JP4396534B2 - ヒータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気管に取り付けられたヒータ付き空燃比センサのヒータ制御装置に関する。

エンジン始動時に排気管内温度が低く、排気管内に水滴が残っているときや、排気管内に水滴が発生するおそれがあるときに、酸素センサの加熱用ヒータの通電を停止して、酸素センサのサーマルショックを防止する必要が生じる。このサーマルショックを防止するヒータ制御装置として、以下の提案がなされている。

酸素センサの内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段と、この内部抵抗検出手段で検出した内部抵抗値に基づいて酸素センサ表面温度を推定し、酸素センサ表面温度に基づいて排気管内温度を推定し、この排気管内温度が所定温度に達したときに酸素センサと一体に組み込まれた加熱用ヒータの通電開始の制御をする制御手段と、を備えたヒータ通電制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、エンジン負荷に基づいて、空燃比センサ近傍の排気管温度を算出する排気管温度算出手段と、この排気管温度に応じて空燃比センサのヒータ通電を制御するヒータ通電制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−９７９０２号公報 特開２００２−２５６９４９号公報

しかしながら、上記特許文献１に示すヒータ通電制御装置においては、３００℃以下の低温時の酸素センサの内部抵抗は無限大になることから、低温時における酸素センサの内部抵抗を計測するのは困難である。一方、特別な回路を構成することにより、低温時の酸素センサの内部抵抗を計測し得るがコストの上昇に繋がる。

また、上記特許文献２に示すヒータ制御装置においては、冷却水温が高い場合でも、外気温度が低い場合は排気管温度が低下し、排気管内に水滴が発生するおそれがある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、空燃比センサの信頼性を向上させることを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、内燃機関の排気管に取り付けられたヒータ付き空燃比センサのヒータ制御装置であって、上記ヒータの内部抵抗を検出するヒータ抵抗検出手段と、上記ヒータ抵抗検出手段により検出された上記ヒータの内部抵抗に基づいて、上記排気管内の排気温度を推定する排気温度推定手段と、上記排気温度推定手段により推定された上記排気温度が所定温度以上のときに、上記ヒータによる上記空燃比センサへの加熱を許可する加熱許可手段と、を備え、上記排気温度推定手段は、上記ヒータの内部抵抗と上記排気温度との所定関係に基づいて、上記排気温度を推定すると共に、上記内燃機関の吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、上記内燃機関のソーク時間を計測するソーク時間計測手段と、上記ソーク時間計測手段により計測された上記ソーク時間が所定時間以上のとき、上記吸気温度検出手段により検出された上記吸気温度と上記ヒータ抵抗検出手段により検出された上記ヒータの内部抵抗とに基づいて、上記所定関係に対して補正を行う補正手段と、を更に備えることを特徴とするヒータ制御装置である。

この一態様によれば、上記ヒータの内部抵抗に基づいて、上記排気管内の排気温度を推定し、上記排気温度が所定温度以上のときに、上記ヒータによる上記空燃比センサへの加熱を許可する。これにより、高温側および低温側を問わず、広温度範囲において排気温度が高精度に推定できる。したがって、空燃比センサにおけるサーマルショックの発生をより確実に予測し、防止することができる。すなわち、空燃比センサの信頼性をより向上させることができる。

また、上記ソーク時間が所定時間以上のとき、上記吸気温度と上記ヒータの温度とが近似してくる。したがって、上記吸気温度を上記ヒータの温度として用いることにより、上記ヒータの内部抵抗と上記排気温度との所定関係を算出する際に、上記ヒータの内部抵抗のバラツキを抑えることが可能となる。すなわち、より高精度に上記排気管内の排気温度を推定することができる。

さらに、この一態様において、上記内燃機関の水温度を検出する水温検出手段と、上記水温検出手段により検出された上記水温度と上記吸気温度検出手段により検出された上記吸気温度とが所定温度範囲内にあるか否かを判定する範囲判定手段と、を更に備え、上記範囲判定手段により上記水温度および上記吸気温度が上記所定温度範囲内にあると判定されたとき、上記補正手段は前記所定関係に対して補正を行ってもよい。

