JP2572405B2 - Control device for heater provided in oxygen concentration sensor - Google Patents
Control device for heater provided in oxygen concentration sensorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関排気中の酸素濃度を検出する酸素
濃度センサに備えられたヒータへの供給電力を制御する
制御装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for controlling electric power supplied to a heater provided in an oxygen concentration sensor for detecting an oxygen concentration in exhaust gas of an internal combustion engine.
上述の酸素濃度センサのヒータの制御装置としては、
特開昭60-125553号公報に示されるように、吸気量、燃
料噴射量、冷却水温、機関回転数等から排気温度を予想
して、この予想排気温度と酸素濃度センの検出素子の目
標温度とを比較して、この比較結果に応じてヒータに供
給する目標電力を決定するよう構成したものや、特開昭
60-214251号公報に示されるように、吸気管圧力と機関
回転数とから基本電力量を設定すると共に、吸気温に応
じて基本電力量を補正して目標電力を決定するよう構成
したものが公知である。As a control device of the heater of the above-mentioned oxygen concentration sensor,
As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-125553, an exhaust temperature is predicted from an intake air amount, a fuel injection amount, a cooling water temperature, an engine speed, etc., and the predicted exhaust temperature and the target temperature of the oxygen concentration sensor are detected. And a configuration in which the target power to be supplied to the heater is determined according to the comparison result.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-214251, a configuration in which a basic power amount is set from an intake pipe pressure and an engine speed and a target power is determined by correcting the basic power amount in accordance with the intake air temperature. It is known.
ところで、上述の装置を有する内燃機関を搭載した車
両が信号停止などによりアイドル運転が続いた後で発進
加速を行う場合、すなわち機関の作動がアイドル放置状
態から負荷運転状態に移行した場合は、運転状態の変化
に応じてヒータに供給する目標電力が低下するのに対
し、排気温度が機関の運転状態の変化よりも遅れて上昇
するようになるため、負荷運転移行直後では排気温度の
上昇が遅れる間、酸素濃度センサの検出素子温度が低下
するようになってしまい、検出素子温度が活性温度より
も低下してしまう恐れがある。By the way, when a vehicle equipped with an internal combustion engine having the above-described device performs start acceleration after idling due to a signal stop or the like, that is, when the operation of the engine shifts from the idle state to the load operation state, While the target power supplied to the heater decreases in accordance with the state change, the exhaust temperature rises later than the change in the operating state of the engine, so the rise in the exhaust temperature is delayed immediately after the transition to the load operation. During this time, the temperature of the detection element of the oxygen concentration sensor may decrease, and the temperature of the detection element may fall below the activation temperature.
そこで、このような問題を解決するために、負荷運転
移行直後においては、運転状態で決まる目標電力を補正
するようにすることも考えられるが、一定の補正量で増
加補正するようにした場合は、機関の暖機状態や吸気温
状態等により排気温度は大きく変化するので、ヒータに
対する目標電力が大きくなりすぎて、ヒータ温度が限界
温度を上回ってしまい、ヒータを構成する素子の劣化を
招いたり、検出素子が活性温度に保持し得なくなったり
してしまう。また、補正量を機関の暖機状態や吸気温状
態に応じて求めるようにした場合は、補正量が極端に違
うようになるために、補正量の算出が複雑になり、構成
が複雑化してしまう。Therefore, in order to solve such a problem, it is conceivable to correct the target power determined by the operation state immediately after the shift to the load operation, but when the increase correction is performed with a fixed correction amount, Since the exhaust gas temperature changes greatly depending on the warm-up state of the engine, the intake air temperature state, etc., the target power for the heater becomes too large, and the heater temperature exceeds the limit temperature, which may cause deterioration of elements constituting the heater. As a result, the detection element cannot be maintained at the activation temperature. Also, when the correction amount is determined according to the warm-up state of the engine or the intake air temperature state, the correction amount becomes extremely different, so that the calculation of the correction amount becomes complicated and the configuration becomes complicated. I will.
従って、本発明の目的は、アイドルから負荷運転への
移行直後の酸素濃度センサの検出素子温度の低下を簡単
な構成で実現できる酸素濃度センサに備えられたヒータ
の制御装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a heater control device provided in an oxygen concentration sensor capable of realizing a decrease in the temperature of a detection element of the oxygen concentration sensor immediately after a transition from idle to load operation with a simple configuration. .
