JP2002256949A

JP2002256949A - 空燃比センサのヒータ通電制御装置

Info

Publication number: JP2002256949A
Application number: JP2001052002A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sekine; 関根　　寛; Kozo Katogi; 工三加藤木; Yuji Ikeda; 勇次池田; Tomoharu Sasaki; 朋春佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】排気管温度センサ、センサ温度検出回路等を
用いることなく、空燃比センサのサーマルショックを確
実に防ぐことができる空燃比センサのヒータ通電制御装
置を提供する。【解決手段】エンジンの排気管に取り付けられたヒー
タ付き空燃比センサのヒータ通電制御装置において、エ
ンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数
とエンジン負荷検出手段により検出されるエンジン負荷
に基づいて前記空燃比センサ近傍の排気管温度を算出す
る排気管温度算出手段と、前記排気管温度算出手段によ
り算出された排気管温度に応じて前記空燃比センサのヒ
ータ通電を制御するヒータ通電制御手段と、を有してな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空燃比制御のた
めにエンジンの排気通路に取り付けられるヒータ付き空
燃比センサのヒータ通電制御装置に係り、特に、水滴付
着（被水）によるセンサ素子割れを防止するヒータ通電
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン、特に、自動車等の車両用エン
ジンでは、エンジンの排気管（排気通路）に酸素センサ
等の空燃比センサが取り付けられ、空燃比センサにより
検出される排気ガス中の酸素濃度（空燃比）に基づいて
燃料噴射量を補正することにより、空燃比を理論空燃比
に向けて制御する空燃比フィードバック制御が実行され
る。このような空燃比フィードバック制御が行われるこ
とにより、三元触媒コンバータによる排気ガスの浄化性
能が高く維持されると共に、燃費の悪化が防止される等
の効果が得られる。

【０００３】一般に、空燃比センサは、ジルコニア等の
固体電解質によるもので、動作温度に制限があり、セン
サ素子が数百℃以上の活性化温度まで加熱されて活性し
た状態でないと、酸素濃度検出を行わないという特性を
有している。このため、空燃比センサには、長時間のア
イドリング運転等によって雰囲気温度（排気管温度）が
低下してもセンサ素子の温度を所要の活性温度に保つた
めに、ヒータを内蔵しているのが知られている。

【０００４】一方で、エンジンの低温始動時や暖機過程
時等の排気管温度が低く、排気管内に水滴が残っている
ときや、排気管内に水滴が発生する虞れがある時に、空
燃比センサのヒータへの通電が開始されると、センサ素
子への水滴の付着によるサーマルショックにより、セン
サ素子に割れ等のダメージを与える虞れがある。

【０００５】サーマルショック対策の従来例として、排
気管に温度センサを設けてエンジン始動時に排気管の温
度を検出し、排気管温度が所定温度に達するまではヒー
タ通電を禁止するもの（実開平5-84852号公報参照）
や、素子インピーダンスより素子温度を検出し、素子温
度の変化度合いより被水判定を行い、この判定結果に応
じてヒータ通電を制限するもの制御する（特開2000-283
948号公報参照）や、空燃比センサの内部抵抗値を測定
し、内部抵抗値からセンサ表面温度を推定し、センサ表
面温度に基づいて排気管温度を推定し、これで得られた
排気管温度が所定温度に達した時にヒータ通電を開始す
るもの（特開2000-97902公報参照）等が知られている。

【０００６】また、吸入空気量などに代表されるエンジ
ン負荷を算出し、算出されたエンジン負荷が所定値以上
にある時間を積算し、この積算時間が所定値に達すれ
ば、排気管内に水分が発生することがないと推定し、積
算時間が所定値に達したことを条件としてヒータ通電を
開始するもの（特開平8-15213公報参照）が知られてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、排気管に温度
センサを設けるものは、排気管に温度センサを別途取り
付ける必要があるため、部品点数が増え、コスト高にな
り、また、温度センサのメンテナンスも必要になる。素
子インピーダンスより素子温度を検出し、素子温度の変
化度合いより被水判定を行うものや、空燃比センサの内
部抵抗値を測定し、内部抵抗値からセンサ表面温度を推
定、センサ表面温度に基づいて排気管温度を推定するも
のは、排気管温度検出用の温度センサを必要としない
が、素子インピーダンスや空燃比センサの内部抵抗値を
検出するための回路を設ける必要があるため、やはりコ
スト高となる。

【０００８】また、ヒータに通電を開始した後は、空燃
比センサは数百℃に保たれるため、素子インピーダンス
や内部抵抗値はほぼ一定値を示すことになる。このた
め、外気温の低下や車両走行風により排気管が冷却され
て排気管内に水滴が発生する状態になっても、この時の
排気管の温度を正確に推定できず、センサ素子への水滴
の付着によるサーマルショックの発生を確実に回避する
ことができない。

【０００９】エンジン負荷を算出し、算出されたエンジ
ン負荷が所定値以上にある時間を積算し、この積算時間
が所定値に達すれば、排気管内に水分が発生することが
ないと推定するものは、排気管温度センサを必要とする
ことはないが、排気管内の温度はエンジン負荷以外のエ
ンジン状態の影響を受けるため、排気管内の温度状態を
エンジン負荷が所定値以上にある時間の積算値だけで検
出することには無理があり、エンジン負荷が所定値以上
にある時間の積算値だけでは、排気管内に水分が発生す
る状態にあるか否かの判定を正確に行うことができず、
センサ素子への水滴の付着によるサーマルショックの発
生を確実に回避することができない。

【００１０】本発明では、この様な課題を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、排気管温
度センサ、センサ温度検出回路等を用いることなく、空
燃比センサのサーマルショックを確実に防ぐことができ
る空燃比センサのヒータ通電制御装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明による空燃比センサのヒータ通電制御装置
は、エンジンの排気管に取り付けられたヒータ付き空燃
比センサのヒータ通電制御装置であって、前記エンジン
のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段
と、前記エンジンのエンジン負荷を検出するエンジン負
荷検出手段と、前記エンジン回転数検出手段により検出
されるエンジン回転数と前記エンジン負荷検出手段によ
り検出されるエンジン負荷に基づいて前記空燃比センサ
近傍の排気管温度を算出する排気管温度算出手段と、前
記排気管温度算出手段により算出された排気管温度に応
じて前記空燃比センサのヒータ通電を制御するヒータ通
電制御手段とを有しているものである。

【００１２】このヒータ通電制御装置によれば、空燃比
センサの温度検出回路を用いずに、エンジン負荷とエン
ジン回転数とから排気管温度を算出し、算出した排気管
温度によってヒータ通電の制御が行われる。本発明によ
る空燃比センサのヒータ通電制御装置では、センサ素子
への水滴の付着によるサーマルショックを防止するため
に、前記ヒータ通電制御手段は、前記排気管温度算出手
段により算出された排気管温度が所定値以下の時には前
記空燃比センサのヒータ通電を禁止する。

【００１３】本発明による空燃比センサのヒータ通電制
御装置は、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて予
め設定された排気管温度を記憶した排気管温度データ記
憶部を有し、前記排気管温算出手段は、前記排気管温度
データ記憶部より排気管温度を読み出し、前記排気管温
度データ記憶部より読み出した排気管温度に基づいて前
記空燃比センサ近傍の排気管温度を算出する。

【００１４】本発明による空燃比センサのヒータ通電制
御装置は、更に、エンジン冷却水温を検出するエンジン
冷却水温検出手段と、前記排気管温度算出手段により算
出された排気管温度をエンジン冷却水温検出手段により
検出されたエンジン水温に応じて補正する排気管温度補
正手段とを有している。また、本発明による空燃比セン
サのヒータ通電制御装置は、更に、車両の車速を検出す
る車速検出手段と、前記排気管温度算出手段により算出
された排気管温度を車速検出手段により検出された車速
に応じて補正する排気管温度補正手段とを有している。