なお、この一態様において、上記補正手段は上記水温度検出手段により検出された上記水温度と上記ヒータ抵抗検出手段により検出された上記ヒータの内部抵抗に基づいて、上記所定関係に対して補正を行ってもよい。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、内燃機関の排気管に取り付けられたヒータ付き空燃比センサのヒータ制御装置であって、上記内燃機関のソーク時間を計測するソーク時間計測手段と、上記ソーク時間計測手段により計測された上記ソーク時間が所定時間以下のとき、上記ヒータによる上記空燃比センサへの加熱を許可する加熱許可手段と、を備えることを特徴とするヒータ制御装置であってもよい。

また、この一態様において、上記ソーク時間の計測開始時までの上記内燃機関への吸入空気の積算量を取得する積算量取得手段を更に備え、上記加熱許可手段は、上記積算量取得手段により取得された吸入空気の積算量が所定量以上のとき、上記ヒータによる上記空燃比センサへの加熱を許可するのが好ましい。

なお、これら態様において、上記内燃機関のソーク時間とは前回内燃機関が駆動され、停止されたときから今回内燃機関が駆動開始されたときまでの時間をいう。

本発明によれば、空燃比センサの信頼性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用の制御装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１乃至第３の実施の形態に係るヒータ制御装置を示すシステム構成の概略図である。図１に示す如く、エンジン等の内燃機関３には燃焼された排気ガスを車両後方に導く排気管５が接続されている。また、排気管５には排気管５内を流れる排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ等の空燃比センサ７が配設されている。さらに、酸素センサ７には、当該センサの素子を加熱し、活性化するヒータ９が取付けられている。

ヒータ９には、ヒータ９の通電および停電を制御するＥＣＵ等の制御手段１１が制御回路１３を介して接続されている。エンジン３のインテークマニホールドには、エンジン３の吸気温度を検出するサーミスタ等の吸気温センサ１５が配設され、この吸気温センサ１５はＥＣＵ１１に接続されている。また、ＥＣＵ１１にはエンジン３の冷却水の温度を検出するサーミスタ等の水温センサ１７が接続されている。エンジン３のインテークマニホールドには、エンジン３の吸入空気量を検出するエアフローメータ１９が配設され、エアフローメータ１９はＥＣＵ１１に接続されている。ＥＣＵ１１は、エアフローメータ１９からの吸入空気量に基づいて、吸入空気の積算量を算出する。

酸素センサ７はジルコニア等の固体電解質からなり、動作温度に制限がある。すなわち、酸素センサ７が数百℃以上の活性化温度（例えば、７００℃）まで加熱されて活性化した状態でないと、酸素濃度の検出を行わないという特性を有している。この為、酸素センサ７は長時間のアイドリング運転等によって排気管温度が低下したときに、酸素センサ７の温度を所望の活性化温度に維持する為にヒータ９により加熱が行われている。

ヒータ９は酸素センサ７に密着した構成となっており、酸素センサ７が活性化温度で安定的な動作をするように、通電および停電を所定のＤＵＴＹ比（通電時間と停電時間の比）で繰り返し、酸素センサ７の加熱を行っている。なお、ヒータ９には制御回路１３を介してバッテリ２１が接続され、バッテリ２１からヒータ９へ電力が供給される。制御回路１３はＥＣＵ１１からの通電信号を受信すると、ヒータ９に所定のＤＵＴＹ比で通電および停電を繰返させて酸素センサ７を加熱させる。また、制御回路１３はＥＣＵ１１からの停止信号を受信すると、ヒータ９の通電を停止させて、酸素センサ７の加熱を停止させる。このようにして、酸素センサ７はヒータ９によって活性化温度まで加熱され、また活性化温度に維持される。

