JP3438531B2 - Heater control device for oxygen sensor - Google Patents
Heater control device for oxygen sensorInfo
- Publication number
- JP3438531B2 JP3438531B2 JP14220497A JP14220497A JP3438531B2 JP 3438531 B2 JP3438531 B2 JP 3438531B2 JP 14220497 A JP14220497 A JP 14220497A JP 14220497 A JP14220497 A JP 14220497A JP 3438531 B2 JP3438531 B2 JP 3438531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- oxygen sensor
- heater
- engine
- detection means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気管
内に設けられ酸素センサを活性させるヒータを制御する
酸素センサ用ヒータ制御装置に関し、特に、酸素センサ
の過昇温による劣化を防止しながら酸素センサを活性さ
せるようにした、酸素センサ用ヒータ制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen sensor heater control device for controlling a heater provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine to activate an oxygen sensor, and more particularly, to prevent deterioration of the oxygen sensor due to excessive temperature rise. The present invention relates to a heater control device for an oxygen sensor, which activates the oxygen sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関（エンジン）では、空燃比を制
御するために排気管内の酸素濃度を検出する酸素センサ
（Ｏ2 センサ）を備えたものがある。このような酸素セ
ンサは、電極皮膜の一側に大気を他側に排気を導くよう
になっており、大気側と排気側との酸素濃度差に応じて
起電力を発生するようになっている。2. Description of the Related Art Some internal combustion engines have an oxygen sensor (O 2 sensor) for detecting the oxygen concentration in the exhaust pipe in order to control the air-fuel ratio. Such an oxygen sensor is configured to guide the atmosphere to one side of the electrode film and the exhaust to the other side, and generate an electromotive force according to the difference in oxygen concentration between the atmosphere side and the exhaust side. .
【０００３】このような酸素センサとしては例えばジル
コニア酸素センサがあり、ジルコニア酸素センサの場
合、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）に少量の酸化イット
リウム（Ｙ2 Ｏ3 ）を固溶させた試験管状の固体電解質
素子（ジルコニア管）の表面に、多孔質の白金電極皮膜
を付けたもので、その内側に大気を外側に排気を導くよ
うに構成される。An example of such an oxygen sensor is a zirconia oxygen sensor. In the case of the zirconia oxygen sensor, a solid electrolyte in the form of a test tube in which a small amount of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) is dissolved in zirconium oxide (ZrO 2 ). The surface of the element (zirconia tube) is coated with a porous platinum electrode film, and the atmosphere is guided inside and the exhaust gas is guided outside.
【０００４】酸素は高温になるとイオン化し、通常、大
気側は排気側よりも酸素濃度が高いため、イオン化した
酸素は電解質素子内を大気側から排気側へと拡散する。
その結果、素子が一種の濃淡電池となって、起電力を発
生する。また、排気側では、設置された白金触媒の作用
で、酸素Ｏ2 はＣＯ，ＨＣ，Ｈ2 などと反応して平衡濃
度に達するので、酸素濃度は理論空燃比を境に急変し、
酸素センサで生じる起電力も理論空燃比を境にステップ
状に変化する。Oxygen is ionized at a high temperature, and since the atmospheric side usually has a higher oxygen concentration than the exhaust side, the ionized oxygen diffuses in the electrolyte element from the atmospheric side to the exhaust side.
As a result, the element becomes a kind of concentration battery and generates electromotive force. Further, on the exhaust side, oxygen O 2 reacts with CO, HC, H 2, etc. to reach an equilibrium concentration due to the action of the platinum catalyst installed, so that the oxygen concentration suddenly changes at the theoretical air-fuel ratio,
The electromotive force generated by the oxygen sensor also changes stepwise at the stoichiometric air-fuel ratio.
【０００５】したがって、このように生じる起電力信号
から、エンジンの空燃比が理論空燃比よりも大きいか小
さいかというかたちで酸素濃度を検出することができ
る。ところで、酸素センサは、上述のように酸素がイオ
ン化して始めて反応するようになっているが、酸素は高
温にならないとイオン化しないため、酸素センサの検知
部の雰囲気温度が高まらないと、酸素センサは信号を出
力しない。つまり、酸素センサにより酸素濃度を検出す
るには、酸素センサの雰囲気温度をある程度まで高める
必要がある。Therefore, it is possible to detect the oxygen concentration from the electromotive force signal thus generated, depending on whether the air-fuel ratio of the engine is larger or smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. By the way, the oxygen sensor is designed to react only when oxygen is ionized as described above, but since oxygen does not ionize unless the temperature reaches a high temperature, the oxygen sensor does not rise unless the ambient temperature of the detection part of the oxygen sensor rises. Does not output a signal. That is, in order to detect the oxygen concentration with the oxygen sensor, it is necessary to raise the atmospheric temperature of the oxygen sensor to some extent.
【０００６】そこで、従来より、酸素センサにヒータを
組み込んでセンサ素子の温度を速やかに上昇させ、酸素
センサが信号を出力する（即ち、活性化する）までの時
間を短縮して、この酸素センサ出力に基づく空燃比制御
により排出ガスの浄化を促進させる技術が開発され実用
化されている。一方、ヒータによって酸素センサの素子
温度が上がり過ぎるとセンサの劣化を早めたり断線やセ
ンサの破壊等を招くため、例えばエンジンＥＣＵ等によ
って、センサ温度が高くなる条件（例えば、エンジン回
転数が所定回転数以上になる）では、ヒータをオフする
などして、ヒータをオン・オフ制御する技術も開発され
ている。Therefore, conventionally, a heater is incorporated in an oxygen sensor to quickly raise the temperature of the sensor element, and the time until the oxygen sensor outputs a signal (that is, activates) is shortened. A technique for promoting purification of exhaust gas by air-fuel ratio control based on output has been developed and put into practical use. On the other hand, if the element temperature of the oxygen sensor rises too much by the heater, the sensor will be deteriorated faster, or the sensor will be broken or the sensor will be destroyed. The technology for controlling the heater on / off by, for example, turning off the heater has also been developed.
【０００７】例えば特公平４−７３０９８号公報（第１
従来技術）には、エンジンの吸気温度に応じてヒータに
供給する電力を補正して、酸素センサの素子温度の過剰
な昇温を防ぎながらセンサの速やかな活性化を行なう技
術が開示されている。また、ヒータ素子は低温時には内
部抵抗が小さくなるため、エンジンの低温始動時にヒー
タ素子へ電流供給を開始すると供給開始時の突入電流が
過剰になり、上述のようにセンサの劣化を早めたり断線
等を招くことになる。For example, Japanese Patent Publication No. 4-73098 (first
(Prior Art) discloses a technique in which the electric power supplied to the heater is corrected according to the intake air temperature of the engine to prevent the element temperature of the oxygen sensor from excessively rising and activate the sensor promptly. . In addition, since the heater element has a small internal resistance at low temperatures, if current supply to the heater element is started at low temperature start of the engine, the inrush current at the start of supply becomes excessive, which accelerates deterioration of the sensor and causes disconnection as described above. Will be invited.
【０００８】そこで、特公平５−８０６２０号公報（第
２従来技術）には、エンジンの冷却水温に応じてヒータ
に供給する初期電流値を設定して、その後ヒータへの供
給電流を徐々に増加させていくことで、ヒータ素子への
突入電流が過剰にならないようにしながら酸素センサの
加熱を行なう技術が提案されている。Therefore, in Japanese Patent Publication No. 5-80620 (second prior art), an initial current value to be supplied to the heater is set according to the cooling water temperature of the engine, and then the supply current to the heater is gradually increased. Therefore, a technique has been proposed in which the oxygen sensor is heated while preventing the rush current into the heater element from becoming excessive.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、酸素センサ
を早期に活性化させるには、ヒータにより酸素センサの
雰囲気温度を速やかに昇温させればよいが、過剰に昇温
させるとセンサの劣化や破損等を招くため、酸素センサ
の雰囲気温度を的確に把握してヒータを適切に制御する
ことが必要になる。By the way, in order to activate the oxygen sensor early, it is sufficient to quickly raise the atmospheric temperature of the oxygen sensor with a heater. Since it causes damage and the like, it is necessary to accurately grasp the ambient temperature of the oxygen sensor and appropriately control the heater.
【００１０】上述のように、第１従来技術ではエンジン
の吸気温度から酸素センサの雰囲気温度を把握しようと
しているが、酸素センサは排気管に設けられており、吸
気温度と排気管内の温度とは関連はしているが、その対
応関係は必ずしも一様ではない。したがって、エンジン
の吸気温度から酸素センサの雰囲気温度を的確に推定す
ることは困難なものと思われる。As described above, in the first conventional technique, the atmospheric temperature of the oxygen sensor is determined from the intake temperature of the engine, but the oxygen sensor is provided in the exhaust pipe, and the intake temperature and the temperature in the exhaust pipe are different from each other. Although related, the correspondence is not necessarily uniform. Therefore, it seems difficult to accurately estimate the ambient temperature of the oxygen sensor from the intake air temperature of the engine.
【００１１】また、第２従来技術ではエンジンの冷却水
温から酸素センサの雰囲気温度を把握しているが、冷却
水温は、機関自体の温度に対応するが、実際の酸素セン
サの雰囲気温度とは異なるものであり、冷却水温等の機
関温度の変化は酸素センサの雰囲気温度よりも緩慢であ
るため、単に冷却水温の値そのものに基づいてヒータを
制御すると不具合を招くおそれがある。In the second prior art, the ambient temperature of the oxygen sensor is known from the coolant temperature of the engine. The coolant temperature corresponds to the temperature of the engine itself, but is different from the actual ambient temperature of the oxygen sensor. Since the change of the engine temperature such as the cooling water temperature is slower than the ambient temperature of the oxygen sensor, controlling the heater simply based on the cooling water temperature itself may cause a problem.
【００１２】つまり、冷却水温等の機関温度の上昇や下
降は酸素センサの雰囲気温度よりも緩慢であるため、エ
ンジン始動後に、冷却水温（機関温度）はまだ上昇して
いないが酸素センサの雰囲気温度は既に上昇している状
況も生じる。このような状況下でもしも冷却水温（機関
温度）の値そのものに基づいてヒータを制御すると、酸
素センサの雰囲気温度が既に上昇しているにも係わらず
ヒータにより酸素センサを加熱させることになり、セン
サの過昇温を招き、センサの劣化を早めたり断線やセン
サの破壊等を招くのである。That is, since the engine temperature such as the cooling water temperature rises and falls more slowly than the atmospheric temperature of the oxygen sensor, the cooling water temperature (engine temperature) has not yet risen after the engine is started, but the atmospheric temperature of the oxygen sensor has not yet risen. There is also a situation where is already rising. Under such a circumstance, if the heater is controlled based on the value of the cooling water temperature (engine temperature) itself, the oxygen sensor is heated by the heater even though the ambient temperature of the oxygen sensor has already risen. This leads to an excessive temperature rise of the sensor, which accelerates the deterioration of the sensor, which leads to disconnection and destruction of the sensor.