上述の問題点を解決するために、本発明においては第
9図に示すように、 内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する検出素子と、
この検出素子を加熱するヒータとを備えた内燃機関の排
気系に設置される酸素濃度センサと、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じ
て前記ヒータに供給する目標電力を設定する目標電力設
定手段と、 前記目標電力設定手段にて設定された目標電力に応じ
て前記ヒータに供給する電力を制御する制御手段と、 機関のアイドル状態を検出するアイドル検出手段と、 アイドル検出手段の検出結果に基づいて、機関がアイ
ドル状態から非アイドル状態に移行したことを検出する
状態変化検出手段と、 状態変化検出手段にて状態変化が検出された場合、状
態変化の生じた時点から所定時間、前記目標電力設定手
段にて設定される目標電力に対する下限値を設定し、前
記目標電力を該下限値で制限する制限手段と を有することを特徴としている。In order to solve the above problems, in the present invention, as shown in FIG. 9, a detecting element for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine,
An oxygen concentration sensor installed in an exhaust system of an internal combustion engine having a heater for heating the detecting element; operating state detecting means for detecting an operating state of the engine; and an operating state detected by the operating state detecting means Target power setting means for setting target power to be supplied to the heater in accordance with the following: control means for controlling power to be supplied to the heater in accordance with the target power set by the target power setting means; Idle detection means for detecting a state, state change detection means for detecting that the engine has shifted from an idle state to a non-idle state based on the detection result of the idle detection means, and state change detected by the state change detection means In this case, a lower limit value for the target power set by the target power setting means is set for a predetermined time from the time when the state change occurs, and the target power is set to the lower limit. It is characterized by having a limiting means for limiting the value.
上記構成によれば、状態変化検出手段により機関がア
イドルから非アイドルに移行したことが検出されると、
制限手段によりその時点から所定時間、目標電力設定手
段にて設定される目標電力に対して下限値が設定され、
この下限値により目標電力を制限するので、所定時間ヒ
ータに供給する電力はこの下限値以上の値にされる。According to the above configuration, when the state change detection unit detects that the engine has transitioned from idle to non-idle,
A predetermined time from that point in time by the limiting means, a lower limit value is set for the target power set by the target power setting means,
Since the target power is limited by the lower limit, the power supplied to the heater for a predetermined time is set to a value equal to or higher than the lower limit.
以下本発明の実施例を図面と共に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず第1図は本実施例の酸素濃度センサに備えられた
ヒータの制御装置が搭載された車両用内燃機関(以下、
エンジンと略す。)及びその周辺装置を表す概略系統図
である。First, FIG. 1 shows a vehicle internal combustion engine (hereinafter, referred to as a vehicle) equipped with a heater control device provided in an oxygen concentration sensor of the present embodiment.
Abbreviated as engine. FIG. 1 is a schematic system diagram showing peripheral devices.
図において1はエンジン、2はピストン、3はシリン
ダ、4はシリンダヘッドであり、シリンダヘッド4の各
気筒の排気ポート5には排気マニホールド6が、シリン
ダヘッド4の各気筒の吸気ポート7には吸気マニホール
ド8が夫々連結されている。また吸気マニホールド8は
吸入空気の脈動を防止するためのサージタンク9に接続
されており、サージタンク9には吸気マニホールド8内
の圧力、即ち吸気管圧力Pmを検出する吸気圧センサ10が
備えられている。In the figure, 1 is an engine, 2 is a piston, 3 is a cylinder, 4 is a cylinder head, an exhaust manifold 6 is provided at an exhaust port 5 of each cylinder of the cylinder head 4, and an intake port 7 is provided at an intake port 7 of each cylinder of the cylinder head 4. The intake manifolds 8 are respectively connected. The intake manifold 8 is connected to a surge tank 9 for preventing pulsation of intake air, and the surge tank 9 is provided with an intake pressure sensor 10 for detecting a pressure in the intake manifold 8, that is, an intake pipe pressure Pm. ing.
次に11はサージタンク9を介して各気筒に送られる吸
入空気量を制御するスロットルバルブ、12はスロットル
バルブ11を迂回する吸入空気のバイパス路、13は吸入空
気温度を検出する吸気温センサであり、スロットルバル
ブ11には、スロットルバルブ11の開度に応じた信号を出
力するスロットルバルブ開度センサとエンジン1のアイ
ドリング時にON状態とされるアイドルスイッチとを備え
たスロットルポジションセンサ14が直結されている。ま
た15は排気マニホールド6に取り付けられ、排気中の酸
素濃度を検出する検出素子と加熱用の白金製のヒータと
を備えた特開昭60-233342号公報にて示されているよう
な公知の酸素濃度センサ、16はエンジン1の冷却水温を
検出する水温センサ、17はエンジン1の点火プラグ18に
所定タイミングでイグナイタ19から出力される高電圧を
印加するディストリビュータ、20はディストリビュータ
17に取り付けられ、エンジン1の回転数に対応したパル
ス信号を発生する回転数センサを夫々表している。Next, 11 is a throttle valve that controls the amount of intake air sent to each cylinder via the surge tank 9, 12 is a bypass passage for intake air that bypasses the throttle valve 11, and 13 is an intake air temperature sensor that detects intake air temperature. The throttle valve 11 is directly connected to a throttle position sensor 14 having a throttle valve opening sensor that outputs a signal corresponding to the opening of the throttle valve 11 and an idle switch that is turned on when the engine 1 is idling. ing. Reference numeral 15 denotes a known device mounted on the exhaust manifold 6 and provided with a detecting element for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and a heater made of platinum for heating, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-233342. An oxygen concentration sensor, 16 is a water temperature sensor for detecting a cooling water temperature of the engine 1, 17 is a distributor for applying a high voltage output from an igniter 19 at a predetermined timing to a spark plug 18 of the engine 1, and 20 is a distributor.
