JP3339107B2 - Abnormality detection device in load control device - Google Patents

Abnormality detection device in load control device

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JP3339107B2
JP3339107B2 JP11738093A JP11738093A JP3339107B2 JP 3339107 B2 JP3339107 B2 JP 3339107B2 JP 11738093 A JP11738093 A JP 11738093A JP 11738093 A JP11738093 A JP 11738093A JP 3339107 B2 JP3339107 B2 JP 3339107B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、酸素センサ
に用いられるヒータ等の抵抗型負荷や、燃料噴射弁に用
いられる電磁弁等のコイル型負荷といった負荷を制御す
るための装置において、負荷の劣化や、負荷の制御系に
生じる異常を検出するための負荷制御装置における異常
検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for controlling loads such as a resistance type load such as a heater used for an oxygen sensor and a coil type load such as an electromagnetic valve used for a fuel injection valve. The present invention relates to an abnormality detection device in a load control device for detecting deterioration of a load and an abnormality occurring in a load control system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、負荷制御系の異常を検出する
ための異常検出装置として、例えば特開平3−1652
45号公報や、実開昭62−153566号公報が開示
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an abnormality detecting device for detecting an abnormality of a load control system, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-1652
No. 45 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 62-153566 are disclosed.

【0003】特開平3−165245号公報に開示され
ている異常検出装置では、トランジスタ(スイッチング
素子)のオン・オフ動作に応じて、酸素センサを加熱す
るためのヒータ(負荷)を通電制御するとともに、ヒー
タのオン時における電流値を検出し、そのヒータの電流
値に基づいてヒータ制御系の異常を判定していた。
In the abnormality detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-165245, a heater (load) for heating an oxygen sensor is energized and controlled in accordance with the on / off operation of a transistor (switching element). The current value when the heater is turned on is detected, and the abnormality of the heater control system is determined based on the current value of the heater.

【0004】一方、実開昭62−153566号公報に
開示されている異常検出装置では、酸素センサのヒータ
(負荷)をコントローラにてデューティ制御するととも
に、ヒータの接地側電圧を平滑回路を用いて平滑化して
いた。そして、コントローラは、制御デューティにより
想定されるヒータ電圧と平滑回路から出力される実際の
平均ヒータ電圧との比較に基づいてヒータ制御系の異常
を検出していた。
On the other hand, in the abnormality detecting device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-153566, the heater (load) of the oxygen sensor is duty-controlled by a controller, and the ground voltage of the heater is controlled by a smoothing circuit. Had been smoothed. The controller has detected an abnormality in the heater control system based on a comparison between the heater voltage assumed by the control duty and the actual average heater voltage output from the smoothing circuit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
異常検出装置では、以下のような問題が生じていた。つ
まり、特開平3−165245号公報では、ヒータのオ
ン時にヒータの異常を検出する構成としているために、
スイッチング素子の損失(オン抵抗,サチュレーション
電圧)の影響を受けてヒータに流れる電流が大きく変化
する。特に、ヒータの劣化レベルが小さい時には、ヒー
タの電流が前述のスイッチング素子の損失に大きく左右
されるために電流値の検出精度が低下し、それに伴い異
常判定の精度も低下するおそれがあった。
However, in the above-described conventional abnormality detection device, the following problems have occurred. In other words, in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 3-165245, a configuration is adopted in which a heater abnormality is detected when the heater is turned on.
The current flowing through the heater greatly changes under the influence of the loss of the switching element (ON resistance, saturation voltage). In particular, when the deterioration level of the heater is small, the current of the heater greatly depends on the loss of the switching element, so that the accuracy of detecting the current value is reduced, and accordingly, the accuracy of the abnormality determination may be reduced.

【0006】さらに、実開昭62−153566号公報
では、ヒータへの駆動デューティ100%の状態が長時
間続くと、ヒータ異常の検出ができなくなるという問題
があり、又、平滑回路は充分な平滑機能を持たせるため
に大きな時定数にする必要があり応答性の点でも問題が
あった。
Further, in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Sho 62-153566, there is a problem that if the driving duty of the heater is 100% for a long time, it becomes impossible to detect a heater abnormality, and the smoothing circuit has a sufficient smoothing. In order to have a function, it is necessary to set a large time constant, and there is also a problem in response.

【0007】さらに加えて、上記従来の異常検出装置の
構成では、単に負荷の正常・異常を検出するのみで負荷
の劣化に伴う異常検出が不可能であり、劣化異常をも検
出できる装置が望まれていた。
In addition, in the configuration of the above-described conventional abnormality detection device, it is impossible to detect abnormality due to load degradation simply by detecting normality / abnormality of the load, and a device capable of detecting degradation abnormality is also desired. Was rare.

【0008】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、負荷の劣化に
伴う異常を判定可能にするとともに、異常の判定精度を
向上させることができる負荷制御装置における異常検出
装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problem, and has as its object to make it possible to determine an abnormality accompanying deterioration of a load and to improve the accuracy of abnormality determination. An object of the present invention is to provide an abnormality detection device in a load control device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、電源と負荷とスイッチング素子とを
直列に接続し、前記スイッチング素子のオン・オフ動作
に応じて前記負荷を通電又は遮断するようにした負荷制
御装置に用いられるものであって、前記負荷に直列に、
且つ、前記スイッチング素子に並列に接続された電流検
出用抵抗と、前記負荷の通電の遮断時において、前記電
流検出用抵抗により検出された前記負荷の電流値が所定
のしきい値以下であれば、前記負荷に異常が発生したと
判定する異常判定手段とを備えたことを要旨とするもの
である。
According to a first aspect of the present invention, a power supply, a load, and a switching element are connected in series, and the load is switched in accordance with the on / off operation of the switching element. It is used for a load control device that is configured to energize or cut off, and in series with the load,
A current detection resistor connected in parallel with the switching element, and a current value of the load detected by the current detection resistor when the current supply to the load is cut off is equal to or less than a predetermined threshold value. And an abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the load.

【0010】又、第2の発明は、電源と負荷とスイッチ
ング素子とを直列に接続し、前記スイッチング素子のオ
ン・オフ動作に応じて前記負荷を通電又は遮断するよう
にした負荷制御装置に用いられるものであって、前記負
荷に直列に、且つ、前記スイッチング素子に並列に接続
された電流検出用抵抗と、前記負荷の通電の遮断時にお
いて、前記電流検出用抵抗により検出された前記負荷の
電流値が所定のしきい値以下であれば、前記負荷に異常
が発生したと判定するとともに、前記負荷の通電時にお
いて、前記負荷の電流値が所定のしきい値以上であれ
ば、前記負荷の制御系に異常が発生したと判定する異常
判定手段とを備えたことを要旨とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a load control device in which a power supply, a load, and a switching element are connected in series, and the load is energized or de-energized in accordance with the on / off operation of the switching element. And a current detection resistor connected in series with the load and in parallel with the switching element, and the load detected by the current detection resistor when the load is turned off. If the current value is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in the load, and if the current value of the load is equal to or greater than a predetermined threshold value when the load is energized, the load And an abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the control system.

【0011】さらに、上記第1又は第2の発明におい
て、前記負荷の電流値を判定するためのしきい値を、複
数段に設けるようにしてもよい。さらに、前記電源の電
圧値が所定値以下では異常検出を禁止するようにしても
よい。
Further, in the first or second aspect of the invention, a plurality of thresholds for determining the current value of the load may be provided. Further, when the voltage value of the power supply is equal to or less than a predetermined value, abnormality detection may be prohibited.

【0012】[0012]

【作用】上記第1の発明によれば、スイッチング素子の
オン動作により負荷が通電され、同スイッチング素子の
オフ動作により負荷の通電が遮断される。又、負荷に直
列に、且つ、スイッチング素子に並列に接続された電流
検出用抵抗により、負荷の通電遮断時における負荷の電
流値が検出される。そして、異常判定手段は、負荷の通
電の遮断時において、負荷の電流値が所定のしきい値以
下であれば、負荷に異常が発生したと判定する。
According to the first aspect, the load is energized by the on operation of the switching element, and the energization of the load is cut off by the off operation of the switching element. Further, the current value of the load at the time when the load is cut off is detected by a current detecting resistor connected in series with the load and in parallel with the switching element. Then, the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the load when the current value of the load is equal to or less than a predetermined threshold value when the energization of the load is cut off.

