JPH0740008B2 - 温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、内燃機関の排気系統に配設された酸
素センサもしくは空燃比センサ（酸素濃度センサ）を活
性化させるために加熱するヒータの発熱状態を所定状態
に制御するのに有効な温度制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、例えば車載用内燃機関の排気系統に、空燃比
制御を行なうために配設された酸素センサもしくは空燃
比センサの活性化を目的とし、ヒータを用いて加熱する
技術が知られている。ここで、例えば酸素センサの場合
は400［℃］以上の温度に、空燃比センサの場合は600
［℃］以上の温度に保つ必要がある。このために、ヒー
タの消費電力を、そのときの内燃機関の運転状態に応じ
て定まる目標電力とするように、ヒータ駆動信号のデュ
ーティ比をフィードバック制御して、ヒータの発熱状態
を所定状態に維持するものが考えられている。このよう
な技術として、例えば、「温度制御装置」（特開昭61−
68550号公報）等が提案されている。

すなわち、電源に対して直列接続された発熱素子、駆動
スイッチ手段および電流検出手段と、発熱素子と駆動ス
イッチ手段との接続点の電圧を取出す取出手段と、を備
え、駆動スイッチ手段のオン時には素子作動電圧（駆動
スイッチ手段および電流検出手段に印加される電圧）
を、一方、オフ時には電源電圧を得、両電圧差から求め
た発熱素子への印加電圧と、電流検出手段によるヒータ
電流とから発熱素子の発熱状態を検出し、該発熱状態が
所定の状態となるように駆動スイッチ手段のオン・オフ
デューティを調整する技術である。このような従来技術
において、素子作動電圧（駆動スイッチ手段および電流
検出手段に印加される電圧［損失電圧］）と電源電圧と
の検出は、ヒータのオン・オフ制御周期に比べて充分短
い時間間隔のタイマー処理の実行により、一定時間毎に
行なわれていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、第６図に示すように、発熱素子駆動信号のデ
ューティ比が30［％］（実線で示す。）〜70［％］（破
線で示す。）の範囲にある場合は、発熱素子と駆動手段
との接続点の電圧を、発熱素子の駆動（ON）・非駆動
（OFF）デューティ比制御周期（時間Ｔ）より短かい時
間間隔（時間ｔ）で検出すれば、駆動（ON）時における
損失電圧と非駆動時（OFF）時における電源電圧とを共
に得ることができる。しかし、第６図に示すように、発
熱素子駆動信号のデューティ比が90［％］のように極め
て大きい場合には、一定の時間間隔（時間ｔ）毎に接続
点の電圧を検出しても、発熱素子の駆動（ON）時におけ
る損失電圧しか検出できない。一方、第６図に示すよう
に、発熱素子駆動信号のデューティ比が10［％］のよう
に極めて小さい場合には、一定の時間間隔（時間ｔ）毎
に接続点の電圧を検出しても、発熱素子の非駆動（OF
F）時における電源電圧しか検出できない。このよう
に、発熱素子駆動信号のデューティ比の極めて大きい状
態もしくは極めて小さい状態が連続する場合には、一定
時間間隔毎の検出では、損失電圧あるいは電源電圧のい
ずれか一方しか測定できない。したがって、発熱素子に
印加される電圧を常時正確に算出できないという問題点
があった。

また、内燃機関の運転状態と発熱素子の目標電力との関
係は、例えば第７図に示すマップのように規定されてい
る。すなわち、低負荷運転状態（アイドル運転時等）の
領域Ｘでは、排気は低温であるため発熱素子による加熱
が必要となり、発熱素子駆動信号のデューティ比はほぼ
100［％］となる。一方、高負荷運転状態の領域Ｙで
は、排気は高温であるため発熱素子による加熱の必要が
なく、発熱素子駆動信号のデューティ比はほぼ０［％］
となる。しかし、上述したように、このようなデューテ
ィ比が極めて大きい状態が連続する場合、あるいは極め
て小さい状態が連続する場合には、発熱素子に印加され
る電圧を正確に検出できないので、発熱素子の消費電力
を目標電力とするフィードバック制御を正確に実行でき
ないという問題もあった。このような不具合点は、多量
の加熱が必要な低負荷運転状態において、特に顕著に現
われた。

本発明は、発熱素子駆動信号のデューティ比が連続して
極めて大きい場合もしくは連続して極めて小さい場合で
も、発熱素子に印加される電圧を検出して発熱素子の消
費電力を目標電力とする制御を常時正確に実行できる温
度制御装置の提供を目的とする。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、 電源に対して直列に接続された発熱素子M1、駆動手段M2
および電流検出手段M3と、 上記発熱素子M1と上記駆動手段M2との接続点における電
圧を検出し、上記駆動手段M2の非駆動時には電源電圧と
して、一方、上記駆動手段M2の駆動時には損失電圧とし
て各々出力する電圧検出手段M4と、 該電圧検出手段M4の出力した電源電圧および損失電圧と
上記電流検出手段M3の検出した電流とから求まる上記発
熱素子M1の消費電力が、予め定められた目標電力となる
ように上記駆動手段M2の駆動・非駆動を制御する駆動信
号を決定する制御手段M5と、 を具備した温度制御装置において、 さらに、上記駆動手段M2が所定時間以上連続して駆動状
態にあるときは、上記駆動手段M2を一時的に非駆動状態
とする指令を該駆動手段M2に出力すると共に、該非駆動
状態における前記接続点の電圧を検出する指令を上記電
圧検出手段M4に出力する電源電圧測定手段M6と、 上記駆動手段M2が所定時間以上連続して非駆動状態にあ
るときは、上記駆動手段M2を一時的に駆動状態とする指
令を該駆動手段M2に出力すると共に、該駆動状態におけ
る前記接続点の電圧を検出する指令を上記電圧検出手段
M4に出力する損失電圧測定手段M7と、 を備えたことを特徴とする温度制御装置を要旨とするも
のである。

発熱素子M1とは、例えば、酸素センサもしくは空燃比セ
ンサの活性化を目的とし、電源からの給電に応じて発熱
するヒータのようなものである。

駆動手段M2とは、例えば、外部からの指令に従って、上
記発熱素子M1を駆動状態もしくは非駆動状態に切り換え
る回路素子により構成できる。例えば、トランジスタで
あってもよく、また例えば、その他のスイッチング素子
であってもよい。

電流検出手段M3とは、上記発熱素子M1に通電される電流
を検出するものである。例えば、電流検出用抵抗器等に
より実現できる。

電圧検出手段M4とは、発熱素子M1と駆動手段M2との接続
点の電圧を検出し、駆動手段M2の非駆動時には電源電圧
として、一方、駆動時には損失電圧として出力するもの
である。ここで損失電圧とは、駆動手段M2および電流検
出手段M3に印加される電圧である。例えば、上記接続点
の電圧を所定周期毎に検出し、駆動手段M2の駆動・非駆
動状態に応じて電源電圧もしくは損失電圧として出力す
るよう構成できる。

制御手段M5とは、電源電圧および損失電圧と電流とから
求まる発熱素子M1の消費電力を予め定められた目標電力
とするよう駆動手段M2を制御する駆動信号を決定するも
のである。例えば、電源電圧と損失電圧との電圧差に電
流を掛けて発熱素子M1の最大消費電力を算出し、内燃機
関の運転状態に基づいて定まる目標電力と該最大消費電
力との比に応じて駆動信号のデューティ比を決定するよ
う構成できる。

また例えば、後述する電源電圧測定手段M6により駆動手
段M2が一時的に非駆動状態とされたときは、該非駆動状
態の継続時間に相当する時間だけ駆動信号を増加補正
し、一方、後述する損失電圧測定手段M7により駆動手段
M2が一時的に駆動状態とされたときは、該駆動状態の継
続時間に相当する時間だけ駆動信号を減少補正するもの
であってもよい。

電源電圧測定手段M6とは、駆動手段M2が所定時間以上連
続して駆動状態にあるときに、該駆動手段M2を一時的に
非駆動状態として発熱素子M1と駆動手段M2との接続点の
電圧を検出する指令を出力するものである。例えば、駆
動信号のデューティ比が極めて大きい場合に、駆動手段
M2を遮断して電源電圧を検出させるよう構成できる。

損失電圧測定手段M7とは、駆動手段M2が所定時間以上連
続して非駆動状態にあるときに、該駆動手段M2を一時的
に駆動状態として発熱素子M1と駆動手段M2との接続点の
電圧を検出する指令を出力するものである。例えば、駆
動信号のデューティ比が極めて小さい場合に、駆動手段
M2を導通させて損失電圧を検出させるよう構成できる。

上記電圧検出手段M4、制御手段M5、電源電圧測定手段M6
および損失電圧測定手段M7は、例えば、各々独立したデ
ィスクリートな論理回路により実現できる。また例え
ば、周知のCPUを始めとしてROM,RAMおよびその他の周辺
回路素子と共に論理演算回路として構成され、予め定め
られた処理手順に従って、上記各手段を実現するもので
あってもよい。

［作用］ 本発明の温度制御装置は、第１図に例示するように、発
熱素子M1と駆動手段M2との接続点の電圧を検出して電圧
検出手段M4の出力する電源電圧および損失電圧と、電流
検出手段M3の検出した電流とから求まる発熱素子M1の消
費電力が、予め定められた目標電力となるように制御手
段M5は駆動手段M2を制御する駆動信号を決定するに際
し、上記駆動手段M2が所定時間以上連続して駆動状態に
あるときは、電源電圧測定手段M6が駆動手段M2を一時的
に非駆動状態とする指令を該駆動手段M2に出力すると共
に、該非駆動状態における前記接続点の電圧を検出する
指令を上記電圧検出手段M4に出力し、一方、上記駆動手
段M2が所定時間以上連続して非駆動状態にあるときは、
損失電圧測定手段M7が上記駆動手段M2を一時的に駆動状
態とする指令を該駆動手段M2に出力すると共に、該駆動
状態における前記接続点の電圧を検出する指令を上記電
圧検出手段M4に出力するよう働く。

すなわち、駆動手段M2が所定時間以上連続して駆動状態
にあるときは、損失電圧を検出すると共に強制的に一時
的な非駆動状態に移行させて電源電圧を併せて検出し、
一方、駆動手段M2が所定時間以上連続して非駆動状態に
あるときは、電源電圧を検出すると共に強制的に一時的
な駆動状態に移行させて損失電圧を併せて検出するので
ある。

従って本発明の温度制御装置は、駆動手段M2にいかなる
駆動信号が印加されているときでも電源電圧測定手段M6
と損失電圧測定手段M7とにより電源電圧および損失電圧
を検出でき、電流検出手段M3の検出した電流と上記両電
圧とに基づいて、発熱体M1の消費電力を目標電力とする
制御を常時正確に行なうよう働く。以上のように本発明
の各構成要素が作用することにより、本発明の技術的課
題が解決される。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明第１実施例である温度制御装置のシステ
ム構成を第２図に示す。

第２図に示すように、温度制御装置１は車載のバッテリ
２からイグニションスイッチ３を介して電力の供給を受
けて作動するヒータ４、インジェクタ５および該ヒータ
４、インジェクタ５を制御する電子制御装置（以下単に
ECUと呼ぶ。）６から構成されている。上記ヒータ４
は、図示しないエンジンの排気系統に配設されて排気中
の残存酸素濃度を検出する酸素センサに内蔵され、該酸
素センサの活性化を目的として加熱を行なう白金製のヒ
ータである。

上記ヒータ４には、ECU6内に設けられたヒータ駆動用ト
ランジスタ７、電流検出用抵抗８が直列に接続されてい
る。ヒータ駆動用トランジスタ７は、ヒータ４の駆動・
非駆動を制御し、電流検出用抵抗８はヒータ４に流れる
電流を検出する。また、インジェクタ５には、ECU6内に
設けられたインジュクタ駆動用トランジクタ９が直列に
接続されている。

ECU6は、CPU6a,ROM6b,RAM6cを中心に論理演算回路とし
て構成され、コモンバス6dを介して入出力ポート6e、出
力ポート6fに接続されて信号の入出力を行なう。上記ヒ
ータ４とヒータ駆動用トランジスタ７との接続点10の電
圧および該ヒータ駆動用トランジスタ７と電流検出用抵
抗８との接続点11の電圧は、マルチプレクサ6g、A/D変
換器6hを介して入出力ポート6eからCPU6aに入力され
る。また、CPU6aは出力ポート6fを介して上記ヒータ駆
動用トランジスタ７および上記インジェクタ駆動用トラ
ンジスタ９に制御信号を出力して、ヒータ４およびイン
ジェクタ５の駆動を制御する。ここで、上記ヒータ駆動
用トランジスタ７が非駆動状態（OFF）にあるときは、
上記ヒータ４とヒータ駆動用トランジスタ７との接続点
10の電圧は、バッテリ２の電圧に等しい電源電圧VHC2と
なる。一方、上記ヒータ駆動用トランジスタ７が駆動状
態（ON）にあるときは、上記ヒータ４とヒータ駆動用ト
ランジスタ７との接続点10の電圧は、ヒータ駆動用トラ
ンジスタ７および電流検出用抵抗８に印加される損失電
圧VHC1となる。また、このときの、上記ヒータ駆動用ト
ランジスタ７と電流検出用抵抗８との接続点11の電圧
は、電流検出用抵抗８の両端電圧VIHとなる。したがっ
て、電源電圧VHC2と損失電圧VHC1との差からヒータ４に
印加される電圧VHが求まり、一方、両端電圧VIHを電流
検出用抵抗８の抵抗値R1で割るとヒータ４に流れる電流
IHが求まる。このヒータ４に印加される電圧VHと該ヒー
タ４を流れる電流IHからヒータ４の消費電力を算出でき
る。

次に、上記ECU6の実行する温度制御処理を、第３図に示
すフローチャートに基づいて説明する。本温度制御処理
は、ECU6の起動に伴って開始され、120［msec］毎に繰
り帰して実行される。まずステップ100では、ヒータ４
とヒータ駆動用トランジスタ７との接続点10の電圧が基
準電圧（本実施例の場合は５［Ｖ］）未満であるか否か
に基づいてヒータ駆動用トランジスタ７が駆動状態（O
N）であるか否かを判定し、肯定判断されるとステップ1
05に、一方、否定判断されるとステップ140に各々進
む。ヒータ駆動用トランジスタ７が駆動状態（ON）であ
ると判定されたときに実行されるステップ105では、駆
動カウンタC1の値に１を加算すると共に、非駆動カウン
タC2を値０にリセットする処理が行なわれる。続くステ
ップ110では、駆動カウンタC1の値が10以上であるか否
かを判定し、肯定判断されるとステップ125に、一方、
否定判断されるとステップ115に各々進む。ヒータ駆動
用トランジスタ７が駆動状態（ON）であっていまだ充分
な時間が経過していないときに実行されるステップ115
では、電流検出用抵抗８の両端電圧VIHをA/D変換して入
力する処理が行なわれる。続くステップ120では、損失
電圧VHC1をA/D変換して入力する処理が行なわれ、その
後ステップ180に進む。一方、ヒータ駆動用トランジス
タ７が駆動状態（ON）であって充分時間が経過したとき
に実行されるステップ125では、駆動カウンタC1を値０
にリセットする処理が行なわれる。続くステップ130で
は、ヒータ駆動用トランジスタ７を一時的に非駆動状態
（OFF）とする処理が行なわれる。次にステップ135に進
み、上記ステップ130の処理によりヒータ駆動用トラン
ジスタ７が非駆動状態（OFF）にある間に、電源電圧VHC
2をA/D変換して入力する処理を行なった後、ステップ18
0に進む。

一方、上記ステップ100で、ヒータ駆動用トランジスタ
７が駆動状態（ON）でないと判定されたときに実行され
るステップ140では、駆動カウンタC1を値０にリセット
すると共に、非駆動カウンタC2の値に１を加算する処理
が行なわれる。続くステップ145では、非駆動カウンタC
2の値が10以上であるか否かを判定し、肯定判断される
とステップ155に、一方、否定判断されるとステップ150
に各々進む。ヒータ駆動用トランジスタ７が非駆動状態
（OFF）であっていまだ充分な時間が経過していないと
きに実行されるステップ150では、電源電圧VHC2をA/D変
換して入力する処理を行なった後、ステップ180に進
む。一方、ヒータ駆動用トランジスタ７が非駆動状態
（OFF）であって充分時間が経過したときに実行される
ステップ155では、非駆動カウンタC2を値０にリセット
する処理が行なわれる。続くステップ160では、ヒータ
駆動用トランジスタ７を一時的に駆動状態（ON）とする
処理が行なわれる。次にステップ165に進み上記ステッ
プ160の処理によりヒータ駆動用トランジスタ７が駆動
状態（ON）にある間に、電流検出用抵抗８の両端電圧VI
HをA/D変換して入力する処理が行なわれる。続くステッ
プ170では、損失電圧VHC1をA/D変換して入力する処理が
行なわれ、その後ステップ180に進む、 ステップ180では、上記ステップ135もしくはステップ15
0で入力された電源電圧VHC2から上記ステップ120もしく
はステップ170で入力された損失電圧VHC1を減算して、
ヒータ４に印加される電圧VHを算出する処理が行なわれ
る。続くステップ185では、上記ステップ115もしくはス
テップ165で入力した両端電圧VIHを電流検出用抵抗８の
抵抗値R1で割ってヒータ４に流れる電流IHを算出する処
理が行なわれる。次にステップ190に進み、上記ステッ
プ180で算出したヒータ４に印加される電圧VHと上記ス
テップ185で算出したヒータ４に流れる電流IHとを掛け
て、デューティ比100［％］の場合のヒータ４の最大消
費電力W100を算出する処理が行なわれる。続くステップ
193では、エンジンの運転状態に応じて、第４図に示す
ようなマップに従い、ヒータ４の目標電力WMを算出する
処理が行なわれる。すなわち、第４図に示すように、エ
ンジンの吸気管圧力PMや回転速度Neの低い低負荷状態で
は、ヒータ４の目標電力WMは30［Ｗ］のように大きな値
となっている。一方、吸気管圧力PMや回転速度Neの高い
高負荷状態では、ヒータ４の目標電力WNは０［Ｗ］のよ
うに小さな値となっている。ECU6は、第４図に示すよう
なマップを予めROM6b内に記憶しており、該マップに基
づいてヒータ４の目標電力WMを算出するのである。次
に、ステップ196に進み、上記ステップ193で算出した目
標電力WMを上記ステップ190で算出した最大消費電力W10
0で割って、ヒータ駆動用トランジスタ７に出力する駆
動信号のデューティ比DBを算出する処理を行なった後、
一旦本温度制御処理を終了する。以後、本温度制御処理
は、120［msec］毎に繰り返して実行される。

なお本第１実施例において、ヒータ４が発熱素子M1に、
ヒータ駆動用トランジスタ７が駆動手段M2に、電流検出
用抵抗８が電流検出手段M3に各々該当する。またECU6お
よび該ECU6の実行する処理のうち、（ステップ120,15
0）が電圧検出手段M4として、（ステップ180,185,190,1
93,196）が制御手段M5として、（ステップ100,105,110,
125,130,135）が電源電圧測定手段M6として（ステップ1
00,140,145,155,160,170）が損失電圧測定手段M7として
各々機能する。

以上説明したように本第１実施例は、ヒータ駆動用トラ
ンジスタ７に出力される駆動信号のデューティ比が100
［％］に近い状態が所定時間以上継続した場合には、ヒ
ータ駆動用トランジスタ７を一時的に非駆動状態として
電源電圧VHC2を検出し、一方、上記駆動信号のデューテ
ィ比が０［％］に近い状態が所定時間以上継続した場合
にはヒータ駆動用トランジスタ７を一時的に駆動状態と
して損失電圧VHC1および両端電圧VIHを検出するよう構
成されている。このため、駆動信号のデューティ比が極
めて大きいときあるいは極めて小さいときでも、電源電
圧VHC2、損失電圧VHC1および両端電圧VIHを常時確実に
検出することができる。

また、ヒータ４に印加される電圧とヒータ４を流れる電
流とを常時算出できるので、ヒータ４の消費電力を目標
電力WMとする制御を正確に行なうことができる。

さらに、エンジン運転中のバッテリ２の電圧変動や温度
上昇に伴うヒータ４の抵抗値変化の影響を最小限に抑制
したヒータ４の安定な温度制御が可能となる。

また、エンジンの低負荷運転時のように駆動信号のデュ
ーティ比が100［％］に近い場合、もしくは、エンジン
の高負荷運転時のように駆動信号のデューティ比がが０
［％］に近い場合でも、ヒータ４の消費電力を目標電力
WMに維持できる。したがって、冷間始動時やアイドル運
転時等のように、ヒータ４の多量の加熱による酸素セン
サの活性化が必要な場合に有効な制御を実現できる。こ
のことは、活性化のための温度が600［℃］以上の空燃
比センサ（酸素濃度センサ）の加熱用ヒータに適用した
場合には、特に顕著な効果を示す。

次に、本発明の第２実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本第２実施例と既述した第１実施例との相違点
は、第２実施例では電源電圧もしくは損失電圧測定のた
めに一時的にヒータ駆動用トランジスタの駆動・非駆動
状態を変更したことに起因するヒータの消費電力の変動
を補償することである。なお、システム構成は既述した
第１実施例と同様のため、同様の部分は同一符号にて表
記し、説明を省略する。

次に、本第２実施例の特徴をなす温度制御処理を第５図
のフローチャートに基づいて説明する。本温度制御処理
は、ECU6の起動に伴って開始され、120［msec］毎に繰
り返して実行される。

まず、ヒータ駆動用トランジスタ７が駆動状態にあっ
て、計数を続けている駆動カウンタC1の値が10未満のと
きは、両端電圧VIHおよび損失電圧VHC1をA/D変換して入
力する（ステップ200,205,210,215,220）。一方、駆動
カウンタC1の値が10以上のときは、該駆動カウンタC1を
リセットし、前回算出した損失デューティ比DLOSSを読
み込み、ヒータ駆動用トランジスタ７を一時的に非駆動
状態（OFF）として電源電圧VHC2をA/D変換して入力する
（ステップ200,205,210,225,230,235,240）。次に、電
源電圧VHC2と損失電圧VHC1との差からヒータ４に印加さ
れる電圧VHを算出し（ステップ250）、両端電圧VIHを電
流検出用抵抗８の抵抗値R1で割ってヒータ４に流れる電
流IHを算出し（ステップ255）、ヒータ４の最大消費電
力W100を算出し（ステップ260）、既述した第１実施例
と同様なマップに従ってヒータ４の目標電力WMを算出し
（ステップ265）、ヒータ駆動用トランジスタ７の駆動
信号のデューティ比DBを算出する（ステップ270）。さ
らにデューティ比DBと損失デューティ比DLOSSとを加算
して出力デューティ比D0を算出する（ステップ275）、
出力デューティ比D0が100［％］を上回ったときは、出
力デューティ比D0と100［％］との差から損失デューテ
ィ比DLOSSを算出し、出力デューティ比を100［％］に設
定する（ステップ280,285,290）。その後、一旦本温度
制御処理を終了する。一方、出力デューティ比D0が100
［％］以下のときは、損失デューティ比DLOSSを０
［％］に設定する（ステップ280,295）。その後、一旦
本温度制御処理を終了する。

一方、ヒータ駆動用トランジスタ７が非駆動状態にあっ
て、計数を続けている非駆動カウンタC2の値が10未満の
ときは、電源電圧VHC2をA/D変換して入力する（ステッ
プ200,305,310,315）。一方、非駆動カウンタC2の値が1
0以上のときは、該非駆動カウンタC2をリセットし、前
回算出したオーバデューティ比DOVERを読み込み、ヒー
タ駆動用トランジスタ７を一時的に駆動状態（ON）とし
て損失電圧VHC1および両端電圧VIHをA/D変換して入力す
る（ステップ200,305,310,325,330,335,340,345）。次
にヒータ４に印加される電圧VHを算出し（ステップ35
0）、ヒータ４に流れる電流IHを算出し（ステップ35
5）、ヒータ４の最大消費電力W100を算出し（ステップ3
60）、既述した第１実施例と同様なマップに従ってヒー
タ４の目標電力WMを算出し（ステップ365）、ヒータ駆
動用トランジスタ７の駆動信号のデューティ比DBを算出
する（ステップ370）。さらに、デューティ比DBからオ
ーバデューティ比DOVERを減算して出力デューティ比D0
を算出する（ステップ375）。出力デューティ比D0が０
［％］を下回ったときは、出力デューティ比D0をオーバ
デューティ比DOVERとし、出力デューティ比D0を０
［％］に設定する（ステップ380,385,390）。その後、
一旦温度制御処理を終了する。一方、出力デューティD0
が０［％］以上のときは、オーバデューティ比DOVERを
０［％］に設定し（ステップ380,395）、その後、一旦
本温度制御処理を終了する。以後、本温度制御処理は、
120［msec］毎に繰り返して実行される。

なお本第２実施例において、ヒータ４が発熱素子M1に、
ヒータ駆動用トランジスタ７が駆動手段M2に、電流検出
用抵抗８が電流検出手段M3に各々該当する。また、ECU6
および該ECU6の実行する処理のうち、（ステップ220,31
5）が電圧検出手段M4として、（ステップ250,255,260,2
65,270,275,280,285,290,295,350,355,360,365,370,37
5,380,385,390,395）が制御手段M5として、（ステップ2
00,205,210,225,235,240）が電源電圧測定手段M6とし
て、（ステップ200,305,310,325,335,340）が損失電圧
測定手段M7として各々機能する。

以上説明したように本第２実施例によれば、既述した第
１実施例の各効果に加えて、次のような効果を奏する。
すなわち、ヒータ４を電源電圧VHC2または損失電圧VHC1
測定のために一時的に駆動もしくは非駆動とした場合の
消費電力の過不足を補償するので、ヒータ４の消費電力
を目標電力WMとするフィードバック制御を速やかに、し
かもより一層正確に実行することができる。このこと
は、空燃比センサの加熱用ヒータに適用した場合に、特
に有効である。

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に何頭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種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。

発明の効果 以上詳記したように本発明の温度制御装置によれば、発
熱素子駆動信号のデューティ比の極めて大きい状態もし
くは極めて小さい状態が連続する場合でも、常に損失電
圧および電源電圧の両者を検出できるので、発熱素子に
印加される電圧を正確に求めることができるという優れ
た効果を奏する。

また、上記効果に伴い、内燃機関の低負荷運転状態ある
いは高負荷運転状態のように、発熱素子駆動信号のデュ
ーティ比が極めて大きい場合もしくは極めて小さい場合
にも、発熱素子の消費電力を目標電力とする制御を正確
に実行できる。このことは、冷間始動時あるいはアイド
ル運転時等の、発熱素子による多量の加熱が必要な場合
に、特に有効である。

なお、例えば、制御手段を、電源電圧測定手段の出力す
る駆動手段を一時的に非駆動状態とする指令に応じて駆
動信号を増加補正し、一方、損失電圧測定手段の出力す
る駆動手段を一時的に駆動状態とする指令に応じて駆動
信号を減少補正するよう構成した場合には、発熱素子の
消費電力を目標電力とする制御の応答性・追従性を向上
できると共に、その制御精度をより一層高めることがで
きる。このことは、特に温度制御精度を要求される空燃
比センサの温度制御に適用した場合に顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を例示した基本的構成図、第２図
は本発明第１実施例のシステム構成図、第３図は同じく
その制御を示すフローチャート、第４図は同じくそのマ
ップを示すグラフ、第５図は本発明第２実施例の制御を
示すフローチャート、第６図はデューティ比と電圧検出
時間間隔との関係を示すタイミングチャート、第７図は
内燃機関の運転状態と発熱素子の目標電力との関係を規
定したマップを示すグラフである。 M1……発熱素子 M2……駆動手段 M3……電流検出手段 M4……電圧検出手段 M5……制御手段 M6……電源電圧測定手段 M7……損失電圧測定手段 １……温度制御装置 ４……ヒータ ６……電子制御装置（ECU） 6a……CPU ７……ヒータ駆動用トランジスタ ８……電流検出用抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源に対して直列に接続された発熱素子、
   駆動手段および電流検出手段と、 上記発熱素子と上記駆動手段との接続点における電圧を
   検出し、上記駆動手段の非駆動時には電源電圧として、
   一方、上記駆動手段の駆動時には損失電圧として各々出
   力する電圧検出手段と、 該電圧検出手段の出力した電源電圧および損失電圧と上
   記電流検出手段の検出した電流とから求まる上記発熱素
   子の消費電力が、予め定められた目標電力となるように
   上記駆動手段の駆動・非駆動を制御する駆動信号を決定
   する制御手段と、 を具備した温度制御装置において、 さらに、上記駆動手段が所定時間以上連続して駆動状態
   にあるときは、上記駆動手段を一時的に非駆動状態とす
   る指令を該駆動手段に出力すると共に、該非駆動状態に
   おける前記接続点の電圧を検出する指令を上記電圧検出
   手段に出力する電源電圧測定手段と、 上記駆動手段が所定時間以上連続して非駆動状態にある
   ときは、上記駆動手段を一時的に駆動状態とする指令を
   該駆動手段に出力すると共に、該駆動状態における前記
   接続点の電圧を検出する指令を上記電圧検出手段に出力
   する損失電圧測定手段と、 を備えたことを特徴とする温度制御装置。
2. 【請求項２】上記制御手段が、上記電源電圧測定手段の
   出力する上記駆動手段を一時的に非駆動状態とする指令
   に応じて前記駆動信号を増加補正し、一方、上記損失電
   圧測定手段の出力する上記駆動手段を一時的に駆動状態
   とする指令に応じて前記駆動信号を減少補正する特許請
   求の範囲第１項に記載の温度制御装置。