ＥＣＵ１１には、ヒータ９への印加電圧を検出する電圧センサ２３と、ヒータ９への印加電流を検出する電流センサ２５とが接続されている。ＥＣＵ１１は電圧センサ２３からの電圧Ｖおよび電流センサ２５からの電流Ｉに基づいて、ヒータ９の内部抵抗Ｒを以下の（１）式により算出する。

Ｒ＝Ｖ／Ｉ （１）式
なお、ＥＣＵ１１はヒータ９の内部抵抗を算出する際、ヒータ９を所定時間（例えば、約１〜５秒）だけ通電させる。このように短時間通電させることにより、ヒータ９の温度上昇を抑えつつ、ヒータ９通電による内部抵抗Ｒの算出が可能となる。

また、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイスを有している。さらに、ＥＣＵ１１にはイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）２７が接続され、イグニッションスイッチ２７はオン状態にされるとＥＣＵ１１にオン信号を送信し、オフ状態にされるとＥＣＵ１１にオフ信号を送信する。ＥＣＵ１１には、イグニッションスイッチ２７のオフ信号を受信してからのソーク時間（エンジン停止時間）を計測するソークタイマ１１ａが内蔵されている。ソークタイマ１１ａは、イグニッションスイッチ２７からのオフ信号を受信すると計測を開始し、オン信号を受信すると計測を終了する。

ＥＣＵ１１のＲＯＭには、ヒータ９の内部抵抗とヒータ９の温度との所定関係が記憶されている。この所定関係において、ヒータ９の温度からヒータ９の自己発熱温度を減算することにより、ヒータ９の内部抵抗と排気管５内の温度との所定関係が算出される。算出されたヒータ９の内部抵抗と排気管５内の温度との所定関係が、ＥＣＵ１１のＲＡＭに記憶される。なお、各所定関係は実験的にヒータ９の温度、ヒータ９の抵抗等が測定され、最小二乗法等により近似線を算出することにより導出される。また、各所定関係は略正比例関係となっている。

ところで、エンジン３の低温始動時、暖気過程時等の排気管温度が低い場合において、排気管３内に水滴が残存し、又は排気管３内に水滴が発生することがある。例えば、酸素センサ７に水滴が付着した状態で酸素センサ７のヒータ９に通電が開始されると、酸素センサ７の水滴付着による温度低下と、ヒータ９の加熱による温度上昇とにより急激な温度差が生じ、所謂サーマルショックによる酸素センサ７の素子に割れが生じる。このサーマルショックを防止する為、酸素センサ７に水滴付着のおそれがあるときは、ヒータ９による酸素センサ７への加熱を禁止するように、以下の制御処理が行われる。

図２は、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置の制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンおよび図３および図５に示す制御ルーチンは所定の微小時間毎、例えば６４ｍｓ毎に繰返し実行される。

図２に示す如く、ＥＣＵ１１はイグニッションスイッチ２７からオン信号を受信すると（Ｓ１００）、制御回路１３を介してヒータ９を所定時間、通電させる（Ｓ１１０）。このとき、ＥＣＵ１１は電圧センサ２３からの電圧Ｖと、電流センサ２５からの電流Ｉに基づいて、上記（１）式によりヒータ９の内部抵抗Ｒを算出する（Ｓ１２０）。ＥＣＵ１１は制御回路１３を介して所定時間、ヒータ９を通電させた後、通電を停止させる（Ｓ１３０）。

次に、ＥＣＵ１１はＲＯＭに記憶されたヒータ９の内部抵抗と排気管５内の温度との所定関係、および算出されたヒータ９の内部抵抗に基づいて、排気管５内の温度を推定する（Ｓ１４０）。

その後、ＥＣＵ３は推定された排気管５内の温度が所定温度以上（例えば、６０℃以上）であり、酸素センサ７においてサーマルショックが発生するおそれがないか否かを判定する（Ｓ１５０）。ＥＣＵ３は推定された排気管５内の温度が所定温度以上であり、酸素センサ７においてサーマルショックが発生するおそれがないと判定したとき、制御回路１３に通電信号を送信する（Ｓ１６０）。通電信号を受信した制御回路１３は、所定のＤＵＴＹ比でヒータ９を通電および停電させて、酸素センサ７を加熱する（Ｓ１７０）。このようにして、ＥＣＵ１１は酸素センサ７を活性化温度まで加熱し、また活性化温度に維持する。

一方、ＥＣＵ１１は推定された排気管５内の温度が所定温度未満であり、酸素センサ７においてサーマルショックが発生するおそれがあると判定したとき（Ｓ１５０）、ヒータ９の通電を停止させる（Ｓ１８０）。その後、ＥＣＵ１１は所定時間以上が経過しているか否かを判定する（Ｓ１９０）。ＥＣＵ１１は所定時間以上経過していると判定したときは、（Ｓ１１０）の処理に移行する。また、ＥＣＵ１１は所定時間以上経過していないと判定したときは、（Ｓ１８０）の処理に移行する。

以上、ヒータ９の内部抵抗に基づいて、排気管５内の温度を推定することから、低温度側および高温度側のいずれを問わず、広温度範囲において高精度に排気管５内の温度を推定することができる。これにより、より確実に酸素センサ７のサーマルショックを防止することが可能となり、酸素センサの信頼性を向上させることができる。また、排気管５内の温度を検出する為の温度センサを排気管５に取付ける必要が無いことから、組付け性の向上およびコストの低減に繋がる。

以下、第２および第３の実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
（第２の実施の形態）
前回エンジン駆動時に排気管５内の温度が高温となり、その高温状態で駆動停止された場合等において、ソーク時間が所定時間以内であれば、排気管５内の温度は高温に保持され得る。この場合、排気管３内に水滴が残存し、又は排気管３内に水滴が発生するおそれがないことから、ヒータ９により酸素センサ７を加熱しても、酸素センサ７にサーマルショックが発生するおそれがない。以下、このような場合のヒータ制御装置１の制御方法の一例を説明する。

図３は第２の実施の形態に係るヒータ制御装置１の制御ルーチンのフローチャートである。

図３に示す如く、ＥＣＵ１１はイグニッションスイッチ２７からオン信号を受信すると（Ｓ２００）、前回エンジン駆動時の吸入空気の積算量が所定量以上であり、エンジン３が十分に暖気されたか否かを判定する（Ｓ２１０）。

ＥＣＵ１１は吸入空気の積算量が所定値以上であると判定したとき、ソークタイマ１１ａにより計測されたソーク時間が所定時間以上（例えば、２時間以上）であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。一方、ＥＣＵ１１は吸入空気の積算量が所定値未満であると判定したとき、（Ｓ２３０）の処理に移行する。

ここで、上記所定時間は吸入空気の積算量に基づいて設定され、吸入空気の積算量に比例して大きく設定される。例えば、排気管５内の温度が３００℃、４００℃、５００℃となる吸入空気の積算量のときは、所定時間が夫々順に１時間、２時間、３時間に設定される。なお、排気管５内の温度は吸入空気の積算量に略比例して大きくなる。したがって、前回エンジン駆動時の吸入空気の積算量が大きい場合（例えば、長時間走行、エンジン３が高回転で駆動等）、排気管５内が十分高温になっていたと判断でき、ソーク時間が大きく、排気管５内の温度が低下した場合においても、排気管５内の温度が十分高温に保持されていると判断できる。一方、前回エンジン駆動時の吸入空気の積算量が小さい場合（例えば、エンジン３が短時間だけアイドル状態で駆動等）、排気管５内が十分高温になっていないと判断でき、ソーク時間が大きいと排気管５内の温度が低下し、排気管５内が低温状態になってしまう。上述したように、所定時間と吸入吸気の積算量との最適な関係は、ＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶されている。

ＥＣＵ１１はソークタイマ１１ａにより計測されたソーク時間が所定時間以上であると判定したとき、制御回路１３を介してヒータ９を所定時間、通電させる（Ｓ２３０）。このとき、ＥＣＵ１１は電圧センサ２３からの電圧Ｖと、電流センサ２５からの電流Ｉに基づいて、上記（１）式によりヒータ９の内部抵抗Ｒを算出する（Ｓ２４０）。ＥＣＵ１１は制御回路１３を介して所定時間、ヒータ９を通電させた後、通電を停止させる（Ｓ２５０）。

一方、ＥＣＵ１１はソークタイマ１１ａにより計測されたソーク時間が所定時間未満であると判定したとき、（Ｓ２８０）の処理に移行する。

次に、ＥＣＵ１１はＲＯＭに記憶されたヒータ９の内部抵抗と排気管５内の温度との所定関係、および算出されたヒータ９の内部抵抗に基づいて、排気管５内の温度を推定する（Ｓ２６０）。

その後、ＥＣＵ１１は推定された排気管５内の温度が所定温度以上（例えば、６０℃以上）であるか否かを判定する（Ｓ２７０）。ＥＣＵ１１は推定された排気管５内の温度が６０℃以上であり、サーマルショックが発生しないと判定したとき、制御回路１３に通電信号を送信する（Ｓ２８０）。通電信号を受信した制御回路１３は、所定のＤＵＴＹ比でヒータ９を通電および停電させて、酸素センサ７を加熱する（Ｓ２９０）。

一方、ＥＣＵ１１は推定された排気管５内の温度が６０℃未満であり、サーマルショックが発生するおそれがあると判定したとき、ヒータ９の通電を停止させて酸素センサ７の加熱を停止させる（Ｓ３００）。その後、ＥＣＵ１１は所定時間以上が経過しているか否かを判定する（Ｓ３１０）。ＥＣＵ１１は所定時間以上経過していると判定したときは、（Ｓ２１０）の処理に移行する。また、ＥＣＵ１１は所定時間以上経過していないと判定したときは、（Ｓ３００）の処理に移行する。

次に、本実施の形態の変形例について説明する。

上記実施の形態の（Ｓ２１０）において、前回エンジン駆動時の吸入空気の積算量が所定量以上であり、エンジン３が十分に暖気されたか否かを判定しているが、酸素センサ７が活性化されたか否か（活性化温度以上になっているか否か）を判定してもよい。また、ＥＣＵ１１は前回エンジン駆動停止時の排気管５内の温度が所定値以上であり、エンジン３が十分に暖気されたか否かを判定してもよい。

以上、前回エンジン駆動時の吸入空気の積算量が所定量以上で、かつソーク時間が所定時間以上であるときに、ヒータ９によって酸素センサ７を加熱する。これにより、簡易な方法によってコストを低減させつつ、確実に酸素センサ７のサーマルショックを防止することができ、酸素センサ７の信頼性を向上させることができる。

また、ヒータ９の内部抵抗に基づいて、排気管５内の温度を推定することから、低温度側および高温度側のいずれを問わず、広温度範囲において高精度に排気管５内の温度を推定することができる。これにより、より確実に酸素センサ７のサーマルショックを防止することが可能となる。
（第３の実施の形態）
ソーク時間が所定時間以上（例えば、５時間以上の長時間）のとき、吸気温度、および水温度が外気温度近くまで低下する。さらに、ヒータ９の温度も、吸気温度、および水温度近くまで低下すると推測できる。したがって、ソーク時間が所定時間以上のとき、吸気温センサ１５からの吸気温度又は水温センサ１７からの水温度をヒータ９の温度として推定できる。

この推定されたヒータ９の温度により、予めＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶されたヒータ９の内部抵抗とヒータ９の温度との所定関係（図３に示す実線（ａ））に対して補正を行う。これにより、ヒータ９の内部抵抗とヒータ９の温度とを測定し、所定関係を算出する際に、各測定値のバラツキを抑え、より精度の高い所定関係（図３に示す点線（ｂ））を導出することができる。すなわち、より精度の高いヒータ９の内部抵抗とヒータ９の温度との所定関係を算出することにより、この所定関係に基づいて、ヒータ９の温度と排気管５内の温度との所定関係に対して補正を行い、より精度の高いヒータ９の内部抵抗と排気管５内の温度との所定関係が導出可能となる。

