JP4877291B2 - ヒータ劣化検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスセンサ用のヒータの劣化を検出するヒータ劣化検出装置に関する。

この種のガスセンサとしては、酸素濃度を検出するＯ２センサやＡ／Ｆセンサ、窒素酸化物濃度を検出するＮＯｘセンサ等があり、当該ガスセンサの検出信号に基づき燃料噴射量等を制御することにより、エミッションの改善が図られている。さらに、この種のガスセンサにはセンサ素子を加熱するヒータが設けられており、内燃機関の始動時などセンサ素子が活性化していない場合に、当該センサ素子をヒータで加熱するようにしている。これにより、センサ素子の早期活性化を図り、内燃機関の始動時などにおけるエミッションの悪化を抑制している。そのため、ヒータへ電力を供給する回路に断線や短絡が生じるとエミッションが悪化してしまう。これに対し、ヒータ両端の電位差などに基づいて上記回路の短絡や断線の有無を検出することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年では、エミッションの悪化をさらに厳しい基準で検出することが望まれている。これに対し、ヒータの経年劣化を検出することが知られている（例えば、特許文献２参照）。ヒータの劣化に伴って、当該ヒータのインピーダンスは大きくなり、ひいてはヒータを流れるヒータ電流は小さくなる。そこで、特許文献２に記載の発明では、ヒータ電流に基づいてヒータの劣化を検出しようとしている。
特開平１１−６８１２号公報 特開２００１−２４１３５２号公報

しかしながら、ヒータ電流は、ヒータの端子間電圧及びヒータのインピーダンスによって決まる。そのため、ヒータ電流はヒータへの入力電圧の変動によっても変化する。しかも、ヒータの劣化に伴うヒータ電流の変化は、特に大きなものではない。よって、特許文献２に記載の発明では、ヒータの劣化検出において、ヒータへの入力電圧の変動に起因して誤検出が生じ得る。また、ヒータに電力を供給するバッテリには、ヒータ以外にも電磁バルブなど各種の電気負荷が接続されており、当該電気負荷の電力消費状態によっても、ヒータの劣化検出に影響が及ぶと考えられる。

本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、ガスセンサ用のヒータの劣化を精度良く検出するヒータ劣化検出装置を提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明は、バッテリから第１給電経路を介して給電されるガスセンサ用のヒータと、第１給電経路を通じてヒータに流れるヒータ電流を計測する電流計測手段と、バッテリに第１給電経路とは異なる第２給電経路を介して接続され、バッテリの電圧を計測する電圧計測手段と、を備え、電流計測手段により計測されたヒータ電流と、電圧計測手段により計測されたバッテリ電圧とに基づいて、ヒータの劣化を検出するヒータ劣化検出装置である。

かかる構成では、第１給電経路や第２給電経路を介して給電される、ヒータ以外の電気負荷の電力消費状態によっては、第１給電経路における電圧降下及び第２給電経路における電圧降下に差が生じ、ヒータへの入力電圧及び電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧に差が生じる。これらの電圧が大きく異なる場合には、上述の如くヒータの劣化検出において電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧を加味したとしても、同バッテリ電圧によってヒータへの入力電圧の変動を補償することができない。これにより、ヒータの劣化検出の精度が低下してしまう。

そこで、請求項１に記載の発明では、第１給電経路及び第２給電経路の少なくともいずれかを介して給電される電気負荷の電力消費状態を検出し、検出された電力消費状態に応じてヒータの劣化検出を許可又は禁止する。請求項１に記載の発明によれば、電気負荷の電力消費状態に応じて、ヒータへの入力電圧及び電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧の差が大きい場合に、ヒータの劣化検出を禁止することが可能である。これにより、ヒータの劣化検出の精度を高めることができる。

電気負荷が複数設けられ、それらの電気負荷が、第１給電経路を介して給電される第１電気負荷群と、第２給電経路を介して給電される第２電気負荷群とに分けられるシステムでは、両電気負荷群の電力消費状態の差に応じて、両電気負荷群による消費電力量の差が変化し、ひいてはヒータへの入力電圧と電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧との差が変化する。

