう、空燃比フィードバック制御を行
なうことにより、ドライバビリティの向上、燃費の向
上、排気ガス浄化を図っている。このような制御を実行
する上で使用する酸素濃度検出センサとして、酸化物半
導体（例えばＴｉＯ 2 ）の抵抗値が酸素濃度に応じて変
化する特性を利用した所謂酸化物半導体型酸素濃度検出
センサやジルコニア素子の両表面間に酸素濃度差がある
とそのジルコニア素子は電圧を発生するという特性を利
用した所謂濃淡電池型酸素濃度検出センサが知られてい
る。2. Description of the Related Art In an electronically controlled fuel injection system, intake air
Basic calculated from the amount (or intake pipe negative pressure) and engine speed
The fuel injection time is controlled by the oxygen concentration provided in the exhaust passage of the internal combustion engine.
Degree detection sensor (hereinafter referred to as OTwoSensor output)
By making corrections based on the signal,
The supplied air-fuel mixture is adjusted to a predetermined target air-fuel ratio (for example,
Air-fuel ratio feedback control
This will improve drivability and improve fuel efficiency.
Above, it is purifying exhaust gas. Perform such control
Oxygen concentration sensor as an oxygen concentration detection sensor
Conductor (eg TiO Two) Changes depending on the oxygen concentration.
So-called oxide semiconductor type oxygen concentration detection utilizing changing characteristics
Oxygen concentration difference between both surfaces of sensor and zirconia element
And the zirconia element has the property of generating voltage.
A so-called concentration cell type oxygen concentration detection sensor used is known.
You.
【０００３】ここで、酸化物半導体型酸素濃度検出セン
サの抵抗値ＲT は図１１に示すように、酸素濃度が低い
時即ち空燃比がリッチの時にはＩのような低抵抗特性を
示し、逆に、空燃比がリーンの時にはIIのような高抵抗
特性を示す。そして、その抵抗値の変化の検出方法の一
例としては、後述の図４の等価回路図に示すように、酸
化物半導体の抵抗ＲT の変化を直接検出するのではな
く、定抵抗Ｒ0 の分圧変化として検出し、空燃比がリッ
チのときはリーンのときに比べて大レベルの検出電圧Ｖ
OXを取り出す構成のものがある。Here, as shown in FIG. 11, the resistance value RT of the oxide semiconductor type oxygen concentration detection sensor shows a low resistance characteristic like I when the oxygen concentration is low, that is, when the air-fuel ratio is rich, and In addition, when the air-fuel ratio is lean, a high resistance characteristic such as II is exhibited. And, as an example of a method for detecting changes in the resistance value, as shown in an equivalent circuit diagram of FIG. 4 which will be described later, instead of detecting the change in the R T resistor of the oxide semiconductor directly the constant resistance R 0 It is detected as a change in partial pressure. When the air-fuel ratio is rich, the detection voltage V is higher than when the air-fuel ratio is lean.
There is a configuration that takes out OX .
【０００４】この場合、センサ出力電圧ＶOXは次式で表
わされる。 ＶOX＝ＶB ・Ｒ0 ／（Ｒ0 ＋ＲT ） (1) 従って、空燃比がリッチのときはＲＴ≪Ｒ0 であるため ＶOX＝ＶB （Ｈレベル）となり、 逆に空燃比がリーンのときはＲT ≫Ｒ0 であるため ＶOX＝０(V) （Ｌレベル）となる。In this case, the sensor output voltage V OX is expressed by the following equation. V OX = V B · R 0 / (R 0 + R T ) (1) Therefore, when the air-fuel ratio is rich, since RT≪R 0 , V OX = V B (H level). In the lean state, V OX = 0 (V) (L level) because R T ≫R 0 .
【０００５】前述の２タイプのＯ2 センサのうち、後者
のタイプのＯ2 センサは、ジルコニア素子の両表面間の
酸素濃度差を検出するものであるため、素子の片面の酸
素濃度を固定する為に、Ｏ2 センサ内に大気導入部が設
けられている。[0005] Of the above two types of O 2 sensors, the latter type O 2 sensor detects the oxygen concentration difference between both surfaces of the zirconia element, and thus fixes the oxygen concentration on one side of the element. For this purpose, an atmosphere introducing section is provided in the O 2 sensor.
【０００６】それに対して、前者のタイプの酸素濃度検
出センサはこのような大気導入部が必要ないため、低コ
ストであるという利点がある反面、酸化物半導体の抵抗
値は酸素濃度のみだけでなく、前述した図１１から分か
るように、それ自体の温度（センサ温度）によっても変
化するという特性を持っている為、センサ温度を適温に
正確に制御する必要がある。従って、通常Ｏ2 センサ内
部に酸化物半導体を加熱するためのヒータを設けると共
に、そのヒータの抵抗値がヒータ温度と一対の関係にあ
ることを利用して、ヒータ抵抗値が所定の目標抵抗値と
なるようにヒータへの供給電力を制御することにより、
センサ温度を所望の温度に制御している。On the other hand, the former type oxygen concentration detection sensor does not require such an air introduction part, and therefore has the advantage of low cost. On the other hand, the resistance value of the oxide semiconductor is not only the oxygen concentration but also the oxygen concentration. As can be seen from FIG. 11 described above, the sensor temperature has a characteristic that it changes depending on its own temperature (sensor temperature), so it is necessary to control the sensor temperature accurately and appropriately. Therefore, a heater for heating the oxide semiconductor is usually provided inside the O 2 sensor, and the heater resistance value is set to a predetermined target resistance value by utilizing the fact that the resistance value of the heater has a paired relationship with the heater temperature. By controlling the power supplied to the heater so that
The sensor temperature is controlled to a desired temperature.
【０００７】しかし、このようなヒータ制御では、ヒー
タ抵抗値が目標抵抗値となったとしても、ヒータ抵抗の
固体差により、目標抵抗値となったときのヒータ温度が
ヒータ毎に異なってしまうという問題がある。However, in such heater control, even if the heater resistance value reaches the target resistance value, the heater temperature at the time when the heater resistance value reaches the target resistance value differs for each heater due to individual differences in heater resistance. There's a problem.
【０００８】そのため、本出願人は所定運転状態のとき
にヒータ抵抗値を目標抵抗値に一致させた時のヒータ供
給電力を検出し、そのヒータ供給電力の大きさの違いか
らヒータ抵抗値の温度特性のバラツキを把握し、そのバ
ラツキによるセンサ温度の目標値からのズレを無くすよ
う、目標抵抗値を学習制御するヒータ制御装置を提案し
た（例えば、実願平１−８８２２７号）。For this reason, the present applicant detects the heater supply power when the heater resistance value matches the target resistance value in the predetermined operation state, and determines the temperature of the heater resistance value based on the difference in the heater supply power. A heater control device for learning and controlling a target resistance value so as to grasp a variation in characteristics and eliminate a deviation of a sensor temperature from a target value due to the variation has been proposed (for example, Japanese Utility Model Application No. 1-88227).
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の本出
願人の提案になるヒータ制御装置では、例えば目標抵抗
値学習後、バッテリ交換等によりバッテリが一旦外され
ると、目標抵抗学習値を記憶しているメモリの記憶内容
が破壊されるため、バッテリ装置後、所定運転状態での
学習が完了するまでの学習時間中、ヒータ抵抗値の温度
特性のバラツキ等に起因するセンサ温度の目標値からの
極端なズレが発生し、空燃比が目標空燃比からずれ、エ
ミッション悪化などをもたらしてしまう。However, in the heater control device proposed by the applicant of the present invention, for example, after the target resistance value is learned, if the battery is once removed by battery replacement or the like, the target resistance learning value is stored. Since the stored contents of the memory are destroyed, after the battery device, during the learning time until the learning in the predetermined operating state is completed, the target temperature of the sensor due to the variation of the temperature characteristic of the heater resistance value or the like is not determined. Extreme deviation occurs, the air-fuel ratio deviates from the target air-fuel ratio, and the emission deteriorates.
【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
メモリの記憶内容が破壊されたときは所定回、目標抵抗
値の学習が行なわれるまでヒータの定抵抗制御を中止す
ることにより、上記の課題を解決した酸素濃度検出セン
サのヒータ制御装置を提供することを目的とする。[0010] The present invention has been made in view of the above points,
Provided is a heater control device for an oxygen concentration detection sensor that solves the above-mentioned problem by stopping constant resistance control of a heater until learning of a target resistance value is performed a predetermined number of times when contents stored in a memory are destroyed. The purpose is to:
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は図１の原理構成図に示すように、内燃機関１１の
排気通路１２に設置された、排気中の酸素濃度を検知す
る酸素検知素子１３ａと、その酸素検知素子１３ａを加
熱するヒータ１３ｂとを備えた酸素濃度検出センサ１３
と、検出したヒータ１３ｂの抵抗値が目標抵抗値となる
ようにヒータ１３ｂへの供給電力を制御するヒータ制御
手段１４と、上記目標抵抗値を格納している読み書き可
能なメモリ１５と、所定運転状態のときにヒータ制御手
段１４によるヒータ供給電力の値に応じてメモリ１５内
の目標抵抗値を学習して更新する学習手段１６とを有す
るヒータ制御装置において、メモリ１５の記憶内容が破
壊されているか否かを検出する検出手段１７と、電力固
定手段１８と、算出手段１９と、制御手段２０とを備え
るよう構成したものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an oxygen sensor for detecting an oxygen concentration in exhaust gas, which is installed in an exhaust passage 12 of an internal combustion engine 11 as shown in FIG. An oxygen concentration detection sensor 13 including a detection element 13a and a heater 13b for heating the oxygen detection element 13a.
A heater control means 14 for controlling power supplied to the heater 13b so that the detected resistance value of the heater 13b becomes a target resistance value; a readable / writable memory 15 storing the target resistance value; In the heater control device having the learning means 16 for learning and updating the target resistance value in the memory 15 according to the value of the heater supply power by the heater control means 14 in the state, the contents stored in the memory 15 are destroyed. It comprises a detecting means 17 for detecting whether or not there is, a power fixing means 18, a calculating means 19, and a control means 20.
【００１２】ここで、上記の電力固定手段１８は検出手
段１７によりメモリ１５の記憶内容の破壊が検出された
ときは学習手段１６による学習値が所定数得られるまで
ヒータ制御手段１４から取り出されるヒータ１３ｂへの
供給電力を固定とする。また、算出手段１９は上記学習
値のなまし処理値を算出する。制御手段１８は学習値が
所定数得られたときは目標抵抗値の初期値を前記なまし
処理値としてヒータ制御手段１４の動作を開始させる。Here, when the detecting means 17 detects the destruction of the contents stored in the memory 15, the power fixing means 18 controls the heater to be taken out from the heater control means 14 until a predetermined number of learning values are obtained by the learning means 16. The power supply to 13b is fixed. Further, the calculating means 19 calculates a smoothing value of the learning value. When a predetermined number of learned values are obtained, the control means 18 starts the operation of the heater control means 14 with the initial value of the target resistance value as the smoothing processing value.
【００１３】[0013]
【作用】メモリ１５内に格納されているはずの目標抵抗
値の学習値が消失している場合は、検出手段１７により
制御手段１８へメモリ１５の記憶内容の破壊が通知さ
れ、これにより電力固定手段１８が、学習値が所定数得
られるまで、ヒータ制御手段１４の動作を停止して固定
のヒータ供給電力を出力させる。このように、ヒータ抵
抗値のバラツキを補償する為の学習値が消失した際に
は、学習値が所定数得られるまで、ヒータ抵抗値に基づ
く制御を中止させるため、ヒータ抵抗値のバラツキに起
因するセンサ温度のバラツキを防止することができる。When the learning value of the target resistance value stored in the memory 15 has disappeared, the detection means 17 notifies the control means 18 of the destruction of the stored contents of the memory 15 and thereby fixes the power. The means 18 stops the operation of the heater control means 14 and outputs a fixed heater supply power until a predetermined number of learning values are obtained. As described above, when the learning value for compensating for the variation in the heater resistance value disappears, the control based on the heater resistance value is stopped until a predetermined number of learning values are obtained. Of the sensor temperature can be prevented.
【００１４】更に、本発明では、学習値が所定数得られ
ることによりヒータ制御手段１４の通常の動作を開始さ
せる際には、その所定数の学習値をなました値を目標抵
抗値の初期値としているため、ヒータ抵抗値を目標抵抗
値とするように電力を制御するに際して、目標抵抗値の
初期値として、大きな学習値が採用されることが防止で
きるようになり、その結果、ヒータ供給電力のオーバー
シュートが発生することが防止できる。Further, in the present invention, when the normal operation of the heater control means 14 is started by obtaining a predetermined number of learning values, the value obtained by forming the predetermined number of learning values is set to the initial value of the target resistance value. Therefore, when controlling the power so that the heater resistance value becomes the target resistance value, it is possible to prevent a large learning value from being adopted as an initial value of the target resistance value. The occurrence of power overshoot can be prevented.
【００１５】[0015]
【実施例】図２は本発明の一実施例の構成図を示す。本
実施例は内燃機関１１として自動車用エンジンに適用し
た例で、マイクロコンピュータによる電子制御装置２１
により各部の動作が制御される。また、図１に示したヒ
ータ制御手段１４は後述する如くヒータ制御回路２２と
電子制御装置２１のソフトウェア動作により、また学習
手段１６，検出手段１７、電力固定手段１８、算出手段
１９及び制御手段２０は後述の電子制御装置２１のソフ
トウェア動作によって実現される。FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which an internal combustion engine 11 is applied to an automobile engine.
Controls the operation of each unit. Further, the heater control means 14 shown in FIG. 1 is controlled by software operation of the heater control circuit 22 and the electronic control unit 21 as will be described later, and the learning means 16, the detection means 17, the power fixing means 18, the calculation means 19 and the control means 20 Is realized by software operation of the electronic control device 21 described later.
【００１６】図２において、エアフローメータ２３の下
流側にはスロットルバルブ２４を介してサージタンク２
５が設けられている。スロットルポジションセンサ３９
はスロットルボデーに取付けられ、スロットルバルブ２
４の動きを各種接点により検出する構造となっており、
スロットルバルブ２４が全閉状態（アイドル位置）のと
きにそのＩＤＬ接点がオンとなる。In FIG. 2, a surge tank 2 is provided downstream of an air flow meter 23 through a throttle valve 24.
5 are provided. Throttle position sensor 39
Is attached to the throttle body and the throttle valve 2
It has a structure to detect the movement of 4 by various contact points,
When the throttle valve 24 is fully closed (idle position), its IDL contact is turned on.
【００１７】サージタンク２５はインテークマニホルド
２６を介してエンジンの燃焼室２７に連通されている。
また、燃焼室２７には吸気弁２８，排気弁２９が設けら
れ、また燃焼室２７はエキゾーストマニホルド３０（前
記排気通路１２に相当）に連通している。３１は燃料噴
射弁で、インテークマニホルド２６を通る空気流中に電
子制御装置２１により指示された時間、燃料を噴射す
る。３２は点火プラグで、プラグギャップが燃焼室２７
内に突出するように設けられている。３３はピストン
で、図中、上下方向に往復運動する。The surge tank 25 is connected to a combustion chamber 27 of the engine via an intake manifold 26.
The combustion chamber 27 is provided with an intake valve 28 and an exhaust valve 29, and the combustion chamber 27 communicates with an exhaust manifold 30 (corresponding to the exhaust passage 12). Reference numeral 31 denotes a fuel injection valve which injects fuel into the air flow passing through the intake manifold 26 for a time specified by the electronic control unit 21. 32 is a spark plug whose plug gap is
It is provided so as to protrude inside. A piston 33 reciprocates vertically in the figure.
【００１８】かかる概略構成のエンジンには回転角セン
サ３４，水温センサ３５，吸気温センサ３６，ヒータ付
酸素濃度検出センサ３７，車速センサ３８その他種々の
センサが設けられ、それらの出力検出信号は電子制御装
置２１に夫々供給される。The engine having such a schematic configuration is provided with a rotation angle sensor 34, a water temperature sensor 35, an intake air temperature sensor 36, an oxygen concentration detection sensor 37 with a heater, a vehicle speed sensor 38, and various other sensors. Each is supplied to the control device 21.
【００１９】回転角センサ３４はディストリビュータの
シャフトの回転を検出してエンジン回転数を検出する。
また、水温センサ３５はエンジンブロックを貫通して一
部がウォータジャケット内に突出するように設けられて
おり、エンジン冷却水の水温を検出する。The rotation angle sensor 34 detects the rotation of the distributor shaft to detect the engine speed.
Further, the water temperature sensor 35 is provided so as to penetrate the engine block and partially protrude into the water jacket, and detects the temperature of the engine cooling water.
【００２０】吸気温センサ３６はエアフローメータ２３
の上流側の吸入空気温を測定する。車速センサ３８は車
軸に連動し、車速に応じたパルス信号を出力する。更
に、後述するヒータ付酸素濃度検出センサ（Ｏ2 セン
サ）３７はその一部がエキゾーストマニホルド３０を貫
通突出するように配置され、三元触媒装置（図示せず）
に入る前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。The intake air temperature sensor 36 is connected to the air flow meter 23.
Measure the intake air temperature on the upstream side of. The vehicle speed sensor 38 outputs a pulse signal according to the vehicle speed in conjunction with the axle. Further, an oxygen concentration detection sensor (O 2 sensor) 37 with a heater, which will be described later, is arranged so that a part thereof protrudes through the exhaust manifold 30, and a three-way catalyst device (not shown)
The oxygen concentration in the exhaust gas before entering is detected.
【００２１】電子制御装置２１のハードウェア構成は従
来と同様であり、図３に示す如き構成とされている。同
図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。図３において、電子制御装置２１は中央
処理装置（ＣＰＵ）４０を有し、これに処理プログラム
を格納したリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）４１，作
業領域として使用されるランダム・アクセス・メモリ
（ＲＡＭ）４２，エンジン停止後もデータを保持するバ
ックアップＲＡＭ４３，入出力インタフェース回路４５
及びＡ／Ｄ変換器４６などが双方向のバスライン４７を
介して接続されている。The hardware configuration of the electronic control unit 21 is the same as the conventional one, and is configured as shown in FIG. 2, the same components as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 3, the electronic control unit 21 has a central processing unit (CPU) 40, a read only memory (ROM) 41 storing a processing program, and a random access memory (RAM) used as a work area. 42), a backup RAM 43 for retaining data even after the engine is stopped, and an input / output interface circuit 45
And an A / D converter 46 are connected via a bidirectional bus line 47.
【００２２】上記のバックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）
４３は前記したメモリ１５を構成している。このＢ−Ｒ
ＡＭ４３は揮発性メモリであるが、イグニッションスイ
ッチのオン、オフに関係なく常時バッテリから電源電圧
が印加されているため、イグニッションスイッチをオフ
とすることによりＣＰＵ４０，ＲＯＭ４１，ＲＡＭ４２
などに電源電圧が印加されない機関停止中も記憶データ
を保持している。しかし、バッテリが交換などにより、
一旦外されるとＢ−ＲＡＭ４３への電源電圧が印加され
なくなるので、その後はバッテリが装着されてもＢ−Ｒ
ＡＭ４３の記憶内容は消失してしまう。The above backup RAM (B-RAM)
43 constitutes the memory 15 described above. This BR
The AM 43 is a volatile memory, but since the power supply voltage is constantly applied from the battery regardless of whether the ignition switch is on or off, the CPU 40, the ROM 41, and the RAM 42 are turned off by turning off the ignition switch.
For example, the stored data is retained even when the engine is stopped where no power supply voltage is applied. However, due to battery replacement etc.
Once the power supply voltage is removed, the power supply voltage to the B-RAM 43 is not applied.
The stored contents of the AM 43 are lost.
【００２３】水温センサ３５，吸気温センサ３６，ヒー
タ付Ｏ2 センサ３７，エアフローメータ２３及びスロッ
トルポジションセンサ３９からの各検出信号は、入力イ
ンタフェース回路４４を介してマルチプレクサ付Ａ／Ｄ
変換器４６に供給され、ここでディジタルデータに変換
され、順次バスライン４７へ送出される。Each detection signal from the water temperature sensor 35, the intake air temperature sensor 36, the O 2 sensor 37 with heater, the air flow meter 23 and the throttle position sensor 39 is supplied via an input interface circuit 44 to an A / D with multiplexer.
The data is supplied to a converter 46, where the data is converted into digital data, and is sequentially transmitted to a bus line 47.
【００２４】一方、回転角センサ３４からのエンジン回
転数検出信号、車速センサ３８からの車速信号及び後述
するＡ／Ｄ変換器５１からのヒータ抵抗値検出電圧は入
出力インタフェース回路４５を介してバスライン４７へ
送出される。また、ＣＰＵ４０からバスライン４７及び
入出力インタフェース回路４５を介して燃料噴射弁３１
及び後述のスイッチングトランジスタ５２の夫々へ制御
信号が送出される。On the other hand, an engine speed detection signal from the rotation angle sensor 34, a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 38, and a heater resistance detection voltage from an A / D converter 51, which will be described later, are transmitted via a bus via an input / output interface circuit 45. Sent to line 47. Further, the fuel injection valve 31 is transmitted from the CPU 40 via the bus line 47 and the input / output interface circuit 45.
A control signal is sent to each of the switching transistors 52 described later.
【００２５】次に図２及び図３に示すヒータ付酸素濃度
検出センサ（Ｏ2 センサ）３７について説明する。ヒー
タ付Ｏ2 センサ３７は、例えばアルミナを材質とする絶
縁基板の表面に膜状に形成されたチタニア（酸化チタ
ン；ＴｉＯ2 ）からなる酸化物半導体（図１の酸化物半
導体１３ａに相当）と、チタニアを加熱するヒータ３７
ｂ（図１のヒータ１３ｂに相当）とからなる。チタニア
の電気抵抗値はチタニアに接触する排気ガス中の酸素濃
度に応じて変化するので、このチタニアの電気抵抗値の
変化を利用して酸素濃度を検出することができる。Next, the oxygen concentration detection sensor (O 2 sensor) 37 with heater shown in FIGS. 2 and 3 will be described. The heater-equipped O 2 sensor 37 includes, for example, an oxide semiconductor (corresponding to the oxide semiconductor 13 a in FIG. 1) made of titania (titanium oxide; TiO 2 ) formed in a film shape on the surface of an insulating substrate made of alumina. , Heater 37 for heating titania
b (corresponding to the heater 13b in FIG. 1). Since the electrical resistance value of titania changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas that comes into contact with titania, the oxygen concentration can be detected using the change in the electrical resistance value of titania.
【００２６】すなわち、排気ガス中の酸素濃度が希薄で
空燃比がリッチのときは酸化物半導体であるチタニアの
Ｏ2 分子が外部へ放出される結果、チタニア内部の自由
電子が増加するため図１１にＩで示す如くチタニアの抵
抗値は小になり、逆に空燃比がリーンのときは図１１に
IIで示す如くチタニアの抵抗値は大になる。That is, when the oxygen concentration in the exhaust gas is lean and the air-fuel ratio is rich, the O 2 molecules of titania, which is an oxide semiconductor, are released to the outside, and the free electrons inside the titania increase. As shown by I, the resistance value of titania becomes small, and conversely, when the air-fuel ratio is lean, FIG.
As shown by II, the resistance value of titania becomes large.
【００２７】図４は上記のチタニアＯ2 センサ３７の等
価回路図で、ＲT は上記チタニアの抵抗値で、酸素濃度
に応じて抵抗値が変化する。上記のチタニアの抵抗値Ｒ
T は定抵抗Ｒ0 を直列に介して電源電圧ＶB が印加され
る構成とされており、これにより、定抵抗Ｒ0 の両端か
ら前記(1) 式で表わされる酸素濃度検出信号（電圧）Ｖ
OXが取り出される。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the titania O 2 sensor 37. RT is the resistance value of the titania, and the resistance value changes according to the oxygen concentration. The resistance value R of the above titania
T is configured to supply voltage V B is applied through a constant resistance R 0 in series, thereby, oxygen concentration sensing signal represented by the equation (1) from both ends of the constant resistor R 0 (voltage) V
OX is taken out.
【００２８】このヒータ付Ｏ2 センサ３７のヒータの供
給電力はヒータ制御回路２２からのパルス信号により制
御される。The power supplied to the heater of the O 2 sensor 37 with heater is controlled by a pulse signal from the heater control circuit 22.
【００２９】図５はヒータ制御回路２２の一実施例の回
路図を示す。同図中、５０はバッテリで、その出力電圧
ＶB をヒータ付Ｏ2 センサ３７のヒータ３７ｂの一端に
印加すると共に、Ａ／Ｄ変換器５１を介して電子制御装
置２１に動作電源電圧として印加する。FIG. 5 is a circuit diagram of one embodiment of the heater control circuit 22. In the figure, 50 is a battery, applies the output voltage V B is applied with the one end of the heater 37b of the heater with the O 2 sensor 37, as an operating power supply voltage to the electronic control device 21 via an A / D converter 51 I do.
【００３０】また、ヒータ３７ｂはその抵抗値Ｒｈがヒ
ータ温度に対応して変化する。ヒータ３７ｂの他端はス
イッチングトランジスタ５２のコレクタ、エミッタを介
して抵抗５３の一端に接続されている。抵抗５３の他端
は接地されており、またその抵抗値は所定の抵抗値ＲC
に設定されている。５４は増幅器で、抵抗５３に生じた
電圧ＶC を増幅し、Ａ／Ｄ変換器５１へ供給する。The resistance value Rh of the heater 37b changes according to the heater temperature. The other end of the heater 37b is connected to one end of a resistor 53 via a collector and an emitter of the switching transistor 52. The other end of the resistor 53 is grounded and has a predetermined resistance R C.
Is set to 54 is an amplifier, amplifies the voltage V C generated in the resistor 53, and supplies to the A / D converter 51.
【００３１】かかる構成のヒータ制御回路２２におい
て、スイッチングトランジスタ５２のベースに電子制御
装置２１からパルス信号が供給され、スイッチングトラ
ンジスタ５２がスイッチング制御され、これによりヒー
タ３７ｂの供給電力が制御される。In the heater control circuit 22 having such a configuration, a pulse signal is supplied from the electronic control unit 21 to the base of the switching transistor 52, and the switching of the switching transistor 52 is controlled, whereby the power supplied to the heater 37b is controlled.
【００３２】次に電子制御装置２１によるヒータ付Ｏ2
センサ３７のヒータ制御動作について説明する。図６は
電子制御装置２１の処理動作のメインルーチンを示すフ
ローチャートで、このルーチンが例えば１６ms毎に起動
されると、まずステップ６１で前記したバックアップＲ
ＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）４３の記憶内容が破壊されているか
否かがＣＰＵ４０により次のようにして判定される。Next, O 2 with a heater is controlled by the electronic control unit 21.
The heater control operation of the sensor 37 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the main routine of the processing operation of the electronic control unit 21. When this routine is started, for example, every 16 ms, first, in step 61, the backup R
The CPU 40 determines whether or not the storage contents of the AM (B-RAM) 43 are destroyed as follows.
【００３３】すなわち、Ｂ−ＲＡＭ４３は２バイトの出
力データのうち上位バイト又は下位バイトのデータが例
えば目標抵抗値を示すデータとして用いられ、データと
して用いられない方の残りの１バイトのデータはデータ
として用いられる１バイトのデータと常に各ビット反転
した値として取り出されるようになされている。従っ
て、Ｂ−ＲＡＭ４３が正常なデータを出力しているとき
には、上記のデータとして用いられる１バイトのデータ
とデータとして用いられない方の残りの１バイトのデー
タとを加算すると１６進数で「ＦＦ」なる値が得られ
る。そこで、上記ステップ６１では上記の上位バイトと
下位バイトの加算を行なって「ＦＦ」なる加算結果が得
られないときＢ−ＲＡＭ４３の記憶内容が破壊されたと
判定し、「ＦＦ」が得られるときは破壊されていないと
判定する。That is, in the B-RAM 43, the upper byte or the lower byte of the 2-byte output data is used as, for example, data indicating a target resistance value, and the remaining 1-byte data which is not used as data is the data. Is always taken out as 1-byte data used as a value and a value obtained by inverting each bit. Therefore, when the B-RAM 43 is outputting normal data, the 1-byte data used as the above data and the remaining 1-byte data not used as the data are added to be "FF" in hexadecimal. Is obtained. Therefore, in the above step 61, when the addition of the upper byte and the lower byte is performed and the addition result of "FF" is not obtained, it is determined that the storage content of the B-RAM 43 is destroyed. Judge that it is not destroyed.
【００３４】Ｂ−ＲＡＭ４３の記憶内容が破壊されてい
ると判定された場合は、ステップ６２へ進んで固定デュ
ーティ比制御フラグＦをクリアし、続いてステップ６３
へ進んでヒータ抵抗学習実行フラグＦＧをクリアした
後、ステップ６４のヒータ抵抗制御を実行する。一方、
ステップ６１でＢ−ＲＡＭ４３の記憶内容が破壊されて
いないと判定された場合には、ステップ６２及び６３を
夫々ジャンプしてステップ６４のヒータ抵抗制御を行な
う。なお、前記固定デューティ比制御フラグＦはイニシ
ャルルーチンでもクリアされるようになされている。If it is determined that the contents stored in the B-RAM 43 have been destroyed, the routine proceeds to step 62, where the fixed duty ratio control flag F is cleared.
Then, the process proceeds to step S11 to clear the heater resistance learning execution flag FG, and then executes the heater resistance control in step S64. on the other hand,
If it is determined in step 61 that the storage content of the B-RAM 43 has not been destroyed, steps 62 and 63 are respectively jumped to perform heater resistance control in step 64. The fixed duty ratio control flag F is cleared even in the initial routine.
【００３５】次にステップ６４のヒータ抵抗制御につい
て図７乃至図１０と共に更に詳細に説明する。図７及び
図８はステップ６４で実行されるヒータ抵抗制御ルーチ
ンの一実施例のフローチャートを示す。図７において、
まずステップ７１でヒータ３７ｂがオンか否か判定さ
れ、オフのときは後述のステップ８９へ進み、オンのと
きはステップ７２へ進んでＡ／Ｄ変換器５１からのバッ
テリ電圧ＶB ，図５のスイッチングトランジスタ５２の
エミッタ電圧ＶC の各値と既知の抵抗値ＲC とに基づい
て、図５からわかるように、 Ｒｈ＝ＲC ・｛（ＶB ／ＶC ）−１｝ (2) なる式に従ってヒータ抵抗値Ｒｈを算出する。Next, the heater resistance control in step 64 will be described in more detail with reference to FIGS. FIGS. 7 and 8 show a flowchart of one embodiment of the heater resistance control routine executed in step 64. In FIG.
First, in step 71, it is determined whether the heater 37b is on. If the heater 37b is off, the process proceeds to step 89 described below. If the heater 37b is on, the process proceeds to step 72, where the battery voltage V B from the A / D converter 51, FIG. As can be seen from FIG. 5, based on each value of the emitter voltage V C of the switching transistor 52 and the known resistance value R C , Rh = R C · {(V B / V C ) -1} (2) The heater resistance value Rh is calculated according to the equation.
【００３６】次にステップ７３において内燃機関が所定
の運転状態（例えばアイドル運転状態）が２秒継続して
いるか否かの判定が行なわれ、所定運転状態が２秒継続
しているときはステップ７４へ進みヒータ供給電力Ｐｈ
が次式に従って算出される。 Ｐｈ＝｛ＶC ・（ＶB −ＶC ）／ＲC ）・｛ａ／（ａ＋ｂ）｝ (3) 上式中、バッテリ電圧ＶB ，抵抗値ＲC は夫々一定であ
るが、後述の図９（Ｂ）のパルス信号のデューティ比ａ
／（ａ＋ｂ）は変化する。ここでは後述の如く（ａ＋
ｂ）は一定周期で５１２msであり、ａは後述するフロー
カウンタの値Ｃが０からデューティカウンタの値Ｄに達
するまでの時間で、補正量に応じて変化する。このヒー
タ供給電力Ｐｈは前回のメモリ値Ｐｈｎに加算されてメ
モリ値Ｐｈｎが更新される。なお、Ｐｈｎはこの制御ル
ーチン始動時に予めゼロにリセットされている。Next, at step 73, it is determined whether or not a predetermined operating state (for example, an idle operating state) of the internal combustion engine has continued for 2 seconds. If the predetermined operating state has continued for 2 seconds, step 74 is performed. To heater supply power Ph
Is calculated according to the following equation. Ph = {V C · (V B −V C ) / R C ) · {a / (a + b)} (3) In the above equation, the battery voltage V B and the resistance value R C are respectively constant, but will be described later. The duty ratio a of the pulse signal in FIG.
/ (A + b) changes. Here, (a +
b) is a fixed period of 512 ms, and a is a time from when a value C of a flow counter described below reaches 0 to a value D of a duty counter, which varies according to the correction amount. This heater supply power Ph is added to the previous memory value Phn to update the memory value Phn. Note that Phn has been reset to zero before starting the control routine.
【００３７】続いて、このヒータ抵抗制御ルーチンが２
５６回起動されたか判定され（ステップ７５）、２５６
回起動されたときは前記ヒータ抵抗学習実行フラグＦＧ
の値を“１”にセットした後（ステップ７６）、その時
点のメモリ値Ｐｈｎを“２５６”で除算してヒータ供給
電力の平均値Ｐｈｍを算出し（ステップ７７）、この平
均値ＰｈｍからＲＯＭ４１に記憶されている図１０に実
線で示すマップを参照して△Ｒｔを算出する（ステップ
７８）。この△Ｒｔは所定の内燃機関運転状態に対応す
るヒータ供給電力の標準値Ｐｈｏに対するヒータ供給電
力平均値Ｐｈｍの偏差から求められる、ヒータ抵抗値の
目標抵抗値Ｒｔに対する修正値である。このように、Ｐ
ｈｍがＰｈｏより大きくなる程△Ｒｔはより大きい負の
値とされる。これはヒータ３７ｂへの供給電力が標準値
より大きくなる程ヒータ抵抗の目標値Ｒｔを下げ、ヒー
タへの電力の供給過剰を打消す作用をなす。Subsequently, this heater resistance control routine is performed in two steps.
It is determined whether it has been started 56 times (step 75), 256
When the heater resistance learning execution flag FG is
Is set to "1" (step 76), the current memory value Phn is divided by "256" to calculate an average value Phm of the heater supply power (step 77), and the ROM 41 is calculated from the average value Phm. △ Rt is calculated with reference to the map indicated by the solid line in FIG. This ΔRt is a correction value of the heater resistance value to the target resistance value Rt, which is obtained from a deviation of the heater supply power average value Phm from the heater supply power standard value Pho corresponding to a predetermined internal combustion engine operating state. Thus, P
ΔRt is set to a larger negative value as hm becomes larger than Pho. This has the effect of reducing the target value Rt of the heater resistance as the power supplied to the heater 37b becomes larger than the standard value, thereby canceling excessive power supply to the heater.
【００３８】なお、Ｐｈｍに対する△Ｒｔの変化率は、
図１０に示すようにＰｈｏの近傍にてのみ実線の如く比
較的低率とされ、ＰｈｍがＰｈｏより大きく隔っている
時には図中破線にて示す如く大きくなるように修正され
てもよい。またこの場合特にＰｈｍがＰｈｏより小さ過
ぎる領域での変化率をＰｈｍがＰｈｏより大き過ぎる領
域での変化率より更に大きくし、ヒータの発熱不足が生
じないようにするのが好ましい。The rate of change of ΔRt with respect to Phm is
As shown in FIG. 10, the rate may be relatively low only in the vicinity of Pho as indicated by the solid line, and may be corrected to be larger as indicated by the broken line in the figure when Phm is farther than Pho. In this case, in particular, it is preferable that the rate of change in a region where Phm is smaller than Pho is even greater than that in a region where Phm is larger than Pho so that insufficient heating of the heater does not occur.
【００３９】次に図７のステップ７９において前回のヒ
ータ目標抵抗値Ｒｔn-1 に上記修正値△Ｒｔを加算して
今回のヒータ目標抵抗値Ｒｔnの更新が行なわれる。こ
のヒータ目標抵抗値Ｒｔn はＢ−ＲＡＭ４３に格納され
る。このステップ７８及び７９が前記学習手段１６に相
当する。The updated next of this heater target resistance Rt n by adding the correction value △ Rt to the previous heater target resistance Rt n-1 in step 79 of FIG. 7 is performed. The heater target resistance Rt n is stored in the B-RAM 43. These steps 78 and 79 correspond to the learning means 16.
【００４０】ステップ７９の処理後に前記した固定デュ
ーティ比制御フラグＦの値が“０”か否か判定し（ステ
ップ８０）、“０”のときはＢ−ＲＡＭ４３の記憶内容
が破壊されているので後述の図８のステップ９５へ進
み、他方、Ｆの値が“０”でないとき（“１”のとき）
は、Ｂ−ＲＡＭ４３の記憶内容が破壊されていない場合
なので、図８のステップ８１〜９４による従来と同様の
ヒータ抵抗の定抵抗制御が行なわれる。このステップ８
０が前記検出手段１７に相当する。After the processing of step 79, it is determined whether or not the value of the fixed duty ratio control flag F is "0" (step 80). When the value is "0", the stored contents of the B-RAM 43 have been destroyed. When the value of F is not “0” (when it is “1”), the process proceeds to step 95 in FIG.
Is the case where the storage content of the B-RAM 43 is not destroyed, so that the same constant resistance control of the heater resistance as in the related art is performed in steps 81 to 94 in FIG. This step 8
0 corresponds to the detection means 17.
【００４１】なお、ステップ７３で所定運転状態が２秒
継続していないと判定されたとき、及びステップ７５で
２５６回未満と判定されたときにはジャンプしてステッ
プ８０へ進む。When it is determined in step 73 that the predetermined operating state does not continue for 2 seconds, and when it is determined in step 75 that the predetermined operation state is less than 256 times, the routine jumps to step 80.
【００４２】ステップ７２と図８のステップ８１〜９４
によるヒータ抵抗の定抵抗制御は、前記ヒータ制御手段
１４に相当し、ヒータ抵抗値Ｒｈが目標抵抗値Ｒｔn に
一致するように、ヒータ３７ｂへの供給電力を可変デュ
ーティ比のパルスに基づいて制御する。Step 72 and steps 81 to 94 in FIG.
Constant resistance control of the heater resistor by corresponds to the heater control means 14, as the heater resistance value Rh is equal to the target resistance value Rt n, control based on the electric power supplied to the heater 37b in the pulse of the variable duty ratio I do.
【００４３】すなわち、まず、上記更新後のヒータ目標
抵抗値Ｒｔn と現在のヒータ抵抗値Ｒｈとの大小比較が
行なわれ（ステップ８１，８２）、Ｒｈ＞Ｒｔのときは
デューティカウンタ値Ｄを“１”減算し（ステップ８
３）、Ｒｈ＜Ｒｔのときはデューティカウンタ値Ｄを
“１”加算し（ステップ８４）、Ｒｈ＝Ｒｔのときは後
述のステップ８９へ進む。[0043] That is, first, comparison between the heater target resistance Rt n and the current heater resistance Rh after the update is performed (step 81 and 82), Rh> duty counter value D when the Rt " 1 "is subtracted (step 8
3) If Rh <Rt, the duty counter value D is incremented by "1" (step 84). If Rh = Rt, the process proceeds to step 89 described later.
【００４４】ステップ８３，８４によるデューティカウ
ンタ値Ｄの加減算処理後は、デューティカウンタ値Ｄが
“２５６”より大きければ上限値“２５６”とし（ステ
ップ８５，８６）、“８”より小さければ下限値“８”
とする（ステップ８７，８８）。After the addition / subtraction processing of the duty counter value D in steps 83 and 84, the upper limit value is set to "256" if the duty counter value D is larger than "256" (steps 85 and 86), and the lower limit value is set if it is smaller than "8". “8”
(Steps 87 and 88).
【００４５】デューティカウンタ値Ｄは図９（Ａ）に一
点鎖線で示すように、後述のステップ９０でのフローカ
ウンタ値Ｃとの大小比較によってヒータ制御回路２２に
供給されるパルス信号（図９（Ｂ）に示す）のデューテ
ィ比を定める値であって、フローカウンタ値Ｃの最大値
が“２５６”であるから上限値は“２５６”に制限さ
れ、また実用的なヒータ制御を目的として下限値が
“８”に制限されるのである。As indicated by the dashed line in FIG. 9A, the duty counter value D is supplied to the heater control circuit 22 by comparing the magnitude with the flow counter value C in step 90 described later. B)), the maximum value of the flow counter value C is "256", so that the upper limit value is limited to "256", and the lower limit value is set for practical heater control. Is limited to “8”.
【００４６】次にステップ８９へ進みフローカウンタ値
Ｃは値が“８”だけ増加された後、ステップ９０でデュ
ーティカウンタ値Ｄと大小比較され、Ｃ＜Ｄのときはヒ
ータ３７ｂをオンとするハイレベルの信号を送出し（ス
テップ９１）、Ｃ≧Ｄのときはヒータ３７ｂをオフとす
るローレベルの信号を送出する（ステップ９２）。Next, the routine proceeds to step 89, where the value of the flow counter value C is increased by "8", and then compared with the duty counter value D in step 90. When C <D, the heater 37b is turned on. A level signal is transmitted (step 91). When C ≧ D, a low level signal for turning off the heater 37b is transmitted (step 92).
【００４７】しかる後に、フローカウンタ値Ｃが最大値
“２５６”に達したか否かの判定が行なわれ（ステップ
９３）、“２５６”に達したときはゼロに戻され（ステ
ップ９４）、“２５６”未満のときはこのヒータ抵抗制
御ルーチンを終了する（ステップ９９）。このようにし
て、フローカウンタ値Ｃは１６ms毎にこの制御ルーチン
が起動される度に“８”ずつ増加され、その値が“２５
６”に達するとゼロに戻るよう、図９（Ａ）に実線で示
す如く周期的に（５１２ms毎に）変化する。そして、デ
ューティカウンタ値Ｄとフローカウンタ値Ｃとの大小比
較に応じて図９（Ｂ）に示すパルス信号が取り出され、
図５のスイッチングトランジスタ５２のベースに印加さ
れる。Thereafter, it is determined whether or not the flow counter value C has reached the maximum value "256" (step 93). When the value has reached "256", the value is returned to zero (step 94), and " If it is less than 256 ", the heater resistance control routine ends (step 99). In this way, the flow counter value C is incremented by "8" every time the control routine is started every 16 ms, and the value is increased by "25".
9A, it changes periodically (every 512 ms) as shown by the solid line in FIG. 9A so as to return to zero. Then, according to the magnitude comparison between the duty counter value D and the flow counter value C, FIG. The pulse signal shown in FIG. 9 (B) is taken out,
It is applied to the base of the switching transistor 52 of FIG.
【００４８】上記のデューティカウンタ値Ｄはステップ
８１〜８４で説明したように、測定ヒータ抵抗値Ｒｈが
ヒータ目標抵抗値Ｒｔn に近付くように、それらの差に
応じて増減制御される結果、図９（Ａ），（Ｂ）からわ
かるようにパルス信号のデューティ比ａ／（ａ＋ｂ）が
Ｒｈ＞Ｒｔのときは小に、Ｒｈ＜Ｒｔのときは大に、そ
してＲｈ＝Ｒｔのときは前回と同じ値に制御され、ヒー
タ供給電力が前記(3) 式に基づいて制御される（この通
常のヒータ定抵抗制御のときのＯ2 センサ３７の素子温
度は例えば７００℃程度である）。[0048] As duty counter value D above as described in Step 81 to 84, as measured heater resistance Rh approaches the heater target resistance Rt n, increase or decrease being controlled result according to their difference, FIG. 9 (A) and 9 (B), the duty ratio a / (a + b) of the pulse signal is small when Rh> Rt, large when Rh <Rt, and the same when Rh = Rt. The heater supply power is controlled to the same value, and the heater supply power is controlled based on the above equation (3) (the element temperature of the O 2 sensor 37 in this normal heater constant resistance control is, for example, about 700 ° C.).
【００４９】この実施例におけるヒータ制御は、一般に
金属の電気抵抗値がその金属の温度によって変化するた
め、電気抵抗を一定に制御することがその金属の温度を
一定に制御することと等価であることに鑑み、ヒータ抵
抗値を目標抵抗値とするようにヒータ供給電力を制御す
ることによりなされている。In the heater control in this embodiment, since the electric resistance value of a metal generally changes with the temperature of the metal, controlling the electric resistance to be constant is equivalent to controlling the temperature of the metal to be constant. In view of this, the control is performed by controlling the heater supply power so that the heater resistance value becomes the target resistance value.
【００５０】そのうえ、本実施例においては、Ｂ−ＲＡ
Ｍ４３の記憶内容が破壊されているとステップ８０で判
定されたときは、図８のステップ９５〜９８の処理によ
りヒータ供給電力を固定制御するものである。Further, in this embodiment, the B-RA
When it is determined in step 80 that the storage content of M43 has been destroyed, the heater supply power is fixedly controlled by the processing of steps 95 to 98 in FIG.
【００５１】図８のステップ９５では前記したフローカ
ウンタ値Ｃとデューティカウンタ値Ｄとの大小比較結果
に無関係に、電子制御装置２１から図５のスイッチング
トランジスタ５２のベースへ印加するパルス信号のデュ
ーティ比ａ／（ａ＋ｂ）を所定値（例えば６０％）に固
定する。このとき、現在使用しているヒータの抵抗値が
その製造公差の中心値であるとみなして、そのような製
造公差に対して中心的なヒータが所定温度（例えば、７
００℃）であるときのヒータ抵抗値を、目標抵抗値Ｒｔ
としてＢ−ＲＡＭ４３に、セットする。In step 95 in FIG. 8, the duty ratio of the pulse signal applied from the electronic control unit 21 to the base of the switching transistor 52 in FIG. 5 is independent of the result of the comparison between the flow counter value C and the duty counter value D. a / (a + b) is fixed to a predetermined value (for example, 60%). At this time, it is considered that the resistance value of the heater currently used is the center value of the manufacturing tolerance, and the heater central to the manufacturing tolerance is at a predetermined temperature (for example, 7 mm).
00 ° C.), the target resistance value Rt
Is set in the B-RAM 43.
【００５２】続いて、前記フラグＦＧの値が“１”か否
か判定し（ステップ９６）、“１”でないとき（“０”
のとき）はまだこのヒータ抵抗制御ルーチンが２５６回
起動されていないために目標抵抗値Ｒｔの学習値が得ら
れていないため、このヒータ抵抗制御ルーチンを一旦終
了する（ステップ９９）。Subsequently, it is determined whether or not the value of the flag FG is "1" (step 96), and when it is not "1"("0").
At this time, since the heater resistance control routine has not been started 256 times yet and the learning value of the target resistance value Rt has not been obtained, the heater resistance control routine is temporarily terminated (step 99).
【００５３】他方、前記フラグＦＧの値が“１”のとき
は、目標抵抗値Ｒｔの学習が１回行なわれているから、
前記固定デューティ比制御フラグＦの値を“１”とした
後（ステップ９７）、次式に基づいて目標抵抗値Ｒｔn
を算出して（ステップ９８）、処理を終了する（ステッ
プ９９）。Ｒｔn ←（Ｒｔn-1 ＋Ｒｔn ）／２
(4)ただし、上式の右辺のＲｔn は
今回ステップ７９で算出された今回の目標抵抗値、Ｒｔ
n-1 はステップ９５で最初にセットされた前回の目標抵
抗値で、(4) 式はこれらの平均値を目標抵抗値Ｒｔn と
することを示している。上記のステップ９５〜９８によ
り前記電力固定手段１８、算出手段１９及び制御手段２
０が実現される。On the other hand, when the value of the flag FG is "1", the learning of the target resistance value Rt has been performed once.
Wherein the value of the fixed duty ratio control flag F "1" and then after (step 97), the target resistance value Rt n based on the following equation
Is calculated (step 98), and the process ends (step 99). Rt n ← (Rt n-1 + Rt n ) / 2
(4) However, the above equation of the right side of Rt n is the current target resistance calculated in this step 79, Rt
n-1 is the first in the set the previous target resistance value at step 95 shows the expression (4) to the average value thereof and the target resistance value Rt n. By the above steps 95 to 98, the power fixing means 18, the calculating means 19 and the control means 2
0 is realized.
【００５４】次に図７及び図８に示すヒータ抵抗制御ル
ーチンが起動されると、ステップ８０で「Ｆ＝０」と判
定されるので、図８のステップ８１へ進み、以後前記し
たヒータ抵抗の定抵抗制御に移行する。Next, when the heater resistance control routine shown in FIGS. 7 and 8 is started, it is determined in step 80 that "F = 0", so the routine proceeds to step 81 in FIG. Shift to constant resistance control.
【００５５】このように、本実施例によれば、Ｂ−ＲＡ
Ｍ４３の記憶内容が破壊されたときにはステップ９５に
よる所謂固定デューティ比制御によりヒータ制御が行な
われるため、Ｂ−ＲＡＭ４３に学習された目標抵抗値が
記憶されていないことによるヒータ供給電力の大幅な変
動を抑制することができる。As described above, according to the present embodiment, the B-RA
When the storage content of M43 is destroyed, the heater control is performed by the so-called fixed duty ratio control in step 95, so that a large change in the heater supply power due to the fact that the learned target resistance value is not stored in the B-RAM 43 is eliminated. Can be suppressed.
【００５６】なお、デューティ比固定制御からヒータ抵
抗の定抵抗制御へ切り換わる際に、ヒータ抵抗が公差限
界（上限又は下限）である場合などでは目標抵抗値の学
習値が大きく変化して前記パルス信号のデューティ比が
急変し、それによりヒータ供給電力が急変してセンサ温
度のオーバーシュート又はアンダーシュートが発生し、
空燃比にも影響が出る可能性がある。When switching from the fixed duty ratio control to the constant resistance control of the heater resistance, if the heater resistance is at the tolerance limit (upper limit or lower limit), the learning value of the target resistance value greatly changes, and the pulse value is changed. The duty ratio of the signal changes abruptly, whereby the heater supply power changes abruptly, causing an overshoot or undershoot of the sensor temperature,
The air-fuel ratio may also be affected.
【００５７】しかし、本実施例では固定デューティ比制
御からヒータ抵抗の定抵抗制御に移行した際の目標抵抗
値Ｒｔn の初期値はステップ９８により算出した目標抵
抗値の学習値のなまし値（１／２なまし）であるため、
目標抵抗値が急激に変化することを防止でき、その結
果、ヒータ抵抗値が目標抵抗値となるようにヒータ供給
電力を制御したとしても、ヒータ供給電力がオーバーシ
ュートすることがなくなる。なお、ここで、なまし値と
は一般的に下記の式にて、算出されるものを示す。[0057] However, the smoothed value of the learning value of the target resistance value the initial value of the target resistance Rt n is calculated in step 98 at the time of transition from the fixed duty ratio control in the constant resistance control of the heater resistor in the present embodiment ( 1/2),
The target resistance value can be prevented from suddenly changing. As a result, even if the heater supply power is controlled so that the heater resistance value becomes the target resistance value, the heater supply power does not overshoot. Here, the average value generally indicates a value calculated by the following equation.
【００５８】 Ｒｔn ←（（ｍ−ａ）×Ｒｔn-1 ＋ａ×Ｒｔn ）／ｍ (5) このような処理を、ａ／ｍなましと呼ぶ。（但し、ｍ＞ａ） 従って、ｍ，ａの値に関しては、ｍ＝２、ａ＝１に限ら
ず、種々の値に設定することはできる。Rt n ← ((m−a) × Rt n−1 + a × Rt n ) / m (5) Such processing is called a / m smoothing. (However, m> a) Therefore, the values of m and a are not limited to m = 2 and a = 1, and can be set to various values.
【００５９】また、ヒータ抵抗の定抵抗制御を開始する
際の判定に用いる学習回数も、２回以上の所定値として
もよい。The number of times of learning used for the determination when starting the constant resistance control of the heater resistance may be a predetermined value of two or more.
【００６０】その際のなまし処理は、学習値Ｒｔn が得
られる度に、Ｒｔn と記憶しているＲｔn-1 とにより、
（５）式を用いて行なえば良いことは明かである。In this case, the smoothing process is performed by using Rt n and the stored Rt n−1 every time the learning value Rt n is obtained.
It is clear that this should be performed using the equation (5).
【００６１】[0061]
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、目標抵抗
値を格納しているメモリの記憶内容が破壊されているこ
とを検出した場合には、ヒータ抵抗の定抵抗制御を中止
して固定のヒータ供給電力によるヒータ制御を行ない、
目標抵抗値の大きな変動を抑制するようにしたため、メ
モリの記憶内容が破壊されている場合でもＯ2 センサの
センサ温度の極端なバラツキをなくすことができ、また
固定のヒータ供給電力によるヒータ制御から定抵抗制御
に移行した際にヒータ供給電力の急激な変化を抑制する
ことができるため、センサ温度のオーバーシュートやア
ンダーシュートを防止することができる等の特長を有す
るものである。As described above, according to the present invention, when it is detected that the storage content of the memory storing the target resistance value is destroyed, the constant resistance control of the heater resistance is stopped. Perform heater control with fixed heater supply power,
By suppressing large fluctuations in the target resistance value, it is possible to eliminate extreme fluctuations in the sensor temperature of the O 2 sensor even when the storage contents of the memory are destroyed. Since it is possible to suppress a rapid change in the power supplied to the heater when the control is shifted to the constant resistance control, it has features such as prevention of overshoot and undershoot of the sensor temperature.
【図１】本発明の原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.
【図２】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention.
【図３】図２中の電子制御装置のハードウェア構成を示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of an electronic control device in FIG. 2;
【図４】酸化物半導体型酸素濃度検出センサの等価回路
図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the oxide semiconductor type oxygen concentration detection sensor.
【図５】図２中のヒータ制御回路の一例の回路図であ
る。FIG. 5 is a circuit diagram of an example of a heater control circuit in FIG. 2;
【図６】電子制御装置の処理動作のメインルーチンを示
すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a main routine of a processing operation of the electronic control device.
【図７】本発明の要部をなすヒータ抵抗制御ルーチンの
一実施例を示すフローチャート（その１）である。FIG. 7 is a flowchart (part 1) illustrating an embodiment of a heater resistance control routine that is a main part of the present invention.
【図８】本発明の要部をなすヒータ抵抗制御ルーチンの
一実施例を示すフローチャート（その２）である。FIG. 8 is a flowchart (part 2) showing one embodiment of a heater resistance control routine which is a main part of the present invention.
【図９】図８のフローチャートの動作説明用タイムチャ
ートである。FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of the flowchart in FIG. 8;
【図１０】図７のフローチャート中にて用いられるマッ
プの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a map used in the flowchart of FIG. 7;
【図１１】酸化物半導体型酸素濃度検出センサのセンサ
温度とセンサ抵抗との関係を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a sensor temperature and a sensor resistance of the oxide semiconductor type oxygen concentration detection sensor.
１１ 内燃機関 １２ 排気通路 １３ 酸素濃度検出センサ １３ａ 酸素検知素子 １３ｂ，３７ｂ ヒータ １４ ヒータ制御手段 １５ メモリ １６ 学習手段 １７ 検出手段 １８ 電力固定手段 １９ 算出手段 ２０ 制御手段 ２１ 電子制御装置 ２２ ヒータ制御回路 ３７ チタニアＯ2 センサ ４０ 中央処理装置（ＣＰＵ） ４３ バックアップ・ランダム・アクセス・メモリ（Ｂ
−ＲＡＭ）DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Internal combustion engine 12 Exhaust passage 13 Oxygen concentration detection sensor 13a Oxygen detection element 13b, 37b Heater 14 Heater control means 15 Memory 16 Learning means 17 Detection means 18 Power fixing means 19 Calculation means 20 Control means 21 Electronic control device 22 Heater control circuit 37 Titania O 2 sensor 40 Central processing unit (CPU) 43 Backup random access memory (B
-RAM)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−285245（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−242161（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−185350（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/12 G01N 27/409 G01N 27/419 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-285245 (JP, A) JP-A-4-242161 (JP, A) JP-A-3-185350 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/12 G01N 27/409 G01N 27/419
Claims (1)
中の酸素濃度を検知する酸素検知素子と、その検知素子
を加熱するヒータとを備えた酸素濃度検出センサと、目
標抵抗値を格納している読み書き可能なメモリと、前記
ヒータの抵抗値を検出し、その検出ヒータ抵抗値が該メ
モリから読み出した目標抵抗値となるように該ヒータへ
の供給電力を制御するヒータ制御手段と、所定運転状態
のときに該ヒータ制御手段によるヒータ供給電力の値に
応じて前記メモリ内の目標抵抗値を学習して更新する学
習手段とを有するヒータ制御装置において、前記メモリ
の記憶内容が破壊されているか否かを検出する検出手段
と、該検出手段により該破壊が検出されたときは前記学
習手段による学習値が所定数得られるまで前記ヒータ制
御手段から取り出される前記ヒータへの供給電力を固定
する電力固定手段と、前記学習値のなまし処理値を算出
する手段と、前記学習値が所定数得られたときは、前記
目標抵抗値の初期値を前記なまし処理値として前記ヒー
タ制御手段の動作を開始させる制御手段とを具備するこ
とを特徴とする酸素濃度検出センサのヒータ制御装置。1. An oxygen concentration detection sensor provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and configured to detect an oxygen concentration in exhaust gas, a heater for heating the detection element, and a target resistance value are stored. A readable and writable memory, and a heater control means for detecting a resistance value of the heater, and controlling power supplied to the heater so that the detected heater resistance value becomes a target resistance value read from the memory. Learning means for learning and updating a target resistance value in the memory in accordance with a value of heater supply power by the heater control means in a predetermined operation state, wherein a memory content of the memory is destroyed. Detecting means for detecting whether or not the breakage is detected, and when the destruction is detected by the detecting means, the heater control means removes from the heater control means until a predetermined number of learning values are obtained by the learning means Power fixing means for fixing power supplied to the heater, means for calculating a smoothed processing value of the learning value, and when a predetermined number of the learning values are obtained, the initial value of the target resistance value is set to the And a control means for starting the operation of the heater control means as an averaging processing value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3013564A JP3006102B2 (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Heater control device for oxygen concentration detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP3013564A JP3006102B2 (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Heater control device for oxygen concentration detection sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04248454A JPH04248454A (en) | 1992-09-03 |
| JP3006102B2 true JP3006102B2 (en) | 2000-02-07 |
Family
ID=11836665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP3013564A Expired - Fee Related JP3006102B2 (en) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | Heater control device for oxygen concentration detection sensor |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006102B2 (en) |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3013564A patent/JP3006102B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH04248454A (en) | 1992-09-03 |
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