Reference numeral 17 denotes a rotation speed sensor attached to the engine 17 and generates a pulse signal corresponding to the rotation speed of the engine 1.
上記吸気圧センサ10、吸気温センサ13、スロットルポ
ジションセンサ14、酸素濃度センサ15、水温センサ16及
び回転数センサ20の各種検出信号は制御回路25に入力さ
れ、制御回路25にて上記各検出信号に基づき、燃料噴射
弁26の燃料噴射量制御、点火プラグ18の点火時期制御、
あるいは酸素濃度センサ15のヒータの制御等の種々の制
御処理が実行される。Various detection signals of the intake pressure sensor 10, the intake temperature sensor 13, the throttle position sensor 14, the oxygen concentration sensor 15, the water temperature sensor 16, and the rotation speed sensor 20 are input to a control circuit 25. On the basis of the fuel injection amount control of the fuel injection valve 26, the ignition timing control of the spark plug 18,
Alternatively, various control processes such as control of the heater of the oxygen concentration sensor 15 are executed.
次に第2図に上述の制御回路25の構成を表すブロック
図を示す。図において31は酸素濃度センサ15の検出素子
15aに所定の電圧を印加するための印加電源、32は検出
素子15aに流れる電流を検出するための抵抗、33は抵抗3
2における降下電圧を所定倍に増幅するための増幅回
路、34は増幅回路33からの出力信号、つまり排気中の酸
素濃度に対応するアナログ信号や、吸気圧センサ10、吸
気温センサ13、スロットルポジションセンサ14の開度セ
ンサ14a、水温センサ16等にて検出されたアナログ信号
を受け、デジタル信号に変換するA/D変換器である。ま
た35はCPU,ROM,RAM等から構成されたマイクロコンピュ
ータ37にてA/D変換器34を介して入力された信号及び回
転数センサ20、スロットルポジションセンサ14のアイド
ルスイッチ14bからの信号に基づいて演算され、出力さ
れた制御信号によって制御される駆動回路を表し、マイ
クロコンピュータ37にて算出された所定量の燃料をエン
ジン1に供給させるための駆動信号を燃料噴射弁26に出
力する回路である。イグナイタ19もマイクロコンピュー
タ37にて、ディストリビュータ17へ高電圧を所定タイミ
ングで出力するよう制御されている。Next, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control circuit 25 described above. In the figure, 31 is a detection element of the oxygen concentration sensor 15
An applied power supply for applying a predetermined voltage to 15a, 32 is a resistor for detecting a current flowing through the detection element 15a, and 33 is a resistor 3
An amplification circuit for amplifying the voltage drop in 2 by a predetermined factor, 34 is an output signal from the amplification circuit 33, that is, an analog signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas, the intake pressure sensor 10, the intake temperature sensor 13, the throttle position An A / D converter that receives an analog signal detected by the opening degree sensor 14a of the sensor 14, the water temperature sensor 16, and the like, and converts the signal into a digital signal. Reference numeral 35 denotes a microcomputer 37 composed of a CPU, ROM, RAM, etc., based on a signal input via the A / D converter 34 and a signal from the idle speed sensor 20 and the idle switch 14b of the throttle position sensor 14. A driving circuit controlled by the output control signal and outputs a driving signal to the fuel injection valve 26 to supply the engine 1 with a predetermined amount of fuel calculated by the microcomputer 37. is there. The igniter 19 is also controlled by the microcomputer 37 to output a high voltage to the distributor 17 at a predetermined timing.