そこで、請求項２に記載の発明では、上述の如く複数の電気負荷が設けられたシステムにおいて、各電気負荷群の電力消費状態をそれぞれ検出し、両電気負荷群の電力消費状態を比較し、その比較結果に基づいてヒータの劣化検出を許可又は禁止する。請求項２に記載の発明によれば、複数の電気負荷が、第１給電経路を介して給電される第１負荷群と、第２給電経路を介して給電される第２負荷群とに分けられるシステムにおいて、ヒータへの入力電圧と電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧との差が大きい場合、すなわちヒータへの入力電圧の変動を、電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧によって補償できない場合に、ヒータの劣化検出を禁止することが可能である。これにより、上述の如く複数の電気負荷が設けられたシステムにおいて、ヒータの劣化を精度良く検出することができる。

ここで、第１電気負荷群による消費電力量は、第１電気負荷群の電気負荷のうち作動状態となっている電気負荷により決まり、第２電気負荷群による消費電力量は、第２電気負荷群の電気負荷のうち作動状態となっている電気負荷により決まる。よって、両電気負荷群による消費電力量の差は、第１電気負荷群の電気負荷のうち作動状態である電気負荷と第２電気負荷群の電気負荷のうち作動状態である電気負荷との組合せに応じて変化する。そのため、以下の構成を採用することができる。すなわち、第１電気負荷群の電気負荷のうち作動状態である電気負荷と第２電気負荷群の電気負荷のうち作動状態である電気負荷との組合せパターンと、各組合せパターンにおける両電気負荷群の電力消費状態との関係を示す電力消費データを記憶しておく。そして、各電気負荷群の電力消費状態として両電気負荷群の各電気負荷の作動又は非作動状態をそれぞれ検出し、上記電力消費データを用い、作動状態である旨が検出された電気負荷に基づいて両電気負荷群の電力消費状態を比較し、その比較結果に基づいてヒータの劣化検出を許可又は禁止する（請求項３）。

また、各電気負荷群の電力消費状態として各電気負荷群の電気負荷の消費電力量をそれぞれ検出し、検出された各電気負荷群の電気負荷の消費電力量を積算し、算出された両電気負荷群についての消費電力量の積算値を比較し、その比較結果に基づいてヒータの劣化検出を許可又は禁止することも考えられる（請求項４）。かかる場合、両電気負荷群による消費電力量の差を的確に反映させて、ヒータの劣化検出の許可又は禁止を好適に行うことができる。

ヒータの劣化検出が許可された場合であっても、ヒータへの入力電圧と電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧とが異なることにより、ヒータの劣化検出の精度低下が懸念される。そこで、請求項５に記載の発明では、ヒータの劣化検出が許可された場合に、ヒータ電流に加え電気負荷の電力消費状態に基づいて、ヒータの劣化を検出する。請求項５に記載の発明によれば、ヒータへの入力電圧と電圧計測手段により計測されるバッテリ電圧との差に応じたヒータの劣化検出を行うことが可能である。これにより、ヒータの劣化検出の精度向上を図ることができる。

本実施形態は、Ｏ２センサ用のヒータの劣化を検出するヒータ劣化検出装置を構築するものである。Ｏ２センサとしては、車載エンジンの排気管に設けられるものを想定している。図１は、ヒータ劣化検出装置として機能するＥＣＵの概略を示す図である。なお、図１には、ＥＣＵの他、Ｏ２センサやバッテリ等が図示されている。

Ｏ２センサ１０は、酸素濃度を検出するセンサ素子１０ａと、当該センサ素子１０ａを加熱するヒータ１０ｂとを備えて構成されている。

センサ素子１０ａは、空気過剰率λが１．０を下回ると例えば０．９Ｖの検出信号を出力し、空気過剰率λが１．０を上回ると例えば０Ｖの検出信号を出力するものである。つまり、センサ素子１０ａは、空気過剰率λが１を超えたか否かを２値検出する素子であると言える。センサ素子１０ａの検出信号はＥＣＵ２０に入力される。センサ素子１０ａには、センサ素子１０ａのインピーダンスを検出するインピーダンス回路（図示せず）が接続されている。インピーダンス回路の検出信号もＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０は、インピーダンス回路の検出信号に基づいて、センサ素子１０ａの素子温度を算出する。ヒータ１０ｂは、センサ素子１０ａを加熱して活性化させるためのものである。特に、エンジン始動時に用いることで、センサ素子１０ａを早期に活性化させることができる。

本実施形態では、Ｏ２センサ１０及びＥＣＵ２０及びの配置が大きく異なることを想定している。詳しくは、Ｏ２センサ１０は、上述の如くエンジンの排気管に配設され、ＥＣＵ２０は、車室内やエンジンルーム内に配設されていることを想定している。そのため、ヒータ１０ｂ及びＥＣＵ２０は、バッテリ１１から互いに異なる給電経路を介して給電されている。詳しくは、バッテリ１１にはメインリレー１２の入力端子ＲＩが接続され、メインリレー１２の出力端子ＲＯには第１ワイヤハーネス１３及び第２ワイヤハーネス１４が接続されている。そして、第１ワイヤハーネス１３及び第２ワイヤハーネス１４には、それぞれヒータ１０ｂの入力端子ＨＩ及びＥＣＵ２０の電源端子ＥＩが接続されている。以下、第１ワイヤハーネス１３によって形成される給電経路を第１給電経路Ｌ１といい、第２ワイヤハーネス１４によって形成される給電経路を第２給電経路Ｌ２という。

第１給電経路Ｌ１及び第２給電経路Ｌ２には、ヒータ１０ｂ及びＥＣＵ２０の他、複数の電気負荷１９が接続されている。電気負荷１９としては、例えば、Ａ／Ｆセンサのヒータや、ＮＯｘセンサのヒータ、オイルコントロールバルブ、パージバルブ等が考えられる。これらの電気負荷１９は、車両における配置に応じて、それぞれ第１給電経路Ｌ１又は第２給電経路Ｌ２に接続されている。各電気負荷１９への通電は、ＥＣＵ２０により制御可能となっている。以下、第１給電経路Ｌ１を介して給電される電気負荷１９を第１電気負荷群１７といい、第２給電経路Ｌ２を介して給電される電気負荷１９を第２電気負荷群１８という。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等よりなるマイクロコンピュータ（マイコン）２１を主体として構成された電子制御ユニットである。マイコン２１は、ＲＯＭに記憶された各種のプログラムを実行することで、その都度のエンジン運転状態に応じてエンジンシステムの各種制御を実施する。例えば、ＥＣＵ２０は、センサ素子１０ａを一定温度に保持すべく、ヒータ１０ｂの通電をデューティ制御している。これにより、センサ素子１０ａは所定の活性状態に保たれる。

次に、このヒータ１０ｂの通電制御に関する構成について詳しく説明する。ＥＣＵ２０は、マイコン２１の他、マイコン２１の制御によりヒータ１０ｂを駆動するヒータ駆動回路２２を備えている。本実施形態では、ヒータ駆動回路２２は、ヒータ１０ｂの出力端子ＨＯとグランド間に設けられたスイッチング素子２３を有して構成されている。マイコン２１は、インピーダンス回路の検出信号に基づいて算出される素子温度を所定の目標温度（例えば３００℃）に調整すべく、スイッチング素子２３をオン・オフさせる。これにより、ヒータ１０ｂへの通電量が制御される。

図２は、ヒータ１０ｂの温度と当該ヒータ１０ｂのインピーダンスとの関係を示す特性図である。ヒータ１０ｂのインピーダンスは、実線で示すグラフのようにヒータ温度が上昇するにつれて上昇するが、破線で示すグラフのようにヒータ１０ｂが劣化することによっても上昇する。そのため、ヒータ１０ｂの劣化によりインピーダンスが高くなると、電流が当該ヒータ１０ｂを流れにくくなる。これにより、センサ素子１０ａの活性化が遅くなる事態や、活性化温度（例えば約３００℃）を維持できなくなる事態を招く。その結果、エミッションが悪化してしまう。

そこで、ヒータ１０ｂの劣化を検出するようにしている。以下、ヒータ１０ｂの劣化検出に関する構成について詳しく説明する。

図１に示すように、ＥＣＵ２０は、第１給電経路Ｌ１を通じてヒータ１０ｂを流れる電流（ヒータ電流）を検出するヒータ電流検出回路２５と、第２給電経路Ｌ２を介してバッテリ１１に接続された電源端子ＥＩにおける電圧をバッテリ電圧ＶＢｅとして検出するバッテリ電圧検出回路２９とを備えている。本実施形態では、ヒータ電流検出回路２５は、スイッチング素子２３とグランドの間に設けられたシャント抵抗２６と、当該シャント抵抗２６の両端電圧を増幅するオペアンプ２７とを有して構成されている。ヒータ電流検出回路２５は、ヒータ電流に相関する信号をマイコン２１へ出力する。また、バッテリ電圧検出回路２９は、例えば、電源端子ＥＩにおけるバッテリ電圧を分圧する分圧回路を有して構成されている。バッテリ電圧検出回路２９は、電源端子ＥＩにおけるバッテリ電圧に相関する信号をマイコン２１へ出力する。電流検出回路２５が「電流計測手段」に相当し、バッテリ電圧検出回路２９が「電圧計測手段」に相当する。

ここで、上述の如く、ヒータ１０ｂの劣化が進行すると、ヒータ１０ｂのインピーダンスが上昇し、ヒータ１０ｂを流れるヒータ電流が減少する。そのため、ヒータ電流に基づいてヒータ１０ｂの劣化を検出することが可能である。本実施形態では、ヒータ電流検出回路２５により検出されるヒータ電流が所定の閾値ＴＨを下回ったか否かに基づきヒータ１０ｂの劣化を検出するようにしている。

但し、ヒータ電流は、ヒータ１０ｂへの入力電圧、すなわちヒータ１０ｂの入力端子ＨＩにおけるバッテリ電圧の変動によっても変化する。これに対し、本実施形態では、ヒータ１０ｂへの入力電圧の変動を、バッテリ電圧ＶＢｅによって補償するようにしている。具体的には、バッテリ電圧ＶＢｅが低いほど、ヒータ１０ｂの劣化検出に用いられる上記閾値ＴＨを小さく設定する。

ところが、第１電気負荷群１７及び第２電気負荷群１８の電力消費状態によっては、第１給電経路Ｌ１におけるバッテリ１１からヒータ１０ｂの入力端子ＨＩまでの電圧降下と、第２給電経路Ｌ２におけるバッテリ１１からＥＣＵ２０の電源端子ＥＩまでの電圧降下とに大きな差が生じ、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅが大きく異なることがある。両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差が大きい場合には、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈの変動をバッテリ電圧ＶＢｅによって補償することができない。そこで、本実施形態では、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅの差が大きい場合には、ヒータ１０ｂの劣化検出を禁止するようにしている。

以下、ヒータ１０ｂの劣化検出処理について図３を参照しつつ説明する。図３は、ヒータ劣化検出プログラムの流れを示すフローチャートである。本実施形態では、マイコン２１が本プログラムを所定周期（所定クランク角ごとに又は所定時間周期）に実行することにより、ヒータ１０ｂの劣化検出処理が実現されることを想定している。

図３に示すステップＳ１１では、マイコン２１は、第１電気負荷群１７及び第２電気負荷群１８の電気負荷１９のうち作動状態である電気負荷１９を検出する。

ステップＳ１２では、マイコン２１は、第１電気負荷群１７の電気負荷１９のうち作動状態である電気負荷１９と、第２電気負荷群１８の電気負荷１９のうち作動状態である電気負荷１９とを比較し、その比較結果に基づいて、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅの差が大きいか否かを判定する。

すなわち、第１電気負荷群１７による消費電力量は、第１電気負荷群１７の電気負荷１９のうち作動状態となっている電気負荷により決まり、第２電気負荷群１８による消費電力量は、第２電気負荷群１８の電気負荷１９のうち作動状態となっている電気負荷により決まる。よって、両電気負荷群１７，１８よる消費電力量の差は、第１電気負荷群１７の電気負荷１９のうち作動状態となっている電気負荷と第２電気負荷群１８の電気負荷１９の作動状態となっている電気負荷との組合せに応じて変化する。そのため、上述の如く、第１電気負荷群１７の電気負荷１９のうち作動状態となっている電気負荷と、第２電気負荷群１８の電気負荷１９のうち作動状態となっている電気負荷との比較によって、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅの差が大きいか否かを判定することができる。

例えば、メモリ（ＥＣＵ２０のＲＯＭ等）には、第１電気負荷群１７の電気負荷１９のうち作動状態である電気負荷と第２電気負荷群１８の電気負荷１９のうち作動状態である電気負荷の組合せパターンと、各組合せパターンにおいてヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅの差が大きくなるか否かの判定結果とが関連付けられたマップが予め記憶されている（図４参照）。このようなマップは、（１）両電気負荷群１７，１８の各電気負荷１９を実際に作動又は非作動状態として両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅを計測し、両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差を算出する実験結果に基づいて求めることや、（２）各電気負荷１９の定格消費電力量や、各電気負荷１９とバッテリ１１との間の給電経路（第１給電経路Ｌ１又は第２給電経路Ｌ２）上の距離や、給電経路の電気抵抗などを考慮して、両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差が大きくなるか否かを推定することにより求めることができる。そして、マイコン２１は、当該マップを参照して、ステップＳ１１において検出された作動状態である電気負荷１９から両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差が大きいか否かの判定結果を得る。

マイコン２１は、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅの差が大きくないと判定した場合には、ステップＳ１３の処理に進む。一方、マイコン２１は、両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差が大きいと判定した場合には、今回のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ１３では、マイコン２１は、ヒータ駆動回路２２によりヒータ１０ｂへの通電を開始させた上で、ヒータ電流検出回路２５によりヒータ電流を検出させる。続くステップＳ１４では、マイコン２１は、バッテリ電圧検出回路２９によりバッテリ電圧ＶＢｅを検出させる。

ステップＳ１５では、マイコン２１は、バッテリ電圧ＶＢｅによって、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈの変動を補償する。詳しくは、マイコン２１は、バッテリ電圧ＶＢｅに基づいて、閾値ＴＨを可変設定する。すなわち、マイコン２１は、バッテリ電圧ＶＢｅが低いほど、ヒータ１０ｂの劣化検出に用いられる閾値ＴＨを小さく設定する。例えば、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、バッテリ電圧ＶＢｅと閾値ＴＨとが関連付けられたマップが予め記憶されている。このマップでは、バッテリ電圧ＶＢｅが低いほど閾値ＴＨが小さくなっている。そして、ＥＣＵ２０は、当該マップを参照して、ステップＳ１４において検出されたバッテリ電圧ＶＢｅに対応する閾値ＴＨを設定する。

ステップＳ１６では、マイコン２１は、ヒータ電流が閾値ＴＨよりも小さいか否かを判定する。

ステップＳ１６において、ヒータ電流が閾値ＴＨよりも小さいと判定した場合には、マイコン２１は、劣化検出用カウンタをカウントアップした上で（ステップＳ１７参照）、劣化検出用カウンタのカウンタ値が所定値以上か否かを判定する（ステップＳ１８参照）。ここで、劣化検出用カウンタは、ヒータ電流が閾値ＴＨよりも小さいという事態が連続して何回検出されたかを示すカウンタである。そして、マイコン２１は、劣化検出用カウンタが所定値以上であると判定した場合には、ステップＳ１９において所定のフェイル処理を実行した上で、今回のプログラムの実行を終了する。フェイル処理としては、故障警告灯（ＭＩＬ）の点灯や、故障診断データ（ダイアグデータ）のバックアップメモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）への記憶が考えられる。一方、劣化検出用カウンタが所定値よりも小さいと判定した場合には、マイコン２１は、フェイル処理を実行することなく、今回のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ１６において、ヒータ電流が閾値ＴＨ以上と判定した場合には、マイコン２１は、劣化検出用カウンタをクリアした上で（ステップＳ２０参照）、今回のプログラムの実行を終了する。

以上説明したヒータ１０ｂの劣化検出処理によれば、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅの差が大きい場合、すなわちヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈの変動をバッテリ電圧ＶＢｅによって補償することができない場合に、ヒータ１０ｂの劣化検出が禁止される。これにより、ヒータ１０ｂの劣化検出の精度向上を図ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・両電気負荷群１７，１８の各電気負荷１９の消費電力量を算出し、算出された各電気負荷群１７，１８の電気負荷１９の消費電力量を積算し、算出された両電気負荷群１７，１８についての消費電力量の積算値の差に基づいて、ヒータ１０ｂの劣化検出を許可又は禁止してもよい。両電気負荷群１７，１８の各電気負荷１９の消費電力量は、例えば、電気負荷１９への通電量がヒータ１０ｂと同様、ＥＣＵ２０によりデューティ制御されている場合には、ＥＣＵ２０によるデューティ指令値（デューティ比）に基づいて算出することができる。これにより、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈとバッテリ電圧ＶＢｅとの差を的確に反映させて、ヒータ１０ｂの劣化検出の許可又は禁止を好適に行うことができる。

・両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅが大きく異なるか否かに拘わらず、ヒータ１０ｂが劣化しているか否かの判定自体は行うこととし、両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差が大きい場合には、上記ヒータ１０ｂの劣化判定の結果を採用しないこととしてもよい。例えば、図３において、ステップＳ１１及びステップＳ１２を、ステップＳ１８及びステップＳ１９の間に移動させることにより、両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差が大きくない場合にはステップＳ１９の処理に進み、両電圧ＶＩｈ，ＶＢｅの差が大きい場合には、プログラムの実行を終了するようにしてもよい。この場合でも、上記実施形態と同様の優れた効果が得られる。

・ヒータ１０ｂの劣化検出が許可された場合であっても、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅに差が生じ得る。そのため、ヒータ１０ｂの劣化検出が許可された場合において、ヒータ電流の閾値ＴＨの設定に際し、両電気負荷群１７，１８の電力消費状態を加味することが好ましい。例えば、上記ヒータの劣化検出プログラムのステップＳ１５において、第１電気負荷群１７の電気負荷１９のうち作動状態となっている電気負荷と第２電気負荷群１８の電気負荷１９のうち作動状態となっている電気負荷との組合せに基づいて閾値ＴＨを算出する。これにより、ヒータ１０ｂへの入力電圧ＶＩｈ及びバッテリ電圧ＶＢｅの差に応じて閾値ＴＨが設定されるため、ヒータ１０ｂの劣化検出の精度向上を図ることができる。

上記実施形態では、メインリレー１２から分岐する第１ワイヤーハーネス１３及び第２ワイヤーハーネス１４を、それぞれ第１給電経路Ｌ１及び第２給電経路Ｌ２とした。しかしながら、これに限られず、両ワイヤーハーネス１３，１４をそれぞれ個別にバッテリ１１に接続してもよい。例えば、バッテリ１１に２つのリレーを並列に接続し、両リレーにそれぞれ第１ワイヤーハーネス１３及び第２ワイヤーハーネス１４を接続してもよい。