【００１５】また、本発明による空燃比センサのヒータ
通電制御装置は、前記排気管温度算出手段により算出さ
れたエンジン停止時の排気管温度を記憶するエンジン停
止時排気管温度記憶部を有し、前記排気管温度算出手段
は、エンジン始動時に限って、前記エンジン停止時排気
管温度記憶部に記憶された前回のエンジン停止時の排気
管温度と今回のエンジン始動時のエンジン冷却水温とに
基づいて前記空燃比センサ近傍のエンジン始動時の排気
管温度の算出を行い、前記ヒータ通電制御手段は、前記
エンジン始動時の排気管温度が所定値以上であれば、前
記空燃比センサのヒータ通電を行うものである。

【００１６】また、本発明による空燃比センサのヒータ
通電制御装置は、前記排気管温度算出手段は、エンジン
回転数、エンジン負荷が変化する過渡運転状態におい
て、排気管温度の算出値が変化する場合、所定の時定数
をもって時間の経過と共に徐々に変化するように排気管
温度を算出するものである。この場合、排気管温度算出
手段は、前記時定数を排気管温度の変化特性に影響を与
えるエンジン状態の検出結果に応じて適正値に可変設定
することができ、エンジン状態の検出結果としては、外
気温、空燃比センサ近傍の排気管温度等がある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。エンジン本体１は、
各気筒の燃焼室２にピストン３を有し、ピストン３はコ
ネクティングロッド４によってクランク軸５に連結され
ている。エンジン本体１の吸気ポート６は吸気弁７によ
って開閉される。吸気ポート６には、エアクリーナ８、
スロットルボディ９、吸気管１０が順に接続されてい
る。スロットルボディ９には、スロットルバルブ１１、
アイドルスピードコントロールバルブ１２が設けられて
おり、これらを通して各気筒の燃焼室２に空気が吸入さ
れる。

【００１８】エンジン本体１には、吸気ポート６より燃
焼室２に燃料を噴射する燃料噴射弁１３と、燃焼室２内
に火花スパークを発生する点火プラグ１４とが設けられ
ている。エンジン本体１の排気ポート１５は排気弁１６
によって開閉される。排気ポート１５には、排気管１
７、三元触媒コンバータ１８が接続されており、これら
を通して排気ガスが排出される。

【００１９】エンジン本体１には、水温センサ２０が設
けられていると共に、回転情報（エンジン回転数）を得
るために、リングギア２１と電磁ピックアップ式のクラ
ンク角センサ２２が設けられている。また、エアクリー
ナ８には吸気温センサ２３が、スロットルホディ９には
吸気圧センサ２４が、エンジン本体１の動力出力部に接
続されているトランスミッション１９には車速センサ２
５が各々取り付けられている。

【００２０】三元触媒コンバータ１８より上流側（エン
ジン側）の排気通路にはヒータ内蔵の第１の空燃比セン
サ２６が設けられ、三元触媒コンバータ１８より下流側
の排気通路にはヒータ内蔵の第２の空燃比センサ２７が
設けられている。各センサの出力信号はコントロールユ
ニット３０に入力される。コントロールユニット３０
は、マイクロコンピュータを含む電子制御式のものであ
り、各センサよりの出力信号より、エンジン水温、エン
ジン回転数、吸入空気量、エンジン負荷などを演算算出
し、これらエンジン運転状態を示すパラメータに基づ
き、燃料噴射量、点火時期などの制御量を決定し、燃料
噴射弁１３、点火プラグ１４、アイドルスピードコント
ロールバルブ１２等の各種アクチュエータを介してエン
ジン制御を行なう。ここで、エンジン負荷の算出は、吸
入圧力センサにより検出される吸入圧力より吸入空気量
を算出する代わりに、吸入空気量センサによって吸入空
気量を測定して行うこともできる。

【００２１】コントロールユニット３０は、第１の空燃
比センサ２６、第２の空燃比センサ２７の各々の内蔵ヒ
ータの通電制御を行うヒータ通電制御装置として機能す
る。このヒータ通電制御装置の一つの実施の形態を図２
を参照して説明する。ヒータ通電制御装置は、排気管温
度算出部３１と、排気管温度データ記憶部３２と、エン
ジン停止時排気管温度記憶部３３と、排気温度補正部３
４と、ヒータ通電制御部３５とを有しており、これら
は、コンピュータソウトウェアにより実現され得る。

【００２２】排気管温度データ記憶部３２は、エンジン
回転数とエンジン負荷とに応じて予め設定された排気管
温度をデータマップ構造（データテーブル構造）で記憶
している。図３は排気管温度データ記憶部３２に格納さ
れる排気管温度マップデータ構造の一例を示している。
排気管温度マップは、図３に示されているように、エン
ジン負荷を代表する吸入圧力ＰＭとエンジン回転数ＮＥ
の格子軸を持つマトリックス構造をなしており、排気管
温度Ｔ１１、Ｔ１２…として、実エンジンでの一定状態
での測定結果を設定されている。

【００２３】排気管温度算出部３１は、吸気圧センサ２
４により検出される吸入圧力と、クランク角センサ２２
の出力信号よりの算出されるエンジン回転数を取り込
み、入力した吸入圧力とエンジン回転数に対応する排気
管温度を排気管温度データ記憶部３２より読み出し、読
み出した排気管温度に基づいて空燃比センサ近傍の排気
管温度を算出する。例えば、吸入圧力がＰＭ２で、エン
ジン回転数がＮＥ１であれば、排気管温度Ｔ１２が読み
出され、これに基づいて空燃比センサ近傍の排気管温度
が算出される。

【００２４】排気管温度算出部３１は、エンジン回転
数、吸入圧力（エンジン負荷）が変化する過渡運転状態
において、排気管温度の算出値が変化する場合には、所
定の時定数をもって時間の経過と共に徐々に変化するよ
うに排気管温度を補正演算する。時定数は、外気温、排
気管温度等、排気管温度の変化特性に影響を与えるエン
ジン状態の検出結果に応じて適正値に可変設定される。
なお、外気温は、吸気温センサ２３によって検出される
吸気温で代用することができる。また、時定数は、排気
管温度算出部３１が算出した排気管温度が上昇変化する
場合と、降下変化する場合とで、互いに異なる値のもの
に設定することもできる。

【００２５】エンジン停止時排気管温度記憶部３３は、
排気管温度算出部３１により算出されたエンジン停止時
（エンジン停止直前時）の排気管温度を記憶する。した
がって、エンジン停止時排気管温度記憶部３３に書き込
まれるエンジン停止時排気管温度は、エンジンが停止さ
れるたびに書き換えられる。

【００２６】排気管温度算出部３１は、エンジン始動時
にエンジン冷却水温センサ２０によって検出されるエン
ジン冷却水温を取り込み、エンジン始動時に限って、エ
ンジン停止時排気管温度記憶部３３に記憶された前回の
エンジン停止時の排気管温度と今回のエンジン始動時の
エンジン冷却水温とに基づいて空燃比センサ近傍のエン
ジン始動時の排気管温度の算出を行う。この排気管温度
（排気管温度初期値）は、前回のエンジン停止時の排気
管温度に、今回のエンジン始動時のエンジン冷却水温に
より設定される係数を乗じることにより算出される。

【００２７】排気温度補正部３４は、排気管温度算出部
３１により算出された排気管温度をエンジン冷却水温セ
ンサ２０により検出されるエンジン水温に応じて補正す
ると共に、排気管温度算出部３１により算出された排気
管温度を車速センサ２５により検出される車速に応じて
補正する。

【００２８】ヒータ通電制御部３５は、排気管温度算出
部３１によって算出され、排気温度補正部３４によって
補正された排気管温度に応じて空燃比センサのヒータ通
電を制御するものであり、ヒータ通電回路３６にヒータ
オン・オフ指令信号を出力する。これにより、第１およ
び第２の空燃比センサ２６、２７のヒータ２８のオン・
オフ（通電・通電停止）が行われる。ヒータ通電制御部
３５は、水滴の付着によるサーマルショックの防止のた
めに、排気管温度が所定値以下の時にはヒータ通電を禁
止する制御を行う。

【００２９】つぎに、本発明によるヒータ通電制御装置
での制御を、図４に示されているフローチャートを用い
て説明する。イグニッションスイッチ・オン（ステップ
Ｓ１１）後、エンジン始動前に、始動時エンジン水温Ｔ
ｗｓを検出する（ステップＳ１２）。つぎに、エンジン
停止時排気管温度記憶部３３に記憶していた前回エンジ
ン停止時の排気管温度Ｔｅｅに、始動時エンジン水温Ｔ
ｗｓにより設定される係数を乗じ、始動時排気温度の初
期値Ｔｅｉを求める（ステップＳ１３）。

【００３０】つぎに、排気管温度の初期値Ｔｅｉが予め
設定されているヒータ通電温度に達しているか否かの判
別を行う（ステップＳ１４）。排気管温度の初期値Ｔｅ
ｉが予め設定されているヒータ通電温度に達していれ
ば、フラグＨに１をセットする（ステップＳ１５）。そ
の後、エンジン始動を検出し（ステップＳ１６）、エン
ジン始動後、フラグＨをチェックする（ステップＳ１
７）。フラグＨ＝１であれば（ステップＳ１７否定）、
ヒータ通電処理を行う（ステップＳ２９）。これによ
り、エンジン停止直後等、排気管がすぐに冷えない状況
等にあったことで、エンジン始動時の排気管温度が所定
値以上であり、排気通路内にあきらかに水滴がない状況
の時には、速やかにヒータ２８の通電を開始することが
できる。

【００３１】これに対し、フラグＨ≠１であれば（ステ
ップＳ１７肯定）、すなわち、エンジン始動時の排気管
温度が所定値に達していなければ、吸入圧力を読み込み
（ステップＳ１８）、エンジン回転数を算出し（ステッ
プＳ１９）、それらの値に応じて排気管温度データ記憶
部３２に予め記憶されている排気管温度データマップ
（図３参照）に基づき、排気管温度（マップ検索値）を
設定する（ステップＳ２０）。

【００３２】つぎに、エンジン冷却水温を読み込み（ス
テップＳ２１）、排気管温度データ記憶部３２の排気管
温度データマップより読み出した排気管温度を、エンジ
ン冷却水温に応じて補正演算（水温補正）する（ステッ
プＳ２２）。さらに、車速検出を行い（ステップＳ２
３）、走行中であれば（ステップＳ２４肯定）、車速に
応じて排気管温度を補正演算（車速補正）する（ステッ
プＳ２５）。

【００３３】また、吸気温を外気温度として入力し（ス
テップＳ２６）、過渡運転時には、外気温度と算出され
た排気管温度とに応じて排気管温度が滑らかに変化する
ように補正演算する（ステップＳ２７）。この補正演算
は、下記の式（１）ようなフィルタ式を用いて行うこと
ができる。

【００３４】

【数１】ＴＥＸ＝ＴＥＸn-1（１−Ｋ）＋ＭＴＥＸ・Ｋ（１）ここに、Ｋ＝ＫＴＡＮ・ＫＴＫＮＴＥＸ：排気管温度算出値ＴＥＸn-1：前回の排気管温度算出値ＭＴＥＸ：マップ検索値ＫＴＡＮ：外気温による重み付け係数ＫＴＫＮ：排気管温度による重み付け係数

【００３５】外気温による重み付け係数ＫＴＡＮは、外
気温によって決められる係数であり、外気、つまりは空
気の熱伝導率の変化に合わせてテーブル値で設定され
る。高外気温時には、空気の熱伝導率は小さくなるた
め、係数ＫＴＡＮは小さくなり、排気管温度算出値ＴＥ
Ｘとしてはフィルタが大きくなる。これに対し、低外気
温時には、熱伝導率が大きくなるため、係数ＫＴＡＮも
大きくなり、排気管温度算出値ＴＥＸのフィルタは小さ
く、図５に示されているように、マップ検索値ＭＴＥＸ
をダイレクトにトレースするラインに近づくようにな
る。

【００３６】また、排気管自体の熱伝導率も自身の温度
によって変化するたから、排気管温度が高いときには、
排気管温度による重み付け係数ＫＴＫＮは小さくなり、
排気管温度が低いときは大きな値をとるようにして、正
確な排気管温度算出を行う。この排気管温度による重み
付けの違いを図６に例示している。

【００３７】これにより、低外気温、低排気管温度での
機関運転時等、熱伝導率が大きい環境下では、排気管温
度変化速度を早め、また、高外気温、高排気管温度時に
は排気管温度変化を遅くすることで、より正確な排気管
温度を算出することができる。したがって、排気管が冷
やされ、水滴が発生する場合においても、ヒートショッ
クによるセンサ素子割れ等のダメージを速やかに防ぐこ
とができる。

【００３８】ここで、図４に戻ると、これらによって算
出された排気管温度がヒータ通電温度に達しているか否
か、換言すれば、水滴が蒸発している温度であるか否か
の判別を行う（ステップＳ２８）。排気管温度が所定値
以上であれば、ヒータ通電を開始し（ステップＳ２
９）、これに対し、所定温度以下であれば、排気管に水
滴があると判断し、ヒータ通電を行わない（ステップＳ
３０）。

【００３９】つぎに、エンジンが停止したか否かの判別
を行う（ステップＳ３１）。エンジンが停止しない限
り、ステップＳ１８に戻り、排気管の温度が所定の温度
を超えるまでステップＳ１８〜ステップＳ２８が繰り返
される。また、一度、ヒータに通電を開始しても、エン
ジンが停止しない限り、ステップＳ１８〜ステップＳ２
８が繰り返されるため、エンジン運転の途中で排気管温
度が水滴の発生する温度以下に下がった場合には、ヒー
タ通電を中止し（ステップＳ３０）、空燃比センサ素子
割れの防止を図る。エンジン停止が検出されると（ステ
ップＳ３１肯定）、その時の排気管温度算出値を記憶す
る（ステップＳ３２）。このエンジン停止時の排気管温
度の記憶値は、再始動時の排気管温度算出に用いられ
る。

【００４０】図７に示されているように、エンジン停止
時の排気管温度算出値ＴＥＸがＴｅｅであると、この値
が記憶される。イグニッションスイッチ・オンでエンジ
ン冷却水温ＴＷＮを読み込み、この時のエンジン冷却水
温ＴＷＮがＴｗｓであれば、エンジン停止時排気管温度
Ｔｅｅに、冷却水温Ｔｗｓに応じて設定される係数を乗
じて排気管温度初期値Ｔｅｉを算出する。なお、図７に
おいて、ＮＥはエンジン回転数を示している。以上、本
発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記
実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載された本発明の精神を逸脱することなく、設計にお
いて種々の変更ができるものである。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による空燃比センサのヒータ通電制御装置によれば、
空燃比センサの温度検出回路を用いずに、エンジン負荷
とエンジン回転数とから排気管温度を算出し、排気管温
度が所定の温度を超えた場合にヒータ通電を開始するた
め、安価な構成で、空燃比センサのサーマルショックに
よる素子割れ等のダメージを確実に防止でき、空燃比セ
ンサの耐久性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空燃比センサのヒータ通電制御装
置が適用される車両用エンジンの全体構成を示すシステ
ム構成図である。

【図２】本発明による空燃比センサのヒータ通電制御装
置の一つの実施の形態を示すブロック線図である。

【図３】図２の空燃比センサのヒータ通電制御装置で使
用される排気管温度データマップの一例を示す説明図で
ある。

【図４】図２の空燃比センサのヒータ通電制御装置の処
理手順を示すフローチャートである。

【図５】図２の空燃比センサのヒータ通電制御装置にお
ける過渡運転時の排気管温度算出特性を示すグラフであ
る。

【図６】図２の空燃比センサのヒータ通電制御装置にお
ける過渡運転時の排気管温度算出特性を示すグラフであ
る。

【図７】図２の空燃比センサのヒータ通電制御装置にお
ける排気管温度初期値算出例を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１エンジン本体２燃焼室１３燃料噴射弁１４点火プラグ１８三元触媒コンバータ２０水温センサ２２クランク角センサ２３吸気温センサ２４吸気圧センサ２５車速センサ２６第１の空燃比センサ２７第２の空燃比センサ２８ヒータ３０コントロールユニット３１排気管温度算出部３２排気管温度データ記憶部３３エンジン停止時排気管温度記憶部３４排気温度補正部３５ヒータ通電制御部３６ヒータ通電回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４Ｄ３６８３６８Ｆ (72)発明者加藤木工三茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者池田勇次茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者佐々木朋春茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器グループ内Ｆターム(参考） 3G084 BA00 CA01 CA03 CA04 CA06 CA07 CA09 EA11 EB06 FA00 FA02 FA11 FA18 FA33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気管に取り付けられたヒー
タ付き空燃比センサのヒータ通電制御装置において、前記エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転
数検出手段と、前記エンジンのエンジン負荷を検出するエンジン負荷検
出手段と、前記エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン
回転数と前記エンジン負荷検出手段により検出されるエ
ンジン負荷に基づいて前記空燃比センサ近傍の排気管温
度を算出する排気管温度算出手段と、前記排気管温度算出手段により算出された排気管温度に
応じて前記空燃比センサのヒータ通電を制御するヒータ
通電制御手段と、を有していることを特徴とする空燃比センサのヒータ通
電制御装置。
【請求項２】前記ヒータ通電制御手段は、前記排気管
温度算出手段により算出された排気管温度が所定値以下
の時には前記空燃比センサのヒータ通電を禁止すること
を特徴とする請求項１に記載の空燃比センサのヒータ通
電制御装置。
【請求項３】エンジン回転数とエンジン負荷とに応じ
て予め設定された排気管温度を記憶した排気管温度デー
タ記憶部を有し、前記排気管温算出手段は、前記排気管温度データ記憶部
より排気管温度を読み出し、前記排気管温度データ記憶
部より読み出した排気管温度に基づいて前記空燃比セン
サ近傍の排気管温度を算出することを特徴とする請求項
１又は２に記載の空燃比センサのヒータ通電制御装置。
【請求項４】エンジン冷却水温を検出するエンジン冷
却水温検出手段と、前記排気管温度算出手段により算出された排気管温度を
エンジン冷却水温検出手段により検出されたエンジン水
温に応じて補正する排気管温度補正手段と、を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一
項に記載の空燃比センサのヒータ通電制御装置。
【請求項５】車両の車速を検出する車速検出手段と、前記排気管温度算出手段により算出された排気管温度を
車速検出手段により検出された車速に応じて補正する排
気管温度補正手段と、を有していることを特徴とする請求項１〜４の何れか一
項に記載の空燃比センサのヒータ通電制御装置。
【請求項６】前記排気管温度算出手段により算出され
たエンジン停止時の排気管温度を記憶するエンジン停止
時排気管温度記憶部を有し、前記排気管温度算出手段は、エンジン始動時に限って、
前記エンジン停止時排気管温度記憶部に記憶された前回
のエンジン停止時の排気管温度と今回のエンジン始動時
のエンジン冷却水温とに基づいて前記空燃比センサ近傍
のエンジン始動時の排気管温度の算出を行い、前記ヒータ通電制御手段は、前記エンジン始動時の排気
管温度が所定値以上であれば、前記空燃比センサのヒー
タ通電を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか一
項に記載の空燃比センサのヒータ通電制御装置。
【請求項７】前記排気管温度算出手段は、エンジン回
転数、エンジン負荷が変化する過渡運転状態において、
排気管温度の算出値が変化する場合、所定の時定数をも
って時間の経過と共に徐々に変化するように排気管温度
を算出することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項
に記載の空燃比センサのヒータ通電制御装置。
【請求項８】前記排気管温度算出手段は、前記時定数
を排気管温度の変化特性に影響を与えるエンジン状態の
検出結果に応じて適正値に可変設定することを特徴とす
る請求項７に記載の空燃比センサのヒータ通電制御装
置。
【請求項９】前記エンジン状態の検出結果は、少なく
とも、外気温と、空燃比センサ近傍の排気管温度とを含
む複数の検出結果であることを特徴とする請求項８に記
載の空燃比センサのヒータ通電制御装置。