JP3593912B2 - 空燃比センサのヒータ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空燃比センサのヒータ制御装置に関し、特に、内燃機関の始動前に空燃比センサをプリヒートする機能を有する空燃比センサのヒータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関では、排気通路の空燃比に基づいて燃料噴射量を補正することにより、空燃比を理論空燃比に向けて制御する空燃比フィードバック制御が実行される。空燃比フィードバック制御を行うことで触媒コンバータによる排気ガスの浄化性能が高く維持されると共に、燃費の悪化が防止される等の効果が得られる。かかる空燃比フィードバック制御を実現すべく、排気通路には空燃比を検出する空燃比センサが設けられる。一般に、空燃比センサは、数百度以上の活性化温度まで加熱されて活性した状態で、酸素濃度に応じた信号を出力する特性を有している。このため、空燃比センサには、活性化温度まで加熱するためのヒータが内蔵される。空燃比センサのヒータへの通電が開始された後、センサ温度が活性化温度に達するまで、すなわち、空燃比センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御が可能となるまでには、ある程度の時間が必要とされる。そこで、従来より、例えば、特開平５−２０２７８５号公報に開示される如く、内燃機関の始動直後から空燃比フィードバック制御を開始できるように、内燃機関の始動前にヒータへの通電を開始するプリヒートが行われている。この空燃比制御装置では、車両ドアのオープンが検出された場合に内燃機関の始動を予測し、空燃比センサのヒータへのプリヒートを開始することとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例のように、車両ドアのオープンが検出されてからプリヒートを開始するのではセンサ温度の上昇が間に合わず、機関始動直後から空燃比フィードバック制御を開始できない場合がある。また、空燃比センサが活性化温度に達するまで内燃機関の始動が許可されない場合には、運転者が車両内で待機する必要がある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、機関開始直後から確実に空燃比フィードバック制御が実行されるようにプリヒートを行う空燃比センサのヒータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、
内燃機関に設けられた空燃比センサが備えるヒータに対して機関始動前に通電を行うプリヒート手段を有する空燃比センサのヒータ制御装置であって、
車両と運転者との接近状況を検出する接近状況検出手段と、
運転者が車両に対して所定距離以内に接近した場合に前記プリヒート手段によるヒータへの通電を許可する許可手段とを備え、
前記プリヒート手段は、前記許可手段により許可された場合に前記ヒータに対する通電を開始する空燃比センサのヒータ制御装置により達成される。
【０００６】
請求項１記載の発明において、プリヒート手段が機関始動前にヒータへの通電を開始することで、空燃比センサは機関始動に先立ってヒータへの通電量に応じた温度まで加熱される。プリヒート手段は、運転者が車両に対して所定距離以内に接近した場合にヒータへの通電を開始する。このため、内燃機関が始動される前に空燃比センサに対する加熱時間が十分に確保される。このため、早期にセンサ温度が活性化温度に達して機関始動直後から確実に空燃比フィードバック制御が行われる。ここで、接近状況とは、車両と運転者との距離、車両に対する運転者の接近速度、及び、方向等である。
【０００７】
車両に接近してきた運転者が途中で止まり、車両と運転者との距離が変化しなくなった場合、内燃機関が始動される可能性は低下したと判断できる。このような場合に、車両と運転者との距離に応じた通電量をヒータに与え続けると、電力を無駄に消費することになる。
そこで、ヒータへの通電をより効率良く行って省電力化を図るという観点から、請求項２に記載する如く、
請求項１記載の空燃比センサのヒータ制御装置であって、
車両と運転者との接近状況に応じて前記プリヒート手段による前記ヒータへの通電量を設定する通電量設定手段を備える構成としてもよい。
【０００８】
本発明によれば、車両と運転者との接近状況に応じた通電量がヒータに供給される。このため、長時間にわたってヒータに対して不必要に大きな電力が供給されることが防止され、省電力化が達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である空燃比センサのヒータ制御装置が適用された内燃機関のシステム構成図を示す。本実施例の内燃機関は、電子制御ユニット （以下、ＥＣＵと称す）１０により制御される。
図１に示す如く、内燃機関は、シリンダブロック１２を備えている。シリンダブロック１２の内部には、シリンダ１４およびウォータジャケット１６が形成されている。ウォータジャケット１６には、水温センサ１８が配設されている。水温センサ１８はウォータジャケット１６の内部を流れる冷却水の温度（以下、水温ＴＨＷと称す）に応じた信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。ＥＣＵ１０は水温センサ１８の出力信号に基づいて水温ＴＨＷを検出する。
【００１０】
シリンダ１４の内部にはピストン２０が配設されている。ピストン２０は、シリンダ１４の内部を、図１における上下方向に摺動することができる。シリンダブロック１２の上部には、シリンダヘッド２２が固定されている。シリンダヘッド２２には、吸気ポート２４および排気ポート２６が形成されている。
シリンダヘッド２２の底面、ピストン２０の上面、および、シリンダ１４の側壁は、燃焼室２８を画成している。上述した吸気ポート２４および排気ポート２６は、共に燃焼室２８に開口している。燃焼室２８には、点火プラグ３０の先端が露出している。点火プラグ３０はＥＣＵ１０から点火信号を供給されることにより、燃焼室２８内の燃料に点火する。
【００１１】
内燃機関は、また、吸気弁３４及び排気弁３６を備えている。吸気ポート２４及び排気ポート２６の燃焼室２８への開口部には、それぞれ、吸気弁３４及び排気弁３６に対する弁座が形成されている。吸気弁３４及び排気弁３６は、各弁座に離着座することにより、それぞれ吸気ポート２４及び排気ポート２６を開閉させる。
【００１２】
吸気ポート２４には、吸気マニホールド３８が連通している。吸気マニホールド３８には、燃料噴射弁４０が配設されている。燃料噴射弁４０はＥＣＵ１０から付与される指令信号に応じて燃料を吸気マニホールド３８内に噴射する。
吸気マニホールド３８の上流側には、サージタンク４２が連通している。サージタンク４２の更に上流側には、吸気管４４が連通している。吸気管４４には、スロットルバルブ４６が配設されている。スロットルバルブ４６の近傍には、スロットル開度センサ４８が配設されている。
【００１３】
吸気管４４の上流側にはエアクリーナ５０が配設されている。吸気管４４にはエアクリーナ５０により濾過された外気が流入する。
一方、内燃機関の排気ポート２６には、排気通路５２が連通している。排気通路５２には、触媒コンバータ５４が配設されている。触媒コンバータ５４は、排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び、酸化窒素（ＮＯｘ）を反応させることにより排気ガスを浄化する。触媒コンバータ５４の上流側及び下流側には、それぞれ、空燃比センサ５６、５８が配設されている。本実施例では、空燃比センサ５６、５８の構成は同一とされているが、異なるものとしてもよい。
【００１４】
内燃機関は、また、回転数センサ６０を備えている。回転数センサ６０は内燃機関が所定のクランク角だけ回転する毎にパルス信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。ＥＣＵ１０は、回転数センサ６０の出力信号に基づいて内燃機関の回転数を検出する。
本発明が適用された車両は、リモートドアロック制御によって車両ドアのロック／ロック解除が行われる。車両のドアロックは、運転者が所持する送信器６４から送信されたドアロックの解除を指示する無線信号を受信器６５が受信した時に解除される。ＥＣＵ１０は、送信器６５から受信器６４に対して与えられる無線信号に基づき車両と送信器６４との距離、すなわち、車両と送信器６４を所持する運転者との距離Ｒを検出する。
【００１５】
図２は、空燃比センサ５６、５８の内部構成を、ＥＣＵ１０との接続回路と共に示す。図２に示す如く、空燃比センサ５６、５８は、その内部に、例えばジルコニア等の材料により構成されたセンサ素子６６と、センサ素子６６を加熱するためのヒータ６８とを備えている。
センサ素子６６の一方の端子は定電圧源７０に接続され、また、他方の端子はＥＣＵ１０に接続されていると共に抵抗器７２を介して接地されている。かかる状態でセンサ素子６６に流れる電流（以下、センサ電流Ｉと称す）は、センサ素子６６の温度（以下、センサ温度Ｔと称す）が所定の活性化温度Ｔｅ（例えば６５０゜Ｃから７００゜Ｃ）以上の場合に、図１に示す排気通路５２内の酸素濃度に応じて変化する。ＥＣＵ１０には、センサ電流Ｉに応じた電圧が入力され、この入力電圧に基づいて、排気ガス中の酸素濃度、すなわち、空燃比が検出される。
【００１６】
一方、ヒータ６８は、通電制御回路７４を介してＥＣＵ１０に接続されている。通電制御回路７４は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号に応じて、車載バッテリー７５を電源として、ヒータ６８への通電電流をデューティ制御する。ヒータ６８には、また、ヒータ電圧検出回路７６及びヒータ電流検出回路７８が接続されている。ヒータ電圧検出回路７６は、ヒータ６８に印可される電圧に応じた信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。また、ヒータ電流検出回路７８は、ヒータ６８に流れる電流に応じた信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。ＥＣＵ１０は、これらの信号に基づいてヒータ６８の抵抗値（以下、ヒータ抵抗Ｒと称す）を検出する。
【００１７】
ＥＣＵ１０は、後述するように目標温度Ｔｃを設定し、センサ温度Ｔが目標温度Ｔｃとなるようにヒータ６８への通電量を制御する。なお、ヒータ抵抗Ｒはヒータ６８の温度に応じて変化する。そこで、ＥＣＵ１０はヒータ抵抗Ｒに基づいてヒータ６８の温度を求め、このヒータ温度をセンサ温度Ｔとして用いる。
上述の如く、センサ温度Ｔが活性化温度Ｔｅ以上に維持された状態では、センサ電流Ｉは、空燃比に応じて変化する。従って、ＥＣＵ１０は、上記の如くヒータ６８への通電量を制御することで、センサ電流Ｉに基づいて空燃比を検出することができる。そして、ＥＣＵ１０は、検出した空燃比に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御を実行する。
【００１８】
この空燃比フィードバック制御では、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側である場合には燃料噴射量が減量され、リーン側である場合には燃料噴射量が増量されることにより、空燃比が理論空燃比近傍の所定範囲内に維持される。上記した触媒コンバータ５４は、空燃比が理論空燃比近傍である場合に、排気ガスに対して高い浄化性能を発揮する。
【００１９】
従って、空燃比フィードバック制御を実行することにより、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、及び、ＮＯｘを触媒コンバータ５４により効果的に除去することができる。また、空燃比フィードバック制御によれば、空燃比が過度にリッチ又はリーンになることがないため、燃費の悪化及び燃焼状態の不安定化を共に防止することができる。
【００２０】
ところで、内燃機関の冷間始動時には、センサ温度Ｔはほぼ外気温まで低下しているため、空燃比センサ５６、５８のヒータ６８への通電が開始された後、センサ温度Ｔが活性化温度Ｔｅに達するまで、すなわち、空燃比センサ５６、５８の出力信号に基づく空燃比フィードバック制御が可能となるまでには、ある程度の時間が必要とされる。このため、運転者により車両ドアのオープン操作が行われた時に空燃比センサ５６、５８のヒータ６８への通電を開始する構成では、センサ温度Ｔの上昇が間に合わず、機関始動直後から空燃比フィードバック制御を開始できない場合がある。特に、内燃機関の温度が低い時ほどセンサ温度Ｔが活性化温度Ｔｅに達するまでに長い時間を要するので、機関始動直後から空燃比フィードバック制御を開始できない可能性が高い。
【００２１】
そこで、本実施例では、内燃機関の始動直後から空燃比フィードバック制御を可能とすべく、運転者が車両に所定距離内に接近した時にヒータ６８への通電が開始されることとしている。以下、この機関始動前に行われるヒータ６８への通電をプリヒートと称す。
ＥＣＵ１０は、受信器６５が送信器６４からの無線信号を受信した場合、マップＭに基づき必要に応じてプリヒートを実行する。図３は、マップＭの構成例を示す図である。
【００２２】
図３に示すように、マップＭには、車両と運転者との距離Ｒに応じた目標素子温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が示されている。ＥＣＵ１０は、受信器６５が送信器６４からの無線信号を受信した時に車両と運転者との距離Ｒを検出し、マップＭに基づきプリヒートを実行すべきか否かを判断する。具体的には、距離ＲがＲ１以上の場合にはプリヒートが禁止され、距離ＲがＲ１未満の場合にはプリヒートが許可される。そして、ＥＣＵ１０は、プリヒートを実行すべきであると判断した場合、距離Ｒに応じた目標温度Ｔｃを設定してセンサ温度Ｔが目標温度Ｔｃとなるようにヒータ６８への通電量を制御する。以下、プリヒートの際にＥＣＵ１０が実行するルーチンを詳細に説明する。
【００２３】
図４は、プリヒートにおける目標温度Ｔｃを決定すべくマップＭを用いてＥＣＵ１０が実行するルーチンを説明するためのフローチャートである。図４に示すルーチンは、受信器６５が送信器６４からの無線信号を検出した時に起動される。図４に示すルーチンが起動されると、先ず、ステップ１００の処理が実行される。
【００２４】
ステップ１００では、受信器６５から与えられる信号に基づき車両と送信器６４との距離、すなわち、車両と運転者との距離Ｒが検出される。ステップ１００の処理が終了すると、次に、ステップ１０２の処理が実行される。
ステップ１０２では、ステップ１００において検出された車両と運転者との距離ＲがＲ１以上であるか否かが判別される。この結果、Ｒ≧Ｒ１ならば、続くステップ１０４においてプリヒート許可フラグＦが「０」にセットされ、プリヒートの開始が禁止とされる。この場合、プリヒートは実行されずに今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１０２において、Ｒ＜Ｒ１ならば、続くステップ１０６においてプリヒート許可フラグＦが「１」にセットされ、プリヒートの開始が許可される。そして、次に、ステップ１０８の処理が実行される。なお、プリヒート許可フラグＦは「０」に初期化されているものとする。
【００２５】
ステップ１０８では、車両から運転者までの距離ＲがＲ２（＜Ｒ１）以上であるか否かが判別される。この結果、Ｒ≧Ｒ２ならば、次に、ステップ１１０の処理が実行される。一方、ステップ１０８において、Ｒ＜Ｒ２ならば、次に、ステップ１１２の処理が実行される。
ステップ１１２では、車両から運転者までの距離ＲがＲ３（＜Ｒ２）以上であるか否かが判別される。この結果、Ｒ≧Ｒ３ならば、次に、ステップ１１４の処理が実行される。一方、ステップ１１２において、Ｒ＜Ｒ３ならば、次に、ステップ１１６の処理が実行される。
【００２６】
ステップ１１０では、目標温度Ｔｃが最も低いＴ１に設定される。そして、今回のルーチンは終了される。
ステップ１１４では、目標温度ＴｃがＴ２（＞Ｔ１）に設定される。そして、今回のルーチンは終了される。
ステップ１１６では、目標素子温度が最も高いＴ３（＞Ｔ２）に設定される。そして、今回のルーチンは終了される。
【００２７】
続いて、センサ温度Ｔを上記ルーチンで決定された目標温度Ｔｃに向けて制御すべく行われるプリヒートについて説明する。図５は、プリヒートを行うべくＥＣＵ１０が実行するルーチンのフローチャートである。
図５に示すルーチンが起動されると、先ず、ステップ２００の処理が実行される。
【００２８】
ステップ２００では、プリヒートの実行が許可されているか否かが判別される。かかる判別は、プリヒート許可フラグＦの状態に基づき行われる。ステップ２００において、プリヒート許可フラグＦが「０」にセットされている場合、プリヒートの実行が許可されていないと判断され、次に、ステップ２０２の処理が実行される。一方、プリヒート許可フラグＦが「１」にセットされている場合、プリヒートの実行が許可されていると判断され、次に、ステップ２０４の処理が実行される。
【００２９】
ステップ２０２では、空燃比センサ５６、５８のヒータ６８への通電制御におけるデューティ比ＨＴｄｕｔｙが「０」に設定されることで、ヒータ６８への通電が停止される。ステップ２０２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
ステップ２０４では、ヒータ抵抗Ｒに基づき現在のセンサ温度Ｔが検出される。そして、次に、ステップ２０６の処理が実行される。
【００３０】
ステップ２０６では、センサ温度Ｔが図３のルーチンにより設定された目標温度Ｔｃを上回っているか否かが判別される。この結果、Ｔ＞Ｔｃが成立するならば、次に、ステップ２０８において、デューティ比ＨＴｄｕｔｙが所定値αだけ減少されることにより、ヒータ６８への通電量が減少される。そして、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ２０６において、Ｔ＞Ｔｃが不成立ならば、次に、ステップ２１０において、デューティ比ＨＴｄｕｔｙが所定値αだけ増加されることにより、ヒータ６８への通電量が増加される。そして、今回のルーチンは終了される。ステップ２０８、２１０において、ヒータ６８への通電量が適宜増減されることにより、センサ温度Ｔが目標温度Ｔｃに収束していく。
【００３１】
図４を用いて説明したように、本実施例によれば、車両に接近する運転者が所持する送信器６４からの無線信号を受信器６５が受信した時に、車両と運転者との距離Ｒが検出され、距離Ｒに基づきプリヒートを開始すべきか否かが判別される。そして、プリヒートを開始すべきであると判断された場合には距離Ｒに応じた目標温度Ｔｃが設定される。そして、図５を用いて説明したように、センサ温度Ｔが目標温度Ｔｃとなるようにヒータ６８への通電量が制御される。
【００３２】
このように運転者が車両に到着する前にプリヒートが開始されるので、センサ温度Ｔが活性化温度Ｔｅに達するまで、すなわち、空燃比センサ５６、５８の出力信号に基づく空燃比フィードバック制御が可能となるまでの時間が十分に確保され、内燃機関の始動直後から確実に空燃比フィードバック制御が実行される。
また、本実施例では、車両と運転者との距離Ｒに応じた通電量でプリヒートが行われる。例えば、車両と運転者との距離Ｒが大きい場合には、時間的に余裕があるため低消費電力でプリヒートが行われる。
【００３３】
このように本実施例では、長時間にわたってヒータ６８に対して不必要に大きな電力が供給されることが防止され、バッテリー７５が効率良く使用される。従って、バッテリー容量の削減、バッテリー寿命の延長、及び、省電力化による燃費向上等が実現する。
ところで、車両に接近してきた運転者が途中で止まり、車両と運転者との距離Ｒが変化しなくなった場合、内燃機関が始動される可能性は低下したと判断できる。このような場合に、車両と運転者との距離Ｒに応じたプリヒートを行い続けるとバッテリー７５を無駄に消費することになる。そこで、車両と運転者との距離Ｒが変化しなくなった場合に、内燃機関が始動される可能性が低下したと判断して、プリヒートにおける目標温度Ｔｃをより低く設定する構成にしてもよい。
【００３４】
図６は、上記機能を実現すべく、ＥＣＵ１０が実行するルーチンのフローチャートである。図６に示すルーチンは、送信器６４からの無線信号を受信器６５が受信した時に起動される。図６に示すルーチンが起動されると、先ず、ステップ３００の処理が実行される。
ステップ３００では、受信器６５が与えられる信号に基づき車両と送信器６４との距離、すなわち、車両と運転者との距離Ｒが検出される。ステップ３００の処理が終了すると、次に、ステップ３０２の処理が実行される。
【００３５】
ステップ３０２では、ステップ３００において検出された車両と運転者との距離ＲがＲ１以上であるか否かが判別される。この結果、Ｒ≧Ｒ１ならば、続くステップ３０４においてプリヒート許可フラグＦが「０」にセットされ、プリヒートの開始が禁止とされる。この場合、プリヒートは実行されずに今回のルーチンは終了される。一方、ステップ３０２において、Ｒ＜Ｒ１ならば、続くステップ３０６においてプリヒート許可フラグＦが「１」にセットされ、プリヒートの開始が許可される。そして、次に、ステップ３０８の処理が実行される。なお、プリヒート許可フラグＦは「０」に初期化されているものとする。
【００３６】
ステップ３０８では、車両から運転者までの距離ＲがＲ２（＜Ｒ１）以上であるか否かが判別される。この結果、Ｒ≧Ｒ２ならば、次に、ステップ３１０の処理が実行される。一方、ステップ３０８において、Ｒ＜Ｒ２ならば、次に、ステップ３１２の処理が実行される。
ステップ３１０では、車両から運転者までの距離ＲがＲ２以上の状態が時間τ１以上継続しているか否かが判別される。この結果、距離ＲがＲ２以上の状態が時間τ１以上継続している場合、運転者は車両に接近しておらず、内燃機関が始動される可能性は低いと判断され、次に、ステップ３１４の処理が実行される。一方、ステップ３１０において、距離ＲがＲ２以上となってからの経過時間がτ１未満であると判断される場合、次に、ステップ３１６の処理が実行される。
【００３７】
ステップ３１２では、車両から運転者までの距離ＲがＲ３（＜Ｒ２）以上であるか否かが判別される。この結果、Ｒ≧Ｒ３ならば、次に、ステップ３１８の処理が実行される。一方、ステップ３１２において、Ｒ＜Ｒ３ならば、次に、ステップ３１６の処理が実行される。
ステップ３１８では、車両から運転者までの距離ＲがＲ３以上の状態が時間τ２以上継続しているか否かが判別される。この結果、距離ＲがＲ３以上の状態が時間τ２以上継続している場合、運転者は車両に接近しておらず、内燃機関が始動される可能性は低いと判断され、次に、ステップ３２０の処理が実行される。一方、ステップ３１８において、距離ＲがＲ３以上となってからの経過時間がτ２未満であると判断される場合、次に、ステップ３１６の処理が実行される。
【００３８】
ステップ３１４では、目標素子温度が最も低いＴ１に設定される。そして、今回のルーチンは終了される。
ステップ３２０では、目標素子温度がＴ２（＞Ｔ１）に設定される。そして、今回のルーチンは終了される。
ステップ３１６では、目標素子温度が最も高いＴ３（＞Ｔ２）に設定され。そして、今回のルーチンは終了される。
【００３９】
図６に示すルーチンの実行により目標温度Ｔｃが決定されると、次に、図５に示すルーチンに従って、センサ温度Ｔが目標温度Ｔｃとなるようにヒータ６８への通電量が制御される。
以上のように、本実施例によれば、車両に接近する運転者が所持する送信器６４からの無線信号を受信器６５が受信した時に、車両と運転者との距離Ｒが検出され、距離Ｒに基づきプリヒートを開始すべきか否かが判別される。そして、プリヒートを開始すべきであると判断された場合には目標温度Ｔｃが設定される。そして、センサ温度Ｔが目標温度Ｔｃとなるようにヒータ６８への通電量が制御される。
【００４０】
このように運転者が車両に到着する前にプリヒートが開始されるので、センサ温度Ｔが活性化温度Ｔｅに達するまで、すなわち、空燃比センサ５６、５８の出力信号に基づく空燃比フィードバック制御が可能となるまでの時間が十分に確保され、内燃機関の始動直後から確実に空燃比フィードバック制御が実行される。
また、本実施例では、車両と運転者との距離Ｒ、及び、車両と運転者との距離がＲになった状態の継続時間に応じて目標温度Ｔｃが設定され、ヒータ６８への通電量が制御される。例えば、車両と運転者との距離Ｒが大きい場合は、距離Ｒが小さい場合に比して低電力でプリヒートが行われる。また、運転者が車両に接近しておらず、車両と運転者との距離がＲの状態が所定時間以上継続した場合は、運転者が車両に接近し続けている場合に比して低電力でプリヒートが行われる。
【００４１】
このように本実施例では、長時間にわたってヒータ６８に対して不必要に大きな電力が供給されることがより確実に防止され、バッテリー７５が効率良く使用される。従って、更なるバッテリー容量の削減、バッテリー寿命の延長、及び、省電力化による燃費向上等が実現する。
なお、上記実施例では、ヒータ抵抗Ｒに基づいてヒータ６８の温度を求め、この温度をセンサ温度Ｔとして用いることとしたが、センサ温度Ｔを求める手法はこれに限られるものではない。例えば、センサ素子６６は、センサ温度Ｔが高くなるほど、インピーダンスが低くなる特性を有している。このため、センサ素子６６に所定周波数の交流電圧を印可し、その印可電圧と電流との関係からセンサ素子６６のインピーダンスを測定することによりセンサ温度Ｔを求めることとしてもよい。
【００４２】
また、内燃機関の停止中は排気通路５２内の酸素濃度は一定（大気圧中の酸素濃度に等しい値）に維持されている。一方、酸素濃度が一定に維持された状況化でのセンサ電流Ｉは、センサ温度Ｔが活性化温度に達するまでは、センサ温度Ｔの上昇に応じて増加する。従って、機関始動前のセンサ電流Ｉに基づいてセンサ温度Ｔを求めることもできる。
【００４３】
また、上記実施例では、センサ電流Ｉが空燃比に応じて連続的に変化する空燃比センサ５６、５８により酸素濃度を検出するものとしたが、本発明は、これに限らず、空燃比センサ５６、５８の一方または両方に変えて、空燃比に応じてリッチ／リーンの２段階の信号を出力するＯ_２ センサを用いてもよい。
更に、上記実施例では、ヒータ６８への通電量をデューティ制御するものとしたが、これに限らず、電流値をリニアに変化させることで通電量を制御してもよい。
【００４４】
上記実施例において、ＥＣＵ１０が図５に示すルーチンを実行することにより特許請求の範囲に記載の「プリヒート手段」が、図４のステップ１００、１０２、１０８、１１２、及び、図６のステップ３００、３０２、３０８、３１０、３１２、３１８の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載の「接近状況検出手段」が、それぞれ実現されている。また、ＥＣＵ１０が図４のステップ１０２、１０４、１０６、及び、図６のステップ３０２、３０４、３０６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載の「許可手段」が、図４のステップ１１０、１１４、１１６、及び、図６のステップ３１４、３１６、３２０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載の「通電量設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００４５】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明では、運転者が車両に対して所定距離以内に接近した場合にヒータへの通電が開始される。このため、内燃機関が始動される前に空燃比センサに対する加熱時間が十分に確保される。従って、本発明によれば、早期にセンサ温度が活性化温度に達するので、機関始動直後から確実に空燃比フィードバック制御を実行することができる。
【００４６】
また、請求項２記載の発明では、車両と運転者との接近状況に応じた通電量がヒータに供給される。このため、長時間にわたってヒータに対して不必要に大きな電力が供給されることが防止される。従って、本発明によれば、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空燃比センサのヒータ制御装置が適用された内燃機関のシステム構成図である。
【図２】本実施例のシステムが備える空燃比センサの内部構成をＥＣＵとの接続回路と共に示す図である。
【図３】プリヒートの際にＥＣＵが使用するマップＭの構成例を示す図である。
【図４】プリヒートにおける目標素子温度を決定すべくＥＣＵが実行するルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図５】ＥＣＵが空燃比センサのプリヒートを実現すべく実行するルーチンのフローチャートである。
【図６】プリヒートにおける目標素子温度を決定すべくＥＣＵが実行するルーチンを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ＥＣＵ
５４ 触媒コンバータ
５６、５８ 空燃比センサ
６４ 送信器
６５ 受信器
６６ センサ素子
６８ ヒータ
７５ 車載バッテリー

Claims (2)

1. 内燃機関に設けられた空燃比センサが備えるヒータに対して機関始動前に通電を行うプリヒート手段を有する空燃比センサのヒータ制御装置であって、
   車両と運転者との接近状況を検出する接近状況検出手段と、
   運転者が車両に対して所定距離以内に接近した場合に前記プリヒート手段によるヒータへの通電を許可する許可手段とを備え、
   前記プリヒート手段は、前記許可手段により許可された場合に前記ヒータに対する通電を開始することを特徴とする空燃比センサのヒータ制御装置。
2. 請求項１記載の空燃比センサのヒータ制御装置であって、
   車両と運転者との接近状況に応じて前記プリヒート手段による前記ヒータへの通電量を設定する通電量設定手段を備えることを特徴とする空燃比センサのヒータ制御装置。

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