次に38は酸素濃度センサ15のヒータ15bへの供給電力
を制御するための通電制御回路であって、マイクロコン
ピュータ37の制御信号に応じてヒータ用電源39からの通
電を制御するものである。また40はヒータ15b通電時に
ヒータ電圧を検出するヒータ電圧検出回路、41は同様に
ヒータ電流を検出するヒータ電流検出回路である。Next, reference numeral 38 denotes an energization control circuit for controlling the power supplied to the heater 15b of the oxygen concentration sensor 15, which controls energization from the heater power supply 39 in accordance with a control signal of the microcomputer 37. A heater voltage detection circuit 40 detects a heater voltage when the heater 15b is energized, and a heater current detection circuit 41 similarly detects a heater current.
このように構成された本実施例の制御回路において
は、上述の如く、燃料噴射量制御、点火時期制御、酸素
濃度センサのヒータ制御等種々の制御が実行されること
となるのであるが、以下に本発明にかかわる主要な制御
処理である酸素濃度センサのヒータ制御について、第3
図、第6図に示すプログラムに従って詳しく説明する。In the control circuit of this embodiment configured as described above, various controls such as fuel injection amount control, ignition timing control, and heater control of the oxygen concentration sensor are executed as described above. Regarding the heater control of the oxygen concentration sensor which is the main control process according to the present invention,
This will be described in detail according to the program shown in FIG. 6 and FIG.
第3図に示すプログラムのフローチャートは、100〔m
sec.〕毎に実行され、ヒータ用電源39からヒータ15bへ
の通電をエンジン1の運転状態及び酸素濃度センサ15の
検出結果に応じて実行するためのヒータ通電のデューテ
ィ比の算出処理を表している。The flowchart of the program shown in FIG.
sec.], and represents a process of calculating a duty ratio of heater energization for executing energization from the heater power supply 39 to the heater 15b in accordance with the operating state of the engine 1 and the detection result of the oxygen concentration sensor 15. I have.
処理が開始されると、まずステップ301にて上記各セ
ンサや検出回路からの信号に基づく、エンジン回転数N
e、吸気管圧力Pm、吸気温度Ti、ヒータ電圧Vh、ヒータ
電流Ih等の各種パラメータを読み込み、続くステップ30
2に移行する。When the process is started, first, in step 301, the engine speed N
e, intake pipe pressure Pm, intake temperature Ti, heater voltage Vh, heater current Ih, etc.
Move to 2.
ステップ302においては、上記ステップ301にて読み込
まれたヒータ電圧Vh及びヒータ電流Ihとから、所定時
間、例えば100〔m sec.〕の間、ヒータ15bを通電した場
合の電力量、つまりデューティ比100%の電力量Aを算
出する処理が実行されステップ303に移行する。以下、
電力量については全て100〔m sec.〕当たりの電力量と
する。In step 302, based on the heater voltage Vh and the heater current Ih read in step 301, the amount of power when the heater 15b is energized for a predetermined time, for example, 100 [m sec.], That is, the duty ratio 100 The process of calculating the% electric energy A is executed, and the process proceeds to step 303. Less than,
All the electric energy is the electric energy per 100 [m sec.].
次にステップ303においては、上記ステップ301にて求
められたエンジン回転数Ne及び吸気管圧力Pmとをパラメ
ータとする、例えば第4図に示す如きマップM1あるいは
演算式からヒータ15bの基本電力量Bを求め、続くステ
ップ304に移行する。ここでマップM1においては、第4
図から明らかな如く、エンジン回転数Neと吸気管圧力Pm
とをパラメータとして、吸気温度Tiが20℃の場合の基本
電力量Bが設定されているのであるが、これは吸気管圧
力Pmが大きい場合、あるいはエンジン回転数Neが大きい
場合には、当然エンジン1への燃料噴射量が多くなり、
排気温度が上昇して排気によって検出素子15aが加熱で
きることから、ヒータ15bへの供給電力を小さくし、一
方エンジン回転数Neが小さい場合、あるいは吸気管圧力
Pmが小さい場合には排気温度が下がり、排気によって検
出素子15aを加熱できなくなることから、ヒータ15bへの
供給電力を大きくするように設定されている。Next, in step 303, the basic power amount B of the heater 15b is calculated from the map M1 or an arithmetic expression as shown in FIG. 4, for example, using the engine speed Ne and the intake pipe pressure Pm obtained in step 301 as parameters. , And the process proceeds to subsequent step 304. Here, in the map M1, the fourth
As is clear from the figure, the engine speed Ne and the intake pipe pressure Pm
The basic electric energy B when the intake air temperature Ti is 20 ° C. is set as a parameter. This is, of course, when the intake pipe pressure Pm is large or the engine speed Ne is large. The amount of fuel injection into 1 increases,
Since the temperature of the exhaust gas rises and the detecting element 15a can be heated by the exhaust gas, the electric power supplied to the heater 15b is reduced.
When Pm is small, the exhaust gas temperature decreases and the exhaust element cannot heat the detection element 15a, so that the power supplied to the heater 15b is set to be large.
次にステップ304においては、上記ステップ301にて得
られた吸気温度TiをパラメータとするマップM2より上記
基本電力量Bに対する補正電力量bを求める処理が実行
され、続くステップ305に移行する。Next, in step 304, a process of obtaining a correction power amount b with respect to the basic power amount B from the map M2 using the intake air temperature Ti obtained in step 301 as a parameter is executed.
そしてステップ305においては、基本電力量Bと補正
電力量bとをパラメータとする次式 C=B+b を用いて、実際にヒータ15bに供給する目標電力量Cを
算出する処理がなされる。Then, in step 305, a process of calculating the target power amount C to be actually supplied to the heater 15b is performed using the following equation C = B + b using the basic power amount B and the corrected power amount b as parameters.
ここで上記ステップ304にて用いられるマップM2とし
ては、例えば第5図に示す如きものとなり、吸気温度Ti
が20℃の場合を中心としてTi>20〔℃〕の場合には補正
電力量bが負の値に、Ti<20〔℃〕の場合には補正電力
量bが正の値になるよう設定されている。これは上記説
明でマップM1がTi=20〔℃〕の条件下で設定されたもの
としたのに対するものであって、Ti=20〔℃〕の場合に
はマップM1の値をそのまま使用できることから補正電力
量bを「0」に設定し、Ti>20〔℃〕の場合にはマップ
M1の値をそのまま使用すると酸素濃度センサ15が高温に
なり過ぎることから負の補正値を設定したのである。Here, the map M2 used in step 304 is, for example, as shown in FIG.
Is set to a negative value when Ti> 20 [° C] centering around 20 ° C, and to a positive value when Ti <20 [° C]. Have been. This is because the map M1 was set under the condition of Ti = 20 [° C.] in the above description, and when Ti = 20 [° C.], the value of the map M1 can be used as it is. Set the correction power amount b to “0”, and when Ti> 20 [° C], set the map
If the value of M1 is used as it is, the oxygen concentration sensor 15 will be too hot, so a negative correction value is set.
次にステップ306ではエンジン1が低速運転状態にあ
るか、すなわちアイドル運転状態にあるかをスロットル
ポジションセンサ14のアイドルスイッチ14bからの信号
に基づいて判断し、アイドルと判断した場合はステップ
307に進む。Next, in step 306, it is determined whether the engine 1 is in a low-speed operation state, that is, in an idle operation state, based on a signal from the idle switch 14b of the throttle position sensor 14.
Proceed to 307.
そしてステップ307ではカウンタCIDLを“1"だけカウ
ントアップする。次にステップ308ではカウンタCIDLが1
00以上となっているかを確認し、100以上であればステ
ップ309でカウンタCIDLを100に制限してからステップ31
6に進む。Then, in step 307, the counter CIDL is counted up by "1". Next, at step 308, the counter CIDL is set to 1
Check whether the value is 00 or more, and if it is 100 or more, limit the counter CIDL to 100 in step 309, and then go to step 31
Proceed to 6.
また、ステップ306にてアイドル運転状態にないと判
断された場合はステップ310に進み、カウンタCIDLを
“1"だけカウントダウンする。次にステップ311ではカ
ウタCIDLが0以下になっているかを確認し、0以下であ
ればCIDLを0に制限してからステップ313に進む。ステ
ップ313では、カウンタCIDLが10を上回っている状態に
あるか否かを判断し、CIDL>10であればステップ314
に、CIDL≦10であればステップ316に進む。ステップ314
ではステップ305で求められた目標電力量Cが20〔w〕
以上か否かを判断して、C≧20ならばステップ316に、
C<20ならばステップ315に進む。ステップ315では目標
電力量Cを20〔w〕に修正し、その後でステップ316に
進む。If it is determined in step 306 that the vehicle is not in the idle operation state, the process proceeds to step 310, where the counter CIDL is counted down by "1". Next, in step 311, it is checked whether the counter CIDL is 0 or less. If the counter CIDL is 0 or less, CIDL is limited to 0, and the process proceeds to step 313. In step 313, it is determined whether or not the counter CIDL is greater than 10. If CIDL> 10, step 314 is executed.
If CIDL ≦ 10, the process proceeds to step 316. Step 314
Then, the target electric energy C obtained in step 305 is 20 [w].
It is determined whether or not the above is satisfied. If C ≧ 20, the process proceeds to step 316.
If C <20, the process proceeds to step 315. In step 315, the target power amount C is corrected to 20 [w], and thereafter, the process proceeds to step 316.
ステップ316では上述の処理により求められた目標電
力量Cを前回の目標電力量Ci-1で平滑化して今回の目標
電力量Ciを求める。この処理によりヒータ15bの温度の
急変が防止される。The target amount of power C determined in step 316 in the above processing blunted with previous target amount of power C i-1 and obtaining the current target power amount C i. This process prevents a sudden change in the temperature of the heater 15b.
このようにして今回の目標電力量Ciが求められると、
続くステップ316にてこの目標電力量Ciと上記ステップ3
02にて求められたデューティ比100%の電力量Aとをパ
ラメータとする次式 D=(Ci/A)×100 を用いてヒータ15bに今回の目標電力量Ciを供給するた
めのデューティ比Dが算出され、本処理を終える。When the current target electric energy C i is obtained in this way,
In the following step 316, the target electric energy C i and the above-described step 3
Duty for supplying current target power amount C i to the heater 15b using the equation D = (C i / A) × 100 where a duty ratio of 100% electric energy A is a parameter determined at 02 The ratio D is calculated, and the process ends.
第6図に示すプログラムのフローチャートは、上記第
3図のプログラムにて求められたデューティ比Dに応じ
て通電制御回路38をON,OFFしてヒータ15bへの通電をデ
ューティ比制御するための制御プログラムであり、1
〔m sec.〕毎に実行される。The flowchart of the program shown in FIG. 6 is a control for turning on and off the energization control circuit 38 in accordance with the duty ratio D obtained by the program of FIG. 3 to control the energization to the heater 15b. A program, 1
It is executed every [m sec.].
処理が開始されると、まずステップ601にてカウンタC
100msがC100ms≧100であるか判断し、C100ms≧100なら
ばステップ602にてC100msを0にクリアしてからステッ
プ603に進み、C100ms<100ならばステップ602を迂回し
てステップ603に進む。When the process is started, first, in step 601, the counter C
It is determined whether 100 ms is C 100 ms ≧ 100. If C 100 ms ≧ 100, C 100 ms is cleared to 0 in step 602 and the process proceeds to step 603. If C 100 ms <100, the process bypasses step 602 and step 603 Proceed to.
ステップ603では上述の処理にて求められたデューテ
ィ比DとカウンタC100msとの比較を行い、D≧C100msで
あればステップ604に進み通電制御回路38をONにしてヒ
ータ15bへの通電を行い、D<C100msであればステップ6
05に進み、通電制御回路38をOFFにしてヒータ15bへの通
電を停止する。そしてステップ606にてC100msを“1"だ
けカウントアップしてから本処理を終了する。In step 603, the duty ratio D obtained in the above process is compared with the counter C 100 ms . If D ≧ C 100 ms , the process proceeds to step 604, where the energization control circuit 38 is turned on to energize the heater 15b. , D <C 100ms , step 6
Proceeding to 05, the power supply control circuit 38 is turned off to stop power supply to the heater 15b. Then, in step 606, C100ms is counted up by "1", and then this processing is terminated.
第7図は本実施例構成と従来構成とによる作用効果の
相違を示すタイムチャートであって、従来はアイドル放
置状態から車両が発進した場合、発進直後において、運
転状態(吸気管圧力Pm、回転数Ne)の変化に応じてヒー
タ15bへの供給電力量が一点鎖線に示す如く低下してい
くが、その時の排気温度は運転状態の変化に対して大き
な遅れをもって上昇しだすので、ヒータ温度の低下に伴
いセンサ温度も低下し、センサ活性限界温度(650℃)
を下回ってしまうが、本実施例構成であれば発進直後所
定時間、供給電力量(目標電力量Ci)が下限値20〔w〕
を下回らないようにガードをかけているので、センサ温
度のセンサ活性限界温度以下への低下が防止できる。FIG. 7 is a time chart showing a difference in operation and effect between the configuration of the present embodiment and the conventional configuration. Conventionally, when the vehicle starts from an idle state, immediately after the start, the driving state (intake pipe pressure Pm, rotation In response to the change in the number Ne), the amount of power supplied to the heater 15b decreases as shown by the dashed line, but the exhaust gas temperature at that time starts to rise with a large delay with respect to the change in the operating state. As the sensor temperature decreases, the sensor activation limit temperature (650 ° C)
However, in the case of the configuration of the present embodiment, the supplied electric energy (target electric energy C i ) is lower than the lower limit 20 [w] for a predetermined time immediately after the vehicle starts moving.
Is guarded so as not to fall below the temperature, so that it is possible to prevent the sensor temperature from dropping below the sensor activation limit temperature.
また、本実施例においては、アイドル放置状態の継続
時間に応じて下限値を設定する時間を決めている。これ
はアイドル放置状態が短ければ、アイドル放置状態とな
る前の負荷運転状態の影響で、排気マニホールド6はま
だ高温のままであり、排気温度の上昇も運転状態の変化
に対してあまり遅れることなく上昇していくからであ
り、このようにアイドル設置状態の継続時間に応じて下
限値を設定する時間を決めることで不要な電力供給を防
止でき、下限値を設定したとしてもヒータの温度がヒー
タ限界温度を上回るというようなことも充分に防止でき
る。Further, in the present embodiment, the time for setting the lower limit is determined according to the continuation time of the idle state. This is because if the idle state is short, the exhaust manifold 6 is still at a high temperature due to the effect of the load operation state before the idle state is left. This is because unnecessary power supply can be prevented by determining the time for setting the lower limit according to the duration of the idle installation state, and even if the lower limit is set, the temperature of the heater becomes lower. It is possible to sufficiently prevent the temperature from exceeding the limit temperature.
さらに本実施例では、ヒータ15bへの目標電力量に対
して下限値を設定して、目標電力量が下限値以下になら
ないようにしているだけなので、極めて簡単な構成で、
センサ温度のセンサ活性限界温度以下への低下防止が実
現できるようになる。Further, in the present embodiment, a lower limit value is set for the target power amount to the heater 15b so that the target power amount does not become lower than the lower limit value.
It is possible to prevent the sensor temperature from dropping below the sensor activation limit temperature.
ところで、排気温度を考慮して、検出素子15aの温度
が一定値に保たれるように基本電力量Bは決定されてい
るから、基本電力量Bは排気温度が低いほど大きな値が
設定されており、すなわち基本電力量Bに基づいて運転
状態の把握が可能である。従って、第8図に示す如く、
第3図におけるステップ306の部分をB≧25であるか否
かで制御するようにしてもよい。By the way, in consideration of the exhaust gas temperature, the basic electric energy B is determined so that the temperature of the detecting element 15a is kept at a constant value. Therefore, the basic electric energy B is set to a larger value as the exhaust gas temperature is lower. That is, it is possible to grasp the operation state based on the basic electric energy B. Therefore, as shown in FIG.
The step 306 in FIG. 3 may be controlled based on whether or not B ≧ 25.
また、上記実施例においては基本電力量Bを求める際
に、エンジン回転数詞Neと吸気管圧力Pmとを用いるもの
としているが、この他にも吸入空気量とかスロットルバ
ルブ11の開度等を用いてもよく、単にエンジン回転数Ne
や吸気管圧力Pm等の一つを用いるだけでもよい。Further, in the above-described embodiment, the engine speed Ne and the intake pipe pressure Pm are used when obtaining the basic electric energy B. In addition, the intake air amount and the opening degree of the throttle valve 11 are used. Or simply the engine speed Ne
Or only one of the intake pipe pressure Pm and the like.
また上記実施例においてはヒータ15bの通電制御を100
〔m sec.〕当たりの通電時間によるデューティ制御によ
って実行するようにしているが、この他にも例えばヒー
タ15bへの供給電力を求め、ヒータ15bに印加する電圧を
制御するようにしてもよい。Further, in the above embodiment, the energization control of the heater 15b is set to 100
Although the control is executed by the duty control based on the energizing time per [m sec.], The power supply to the heater 15b may be obtained, for example, and the voltage applied to the heater 15b may be controlled.
上述したように本発明によれば、状態変化検出手段に
て機関がアイドルから非アイドルに移行したことが検出
されると、制限手段によりその時点から所定時間、目標
電力設定手段にて設定される目標電力に対して下限値が
設定され、この下限値により目標電力が制限されるの
で、所定時間ヒータに供給する電力はこの下限値以上の
値にされ、従って検出素子が活性限界温度より低い温度
にまで低下するということが防止できるようになり、さ
らに下限値で制限するだけであるので、検出素子温度の
低下防止が簡単な構成で実現できるようになるという優
れた効果がある。As described above, according to the present invention, when the state change detecting means detects that the engine has shifted from idle to non-idle, the limiting means sets the target power for a predetermined time from the target power setting means. Since a lower limit value is set for the target power and the target power is limited by the lower limit value, the power supplied to the heater for a predetermined time is set to a value equal to or higher than the lower limit value. , And the lower limit is only applied, so that there is an excellent effect that prevention of a decrease in the temperature of the detection element can be realized with a simple configuration.