【0013】つまり、例えば、経時変化に伴い負荷の劣
化が進行すると、負荷の内部抵抗が増大し、電流値の減
少を招く。そこで、異常判定手段にて負荷の電流値の低
下を検出することにより、劣化に伴う異常が判定され
る。又、この異常判定は、負荷の通電の遮断時(スイッ
チング素子のオフ時)に行われるため、スイッチング素
子のオン抵抗等の損失による影響を受けることなく負荷
の電流値が検出され、電流値の検出精度が向上するとと
もに、異常判定の精度が向上する。
That is, for example, when the deterioration of the load progresses with time, the internal resistance of the load increases and the current value decreases. Therefore, an abnormality associated with the deterioration is determined by detecting a decrease in the current value of the load by the abnormality determining means. Further, since this abnormality determination is performed when the energization of the load is interrupted (when the switching element is turned off), the current value of the load is detected without being affected by the loss such as the on-resistance of the switching element, and the current value of the load is detected. As the detection accuracy is improved, the accuracy of the abnormality determination is improved.

【0014】又、第2の発明によれば、異常判定手段
は、負荷の通電の遮断時において、電流検出用抵抗によ
り検出された負荷の電流値が所定のしきい値以下であれ
ば、負荷に異常が発生したと判定するとともに、負荷の
通電時において、負荷の電流値が所定のしきい値以上で
あれば、負荷の制御系に異常が発生したと判定する。
[0014] According to the second aspect of the present invention, when the current supply to the load is interrupted, if the current value of the load detected by the current detecting resistor is equal to or less than a predetermined threshold value, the abnormality determining means may determine whether the load is in the off state. It is determined that an abnormality has occurred in the load control system if the current value of the load is equal to or greater than a predetermined threshold value when the load is energized.

【0015】つまり、この第2の発明では、上記第1の
発明と同様に負荷の通電の遮断時において、負荷の劣化
に伴う異常判定が可能となるとともに、負荷の通電時に
おいて、負荷の制御系に発生する異常判定が可能とな
る。
That is, in the second aspect of the present invention, it is possible to determine an abnormality accompanying deterioration of the load when the energization of the load is cut off, and to control the load during the energization of the load in the same manner as in the first aspect. An abnormality occurring in the system can be determined.

【0016】さらに、負荷の電流値を判定するためのし
きい値を、複数段に設けることにより、負荷の劣化や制
御系の異常の程度をも判定できる。さらに、電源の電圧
値が所定値以下では異常検出を禁止することにより、誤
検出の防止が図られる。
Further, by providing a plurality of thresholds for determining the current value of the load, it is possible to determine the degree of deterioration of the load and abnormality of the control system. Further, when the voltage value of the power supply is equal to or lower than the predetermined value, the abnormality detection is prohibited, thereby preventing erroneous detection.

【0017】[0017]

【実施例】以下、この発明の負荷制御装置における異常
検出装置を具体化した一実施例を図面に従って説明す
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an abnormality detecting device in a load control device according to the present invention.

【0018】図2は、車両に搭載される多気筒火花点火
式ガソリンエンジンの概略構成を示す図である。図2に
おいて、シリンダヘッド2及びシリンダブロック3から
なるエンジン本体1には、気筒4が設けられており、気
筒4にはピストン5が嵌挿されている。又、エンジン本
体1には、吸気弁6及び排気弁7を介して吸気通路8及
び排気通路9が接続されている。気筒4内にはシリンダ
ヘッド2、シリンダブロック3、ピストン5、吸気弁6
及び排気弁7等に包囲されて燃焼室10が形成され、こ
の燃焼室10には点火プラグ11が設けられている。シ
リンダブロック3に設けられたウォータジャケット27
には水温センサ26が配設されており、水温センサ26
はウォータジャケット27内の冷却水の温度に応じた水
温信号TW を出力する。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-cylinder spark ignition gasoline engine mounted on a vehicle. In FIG. 2, a cylinder 4 is provided in an engine body 1 including a cylinder head 2 and a cylinder block 3, and a piston 5 is fitted into the cylinder 4. Further, an intake passage 8 and an exhaust passage 9 are connected to the engine body 1 via an intake valve 6 and an exhaust valve 7. In the cylinder 4, a cylinder head 2, a cylinder block 3, a piston 5, an intake valve 6
A combustion chamber 10 is formed so as to be surrounded by the exhaust valve 7 and the like, and an ignition plug 11 is provided in the combustion chamber 10. Water jacket 27 provided on cylinder block 3
Is provided with a water temperature sensor 26.
Outputs a water temperature signal TW corresponding to the temperature of the cooling water in the water jacket 27.

【0019】吸気通路8には、その上流側から、順次、
吸入空気を浄化するエアフィルタ12、吸入空気量を検
出するエアフロメータ13、アクセルペダルに連動して
吸気通路8を開閉するスロットル弁14、及び、燃料供
給部から圧送される燃料を吸気通路8の下流部分を形成
する吸気ポート部に向けて噴射する燃料噴射弁15がぞ
れぞれ設けられている。
In the intake passage 8, sequentially from the upstream side,
An air filter 12 for purifying intake air, an air flow meter 13 for detecting the amount of intake air, a throttle valve 14 for opening and closing the intake passage 8 in conjunction with an accelerator pedal, and a fuel pumped from a fuel supply unit to the intake passage 8. A fuel injection valve 15 for injecting toward an intake port forming a downstream portion is provided.

【0020】排気通路9には、その上流側から、順次、
酸素センサ17、排気ガス浄化作用の三元触媒コンバー
タ18、及び、排気音を消音するためのサイレンサ19
が設けられている。酸素センサ17には、本実施例にお
ける負荷としてのヒータ16が付設されている。酸素セ
ンサ17は、同センサ17の温度が概ね650℃を越え
た場合には活性状態となる。そして、この活性状態で正
常に作動し、燃焼室10での燃焼に供される混合気の空
燃比が理論空燃比近傍となる状態を境界として、リッチ
側にある場合とリーン側にある場合とで互いに異なるレ
ベルをとる二値の酸素濃度信号VO2を出力する。
In the exhaust passage 9, sequentially from the upstream side,
Oxygen sensor 17, three-way catalytic converter 18 for purifying exhaust gas, and silencer 19 for silencing exhaust noise
Is provided. The heater 16 as a load in the present embodiment is attached to the oxygen sensor 17. The oxygen sensor 17 is activated when the temperature of the sensor 17 exceeds approximately 650 ° C. When the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, which operates normally in the active state and is supplied to the combustion chamber 10, becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio as a boundary, the air-fuel ratio is on the rich side and the lean side. Output a binary oxygen concentration signal VO2 having different levels.

【0021】又、エンジン本体1には、クランクシャフ
トによりその回転軸が回転駆動されるディストリビュー
タ20が取り付けられている。このディストリビュータ
20にはクランク角センサ21が設けられており、同ク
ランク角センサ21はエンジンの回転速度に応じたクラ
ンク角信号SC を出力する。さらに、ディストリビュー
タ20には、点火時期制御部22と一体化された点火コ
イル部23が接続されている。
Further, a distributor 20 whose rotation shaft is driven to rotate by a crankshaft is attached to the engine body 1. The distributor 20 is provided with a crank angle sensor 21. The crank angle sensor 21 outputs a crank angle signal SC corresponding to the rotation speed of the engine. Further, an ignition coil unit 23 integrated with the ignition timing control unit 22 is connected to the distributor 20.