【００１３】したがって、単に冷却水温等の機関温度に
基づいてヒータを制御したのでは、ヒータの過昇温を確
実に防止することは困難である。本発明は、上述の課題
に鑑み創案されたもので、ヒータの過昇温を確実に防止
して酸素センサの保護を図りつつ酸素センサを速やかに
昇温させて活性化させることができるようにした、酸素
センサ用ヒータ制御装置を提供することを目的とする。Therefore, if the heater is controlled only based on the engine temperature such as the cooling water temperature, it is difficult to surely prevent the excessive temperature rise of the heater. The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and it is possible to reliably prevent excessive temperature rise of the heater and protect the oxygen sensor while rapidly heating and activating the oxygen sensor. Another object of the present invention is to provide a heater control device for an oxygen sensor.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
酸素センサ用ヒータ制御装置では、内燃機関の排気管内
に設けられた酸素センサにより、排出ガス中の酸素濃度
が検出されるが、酸素センサは検知部の雰囲気温度が低
いと反応しないので、電流供給により発熱したヒータに
よってこの酸素センサの加熱を行なうようになってい
る。According to the heater control device for an oxygen sensor of the present invention as set forth in claim 1, the oxygen sensor provided in the exhaust pipe of the internal combustion engine detects the oxygen concentration in the exhaust gas. Since the oxygen sensor does not react when the ambient temperature of the detecting portion is low, the heater which is heated by the supply of electric current heats the oxygen sensor.
【００１５】この際、温度検出手段では、酸素センサの
検知部雰囲気温度に関連する機関の温度を検出し、始動
検出手段では、内燃機関の始動を検出して、温度差算出
手段では、温度検出手段及び始動検出手段の検出情報に
基づいて、前回走行終了時に温度検出手段で検出された
機関温度と今回始動時に温度検出手段で検出された機関
温度との差を算出するようになっている。At this time, the temperature detecting means detects the temperature of the engine related to the ambient temperature of the detecting portion of the oxygen sensor, the start detecting means detects the start of the internal combustion engine, and the temperature difference calculating means detects the temperature. The difference between the engine temperature detected by the temperature detecting means at the end of the previous travel and the engine temperature detected by the temperature detecting means at the current start is calculated based on the detection information of the means and the start detecting means.
【００１６】そして、ヒータ制御手段は、始動検出手段
により始動が検出されてから所定期間内であって、温度
差算出手段で算出された温度差が所定温度差以上の場合
には、第１の電流供給モードにより電流を供給してヒー
タを急速加熱する。この温度差が所定温度差以上の場合
には、前回走行終了から今回始動までの間に機関温度は
十分低下しており、酸素センサの検知部の雰囲気温度も
低くなっているものと予測でき、ヒータの加熱を強めて
も酸素センサを過昇温させるおそれがない。この場合、
第１の電流供給モードにより比較的多量の電流をヒータ
に供給することで、酸素センサを過昇温させることなく
速やかに昇温させることができる。Then, the heater control means is in the first period after the start is detected by the start detecting means, and when the temperature difference calculated by the temperature difference calculating means is equal to or more than the predetermined temperature difference, the first The current is supplied in the current supply mode to rapidly heat the heater. If this temperature difference is greater than or equal to the predetermined temperature difference, it can be predicted that the engine temperature has fallen sufficiently between the end of the previous run and the current start, and the ambient temperature of the detection part of the oxygen sensor has also dropped. Even if the heating of the heater is intensified, there is no risk of overheating the oxygen sensor. in this case,
By supplying a relatively large amount of current to the heater in the first current supply mode, the temperature of the oxygen sensor can be raised quickly without excessive temperature rise.
【００１７】一方、ヒータ制御手段は、始動検出手段に
より始動が検出されてから所定期間内であって、温度差
算出手段で算出された温度差が所定温度差未満の場合に
は、第１の電流供給モードよりも供給量の少ない第２の
電流供給モードにより電流を供給してヒータを加熱す
る。この温度差が所定温度差未満の場合には、前回走行
終了から今回始動までの期間が短く、酸素センサの検知
部の雰囲気温度が高くなっているおそれがあり、ヒータ
の加熱を強めると酸素センサを過昇温させるおそれがあ
る。この場合、第１の電流供給モードよりも供給量の少
ない第２の電流供給モードにより比較的小量の電流をヒ
ータに供給することで、酸素センサを過昇温させないよ
うに加減しながら昇温させることができる。On the other hand, if the temperature difference calculated by the temperature difference calculation means is less than the predetermined temperature difference within the predetermined period after the start detection means detects the start, the heater control means is the first The heater is heated by supplying a current in the second current supply mode in which the supply amount is smaller than that in the current supply mode. If this temperature difference is less than the predetermined temperature difference, the period from the end of the previous run to the current start may be short, and the atmospheric temperature of the detection part of the oxygen sensor may be high. May overheat. In this case, by supplying a relatively small amount of current to the heater in the second current supply mode in which the supply amount is smaller than that in the first current supply mode, the oxygen sensor is heated while increasing or decreasing so as not to overheat. Can be made.
【００１８】請求項２記載の本発明の酸素センサ用ヒー
タ制御装置では、請求項１の場合と同様に、内燃機関の
排気管内に設けられた酸素センサにより、排出ガス中の
酸素濃度が検出されるが、酸素センサは検知部の雰囲気
温度が低いと反応しないので、電流供給により発熱した
ヒータによってこの酸素センサの加熱を行なうようにな
っている。この際、温度検出手段では、酸素センサの検
知部雰囲気温度に関連する機関の温度を検出し、始動検
出手段では、内燃機関の始動を検出して、温度差算出手
段では、温度検出手段及び始動検出手段の検出情報に基
づいて、前回走行終了時に温度検出手段で検出された機
関温度と今回始動時に温度検出手段で検出された機関温
度との差を算出するようになっている。そして、ヒータ
制御手段は、始動検出手段により始動が検出されてから
所定期間内であって、温度検出手段で検出された機関温
度が所定温度以上であって且つ温度差算出手段で算出さ
れた温度差が所定温度差以上の場合に、第１の電流供給
モードにより電流を供給してヒータを急速加熱するよう
になっている。In the heater control device for an oxygen sensor according to the second aspect of the present invention, as in the case of the first aspect, the internal combustion engine
Oxygen sensor provided in the exhaust pipe
Oxygen concentration is detected, but oxygen sensor
Since it does not react when the temperature is low, it generated heat by supplying current.
A heater is used to heat this oxygen sensor.
ing. At this time, the temperature detecting means should detect the oxygen sensor.
The engine temperature related to the ambient temperature of the intelligence part is detected and the start detection is performed.
The output means detects the start of the internal combustion engine and calculates the temperature difference.
In the stage, based on the detection information of the temperature detection means and the start detection means.
Based on the temperature detected by the temperature detection means at the end of the previous run,
Engine temperature and engine temperature detected by the temperature detection means at the time of starting this time
It is designed to calculate the difference from the degree. Then, the heater control means is within a predetermined period after the start is detected by the start detecting means, the engine temperature detected by the temperature detecting means is equal to or higher than the predetermined temperature, and the temperature calculated by the temperature difference calculating means. When the difference is equal to or more than a predetermined temperature difference, a current is supplied in the first current supply mode to rapidly heat the heater.
【００１９】酸素センサの温度が低過ぎる状態で酸素セ
ンサをヒータで急激に加熱すると酸素センサが損傷する
おそれがあるが、酸素センサの温度が低過ぎなければヒ
ータで急激に加熱しても酸素センサが損傷するおそれは
ない。機関温度が所定温度以上であれば酸素センサの温
度が低過ぎることはない。また、温度差が所定温度差以
上の場合には、前回走行終了から今回始動までの間に機
関温度は十分低下しており、酸素センサの検知部の雰囲
気温度も低くなっているものと予測でき、ヒータの加熱
を強めても酸素センサを過昇温させるおそれがない。If the oxygen sensor is rapidly heated by the heater when the temperature of the oxygen sensor is too low, the oxygen sensor may be damaged. However, if the temperature of the oxygen sensor is not too low, the oxygen sensor may be rapidly heated by the heater. There is no risk of damage. If the engine temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the temperature of the oxygen sensor will not be too low. If the temperature difference is greater than or equal to the predetermined temperature difference, it can be predicted that the engine temperature has fallen sufficiently between the end of the previous run and the current start, and the ambient temperature of the oxygen sensor detection unit has also dropped. Even if the heating of the heater is strengthened, there is no risk of overheating the oxygen sensor.
【００２０】したがって、このような条件下で第１の電
流供給モードにより比較的多量の電流をヒータに供給す
ることで、酸素センサの損傷を招くことなく且つ酸素セ
ンサを過昇温させることなく酸素センサを速やかに昇温
させることができる。一方、ヒータ制御手段は、始動検
出手段により始動が検出されてから所定期間内であっ
て、温度検出手段で検出された機関温度が所定温度未満
であるか又は温度差算出手段で算出された温度差が所定
温度差未満の場合には、第１の電流供給モードよりも供
給量の少ない第２の電流供給モードにより電流を供給し
てヒータを加熱するようになっている。Therefore, by supplying a relatively large amount of current to the heater in the first current supply mode under such conditions, the oxygen sensor is not damaged and the oxygen sensor is not overheated. The temperature of the sensor can be raised quickly. On the other hand, the heater control means is within a predetermined period after the start is detected by the start detecting means, and the engine temperature detected by the temperature detecting means is less than the predetermined temperature or the temperature calculated by the temperature difference calculating means. When the difference is less than the predetermined temperature difference, the heater is heated by supplying the current in the second current supply mode in which the supply amount is smaller than that in the first current supply mode.
【００２１】機関温度が所定温度未満であれば、酸素セ
ンサの温度が低過ぎるおそれがあり、このような状態で
酸素センサをヒータで急激に加熱すると酸素センサが損
傷するおそれがあるが、この場合には、第１の電流供給
モードよりも供給量の少ない第２の電流供給モードによ
り比較的小量の電流をヒータに供給するので、酸素セン
サの損傷を招かないように加減しながら酸素センサの昇
温を行なうことができる。If the engine temperature is lower than a predetermined temperature, the temperature of the oxygen sensor may be too low, and if the oxygen sensor is rapidly heated by the heater in such a state, the oxygen sensor may be damaged. Since a relatively small amount of current is supplied to the heater by the second current supply mode in which the supply amount is smaller than that in the first current supply mode, the oxygen sensor is adjusted so as not to damage the oxygen sensor. The temperature can be raised.