第1図は本発明の実施例の酸素濃度センサ用ヒータの制
御装置が搭載されたエンジン及びその周辺装置を表す概
略系統図、第2図は制御回路25の構成を示すブロック
図、第3図は制御回路25にて実行される酸素濃度センサ
のヒータ制御におけるデューティ比の算出処理プログラ
ムを表すフローチャート、第4図は基本電力量Bを求め
るためのマップM1を示すグラフ、第5図は補正電力量b
を求めるためのマップM2を示すグラフ、第6図は第3図
のプログラムの処理において求められたデューティ比に
応じてヒータの通電を実行するための通電処理プログラ
ムを表すフローチャート、第7図は本実施例の構成と従
来の構成との作用効果の相違を比較するためのタイムチ
ャート、第8図は本発明の他の実施例を示すフローチャ
ートの一部、第9図は本発明の概略構成を示すブロック
図である。 1……エンジン,6……排気マニホールド,10……吸気圧
センサ,13……吸気温センサ,14……スロットルポジショ
ンセンサ,14b……アイドルスイッチ,15……酸素濃度セ
ンサ,20……回転数センサ,25……制御回路,37……マイ
クロコンピュータ,38……通電制御回路。1 is a schematic system diagram showing an engine equipped with a control device for a heater for an oxygen concentration sensor according to an embodiment of the present invention and peripheral devices thereof, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control circuit 25, and FIG. Is a flowchart showing a program for calculating a duty ratio in heater control of the oxygen concentration sensor executed by the control circuit 25, FIG. 4 is a graph showing a map M1 for obtaining a basic electric energy B, and FIG. Quantity b
FIG. 6 is a flowchart showing an energization processing program for energizing the heater in accordance with the duty ratio obtained in the processing of the program of FIG. 3, and FIG. FIG. 8 is a part of a flowchart showing another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a schematic diagram of the present invention. FIG. 1 ... engine, 6 ... exhaust manifold, 10 ... intake pressure sensor, 13 ... intake temperature sensor, 14 ... throttle position sensor, 14 b ... idle switch, 15 ... oxygen concentration sensor, 20 ... rotational speed Sensor, 25 Control circuit, 37 Microcomputer, 38 Energization control circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−130650(JP,A) 特開 昭58−82149(JP,A) 実開 昭59−103264(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-56-130650 (JP, A) JP-A-58-82149 (JP, A)
Claims (1)
出素子と、この検出素子を加熱するヒータとを備えた内
燃機関の排気系に設置される酸素濃度センサと、 機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じて
前記ヒータに供給する目標電力を設定する目標電力設定
手段と、 前記目標電力設定手段にて設定された目標電力に応じて
前記ヒータに供給する電力を制御する制御手段と、 機関のアイドル状態を検出するアイドル検出手段と、 アイドル検出手段の検出結果に基づいて、機関がアイド
ル状態から非アイドル状態に移行したことを検出する状
態変化検出手段と、 状態変化検出手段にて状態変化が検出された場合、状態
変化の生じた時点から所定時間、前記目標電力設定手段
にて設定される目標電力に対する下限値を設定し、前記
目標電力を該下限値で制限する制限手段と を有することを特徴とする酸素濃度センサに備えられた
ヒータの制御装置。An oxygen concentration sensor installed in an exhaust system of an internal combustion engine including a detection element for detecting an oxygen concentration in exhaust gas of an internal combustion engine, a heater for heating the detection element, and an operation state of the engine. Operating state detecting means for detecting, target power setting means for setting target power to be supplied to the heater according to the operating state detected by the operating state detecting means, and a target set by the target power setting means Control means for controlling electric power supplied to the heater in accordance with electric power; idle detection means for detecting an idle state of the engine; and an engine having shifted from an idle state to a non-idle state based on a detection result of the idle detection means. State change detecting means for detecting that the state change is detected by the target power setting means for a predetermined time from the time when the state change occurs. To set the lower limit for the target power to be constant, the control unit of the heater provided in the oxygen concentration sensor, characterized in that it comprises a limiting means for limiting the target electric power in the lower limit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62317791A JP2572405B2 (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Control device for heater provided in oxygen concentration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62317791A JP2572405B2 (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Control device for heater provided in oxygen concentration sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01158337A JPH01158337A (en) | 1989-06-21 |
JP2572405B2 true JP2572405B2 (en) | 1997-01-16 |
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ID=18092079
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
IT1308992B1 (en) * | 1999-02-09 | 2002-01-15 | Magneti Marelli Spa | METHOD OF CONTROL AND DIAGNOSIS OF THE HEATER OF A SENSOR SENSITIVE TO THE COMPOSITION OF THE EXHAUST GASES OF AN ENGINE. |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62317791A patent/JP2572405B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH01158337A (en) | 1989-06-21 |
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