JPS60202350A - 酸素センサ用ヒ−タの制御装置 - Google Patents
酸素センサ用ヒ−タの制御装置Info
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- JPS60202350A JPS60202350A JP59058399A JP5839984A JPS60202350A JP S60202350 A JPS60202350 A JP S60202350A JP 59058399 A JP59058399 A JP 59058399A JP 5839984 A JP5839984 A JP 5839984A JP S60202350 A JPS60202350 A JP S60202350A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、機関へ供給される混合気の空燃比制御のため
に排気系に設けられる酸素センサを加熱するヒータの制
御装置に関する。
に排気系に設けられる酸素センサを加熱するヒータの制
御装置に関する。
背景技術
内燃機関の排気ガスの酸素濃度と空燃比は、理論空燃比
より大きい空燃比すなわち希薄混合気の領域において良
好な相関性をもっているので、この領域における排気ガ
スの酸素濃度を測定することにより、排気ガス空燃比を
正確に検出することができる。このような領域における
排気ガス酸素濃度を測定する酸素センサとして、被測定
排気ガス側に設けられる通気性測定電極、既知の酸素ｌ
農産を有する基準ガスたとえば大気の側に設けられる通
気性対向電極および両電極間にある固体電解質例えば安
定化ジルコニアからなる有底筒状センサ素子を含むセン
サが用いられる。このような酸素センサにおいて両電極
間に電流を流すと、電解質を通じて酸素を一方向に移動
させることができるが、通気性側定電・極の酸素送出能
力より少ない酸素を送入する微細孔の拡散抵抗層でこの
通気性測定電極を被覆することにより、ある印加電圧範
囲では、その電流をほぼ特定の値に維持することができ
る。
より大きい空燃比すなわち希薄混合気の領域において良
好な相関性をもっているので、この領域における排気ガ
スの酸素濃度を測定することにより、排気ガス空燃比を
正確に検出することができる。このような領域における
排気ガス酸素濃度を測定する酸素センサとして、被測定
排気ガス側に設けられる通気性測定電極、既知の酸素ｌ
農産を有する基準ガスたとえば大気の側に設けられる通
気性対向電極および両電極間にある固体電解質例えば安
定化ジルコニアからなる有底筒状センサ素子を含むセン
サが用いられる。このような酸素センサにおいて両電極
間に電流を流すと、電解質を通じて酸素を一方向に移動
させることができるが、通気性側定電・極の酸素送出能
力より少ない酸素を送入する微細孔の拡散抵抗層でこの
通気性測定電極を被覆することにより、ある印加電圧範
囲では、その電流をほぼ特定の値に維持することができ
る。
この電流値は限界電流値と称され、酸素濃度にほぼ比例
して直線的に変化するために、この電流値の変化から酸
素濃度を連続的に検出することができる。一方この酸素
センサにおいて、一定の印加電圧で排気カスの酸素製置
に比例する電流値を出力させるためには、センサの素子
の温度をほぼ６５０°Ｃ以上に加熱して活性状態に維持
する必要がある。
して直線的に変化するために、この電流値の変化から酸
素濃度を連続的に検出することができる。一方この酸素
センサにおいて、一定の印加電圧で排気カスの酸素製置
に比例する電流値を出力させるためには、センサの素子
の温度をほぼ６５０°Ｃ以上に加熱して活性状態に維持
する必要がある。
このため、酸素センサの中心孔内にヒータを設け、酸素
センサをヒータにより活性温度に保持しているが、酸素
センサ温度が８５０°Ｃ以上、すなわちヒータ温度が１
１００８Ｃ以上になると、ヒータ発熱体が熱劣化したり
、溶断したりする不具合がある。
センサをヒータにより活性温度に保持しているが、酸素
センサ温度が８５０°Ｃ以上、すなわちヒータ温度が１
１００８Ｃ以上になると、ヒータ発熱体が熱劣化したり
、溶断したりする不具合がある。
したがってヒータへの供給電力は機関回転速度、負荷、
および車速等の車両の運転パラメータに関係して制御さ
れているが、機関が高回転速度ないし高負荷状態から短
時間でアイドリンク状態に移行する場合にはヒータへの
供給電力がアイドリンク期間の値に上昇すると、ヒータ
′ｔｉｉ＋’＋ ８が１１００℃以上になることがある
。また機関が高回転速度あるいは高負荷状ｆｍにある期
間に、スロットル弁のアイドリング開度を検出するアイ
ドルスイッチがオンになるや否やヒータの通電を申出す
ると、排気ガス温度の低下とともに酸素センサ温度が６
５０°Ｃ以下になり、高回転速度あるいは高負荷から低
回転速度あるいは低仙荷への移行直後では正確な酸素濃
度の検出が困難になる。
および車速等の車両の運転パラメータに関係して制御さ
れているが、機関が高回転速度ないし高負荷状態から短
時間でアイドリンク状態に移行する場合にはヒータへの
供給電力がアイドリンク期間の値に上昇すると、ヒータ
′ｔｉｉ＋’＋ ８が１１００℃以上になることがある
。また機関が高回転速度あるいは高負荷状ｆｍにある期
間に、スロットル弁のアイドリング開度を検出するアイ
ドルスイッチがオンになるや否やヒータの通電を申出す
ると、排気ガス温度の低下とともに酸素センサ温度が６
５０°Ｃ以下になり、高回転速度あるいは高負荷から低
回転速度あるいは低仙荷への移行直後では正確な酸素濃
度の検出が困難になる。
発明の開示
本発明の目的は、ヒータの過熱を回避しつつ、過渡時に
おいても酸素センサを適切な温度範囲に保持することが
できる酸素センサ用ヒータの制御装置を提供することで
ある。
おいても酸素センサを適切な温度範囲に保持することが
できる酸素センサ用ヒータの制御装置を提供することで
ある。
この目的を達成するために本発明によれば、機関の排気
ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサが排気系に設け
られ、この酸素センサを加熱するヒータへの供給電力を
機関の運転パラメータに関係して制御する酸素センサ用
ヒータの制御装置において、機関の運転状態が高回転速
度あるいは高負荷から低回転速度あるいは低仙荷へ変化
した場合、この変化があった時から所定の遅延時間Ｔｄ
後にヒータへの供給電力を運転状態の変化後の定常値へ
切換え、遅延時間Ｔｄは運転状態の変化前における機関
の回転速度あるいは負荷の大きさの関数とする。
ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサが排気系に設け
られ、この酸素センサを加熱するヒータへの供給電力を
機関の運転パラメータに関係して制御する酸素センサ用
ヒータの制御装置において、機関の運転状態が高回転速
度あるいは高負荷から低回転速度あるいは低仙荷へ変化
した場合、この変化があった時から所定の遅延時間Ｔｄ
後にヒータへの供給電力を運転状態の変化後の定常値へ
切換え、遅延時間Ｔｄは運転状態の変化前における機関
の回転速度あるいは負荷の大きさの関数とする。
また本発明によれば、機関の排気ガス中の酸素濃度を検
出する酸素センサが排気系に設けられ、この酸素センサ
を加熱するヒータへの供給電力を機関の運転パラメータ
に関係して制御する酸素センサ用ヒータの制御装置にお
いて、遊間の運転状態が高回転速度あるいは高負荷から
低回転速度あるいは低負荷へ変化した場合、この変化が
あった時から所定の遅延時間Ｔｄ後にヒータへの供給電
力を運転状態の変化後の定常値へ切換え、遅延時間Ｔｄ
は運転状態の変化前における機関の高回転速度あるいは
高負荷の継続時間の関数とする。
出する酸素センサが排気系に設けられ、この酸素センサ
を加熱するヒータへの供給電力を機関の運転パラメータ
に関係して制御する酸素センサ用ヒータの制御装置にお
いて、遊間の運転状態が高回転速度あるいは高負荷から
低回転速度あるいは低負荷へ変化した場合、この変化が
あった時から所定の遅延時間Ｔｄ後にヒータへの供給電
力を運転状態の変化後の定常値へ切換え、遅延時間Ｔｄ
は運転状態の変化前における機関の高回転速度あるいは
高負荷の継続時間の関数とする。
運転状態の変化前における機関の回転速度あるいは負荷
が大きければ大きい程、また高回転速度あるいは高負荷
の継続時間が長ければ長い程、酸素センサは排気ガスに
より十分に加熱されており、運転状態の変化後の供給電
力の増大のためにヒータが熱劣化等の支障の生じる濡度
夕への供給電力の定常値へ切換えられる時刻が運転状態
の変化があった時刻から所定の遅延時間Ｔｄだけ遅延さ
れ、この遅延時間Ｔｄが運転状ｆｉｌｌの変化１）ｔＩ
における機関の回転速度あるいは負荷の大きさ、または
機関の高回転速度あるいは高負荷の継続時間の関数にさ
れるので、高回転速度時あるいは高負荷時の余熱がなお
残っている間はヒータの発熱量の増大が保留され、発熱
量の増大が必要となってからヒータへの供給電力が増大
される。こうしてヒータが臨界温度以上になるのを防止
しつつ、ヒータを活性温度に保持することができる。
が大きければ大きい程、また高回転速度あるいは高負荷
の継続時間が長ければ長い程、酸素センサは排気ガスに
より十分に加熱されており、運転状態の変化後の供給電
力の増大のためにヒータが熱劣化等の支障の生じる濡度
夕への供給電力の定常値へ切換えられる時刻が運転状態
の変化があった時刻から所定の遅延時間Ｔｄだけ遅延さ
れ、この遅延時間Ｔｄが運転状ｆｉｌｌの変化１）ｔＩ
における機関の回転速度あるいは負荷の大きさ、または
機関の高回転速度あるいは高負荷の継続時間の関数にさ
れるので、高回転速度時あるいは高負荷時の余熱がなお
残っている間はヒータの発熱量の増大が保留され、発熱
量の増大が必要となってからヒータへの供給電力が増大
される。こうしてヒータが臨界温度以上になるのを防止
しつつ、ヒータを活性温度に保持することができる。
機関の回転速度あるいは負荷は吸入空気流量とほぼ関数
関係にあるので、機関の回転速度および負荷の大きさ、
あるいは高回転速度および高負荷は吸入空気流量から検
出することができる。
関係にあるので、機関の回転速度および負荷の大きさ、
あるいは高回転速度および高負荷は吸入空気流量から検
出することができる。
ヒータへの供給電力はヒータへの駆動パルスのデユーテ
ィ比により制御するのが有利である。
ィ比により制御するのが有利である。
実施例
本発明を図面の実施例について説明する。
第１図は本発明で用いられる酸素センサ１０を示し、ジ
ルコニアからなる有底円筒状の酸素イオン転環性固体電
解質１２は、その内面および外面を陽極としての通気性
白金薄膜電極１４および陰極としての通気性白金薄膜電
極１６でそれぞれ被覆され、これら電極１４および１６