【００２２】また、温度差が所定温度差未満の場合に
は、前回走行終了から今回始動までの期間が短く、酸素
センサの検知部の雰囲気温度が高くなっているおそれが
あり、ヒータの加熱を強めると酸素センサを過昇温させ
るおそれがあるが、この場合にも、第１の電流供給モー
ドよりも供給量の少ない第２の電流供給モードにより比
較的小量の電流をヒータに供給することで、酸素センサ
を過昇温させないように加減しながら昇温させることが
できる。If the temperature difference is less than the predetermined temperature difference, the period from the end of the previous run to the current start may be short, and the ambient temperature of the detection part of the oxygen sensor may be high, and the heater may not be heated. If it is strengthened, the oxygen sensor may be overheated, but in this case as well, a relatively small amount of current is supplied to the heater by the second current supply mode in which the supply amount is smaller than that in the first current supply mode. Thus, it is possible to raise the temperature of the oxygen sensor while controlling it so as not to overheat it.
【００２３】請求項３記載の本発明の酸素センサ用ヒー
タ制御装置では、活性判定手段が、酸素センサの出力値
が所定値以上の場合には酸素センサが活性していると判
定し、ヒータ制御手段は、この活性判定手段により酸素
センサが活性していることが判定されるとヒータの加熱
を抑制するようになっている。したがって、酸素センサ
の過剰な昇温を防止しつつ酸素センサの活性化を行なう
ことができる。In the heater control device for an oxygen sensor according to the third aspect of the present invention, the activity determining means determines that the oxygen sensor is active when the output value of the oxygen sensor is a predetermined value or more, and the heater control is performed. The means suppresses the heating of the heater when the activity determining means determines that the oxygen sensor is active. Therefore, it is possible to activate the oxygen sensor while preventing excessive temperature rise of the oxygen sensor.
【００２４】請求項４記載の本発明の酸素センサ用ヒー
タ制御装置では、温度検出手段で酸素センサの検知部雰
囲気温度に関連する機関の温度が検出され、回転速度検
出手段で機関の回転速度が検出され、負荷検出手段で内
燃機関の負荷に応じた負荷相関値が検出されて、ヒータ
制御手段は、該始動検出手段により該始動が検出されて
から該所定期間以上が経過した後は、これらの温度検出
手段，回転速度検出手段，負荷検出手段の検出結果に応
じてヒータを制御するようになっている。In the heater control device for an oxygen sensor according to the fourth aspect of the present invention, the temperature detection means detects the temperature of the engine related to the ambient temperature of the detection portion of the oxygen sensor, and the rotation speed detection means determines the rotation speed of the engine. The load detection means detects a load correlation value according to the load of the internal combustion engine, and the heater control means detects the start by the start detection means, and after a predetermined period or more has elapsed, these The heater is controlled according to the detection results of the temperature detecting means, the rotation speed detecting means, and the load detecting means.
【００２５】機関の始動後所定期間以上が経過すると、
酸素センサは十分に昇温して活性化しており、この状態
で酸素センサを強く加熱すると酸素センサの過昇温を招
いてしまうが、機関温度，機関の回転速度，機関の負荷
に基づいてヒータを制御することで、酸素センサの過昇
温を防ぎながら酸素センサを活性状態に保持することが
できるようになる。When a predetermined period or more has passed after the engine was started,
The oxygen sensor is sufficiently heated and activated, and if the oxygen sensor is heated strongly in this state, the oxygen sensor will be overheated. However, the heater may be heated based on the engine temperature, the engine rotation speed, and the engine load. By controlling the above, it becomes possible to keep the oxygen sensor in an active state while preventing the oxygen sensor from overheating.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図４は本発明の一実
施形態としての酸素センサ用ヒータ制御装置に関して示
すものであり、図１は本装置のブロック図、図２は本装
置をそなえた内燃機関の模式的な構成図、図３は本装置
によるヒータ制御条件を説明する図、図４は本装置によ
るヒータ制御を説明するフローチャートである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 4 show a heater control device for an oxygen sensor as one embodiment of the present invention. 2 is a block diagram of this device, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine equipped with this device, FIG. 3 is a diagram for explaining heater control conditions by this device, and FIG. 4 is a flowchart for explaining heater control by this device. Is.
【００２７】まず、本実施形態にかかる内燃機関（以
下、エンジンともいう）について説明すると、本エンジ
ンは、自動車用のガソリンエンジンであり、ここでは、
図２に示すように、一例としてＶ型エンジンが示されて
いる。このエンジンは、図２に示すように、エンジンの
各気筒の燃焼室１には、吸気通路２及び排気通路３が接
続されており、この接続部分（吸気ポート，排気ポー
ト）にそれぞれ設けられた吸気弁４及び排気弁５の開放
により燃焼室１と連通するようになっている。First, an internal combustion engine (hereinafter, also referred to as an engine) according to the present embodiment will be described. The present engine is a gasoline engine for automobiles, and here,
As shown in FIG. 2, a V-type engine is shown as an example. In this engine, as shown in FIG. 2, an intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to a combustion chamber 1 of each cylinder of the engine, and the connection portions (intake port, exhaust port) are provided respectively. The intake valve 4 and the exhaust valve 5 are opened to communicate with the combustion chamber 1.
【００２８】そして、吸気通路２には、その上流側から
順にエアクリーナ６，スロットル弁７及びサージタンク
２ａが設けられている。さらに、排気通路３には、その
上流側から排出ガス浄化用触媒としての排出ガス浄化用
触媒コンバータ（単に、触媒ともいう）９及び図示しな
いマフラ (消音器）が設けられている。さらに、各吸気
ポート及び各排気ポートには、それぞれ燃料噴射弁８が
設けられている。また、各気筒の燃焼室１には、図示し
ない点火プラグが設けられている。The intake passage 2 is provided with an air cleaner 6, a throttle valve 7 and a surge tank 2a in this order from the upstream side. Further, the exhaust passage 3 is provided with an exhaust gas purifying catalytic converter (simply referred to as a catalyst) 9 as an exhaust gas purifying catalyst and a muffler (silencer) not shown from the upstream side thereof. Further, a fuel injection valve 8 is provided in each intake port and each exhaust port. An ignition plug (not shown) is provided in the combustion chamber 1 of each cylinder.
【００２９】また、本実施形態では、スロットル弁７
は、ドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）タイプのものが用い
られており、スロットル弁７の開度は、図示しないアク
セルペダルの開度のみならず他の種々の制御要素にも基
づいて制御されるようになっている。もちろん、このス
ロットル弁７は、かかるＤＢＷタイプに限定されるもの
ではない。Further, in this embodiment, the throttle valve 7
Is a drive-by-wire (DBW) type, and the opening of the throttle valve 7 is controlled not only based on the opening of an accelerator pedal (not shown) but also based on various other control elements. ing. Of course, the throttle valve 7 is not limited to the DBW type.
【００３０】したがって、スロットル弁７の開度に応じ
エアクリーナ６を通じて吸入された空気が吸気弁４の開
放により燃焼室１内に吸入され、この吸入された空気
と、インジェクタ８から燃焼室１内に直接噴射された燃
料とが予混合され或いは層状化されて、点火プラグを適
宜のタイミングで点火させることにより燃焼し、エンジ
ントルクを発生させるようになっている。Therefore, the air sucked through the air cleaner 6 in accordance with the opening of the throttle valve 7 is sucked into the combustion chamber 1 by opening the intake valve 4, and the sucked air and the injector 8 into the combustion chamber 1. The directly-injected fuel is premixed or layered, and the ignition plug is ignited at an appropriate timing to burn and generate engine torque.
【００３１】そして、この後、燃焼室１内から排出ガス
として排気通路３へ排出されるが、この排気通路３へ排
出されたガス（排出ガス）は、触媒コンバータ９でＣ
Ｏ，ＨＣ，ＮＯx といった有害成分を浄化されてから、
マフラで消音されて大気側へ放出されるようになってい
る。なお、図２中、３１はサーボモータ及びコントロー
ルバルブからなるアイドルスピートコントロール装置、
３２は車速制限を行なうためのリミッタバルブ、３３は
ヒューエルタンクから発生した蒸発ガスを一時吸着する
キャニスタ、３４はキャニスタ３３のガスを吸気通路へ
案内するチェックバルブ、３５は吸気圧を利用して燃圧
を調圧する燃圧レギュレータである。After that, the exhaust gas is discharged from the inside of the combustion chamber 1 to the exhaust passage 3, and the gas (exhaust gas) discharged to the exhaust passage 3 is C in the catalytic converter 9.
After purifying harmful components such as O, HC, and NO x ,
It is designed to be muted by a muffler and released to the atmosphere. In FIG. 2, 31 is an idle speed control device including a servomotor and a control valve,
32 is a limiter valve for limiting the vehicle speed, 33 is a canister for temporarily adsorbing the vaporized gas generated from the fuel tank, 34 is a check valve for guiding the gas of the canister 33 to the intake passage, and 35 is the intake pressure. It is a fuel pressure regulator that regulates the fuel pressure.
【００３２】そして、このようなエンジンを制御するた
めに、種々のセンサが設けられている。まず吸気通路２
側には、そのエアクリーナ配設部分に、吸入空気量をカ
ルマン渦情報から検出するエアフローセンサ１１，吸入
空気温度を検出する吸気温センサ１２および大気圧を検
出する大気圧センサ１３が設けられており、そのスロッ
トル弁配設部分に、スロットル弁７の開度を検出するポ
テンショメータ式のスロットルセンサ１４，アイドリン
グ状態を検出するアイドルスイッチ１５等が設けられて
いる。Various sensors are provided to control such an engine. First intake passage 2
On the side, an air flow sensor 11 for detecting the intake air amount from the Karman vortex information, an intake temperature sensor 12 for detecting the intake air temperature, and an atmospheric pressure sensor 13 for detecting the atmospheric pressure are provided on the side where the air cleaner is disposed. A potentiometer-type throttle sensor 14 for detecting the opening of the throttle valve 7, an idle switch 15 for detecting an idling state, and the like are provided in the throttle valve installation portion.
【００３３】さらに、排気通路３側の触媒９の上流側部
分には、本酸素センサ用ヒータ制御装置にかかる排ガス
中の酸素濃度（Ｏ2 濃度）を検出する酸素センサ（以
下、Ｏ 2 センサともいう）１７が設けられている。ま
た、エンジン冷却水温を検出する水温センサ１９や、ク
ランク角センサ２１や気筒判別センサ２２等も設けられ
る。なお、冷却水温を検出する水温センサ１９は、酸素
センサ１７の検知部雰囲気温度に関連する機関温度を検
出する温度検出手段として機能し、クランク角センサ２
１は、エンジン回転数を検出する回転数センサの機能も
兼ねている。Further, the upstream side of the catalyst 9 on the exhaust passage 3 side
Exhaust gas from the heater control device for the oxygen sensor
Oxygen concentration (O2Oxygen sensor (below)
Below, O 2(Also referred to as a sensor) 17 is provided. Well
In addition, the water temperature sensor 19 for detecting the engine cooling water temperature,
Rank angle sensor 21 and cylinder discrimination sensor 22 are also provided.
It The water temperature sensor 19 for detecting the cooling water temperature is
Detects the engine temperature related to the ambient temperature of the sensor 17
The crank angle sensor 2 functions as a temperature detecting means for outputting.
1 also functions as a rotation speed sensor that detects the engine rotation speed
Also serves as.
【００３４】そして、これらのセンサからの検出信号
は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２３へ入力されるよう
になっている。なお、ＥＣＵ２３へは、アクセルペダル
の踏込量を検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰ
Ｓ）２４やバッテリの電圧を検出するバッテリセンサ
（図示略）からの電圧信号や始動時を検出する始動検出
手段としてのクランキングスイッチ（あるいはイグニッ
ションスイッチ又はキースイッチでもよい）２０などか
らの信号も入力されるようになっている。なお、アクセ
ルポジションはエンジン負荷に対応するためアクセルポ
ジションセンサ（アクセル開度センサ）２４とエンジン
の負荷検出手段としても機能する。The detection signals from these sensors are input to the electronic control unit (ECU) 23. It should be noted that the ECU 23 is provided with an accelerator position sensor (AP) for detecting the depression amount of the accelerator pedal.
S) 24 or a voltage signal from a battery sensor (not shown) that detects the voltage of the battery, or a signal from a cranking switch (or an ignition switch or a key switch) 20 as a start detection unit that detects the start time. It is supposed to be entered. Since the accelerator position corresponds to the engine load, it also functions as an accelerator position sensor (accelerator opening sensor) 24 and an engine load detecting means.
【００３５】また、ＥＣＵ２３のハードウエア構成は特
に図示しないが、その主要部としてＣＰＵをそなえてお
り、このほか、入力インタフェイス，アナログ／デジタ
ルコンバータ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等をそなえており、吸気
温センサ１２，大気圧センサ１３，スロットルセンサ１
４，Ｏ2センサ１７，水温センサ１９，アクセルポジシ
ョンセンサおよびバッテリセンサ等からのアナログ検出
信号は、入力インタフェイスおよびアナログ／デジタル
コンバータを介してＣＰＵへ入力され、エアフローセン
サ１１，クランク角センサ，気筒判別センサ，アイドル
スイッチ１５，クランキングスイッチ２０，イグニッシ
ョンスイッチ等からのデジダル検出信号は、入力インタ
フェイスを介してＣＰＵへ入力されようになっている。Although the hardware configuration of the ECU 23 is not particularly shown, it has a CPU as its main part, and also has an input interface, an analog / digital converter, ROM, RAM, etc., and an intake air temperature sensor. 12, atmospheric pressure sensor 13, throttle sensor 1
4, O 2 sensor 17, water temperature sensor 19, analog position detection signals from the accelerator position sensor and battery sensor, etc. are input to the CPU via the input interface and analog / digital converter, and the air flow sensor 11, crank angle sensor, cylinder The digital detection signals from the discrimination sensor, the idle switch 15, the cranking switch 20, the ignition switch and the like are input to the CPU via the input interface.
【００３６】さらに、ＣＰＵでは、いずれも図示しない
が、バスラインを介して、プログラムデータや固定値デ
ータを記憶するＲＯＭ，更新して順次書き替えられるＲ
ＡＭ，フリーランニングカウンタおよびバッテリが接続
されている間はその記憶内容が保持されることによって
バックアップされたバッテリバックアップＲＡＭとの間
でデータの授受を行なうようになっている。この場合、
ＲＡＭ内データはイグニッションスイッチをオフすると
消えてリセットされるようになっている。そして、ＣＰ
Ｕによる演算結果に基づいて、各種の制御信号が出力さ
れるようになっている。Further, in the CPU, although not shown in the drawings, a ROM for storing program data and fixed value data, a ROM for updating and sequentially rewriting, via a bus line.
While the AM, the free-running counter and the battery are connected, the stored contents are held so that data is exchanged with the battery backup RAM backed up. in this case,
The data in RAM disappears and is reset when the ignition switch is turned off. And CP
Various control signals are output based on the calculation result by U.
【００３７】本酸素センサ用ヒータ制御装置にかかる酸
素センサ１７は、図１に模式的に示すように、電流供給
により発熱してこの酸素センサ１７を加熱するヒータ１
７Ａが装備されている。このヒータ１７Ａは、酸素セン
サ１７の検知部の雰囲気温度を高めて冷態時の酸素セン
サ１７を速やかに活性化させて、酸素センサ１７から検
出信号を得ようとするために装備される。The oxygen sensor 17 of the heater control device for the oxygen sensor of the present invention is, as schematically shown in FIG. 1, a heater 1 for heating the oxygen sensor 17 by generating heat by supplying an electric current.
7A is equipped. The heater 17A is provided to raise the ambient temperature of the detection portion of the oxygen sensor 17 to promptly activate the oxygen sensor 17 in the cold state and to obtain a detection signal from the oxygen sensor 17.
【００３８】本実施形態のヒータ１７Ａは、電流供給を
デューティ制御されるようになっており、ここでは、オ
ンデューティ１００％で電流供給を最大とした第１の電
流供給モード（ヒータオン状態）と、オンデューティを
ａ％（例えば３０％）で電流供給を一定レベルに制限し
て第１の電流供給モードよりも供給量の少ない第２の電
流供給モード（ヒータオン状態）と、電流供給を行なわ
ない（オンデューティ０％）電流供給停止モード（ヒー
タオフ状態）との中から、ヒータ１７Ａの作動を選択的
に切り替えることができるようになっている。The heater 17A of this embodiment is designed so that the current supply is duty-controlled, and here, the first current supply mode (heater on state) in which the current supply is maximized with an on-duty of 100%, Current supply is not performed in the second current supply mode (heater on state) in which the current supply is limited to a constant level with the on-duty of a% (for example, 30%) and the supply amount is smaller than that in the first current supply mode (heater on state). The operation of the heater 17A can be selectively switched from the current supply stop mode (on-duty 0%) (heater off state).
【００３９】このようなヒータ１７Ａへの供給電流の制
御（即ち、ヒータ１７Ａの作動の制御）を行なうため
に、ＥＣＵ２３にはヒータ制御手段２３Ａがそなえられ
ている。このヒータ制御手段２３Ａは、酸素センサ１７
の活性判定情報に基づいて酸素センサ１７が活性してい
ない場合、始動後所定期間内は、前回走行終了時の機関
温度（ここでは、冷却水温の温度）Ｗｓ-1と今回始動時
の機関温度（冷却水温の温度）Ｗｓ0 との温度差ΔＷｓ
の情報及び機関温度Ｗｓ情報に基づいて、ヒータ１７Ａ
を制御し、酸素センサ１７が活性している場合、又は、
始動後所定期間が経過してからは、機関温度，エンジン
回転速度，エンジン負荷に応じてヒータ１７Ａを制御す
る。In order to control the current supplied to the heater 17A (that is, control the operation of the heater 17A), the ECU 23 is provided with a heater control means 23A. The heater control means 23A is used for the oxygen sensor 17
If the oxygen sensor 17 is not active based on the activity determination information of the engine, the engine temperature (here, the temperature of the cooling water) Ws -1 at the end of the previous run and the engine temperature at the present start are maintained for a predetermined period after the start. (Cooling water temperature) Ws 0 Temperature difference ΔWs
17A based on the information of the engine and the engine temperature Ws information.
When the oxygen sensor 17 is active, or
After a predetermined period has elapsed after the start, the heater 17A is controlled according to the engine temperature, the engine rotation speed, and the engine load.
【００４０】このため、ＥＣＵ２３には、水温センサ
（温度検出手段）１９，始動センサ（始動検出手段）２
０からの情報に基づいて、前回走行終了時に水温センサ
１９で検出された機関温度Ｗｓ-1と今回始動時に水温セ
ンサ１９で検出された機関温度Ｗｓ0 との差ΔＷｓを算
出する温度差算出手段２３Ｂ、酸素センサ１７の出力を
基準値ｘ4 と比較して酸素センサ１７が活性状態にある
か否かを判定する活性判定手段２３Ｃと、始動後の経過
期間（ここでは、経過時間）Ｔｓを検出するタイマ（又
はカウンタ）３０とがそなえられる。For this reason, the ECU 23 has a water temperature sensor (temperature detecting means) 19 and a start sensor (start detecting means) 2.
A temperature difference calculating means for calculating a difference ΔWs between the engine temperature Ws -1 detected by the water temperature sensor 19 at the end of the previous run and the engine temperature Ws 0 detected by the water temperature sensor 19 at the present start based on information from 0. 23B, an activity determining means 23C that determines whether or not the oxygen sensor 17 is in an active state by comparing the output of the oxygen sensor 17 with a reference value x 4, and an elapsed period (here, elapsed time) Ts after the start. A timer (or counter) 30 for detecting is provided.
【００４１】そして、ヒータ制御手段２３Ａには、活性
判定手段２３Ｃによる判定情報，温度差算出手段２３Ｂ
の算出情報ΔＷｓ，水温センサ１９で検出された機関温
度情報Ｗｓ，始動センサ２０で検出された始動情報，エ
ンジン回転数センサ２１で検出されたエンジン負荷エン
ジン回転速度情報Ｎｅ，アクセル開度センサ（ＡＰＳ）
で検出されアクセル開度（エンジン負荷）情報，及びタ
イマ３０からの経過時間情報が入力されるようになって
いる。Then, the heater control means 23A has the determination information by the activity determination means 23C and the temperature difference calculation means 23B.
Calculation information ΔWs, engine temperature information Ws detected by the water temperature sensor 19, start information detected by the start sensor 20, engine load engine rotation speed information Ne detected by the engine speed sensor 21, accelerator opening sensor (APS). )
The accelerator opening (engine load) information detected by and the elapsed time information from the timer 30 are input.
【００４２】ヒータ制御手段２３Ａによるヒータ制御
は、具体的には次のように設定されている。つまり、始
動センサ２０から始動情報が入力されると開始される
と、活性判定手段２３Ｃでは、酸素センサ１７の出力を
基準値ｘ4 （例えば、酸素検出時の出力値を１として、
ｘ4 ＝０．５）と比較して酸素センサ１７の出力が基準
値ｘ4以上なら酸素センサ１７は活性状態にあり、酸素
センサ１７の出力が基準値ｘ4未満なら酸素センサ１７
は活性状態にないと判定する。Specifically, the heater control by the heater control means 23A is set as follows. That is, when the start information is input from the start sensor 20, the activity determining means 23C sets the output of the oxygen sensor 17 to the reference value x 4 (for example, the output value at the time of oxygen detection is set to 1 and
x 4 = 0.5), the oxygen sensor 17 is in the active state if the output of the oxygen sensor 17 is the reference value x 4 or more, and the oxygen sensor 17 is less than the reference value x 4
Is not active.