図４は補正前後のヒータの内部抵抗とヒータの温度との所定関係の一例を示す図である。図４において、実線（ａ）は補正前におけるヒータ９の内部抵抗とヒータ９の温度との所定関係を示し、点線（ｂ）は補正後におけるヒータ９の内部抵抗とヒータ９の温度との所定関係を示している。

図４に示す如く、例えばＥＣＵ１１により算出されたヒータ９の内部抵抗が１３Ωだとすると、ＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶されている所定関係（実線（ａ））からヒータ９の温度は約２０℃となる。このとき水温センサ１７の水温度又は、吸気温センサ１５から吸気温度が約４０℃だとしたら、ヒータ９の内部抵抗が１３Ωのときヒータ９の温度が約４０度となるように、所定関係を平行にずらすことにより補正を行う。ＥＣＵ１１はこの補正された所定関係（点線（ｂ））に基づいて、補正後のヒータ９の内部抵抗と排気管５内の温度との所定関係を算出する。

以下、上述したヒータ９の内部抵抗と排気管５内の温度との所定関係の補正処理について詳細に説明する。

図５は第３の実施の形態に係るヒータ制御装置１の制御ルーチンのフローチャートである。

図５に示す如く、ＥＣＵ１１はイグニッションスイッチ２７からオン信号を受信すると（Ｓ４００）、ソークタイマ１１ａにより計測されたソーク時間が所定時間以上（例えば、５時間以上）であるか否かを判定する（Ｓ４１０）。ここで、所定時間は前回エンジン駆動時の吸入空気の積算量に基づいて設定され、吸入空気の積算量に略比例して大きく設定される。

次に、吸気温センサ１５により吸気温度、および水温センサ１７により水温度が検出され（Ｓ４２０）、ＥＣＵ１１は検出された吸気温度および水温度が所定温度以下であるか否かを判定する（Ｓ４３０）。この判定により吸気温度および水温度が高いとき、外気温度に近くないと判定でき、ヒータ９の温度として近似できないことが判別される。

その後、ＥＣＵ１１は吸気温度および水温度が所定温度以下と判定したとき、吸気温度および水温度が所定温度範囲内（例えば、±１℃以内）か否かを判定する（Ｓ４４０）。この判定により、吸気温度および水温度のバラツキを抑えることでき、当該制御処理の精度をより向上させることができる。

また、ＥＣＵ１１は吸気温度および水温度が所定温度範囲内にあると判定したとき、制御回路１３を介してヒータ９を所定時間、通電させる（Ｓ４５０）。このとき、ＥＣＵ１１は電圧センサ２３からの電圧Ｖと、電流センサ２５からの電流Ｉに基づいて、上記（１）式によりヒータ９の内部抵抗Ｒを算出する（Ｓ４６０）。ＥＣＵ１１は制御回路１３を介して所定時間、ヒータ９を通電させた後、通電を停止させる（Ｓ４７０）。

さらに、ＥＣＵ１１は吸気温センサ１５により検出された吸気温度をヒータ９の温度と推定して、（Ｓ４６０）において算出されたヒータ９の内部抵抗のときに、上記推定されたヒータ９の温度となるように、ＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶されたヒータ９の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係を平行にずらし、当該所定関係に対し補正を行う。さらに、ＥＣＵ１１は補正されたヒータ９の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係に基づいて、排気管５内の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係に対して、補正を行う（Ｓ４８０）。

ＥＣＵ１１は補正された排気管５内の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係に基づいて、上述した第１の実施の形態における（Ｓ１４０）、および第２の実施の形態における（Ｓ２６０）以降の制御処理を行う。