【0022】電子制御装置(以下、ECUという)24
は、燃料噴射弁15による燃料噴射、及び点火プラグ1
1による点火のそれぞれに対する制御を行うものであっ
て、電源であるバッテリ25からのバッテリ電圧VB
(12V)にて駆動する。ECU24には、エアフロメ
ータ13からの吸入空気量信号SM 、クランク角センサ
21からのクランク角信号SC 、酸素センサ17からの
酸素濃度信号VO2、及び、水温センサ26からの水温信
号TW 等が入力される。そして、ECU24は、各種セ
ンサからの出力信号(SM ,SC ,VO2,TW )に基づ
いて、燃料噴射制御及び点火時期制御を実施する。さら
に、本実施例においては、ECU24により、酸素セン
サ17に付設されたヒータ16の通電制御及び異常判定
が実施されるようになっている(詳しくは、後述す
る)。
Electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 24
Is the fuel injection by the fuel injection valve 15 and the ignition plug 1
1 for controlling the ignition of each battery, and a battery voltage VB from a battery 25 as a power supply.
(12V). The ECU 24 receives the intake air amount signal SM from the air flow meter 13, the crank angle signal SC from the crank angle sensor 21, the oxygen concentration signal VO2 from the oxygen sensor 17, the water temperature signal TW from the water temperature sensor 26, and the like. You. The ECU 24 performs fuel injection control and ignition timing control based on output signals (SM, SC, VO2, TW) from various sensors. Further, in the present embodiment, the ECU 24 controls the energization of the heater 16 attached to the oxygen sensor 17 and determines an abnormality (the details will be described later).

【0023】ここで、ECU24による燃料噴射制御に
ついて説明する。ECU24は、エンジンの運転状態が
所定の条件を満たすとき、例えば、その運転状態が、加
速状態及び減速状態でなく、高負荷高回転状態でもな
く、且つ、始動状態でもないときには、吸入空気量信号
SM とクランク角信号SC とに応じて基本燃料噴射量を
算出する。さらに、ECU24は、同基本燃料噴射量を
酸素センサ17からの酸素濃度信号VO2に基づいて補正
し、その燃料噴射量に応じたパルス幅を有する噴射パル
ス信号CP を生成する。この補正に際し、ECU24
は、酸素濃度信号VO2により、混合気の空燃比が理論空
燃比に対してリーン側にあることが検知される場合には
基本燃料噴射量を所定量だけ増量し、リッチ側にあるこ
とが検知される場合には基本燃料噴射量を所定量だけ減
量する。これにより、空燃比のフィードバック制御が行
われて実際の空燃比が目標空燃比とされる理論空燃比に
収束するものとなる。そして、燃料噴射弁15が噴射パ
ルス信号CP のパルス幅に応じた期間だけ開弁し、エン
ジンの運転状態に応じた量の燃料が吸気ポート部に噴射
される。
Here, the fuel injection control by the ECU 24 will be described. When the operating state of the engine satisfies a predetermined condition, for example, when the operating state is neither an acceleration state nor a deceleration state, neither a high-load high-speed state nor a start state, the ECU 24 outputs the intake air amount signal. The basic fuel injection amount is calculated according to SM and the crank angle signal SC. Further, the ECU 24 corrects the basic fuel injection amount based on the oxygen concentration signal VO2 from the oxygen sensor 17, and generates an injection pulse signal CP having a pulse width corresponding to the fuel injection amount. For this correction, the ECU 24
Means that if it is detected from the oxygen concentration signal VO2 that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is lean relative to the stoichiometric air-fuel ratio, the basic fuel injection amount is increased by a predetermined amount, and it is detected that the air-fuel ratio is rich. In this case, the basic fuel injection amount is reduced by a predetermined amount. As a result, feedback control of the air-fuel ratio is performed, and the actual air-fuel ratio converges to the stoichiometric air-fuel ratio that is the target air-fuel ratio. Then, the fuel injection valve 15 is opened for a period corresponding to the pulse width of the injection pulse signal CP, and an amount of fuel corresponding to the operating state of the engine is injected into the intake port.

【0024】又、ECU24による点火時期制御につい
て説明すると、ECU24は、吸入空気量信号SM ,ク
ランク角信号SC 等に基づいてエンジンの運転状態に応
じた点火時期(通常点火時期)を設定し、この通常点火
時期に対応するものとされた点火制御信号Cq を点火時
期制御部22に供給する。これにより、点火コイル部2
3から点火制御信号Cq に対応するタイミングを有する
二次側高電圧パルスが得られ、それがディストリビュー
タ20を介して点火プラグ11に供給される。そして、
点火プラグ11はECU24により設定された点火時期
に従って火花を発し、燃焼室10内の混合気を点火す
る。
The ignition timing control by the ECU 24 will be described. The ECU 24 sets an ignition timing (normal ignition timing) according to the operating state of the engine based on the intake air amount signal SM, the crank angle signal SC, and the like. An ignition control signal Cq corresponding to the normal ignition timing is supplied to the ignition timing control unit 22. Thereby, the ignition coil unit 2
A secondary high voltage pulse having a timing corresponding to the ignition control signal Cq is obtained from 3, and is supplied to the ignition plug 11 via the distributor 20. And
The spark plug 11 emits a spark according to the ignition timing set by the ECU 24 and ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 10.

【0025】点火された混合気は排気ガスとなって燃焼
室10から排気通路9に排出され、三元触媒コンバータ
18で浄化された後、外部に排出される。次に、ECU
24の電気的構成について図1を用いて説明する。な
お、図1は、ヒータ16の通電制御及び異常判定に係わ
る構成のみを示し、図2で示した燃料噴射制御や点火時
期制御に係わる構成を省略したものである。
The ignited mixture becomes exhaust gas and is discharged from the combustion chamber 10 to the exhaust passage 9, purified by the three-way catalytic converter 18, and then discharged to the outside. Next, the ECU
The electrical configuration of 24 will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows only the configuration related to the energization control and abnormality determination of the heater 16, and omits the configuration related to the fuel injection control and the ignition timing control shown in FIG.

【0026】図1に示すように、ECU24は、マイク
ロコンピュータ(以下、マイコンと略す)28と、バッ
ファ29と、ヒータ通電回路30とを備えており、ヒー
タ通電回路30には前述したヒータ16が接続されてい
る。マイコン28は、各種センサからの信号を入力する
A/D変換器、後述の処理ルーチン等を含む種々のプロ
グラムを記憶したROM、及び、自己診断結果を記憶し
電源によりバックアップされるRAM等を備えている。
又、本実施例では、マイコン28により異常判定手段が
構成されており、同マイコン28はヒータ16に流れる
電流に応じて、ヒータ16の劣化に伴う異常や、ヒータ
制御系の異常(バッテリ短絡等)を判定する。
As shown in FIG. 1, the ECU 24 includes a microcomputer (hereinafter abbreviated as a microcomputer) 28, a buffer 29, and a heater energizing circuit 30. The heater energizing circuit 30 includes the heater 16 described above. It is connected. The microcomputer 28 includes an A / D converter that inputs signals from various sensors, a ROM that stores various programs including a processing routine described below, a RAM that stores self-diagnosis results and is backed up by a power supply, and the like. ing.
Further, in the present embodiment, the microcomputer 28 constitutes an abnormality judging means, and the microcomputer 28 according to the current flowing through the heater 16, causes an abnormality due to the deterioration of the heater 16, an abnormality in the heater control system (such as a battery short-circuit, etc.). ) Is determined.

【0027】ヒータ通電回路30は、ヒータ16の通電
を制御するためのヒータ通電部31と、電流検出用抵抗
としてのシャント抵抗RT と、接続点P(ヒータ16と
シャント抵抗RT との接続点)における検出電圧VHDの
レベルを判定するための電圧レベル判定部32とから構
成されている。
The heater energizing circuit 30 includes a heater energizing section 31 for controlling energization of the heater 16, a shunt resistor RT as a current detecting resistor, and a connection point P (a connection point between the heater 16 and the shunt resistor RT). And a voltage level determining unit 32 for determining the level of the detection voltage VHD.

【0028】詳しくは、ヒータ通電部31は、スイッチ
ング素子としてのMOS型トランジスタ(以下、トラン
ジスタと略す)Tr1と保護抵抗RP とを備えており、ト
ランジスタTr1のオン・オフ動作に応じてヒータ16の
通電を制御する。又、シャント抵抗RT は、トランジス
タTr1側の抵抗値(トランジスタTr1の抵抗値と保護抵
抗RP との抵抗値)の数〜数十倍の抵抗値を有するもの
であり、このシャント抵抗RT によりヒータ16の通電
時、又は通電遮断時における電流値が電圧値として検出
される。
More specifically, the heater energizing section 31 includes a MOS transistor (hereinafter abbreviated as a transistor) Tr1 as a switching element and a protection resistor RP. The heater 16 is turned on and off according to the on / off operation of the transistor Tr1. Control energization. The shunt resistor RT has a resistance value which is several to several tens times the resistance value of the transistor Tr1 (the resistance value of the transistor Tr1 and the resistance value of the protection resistor RP). The current value at the time of energization or at the time of energization cutoff is detected as a voltage value.

【0029】つまり、図1の構成によれば、バッテリ2
5とヒータ16と保護抵抗RP とトランジスタTr1とが
直列に接続されるとともに、ヒータ16に直列に、且
つ、保護抵抗RP 及びトランジスタTr1に並列にシャン
ト抵抗RT が接続されている。従って、ヒータ16の通
電時(トランジスタTr1のオン時)には、トランジスタ
Tr1、保護抵抗RP 、及びシャント抵抗RT の抵抗値に
応じて検出電圧VHDが検出され、ヒータ16の通電遮断
時(トランジスタTr1のオフ時)には、シャント抵抗R
T の抵抗値に応じて検出電圧VHDが検出されることにな
る。
That is, according to the configuration of FIG.
5, a heater 16, a protection resistor RP and a transistor Tr1 are connected in series, and a shunt resistor RT is connected in series with the heater 16 and in parallel with the protection resistor RP and the transistor Tr1. Therefore, when the heater 16 is energized (when the transistor Tr1 is turned on), the detection voltage VHD is detected according to the resistance values of the transistor Tr1, the protection resistor RP, and the shunt resistor RT, and when the heater 16 is turned off (transistor Tr1). Is off), the shunt resistor R
The detection voltage VHD is detected according to the resistance value of T.

【0030】又、電圧レベル判定部32は、コンパレー
タ33,34と、抵抗R11〜R14,R21〜R24とを備え
ている。そして、コンパレータ33,34は、接続点P
における検出電圧VHDと、抵抗R11〜R14,R21〜R24
により設定されるしきい値VTH1 ,VTH2 とを比較判定
し、その判定結果に応じた出力信号C1,C2を出力す
る。詳しくは、VHD≧VTH1 であれば、一方のコンパレ
ータ33の出力信号C1がLレベル(低レベル)とな
り、VHD<VTH1 であれば、同出力信号C1がHレベル
(高レベル)となる。又、VHD≧VTH2 であれば、他方
のコンパレータ34の出力信号C2がLレベルとなり、
VHD<VTH2 であれば、同出力信号C2がHレベルとな
る。ここで、しきい値VTH1 ,VTH2 の関係は、VTH1
>VTH2 となっている(図7参照)。
The voltage level determination section 32 includes comparators 33 and 34 and resistors R11 to R14 and R21 to R24. The comparators 33 and 34 are connected to the connection point P
, And the resistances R11 to R14 and R21 to R24.
Are compared with the threshold values VTH1 and VTH2 set by the above, and output signals C1 and C2 are output in accordance with the determination results. More specifically, if VHD ≧ VTH1, the output signal C1 of one comparator 33 goes low (low level), and if VHD <VTH1, the output signal C1 goes high (high level). If VHD ≧ VTH2, the output signal C2 of the other comparator 34 becomes L level,
If VHD <VTH2, the output signal C2 goes high. Here, the relationship between the threshold values VTH1 and VTH2 is VTH1
> VTH2 (see FIG. 7).

【0031】なお、抵抗型負荷であるヒータ16は、経
時変化などの要因により劣化を生じ、ここではヒータ1
6の劣化について説明する。つまり、図3に示すよう
に、ヒータ16の劣化が進むと、その内部抵抗が増加
し、ヒータ16を流れる電流値が減少する。そして、こ
のヒータ16の劣化は、同ヒータ16の加熱温度の低下
を招き、引いては、酸素センサ17の活性不良という問
題を生じるおそれがある。そこで、本実施例では、ヒー
タ16の劣化を検出電圧VHDの減少として検出するもの
である。
The heater 16 which is a resistance type load is deteriorated due to factors such as aging.
6 will be described. That is, as shown in FIG. 3, as the deterioration of the heater 16 progresses, its internal resistance increases and the value of the current flowing through the heater 16 decreases. The deterioration of the heater 16 causes a decrease in the heating temperature of the heater 16, which may cause a problem of a defective activation of the oxygen sensor 17. Therefore, in the present embodiment, the deterioration of the heater 16 is detected as a decrease in the detection voltage VHD.

【0032】次いで、本実施例の作用について図4〜図
9に基づいて説明する。図4〜図6はマイコン28によ
り実行される処理ルーチンであり、図4のヒータ制御ル
ーチンは16ms周期で、図5のヒータ制御系異常判定
ルーチンは128ms周期で、さらに、図6のヒータ劣
化検出ルーチンは64ms周期で実行される。なお、各
ルーチンでは、種々の異常の状態を示すためにフラグF
1〜F6を用いている。このうち、フラグF1〜F3は
ヒータ制御系の異常に関するフラグ(F1:バッテリ短
絡フラグ,F2:ヒータ制御系異常フラグ,F3:正常
フラグ)を示し、フラグF4〜F6はヒータ16の劣化
に伴う異常に関するフラグ(F4:ヒータ劣化大フラ
グ,F5:ヒータ劣化小フラグ,F6:正常フラグ)を
示している。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6 show processing routines executed by the microcomputer 28. The heater control routine of FIG. 4 has a cycle of 16 ms, the heater control system abnormality determination routine of FIG. 5 has a cycle of 128 ms, and the heater deterioration detection of FIG. The routine is executed at a cycle of 64 ms. In each routine, a flag F is set to indicate various abnormal states.
1 to F6 are used. Among them, flags F1 to F3 indicate flags relating to the abnormality of the heater control system (F1: battery short-circuit flag, F2: heater control system abnormality flag, F3: normal flag), and flags F4 to F6 indicate abnormality due to deterioration of heater 16. (F4: heater deterioration large flag, F5: heater deterioration small flag, F6: normal flag).

【0033】さて、図4のヒータ制御ルーチンが起動さ
れると、マイコン28は、先ずステップ101にてバッ
テリ短絡フラグF1,ヒータ制御系異常フラグF2,ヒ
ータ劣化大フラグF4がセット(F1=1,F2=1,
F4=1)されているか否かを判別する。そして、各フ
ラグが全てクリア(F1=0,F2=0,F4=0)さ
れていれば、マイコン28はステップ102に移行す
る。なお、各フラグF1,F2,F4に関する処理につ
いては後述する。
When the heater control routine of FIG. 4 is started, the microcomputer 28 first sets a battery short-circuit flag F1, a heater control system abnormality flag F2, and a large heater deterioration flag F4 in step 101 (F1 = 1, F2 = 1,
F4 = 1) is determined. If all the flags have been cleared (F1 = 0, F2 = 0, F4 = 0), the microcomputer 28 proceeds to step 102. The processing related to each of the flags F1, F2, and F4 will be described later.

【0034】マイコン28は、ステップ102でマイコ
ン28内に設けられたカウンタ値Kを「1」インクリメ
ントする。このカウンタ値Kにより本ルーチンの実行回
数が計測される。
The microcomputer 28 increments the counter value K provided in the microcomputer 28 by "1" at step 102. The number of executions of this routine is measured based on the counter value K.

【0035】その後、マイコン28は、ステップ103
でその時のクランク角信号SC に基づいて算出されるエ
ンジン回転数Neが6000rpm以下であるか否かを
判別する。この判別処理は、ヒータ16の通電条件が成
立していることを確認するためのものであり、Ne≦6
000rpmであれば、マイコン28は通電条件が成立
しているものとみなしてステップ104に移行する。
Thereafter, the microcomputer 28 proceeds to step 103
Then, it is determined whether or not the engine speed Ne calculated based on the crank angle signal SC at that time is equal to or less than 6000 rpm. This determination process is for confirming that the energization condition of the heater 16 is satisfied, and Ne ≦ 6.
If it is 000 rpm, the microcomputer 28 determines that the energization condition is satisfied and proceeds to step 104.

【0036】マイコン28は、ステップ104で前記ス
テップ102で計測されたカウンタ値Kが所定値K0 以
上であるか否かを判別する。そして、K<K0 であれ
ば、マイコン28はステップ105に移行し、ヒータ1
6をオン(通電)させる。このヒータ16の通電により
酸素センサ17が加熱される。
The microcomputer 28 determines in step 104 whether the counter value K measured in step 102 is equal to or greater than a predetermined value K0. If K <K0, the microcomputer 28 proceeds to step 105, where the heater 1
6 is turned on (energized). The energization of the heater 16 heats the oxygen sensor 17.

【0037】一方、前記ステップ101でF1,F2,
F4のいすれかがセット状態(F1=1,F2=1,F
4=1)であるか、前記ステップ103でNe>600
0rpmであるか、又、前記ステップ104でK≧K0
であれば、マイコン28はステップ106に移行する。
そして、マイコン28は、ステップ106でヒータ16
をオフ(通電遮断)させる。
On the other hand, in step 101, F1, F2,
One of F4 is set (F1 = 1, F2 = 1, F
4 = 1) or Ne> 600 in step 103
0 rpm or in step 104, K ≧ K0
If so, the microcomputer 28 proceeds to step 106.
Then, the microcomputer 28 determines in step 106 that the heater 16
Is turned off (power cutoff).

【0038】このように、カウンタ値Kに応じてヒータ
16のオン(通電)時期とオフ(通電遮断)時期とが設
定される。そして、以下のマイコン28の動作におい
て、ヒータ16のオン時期にヒータ制御系の異常判定処
理が実行され、オフ時期にヒータ劣化検出処理が実行さ
れる。
As described above, the ON (energization) timing and the OFF (energization interruption) timing of the heater 16 are set according to the counter value K. In the operation of the microcomputer 28 described below, the abnormality determination processing of the heater control system is executed when the heater 16 is turned on, and the heater deterioration detection processing is executed when the heater 16 is turned off.

【0039】一方、図5のヒータ制御系異常判定ルーチ
ンが起動されると、マイコン28は、先ずステップ20
1で現在、ヒータ16がオン(通電)であるか否かを判
別し、ヒータオンであればステップ202に移行し、以
降の制御系異常判定処理を実施する。
On the other hand, when the heater control system abnormality determination routine shown in FIG.
In step 1, it is determined whether or not the heater 16 is currently turned on (energized). If the heater is turned on, the process proceeds to step 202, and the subsequent control system abnormality determination process is performed.

【0040】つまり、マイコン28は、ステップ202
でヒータ劣化大フラグF4がセット(F4=1)されて
いるか否かを判別する。そして、マイコン28は、F4
=1であればヒータ劣化が大であるとみなしてルーチン
を終了し、F4=0であればヒータ劣化が小であるとみ
なしてステップ203に移行する。
That is, the microcomputer 28 determines in step 202
It is determined whether or not the heater deterioration large flag F4 is set (F4 = 1). Then, the microcomputer 28 executes F4
If F = 1, it is considered that the heater deterioration is large, and the routine is terminated. If F4 = 0, the heater deterioration is considered small, and the routine proceeds to step 203.

【0041】その後、マイコン28は、ステップ203
でバッテリ電圧VB が所定電圧(本実施例では、10ボ
ルト)以上であるか否かを判別する。この判別処理は、
検出電圧VHDの検出条件が成立していることを確認する
ためのものであり、VB ≧10ボルトであれば、マイコ
ン28は検出条件が成立しているとみなしてステップ2
04に移行する。さらに、マイコン28は、ステップ2
04でNe≦6000rpmであるか否かを判別し、N
e≦6000rpmであればステップ205に移行す
る。
Thereafter, the microcomputer 28 proceeds to step 203
To determine whether the battery voltage VB is equal to or higher than a predetermined voltage (10 volts in this embodiment). This determination process is
This is for confirming that the detection condition of the detection voltage VHD is satisfied. If VB ≧ 10 volts, the microcomputer 28 determines that the detection condition is satisfied and proceeds to step 2
Move to 04. Further, the microcomputer 28 executes Step 2
In 04, it is determined whether or not Ne ≦ 6000 rpm.
If e ≦ 6000 rpm, the process proceeds to step 205.

【0042】続くステップ205,206では、マイコ
ン28は、コンパレータ33,34の出力信号C1,C
2の出力レベルを判別する。詳しくは、マイコン28
は、ステップ205でC1=”H”、且つ、C2=”
H”であるか否か、即ち、接続点Pにおける検出電圧V
HDがしきい値VTH2 未満であるか否かを判別する。又、
マイコン28は、ステップ206でC1=”H”、且
つ、C2=”L”であるか否か、即ち、検出電圧VHDが
しきい値VTH2 〜VTH1 の範囲内であるか否かを判別す
る。
In subsequent steps 205 and 206, the microcomputer 28 outputs the output signals C1 and C1 of the comparators 33 and 34.
2 is determined. For details, see the microcomputer 28
In step 205, C1 = "H" and C2 = ""
H ”, that is, the detection voltage V at the connection point P
It is determined whether or not HD is less than the threshold value VTH2. or,
The microcomputer 28 determines in step 206 whether C1 = "H" and C2 = "L", that is, whether the detection voltage VHD is within the range of the threshold values VTH2 to VTH1.

【0043】そして、C1=”H”,C2=”H”(V
HD<VTH2 )であれば、マイコン28はヒータ16の制
御系が正常であるとみなしてステップ209に移行し、
正常フラグF3をセット(F3=1)した後、ルーチン
を終了する。
Then, C1 = "H", C2 = "H" (V
If HD <VTH2), the microcomputer 28 determines that the control system of the heater 16 is normal and proceeds to step 209.
After setting the normal flag F3 (F3 = 1), the routine ends.

【0044】一方、C1=”H”,C2=”L”(VTH
2 ≦VHD≦VTH1 )であれば、マイコン28はステップ
208に移行し、ヒータ制御系に異常が発生していると
みなしてヒータ制御系異常フラグF2をセット(F2=
1)する。又、C1=”L”,C2=”L”(VHD>V
TH1 )であれば、マイコン28はステップ207に移行
し、バッテリ25に短絡が発生したとみなしてバッテリ
短絡フラグF1をセット(F1=1)する。
On the other hand, C1 = "H", C2 = "L" (VTH
If 2 ≤ VHD ≤ VTH1, the microcomputer 28 proceeds to step 208, deems that an abnormality has occurred in the heater control system, and sets the heater control system abnormality flag F2 (F2 =
1) Yes. Also, C1 = "L", C2 = "L"(VHD> V
If TH1), the microcomputer 28 proceeds to step 207, and considers that a short circuit has occurred in the battery 25 and sets the battery short circuit flag F1 (F1 = 1).

【0045】そして、ステップ207,208の処理
後、マイコン28はステップ210に移行し、ヒータ1
6をオフ(通電遮断)状態に固定した後、ルーチンを終
了する。つまり、フラグF1,F2がセットされた場合
には、バッテリ短絡、又はヒータ制御系異常が発生しヒ
ータ16が制御不可能となったとみなされ、ヒータ制御
が強制的に停止される。
After the processing in steps 207 and 208, the microcomputer 28 proceeds to step 210,
After fixing the switch 6 to the off (power cutoff) state, the routine ends. That is, when the flags F1 and F2 are set, it is considered that the heater 16 cannot be controlled due to the battery short circuit or the heater control system abnormality, and the heater control is forcibly stopped.

【0046】一方、図6のヒータ劣化検出ルーチンが起
動されると、マイコン28は、先ずステップ301で現
在、ヒータ16がオフ(通電遮断)であるか否かを判別
する。そして、ヒータオフであれば、マイコン28はス
テップ302に移行し、以降のヒータ劣化検出処理を実
施する。
On the other hand, when the heater deterioration detection routine of FIG. 6 is started, the microcomputer 28 first determines in step 301 whether or not the heater 16 is currently turned off (power cutoff). If the heater is off, the microcomputer 28 shifts to step 302 to execute the subsequent heater deterioration detection processing.