に接続されるリード線１８．２０間には直流電圧が印加
される。陰極１６の外面には拡散抵抗層としての多孔質
セラミック層２２が設けられている。
ルコニアからなる有底円筒状の酸素イオン転環性固体電
解質１２は、その内面および外面を陽極としての通気性
白金薄膜電極１４および陰極としての通気性白金薄膜電
極１６でそれぞれ被覆され、これら電極１４および１６
に接続されるリード線１８．２０間には直流電圧が印加
される。陰極１６の外面には拡散抵抗層としての多孔質
セラミック層２２が設けられている。
こうして形成されるセンサ素子２４を加熱するため、中
心に大気に通ずる空気孔２６をもつ管状セラミックヒー
タ２８が絶縁ブシュ３０を貫通してセンサ素子２４内へ
突出し、リード線３２．３４を介して給電される。セン
サ素子２４は多数の穴３６をもつケーシング３８に収容
され、排気通路例えば排気管の壁４０を貫通して排気管
内へ突出している。
心に大気に通ずる空気孔２６をもつ管状セラミックヒー
タ２８が絶縁ブシュ３０を貫通してセンサ素子２４内へ
突出し、リード線３２．３４を介して給電される。セン
サ素子２４は多数の穴３６をもつケーシング３８に収容
され、排気通路例えば排気管の壁４０を貫通して排気管
内へ突出している。
第２図はヒータ制御装置を兼ねる電子制御燃料噴射装置
のブロック図である。エアフローメータ４４は吸気通路
に設けられて吸入空気流量を検出し、回転速度センサ４
６は機関の回転速度を検出し、スロットルセンサ４８は
スロットル開度を検出する。電子制御燃料噴射コンピュ
ータ５０において入力ポート５２、出力ボート５４、Ｒ
ＯＭ ５６ 、ＲＡＭ ５８ 、およびＭＰＵ ６０は
アドレスデータバス６２を介して互いに接続されている
。エアフローメータ４４のアナログ出力はバッファ６４
およびＡ／Ｄ （アナログ／デジタル変換器）６６を介
して入力ポート５２へ送られ、回転速度センサ４６およ
びスロットルセンサ４８の出力パルスはそれぞれバッフ
ァ６８．７０を介して入力ポート５２へ送られる。バッ
テリ７２の出力電圧ｖｂはＡ／Ｄ７４を介して入力ポー
ト５２へ送られ、酸素センサ１９の出力電流はＩ／Ｖ
（電流／電圧変換器）７６、増幅ｎ７８、およびＡ／Ｄ
８０を介して入力ポート５２へ送られる。バッテリ７２
はヒータ２８、パワトランジスタ８２、および抵抗８４
を介してアースへ接続されている。パワトランジスタ８
２は出力ボート５４からオン、オフの制御信号を受け、
抵抗８４の端子電圧ＶｒはＡ／Ｄ８６を介して入力ポー
ト５２へ送られる。ダウンカウンタ８８は出力ボート５
４からのデータをセットされ、カウント数が０まで減少
するとＳＲフリップフロップ９０をリセットする。ＳＲ
フリップフロップ９０のＱ端子は増幅器９２を介して吸
気ボートの燃料噴射弁９４へ送られる。ＣＬＯＣＫ９６
のクロックパルスはＭＰＵ６０、ダウンカウンタ８８、
およびＳＲフリップフロップ９ｏのＳ端子へ送られる。
のブロック図である。エアフローメータ４４は吸気通路
に設けられて吸入空気流量を検出し、回転速度センサ４
６は機関の回転速度を検出し、スロットルセンサ４８は
スロットル開度を検出する。電子制御燃料噴射コンピュ
ータ５０において入力ポート５２、出力ボート５４、Ｒ
ＯＭ ５６ 、ＲＡＭ ５８ 、およびＭＰＵ ６０は
アドレスデータバス６２を介して互いに接続されている
。エアフローメータ４４のアナログ出力はバッファ６４
およびＡ／Ｄ （アナログ／デジタル変換器）６６を介
して入力ポート５２へ送られ、回転速度センサ４６およ
びスロットルセンサ４８の出力パルスはそれぞれバッフ
ァ６８．７０を介して入力ポート５２へ送られる。バッ
テリ７２の出力電圧ｖｂはＡ／Ｄ７４を介して入力ポー
ト５２へ送られ、酸素センサ１９の出力電流はＩ／Ｖ
（電流／電圧変換器）７６、増幅ｎ７８、およびＡ／Ｄ
８０を介して入力ポート５２へ送られる。バッテリ７２
はヒータ２８、パワトランジスタ８２、および抵抗８４
を介してアースへ接続されている。パワトランジスタ８
２は出力ボート５４からオン、オフの制御信号を受け、
抵抗８４の端子電圧ＶｒはＡ／Ｄ８６を介して入力ポー
ト５２へ送られる。ダウンカウンタ８８は出力ボート５
４からのデータをセットされ、カウント数が０まで減少
するとＳＲフリップフロップ９０をリセットする。ＳＲ
フリップフロップ９０のＱ端子は増幅器９２を介して吸
気ボートの燃料噴射弁９４へ送られる。ＣＬＯＣＫ９６
のクロックパルスはＭＰＵ６０、ダウンカウンタ８８、
およびＳＲフリップフロップ９ｏのＳ端子へ送られる。
ダウンカウンタ８８には燃料噴射量に対応するデータが
設定され、燃料噴射弁９４はＳＲフリップフロップ９０
がセットされている期間だけ開状態に保持される。
設定され、燃料噴射弁９４はＳＲフリップフロップ９０
がセットされている期間だけ開状態に保持される。
第３図は吸入空気流量Ｇａとヒータ２８の基本電力ＰＯ
との関係を示している。機関の回転速度あるいは負荷が
増大するに連れて吸入空気流：ｍＧａも増大するので、
機関の回転速度あるいは負荷は吸入空気流量Ｇａの関数
となる。したがって機関の回転速度あるいは負荷が増大
するに連れて、すなわち吸入空気流量Ｇａが増大するに
連れて排気ガス温度が上昇するので、基本電力ＰＯは吸
入空気流量Ｇａが増大するに連れて減少する。
との関係を示している。機関の回転速度あるいは負荷が
増大するに連れて吸入空気流：ｍＧａも増大するので、
機関の回転速度あるいは負荷は吸入空気流量Ｇａの関数
となる。したがって機関の回転速度あるいは負荷が増大
するに連れて、すなわち吸入空気流量Ｇａが増大するに
連れて排気ガス温度が上昇するので、基本電力ＰＯは吸
入空気流量Ｇａが増大するに連れて減少する。
第４図は吸入空気流量Ｇａとヒータ２８の駆動パルスの
基本デユーティ比ＤＯとの関係を示している。ヒータ２
８への供給電力は第２図のパワトランジスタ８２のオン
、オフにより、すなわち駆動パルスのデユーティ比によ
り制御される。バッテリ７２の電圧変動に伴ってヒータ
２８の印加電圧ｖｈも変動するが、Ｖｈが基準電圧にあ
る場合にヒータ２８へ基本電力ＰＯを供給するためのデ
ユーティ比りを基本デユーティ比ＤＯと定義する。
基本デユーティ比ＤＯとの関係を示している。ヒータ２
８への供給電力は第２図のパワトランジスタ８２のオン
、オフにより、すなわち駆動パルスのデユーティ比によ
り制御される。バッテリ７２の電圧変動に伴ってヒータ
２８の印加電圧ｖｈも変動するが、Ｖｈが基準電圧にあ
る場合にヒータ２８へ基本電力ＰＯを供給するためのデ
ユーティ比りを基本デユーティ比ＤＯと定義する。
第２図のヒータ２８の実際の供給電力Ｐは次式から計算
される。
される。
Ｐ ： Ｖｈ −１ｈ
＝ （Ｖｂ−Ｖｔ−Ｖｒ）・Ｖｒ／Ｒｒただし■ｈ：ヒ
ータ２８の印加電圧 ｌｈ：ヒータ２８の印加電流 ■ｂ：パツテリ７２の電圧 なおＶｔ ｔ Ｒｒは一定であり、Ｖｂ＋ Ｖｒはそれ
ぞれＡ／Ｄ ７４．８６により検出される。
ータ２８の印加電圧 ｌｈ：ヒータ２８の印加電流 ■ｂ：パツテリ７２の電圧 なおＶｔ ｔ Ｒｒは一定であり、Ｖｂ＋ Ｖｒはそれ
ぞれＡ／Ｄ ７４．８６により検出される。
バッテリ８２の電圧ｖｂの変動により、デユーティ比り
が等しくても、ヒータ２８の供給電力Ｐが変化する。し
たがって電源補正係数α＝Ｐ。
が等しくても、ヒータ２８の供給電力Ｐが変化する。し
たがって電源補正係数α＝Ｐ。
／Ｐとし、デユーティ比りをＤ・αに修正することによ
りヒータ２８の供給電力Ｐを正確なものにすることがで
きる。
りヒータ２８の供給電力Ｐを正確なものにすることがで
きる。
第５図は吸入空気流ＱＧａと遅延時間Ｔｄとの関係を示
している。機関が高回転速度あるいは高負荷の状態にあ
る場合、回転速度あるいは負荷の大きさおよび継続時間
が測定される。第５図ではＧａ ＞ ２０ ｇ ／ ｓ
ｅｃの範囲を高回転速度あるいは高負荷の範囲とし、こ
の範囲をＧａの小さい方から順に一定の間隔でＧａ１＋
Ｇａ２＋・・・の領域に分割する。スロットル弁がアイ
ドリンク開度になるまでの、すなわちスロットルセンサ
４８のアイドルスイッチがオンになるまでの期間におい
て各領域Ｇａｌ＋Ｇａ２＋・・・の合計時間（タイムカ
ラシタのカウント数Ｔａｌ＋Ｔａ２＋・・・）を測定す
る。こうしてアイドルスイッチがオンになった時、すな
わち機関の運転状態が高°回転速度あるいは高負荷から
低回転速度あるいは低負荷へ変化した時に、Ｔａ１．Ｔ
ａ２．・・・のうちの最大値Ｔａｘとその最大値Ｔａｘ
のあった領域Ｇａｘとをめ、このＧａｘとＴａｘとから
遅延時間Ｔｄをめる。
している。機関が高回転速度あるいは高負荷の状態にあ
る場合、回転速度あるいは負荷の大きさおよび継続時間
が測定される。第５図ではＧａ ＞ ２０ ｇ ／ ｓ
ｅｃの範囲を高回転速度あるいは高負荷の範囲とし、こ
の範囲をＧａの小さい方から順に一定の間隔でＧａ１＋
Ｇａ２＋・・・の領域に分割する。スロットル弁がアイ
ドリンク開度になるまでの、すなわちスロットルセンサ
４８のアイドルスイッチがオンになるまでの期間におい
て各領域Ｇａｌ＋Ｇａ２＋・・・の合計時間（タイムカ
ラシタのカウント数Ｔａｌ＋Ｔａ２＋・・・）を測定す
る。こうしてアイドルスイッチがオンになった時、すな
わち機関の運転状態が高°回転速度あるいは高負荷から
低回転速度あるいは低負荷へ変化した時に、Ｔａ１．Ｔ
ａ２．・・・のうちの最大値Ｔａｘとその最大値Ｔａｘ
のあった領域Ｇａｘとをめ、このＧａｘとＴａｘとから
遅延時間Ｔｄをめる。
なおＣａ Ｉ ＋ Ｇａ２＋・・・の領域が非常に狭い
領域として定義される場合には遅延時間Ｔｄの特性線は
′ 第５図に示されるようにほぼ連続線で表わされるが
、Ｇａ１＋Ｇａ２＋・・・の領域は所定の範囲を有する
ので、遅延時間Ｔｄが各領域ごとに定義された場合には
実際の特性線は階段状に表わされる。
領域として定義される場合には遅延時間Ｔｄの特性線は
′ 第５図に示されるようにほぼ連続線で表わされるが
、Ｇａ１＋Ｇａ２＋・・・の領域は所定の範囲を有する
ので、遅延時間Ｔｄが各領域ごとに定義された場合には
実際の特性線は階段状に表わされる。
遅延時間Ｔｄは、ＧａｘがＧａの大きい領域にある程、
またＴａｘが大きい程、大きい値に設定され、ヒータ２
８への供給電力を機関の低回転速度あるいは低負荷への
変化後の定常値へ切換える時刻を、変化時刻から遅延時
間Ｔｄだけ後とする。
またＴａｘが大きい程、大きい値に設定され、ヒータ２
８への供給電力を機関の低回転速度あるいは低負荷への
変化後の定常値へ切換える時刻を、変化時刻から遅延時
間Ｔｄだけ後とする。
酸素センサ１０は、ＧａｘおよびＴａｘが大きい場合程
、排気ガスにより十分に加熱されており、アイドルスイ
ッチがオフからオンへ変化した時におけるヒータ２８の
熱劣化を回僻するためのヒータ２８の発熱量を小さく維
持する必要がある。第５図のように遅延時間ＴｄをＧａ
ｘおよびＴａｘの関数として定義することにより、ヒー
タ２８の発熱量の増大を適当に遅らせ、ヒータ２８の熱
劣化および溶断を防止することができる。
、排気ガスにより十分に加熱されており、アイドルスイ
ッチがオフからオンへ変化した時におけるヒータ２８の
熱劣化を回僻するためのヒータ２８の発熱量を小さく維
持する必要がある。第５図のように遅延時間ＴｄをＧａ
ｘおよびＴａｘの関数として定義することにより、ヒー
タ２８の発熱量の増大を適当に遅らせ、ヒータ２８の熱
劣化および溶断を防止することができる。
またアイドルスイッチがオフからオンになった後もヒー
タ２８の所定の発熱が確保されるので、排気ガス温度の
低下に伴う酸素センサｌＯの不活性が防上される。
タ２８の所定の発熱が確保されるので、排気ガス温度の
低下に伴う酸素センサｌＯの不活性が防上される。
第６図はヒータ２８の駆動パルスの波形を例示している
。（ａ）はＧａが犬である定常期間、（ｂ）は定常時の
アイドリング期間、（Ｃ）はアイドルスイッチがオンに
なった時刻から遅延時間Ｔｄの過渡明間内の波形である
。（ａ）。
。（ａ）はＧａが犬である定常期間、（ｂ）は定常時の
アイドリング期間、（Ｃ）はアイドルスイッチがオンに
なった時刻から遅延時間Ｔｄの過渡明間内の波形である
。（ａ）。
（ｂ）の定常期間ではデユーティ比りは第４図に示され
るように定義されるが、（Ｃ）の喝合には遅延時間Ｔｄ
内は変化後の定常値になるのを保留される。
るように定義されるが、（Ｃ）の喝合には遅延時間Ｔｄ
内は変化後の定常値になるのを保留される。
第７図はヒータ制御ルーチンのフローチャートである。
このルーチンは４ｍ５ｅｃの時間割込みルーチンとして
実行される。駆動パルスの周期Ｔ （例えば４８ｍ５ｅ
ｃ ）に対応するカウント数Ｔｃｉ中、デユーティ比り
に対応するカウント数Ｄｘだけヒータ２８は通電される
。駆動パルスの周期ごとにデユーティ比りが計算され、
アイドルスイッチがオフである場合（ステップ＋２８）
、および吸入空気流量Ｇａの時間変化ΔＧａが小さい場
合（ステップ１３２）、デユーティ比りは第４図に従っ
て定義され、アイドルスイッチがオンになってからが延
時間Ｔｄの対応値としてのカウント数Ｔ（ＩＸ内はデユ
ーティ比りは第４図においてＧａｘに対応する値に設定
される。
実行される。駆動パルスの周期Ｔ （例えば４８ｍ５ｅ
ｃ ）に対応するカウント数Ｔｃｉ中、デユーティ比り
に対応するカウント数Ｄｘだけヒータ２８は通電される
。駆動パルスの周期ごとにデユーティ比りが計算され、
アイドルスイッチがオフである場合（ステップ＋２８）
、および吸入空気流量Ｇａの時間変化ΔＧａが小さい場
合（ステップ１３２）、デユーティ比りは第４図に従っ
て定義され、アイドルスイッチがオンになってからが延
時間Ｔｄの対応値としてのカウント数Ｔ（ＩＸ内はデユ
ーティ比りは第４図においてＧａｘに対応する値に設定
される。
第７図の各ステップを詳述する。なお周期カウンタおよ
び通電カウンタの値としてのＴｃ＋Ｄｘ−。
び通電カウンタの値としてのＴｃ＋Ｄｘ−。
およびＴａｌ＋Ｔａ２＋ ・・・はエンジンスイッチが
オンになった直後に実行される初期設定ルーチンにより
初期値Ｔｃ ｉ ＋ Ｄｘ ｉ、および０にそれぞれ設
定される。ステップ１００では吸入空気流量ＧａをＲＡ
Ｍ５８に冴き込む。ステップ＋０２ではＧａと所定値Ｇ
ａｃ （第５図ではＧａｃは２０ｇ／ｓｅｃに対応する
。）とを比較し、Ｇａ≧Ｇａｃであれば、すなわち機関
が高回転速度あるいは高負荷の状態にあればステップ＋
０４へ進み、Ｇａ ＜ Ｇａｃであれば、すなわち機関
が低回転速度あるいは低負荷の状態にあればステップ１
０６へ進む。ステップ１０４ではその時のＧａの領域Ｇ
ａｎに対応するカウンタの値Ｔａｎをｌだけ増大する。
オンになった直後に実行される初期設定ルーチンにより
初期値Ｔｃ ｉ ＋ Ｄｘ ｉ、および０にそれぞれ設
定される。ステップ１００では吸入空気流量ＧａをＲＡ
Ｍ５８に冴き込む。ステップ＋０２ではＧａと所定値Ｇ
ａｃ （第５図ではＧａｃは２０ｇ／ｓｅｃに対応する
。）とを比較し、Ｇａ≧Ｇａｃであれば、すなわち機関
が高回転速度あるいは高負荷の状態にあればステップ＋
０４へ進み、Ｇａ ＜ Ｇａｃであれば、すなわち機関
が低回転速度あるいは低負荷の状態にあればステップ１
０６へ進む。ステップ１０４ではその時のＧａの領域Ｇ
ａｎに対応するカウンタの値Ｔａｎをｌだけ増大する。
ステップ１０６ではヒータ制御の実行条件が成立してい
るか否かを判定し、判定が正であればステップ１０８へ
進み、否であればステップ１１８へ進む。
るか否かを判定し、判定が正であればステップ１０８へ
進み、否であればステップ１１８へ進む。
ヒータ制御の実行条件として例えば冷却水温度が６０°
Ｃ以」：であること、すなわち暖機運転がすでに終了し
ていることが挙げられる。ステップ・、４１０８では周
期カウンタの値Ｔｃを１だけ減少させる。ステップ月Ｏ
ではＴｃと０とを比較し、Ｔｃ≦０であれば、すなわち
周期が経過していればステップ１２０へ進み、Ｔｃ＞Ｏ
てあれば、すなわち周期がなお経過していなければステ
ップ１１２へ進む。ステップ１１２では通電カウンタの
値１）ｘを１だけ減少させる。ステップ＋１４ではＤｘ
とＯとを比較し、ＤＸ≦０であれば、すなわちヒータ２
８の通電時間を過ぎていれば、ステップ１１６でＤｘに
Ｏを代入した後、ステップ１１８でヒータをオフにし、
また、Ｄｘ＞０であれば、すなわちヒータ２８が通電時
間内であれば、ステップ１５２へ進んでヒータ２８をオ
ンにする。ステップ１２０ではバッテリ７２の電圧ｖｂ
およびヒータ２８の電流ｒｈをＲＡＭ ５８に書き込む
。
Ｃ以」：であること、すなわち暖機運転がすでに終了し
ていることが挙げられる。ステップ・、４１０８では周
期カウンタの値Ｔｃを１だけ減少させる。ステップ月Ｏ
ではＴｃと０とを比較し、Ｔｃ≦０であれば、すなわち
周期が経過していればステップ１２０へ進み、Ｔｃ＞Ｏ
てあれば、すなわち周期がなお経過していなければステ
ップ１１２へ進む。ステップ１１２では通電カウンタの
値１）ｘを１だけ減少させる。ステップ＋１４ではＤｘ
とＯとを比較し、ＤＸ≦０であれば、すなわちヒータ２
８の通電時間を過ぎていれば、ステップ１１６でＤｘに
Ｏを代入した後、ステップ１１８でヒータをオフにし、
また、Ｄｘ＞０であれば、すなわちヒータ２８が通電時
間内であれば、ステップ１５２へ進んでヒータ２８をオ
ンにする。ステップ１２０ではバッテリ７２の電圧ｖｂ
およびヒータ２８の電流ｒｈをＲＡＭ ５８に書き込む
。
なおＩｈはＶｒ／Ｒｒから計算される。ステップ＋２２
ではヒータ２８の実際の供給電力ＰをＰ−（Ｖｂ−Ｖｔ
−Ｖｒ ）・ｒｈから計算する。ステップ＋２４では
電諒補正係数αをα＝ Ｐｏ ／ Ｐから計算する。
ではヒータ２８の実際の供給電力ＰをＰ−（Ｖｂ−Ｖｔ
−Ｖｒ ）・ｒｈから計算する。ステップ＋２４では
電諒補正係数αをα＝ Ｐｏ ／ Ｐから計算する。
ステップ＋２６ではデユーティ比りをＤｏ・αから訂算
し、Ｄの対応値をＤｘとする。ステップ＋２８ではアイ
ドルスイッチがオンかオフかを判定し、オンであれば、
すなわち機関が低回転速度あるいは低負荷であればステ
ップ１３０へ進み、オフであればステップ＋５０へ進む
。ステップ＋３０では遅延時間Ｔｄの設定フラグＦの値
を判定し、Ｆ＝１であれば、すなわちＴｄがすでに設定
されていればステップ１４０へ進み、また、Ｆ：Ｏｌで
あれば、すなわちＴｄがなお設定されていなければステ
ップ１３２へ進む。ステップ＋３２では所定時間当たり
の吸入空気流ｕ Ｃａの変化量ΔＧａの絶対値１ΔＧａ
ｌと所定値Ｃとを比較し、１ΔＧａ１≧Ｃであれば、
すなわち過渡期間であればステップ１３４へ進み、ＩΔ
Ｃａｌ＜Ｃであればステップ１５０へ進む。ステップ１
３４ではＴａｌ、Ｔａ２＋・・・のうちの最大値Ｔａｘ
と、その最大値Ｔａｘのあった領域Ｇａｘとをめる。ス
テップ１３６ではＴａｘとＣａｘとに基づいて第５図の
グラフに従って遅延時間Ｔａを計算し、カウント数とし
て ４のＴｄｘにＴｄの対応値を代入する。ステップ１
３８ではＴｄの設定フラグＦをセットし、かつＴａ １
＋１’ ａ ２ 、＋・・・にＯを代入する。ステッ
プ１４０ではＴｄｘを１だけ減少させる。ステップ１４
２ではＴｄｘと０とを比較し、Ｔｄｘ≦０であれば、す
なわち遅延時間Ｔｄがすでに経過していればステップ１
４４へ進み、’ｌ’ｄｘ ＞ Ｑであれば、すなわち遅
延時間゛１゛ｄがなお経過していなければステップ１４
６へ進む。ステップ＋４４ではＴｄの設定フラグＦをリ
セットし、ステップ１５０へ進む。ステップ１４６では
、ステップ１３４においてめたＧａｘに対応する基本電
力ＰＯを第３図に従ってめ、Ｐｏとヒータ２８の実際の
供給電力Ｐとの比Ｐｏ／Ｐから補正係数αＸをめる。ス
テップ１４８ではＧａｘに対応する基本デユーティ比Ｄ
ＯとαＸとの積ＤＯ・αＸをＤに代入し、このＤの対応
値をＤｘに代入する。ステップ１５０ではＴｃにＴｃｉ
を代入する。ステップ１５２ではヒータ２８をオンにす
る。
し、Ｄの対応値をＤｘとする。ステップ＋２８ではアイ
ドルスイッチがオンかオフかを判定し、オンであれば、
すなわち機関が低回転速度あるいは低負荷であればステ
ップ１３０へ進み、オフであればステップ＋５０へ進む
。ステップ＋３０では遅延時間Ｔｄの設定フラグＦの値
を判定し、Ｆ＝１であれば、すなわちＴｄがすでに設定
されていればステップ１４０へ進み、また、Ｆ：Ｏｌで
あれば、すなわちＴｄがなお設定されていなければステ
ップ１３２へ進む。ステップ＋３２では所定時間当たり
の吸入空気流ｕ Ｃａの変化量ΔＧａの絶対値１ΔＧａ
ｌと所定値Ｃとを比較し、１ΔＧａ１≧Ｃであれば、
すなわち過渡期間であればステップ１３４へ進み、ＩΔ
Ｃａｌ＜Ｃであればステップ１５０へ進む。ステップ１
３４ではＴａｌ、Ｔａ２＋・・・のうちの最大値Ｔａｘ
と、その最大値Ｔａｘのあった領域Ｇａｘとをめる。ス
テップ１３６ではＴａｘとＣａｘとに基づいて第５図の
グラフに従って遅延時間Ｔａを計算し、カウント数とし
て ４のＴｄｘにＴｄの対応値を代入する。ステップ１
３８ではＴｄの設定フラグＦをセットし、かつＴａ １
＋１’ ａ ２ 、＋・・・にＯを代入する。ステッ
プ１４０ではＴｄｘを１だけ減少させる。ステップ１４
２ではＴｄｘと０とを比較し、Ｔｄｘ≦０であれば、す
なわち遅延時間Ｔｄがすでに経過していればステップ１
４４へ進み、’ｌ’ｄｘ ＞ Ｑであれば、すなわち遅
延時間゛１゛ｄがなお経過していなければステップ１４
６へ進む。ステップ＋４４ではＴｄの設定フラグＦをリ
セットし、ステップ１５０へ進む。ステップ１４６では
、ステップ１３４においてめたＧａｘに対応する基本電
力ＰＯを第３図に従ってめ、Ｐｏとヒータ２８の実際の
供給電力Ｐとの比Ｐｏ／Ｐから補正係数αＸをめる。ス
テップ１４８ではＧａｘに対応する基本デユーティ比Ｄ
ＯとαＸとの積ＤＯ・αＸをＤに代入し、このＤの対応
値をＤｘに代入する。ステップ１５０ではＴｃにＴｃｉ
を代入する。ステップ１５２ではヒータ２８をオンにす
る。
第１図はヒータ付き酸素センサの構成図、第２図はヒー
タ制御装置を兼ねる電子制御燃料噴射装置のブロック図
、第３図は吸入空気流量とヒータの基本電力との関係を
示すグラフ、第４図は吸入空気流量とヒータの駆動パル
スの基本デユーティ比との関係を示すグラフ、第５図は
吸入空気流量と遅延時間との関係を示すグラフ、第６図
はヒータのＩＪＩｌ、動パルスの波形例を示す図、第７
図はヒータ制御ルーチンのフローチャートである。 １０・・・酸素センサ、２８・・・ヒータ、４４・・・
エアフローメータ、４８・・・スロットルセンサ、７２
・・・バッテリ、８２・・・パワトランジスタ、８４・
・・抵払。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 ｌｒ 。 代 理 人 弁理士 中 平 治パ □ 吸入空気流量 Ｇ。 Ｄｏ Ｏ２０４０６０［９１５ｅ。］ □ 吸入空気流量 Ｇ。 第５図 第６図 □時間
タ制御装置を兼ねる電子制御燃料噴射装置のブロック図
、第３図は吸入空気流量とヒータの基本電力との関係を
示すグラフ、第４図は吸入空気流量とヒータの駆動パル
スの基本デユーティ比との関係を示すグラフ、第５図は
吸入空気流量と遅延時間との関係を示すグラフ、第６図
はヒータのＩＪＩｌ、動パルスの波形例を示す図、第７
図はヒータ制御ルーチンのフローチャートである。 １０・・・酸素センサ、２８・・・ヒータ、４４・・・
エアフローメータ、４８・・・スロットルセンサ、７２
・・・バッテリ、８２・・・パワトランジスタ、８４・
・・抵払。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 ｌｒ 。 代 理 人 弁理士 中 平 治パ □ 吸入空気流量 Ｇ。 Ｄｏ Ｏ２０４０６０［９１５ｅ。］ □ 吸入空気流量 Ｇ。 第５図 第６図 □時間
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ 機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ
が排気系に設けられ、この酸素センサを加熱するヒータ
への供給電力を機関の運転パラメータに関係して制御す
る酸素センサ用ヒータの制御装置において、機関の運転
８態が高回転速度あるいは高負荷から低回転速度あるい
は低臼イ奇へ変化した場合、この変化があった時から所
定の遅延時間Ｔｄ後にヒータへの供給電力を運転ｖＳ態
の変化後の定常値へ切換え、遅延時間Ｔｄは運転状態の
変化前における機関の回転速度あるいは負荷の大きさの
関数とすることを特徴とする、酸素センサ用ヒータの制
御装置。 ２ 機関の回転速度および負荷の大きさを吸入空気流１
ｉから検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の制御装置。 ３ ヒータへの供給電力をヒータの駆動パルスのデユー
ティ比により制御することを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の制御装置。 ４ 機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ
が排気系に設けられ、この酸素センサを加熱するヒータ
への供給電力を機関の運転パラメータに関係して制御す
る酸素センサ用ヒータの制御装置において、機関のＭ
ｉＥ状態が高回転速度あるいは高負荷から低回転速度あ
るいは低負荷へ変化した場合、この変化があった時から
所定の遅延時間Ｔｄ後にヒータへの供給電力を運転状態
の変化後の定常値へ切換え、遅延時間Ｔｄは運転状態の
変化前における機関の高回転速度あるいは高負荷の継続
時間の関数とすることを特徴とする、酸素センサ用ヒー
タの制御装置。 ５＃＋！関の高回転速度および高負荷を吸入空気流量か
ら検出することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の制御装置。 ６ ヒータへの供給電力をヒータの駆動パルスのデユー
ティ比により制御することを特徴とする特許請求の範囲
第５項記載の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058399A JPS60202350A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 酸素センサ用ヒ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058399A JPS60202350A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 酸素センサ用ヒ−タの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202350A true JPS60202350A (ja) | 1985-10-12 |
| JPH0568653B2 JPH0568653B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=13083273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59058399A Granted JPS60202350A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 酸素センサ用ヒ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202350A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4715343A (en) * | 1985-09-17 | 1987-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for controlling heater for heating air-fuel ratio sensor |
| US5067465A (en) * | 1990-02-15 | 1991-11-26 | Fujitsu Ten Limited | Lean burn internal combustion engine |
| JP2005189018A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素センサのヒータ制御装置 |
| WO2017086202A1 (ja) * | 2015-11-18 | 2017-05-26 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130650A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | Control circuit of heater current |
| JPS5752649A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-29 | Nissan Motor Co Ltd | Oxygen sensor heating device |
| JPS5942963U (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | トヨタ自動車株式会社 | 酸素センサの加熱制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2545383C3 (de) * | 1975-10-10 | 1978-03-23 | Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck Gmbh & Co Kg, 8400 Regensburg | Lastgetriebe mit Endstellungsentkupplung für den Antrieb von Stufenschaltern für Stufentransformatoren |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP59058399A patent/JPS60202350A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130650A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | Control circuit of heater current |
| JPS5752649A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-29 | Nissan Motor Co Ltd | Oxygen sensor heating device |
| JPS5942963U (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | トヨタ自動車株式会社 | 酸素センサの加熱制御装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4715343A (en) * | 1985-09-17 | 1987-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for controlling heater for heating air-fuel ratio sensor |
| US5067465A (en) * | 1990-02-15 | 1991-11-26 | Fujitsu Ten Limited | Lean burn internal combustion engine |
| JP2005189018A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Nissan Motor Co Ltd | 酸素センサのヒータ制御装置 |
| WO2017086202A1 (ja) * | 2015-11-18 | 2017-05-26 | 株式会社デンソー | ガス濃度検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0568653B2 (ja) | 1993-09-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |