JP5948485B2 - ラムダセンサ予熱制御方法及びラムダセンサ駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の排気ガス中等の酸素濃度を検出するラムダセンサに係り、特に、予熱制御の信頼性向上等を図ったものに関する。

センサ素子の温度を活性温度に維持する必要があるラムダセンサにあっては、酸素濃度の検出動作の前に、ヒータの予熱制御が必要であるが、かかる予熱制御の信頼性、安定性等を目的として種々の制御方法、装置が提案、実用化されている。
例えば、ヒータ抵抗値と温度との相関に着目し、ヒータ抵抗値を検出し、その抵抗値からセンサ全体が検出動作を行うに十分な温度に達したか否かを判定するようにした手法等が開示されている（例えば、特許文献１等参照）。

ところで、ラムダセンサのヒータへの通電は、所定幅のパルス電圧を所定の繰り返し周期で印加する方法が採られることが多いが、かかる方法にあって、パルス幅は、パルス電圧波形が矩形状であることを前提として定められるが、実際には、駆動回路の信号遅延や半導体素子の電気特性等に起因して、パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間に遅延が生じてしまう。
そのため、ヒータの印加電圧に要求される実効電圧が保てなくなり、予熱の過不足を招く虞がある。

特開２００９−２８８０８２号公報（第４−１３頁、図１−図１０）

ところが、先に述べた従来技術のように、ヒータ抵抗値を検出するのみでヒータ温度の適否を判断するだけでは、規定通りの実効電圧が確保されているか否か判断することはできないため、要求される実効電圧を確実に保ち、予熱の過不足を招くことのない予熱制御を行うことが困難という問題がある。また、ラムダセンサは、予熱の際に余分な水分を確実に排除する必要があるため、本来の実効電圧で十分な予熱が確保されないままで予熱を終えて、通常の加熱状態に移行した場合には、ラムダセンサの寿命に影響を与えかねない。また、過剰な予熱もラムダセンサの寿命に影響を与えかねないという問題もある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、予熱制御において所望される実効電圧を確実に確保し、信頼性の高い予熱制御を実現することのできるラムダセンサ予熱制御方法及びラムダセンサ駆動制御装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るラムダセンサ予熱制御方法は、
ラムダセンサの内部ヒータへＰＷＭ制御によるパルス電圧を印加し、前記内部ヒータの予熱を行うよう構成されてなるラムダセンサ予熱制御装置におけるラムダセンサ予熱制御方法であって、
所定の演算式により定められる前記パルス電圧のデューティ比に対して、前記パルス電圧に生ずる立ち上がり、及び、立ち下がり時間の遅延に起因する前記デューティ比におけるパルス電圧の実効値の低下を補償する補正を施すよう構成されてなるものである。
また、上記発明の目的を達成するため、本発明に係るラムダセンサ駆動制御装置は、
ラムダセンサの内部ヒータへの通電を制御する制御信号を生成、出力する演算制御部と、
前記演算制御部の制御信号に基づいて前記内部ヒータへＰＷＭ制御によるパルス電圧の印加により通電を行う通電駆動部とを具備してなるラムダセンサ駆動制御装置であって、
前記演算制御部は、所定の演算式により定められる前記パルス電圧のデューティ比に対して、前記パルス電圧に生ずる立ち上がり、及び、立ち下がり時間の遅延に起因する前記デューティ比におけるパルス電圧の実効値の低下を補償する補正を施すよう構成されてなるものである。

本発明によれば、内部ヒータへ印加されるパルス電圧の実効値を可能な限り本来の値として通電を行えるので、予熱の過不足を招くことなく、信頼性、安定性のある予熱制御が実現できるという効果を奏するものである。
特に、小さいデューティ比での駆動を余儀なくされる場合には、パルス電圧の実効値の低下による影響が大きいことが多いが、かかる実効値の低下を確実に抑圧し、より信頼性、安定性のある予熱制御を実現することができる。

本発明の実施の形態におけるラムダセンサ駆動制御装置の構成例を示す構成図である。 図１に示されたラムダセンサ駆動制御装置に適用される本発明の実施の形態におけるラムダセンサ予熱制御方法の第１の実施例における処理手順を示すサブルーチンフローチャートである。 図１に示されたラムダセンサ駆動制御装置に適用される本発明の実施の形態におけるラムダセンサ予熱制御方法の第２の実施例における処理手順を示すサブルーチンフローチャートである。 図１に示されたラムダセンサ駆動制御装置に適用される本発明の実施の形態におけるラムダセンサ予熱制御方法の第３の実施例における処理手順を示すサブルーチンフローチャートである。 バッテリ電圧・補正値マップをＥＣＵ温度毎に設けた場合を模式的に示した説明図である。 ＥＣＵ温度毎のバッテリ電圧・補正値マップを通電制御用半導体素子毎に設けた場合を模式的に示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるラムダセンサ駆動制御装置の構成について図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるラムダセンサ駆動制御装置は、車両の動作制御を行う電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）１００を用いてなるもので、電子制御ユニット１００は、バッテリ電圧検出部５１と、演算制御部（図１においては「ＣＰＵ」と表記）５２と、通電駆動部５３とを主たる構成要素として構成されてなるものである。

バッテリ電圧検出部５１は、車両用バッテリ（図示せず）の電圧を検出し、その検出電圧を演算制御部５２へ供するものとなっている。本発明の実施の形態におけるバッテリ電圧検出部５１は、図示されない車両用バッテリとグランドとの間に直列接続された検出用第１及び第２の抵抗器２，３と、バッファ増幅器４とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
検出用第１の抵抗器２と検出用第２の抵抗器３の相互の接続点は、バッファ増幅器４の入力段に接続されており、車両用バッテリの電圧Ｖｂに対応した分割電圧がバッファ増幅器４を介して演算制御部５２に入力され、演算制御部５２おけるラムダセンサ駆動制御処理等に供されるようになっている。

演算制御部５２は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）やＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、通電駆動部５３へ対する制御信号を出力するためのインターフェイス回路（図示せず）などを主たる構成要素として構成されたものとなっているものである。
かかる演算制御部５２においては、後述するようにラムダセンサ１へ印加されるパルス電圧のデューティ比演算等のラムダセンサ駆動制御処理等が実行されるものとなっている。

通電駆動部５３は、駆動回路（図１においては「ＤＲＶ」と表記）５３ａと通電制御用半導体素子５とを有してなり、演算制御部５２からの制御信号に基づいて駆動回路５３ａにより通電制御用半導体素子５が駆動制御されることで、ラムダセンサ１の内部ヒータ１ａの通電制御が行われるようになっている。
通電制御用半導体素子５は、例えば、ＭＯＳ ＦＥＴなどが用いられ、そのドレインはラムダセンサ１の内部ヒータ１ａの一端に接続される一方、ソースはグランドに接続されており、ゲートは駆動回路５３ａの出力段に接続されたものとなっている。また、内部ヒータ１ａの他端には、車両用バッテリ（図示せず）のバッテリ電圧Ｖｂが印加されるようになっている。
かかる構成により、通電制御用半導体素子５は、駆動回路５３ａから印加される制御信号としてのゲート電圧に応じて、その導通、非導通が制御され、それに伴い内部ヒータ１ａの通電が制御可能となっている。

ラムダセンサ１は、具体的には、例えば、ワイドバンドラムダセンサ等である。
かかるラムダセンサ１は、良く知られているように内部ヒータ１ａを有してなるもので、安定した検出信号を得るために、検出信号を得る前に内部ヒータ１ａにより予熱が行われるようになっている。
なお、図１においては、ラムダセンサ１により検出された酸素濃度に対応する検出信号の出力部分については、図示を省略したものとなっている。

なお、後述する第２の実施例においては、電子制御ユニット１００内の適宜な部位に、温度センサ６が設けられることが前提となる。この温度センサ６の検出信号は、電子制御ユニット１００内部の温度として演算制御部５２に入力され、ディジタル信号に変換されて第２の実施例におけるラムダセンサ予熱制御処理等に供されるようになっている。

次に、上述の演算制御部５２により実行される本発明の実施の形態におけるラムダセンサ予熱制御処理の第１の実施例について、図２に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、図２に示されたサブルーチンフローチャートは、演算制御部５２において従来同様実行されるラムダセンサ１の通電駆動制御などと共に実行される１つのサブルーチン処理となっているものである。
また、この図２に示された一連の処理は、車両エンジン（図示せず）の起動に伴い開始されるものであることを前提としている。

演算制御部５２により処理が開始されると、最初に、車両エンジン（図示せず）の起動からの経過時間を表す変数であるｔｄｒが零に初期化される（図２のステップＳ１０２参照）。なお、演算制御部５２においては、従来から良く知られている、いわゆる計時プログラムが、車両エンジンの起動から実行開始されて、起動時からの経過時間が計時されるようになっている。

次いで、図示されない車両用バッテリのバッテリ電圧Ｖｂの測定が行われる（図２のステップＳ１０４参照）。演算制御部５２には、バッテリ電圧検出部５１により検出された検出用第２の抵抗器３における電圧降下が入力されるが、この電圧は、バッテリ電圧Ｖｂに比例するため、バッテリ電圧Ｖｂは、演算制御部５２において検出用第２の抵抗器３における電圧降下を基に演算算出されるようになっている。
次いで、バッテリ電圧Ｖｂを基に、内部ヒータ１ａに印加されるパルス電圧のデューティ比を補正するための補正値が、演算制御部５２の適宜な記憶領域に予め記憶されたバッテリ電圧と補正値との相関関係を表すバッテリ電圧・補正値マップ（図示せず）から読み出される（図２のステップＳ１０６参照）。

まず、内部ヒータ１ａの通電は、従来同様、通電制御用半導体素子５が、駆動回路５３ａを介して演算制御部５２によりオン・オフ制御されることで、所定の繰り返し周期でパルス電圧が印加されるようになっており、いわゆるＰＷＭ制御による通電制御が行われるようになっている。
ここで、パルス電圧のパルス幅は、演算制御部５２において、従来同様、別途実行されるようになっているラムダセンサ駆動制御処理において、下記する式１により算出されるデューティ比Ｄｃに基づいて決定されるようになっている。

Ｄｃ＝［（Ｖheff_tar）^２×１００］／Ｖｂ^２・・・式１

ここで、デューティ比Ｄｃは、パルスの繰り返し周期Ｔに対するパルス幅の比を百分率で表したものである。
また、Ｖheff_tarは、内部ヒータ１ａの目標とする両端の電圧を実効値で表した目標実効電圧であり、ＶｂはステップＳ１０４の処理で得られたバッテリ電圧の実際の値（実バッテリ電圧）である。
なお、上述の式１において、（Ｖheff_tar）^２×１００に代えて、簡易的に（Ｖb_nom）^２×Ｄc_nomと置き換えて、下記する式２によりデューティ比Ｄｃを求めるようにしても良い。ここで、Ｖb_nomは、車両用バッテリ（図示せず）のバッテリ電圧の公称値であり、Ｄc_nomは、内部ヒータ１ａや通電制御用半導体素子５、さらに、駆動回路５３ａ等が設計通りの特性を有し、バッテリ電圧Ｖｂが正規の値であるとした場合に内部ヒータ１ａの予熱を行う場合に必要とされるデューティ比であり、便宜的に、”ヒータ基準駆動ＯＮデューティ比”と称することとする。

Ｄｃ＝（Ｖb_nom）^２／Ｖｂ^２×Ｄc_nom・・・式２

上述のデューティ比は、パルス電圧波形が矩形波であるとの前提の下、目標実効電圧Ｖheff_tarを得るために設定されるべき値である。しかしながら、実際のパルス電圧波形は、矩形波であれば、本来、立ち上がりや立ち下がりの時間が零となるべきところ、駆動回路５３ａにおける種々の半導体素子のオン・オフ遅延や、それら半導体素子の電気的特性の影響を受け、ある程度の立ち上がりや立ち下がりの時間が存在し、いわゆる立ち上がり、立ち下がり波形の鈍りが生じ、必要とされるデューティ比Ｄｃが実質的に小さくなり確保されなくなってしまう。

本願発明者は、鋭意研究の結果、このデューティ比Ｄｃの減少が、車両用バッテリのバッテリ電圧Ｖｂが大となる程顕著となることを知見するに至り、かかる知見に基づいて、さらに鋭意研究の結果、バッテリ電圧Ｖｂに応じて、式１に補正項を付加することで、実バッテリ電圧Ｖｂの影響によるデューティ比Ｄｃの変動、より具体的には、目標実効電圧Ｖheff_tarの低下を補償可能であるという結論を得るに至った。
すなわち、下記する式３で表されるデューティ比Ｄｃの補正を行うのが好適である。

Ｄｃ＝［（Ｖheff_tar）^２×１００］／Ｖｂ^２＋ｃ（Ｖｂ）・・・式３

ここで、ｃ（Ｖｂ）は、補正項であり、補正値ｃがバッテリ電圧Ｖｂの関数として表されることを意味するものとなっている。
本発明の実施の形態においては、種々のバッテリ電圧Ｖｂに対して、適切な補正値ｃを、試験やシミュレーション結果等に基づいて決定し、バッテリ電圧Ｖｂを入力パラメータとして、入力されたバッテリ電圧Ｖｂに応じた補正値ｃが読み出し可能に構成されたマップ（バッテリ電圧・補正値マップ）が、予め演算制御部５２の適宜な記憶領域に記憶、保存されたものとなっている。
しかして、ステップＳ１０６においては、ステップＳ１０４の処理で得られたバッテリ電圧Ｖｂに対応する補正値ｃが演算制御部５２に予め記憶されたバッテリ電圧・補正値マップから読み出されることとなる。

次いで、予熱通電のためのデューティ比Ｄｃの算出が行われる（図２のステップＳ１０８参照）。
すなわち、先の式３に基づいて補正されたデューティ比Ｄｃが算出され、そのデューティ比Ｄｃでの通電制御用半導体素子５の駆動がなされ、内部ヒータ１ａの予熱が行われることとなる。
次いで、起動後からの経過時間ｔｄｒが、予め定められた予熱期間を超えたか否かが判定され（図２のステップＳ１１０参照）、経過時間ｔｄｒが予熱期間を超えていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、内部ヒータ１ａの予熱が継続されることとなる。一方、経過時間ｔｄｒが予熱期間を超えたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、予熱終了とされ、デューティ比Ｄｃは、別途定められた演算式に基づいて通常時の値に戻され（図２のステップＳ１１２参照）、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。
本発明の実施の形態によれば、このように、デューティ比Ｄｃの補正がなされるため、予熱不足を招くことのない予熱制御が実現されることとなる。また、デューティ比Ｄｃの補正は、このように、確実に、すなわち、過不足なく精度よくなされるものとなっている。例えば、本発明の実施の形態のように、補正項をバッテリ電圧の関数とすることにより、補正項が単なる定数の場合に比して、補正し過ぎて予熱が過剰となるような事態が回避され、予熱過剰によるラムダセンサ寿命への悪影響を確実に低減できるものとなっている。

次に、第２の実施例について、図３に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
この第２の実施例においては、電子制御ユニット１００内に温度センサ６が設けられていることが前提である。
また、この第２の実施例において、ステップＳ２０２、Ｓ２０４における処理は、それぞれ先に図２に示された第１の実施例におけるステップＳ１０２、Ｓ１０４における処理と基本的に同一であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略し、ステップ２０６の処理から説明することとする。

ステップＳ２０６においては、電子制御ユニット１００内の温度（以下「ＥＣＵ温度」と称する）の測定が行われる。すなわち、温度センサ６の検出信号が演算制御部５２に読み込まれ、適宜な記憶領域に暫定的に記憶、保持される。
次いで、バッテリ電圧・補正値マップの決定と、マップによる補正値読み出しが行われる（図３のステップＳ２０８参照）。
すなわち、この実施例においては、先に図２を参照しつつ説明した第１の実施例同様、バッテリ電圧・補正値マップを有する点は同一であるが、先の第１の実施例におけるバッテリ電圧・補正値マップは、電子制御ユニット１００内部の温度が標準温度（例えば、２４℃）にあるとした場合におけるものである。

これに対して、この第２の実施例においては、バッテリ電圧Ｖｂに対する補正値ｃが、より厳密にはＥＣＵ温度、特に、通電制御用半導体素子５が置かれる温度環境によって変化することに鑑みて、種々のＥＣＵ温度におけるバッテリ電圧・補正値マップを、試験、シミュレーション結果等を基に作成し、予め演算制御部５２の適宜な記憶領域に記憶させておき、ステップＳ２０６で得られたＥＣＵ温度に応じたバッテリ電圧・補正値マップを選択可能としたものである。

図５には、演算制御部５２に記憶された複数のバッテリ電圧・補正値マップを模式的に示した説明図が示されており、同図について説明すれば、まず、同図において、ｍｐ（１）〜ｍｐ（ｎ）は、ＥＣＵ温度毎に設けられた複数のバッテリ電圧・補正値マップを表している。すなわち、各マップｍｐ（１）〜ｍｐ（ｎ）は、前提となるＥＣＵ温度が異なり、例えば、ｍｐ（１）は、ＥＣＵ温度がｔ１の場合における種々のバッテリ電圧Ｖｂに対する補正値ｃが読み出し可能に構成されたものであり、また、ｍｐ（２）は、ＥＣＵ温度がｔ２の場合における種々のバッテリ電圧Ｖｂに対する補正値ｃが読み出し可能に構成されたものとなっている。なお、温度ｔ１とｔ２との間については、いわゆる補間法等により補正値ｃを演算算出するようにすると好適である。
しかして、ＥＣＵ温度に応じたバッテリ電圧・補正値マップが選択されると、ステップＳ２０４で測定されたバッテリ電圧Ｖｂに応じた補正値が読み出されるものとなっており、この点は、先の図２におけるＳ１０６の処理と基本的に同一である。

次いで、予熱通電のためのデューティ比Ｄｃの算出が行われる（図３のステップＳ２１０参照）。
なお、このステップＳ２１０以降ステップＳ２１４までの処理は、基本的に図２におけるステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２とそれぞれ同一の処理内容であるので、ここでの再度の説明は省略することとする。
このように第２の実施例においては、種々のＥＣＵ温度に対応したバッテリ電圧・補正値マップを設け、ＥＣＵ温度に適した補正値を用いてデューティ比Ｄｃを算出するため、第１の実施例に比して、より適切なデューティ比Ｄｃの補正が行われ、内部ヒータ１ａのより適切な予熱が行われることとなる。
したがって、補正を行っても補正し過ぎて予熱が過剰となるような事態が更に確実に回避され、予熱過剰によるラムダセンサ寿命への悪影響を更に確実に低減できるものとなっている。

次に、第３の実施例について、図４に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
この第３の実施例は、バッテリ電圧・補正値マップの補正値が、特に、通電制御用半導体素子５の個々の電気的特性に依存する割合が高い事に鑑みて、使用され得る複数の通電制御用半導体素子毎に、又は、使用され得る複数の通電制御用半導体素子をグループ分け（例えば、製造ロットによる区分）し、そのグループ毎に、種々のＥＣＵ温度に対するバッテリ電圧・補正値マップを、実測データに基づいて予め作成し、演算制御部５２に記憶させ、後述するように、そのいずれかを選択して用いるようにしたものである。
また、この第３の実施例においては、先の第２の実施例同様、電子制御ユニット１００内に温度センサ６が設けられていることが前提である。

演算制御部５２により処理が開始されると、最初に、車両エンジン（図示せず）の起動からの経過時間を表す変数であるｔｄｒが零に初期化される（図４のステップＳ３０２参照）。なお、このステップＳ３０２の処理は、図２におけるステップＳ１０２の処理と基本的に同一の処理であるので、ここでの詳細は説明は省略する。
次いで、通電制御用半導体素子５の出荷データの読み出しが行われる（図４のステップＳ３０４参照）。

すなわち、この第３の実施例においては、バッテリ電圧・補正値マップの選択（詳細は後述）のため、通電制御用半導体素子５を特定するため予め定められた識別番号や識別符号（以下、説明の便宜上「出荷データ」と称する）、又は、通電制御用半導体素子５がいずれのグループに属するかを特定するために予め定められた出荷データが演算制御部５２の適宜な記憶領域に記憶、保持されることとなっており、このステップＳ３０４においては、その出荷データの読み出しが行われる。

次いで、読み出された出荷データを指標として、演算制御部５２に予め記憶されているバッテリ電圧・補正値マップの複数のグループの内から一つのグループが決定されることとなる（図４のステップＳ３０６参照）。
図６には、演算制御部５２に予め記憶されているバッテリ電圧・補正値マップの構成例が模式的に示されており、以下、同図を参照しつつ、この第３の実施例におけるバッテリ電圧・補正値マップについて説明する。
まず、同図において、ｍｐ（１）〜ｍｐ（ｎ）は、種々のＥＣＵ温度に対するバッテリ電圧・補正値マップである点は、先に図５で説明した例と同様である。

同図において、ｇ１〜ｇｎは、グループを表す識別符号である。
例えば、ラムダセンサ駆動制御装置の製造時に使用される通電制御用半導体素子がｎ個あり、個々の通電制御用半導体素子毎に、種々のＥＣＵ温度に対するバッテリ電圧・補正値マップを実測データに基づいて作成し、これを演算制御部５２に記憶する場合には、ｇ１〜ｇｎは、ｎ個の通電制御用半導体素子を区分する識別番号、又は、識別符号そのもの、若しくは、これら識別番号、又は、識別符号に対応するために別個に定められた番号等である。
したがって、各グループｇ１〜ｇｎにおけるバッテリ電圧・補正値マップは、それぞれ、対応する通電制御用半導体素子を用いた場合において、種々のＥＣＵ温度に対するバッテリ電圧・補正値マップが実測データに基づいて作成されたバッテリ電圧・補正値マップである。

上述のように、個々の通電制御用半導体素子毎に、種々のＥＣＵ温度に対する複数のバッテリ電圧・補正値マップを設けるようにようにすることに代えて、通電制御用半導体素子を、その電気的特性等を指標として複数のグループｇ１〜ｇｎに区分し、各グループ毎に、複数の通電制御用半導体素子に対する複数のバッテリ電圧・補正値マップを設けるようにしても好適である。
すなわち、この場合、各グループｇ１〜ｇｎにおけるバッテリ電圧・補正値マップは、各補正値が、次述するように、そのグループに属する複数の通電制御用半導体素子に対する標準値として定められたものとするのが好適である。
例えば、そのグループに属する複数の通電制御用半導体素子の内、標準的な電気的特性を有する通電制御用半導体素子を用いて内部ヒータ１ａを通電した場合に実測されたデータに基づいて作成したものとするのが好適である。

また、上述のような標準的な電気的特性を有する通電制御用半導体素子を基にしたバッテリ電圧・補正値マップに代えて、同一のグループに包含される複数の通電制御用半導体素子の各々について実測データに基づくバッテリ電圧・補正値マップを得、それぞれのバッテリ電圧・補正値マップにより得られる補正値について、その平均値や二乗平均値などを算出し、その算出結果を補正値とするバッテリ電圧・補正値マップとしても好適である。
なお、グループ分けとしては、他に、例えば、使用され得る通電制御用半導体素子が、複数のいわゆる製造ロットに区分される場合、この製造ロット毎に区分しても好適である。

ここで、再び、図４の説明に戻れば、上述のようにバッテリ電圧・補正値マップが決定された後は、車両用バッテリ（図示せず）のバッテリ電圧Ｖｂの測定が行われる（図４のステップＳ３０８参照）。
なお、このステップＳ３０８以後ステップＳ３１８までの処理は、図３におけるステップＳ２０４以降ステップＳ２１４までの処理と基本的に同一であるので、各処理について、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。

次に、第４の実施例について説明する。
この第４の実施例においては、先の第３の実施例同様、電子制御ユニット１００内に温度センサ６が設けられていることが前提である。
まず、先の第３の実施例は、使用され得る複数の通電制御用半導体について、実測データに基づいてそれぞれバッテリ電圧・補正値マップを作成するか、又は、使用され得る複数の通電制御用半導体素子について、例えば、製造ロット等でのグループ分けを行い、それぞれのグループについて、実測データに基づいてそれぞれのグループの標準となるバッテリ電圧・補正値マップを作成し、演算制御部５２の適宜な記憶領域に予め記憶させ、各車両毎に使用される通電制御用半導体素子が特定された際に、その通電制御用半導体素子を識別するための番号等を演算制御部５２へ記憶させておき、車両が使用に供される際には、記憶された通電制御用半導体素子の識別番号等により、その識別番号等に対応するバッテリ電圧・補正値マップを選択し、デューティ比の補正に用いるようにしたものである。

これに対して、第４の実施例は、車両毎に使用される通電制御用半導体素子が特定された際に、その特定された通電制御用半導体素子を用いた場合に適するバッテリ電圧・補正値マップを実測データに基づいて作成し、それを演算制御部５２の適宜な記憶領域に記憶させて、デューティ比の補正に用いるものである。
したがって、演算制御部５２により実行される処理手順は、上述のように使用されるバッテリ電圧・補正値マップが、第３の実施例と異なり、予め特定された通電制御用半導体素子に適したものであり、そのため、出荷データによるグループの選択（図４のステップＳ３０４、Ｓ３０６参照）が不要となる点を除けば、基本的には、図３に示された第２の実施例における処理手順と同一であり、それ故、各処理内容についての再度の説明は省略することとする。
なお、本発明の実施の形態においては、デューティ比Ｄｃの補正項の値の設定に用いられるバッテリ電圧・補正値マップが、ＥＣＵ温度に対応している場合や、バッテリ電圧・補正値マップが加えて更に通電制御用半導体素子の個々の特性やグループの特背に対応した場合を述べたが、これらに限定される必要はなく、本発明の範囲内で種々の変更加えた構成としても良いことは勿論である。例えば、デューティ比の補正項の補正値の設定に用いられるバッテリ電圧・補正値マップが通電制御用半導体素子の個々の特性に対応しているが、ＥＣＵ温度には対応していない場合も、本発明の範囲内に含まれる。

信頼性、安定性の高いラムダセンサの予熱制御が所望される車両などに適する。

Claims (10)

1. ラムダセンサの内部ヒータへＰＷＭ制御によるパルス電圧を印加し、前記内部ヒータの予熱を行うよう構成されてなるラムダセンサ予熱制御装置におけるラムダセンサ予熱制御方法であって、
   所定の演算式により定められる前記パルス電圧のデューティ比に対して、前記パルス電圧に生ずる立ち上がり、及び、立ち下がり時間の遅延に起因する前記デューティ比におけるパルス電圧の実効値の低下を補償する補正を施すことを特徴とするラムダセンサ予熱制御方法。
2. 前記補正は、前記所定の演算式により算出されたデューティ比に、補正項を加算することで行われ、前記補正項は、車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係に基づいて補正時のバッテリ電圧に対して定められる補正値からなることを特徴とする請求項１記載のラムダセンサ予熱制御方法。
3. 前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係は、前記内部ヒータへの通電を制御する半導体素子近傍の温度に応じてそれぞれ設定され、前記半導体素子近傍の温度に応じて選択されるものであることを特徴とする請求項２記載のラムダセンサ予熱制御方法。
4. 前記内部ヒータへの通電を制御する半導体素子近傍の温度に応じてそれぞれ設定される前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係を、使用される半導体素子毎に、実測データに基づいて設定すると共に、使用される半導体素子毎にグループ分けして設け、車両に使用される半導体素子が特定された際に、当該特定された半導体素子を識別するために付与されたデータを記憶し、前記補正を行う際に、前記データに基づいて、前記グループを選択し、当該選択されたグループの前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係を用いることを特徴とする請求項３記載のラムダセンサ予熱制御方法。
5. 前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係を、使用される半導体素子毎にグループ分けして設けることに代えて、使用される複数の半導体素子を、所定の基準に従ってグループ分けし、当該グループ毎に前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係を設け、当該車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係は、当該グループを構成する前記複数の半導体素子をそれぞれ用いた場合の車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係に対する標準値として定められたものであることを特徴とする請求項４記載のラムダセンサ予熱制御方法。
6. ラムダセンサの内部ヒータへの通電を制御する制御信号を生成、出力する演算制御部と、
   前記演算制御部の制御信号に基づいて前記内部ヒータへＰＷＭ制御によるパルス電圧の印加により通電を行う通電駆動部とを具備してなるラムダセンサ駆動制御装置であって、
   前記演算制御部は、所定の演算式により定められる前記パルス電圧のデューティ比に対して、前記パルス電圧に生ずる立ち上がり、及び、立ち下がり時間の遅延に起因する前記デューティ比におけるパルス電圧の実効値の低下を補償する補正を施すよう構成されてなることを特徴とするラムダセンサ駆動制御装置。
7. 前記演算制御部は、前記所定の演算式により算出されたデューティ比に補正項を加算することで前記補正を行うよう構成されてなると共に、予め記憶された車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係に基づいて補正時のバッテリ電圧に対する補正値を前記補正項として求めるよう構成されてなることを特徴とする請求項６記載のラムダセンサ駆動制御装置。
8. 前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係は、前記内部ヒータへの通電を制御する半導体素子近傍の温度に応じてそれぞれ設定されてなるものであって、前記演算制御部は、前記半導体素子近傍の温度に応じて、前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係を選択するよう構成されてなることを特徴とする請求項７記載のラムダセンサ駆動制御装置。
9. 前記内部ヒータへの通電を制御する半導体素子近傍の温度に応じてそれぞれ設定される前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係は、使用される半導体素子毎に、実測データに基づいて設定され、前記使用される半導体素子毎にグループ分けして設けられたものである一方、
   演算制御部は、
   車両に使用される半導体素子が特定された際に、当該特定された半導体素子を識別するために付与されたデータが記憶され、前記補正を行う際に、前記データに基づいて、前記グループを選択し、当該選択されたグループの前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係を用いるよう構成されてなることを特徴とする請求項８記載のラムダセンサ駆動制御装置。
10. 前記車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係は、使用される半導体素子毎にグループ分けして設けたものであることに代えて、使用される複数の半導体素子を、所定の基準に従ってグループ分けし、当該グループ毎に設けられたものであって、当該車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係は、当該グループを構成する前記複数の半導体素子をそれぞれ用いた場合の車両用バッテリのバッテリ電圧と補正値との相関関係に対する標準値として定められたものであることを特徴とする請求項９記載のラムダセンサ駆動制御装置。

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