【0047】つまり、マイコン28は、ステップ302
でバッテリ短絡フラグF1、又はヒータ制御系異常フラ
グF2がセット(F1=1、又はF2=1)されている
か否かを判別する。そして、フラグF1,F2がいずれ
もクリア(F1=0,F2=0)されていれば、マイコ
ン28はバッテリ25の短絡、及びヒータ制御系の異常
がないとみなしてステップ303に移行する。
That is, the microcomputer 28 determines in step 302
It is determined whether or not the battery short-circuit flag F1 or the heater control system abnormality flag F2 is set (F1 = 1 or F2 = 1). If the flags F1 and F2 are both cleared (F1 = 0, F2 = 0), the microcomputer 28 determines that there is no short circuit in the battery 25 and no abnormality in the heater control system, and proceeds to step 303.

【0048】その後、マイコン28は、ステップ303
でVB ≧10ボルトであるか否かを判別するとともに、
ステップ304でNe≦6000rpmであるか否かを
判別し、上記両条件が成立すればステップ305に移行
する。
Thereafter, the microcomputer 28 proceeds to step 303
To determine whether VB ≧ 10 volts,
In step 304, it is determined whether or not Ne ≦ 6000 rpm, and if both conditions are satisfied, the process proceeds to step 305.

【0049】続いて、マイコン28は、ステップ305
で図4のステップ102で計測されたカウンタ値Kが所
定値K0 以上であるか否かを判別するとともに、ステッ
プ306でカウンタ値Kが制限値(K0 +10)以上で
あるか否かを判別する。そして、K0 ≦K<(K0 +1
0)であれば、マイコン28はステップ307に移行す
る。
Subsequently, the microcomputer 28 proceeds to step 305
It is determined whether or not the counter value K measured in step 102 of FIG. 4 is equal to or greater than a predetermined value K0, and it is determined in step 306 whether or not the counter value K is equal to or greater than a limit value (K0 + 10). . Then, K0≤K <(K0 + 1
If 0), the microcomputer 28 proceeds to step 307.

【0050】つまり、K≧K0 となると図4のステップ
106でヒータ16がオフ(通電遮断)されるが、その
直後にNe>6000rpmになると、図4においてス
テップ101→102→103→106の処理が繰り返
し実行されることになり、ヒータ16のオフ状態が継続
される。そして、ヒータオフによりヒータ温度が低下
し、その状態でコンパレータ33,34の出力を判定し
たのでは誤検出のおそれが生じる。従って、ヒータオフ
が所定時間以上継続した場合には、ステップ306の処
理により劣化検出処理を停止させる。
That is, when K ≧ K0, the heater 16 is turned off (power cutoff) in step 106 in FIG. 4. Immediately thereafter, when Ne> 6000 rpm, the processing in steps 101 → 102 → 103 → 106 in FIG. Are repeatedly executed, and the OFF state of the heater 16 is continued. When the heater is turned off, the heater temperature decreases. If the outputs of the comparators 33 and 34 are determined in this state, there is a risk of erroneous detection. Therefore, when the heater has been turned off for a predetermined time or more, the deterioration detection process is stopped by the process of step 306.

【0051】又、続くステップ307,308では、マ
イコン28は、コンパレータ33,34の出力信号C
1,C2の出力レベルを判別する。詳しくは、マイコン
28は、ステップ306でC1=”L”、且つ、C2
=”L”であるか否か、即ち、検出電圧VHDがしきい値
VTH1 を越えるか否かを判別する。又、マイコン28
は、ステップ307でC1=”H”、且つ、C2=”
L”であるか否か、即ち、検出電圧VHDがしきい値VTH
2 〜VTH1 の範囲内であるか否かを判別する。
In subsequent steps 307 and 308, the microcomputer 28 outputs the output signal C of the comparators 33 and 34.
1, the output level of C2 is determined. More specifically, the microcomputer 28 determines in step 306 that C1 = "L" and C2
= L, that is, whether the detection voltage VHD exceeds the threshold value VTH1. Also, the microcomputer 28
In step 307, C1 = "H" and C2 = ""
L ”, that is, the detection voltage VHD is equal to the threshold VTH
It is determined whether it is within the range of 2 to VTH1.

【0052】そして、C1=”L”,C2=”L”(V
HD>VTH1 )であれば、マイコン28はステップ311
に移行し、ヒータ16が正常(劣化なし)とみなして正
常フラグF6をセット(F6=1)する。又、C1=”
H”,C2=”L”(VTH2≦VHD≦VTH1 )であれ
ば、マイコン28はステップ310に移行し、ヒータ1
6の劣化が小であるとみなしてヒータ劣化小フラグF5
をセット(F5=1)する。
Then, C1 = "L" and C2 = "L" (V
HD> VTH1), the microcomputer 28 proceeds to step 311
And the normal flag F6 is set (F6 = 1) assuming that the heater 16 is normal (no deterioration). Also, C1 = ”
If H ”, C2 =“ L ”(VTH2 ≦ VHD ≦ VTH1), the microcomputer 28 proceeds to step 310,
6 is considered to be small, and the heater deterioration small flag F5
Is set (F5 = 1).

【0053】そして、ステップ310,311の処理
後、マイコン28はステップ313でヒータ16をオン
(通電)させるとともに、ステップ314でカウンタ値
Kを「0」にクリアする。なお、ヒータ劣化小フラグF
5がセットされる場合、即ち、程度の小さい劣化が確認
された場合には、所定の警告手段(例えば、警告灯、ブ
ザー等)によりヒータ16の交換を促す。
After the processing in steps 310 and 311, the microcomputer 28 turns on (energizes) the heater 16 in step 313 and clears the counter value K to “0” in step 314. The heater deterioration small flag F
When 5 is set, that is, when a small degree of deterioration is confirmed, replacement of the heater 16 is prompted by a predetermined warning means (for example, a warning light, a buzzer, or the like).

【0054】一方、C1=”H”,C2=”H”(VHD
<VTH2 )であれば、マイコン28はステップ309に
移行し、ヒータ16の劣化が大であるとみなしてヒータ
劣化大フラグF4をセット(F4=1)し、続くステッ
プ312でヒータ16をオフ(通電遮断)状態に固定す
る。つまり、ヒータ16の劣化の程度が大きい場合に
は、ヒータ制御が強制的に停止されることになる。
On the other hand, C1 = "H", C2 = "H" (VHD
If <VTH2), the microcomputer 28 proceeds to step 309, deems that the deterioration of the heater 16 is large, sets the heater deterioration large flag F4 (F4 = 1), and turns off the heater 16 at step 312 (step 312). (Power cutoff) state. That is, when the degree of deterioration of the heater 16 is large, the heater control is forcibly stopped.

【0055】次に、マイコン28の動作について図7〜
図9のタイミングチャートを用いて説明する。図7は、
上記図6のヒータ劣化検出ルーチンに対応して示すタイ
ミングチャートであって、図7のt11〜t12,t13〜t
14,t15〜t16のタイミングは、それぞれヒータオフ期
間(図6のルーチン実行期間)を示している。
Next, the operation of the microcomputer 28 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG.
FIG. 7 is a timing chart corresponding to the heater deterioration detection routine of FIG. 6, which corresponds to t11 to t12 and t13 to t of FIG.
The timings of 14 and t15 to t16 respectively indicate the heater off period (the routine execution period in FIG. 6).

【0056】検出電圧VHDは、ヒータ16のオン・オフ
状態により変化する。つまり、ヒータ16の劣化がない
場合には、t11〜t12のタイミングに示すように、ヒー
タオフ時における検出電圧VHDはしきい値VTH1 よりも
大きくなり、コンパレータ33,34の出力信号C1,
C2は共にLレベルとなる。このとき、ヒータ劣化大フ
ラグF4,ヒータ劣化小フラグF5がリセット状態(F
4=0,F5=0)に、正常フラグF6がセット状態
(F6=1)に保持される。
The detection voltage VHD changes depending on the ON / OFF state of the heater 16. That is, when the heater 16 is not deteriorated, the detection voltage VHD when the heater is off becomes larger than the threshold value VTH1, and the output signals C1 and C1 of the comparators 33 and 34, as shown at the timing of t11 to t12.
C2 is both at the L level. At this time, the heater deterioration large flag F4 and the heater deterioration small flag F5 are reset (F
4 = 0, F5 = 0) and the normal flag F6 is held in the set state (F6 = 1).

【0057】又、ヒータ16の劣化とともにその内部抵
抗が次第に大きくなると、t13〜t14のタイミングに示
すように、コンパレータ33の出力信号C1がHレベル
に、コンパレータ34の出力信号C2がLレベルとな
る。このとき、図7に示すようにヒータ16の劣化レベ
ルが大と小との間にあり、ヒータ劣化小フラグF5がセ
ットされる(F5=1)。
When the internal resistance of the heater 16 gradually increases as the heater 16 deteriorates, the output signal C1 of the comparator 33 goes high and the output signal C2 of the comparator 34 goes low, as shown at timings t13 to t14. . At this time, as shown in FIG. 7, the deterioration level of the heater 16 is between high and low, and the small heater deterioration flag F5 is set (F5 = 1).

【0058】さらに、ヒータ16の劣化が進み、その内
部抵抗が所定の許容値以上(図7の劣化レベル大、以
上)となると、t15〜t16のタイミングに示すように、
コンパレータ33,34の出力信号C1,C2が共にH
レベルとなる。このとき、ヒータ劣化大フラグF4がセ
ットされ(F4=1)、F4=1となるt15のタイミン
グ以降でヒータ16がオフ固定となる。
Further, when the deterioration of the heater 16 progresses and its internal resistance becomes equal to or more than a predetermined allowable value (the deterioration level is large or equal to or more than that in FIG. 7), as shown in the timing of t15 to t16,
The output signals C1 and C2 of the comparators 33 and 34 are both H
Level. At this time, the heater deterioration large flag F4 is set (F4 = 1), and the heater 16 is fixed OFF after the timing t15 when F4 = 1.

【0059】又、図8,9は、前記図5のヒータ制御系
異常判定ルーチンに対応して示すタイミングチャートで
ある。このうち、図8は異常の程度が小さい場合(例え
ば、トランジスタTr1又は保護抵抗RP の半田付け部分
の接触不良等)における異常判定動作を示し、図9は異
常の程度が大きい場合(例えば、バッテリ25の短絡
等)における異常判定動作を示すものである。
FIGS. 8 and 9 are timing charts corresponding to the heater control system abnormality determination routine of FIG. 8 shows an abnormality determination operation when the degree of abnormality is small (for example, a contact failure of the soldered portion of the transistor Tr1 or the protection resistor RP), and FIG. 9 shows a case where the degree of abnormality is large (for example, battery 25 short-circuit, etc.).

【0060】さて、図8において、t21のタイミング以
前(正常時)には、ヒータオン時における検出電圧VHD
がしきい値VTH2 よりも小さくなっており、コンパレー
タ33,34の出力信号C1,C2は共にHレベルとな
っている。従って、制御系異常を示すフラグF1,F2
は共にクリアされている(F1は図示せず)。
In FIG. 8, before the timing of t21 (in a normal state), the detection voltage VHD when the heater is turned on is set.
Is smaller than the threshold value VTH2, and the output signals C1 and C2 of the comparators 33 and 34 are both at the H level. Therefore, the flags F1 and F2 indicating a control system abnormality
Are both cleared (F1 is not shown).

【0061】そして、t21のタイミングでトランジスタ
Tr1又は保護抵抗RP の半田付け部分の接触不良が生じ
たりして、VTH2 ≦VHD≦VTH1 となると、コンパレー
タ33の出力信号C1がHレベルに、コンパレータ34
の出力信号C2がLレベルとなる。このとき、ヒータ制
御系異常フラグF2がセットされ(F2=1)、ヒータ
16がオフ固定となる。
Then, when VTH2 ≦ VHD ≦ VTH1 due to a contact failure of the soldered portion of the transistor Tr1 or the protection resistor RP at timing t21, the output signal C1 of the comparator 33 becomes H level,
Output signal C2 attains an L level. At this time, the heater control system abnormality flag F2 is set (F2 = 1), and the heater 16 is fixed off.

【0062】一方、図9において、t31のタイミング以
前(正常時)には、図8と同様にヒータオン時における
コンパレータ33,34の出力信号C1,C2が共にH
レベルとなっている。従って、制御系異常を示すフラグ
F1,F2は共にクリアされている(F2は図示せ
ず)。
On the other hand, in FIG. 9, before the timing of t31 (in a normal state), both the output signals C1 and C2 of the comparators 33 and 34 when the heater is turned on are at H level as in FIG.
Level. Accordingly, the flags F1 and F2 indicating the control system abnormality are both cleared (F2 is not shown).

【0063】そして、t31のタイミングでバッテリ25
が短絡したりして、VHD>VTH1 となると、コンパレー
タ33,34の出力信号C1,C2が共にLレベルとな
る。このとき、バッテリ短絡フラグF1がセットされ
(F1=1)、ヒータ16がオフ固定となる。
Then, at the timing of t31, the battery 25
Is short-circuited and VHD> VTH1, the output signals C1 and C2 of the comparators 33 and 34 both become L level. At this time, the battery short-circuit flag F1 is set (F1 = 1), and the heater 16 is fixed off.

【0064】以上詳述したように、本実施例の負荷制御
装置における異常検出装置では、ヒータ16のオフ(通
電遮断)時において、ヒータ16の電流値に相当する検
出電圧VHDが所定のしきい値VTH1 ,VTH2 以下であれ
ば、ヒータ16の劣化に伴う異常が発生したと判定する
ようにした。又、ヒータ16のオン(通電)時におい
て、ヒータ16の電流値に相当する検出電圧VHDが所定
のしきい値VTH1 ,VTH2 以上であれば、ヒータ16の
制御系に短絡等の異常が発生したと判定するようにし
た。
As described above in detail, in the abnormality detection device in the load control device of the present embodiment, when the heater 16 is turned off (power supply is cut off), the detection voltage VHD corresponding to the current value of the heater 16 becomes a predetermined threshold. If the value is equal to or less than the values VTH1 and VTH2, it is determined that an abnormality due to the deterioration of the heater 16 has occurred. If the detected voltage VHD corresponding to the current value of the heater 16 is equal to or higher than the predetermined threshold values VTH1 and VTH2 when the heater 16 is turned on (energized), an abnormality such as a short circuit has occurred in the control system of the heater 16. Was determined.

【0065】この構成により、ヒータ16(負荷)の劣
化に伴う異常が判定可能となる。又、その劣化の判定は
ヒータ16の通電の遮断時(トランジスタTr1のオフ
時)に行われるため、トランジスタTr1のオン抵抗等の
損失による影響を受けることなくヒータ16の電流値が
検出され、電流値の検出精度が向上するとともに、異常
判定の精度が向上する。
With this configuration, it is possible to determine an abnormality accompanying deterioration of the heater 16 (load). Since the deterioration is determined when the power supply to the heater 16 is cut off (when the transistor Tr1 is turned off), the current value of the heater 16 is detected without being affected by the loss such as the on-resistance of the transistor Tr1. The accuracy of value detection is improved, and the accuracy of abnormality determination is improved.

【0066】又、本実施例では、ヒータ16の電流値に
相当する検出電圧VHDを判定するためのしきい値VTH1
,VTH2 を2つ設定した。それにより、ヒータ16の
劣化の程度や、ヒータ16の制御系異常の内容(トラン
ジスタTr1の異常、バッテリ25の短絡等)をも判定す
ることができる。さらに、バッテリ電圧VB により検出
電圧VHDの検出条件を設定した。それにより、検出電圧
VHDの誤検出が防止され、異常検出精度の向上が図られ
る。
In this embodiment, the threshold value VTH1 for determining the detection voltage VHD corresponding to the current value of the heater 16 is set.
, VTH2 are set. Thus, the degree of deterioration of the heater 16 and the content of the control system abnormality of the heater 16 (an abnormality of the transistor Tr1, a short circuit of the battery 25, etc.) can also be determined. Further, the detection condition of the detection voltage VHD is set by the battery voltage VB. Thereby, erroneous detection of the detection voltage VHD is prevented, and the abnormality detection accuracy is improved.

【0067】さらに、従来の異常検出装置のような時定
数の大きな平滑回路の構成をなくしたため、応答性の遅
れ等の問題を招くこともない。なお、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、以下の様態にて具体化し
てもよい。
Further, since the configuration of the smoothing circuit having a large time constant as in the conventional abnormality detecting device is eliminated, problems such as a delay in response are not caused. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, but may be embodied in the following modes.

【0068】例えば、電圧レベル判定部32のコンパレ
ータを3つ以上設けることにより、しきい値を3つ以上
設定するようにしてもよい。この場合、各しきい値に応
じて劣化等の異常の程度が細かく判定することができ、
判定感度が向上する。
For example, three or more threshold values may be set by providing three or more comparators of the voltage level determination unit 32. In this case, the degree of abnormality such as deterioration can be finely determined according to each threshold value,
The judgment sensitivity is improved.

【0069】又、上記実施例では、ヒータ16の電流値
に相当する検出電圧VHDのレベルをコンパレータ33,
34にて比較判別し、その比較結果をバッファ29を介
してマイコン28に取り込んだが、検出電圧VHDをA/
D変換器を介してマイコンに取り込んみソフト処理にて
レベルの大小を判別してもよい。
In the above embodiment, the level of the detection voltage VHD corresponding to the current value of the heater 16 is determined by the comparator 33,
At 34, a comparison is made, and the comparison result is taken into the microcomputer 28 via the buffer 29.
The level of the level may be determined by taking in the microcomputer via the D converter and performing software processing.

【0070】又、制御系の異常(バッテリ短絡等)の要
因が少ない場合には、ヒータ16の劣化に伴う異常のみ
を検出する構成としてもよい。この場合、構成の簡略化
が可能となる。
Further, when the cause of the abnormality of the control system (such as short-circuit of the battery) is small, only the abnormality accompanying the deterioration of the heater 16 may be detected. In this case, the configuration can be simplified.

【0071】さらに、上記実施例では、負荷として抵抗
負荷の酸素センサ用ヒータに適用したが、他の抵抗負荷
に対する異常検出にも適用可能であり、例えば、LED
の異常検出も可能である。
Further, in the above embodiment, the load is applied to the heater for the oxygen sensor having a resistance load. However, the invention can also be applied to abnormality detection for another resistance load.
Can be detected.

【0072】加えて、負荷としてコイル型負荷(誘導型
負荷)に具体化することもできる。つまり、燃料噴射弁
等の電磁弁に代表されるコイル型負荷に対する異常検出
にも適用できる。但し、コイル型負荷の場合は、通電遮
断直後のサージ解消後の電流を検出する構成となる。
In addition, the load can be embodied as a coil type load (inductive type load). That is, the present invention can also be applied to abnormality detection for a coil-type load represented by an electromagnetic valve such as a fuel injection valve. However, in the case of a coil-type load, the configuration is such that the current after the surge is eliminated immediately after the energization is cut off.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
負荷の劣化に伴う異常を判定可能にするとともに、異常
の判定精度を向上させることができるという優れた効果
を発揮する。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to determine an abnormality due to the deterioration of the load, and it is possible to improve the determination accuracy of the abnormality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ECUの電気的構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ECU.

【図2】多気筒火花点火式ガソリンエンジンの概略を示
す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a multi-cylinder spark ignition gasoline engine.

【図3】ヒータの劣化を説明するための線図である。FIG. 3 is a diagram for explaining deterioration of a heater.

【図4】ヒータ制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a heater control routine.

【図5】ヒータ制御系異常判定ルーチンを示すフローチ
ャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a heater control system abnormality determination routine.

【図6】ヒータ劣化検出ルーチンを示すフローチャート
である。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a heater deterioration detection routine.

【図7】ヒータの劣化検出に関するタイミングチャート
である。
FIG. 7 is a timing chart relating to detection of deterioration of a heater.

【図8】ヒータ制御系の異常判定に関するタイミングチ
ャートである。
FIG. 8 is a timing chart relating to abnormality determination of the heater control system.

【図9】図8に同じく、ヒータ制御系の異常判定に関す
るタイミングチャートである。
FIG. 9 is a timing chart related to the abnormality determination of the heater control system, similarly to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16…負荷としてのヒータ、25…電源としてのバッテ
リ、28…異常判定手段としてのマイクロコンピュータ
(マイコン)、Tr1…スイッチング素子としてのトラン
ジスタ、RT …電流検出用抵抗としてのシャント抵抗。
16: a heater as a load; 25, a battery as a power supply; 28, a microcomputer (microcomputer) as abnormality determination means; Tr1, a transistor as a switching element; RT, a shunt resistor as a current detecting resistor.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−165245(JP,A) 特開 平3−150456(JP,A) 実開 平4−134063(JP,U) 実開 平2−135855(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 13/00 G01N 27/409 G01N 27/12 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-165245 (JP, A) JP-A-3-150456 (JP, A) JP-A-4-1344063 (JP, U) JP-A-2-135855 (JP) , U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 13/00 G01N 27/409 G01N 27/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電源と負荷とスイッチング素子とを直列
に接続し、前記スイッチング素子のオン・オフ動作に応
じて前記負荷を通電又は遮断するようにした負荷制御装
置に用いられるものであって、 前記負荷に直列に、且つ、前記スイッチング素子に並列
に接続された電流検出用抵抗と、 前記負荷の通電の遮断時において、前記電流検出用抵抗
により検出された前記負荷の電流値が所定のしきい値以
下であれば、前記負荷に異常が発生したと判定する異常
判定手段とを備えたことを特徴とする負荷制御装置にお
ける異常検出装置。
1. A load control apparatus comprising: a power supply, a load, and a switching element connected in series, wherein the load is energized or de-energized according to an on / off operation of the switching element. A current detection resistor connected in series with the load and in parallel with the switching element; and a current value of the load detected by the current detection resistor when the current supply to the load is interrupted. An abnormality detection device for a load control device, comprising: abnormality determination means for determining that an abnormality has occurred in the load if the load is equal to or less than a threshold value.
【請求項2】 電源と負荷とスイッチング素子とを直列
に接続し、前記スイッチング素子のオン・オフ動作に応
じて前記負荷を通電又は遮断するようにした負荷制御装
置に用いられるものであって、 前記負荷に直列に、且つ、前記スイッチング素子に並列
に接続された電流検出用抵抗と、 前記負荷の通電の遮断時において、前記電流検出用抵抗
により検出された前記負荷の電流値が所定のしきい値以
下であれば、前記負荷に異常が発生したと判定するとと
もに、前記負荷の通電時において、前記負荷の電流値が
所定のしきい値以上であれば、前記負荷の制御系に異常
が発生したと判定する異常判定手段とを備えたことを特
徴とする負荷制御装置における異常検出装置。
2. A load control device, comprising: a power supply, a load, and a switching element connected in series, wherein the load is energized or de-energized in accordance with an on / off operation of the switching element. A current detection resistor connected in series with the load and in parallel with the switching element; and a current value of the load detected by the current detection resistor when the current supply to the load is interrupted. If the load value is equal to or less than the threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in the load.If the current value of the load is equal to or greater than a predetermined threshold value when the load is energized, the load control system has an abnormality. An abnormality detection device in a load control device, comprising: an abnormality determination unit that determines that an error has occurred.
【請求項3】 前記負荷の電流値を判定するためのしき
い値を、複数段に設けた請求項1又は2に記載の負荷制
御装置における異常検出装置。
3. The abnormality detection device in the load control device according to claim 1, wherein threshold values for determining the current value of the load are provided in a plurality of stages.
【請求項4】 前記電源の電圧値が所定値以下では異常
検出を禁止する請求項1又は2に記載の負荷制御装置に
おける異常検出装置。
4. The abnormality detection device according to claim 1, wherein the abnormality detection is prohibited when the voltage value of the power supply is equal to or less than a predetermined value.
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