以上、ヒータ９の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係を吸気温センサ１５からの吸気温および水温センサ１７からの水温に基づいて補正を行うことにより、ヒータ９の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係を算出する際のヒータ９の内部抵抗のバラツキを抑えることができる。したがって、ヒータ９の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係を高精度に算出できることから、排気管５内の温度とヒータ９の内部抵抗との所定関係を高精度に算出することができる。すなわち、排気管５内の温度を高精度に推定できることから、より確実に酸素センサ７のサーマルショックを防止でき、酸素センサ７の信頼性を向上させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明は、車両用の空燃比センサに採用されるヒータ制御装置に利用できる。採用される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の第１乃至第３の実施の形態に係るヒータ制御装置を示すシステム構成の概略図である。 第１の実施の形態に係るヒータ制御装置の制御ルーチンのフローチャートである。 第２の実施の形態に係るヒータ制御装置の制御ルーチンのフローチャートである。 補正前後のヒータの内部抵抗とヒータの温度との所定関係の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係るヒータ制御装置１の制御ルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１ ヒータ制御装置
３ エンジン（内燃機関）
５ 排気管
７ 酸素センサ（空燃比センサ）
９ ヒータ
１１ ＥＣＵ
１１ａ ソークタイマ
１３ 制御回路
１５ 吸気温センサ
１７ 水温センサ
１９ エアフローメータ
２１ バッテリ
２３ 電圧センサ
２５ 電流センサ
２７ イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）

Claims (4)

1. 内燃機関の排気管に取り付けられたヒータ付き空燃比センサのヒータ制御装置であって、
   前記ヒータの内部抵抗を検出するヒータ抵抗検出手段と、
   前記ヒータ抵抗検出手段により検出された前記ヒータの内部抵抗に基づいて、前記排気管内の排気温度を推定する排気温度推定手段と、
   前記排気温度推定手段により推定された前記排気温度が所定温度以上のときに、前記ヒータによる前記空燃比センサへの加熱を許可する加熱許可手段と、を備え、
   前記排気温度推定手段は、前記ヒータの内部抵抗と前記排気温度との所定関係に基づいて、前記排気温度を推定すると共に、
   前記内燃機関の吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、
   前記内燃機関のソーク時間を計測するソーク時間計測手段と、
   前記ソーク時間計測手段により計測された前記ソーク時間が所定時間以上のとき、前記吸気温度検出手段により検出された前記吸気温度と前記ヒータ抵抗検出手段により検出された前記ヒータの内部抵抗とに基づいて、前記所定関係に対して補正を行う補正手段と、を更に備える
   ことを特徴とするヒータ制御装置。
2. 請求項１記載のヒータ制御装置であって、
   前記内燃機関の水温度を検出する水温検出手段と、
   前記水温検出手段により検出された前記水温度と前記吸気温度検出手段により検出された前記吸気温度とが所定温度範囲内にあるか否かを判定する範囲判定手段と、を更に備え、
   前記範囲判定手段により前記水温度および前記吸気温度が前記所定温度範囲内にあると判定されたとき、前記補正手段は前記所定関係に対して補正を行う
   ことを特徴とするヒータ制御装置。
3. 内燃機関の排気管に取り付けられたヒータ付き空燃比センサのヒータ制御装置であって、
   前記内燃機関のソーク時間を計測するソーク時間計測手段と、
   前記ソーク時間計測手段により計測された前記ソーク時間が所定時間以下のとき、前記ヒータによる前記空燃比センサへの加熱を許可する加熱許可手段と、を備える
   ことを特徴とするヒータ制御装置。
4. 請求項３記載のヒータ制御装置であって、
   前記ソーク時間の計測開始時までの前記内燃機関への吸入空気の積算量を取得する積算量取得手段を更に備え、
   前記加熱許可手段は、前記積算量取得手段により取得された吸入空気の積算量が所定量以上のとき、前記ヒータによる前記空燃比センサへの加熱を許可する
   ことを特徴とするヒータ制御装置。

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