【００４３】これは、酸素の存在する雰囲気下では、酸
素センサ１７は温度が高まり活性するにしたがって図３
（Ｂ）に示すように出力値が上昇する特性があり、エン
ジン始動後にもこのような排気中に酸素の存在する状態
が一般には出現するため、もしも酸素センサ１７は温度
が高まり活性化すれば、酸素センサ１７から出力電圧が
発生するようになるはずである。そこで、酸素センサ１
７から一定値ｘ4 以上の出力があると、酸素センサ１７
は活性していると判定することができる。This is because the oxygen sensor 17 increases in temperature and becomes active in an atmosphere containing oxygen as shown in FIG.
As shown in (B), there is a characteristic that the output value rises, and such a state in which oxygen exists in the exhaust gas generally appears even after the engine is started. Therefore, if the oxygen sensor 17 rises in temperature and becomes activated, The output voltage should be generated from the oxygen sensor 17. Therefore, the oxygen sensor 1
If there is a constant value x 4 or more output from 7, the oxygen sensor 17
Can be determined to be active.
【００４４】この活性判定手段２３Ｃの判定情報は、水
温センサ１９の検出情報と同様に適当な周期で逐次ヒー
タ制御手段２３Ａに取り込まれるようになっている。ま
た、始動センサ２０から始動情報が入力されると開始さ
れると、温度差算出手段２３Ｂでは、水温センサ１９，
始動センサ２０からの情報に基づいて、前回走行終了時
に水温センサ１９で検出された機関温度Ｗｓ-1と今回始
動時に水温センサ１９で検出された機関温度Ｗｓ0 との
温度差ΔＷｓ（Ｗｓ-1−Ｗｓ0 ）を算出する。この温度
差ΔＷｓ情報も、ヒータ制御手段２３Ａに送られる。Similar to the detection information of the water temperature sensor 19, the determination information of the activity determination means 23C is sequentially fetched by the heater control means 23A at an appropriate cycle. Further, when the start information is input from the start sensor 20, the temperature difference calculation means 23B causes the water temperature sensor 19,
Based on the information from the start sensor 20, a temperature difference ΔWs (Ws −1 between the engine temperature Ws −1 detected by the water temperature sensor 19 at the end of the previous run and the engine temperature Ws 0 detected by the water temperature sensor 19 at the present start. -Ws 0 ) is calculated. This temperature difference ΔWs information is also sent to the heater control means 23A.
【００４５】ヒータ制御手段２３Ａでは、始動センサ２
０から始動情報が入力されると開始され、まず、活性判
定手段２３Ｃの判定情報に基づいて、ヒータ１７Ａのオ
ンデューティの選択領域を設定する。つまり、酸素セン
サ１７が活性状態にあれば大きな熱量供給による加熱は
必要なく、酸素センサ１７が活性状態になっていなけれ
ば大きな熱量供給による速やかな昇温が必要となる。In the heater control means 23A, the starting sensor 2
It is started when the start information is input from 0. First, the on-duty selection area of the heater 17A is set based on the determination information of the activity determination means 23C. That is, if the oxygen sensor 17 is in an active state, heating by supplying a large amount of heat is not necessary, and if the oxygen sensor 17 is not in an active state, rapid heating by supplying a large amount of heat is required.
【００４６】そこで、ヒータ制御手段２３Ａでは、酸素
センサ１７が活性している場合（酸素センサ１７の出力
がｘ4 以上）には、ヒータオン条件が成立すれば、オン
デューティａ％とする第２の電流供給モードでヒータ１
７Ａに電流を供給し酸素センサ１７が過剰に加熱された
り過度に急速加熱されないようにしながらヒータ１７Ａ
による酸素センサ１７の加熱を行ない、ヒータオン条件
が成立しなければ、電流供給を行なわない（オンデュー
ティ０％）電流供給停止モード、即ち、ヒータオフとし
て、不要な加熱を行なわないように制御する。Therefore, in the heater control means 23A, when the oxygen sensor 17 is activated (the output of the oxygen sensor 17 is x 4 or more), if the heater ON condition is satisfied, the on duty a% is set. Heater 1 in current supply mode
7A is supplied with electric current to prevent the oxygen sensor 17 from being overheated or excessively rapidly heated, while heating the heater 17A.
If the heater ON condition is not satisfied by heating the oxygen sensor 17 according to the above, the current supply is not performed (on-duty 0%), that is, the current supply stop mode is performed, that is, the heater is turned off so that unnecessary heating is not performed.
【００４７】なお、ヒータオン条件は、エンジン回転速
度，エンジン負荷が、図３（Ａ）に斜線で示す領域にあ
ること（即ち、エンジン回転速度及び又はエンジン負荷
が低い領域にあること）が成立することである。一方、
酸素センサ１７が活性していない場合、ヒータ制御手段
２３Ａでは、始動直後、即ち、始動センサ２０で始動検
出された後所定期間ｘ1 （例えば十数秒間）内は、温度
差算出手段２３Ｂで算出された温度差ΔＷｓの情報と、
水温センサ１９で検出され所定周期で逐次取り込まれる
機関温度Ｗｓの情報とから、ヒータ１７Ａのオンデュー
ティを設定する。The heater-on condition is that the engine speed and the engine load are in the shaded area in FIG. 3A (that is, the engine speed and / or the engine load is in the low area). That is. on the other hand,
When the oxygen sensor 17 is not activated, the heater control means 23A calculates the temperature difference calculation means 23B immediately after the start, that is, within a predetermined period x 1 (for example, ten and several seconds) after the start sensor 20 detects the start. Information of the temperature difference ΔWs
The on-duty of the heater 17A is set based on the information of the engine temperature Ws detected by the water temperature sensor 19 and sequentially taken in at a predetermined cycle.
【００４８】つまり、ヒータ制御手段２３Ａでは、温度
差ΔＷｓが所定温度差ｘ2 （例えば３０°Ｃ）以上か否
か、酸素センサ１７は活性状態にあるか否か、機関温度
Ｗｓが所定温度（例えば−１０°Ｃ）よりも高いか否か
に基づいて、ヒータ１７Ａのオンデューティを設定す
る。すなわち、温度差ΔＷｓが所定温度差ｘ2 以上の場
合には、前回走行終了から今回始動までの間に機関温度
は十分低下しており、酸素センサ１７の検知部の雰囲気
温度も低くなっているものと推測でき、ヒータの加熱を
強めても酸素センサを過昇温させるおそれがない。That is, in the heater control means 23A, whether the temperature difference ΔWs is a predetermined temperature difference x 2 (for example, 30 ° C.) or more, whether the oxygen sensor 17 is in the active state, the engine temperature Ws is the predetermined temperature ( For example, the on-duty of the heater 17A is set based on whether it is higher than -10 ° C. That is, when the temperature difference ΔWs is equal to or more than the predetermined temperature difference x 2 , the engine temperature is sufficiently decreased from the end of the previous run to the present start, and the ambient temperature of the detection part of the oxygen sensor 17 is also low. It can be assumed that there is no fear that the oxygen sensor will overheat even if the heating of the heater is strengthened.
【００４９】また、酸素センサ１７の温度が低過ぎる状
態で酸素センサ１７をヒータ１７Ａで急激に加熱すると
酸素センサ１７が損傷するおそれがあるが、これは機関
温度（ここでは、冷却水温度）が所定温度以上あれば、
このおそれはない。そこで、ヒータ制御手段２３Ａで
は、機関温度（冷却水温度）Ｗｓが所定温度ｘ3 以上で
且つ酸素センサ１７が活性しておらず且つ温度差ΔＷｓ
が所定温度差ｘ2 以上の場合には、オンデューティ１０
０％とする第１の電流供給モードでヒータ１７Ａに大き
な電流（単位時間当たり大きな電流）を供給すること
で、酸素センサ１７をヒータ１７Ａによる熱量で急速に
加熱し活性を促進するようにしている。If the oxygen sensor 17 is rapidly heated by the heater 17A when the temperature of the oxygen sensor 17 is too low, the oxygen sensor 17 may be damaged. If the temperature is above a certain temperature,
There is no fear of this. Therefore, in the heater control means 23A, the engine temperature (cooling water temperature) Ws is equal to or higher than the predetermined temperature x 3 , the oxygen sensor 17 is not activated, and the temperature difference ΔWs.
Is a predetermined temperature difference x 2 or more, the on-duty 10
By supplying a large current (a large current per unit time) to the heater 17A in the first current supply mode of 0%, the oxygen sensor 17 is rapidly heated by the amount of heat generated by the heater 17A to promote the activity. .
【００５０】逆に、機関温度（冷却水温度）Ｗｓが所定
温度ｘ3 未満であるか、又は、温度差ΔＷｓが所定温度
差ｘ2 未満である場合には、低温下からの急速な加熱に
よる酸素センサ１７の損傷や酸素センサ１７の過剰な加
熱による損傷を回避するために、オンデューティａ％と
する第２の電流供給モードでヒータ１７Ａに電流を供給
して、酸素センサ１７が過剰に加熱されたり過度に急速
加熱されないようにしながらヒータ１７Ａによる酸素セ
ンサ１７の加熱を行なうようになっている。On the contrary, when the engine temperature (cooling water temperature) Ws is less than the predetermined temperature x 3 or the temperature difference ΔWs is less than the predetermined temperature difference x 2 , rapid heating from a low temperature causes In order to avoid damage to the oxygen sensor 17 and damage due to excessive heating of the oxygen sensor 17, current is supplied to the heater 17A in the second current supply mode in which the on-duty is a% and the oxygen sensor 17 is overheated. The oxygen sensor 17 is heated by the heater 17A while being prevented from being heated or excessively rapidly heated.
【００５１】また、ヒータ制御手段２３Ａでは、始動
後、即ち、始動センサ２０で始動検出から所定期間（所
定時間）が経過して以降は、機関温度，エンジン回転速
度，エンジン負荷に基づいてヒータオン条件が成立して
いるか否かにより次のようにヒータ１７Ａを制御する。
つまり、ヒータ制御手段２３Ａでは、前述のヒータオン
条件が成立したら、オンデューティａ％とする第２の電
流供給モードでヒータ１７Ａに電流を供給して、酸素セ
ンサ１７が過剰に加熱されたり過度に急速加熱されない
ようにしながらヒータ１７Ａによる酸素センサ１７の加
熱を行ない、ヒータオン条件が成立しなければ、電流供
給を行なわない（オンデューティ０％）電流供給停止モ
ード、即ち、ヒータオフとして、不要な加熱を行なわな
いようになっている。Further, in the heater control means 23A, after the start, that is, after a predetermined period (predetermined time) has elapsed from the start detection by the start sensor 20, the heater ON condition is determined based on the engine temperature, the engine rotation speed, and the engine load. The heater 17A is controlled as follows depending on whether or not is satisfied.
That is, when the above heater ON condition is satisfied, the heater control unit 23A supplies current to the heater 17A in the second current supply mode in which the on-duty is a% so that the oxygen sensor 17 is overheated or excessively rapidly heated. The oxygen sensor 17 is heated by the heater 17A so as not to be heated, and if the heater-on condition is not satisfied, current supply is not performed (on-duty 0%), that is, current supply stop mode, that is, the heater is turned off, and unnecessary heating is performed. There is no such thing.
【００５２】本発明の一実施形態としての酸素センサ用
ヒータ制御装置は、上述のように構成されているので、
酸素センサ１７用のヒータ１７Ａの制御は、例えば図４
に示すように行なわれる。つまり、まず、酸素センサ
（Ｏ2 センサ）１７の出力が所定値ｘ4 以上か否かを判
定し（ステップＳ１０）、ここで、Ｏ2 センサ出力が所
定値ｘ4 以上でなければステップＳ２０へ進み、始動後
の経過時間Ｔｓが所定時間ｘ1 以内か否かを判定する。
ここで、始動後の経過時間Ｔｓが所定時間ｘ1 以内なら
ばステップＳ３０へ進み、温度差ΔＷｓが所定温度差ｘ
2 以上か否かを判定する。さらに、ここで、温度差ΔＷ
ｓが所定温度差ｘ2 以上ならばステップＳ４０へ進み、
冷却水温Ｗｓが所定温度ｘ3 以上か否かを判定する。Since the heater control device for the oxygen sensor as one embodiment of the present invention is constructed as described above,
Control of the heater 17A for the oxygen sensor 17 is performed by, for example, FIG.
It is performed as shown in. That is, first, it is determined whether or not the output of the oxygen sensor (O 2 sensor) 17 is equal to or greater than the predetermined value x 4 (step S10). Here, if the O 2 sensor output is not equal to or greater than the predetermined value x 4 , the process proceeds to step S20. Then, it is determined whether the elapsed time Ts after the start is within a predetermined time x 1 .
Here, if the elapsed time Ts after the start is within the predetermined time x 1, the process proceeds to step S30, and the temperature difference ΔWs is the predetermined temperature difference x.
Determine if it is 2 or more. Furthermore, here, the temperature difference ΔW
If s is equal to or more than the predetermined temperature difference x 2 , the process proceeds to step S40,
It is determined whether the cooling water temperature Ws is equal to or higher than the predetermined temperature x 3 .
【００５３】そして、ここで、冷却水温Ｗｓが所定温度
ｘ3 以上ならば、ステップＳ５０に進み、オンデューテ
ィ１００％とする第１の電流供給モードでヒータ１７Ａ
に大きな電流（単位時間当たり大きな電流）を供給する
ことで、酸素センサ１７をヒータ１７Ａによる熱量で急
速に加熱し活性を促進する。これは、温度差ΔＷｓが所
定温度差ｘ2 以上の場合には、前回走行終了から今回始
動までの間に機関温度は十分低下しており、酸素センサ
１７の検知部の雰囲気温度も低くなっているものと推測
でき、ヒータの加熱を強めても酸素センサを過昇温させ
るおそれがない。また、機関温度（ここでは、冷却水温
度）Ｗｓが所定温度ｘ3 以上あれば、酸素センサ１７の
温度が低過ぎる状態ではなく、酸素センサ１７をヒータ
１７Ａで急激に加熱すると酸素センサ１７が損傷するお
それはない。If the cooling water temperature Ws is equal to or higher than the predetermined temperature x 3 , the process proceeds to step S50, and the heater 17A is operated in the first current supply mode in which the on-duty is 100%.
By supplying a large current (a large current per unit time) to the oxygen sensor 17, the oxygen sensor 17 is rapidly heated by the amount of heat generated by the heater 17A to promote activation. This is because when the temperature difference ΔWs is equal to or greater than the predetermined temperature difference x 2 , the engine temperature is sufficiently lowered from the end of the previous run to the present start, and the ambient temperature of the detection part of the oxygen sensor 17 is also low. It can be presumed that the oxygen sensor is present, and there is no fear that the oxygen sensor will overheat even if the heating of the heater is strengthened. Further, if the engine temperature (here, the cooling water temperature) Ws is equal to or higher than the predetermined temperature x 3 , the temperature of the oxygen sensor 17 is not too low, and if the oxygen sensor 17 is rapidly heated by the heater 17A, the oxygen sensor 17 is damaged. There is no danger of
【００５４】そこで、ヒータ制御手段２３Ａでは、第１
の電流供給モードによりヒータ１７Ａに大きな電流（単
位時間当たり大きな電流）を供給することで、酸素セン
サ１７をヒータ１７Ａによる熱量で急速に加熱し活性を
促進するのである。これにより、酸素センサ１７に損傷
を与えることなく酸素センサ１７を速やかに活性化させ
ることかでき、冷態始動時にも、速やかに酸素センサ１
７の出力に基づいたエンジン制御を行なうことができ、
特に、空燃比制御を適切に行なうことで、安定燃焼を実
現するとともに、排出ガスの浄化を促進することができ
るようになる利点がある。Therefore, in the heater control means 23A, the first
By supplying a large current (a large current per unit time) to the heater 17A in the current supply mode of 1), the oxygen sensor 17 is rapidly heated by the amount of heat generated by the heater 17A to promote activation. As a result, the oxygen sensor 17 can be promptly activated without damaging the oxygen sensor 17, and the oxygen sensor 1 can be promptly activated even at the cold start.
The engine control based on the output of 7 can be performed,
In particular, there is an advantage that by appropriately performing the air-fuel ratio control, stable combustion can be realized and purification of exhaust gas can be promoted.
【００５５】一方、温度差ΔＷｓが所定温度差ｘ2未満
の場合や、冷却水温Ｗｓが所定温度ｘ 3 未満の場合に
は、ステップＳ３０又はステップＳ４０からステップＳ
７０に進み、オンデューティａ％とする第２の電流供給
モードでヒータ１７Ａに第１の電流供給モードよりも小
さな電流（単位時間当たり小さな電流）を供給すること
で、酸素センサ１７が過剰に加熱されたり過度に急速加
熱されないようにしながらヒータ１７Ａによる酸素セン
サ１７の加熱を行なう。これにより、低温下からの急速
な加熱による酸素センサ１７の損傷や酸素センサ１７の
過剰な加熱による損傷を回避しつつ、酸素センサ１７を
活性化させることかでき、酸素センサ１７を保護しなが
ら、可能な限り速やかに酸素センサ１７の出力に基づい
たエンジン制御を行なうことができるようになり、空燃
比制御等により、安定燃焼の実現や、排出ガスの浄化を
促進することができるようになる利点がある。On the other hand, if the temperature difference ΔWs is less than the predetermined temperature difference x 2 or if the cooling water temperature Ws is less than the predetermined temperature x 3 , then step S30 or step S40 to step S40.
Proceeding to step 70, the oxygen sensor 17 is overheated by supplying a smaller current (a smaller current per unit time) to the heater 17A in the second current supply mode in which the on-duty is a% than in the first current supply mode. The oxygen sensor 17 is heated by the heater 17A while being prevented from being heated or excessively rapidly heated. This makes it possible to activate the oxygen sensor 17 while avoiding damage to the oxygen sensor 17 due to rapid heating from a low temperature or damage due to excessive heating of the oxygen sensor 17, and while protecting the oxygen sensor 17, It becomes possible to perform engine control based on the output of the oxygen sensor 17 as quickly as possible, and it is possible to realize stable combustion and promote purification of exhaust gas by air-fuel ratio control and the like. There is.
【００５６】一方、酸素センサ１７の出力が所定値ｘ4
以上の場合や始動後の経過時間Ｔｓが所定時間ｘ1 より
も大きくなった場合には、ステップＳ１０又はステップ
Ｓ２０からステップＳ６０に進み、ヒータオン条件が成
立しているか否かを判定する。ここで、ヒータオン条件
が成立していれば、ステップＳ７０に進み、オンデュー
ティａ％とする第２の電流供給モードでヒータ１７Ａに
電流を供給し酸素センサ１７が過剰に加熱されたり過度
に急速加熱されないようにしながらヒータ１７Ａによる
酸素センサ１７の加熱を行なう。また、ヒータオン条件
が成立しなければ、ステップＳ８０に進み、電流供給を
行なわないヒータオフとして、不要な加熱を行なわない
ようにする。On the other hand, the output of the oxygen sensor 17 is a predetermined value x 4
In the above cases and the elapsed time Ts after starting is greater than the predetermined time x 1 .
If also becomes larger , the process proceeds from step S10 or step S20 to step S60, and it is determined whether or not the heater ON condition is satisfied. If the heater-on condition is satisfied, the process proceeds to step S70, in which the current is supplied to the heater 17A in the second current supply mode with the on-duty a% to overheat the oxygen sensor 17 or excessively rapidly heat it. The oxygen sensor 17 is heated by the heater 17A while preventing this. If the heater-on condition is not satisfied, the process proceeds to step S80 to turn off the heater that does not supply current so that unnecessary heating is not performed.
【００５７】なお、本実施形態では、第２の電流供給モ
ードのオンデューティ率を固定値ａ％としているが、こ
れを可変値ａ％（ただし、０＜ａ＜１００）として、各
種条件、例えばエンジン回転数やエンジン負荷等の運転
条件や、ヒータ１７の温度に関連する温度（一例は冷却
水温等の機関温度）や、酸素センサ１７を活性状態等に
基づいてオンデューティａ％を設定するようにしてもよ
い。In the present embodiment, the on-duty ratio in the second current supply mode is set to a fixed value a%, but this is set to a variable value a% (where 0 <a <100), and various conditions, for example, The on-duty a% is set based on operating conditions such as engine speed and engine load, temperature related to the temperature of the heater 17 (an example is engine temperature such as cooling water temperature), and the oxygen sensor 17 based on the active state. You may
【００５８】また、酸素センサ１７の素材の開発等によ
り、酸素センサ１７の温度が低過ぎる状態で酸素センサ
１７をヒータ１７Ａで急激に加熱しても、酸素センサ１
７に損傷が発生しなければ、機関温度（冷却水温度）が
所定温度以上であるか否かの条件は必要なくなり、単
に、温度差ΔＷｓが所定温度差以上か否かに基づいて、
ヒータ１７Ａを制御してもよい。Even if the oxygen sensor 17 is abruptly heated by the heater 17A when the temperature of the oxygen sensor 17 is too low due to the development of the material of the oxygen sensor 17, etc.
If no damage occurs in 7, it is not necessary to determine whether the engine temperature (cooling water temperature) is equal to or higher than a predetermined temperature. Simply, based on whether the temperature difference ΔWs is equal to or higher than the predetermined temperature difference,
The heater 17A may be controlled.
【００５９】さらに、酸素センサ１７を活性状態の判定
のために、例えば始動直後に、極めて短時間だけ、スロ
ットル弁７の開度を大きめにして排気ガス中に酸素が排
出される状況（所定以上の酸素濃度のある状況）をつく
って酸素センサ１７の活性判定をより確実に行なえるよ
うにしてもよい。Furthermore, in order to determine the active state of the oxygen sensor 17, for example, immediately after the engine is started, oxygen is discharged into the exhaust gas by increasing the opening of the throttle valve 7 for an extremely short time (more than a predetermined value). It is possible to more reliably determine the activity of the oxygen sensor 17 by creating a situation (in which the oxygen concentration is 0).
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の酸素センサ用ヒータ制御装置によれば、始動直後
の所定期間内には、前回走行終了時における機関温度と
今回始動時における機関温度との温度差が所定温度差以
上か否かによって、ヒータの加熱状態を変えており、温
度差が所定温度差以上の場合、ヒータの加熱を強めても
酸素センサを過昇温させるおそれがないため、第１の電
流供給モードにより比較的多量の電流をヒータに供給す
ることで、酸素センサを過昇温させることなく酸素セン
サを速やかに昇温させることができる。これにより、酸
素センサを早期に活性化させることができ、酸素センサ
からの検出信号に基づいて例えば空燃比を始動直後から
適切に制御することができるようになり、燃焼状態を良
好なものにすることができ、排気ガス浄化や燃費の向上
等に寄与しうる。As described above in detail, according to the heater control device for an oxygen sensor of the present invention as set forth in claim 1, within a predetermined period immediately after the start, the engine temperature at the end of the previous running and the engine temperature at the present start The heating state of the heater is changed depending on whether or not the temperature difference from the engine temperature is equal to or more than a predetermined temperature difference. When the temperature difference is equal to or more than the predetermined temperature difference, the oxygen sensor is excessively heated even if the heater heating is increased. Since there is no fear, it is possible to quickly raise the temperature of the oxygen sensor without excessively raising the temperature of the oxygen sensor by supplying a relatively large amount of current to the heater in the first current supply mode. As a result, the oxygen sensor can be activated at an early stage, and, for example, the air-fuel ratio can be appropriately controlled immediately after starting based on the detection signal from the oxygen sensor, and the combustion state can be improved. It is possible to contribute to purification of exhaust gas and improvement of fuel consumption.
【００６１】一方、温度差が所定温度差未満の場合、ヒ
ータの加熱を強めると酸素センサを過昇温させるおそれ
があるが、この場合には、第１の電流供給モードよりも
供給量の少ない第２の電流供給モードにより電流を供給
してヒータを加熱するので、酸素センサを過昇温させな
いように加減しながら酸素センサを昇温させることがで
きる。すなわち、過昇温による酸素センサの劣化を抑制
し、断線やセンサの破壊等のおそれを回避しながら、酸
素センサを昇温させるることができ、酸素センサの保護
を図りつつ酸素センサの早期活性化を促進することがで
き、例えば空燃比を始動直後から適切に制御することが
できるようになり、燃焼状態を良好なものにすることが
でき、排気ガス浄化や燃費の向上等に寄与しうる。On the other hand, if the temperature difference is less than the predetermined temperature difference, the heating of the heater may be intensified to raise the temperature of the oxygen sensor excessively, but in this case, the supply amount is smaller than that in the first current supply mode. Since the current is supplied in the second current supply mode to heat the heater, it is possible to raise the temperature of the oxygen sensor while controlling the oxygen sensor so as not to overheat. In other words, it is possible to raise the temperature of the oxygen sensor while suppressing the deterioration of the oxygen sensor due to excessive temperature rise and avoiding the risk of wire breakage or sensor destruction, and to protect the oxygen sensor and activate the oxygen sensor early. Can be promoted and, for example, the air-fuel ratio can be appropriately controlled immediately after starting, the combustion state can be improved, and exhaust gas purification and fuel efficiency can be improved. .
【００６２】請求項２記載の本発明の酸素センサ用ヒー
タ制御装置によれば、始動直後の所定期間内には、機関
温度が所定温度以上か否か、及び、前回走行終了時にお
ける機関温度と今回始動時における機関温度との温度差
が所定温度差以上か否か、によって、ヒータの加熱状態
を変えており、機関温度が所定温度以上で且つ温度差が
所定温度差以上の場合、ヒータの加熱を強めても、急加
熱による酸素センサの損傷や酸素センサの過昇温のおそ
れがないため、第１の電流供給モードにより比較的多量
の電流をヒータに供給することで、酸素センサを過昇温
させることなく酸素センサを速やかに昇温させることが
できる。これにより、酸素センサを早期に活性化させる
ことができ、酸素センサからの検出信号に基づいて例え
ば空燃比を始動直後から適切に制御することができるよ
うになり、燃焼状態を良好なものにすることができ、排
気ガス浄化や燃費の向上等に寄与しうる。According to the heater control device for an oxygen sensor of the present invention as defined in claim 2, whether or not the engine temperature is equal to or higher than a predetermined temperature within a predetermined period immediately after starting, and the engine temperature at the end of the previous running The heating state of the heater is changed depending on whether or not the temperature difference from the engine temperature at the present start is a predetermined temperature difference or more. If the engine temperature is the predetermined temperature or more and the temperature difference is the predetermined temperature difference or more, the heater Even if the heating is intensified, there is no risk of damaging the oxygen sensor or excessive temperature rise of the oxygen sensor due to rapid heating, so by supplying a relatively large amount of current to the heater in the first current supply mode, the oxygen sensor is overheated. It is possible to raise the temperature of the oxygen sensor quickly without raising the temperature. As a result, the oxygen sensor can be activated at an early stage, and, for example, the air-fuel ratio can be appropriately controlled immediately after starting based on the detection signal from the oxygen sensor, and the combustion state can be improved. It is possible to contribute to purification of exhaust gas and improvement of fuel consumption.
【００６３】一方、機関温度が所定温度未満又は温度差
が所定温度差未満の場合、ヒータの加熱を強めると急加
熱による酸素センサの損傷や酸素センサの過昇温のおそ
れがあるが、この場合には、第１の電流供給モードより
も供給量の少ない第２の電流供給モードにより電流を供
給してヒータを加熱するので、酸素センサを過昇温させ
ないように加減しながら酸素センサを昇温させることが
できる。すなわち、急加熱による酸素センサの損傷を回
避したり、過昇温による酸素センサの劣化抑制や断線や
破壊等のおそれを回避しながら、酸素センサを昇温させ
るることができ、酸素センサの保護を図りつつ酸素セン
サの早期活性化を促進することができ、例えば空燃比を
始動直後から適切に制御することができるようになり、
燃焼状態を良好なものにすることができ、排気ガス浄化
や燃費の向上等に寄与しうる。On the other hand, when the engine temperature is less than the predetermined temperature or the temperature difference is less than the predetermined temperature difference, if the heating of the heater is strengthened, the oxygen sensor may be damaged due to rapid heating or the oxygen sensor may overheat. In addition, since the current is supplied to heat the heater in the second current supply mode in which the supply amount is smaller than that in the first current supply mode, the temperature of the oxygen sensor is increased while the oxygen sensor is adjusted so as not to overheat. Can be made. That is, it is possible to raise the temperature of the oxygen sensor while avoiding damage to the oxygen sensor due to rapid heating, and prevention of deterioration of the oxygen sensor due to excessive temperature rise and the risk of disconnection or destruction. It is possible to promote early activation of the oxygen sensor while aiming at, for example, it becomes possible to appropriately control the air-fuel ratio immediately after starting,
The combustion state can be improved, which can contribute to purification of exhaust gas and improvement of fuel consumption.
【００６４】請求項３記載の本発明の酸素センサ用ヒー
タ制御装置によれば、酸素センサの過剰な昇温を防止し
ながら酸素センサの活性化を行なうことができ、酸素セ
ンサの保護を図りながら、酸素センサの早期活性化によ
り、例えば空燃比を始動直後から適切に制御できるよう
になり、燃焼状態を良好なものにすることができる利点
があり、排気ガス浄化や燃費の向上等に寄与しうる。According to the heater control device for an oxygen sensor of the third aspect of the present invention, it is possible to activate the oxygen sensor while preventing an excessive temperature rise of the oxygen sensor, and to protect the oxygen sensor. By early activation of the oxygen sensor, for example, the air-fuel ratio can be controlled appropriately immediately after starting, and there is an advantage that the combustion state can be made good, which contributes to exhaust gas purification and improvement of fuel consumption. sell.
【００６５】請求項４記載の本発明の酸素センサ用ヒー
タ制御装置によれば、機関の始動後所定期間以上が経過
して酸素センサは十分に昇温し活性化した状況下では、
機関温度，機関の回転速度，機関の負荷に基づいてヒー
タを制御することで、酸素センサの過昇温を防ぎながら
酸素センサを活性状態に保持することができるようにな
り、酸素センサの保護を図りながら、酸素センサの早期
活性化により、例えば空燃比を始動直後から適切に制御
できるようになり、燃焼状態を良好なものにすることが
できる利点があり、排気ガス浄化や燃費の向上等に寄与
しうる。According to the heater control device for an oxygen sensor of the present invention as set forth in claim 4, when the oxygen sensor is sufficiently heated and activated when a predetermined period or more has elapsed after the engine is started,
By controlling the heater based on the engine temperature, engine speed, and engine load, it becomes possible to keep the oxygen sensor in an active state while preventing overheating of the oxygen sensor, and protect the oxygen sensor. While activating the oxygen sensor, early activation of the oxygen sensor makes it possible to properly control the air-fuel ratio immediately after starting, which has the advantage of improving the combustion state. Can contribute.
【図１】本発明の一実施形態としての酸素センサ用ヒー
タ制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a heater control device for an oxygen sensor as an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施形態としての酸素センサ用ヒー
タ制御装置をそなえた内燃機関の模式的な構成図であ
る。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine including a heater control device for an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施形態としての酸素センサ用ヒー
タ制御装置によるヒータ制御を説明する図であり、
（Ａ）はヒータオン条件に関する運転状態ゾーン（エン
ジン回転速度，エンジン負荷ゾーン）を示す図であり、
（Ｂ）は酸素センサの活性に伴う出力値の変動特性を示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating heater control by a heater control device for an oxygen sensor according to an embodiment of the present invention,
(A) is a diagram showing an operating state zone (engine rotation speed, engine load zone) relating to a heater-on condition,
(B) is a diagram showing a variation characteristic of an output value according to the activity of the oxygen sensor.
