JPH053542B2 - - Google Patents
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- JPH053542B2 JPH053542B2 JP59020342A JP2034284A JPH053542B2 JP H053542 B2 JPH053542 B2 JP H053542B2 JP 59020342 A JP59020342 A JP 59020342A JP 2034284 A JP2034284 A JP 2034284A JP H053542 B2 JPH053542 B2 JP H053542B2
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- heater
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1493—Details
- F02D41/1494—Control of sensor heater
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/1493—Details
- F02D41/1496—Measurement of the conductivity of a sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関の排ガス中の酸素濃度を検
出する酸素濃度センサに内蔵されたヒータの制御
装置に関し、特に、酸素濃度センサ用ヒータの異
常過熱による断線を防止する制御装置に関するも
のである。
出する酸素濃度センサに内蔵されたヒータの制御
装置に関し、特に、酸素濃度センサ用ヒータの異
常過熱による断線を防止する制御装置に関するも
のである。
三元触媒を用いて排ガスを浄化する内燃機関で
は、排ガス中の残留酸素濃度を酸素濃度センサに
より検出し、この検出信号に基づいて空燃比を理
論空燃比近傍に制御している。この種の酸素濃度
センサでは酸素濃度に一致した検出信号を得る使
用温度範囲が決まつており、内燃機関の運転条件
にかかわらず酸素濃度センサの使用温度範囲であ
る例えば500℃以上の高温に保つ必要がある。そ
こで、酸素濃度センサ内に加熱用の白金ヒータを
内蔵し、内燃機関の運転中はこのヒータに常時通
電して加熱している。
は、排ガス中の残留酸素濃度を酸素濃度センサに
より検出し、この検出信号に基づいて空燃比を理
論空燃比近傍に制御している。この種の酸素濃度
センサでは酸素濃度に一致した検出信号を得る使
用温度範囲が決まつており、内燃機関の運転条件
にかかわらず酸素濃度センサの使用温度範囲であ
る例えば500℃以上の高温に保つ必要がある。そ
こで、酸素濃度センサ内に加熱用の白金ヒータを
内蔵し、内燃機関の運転中はこのヒータに常時通
電して加熱している。
しかしながら、酸素濃度センサに内蔵されたヒ
ータは常時加熱されるため、例えば1400℃以上に
も過熱された場合にはヒータが断線してしまい、
酸素濃度センサが正常に検出動作を行わなくな
る。
ータは常時加熱されるため、例えば1400℃以上に
も過熱された場合にはヒータが断線してしまい、
酸素濃度センサが正常に検出動作を行わなくな
る。
そこで、従来酸素濃度センサのヒータが断線し
た場合、空燃比が過度にリーン化することを防止
するために、空燃比のフイードバツク制御を中止
して、予め設定された設定値に空燃比を固定する
オープンループ制御を行なう空燃比制御装置が提
案されている（例えば、特開昭57−140539号公報
等）。
た場合、空燃比が過度にリーン化することを防止
するために、空燃比のフイードバツク制御を中止
して、予め設定された設定値に空燃比を固定する
オープンループ制御を行なう空燃比制御装置が提
案されている（例えば、特開昭57−140539号公報
等）。
しかしながら、ヒータの断線時にはセンサ交換
等の修理が必要となるため、酸素濃度センサ用ヒ
ータの断線をなくすことが重要な課題となつてい
る。
等の修理が必要となるため、酸素濃度センサ用ヒ
ータの断線をなくすことが重要な課題となつてい
る。
本発明は、前述の点に鑑みてなされたものであ
つて、酸素濃度センサ内に内蔵されたヒータの異
常過熱による断線を防止し、常時酸素濃度センサ
を最適な温度に加熱して活性化し得る酸素濃度セ
ンサ用ヒータの制御装置を提供することを目的と
する。
つて、酸素濃度センサ内に内蔵されたヒータの異
常過熱による断線を防止し、常時酸素濃度センサ
を最適な温度に加熱して活性化し得る酸素濃度セ
ンサ用ヒータの制御装置を提供することを目的と
する。
上記目的を達成するために、本発明の酸素濃度
センサ用ヒータの制御装置は、第１図に例示する
ように、 内燃機関の排気系に設置され排ガス中の酸素濃
度を検出する酸素濃度センサに内蔵されたヒータ
を制御する制御装置であつて、 前記ヒータの抵抗値を検出するヒータ抵抗検出
手段と、 前記内燃機関の排気温を検出する排気温センサ
と、 前記排気と前記ヒータとが熱平衡状態であるか
否かを検出する熱平衡状態検出手段と、 前記排気と前記ヒータとの熱平衡状態が検出さ
れたときの前記排気温センサの検出した排気温と
前記ヒータ抵抗検出手段の検出した抵抗値と前記
ヒータの抵抗値の温度特性を表す所定の温度係数
とに基づいて絶対零度時の前記ヒータの初期抵抗
値を演算する初期抵抗値演算手段と、 前記ヒータ抵抗検出手段により検出された抵抗
値と前記初期抵抗値と前記温度係数とに基づい
て、前記ヒータの温度を算出し、前記ヒータの温
度を所定の温度に制御すべく前記ヒータへの電力
供給を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする酸素濃度センサ用ヒー
タの制御装置を要旨としている。
センサ用ヒータの制御装置は、第１図に例示する
ように、 内燃機関の排気系に設置され排ガス中の酸素濃
度を検出する酸素濃度センサに内蔵されたヒータ
を制御する制御装置であつて、 前記ヒータの抵抗値を検出するヒータ抵抗検出
手段と、 前記内燃機関の排気温を検出する排気温センサ
と、 前記排気と前記ヒータとが熱平衡状態であるか
否かを検出する熱平衡状態検出手段と、 前記排気と前記ヒータとの熱平衡状態が検出さ
れたときの前記排気温センサの検出した排気温と
前記ヒータ抵抗検出手段の検出した抵抗値と前記
ヒータの抵抗値の温度特性を表す所定の温度係数
とに基づいて絶対零度時の前記ヒータの初期抵抗
値を演算する初期抵抗値演算手段と、 前記ヒータ抵抗検出手段により検出された抵抗
値と前記初期抵抗値と前記温度係数とに基づい
て、前記ヒータの温度を算出し、前記ヒータの温
度を所定の温度に制御すべく前記ヒータへの電力
供給を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする酸素濃度センサ用ヒー
タの制御装置を要旨としている。
以上の構成により、本発明では、熱平衡状態検
出手段により排気とヒータとの熱平衡状態が検出
されたときの排気温センサで検出された排気温
と、ヒータ抵抗検出手段で検出されたヒータの抵
抗値と、ヒータの抵抗値の温度特性を表す所定の
温度係数とに基づいて絶対零度時のヒータの初期
抵抗値が初期抵抗値演算手段により演算される。
そして、制御手段により、ヒータ抵抗検出手段に
より検出された抵抗値と上記初期抵抗値と上記温
度係数とに基づいて、ヒータの温度が算出され、
ヒータの温度を所定の温度に制御すべくヒータへ
の電力供給が制御される。
出手段により排気とヒータとの熱平衡状態が検出
されたときの排気温センサで検出された排気温
と、ヒータ抵抗検出手段で検出されたヒータの抵
抗値と、ヒータの抵抗値の温度特性を表す所定の
温度係数とに基づいて絶対零度時のヒータの初期
抵抗値が初期抵抗値演算手段により演算される。
そして、制御手段により、ヒータ抵抗検出手段に
より検出された抵抗値と上記初期抵抗値と上記温
度係数とに基づいて、ヒータの温度が算出され、
ヒータの温度を所定の温度に制御すべくヒータへ
の電力供給が制御される。
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
る。
第２図は全体構成図を示し、１は公知の６気筒
火花点火式内燃機関（以下エンジンと言う）であ
つて、エアークリーナ２から燃焼用の空気を吸入
し、吸気管３からリザーバタンク、スロツトル弁
４、吸気マニホールド等を経てシリンダ内へ供給
する。６は排気マニホールドで、各シリンダから
排気マニホールド６へ排出された排ガスは排気管
７、触媒コンバータ等を経て大気中へ排出され
る。吸気管３には、エンジン１に吸入される吸気
量を検出し、吸気量に応じたアナログ電圧信号を
出力するポテンシヨメータ式の吸気量センサ１
１、及び吸入空気の温度を検出し吸気温に応じた
アナログ検出信号を出力するサーミスタ式の吸気
温センサ１２が設置されている。また、エンジン
１には冷却水温を検出し、冷却水温に応じたアナ
ログ電圧信号を出力するサーミスタ式の水温セン
サ１３が設置され、さらに、排気マニホールド６
には、排ガス中の酸素濃度を検出し、残留酸素濃
度に比例したアナログ信号を出力する酸素濃度セ
ンサ１４が設置される。この酸素濃度センサ１４
は酸素の濃淡電池原理を使用する固体電解質型に
類するもので、ジルコニアを使用した固体電解質
を運転条件に係わらず例えば約500℃以上に加熱
して常時活性化するために、白金製のヒータ１４
ａが酸素濃度センサ１４に内蔵されている。この
白金製のヒータ１４ａは温度に対しほぼ一定の正
の温度係数αを有し、その温度THと抵抗値RH
との関係は、 RH＝RH0（１＋αTH） の式で表わすことができる。なお、RH0は絶対
零度時のヒータの初期抵抗値である。
火花点火式内燃機関（以下エンジンと言う）であ
つて、エアークリーナ２から燃焼用の空気を吸入
し、吸気管３からリザーバタンク、スロツトル弁
４、吸気マニホールド等を経てシリンダ内へ供給
する。６は排気マニホールドで、各シリンダから
排気マニホールド６へ排出された排ガスは排気管
７、触媒コンバータ等を経て大気中へ排出され
る。吸気管３には、エンジン１に吸入される吸気
量を検出し、吸気量に応じたアナログ電圧信号を
出力するポテンシヨメータ式の吸気量センサ１
１、及び吸入空気の温度を検出し吸気温に応じた
アナログ検出信号を出力するサーミスタ式の吸気
温センサ１２が設置されている。また、エンジン
１には冷却水温を検出し、冷却水温に応じたアナ
ログ電圧信号を出力するサーミスタ式の水温セン
サ１３が設置され、さらに、排気マニホールド６
には、排ガス中の酸素濃度を検出し、残留酸素濃
度に比例したアナログ信号を出力する酸素濃度セ
ンサ１４が設置される。この酸素濃度センサ１４
は酸素の濃淡電池原理を使用する固体電解質型に
類するもので、ジルコニアを使用した固体電解質
を運転条件に係わらず例えば約500℃以上に加熱
して常時活性化するために、白金製のヒータ１４
ａが酸素濃度センサ１４に内蔵されている。この
白金製のヒータ１４ａは温度に対しほぼ一定の正
の温度係数αを有し、その温度THと抵抗値RH
との関係は、 RH＝RH0（１＋αTH） の式で表わすことができる。なお、RH0は絶対
零度時のヒータの初期抵抗値である。
ところで、ヒータ１４ａについては、第３図の
ヒータ温度と抵抗の関係を示すグラフからわかる
ように、その製造工程等により初期抵抗値RH0
にばらつきが生じ、初期抵抗値RH0の高いグラ
フＡのヒータの場合にはヒータ温度が500℃のと
き抵抗は５Ωであるが、初期抵抗値RH0の低い
グラフＢのヒータの場合にはヒータ温度が1000℃
のとき抵抗が５Ωであるというような製品にばら
つきがある。そこで、この発明では後述するよう
に、そのヒータ１４ａの初期抵抗値RH0を正確
に測定することができるヒータ温度THと抵抗値
RHから算出するようにしている。
ヒータ温度と抵抗の関係を示すグラフからわかる
ように、その製造工程等により初期抵抗値RH0
にばらつきが生じ、初期抵抗値RH0の高いグラ
フＡのヒータの場合にはヒータ温度が500℃のと
き抵抗は５Ωであるが、初期抵抗値RH0の低い
グラフＢのヒータの場合にはヒータ温度が1000℃
のとき抵抗が５Ωであるというような製品にばら
つきがある。そこで、この発明では後述するよう
に、そのヒータ１４ａの初期抵抗値RH0を正確
に測定することができるヒータ温度THと抵抗値
RHから算出するようにしている。
１０は排気管７に設置されたサーミスタ式の排
気温センサ、１６はスロツトル弁４のスロツトル
開度を検出するスロツトル開度センサである。１
５は、エンジン１のクランク軸の回転速度（回転
数）を検出するピツクアツプコイル式の回転数セ
ンサで、デイストリビユータ２２内のロータに対
向して設置され、エンジン回転数に応じた周波数
のパルス信号を出力する。
気温センサ、１６はスロツトル弁４のスロツトル
開度を検出するスロツトル開度センサである。１
５は、エンジン１のクランク軸の回転速度（回転
数）を検出するピツクアツプコイル式の回転数セ
ンサで、デイストリビユータ２２内のロータに対
向して設置され、エンジン回転数に応じた周波数
のパルス信号を出力する。
演算制御手段となる制御回路２０は、各センサ
１０〜１６からの検出信号に基づき燃料噴射量を
演算し、この噴射量に応じて電磁式の燃料噴射弁
５の開弁時間を制御すると共に、ヒータ１４ａの
制御をも行なうものである。次に、第４図により
制御回路２０について説明すると、制御回路２０
はマイクロコンピユータを中心に構成され、１０
０は所定のプログラムに従つて各種演算制御処理
を実行するCPU、１０１は回転数センサ１５か
らの検出信号を入力しエンジン回転数をカウント
する回転数カウンタである。１０２は割り込み制
御部で、エンジン回転に同期して回転数カウンタ
から送られる割り込み指令信号を入力し、この時
割り込み信号をCPU１００に出力する。１０３
はデジタル入力ポートで、エアコンスイツチ、ス
タータスイツチからのデジタル信号を入力し
CPU１００に伝達する。１０４はアナログマル
チプレクサとＡ／Ｄ変換器等からなるアナログ入
力ポートで、吸気量センサ１１、吸気温センサ１
２、水温センサ１３、及び排気温センサ１０、酸
素濃度センサ１４、スロツトル開度センサ１６か
らの各検出信号をＡ／Ｄ変換して順次CPU１０
０に伝達する機能をもつ。
１０〜１６からの検出信号に基づき燃料噴射量を
演算し、この噴射量に応じて電磁式の燃料噴射弁
５の開弁時間を制御すると共に、ヒータ１４ａの
制御をも行なうものである。次に、第４図により
制御回路２０について説明すると、制御回路２０
はマイクロコンピユータを中心に構成され、１０
０は所定のプログラムに従つて各種演算制御処理
を実行するCPU、１０１は回転数センサ１５か
らの検出信号を入力しエンジン回転数をカウント
する回転数カウンタである。１０２は割り込み制
御部で、エンジン回転に同期して回転数カウンタ
から送られる割り込み指令信号を入力し、この時
割り込み信号をCPU１００に出力する。１０３
はデジタル入力ポートで、エアコンスイツチ、ス
タータスイツチからのデジタル信号を入力し
CPU１００に伝達する。１０４はアナログマル
チプレクサとＡ／Ｄ変換器等からなるアナログ入
力ポートで、吸気量センサ１１、吸気温センサ１
２、水温センサ１３、及び排気温センサ１０、酸
素濃度センサ１４、スロツトル開度センサ１６か
らの各検出信号をＡ／Ｄ変換して順次CPU１０
０に伝達する機能をもつ。
１０５は直接バツテリ１９に接続される電源回
路で、RAM１０７に電源を供給し、１０６はキ
ースイツチ１８を介してバツテリ１９に接続され
る電源回路で、RAM１０７以外の各ユニツトに
電源を供給する。RAM１０７は読み込み読み出
し可能な一時記憶回路であるが、キースイツチ１
８のオフ後も常時記憶内容を保持する不揮発性メ
モリをなす。１０８はプログラムや各種定数、テ
ーブルデータ等を記憶する読み出し専用のROM
であり、ヒータ１４ａの温度係数αもここに格納
される。
路で、RAM１０７に電源を供給し、１０６はキ
ースイツチ１８を介してバツテリ１９に接続され
る電源回路で、RAM１０７以外の各ユニツトに
電源を供給する。RAM１０７は読み込み読み出
し可能な一時記憶回路であるが、キースイツチ１
８のオフ後も常時記憶内容を保持する不揮発性メ
モリをなす。１０８はプログラムや各種定数、テ
ーブルデータ等を記憶する読み出し専用のROM
であり、ヒータ１４ａの温度係数αもここに格納
される。
出力回路１０９はラツチ、ダウンカウンタ、パ
ワートランジスタなどからなり、CPU１００で
演算された燃料噴射量（時間）データに基づき実
際の燃料噴射弁５の開弁時間を制御する制御信号
をつくり、燃料噴射弁５に所定のタイミングで出
力する。１１１はタイマーで、クロツク信号を発
生してCPU１００に送り、或は割り込み制御部
１０２に時間割り込み信号を出力する。
ワートランジスタなどからなり、CPU１００で
演算された燃料噴射量（時間）データに基づき実
際の燃料噴射弁５の開弁時間を制御する制御信号
をつくり、燃料噴射弁５に所定のタイミングで出
力する。１１１はタイマーで、クロツク信号を発
生してCPU１００に送り、或は割り込み制御部
１０２に時間割り込み信号を出力する。
１１０はヒータ制御回路で、CPU１００から
の指令信号に基づきヒータ１４ａへの通電をオン
オフ制御する。１７はヒータ１４ａの抵抗を検出
するヒータ抵抗検出器で、例えばヒータ１４ａの
電圧と電流値からその時の抵抗値RHを検出し、
その抵抗値データをアナログ入力ポートを介して
CPU１００に伝達する。
の指令信号に基づきヒータ１４ａへの通電をオン
オフ制御する。１７はヒータ１４ａの抵抗を検出
するヒータ抵抗検出器で、例えばヒータ１４ａの
電圧と電流値からその時の抵抗値RHを検出し、
その抵抗値データをアナログ入力ポートを介して
CPU１００に伝達する。
次に、第５図、第６図のフローチヤートにより
ヒータの制御処理を説明する。
ヒータの制御処理を説明する。
エンジンの始動時にキースイツチ１８がオンさ
れ、制御回路２０に通電された際、CPU１００
は、公知の初期化ルーチンを実行し、各種レジス
タ等をリセツトすると共にRAM１０７の内容を
チエツクした後、第５図の処理ルーチンに入る。
れ、制御回路２０に通電された際、CPU１００
は、公知の初期化ルーチンを実行し、各種レジス
タ等をリセツトすると共にRAM１０７の内容を
チエツクした後、第５図の処理ルーチンに入る。
このルーチンでは先ずステツプ２００を実行
し、回転数センサ１５から回転数カウンタ１０１
を介して回転数Neを、排気温センサ１０から排
気温Txを、そして、ヒータ抵抗値RHをヒータ
抵抗検出器１７からアナログ入力ポートを介して
CPU１００に取り込む。次に、ステツプ２１０
にて、一定時間内での回転数Neとヒータ抵抗値
RHの変動△Neと△RHを算出し、次にステツプ
２２０に進む。ステツプ２２０では、この変動△
Ne、△RHが充分小さい設定値以下であるか否
かを判定し、回転数とヒータ抵抗の変動△Ne、
△RHが設定値以下であれば、定常回転時には排
気温は一定であり、ヒータ抵抗の変動が小さい場
合には排気とヒータ１４ａとが熱的に平衡状態に
あるとみなし、次に、ステツプ２３０に進む。
し、回転数センサ１５から回転数カウンタ１０１
を介して回転数Neを、排気温センサ１０から排
気温Txを、そして、ヒータ抵抗値RHをヒータ
抵抗検出器１７からアナログ入力ポートを介して
CPU１００に取り込む。次に、ステツプ２１０
にて、一定時間内での回転数Neとヒータ抵抗値
RHの変動△Neと△RHを算出し、次にステツプ
２２０に進む。ステツプ２２０では、この変動△
Ne、△RHが充分小さい設定値以下であるか否
かを判定し、回転数とヒータ抵抗の変動△Ne、
△RHが設定値以下であれば、定常回転時には排
気温は一定であり、ヒータ抵抗の変動が小さい場
合には排気とヒータ１４ａとが熱的に平衡状態に
あるとみなし、次に、ステツプ２３０に進む。
ステツプ２３０では、上記のようにヒータ１４
ａが排気と熱平衡にあることから、排気温度Tx
をヒータ温度THとして、RH0＝RH／（１＋
αTH）の式よりヒータ１４ａの絶対零度におけ
る初期抵抗値RH0を算出する。そして、ステツ
プ２４０にて、この初期抵抗値RH0が正常か否
かを判定し、正常であればステツプ２５０に進
み、初期抵抗値RH0をRAM１０７に格納する。
ａが排気と熱平衡にあることから、排気温度Tx
をヒータ温度THとして、RH0＝RH／（１＋
αTH）の式よりヒータ１４ａの絶対零度におけ
る初期抵抗値RH0を算出する。そして、ステツ
プ２４０にて、この初期抵抗値RH0が正常か否
かを判定し、正常であればステツプ２５０に進
み、初期抵抗値RH0をRAM１０７に格納する。
なお、ステツプ２１０，２２０では回転数Ne
とヒータ抵抗値RHの変動をみていたが、回転数
Neに変えて排気温Txの変動を監視し、一定時間
排気温Txとヒータ抵抗値RHの変動が小さい場
合にも排気とヒータ１４ａが熱平衡に達したとみ
なしてもよい。
とヒータ抵抗値RHの変動をみていたが、回転数
Neに変えて排気温Txの変動を監視し、一定時間
排気温Txとヒータ抵抗値RHの変動が小さい場
合にも排気とヒータ１４ａが熱平衡に達したとみ
なしてもよい。
このようにして、エンジン始動時にヒータ１４
ａの初期抵抗値RH0を算出し、RAM１０７に格
納した後、タイマー割り込み、又は回転数に応じ
た割り込みルーチンとして第６図のヒータ制御処
理が実行される。
ａの初期抵抗値RH0を算出し、RAM１０７に格
納した後、タイマー割り込み、又は回転数に応じ
た割り込みルーチンとして第６図のヒータ制御処
理が実行される。
このルーチンに入ると、先ずステツプ３００を
実行し、ヒータ抵抗検出器１７により検出された
ヒータ１４ａの抵抗値RHをCPU１００に取り込
み、次に、ステツプ３１０にて、ヒータ１４ａの
温度THをTH＝（RH／RH0−１）／αの式から
算出する。なお、αにはROM１０８に予め格納
されたヒータの温度係数が、RH0には前述のス
テツプ２５０でRAM１０７に格納された初期抵
抗値が使用される。そして、ステツプ３２０に進
み、排気温センサ１０により検出された排気温デ
ータをCPU１００に取り込むが、排気温センサ
を使用しない場合には、その時のエンジン回転数
と別の処理ルーチンで算出された燃料噴射量との
各データからデータマツプ等を利用して排気温を
求めることもできる。続いて、ステツプ３３０に
進み、排気温データから目標ヒータ温度THmax
とTHminを所定の計算式又はマツプデータを使
用して算出する。この目標ヒータ温度THmaxと
THminは、排気温が高い時にはヒータ温度TH
を下げ、排気温が低い時にはヒータ温度THを上
げることにより酸素濃度センサ１４の加熱温度を
例えば800℃〜830℃の最適温度に維持するように
算出される。次に、ステツプ３４０を実行して、
ヒータ温度THが目標ヒータ温度THmaxより高
いか否かを判定し、ヒータ温度THが目標ヒータ
温度THmaxより高くない場合、次にステツプ３
５０に進み、ヒータ温度THが目標ヒータ温度
THminより低いか否かを判定し、ヒータ温度
THが目標ヒータ温度THminより低くなければ、
ヒータ１４ａの制御は不要としてこのルーチンを
ぬける。これに対し、ステツプ３４０にて、ヒー
タ温度THが目標ヒータ温度THmaxより高いと
判定されたとき、次にステツプ３６０を実行し、
ヒータ１４ａの加熱を停止する指令信号をヒータ
制御回路１１０に送り、ヒータ制御回路１１０は
ヒータ１４ａへの通電をオフする制御を行ない、
これによつてヒータ１４ａの異常加熱が防止され
る。一方、ステツプ３５０にて、ヒータ温度TH
が目標ヒータ温度THminより低いと判定された
とき、次にステツプ３７０を実行し、ヒータ１４
ａを加熱させる指令信号をヒータ制御回路１１０
へ送る。これによつて、ヒータ制御回路１１０は
ヒータ１４ａに電力供給を行ない、ヒータ１４ａ
の加熱により酸素濃度センサ１４は最適温度まで
加熱される。
実行し、ヒータ抵抗検出器１７により検出された
ヒータ１４ａの抵抗値RHをCPU１００に取り込
み、次に、ステツプ３１０にて、ヒータ１４ａの
温度THをTH＝（RH／RH0−１）／αの式から
算出する。なお、αにはROM１０８に予め格納
されたヒータの温度係数が、RH0には前述のス
テツプ２５０でRAM１０７に格納された初期抵
抗値が使用される。そして、ステツプ３２０に進
み、排気温センサ１０により検出された排気温デ
ータをCPU１００に取り込むが、排気温センサ
を使用しない場合には、その時のエンジン回転数
と別の処理ルーチンで算出された燃料噴射量との
各データからデータマツプ等を利用して排気温を
求めることもできる。続いて、ステツプ３３０に
進み、排気温データから目標ヒータ温度THmax
とTHminを所定の計算式又はマツプデータを使
用して算出する。この目標ヒータ温度THmaxと
THminは、排気温が高い時にはヒータ温度TH
を下げ、排気温が低い時にはヒータ温度THを上
げることにより酸素濃度センサ１４の加熱温度を
例えば800℃〜830℃の最適温度に維持するように
算出される。次に、ステツプ３４０を実行して、
ヒータ温度THが目標ヒータ温度THmaxより高
いか否かを判定し、ヒータ温度THが目標ヒータ
温度THmaxより高くない場合、次にステツプ３
５０に進み、ヒータ温度THが目標ヒータ温度
THminより低いか否かを判定し、ヒータ温度
THが目標ヒータ温度THminより低くなければ、
ヒータ１４ａの制御は不要としてこのルーチンを
ぬける。これに対し、ステツプ３４０にて、ヒー
タ温度THが目標ヒータ温度THmaxより高いと
判定されたとき、次にステツプ３６０を実行し、
ヒータ１４ａの加熱を停止する指令信号をヒータ
制御回路１１０に送り、ヒータ制御回路１１０は
ヒータ１４ａへの通電をオフする制御を行ない、
これによつてヒータ１４ａの異常加熱が防止され
る。一方、ステツプ３５０にて、ヒータ温度TH
が目標ヒータ温度THminより低いと判定された
とき、次にステツプ３７０を実行し、ヒータ１４
ａを加熱させる指令信号をヒータ制御回路１１０
へ送る。これによつて、ヒータ制御回路１１０は
ヒータ１４ａに電力供給を行ない、ヒータ１４ａ
の加熱により酸素濃度センサ１４は最適温度まで
加熱される。
このように、一定時間毎の又は一定回転数毎の
割り込み処理によりステツプ３００乃至ステツプ
３７０が繰り返し実行されることによつて、ヒー
タ１４ａへの電力供給が制御され、酸素濃度セン
サ１４の温度が活性化に最適な温度に維持され
る。また、ヒータへの電力供給量は内燃機関の排
気温に応じて設定される目標温度になるように制
御される。従つて、内燃機関の運転状態にかかわ
らず、酸素濃度センサを常に最適な温度に制御す
ることが可能となる。
割り込み処理によりステツプ３００乃至ステツプ
３７０が繰り返し実行されることによつて、ヒー
タ１４ａへの電力供給が制御され、酸素濃度セン
サ１４の温度が活性化に最適な温度に維持され
る。また、ヒータへの電力供給量は内燃機関の排
気温に応じて設定される目標温度になるように制
御される。従つて、内燃機関の運転状態にかかわ
らず、酸素濃度センサを常に最適な温度に制御す
ることが可能となる。
以上詳細に説明したように本発明によれば、排
気とヒータとの熱平衡状態が検出されたときの排
気温センサで検出された排気温と、ヒータ抵抗検
出手段で検出されたヒータの抵抗値と、ヒータの
抵抗値の温度特性を表す所定の温度係数とに基づ
いて絶対零度時のヒータの初期抵抗値が演算され
る。
気とヒータとの熱平衡状態が検出されたときの排
気温センサで検出された排気温と、ヒータ抵抗検
出手段で検出されたヒータの抵抗値と、ヒータの
抵抗値の温度特性を表す所定の温度係数とに基づ
いて絶対零度時のヒータの初期抵抗値が演算され
る。
従つて、製品毎のばらつきが多いヒータ固有の
初期抵抗値を正確に求めることができる。
初期抵抗値を正確に求めることができる。
また、ヒータ抵抗検出手段により検出された抵
抗値と上記演算された初期抵抗値と上記温度係数
とに基づいて、ヒータの温度を算出するので、ヒ
ータ温度を高精度に求めることができる。
抗値と上記演算された初期抵抗値と上記温度係数
とに基づいて、ヒータの温度を算出するので、ヒ
ータ温度を高精度に求めることができる。
さらに、求めたヒータの温度が所定の温度とな
るようヒータへの電力供給を制御するので、ヒー
タは異常過熱することがなく、ヒータの断線を防
止することができるという優れた効果がある。
るようヒータへの電力供給を制御するので、ヒー
タは異常過熱することがなく、ヒータの断線を防
止することができるという優れた効果がある。
第１図は本発明のクレーム対応図、第２図〜第
６図は本発明の実施例を示し、第２図は全体構成
図、第３図はヒータ温度と抵抗値の関係を示すグ
ラフ図、第４図は制御回路のブロツク図、第５図
と第６図は制御回路の動作を示すフローチヤート
である。 １０…排気温センサ、１５…回転数センサ、１
４…酸素濃度センサ、１４ａ…ヒータ、１７…ヒ
ータ抵抗検出器、２０…制御回路。
６図は本発明の実施例を示し、第２図は全体構成
図、第３図はヒータ温度と抵抗値の関係を示すグ
ラフ図、第４図は制御回路のブロツク図、第５図
と第６図は制御回路の動作を示すフローチヤート
である。 １０…排気温センサ、１５…回転数センサ、１
４…酸素濃度センサ、１４ａ…ヒータ、１７…ヒ
ータ抵抗検出器、２０…制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の排気系に設置され排ガス中の酸素
濃度を検出する酸素濃度センサに内蔵されたヒー
タを制御する制御装置であつて、 前記ヒータの抵抗値を検出するヒータ抵抗検出
手段と、 前記内燃機関の排気温を検出する排気温センサ
と、 前記排気と前記ヒータとが熱平衡状態であるか
否かを検出する熱平衡状態検出手段と、 前記排気と前記ヒータとの熱平衡状態が検出さ
れたときの前記排気温センサの検出した排気温と
前記ヒータ抵抗検出手段の検出した抵抗値と前記
ヒータの抵抗値の温度特性を表す所定の温度係数
とに基づいて絶対零度時の前記ヒータの初期抵抗
値を演算する初期抵抗値演算手段と、 前記ヒータ抵抗検出手段により検出された抵抗
値と前記初期抵抗値と前記温度係数とに基づい
て、前記ヒータの温度を算出し、前記ヒータの温
度を所定の温度に制御すべく前記ヒータへの電力
供給を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする酸素濃度センサ用ヒー
タの制御装置。 ２ 前記熱平衡状態検出手段は、 前記内燃機関の回転数を検出する回転数センサ
と、 前記回転数センサにより検出された前記内燃機
関の回転数の変動が所定範囲内であり、かつ前記
ヒータ抵抗検出手段により検出された前記ヒータ
の抵抗値の変動が所定範囲内であるとき、前記排
気と前記ヒータとが熱平衡状態であると判断する
判断手段と、 を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の酸素濃度センサ用ヒータの制御装置。 ３ 前記制御手段は、 前記排気温センサにより検出された排気温に応
じて、目標ヒータ温度を設定する目標ヒータ温度
設定手段と、 前記ヒータ温度を前記目標ヒータ温度に近づけ
るよう前記ヒータへの通電を制御する通電制御手
段と、 を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項に記載の酸素濃度センサ用ヒータの
制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020342A JPS60164241A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 酸素濃度センサ用ヒ−タの制御装置 |
| US06/698,546 US4708777A (en) | 1984-02-06 | 1985-02-05 | Method and apparatus for controlling heater of a gas sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020342A JPS60164241A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 酸素濃度センサ用ヒ−タの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164241A JPS60164241A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH053542B2 true JPH053542B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=12024462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020342A Granted JPS60164241A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 酸素濃度センサ用ヒ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164241A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4993392A (en) * | 1989-04-24 | 1991-02-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for controlling heater for heating oxygen sensor |
| JP2737237B2 (ja) * | 1989-04-24 | 1998-04-08 | トヨタ自動車株式会社 | 酸素センサ用ヒータの制御装置 |
| JP2570443B2 (ja) * | 1989-12-15 | 1997-01-08 | トヨタ自動車株式会社 | 酸素センサのヒータ制御装置 |
| DE19651328B4 (de) * | 1996-12-11 | 2007-07-26 | Dittrich, Jürgen | Gassensor |
| DE102006009241A1 (de) | 2006-02-28 | 2007-09-06 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE102010063152A1 (de) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Heizung eines aktiv beheizten Abgassensors |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130650A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | Control circuit of heater current |
| JPS57203940A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | Gas sensor |
| JPS589054A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | Hitachi Ltd | 湿度検出装置 |
| JPS5883251A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-19 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関の酸素濃度センサ |
-
1984
- 1984-02-06 JP JP59020342A patent/JPS60164241A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56130650A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | Control circuit of heater current |
| JPS57203940A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-14 | Nissan Motor Co Ltd | Gas sensor |
| JPS589054A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | Hitachi Ltd | 湿度検出装置 |
| JPS5883251A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-19 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 内燃機関の酸素濃度センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60164241A (ja) | 1985-08-27 |
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