本発明は、第１給電経路Ｌ１及び第２給電経路Ｌ２のいずれか一方にのみ電気負荷群が設けられている場合にも適用することができる。また、本発明は、Ａ／ＦセンサやＮＯｘセンサ等、Ｏ２センサ１０以外のガスセンサ用のヒータにも適用することができる。

Ｏ２センサ用のヒータの劣化検出装置の概略を示す図。 Ｏ２ヒータの温度とそのインピーダンスとの関係を示す特性図。 ヒータの劣化検出プログラムの流れを示すフローチャート図。

符号の説明

１０…Ｏ２センサ（ガスセンサ）、１０ｂ…ヒータ、１１…バッテリ、１７…第１電気負荷群、１８…第２電気負荷群、１９…電気負荷、２０…ＥＣＵ（ヒータ劣化検出装置）、２１…マイコン（検出手段、許可手段）、２５…ヒータ電流検出回路（電流計測手段）、２９…バッテリ電圧検出回路（電圧計測手段）、Ｌ１…第１給電経路、Ｌ２…第２給電経路。

Claims (5)

1. バッテリから第１給電経路を介して給電されるガスセンサ用のヒータと、前記第１給電経路を通じて前記ヒータに流れるヒータ電流を計測する電流計測手段と、前記バッテリに前記第１給電経路とは異なる第２給電経路を介して接続され、前記バッテリの電圧を計測する電圧計測手段と、を備え、前記電流計測手段により計測されたヒータ電流と、前記電圧計測手段により計測されたバッテリ電圧とに基づいて、前記ヒータの劣化を検出するガスセンサのヒータ劣化検出装置において、
   前記第１給電経路及び前記第２給電経路の少なくともいずれかを介して給電される電気負荷の電力消費状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された電力消費状態に応じて、前記ヒータの劣化検出を許可又は禁止する許可手段と、
   を備えていることを特徴とするヒータ劣化検出装置。
2. 前記電気負荷が複数設けられ、それらの電気負荷が、前記第１給電経路を介して給電される第１電気負荷群と、前記第２給電経路を介して給電される第２電気負荷群とに分けられるシステムに適用され、
   前記検出手段は、各電気負荷群の電力消費状態をそれぞれ検出し、
   前記許可手段は、両電気負荷群の電力消費状態を比較し、その比較結果に基づいて前記ヒータの劣化検出を許可又は禁止する請求項１に記載のヒータ劣化検出装置。
3. 前記第１電気負荷群の電気負荷のうち作動状態である電気負荷と前記第２電気負荷群の電気負荷うち作動状態である電気負荷との組合せパターンと、各組合せパターンにおける前記両電気負荷群の電力消費状態との関係を示す電力消費データが記憶された記憶手段を備え、
   前記検出手段は、前記各電気負荷群の電力消費状態として、前記両電気負荷群の各電気負荷の作動又は非作動状態をそれぞれ検出し、
   前記許可手段は、前記記憶手段に記憶された電力消費データを用い、前記検出手段により作動状態である旨が検出された電気負荷に基づいて、前記両電気負荷群の電力消費状態を比較する請求項２に記載のヒータ劣化検出装置。
4. 前記検出手段は、前記各電気負荷群の電力消費状態として前記各電気負荷群の電気負荷の消費電力量をそれぞれ検出する手段と、検出された各電気負荷群の電気負荷の消費電力量を積算する手段とを有し、
   前記許可手段は、前記検出手段により算出された両電気負荷群についての消費電力量の積算値を比較する請求項２に記載のヒータ劣化検出装置。
5. 前記許可手段により前記ヒータの劣化検出が許可された場合において、前記ヒータ電流に加え前記電気負荷の電力消費状態に基づいて、前記ヒータの劣化を検出する請求項１から４のいずれか一項に記載のヒータ劣化検出装置。

Images