【図４】本発明の一実施形態としての酸素センサ用ヒー
タ制御装置によるヒータ制御を説明するフローチャート
である。FIG. 4 is a flowchart illustrating heater control by the heater control device for an oxygen sensor according to the embodiment of the present invention.
１ 燃焼室
２ 吸気通路
３ 排気通路
４ 吸気弁
５ 排気弁
６ エアクリーナ
７ スロットル弁
８ 燃料噴射弁
９ 排出ガス浄化用触媒としての排出ガス浄化用触媒コ
ンバータ
１１ エアフローセンサ
１２ 吸気温センサ
１３ 大気圧センサ
１４ スロットルセンサ
１５ アイドルスイッチ
１７ 酸素センサ（Ｏ2 センサ）
１７Ａ 酸素センサ用ヒータ
１９ 温度検出手段としての水温センサ
２０ 始動検出手段としてのクランキングスイッチ
２１ 回転数センサとしてのクランク角センサ
２２ 気筒判別センサ
２３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２３Ａ ヒータ制御手段
２３Ｂ 温度差算出手段
２３Ｃ 活性判定手段
２４ 負荷検出手段としてのアクセルポジションセンサ
（ＡＰＳ）
３０ タイマ（又はカウンタ）1 Combustion Chamber 2 Intake Passage 3 Exhaust Passage 4 Intake Valve 5 Exhaust Valve 6 Air Cleaner 7 Throttle Valve 8 Fuel Injection Valve 9 Exhaust Gas Purification Catalyst Converter 11 as an Exhaust Gas Purification Catalyst 11 Air Flow Sensor 12 Intake Temperature Sensor 13 Atmospheric Pressure Sensor 14 Throttle sensor 15 Idle switch 17 Oxygen sensor (O 2 sensor) 17A Oxygen sensor heater 19 Water temperature sensor 20 as temperature detection means Cranking switch 21 as start detection means 21 Crank angle sensor 22 as rotation speed sensor 22 Cylinder discrimination sensor 23 Electronic Control unit (ECU) 23A Heater control means 23B Temperature difference calculation means 23C Activity determination means 24 Accelerator position sensor (APS) 30 as load detection means 30 Timer (or counter)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−235047（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−156651（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−202785（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/409 F02D 45/00 368 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-235047 (JP, A) JP-A-1-156651 (JP, A) JP-A-5-202785 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/409 F02D 45/00 368
Claims (4)
中の酸素濃度を検出する酸素センサと、 電流供給により発熱して該酸素センサを加熱するヒータ
と、 該酸素センサの検知部雰囲気温度に関連する機関の温度
を検出する温度検出手段と、 該内燃機関の始動を検出する始動検出手段と、 該温度検出手段及び該始動検出手段の検出情報に基づい
て、前回走行終了時に該温度検出手段で検出された機関
温度と今回始動時に該温度検出手段で検出された機関温
度との差を算出する温度差算出手段と、 該ヒータの加熱状態を制御するヒータ制御手段とをそな
え、 該ヒータ制御手段は、該始動検出手段により該始動が検
出されてから所定期間内は、該温度差算出手段で算出さ
れた温度差が所定温度差以上の場合には第１の電流供給
モードにより電流を供給して該ヒータを加熱し、該温度
差算出手段で算出された温度差が所定温度差未満の場合
には該第１の電流供給モードよりも供給量の少ない第２
の電流供給モードにより電流を供給して該ヒータを加熱
することを特徴とする、酸素センサ用ヒータ制御装置。1. An oxygen sensor provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine for detecting an oxygen concentration in exhaust gas, a heater for heating the oxygen sensor by generating heat when an electric current is supplied, and an ambient temperature of a detection portion of the oxygen sensor. Temperature detection means for detecting the temperature of the related engine, start detection means for detecting the start of the internal combustion engine, and the temperature detection means at the end of the previous run based on the temperature detection means and the detection information of the start detection means. The temperature control means for calculating the difference between the engine temperature detected by the temperature detection means and the engine temperature detected by the temperature detection means at the time of the current start up, and the heater control means for controlling the heating state of the heater. When the temperature difference calculated by the temperature difference calculation means is equal to or more than the predetermined temperature difference within a predetermined period after the start detection means detects the start, the means uses the first current supply mode. Is supplied to heat the heater, and when the temperature difference calculated by the temperature difference calculating means is less than a predetermined temperature difference, the second supply amount is smaller than that in the first current supply mode.
A heater control device for an oxygen sensor, characterized in that a current is supplied in the current supply mode to heat the heater.
中の酸素濃度を検出する酸素センサと、 電流供給により発熱して該酸素センサを加熱するヒータ
と、 該酸素センサの検知部雰囲気温度に関連する機関の温度
を検出する温度検出手段と、 該内燃機関の始動を検出する始動検出手段と、 該温度検出手段及び該始動検出手段の検出情報に基づい
て、前回走行終了時に該温度検出手段で検出された機関
温度と今回始動時に該温度検出手段で検出された機関温
度との差を算出する温度差算出手段と、 該ヒータの加熱状態を制御するヒータ制御手段とをそな
え、 該ヒータ制御手段は、該始動検出手段により該始動が検
出されてから所定期間内は、該温度検出手段で検出され
た機関温度が所定温度以上であって且つ該温度差算出手
段で算出された温度差が所定温度差以上の場合には、第
１の電流供給モードにより電流を供給して該ヒータを加
熱し、該温度検出手段で検出された機関温度が所定温度
未満であるか又は該温度差算出手段で算出された温度差
が所定温度差未満の場合には、該第１の電流供給モード
よりも供給量の少ない第２の電流供給モードにより電流
を供給して該ヒータを加熱することを特徴とする、酸素
センサ用ヒータ制御装置。2. Exhaust gas provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine
An oxygen sensor for detecting the oxygen concentration in the inside and a heater for heating the oxygen sensor by generating heat by supplying an electric current
And the temperature of the engine related to the ambient temperature of the detection part of the oxygen sensor
A temperature detecting means for detecting a start detecting means for detecting the starting of the internal combustion engine, based on the detection information of the temperature detecting means and above start movement detecting means
The engine detected by the temperature detecting means at the end of the previous run
Temperature and engine temperature detected by the temperature detection means at the time of this start
Temperature difference calculating means for calculating the difference between the temperature and the temperature, and heater control means for controlling the heating state of the heater.
In the heater control means, the engine temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a predetermined temperature and is calculated by the temperature difference calculation means within a predetermined period after the start detection means detects the start. If the determined temperature difference is greater than or equal to the predetermined temperature difference, the current is supplied in the first current supply mode to heat the heater, and the engine temperature detected by the temperature detection means is lower than the predetermined temperature, or When the temperature difference calculated by the temperature difference calculation means is less than the predetermined temperature difference, the heater is heated by supplying the current in the second current supply mode in which the supply amount is smaller than that in the first current supply mode. characterized that, oxygen sensor heater control apparatus that.
合には該酸素センサが活性していると判定する活性判定
手段をそなえ、 該ヒータ制御手段は、該活性判定手段により該酸素セン
サが活性していることが判定されると該ヒータの加熱を
抑制することを特徴とする、請求項１又は２記載の酸素
センサ用ヒータ制御装置。3. An activity determining means for determining that the oxygen sensor is active when the output value of the oxygen sensor is equal to or greater than a predetermined value, and the heater control means is configured to detect the oxygen sensor by the activity determining means. The heater control device for an oxygen sensor according to claim 1 or 2, wherein heating of the heater is suppressed when it is determined that the oxygen sensor is active.
る回転速度検出手段と、該内燃機関の負荷に応じた負荷
相関値を検出する負荷検出手段とをさらにそなえ、 該ヒータ制御手段は、該始動検出手段により該始動が検
出されてから該所定期間以上が経過した後は、該温度検
出手段，該回転速度検出手段，該負荷検出手段の検出結
果に応じて該ヒータを制御することを特徴とする、請求
項１〜３のいずれかに記載の酸素センサ用ヒータ制御装
置。4. The internal combustion engine further comprises rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine and load detection means for detecting a load correlation value according to the load of the internal combustion engine, and the heater control means Controlling the heater according to the detection results of the temperature detection means, the rotation speed detection means, and the load detection means after the predetermined period or more has passed since the start detection was detected by the start detection means. The heater control device for an oxygen sensor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14220497A JP3438531B2 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Heater control device for oxygen sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14220497A JP3438531B2 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Heater control device for oxygen sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332628A JPH10332628A (en) | 1998-12-18 |
| JP3438531B2 true JP3438531B2 (en) | 2003-08-18 |
Family
ID=15309819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14220497A Expired - Fee Related JP3438531B2 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Heater control device for oxygen sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3438531B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002213309A (en) | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Hitachi Ltd | Heater, driving method and device for engine, intake module for internal combustion engine, and member for the same |
| US20210189984A1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-06-24 | Volvo Car Corporation | Method and system for recovering vehicle lambda sensors with an external air supply |
| CN113266484B (en) * | 2021-06-30 | 2022-08-23 | 潍柴动力股份有限公司 | Protection processing method, device, equipment and storage medium for oxygen sensor |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP14220497A patent/JP3438531B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10332628A (en) | 1998-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3684934B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP3265895B2 (en) | Air-fuel ratio sensor heater control device | |
| JP3602612B2 (en) | Idle speed control device for internal combustion engine | |
| JP3602613B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2008261820A (en) | Exhaust fine particle measuring device of internal combustion engine | |
| JP3304766B2 (en) | Air-fuel ratio sensor heater control device | |
| US6859719B2 (en) | Control system and control method for controlling heater, and engine control unit | |
| JP3344220B2 (en) | Air-fuel ratio sensor heater control device | |
| US8000883B2 (en) | Control apparatus and method for air-fuel ratio sensor | |
| JP3438531B2 (en) | Heater control device for oxygen sensor | |
| KR0147747B1 (en) | Air/fuel ratio control system of internal combustion engine | |
| JP3680178B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
| JP5418123B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2842048B2 (en) | Fuel cut control device for internal combustion engine | |
| JP2775676B2 (en) | Fuel supply control device for internal combustion engine | |
| JP2008261323A (en) | Exhaust particulate measuring device of internal combustion engine | |
| JP3899510B2 (en) | Abnormality diagnosis device for catalyst early warm-up control system of internal combustion engine | |
| JP4115162B2 (en) | Exhaust gas purification control device for internal combustion engine | |
| JP3006367B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2914045B2 (en) | Catalyst warm-up device for internal combustion engine | |
| JPS611841A (en) | Fuel injection device for internal-combustion engine | |
| JP4872793B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JPH0612178Y2 (en) | Secondary air supply controller for multi-cylinder internal combustion engine | |
| JP2004108265A (en) | Secondary air supply system | |
| JPH08200136A (en) | Fuel cut controller in vehicular internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030513 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080613 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090613 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100613 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |